汽車玻璃企業(yè)機械手臂的運用探討

謝永恒

摘 要：汽車行業(yè)的快速發(fā)展，帶動了整個產(chǎn)業(yè)鏈技術水平的不斷提升，其中的汽車玻璃企業(yè)可謂是技術革新最快的一部分。汽車玻璃企業(yè)的自動化程度極高，最早實現(xiàn)了自動化生產(chǎn)，通過大量機械手臂的應用，不僅節(jié)省了大量的人力，還減少了產(chǎn)品損耗，提高了產(chǎn)品質(zhì)量與精度，間接的促進了汽車行業(yè)的向前發(fā)展。筆者根據(jù)個人多年來汽車玻璃企業(yè)的實際工作經(jīng)驗，先對汽車玻璃企業(yè)中應用的常見機械手臂進行簡單描述，繼而對機械手臂的特點及應用進行詳細的論述，希望能夠通過本文的描述，充分體現(xiàn)機械手臂的技術領先優(yōu)勢，為汽車玻璃企業(yè)的未來發(fā)展指明方向。

關鍵詞：汽車玻璃企業(yè)；機械手臂；類型；特點；應用

玻璃企業(yè)是汽車行業(yè)中自動化程度提高最快的一部分，通過應用機械手臂的方式，減少了大量的作業(yè)人員，而且通過提升自動化程度的方式，在減少人工成本的同時，提高了勞動效率，降低作業(yè)人員的勞動強度?，F(xiàn)階段，我國絕大多數(shù)的汽車玻璃企業(yè)都已經(jīng)完成了機械手臂的安裝和使用，取得了明顯的效果，在激烈的市場競爭中獲得了成功，其中部分企業(yè)已經(jīng)將發(fā)展方向瞄準了國際市場，并且通過提高自動化程度以及產(chǎn)品質(zhì)量的方式，獲得了大量的國際訂單。

1 汽車玻璃企業(yè)機械手臂的種類

為了在生產(chǎn)過程中減少消耗、提高勞動效率、保證產(chǎn)品質(zhì)量，因此汽車玻璃企業(yè)都已經(jīng)廣泛使用了機械手臂。機械手臂的使用能夠更好地利用平衡原理，在保證玻璃安全的前提下，更加快捷、高效的在狹小空間內(nèi)完成玻璃的移動定位，這一過程只需要作業(yè)人員的簡單點動。現(xiàn)階段使用的機械手臂按照結(jié)構(gòu)形式，我們可以將其分為兩類，分別是硬臂式機械手臂以及軟索式機械手臂兩種，企業(yè)應根據(jù)生產(chǎn)過程中的實際情況進行選擇。下面我們分別對兩種機械手臂進行分析、描述：

1.1 硬臂式機械手臂

硬臂式機械手臂由四部分組成，分別是夾具部分、機械手主機、氣路控制系統(tǒng)以及地面行走機構(gòu)。硬臂式機械手臂能夠在廠房高度有限、工件重心遠離懸掛點，并且工件需要傾斜或者反轉(zhuǎn)的情況下使用。與此同時，硬臂式機械手臂配備有儲氣罐，能夠保證在斷氣狀態(tài)下繼續(xù)使用一循環(huán)，而且還能夠發(fā)出警報，在壓力下降到一定程度時，啟動自鎖功能，保證零件的安全。由于硬臂式機械手臂配備有安全系統(tǒng)，因此操作人員無法在工件在運輸過程中、未妥善方式的情況下進行釋放。通過非標夾具的配合使用，硬臂式機械手臂的適用范圍大幅擴展，幾乎可以起吊任意形狀的工件，因此這種機械手臂的適用范圍極為廣闊。

1.2 軟索式機械手臂

軟鎖式機械手臂的功能與硬臂式機械手臂基本一樣，而且通過配備儲氣罐的方式，斷氣狀態(tài)下繼續(xù)使用一循環(huán)，并且能夠向操作者提出警報。軟鎖式機械手臂通過配合使用各種非標夾具的方式能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)范圍的擴大，這種生產(chǎn)方式具有簡單實用、價格低廉的特點。

2 機械手臂的特點

機械手臂具有通用性高、可編程、體積小、重量輕、擬人化以及機電一體化等特點。除了部分專門設計的非標機械手臂外，絕大多數(shù)的機械手臂都能夠執(zhí)行不同的作業(yè)任務。例如：通過更換末端操作工具執(zhí)行不同的作業(yè)任務，而且機械手臂在結(jié)構(gòu)上類似于人體，由電腦控制可以進行多種動作，完成不同的任務。由于機械手臂能夠進行再編程，因此我們可以完成小批量、多品種的生產(chǎn)制造。此外，由于機械手臂涉及到多種專業(yè)技術，是微電子技術、計算機技術、網(wǎng)絡技術以及機械技術的綜合應用。

機械手臂最顯著的特點就是能夠降低作業(yè)人員的勞動強度，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的同時，提高生產(chǎn)效率。機械手臂的動力是電能，設備本身通過提前輸入程序，過程中進行有效保養(yǎng)，就可實現(xiàn)機械手臂的快速、敏捷、不停頓、精確地動作，因此能夠在保證產(chǎn)品的質(zhì)量的同時，提高生產(chǎn)效率。最后，機械手臂的應用，避免了企業(yè)作業(yè)人員在危險環(huán)境下作業(yè)的幾率，有效提高了企業(yè)的安全生產(chǎn)水平，為企業(yè)的長遠發(fā)展提供了有力支持。

3 機械手臂在實際中的應用

汽車玻璃均為安全性玻璃，主要有鋼化玻璃以及夾層玻璃兩種，在前風擋上采用的是夾層玻璃，避免由于玻璃碎裂而對駕駛員造成安全威脅，而汽車的側(cè)后風擋大多數(shù)都采用鋼化玻璃，保證在被外力破壞時，能夠碎裂成碎小鈍角顆粒，避免對汽車內(nèi)成員的二次傷害。雖然這兩種玻璃在使用過程中都能夠有效保證駕駛員以及車內(nèi)其他成員的人參安全，但是生產(chǎn)過程中，由于半成品玻璃未經(jīng)過熱處理，仍舊會給作業(yè)人員產(chǎn)生安全隱患，因此絕大多數(shù)的汽車玻璃企業(yè)都通過加大機械手臂的應用來緩解這種情況。

汽車玻璃加工過程中最為危險的一道工序就是將原片玻璃搬上工作臺，而且由于原片玻璃的尺寸過大，極易在運輸過程中造成損傷，導致玻璃碎裂的可能性增加?，F(xiàn)階段汽車玻璃企業(yè)中應用的六軸機械手臂就有效解決了上述問題。

在機械手臂前段安裝波紋真空吸盤、頂針、光控以及超聲波傳感器等零件來協(xié)調(diào)機械手位置，自動進行玻璃的吸附，保證能夠平穩(wěn)將其從貨架上運至輸送臺上。絕大多數(shù)的六軸機械手臂前段至少安裝三個控制系統(tǒng)，使玻璃面與吸盤整體面平行。六軸機械手能夠多方位隱形調(diào)節(jié)使其達到滿意的平面及角度，通過歸納總結(jié)，這種機械手具有精度高、靈活性強、適應性好的優(yōu)點，但是由于價格高、維修困難，需要固定底座位置等原因，也在一定程度上限制了技術的應用。

現(xiàn)階段，很多汽車玻璃企業(yè)都與大學、設計院等進行有機聯(lián)合，根據(jù)企業(yè)的實際生產(chǎn)情況設計機械手臂，例如：北京某汽車玻璃企業(yè)同北京某大學聯(lián)合，設計了一套既經(jīng)濟實惠，又能夠滿足生產(chǎn)需求的機械手臂，由于企業(yè)的生產(chǎn)車間內(nèi)空間狹小，將手臂設計成吊掛式，這種手臂在實際的應用過程中展現(xiàn)出了效率高、操作簡單、結(jié)構(gòu)簡單以及維修方便的優(yōu)勢，在初加工階段應用的效果非常明顯，但是由于對吸附玻璃時對擺放精度要求較高，因此不能在復雜工序中使用。

最后，我們常用的汽車玻璃有錫面和非錫面兩種，通過六軸機械手臂我們能夠?qū)㈠a面相反的玻璃翻轉(zhuǎn)過來，這就通過搬運過程中檢測的方式，保證了玻璃的擺放順序，還能夠加快生產(chǎn)流程，避免安裝錯誤情況的發(fā)生。

機械手臂作為汽車玻璃企業(yè)中應用頻率最高的設備之一，很大程度上決定了企業(yè)的未來發(fā)展情況，因此現(xiàn)階段大量的資金以及人力偏向于機械手臂的研究與改進。相關資料表明，未來的機械手臂必然會向著精度高、定位準確、模塊化、機電一體化、多臂機械手以及聯(lián)網(wǎng)機械手等方向發(fā)展。未來的機械手臂在完成現(xiàn)有工作的同時，通過大量先進技術的應用實現(xiàn)更高精度的生產(chǎn)與運輸，將隨機誤差控制在最小范圍內(nèi)；而且機械手臂還能夠通過不同模塊組合的方式，完成不同的生產(chǎn)任務，具有極高的靈活性；機電一體化的實現(xiàn)，還能夠減少設備的占地面積，降低維修、檢查難度，提高可靠性；鑒于未來復雜的生產(chǎn)條件，以及較高的生產(chǎn)效率要求，多臂機械手必然會應運而生；與此同時網(wǎng)絡技術的發(fā)展，也會使機械手的生產(chǎn)更加靈活多變。

4 結(jié)論

伴隨著我國汽車行業(yè)的快速發(fā)展，汽車玻璃企業(yè)也迎來了發(fā)展的契機，因此現(xiàn)階段絕大多數(shù)的汽車玻璃企業(yè)都在通過加大機械手臂應用，提高生產(chǎn)效率，保證生產(chǎn)質(zhì)量的方式，促進企業(yè)核心競爭力的增長。筆者希望能夠通過本文對機械手臂的探討，引起大家對機械手臂重視程度的不斷提升，再一次提升汽車玻璃企業(yè)的生產(chǎn)自動化水平，間接促進我國汽車行業(yè)的發(fā)展。

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