淺談助力機械手在汽車總裝線上的運用

覃海揮

摘 要：隨著汽車制造行業(yè)的發(fā)展和壯大，吸引了大批的投資，越來越多先進的技術被引進到了汽車的制造行業(yè)當中，汽車生產(chǎn)線的自動化程度也在逐漸提高。工人密集的配裝工位也逐漸由自動化設備代替，工人的勞動強度減輕，工作環(huán)境得到了較好的改善。在眾多的自動化設備當中有一種由于汽車總裝線上的助力機械手，它是結合人體工學原理建造的一種仿真的半自動化設備，具有人機互助的特點。我們可以通過對其夾具形式進行改變來實現(xiàn)對車身不同部位零件的裝加。而且助力機械手的結構比較簡單，重量也不是很大，所以應用起來比較靈活，安全系數(shù)較高。文章將對助力機械手的結構特點進行分析，對其工作原理以及在汽車總裝線上的應用進行研究，以供大家參考。

關鍵詞：汽車總裝線；助力機械手；技術的運用

中圖分類號：U468.2 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）17-0043-02

近幾年來，汽車行業(yè)得到了快速的發(fā)展，汽車已經(jīng)成為了人們出行重要的代步工具，所以汽車制造業(yè)的投資力度也在不斷的加大。汽車制造的自動化程度也在不斷提高，人工的手動操作逐漸被半自動化或者自動化的機械設備所取代，既減輕了工人的勞動量，又加快了汽車制造生產(chǎn)的速度。在汽車的總裝線上助力機械手是近幾年來發(fā)展比較快的一種自動化設備，他的整個構造模仿人體工學，相較于傳統(tǒng)的機械而言更加的簡單，運行起來也相對的安全、流暢。

1 助力機械手的種類及其特點

隨著科學技術的不斷發(fā)展和進步，助力機械手的種類也逐漸增多，滿足了不同行業(yè)不同物料以及不同工藝對于搬運的需求，按照不同的分類原則主要有以下幾大類。

首先就是按照不同的工作原理進行分類，主要有兩種，其中一種是硬臂的助力機械手，而硬臂類的又可以根據(jù)不同的工作曲線細分為PBF、PBC、PBD和PBS四種。在進行利用的過程中，我們可以根據(jù)不同的工作需求，選擇合適的主機，然后再為其配備合理的抓取夾具和滑動系統(tǒng)，組成一個完整的可操作的機械手系統(tǒng)。這種硬臂式的助力機械手，全部都是由硬臂的桿狀結構構成，所以整體的剛性較強，平衡力也非常的出色。因此這種硬臂式的助力機械手被廣泛的應用于要求定位準確、障礙眾多、環(huán)境受限、情況相對復雜和承載力較強的區(qū)域。另外一類就是軟索助力機械手。軟索類的又可以根據(jù)主體運行元件的區(qū)別分為IRB、PBB以及鋼絲繩和鏈條的幾種形式。而主要以IRB作為主要的軟索系列機械手。這種助力機械手主要采用的是情動平衡吊的主機，在為之輔助相應合適的夾具和滑動系統(tǒng)，就能夠組成一個相對完整的助力機械手系統(tǒng)。這種助力機械手的主機與夾具之間的連接，主要是靠鋼絲繩來實現(xiàn)的。

其次，我們也可以按照不同的基座來對助力機械手來進行劃分，主要有落地固定式、懸掛固定式、附墻式幾種。

助力機械手操作起來相對容易，而且如果配備的夾具得當，就能夠實現(xiàn)快速的夾取。助力機械手還具有定位的功能，雖然只是輔助的作用，但是也能避免較多錯誤操作的發(fā)生，使得夾取的過程中可靠性更高，而且這種助力機械手在進行保養(yǎng)和維護的過程中，也相對容易，不需要投入大量的資金來進行保養(yǎng)。

2 助力機械手的系統(tǒng)結構

助力機械手的結構主要采用的是旋轉式的機械臂，主要的構成有吊掛縱向的移動裝置，滑車系統(tǒng)、機械手的主體結構以及氣動裝置和安全監(jiān)測裝置。在進行安裝時我們一般由上到下、由左到右按順序進行安裝。主要的安裝效果，如圖1所示。

3 機械手本體的機械結構

助力機械手的本體主要由三個關節(jié)構成，這三個關節(jié)可實現(xiàn)全方位的旋轉動作，任意的角度都可以實現(xiàn)調整。助力機械手在主次關節(jié)部位都設有制動裝置，工作人員可以利用按鈕面板上的剎車按鍵，實現(xiàn)對關節(jié)的鎖定。這樣即使在閑置的狀態(tài)助力裝置也不會發(fā)生漂移的現(xiàn)象。平行的四連桿臂可以通過平衡氣缸的作用使得助力機械手的手臂實現(xiàn)上下的升降。由于角度的可調節(jié)性和手臂的可升降性，使得平行四連桿臂的末端能夠實現(xiàn)相互連接，也使得桿臂的轉動缺陷得到了彌補。次臂通過回轉連通與角度調整來實現(xiàn)整條桿臂的連接，并且在次臂的下端還與法蘭和夾具進行連接，使整個結構的穩(wěn)定性大大提高。

4 軌道系統(tǒng)

助力機械手的軌道系統(tǒng)，采用的雙排的鋁合金軌道，它會與平臺上移動的小車進行相互的配合，這樣可以與平臺之下的小車的法蘭連接硬臂的機械手，使整個設備都在軌道上進行平穩(wěn)的運行，減少危險情況的發(fā)生。該軌道是C型軌道，軌道的材料都是進口的材料，其強度更高，穩(wěn)的運行，減少危險情況的發(fā)生。該軌道是C型軌道，軌道的材料都是進口的材料，其強度更高，剛性更強，密度更大，精度更高。軌道的非金屬滾輪采用的也是具有高強度耐磨形式的尼龍材料，大大增加了實用性和使用的壽命。

5 氣動控制系統(tǒng)

增壓系統(tǒng)可以消除工廠當中氣源不穩(wěn)定因素的影響，這樣就可以保證系統(tǒng)當中的壓力處于正常的平衡狀態(tài)。當氣源突然的下降或者是出現(xiàn)了斷氣的狀態(tài)時，就可以通過儲氣罐來對整個操作過程進行保證，使其生產(chǎn)活動順利完成。并且它還能夠保證氣源在發(fā)生壓力波動時，機械手的平衡狀態(tài)不被打破，不會發(fā)生漂移現(xiàn)象。

在每一個回轉的關節(jié)上都會設置制動裝置，這個裝置的作用是通過啟動鎖緊裝置實現(xiàn)的，當它發(fā)生作用之后就可以對旋轉的關節(jié)軸進行鎖定。如果助力機械手處于閑置的狀態(tài)，那么也可以通過這個裝置使其處于一個相對安全的狀態(tài)，將風險降到最低。

在氣動控制系統(tǒng)當中，會將所有的按鈕都集中到一起，這樣在手柄的位置就可以實現(xiàn)統(tǒng)一的操作，使得整個的控制過程更加的簡單，方便。

6 專用夾具

助力機械手的專用夾具需要針對不同的工件進行非標的設計，在整個的設計過程中需要考慮以下幾點內容。其一，就是要注意夾具設置的位置以及是否符合整個系統(tǒng)的需求。其二，就是夾具采用的材料既要結實耐用，又要輕巧靈活便于操作。其三，就是夾具必須能夠在進行工件時快速安全的進行動作的執(zhí)行。其四，就是在進行夾具的使用過程中，要對工件或者是車身進行安全的防護處理，這樣可以有效的避免專用夾具造成的劃痕，避免不必要的損失。其五，就是夾具工件必須容易進行安裝和拆卸，這樣在進行位置轉移的過程當中，才不會浪費時間。

在汽車總裝線上幾種常用的夾具，如圖2所示。

7 安全監(jiān)測裝置

在汽車的總裝線上，對于操作人員的安全防護以及對于汽車車身的安全防護都需要我們格外的進行注意，尤其是在進行設計的過程中，就應該對這些因素進行全面的考慮。一般在總裝線上都具有一些裝置過載報警裝置、檔位切換裝置、剎車裝置等等。在能夠與車身進行接觸的部位都需要額外的進行軟墊的安裝，這樣可以減少對車身的劃痕損傷，避免企業(yè)的經(jīng)濟損失。

8 設備的優(yōu)點

首先這套設備所采用的元件都是進口的優(yōu)質產(chǎn)品，所以穩(wěn)定性相對較高。助力機械手的控制范圍較廣，運行起來相對平穩(wěn)。其次就是整個設計的方案能夠充分的結合實際的生產(chǎn)情況，更加優(yōu)質、高效。助力機械手的配置功能較為齊全，所以能夠適應不同的技條件，既能夠完成要求以內的裝配任務，還能夠完成不同規(guī)格的產(chǎn)品裝配任務。

9 結 語

目前助力機械手在汽車總裝線的應用已經(jīng)越來越廣泛，整個操作的系統(tǒng)不需要電動進行控制，只需要氣動就可以實現(xiàn)操作，這樣就使得汽車生產(chǎn)的安全性有了很大的保證。并且助力機械手的使用也大大的減輕了人力的勞動，提高了整個生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率。尤其是對于一些人工很難進行操作的工作，比如制動液或者大型蓄電池的搬動，都可以利用助力機械手來進行解決，既減少了對人體皮膚造成傷害的可能，又保證了生產(chǎn)環(huán)境的干凈整潔。未來助力機械手將會更加的完善，使得汽車生產(chǎn)總裝線的效率更加顯著的提高，為企業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展帶來更大的助力。

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