淺談助力機(jī)械手在汽車總裝線上的運(yùn)用

李印威

【摘 要】 汽車制造行業(yè)在發(fā)展過程中，也在不斷引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)，汽車生產(chǎn)也在不斷提高自動化。配裝工位逐漸被自動化設(shè)備所替代，工人的工作強(qiáng)度也隨之降低，工作環(huán)境也因此得到了改善。助力機(jī)械手近幾年廣泛應(yīng)用于汽車總裝線中，是一種半自動化設(shè)備，可以進(jìn)行人機(jī)互動，這也是助力機(jī)械手的重要優(yōu)勢和特點(diǎn)。本文主要研究助力機(jī)械手在汽車總裝線上的應(yīng)用，助力機(jī)械手結(jié)構(gòu)簡單操作方便，應(yīng)用靈活安全系數(shù)較高。希望本文的研究對助力機(jī)械手的進(jìn)一步應(yīng)用和發(fā)展具有借鑒意義。

【關(guān)鍵詞】 助力機(jī)械手 汽車總裝線 運(yùn)用

現(xiàn)階段汽車行業(yè)蓬勃發(fā)展，汽車逐漸成為了人們出行的重要工具，汽車制造數(shù)量也在逐漸增加。隨著科技的發(fā)展和進(jìn)步，汽車制造行業(yè)的自動化程度也需要與時(shí)俱進(jìn)進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新，人工操作慢慢也會被自動化或是半自動化設(shè)備代替，減輕工人工作強(qiáng)度的同時(shí)也可以提高汽車生產(chǎn)速度。助力機(jī)械手是近幾年應(yīng)用較為廣泛的自動化設(shè)備之一，在汽車總裝線上應(yīng)用時(shí)也可以提高工作效率，和傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備比起來操作更加便捷，運(yùn)行也更加安全。

一、助力機(jī)械手的種類

為了節(jié)省物料移載的勞動力，機(jī)械手的種類也越來越多，要想滿足不同行業(yè)對機(jī)械手的要需要對機(jī)械手進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新，以此來滿足物料移載的新需求。

1、按工作原理進(jìn)行區(qū)分。分為硬臂系列和軟索系列。臂桿式平衡吊又分為PBC和PBF等。軟索系列由于執(zhí)行元件有差異，分為直線氣缸式、卷筒式、鏈條式和鋼絲繩式等。動力源也分為電動式和氣動式等[1]。

軟索助力機(jī)械手主要以卷筒式為主，利用氣動平衡吊為主機(jī)，夾具抓取、平面軌道滑動系統(tǒng)等作為基礎(chǔ)，組成完整的系統(tǒng)。系統(tǒng)主機(jī)和夾具之間有鋼絲繩進(jìn)行連接，所以該種系統(tǒng)稱之為軟索系列。硬臂助力機(jī)械手主要由PBC、PBF和PBS等主機(jī)組成，根據(jù)實(shí)際操作情況選擇合適的主機(jī)完成夾具抓取等基礎(chǔ)工作，進(jìn)而組成完整的系統(tǒng)。但是該系統(tǒng)大部分都是由剛性臂桿組成，所以稱之為硬臂系列。這種類型的機(jī)械手具有許多優(yōu)點(diǎn)，例如全程保持重力平衡、具有剛性手臂等，所以在現(xiàn)場較為復(fù)雜的操作施工中應(yīng)用較多，還有一些對定位有準(zhǔn)確要求、需要越過障礙、系統(tǒng)承受扭力等場合時(shí)也可以利用助力機(jī)械手。

2、按基座不同進(jìn)行劃分。分為落地移動式、懸掛移動式、落地固定式、懸掛固定式和附墻式。

助力機(jī)械手的特點(diǎn)包括：抓取簡單快捷、避免錯(cuò)誤操作的出現(xiàn)、操作省力方便、便于保養(yǎng)和維護(hù)、輔助定位。

二、機(jī)械手系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

完善的助力機(jī)械手設(shè)備結(jié)構(gòu)需要利用旋轉(zhuǎn)機(jī)械臂結(jié)構(gòu)，主要組成部分包括軌道裝置、抓取夾具、主機(jī)、機(jī)械手本體以及其他安裝結(jié)構(gòu)等。安裝方式包括：地面立柱式、吊掛式和特殊掛墻式[2]。

助力機(jī)械手主機(jī)的主要作用是將工件或是工件可以在空中實(shí)現(xiàn)浮動狀態(tài)。助力機(jī)械手的主要作用是抓取工件，根據(jù)用戶的實(shí)際需求對工件或是物料進(jìn)行搬運(yùn)，依照裝配要求對工件或是物料進(jìn)行裝配。結(jié)合服務(wù)區(qū)域和現(xiàn)場實(shí)際情況進(jìn)行安裝，根據(jù)實(shí)際要求建立全套設(shè)備結(jié)構(gòu)作為輔助和基礎(chǔ)。

三、助力機(jī)械手機(jī)械結(jié)構(gòu)

助力機(jī)械手主要由三個(gè)關(guān)節(jié)組成，主關(guān)節(jié)可以進(jìn)行三百三十度旋轉(zhuǎn)，次關(guān)節(jié)和夾具關(guān)節(jié)可以進(jìn)行三百度旋轉(zhuǎn)。機(jī)械手在主關(guān)節(jié)和次關(guān)節(jié)上都會設(shè)置制動裝置，利用操作將剎車按鈕進(jìn)行集成，達(dá)到回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)鎖定的目的，確保助力裝置在非運(yùn)行狀態(tài)時(shí)也不會發(fā)生移動。

平行四連桿結(jié)構(gòu)主要是利用平衡氣缸對機(jī)械手進(jìn)行上升和下降的操作;角度調(diào)整臂利用回轉(zhuǎn)和平行四連桿末端進(jìn)行連接，對四連桿角度范圍進(jìn)行調(diào)整;利用回轉(zhuǎn)也可以將次臂和角度調(diào)整臂進(jìn)行有效連接，之后再和夾具進(jìn)行連接[3]。

四、氣動控制系統(tǒng)

1、增壓系統(tǒng)。增壓系統(tǒng)的作用是將工廠內(nèi)影響氣壓穩(wěn)定的因素進(jìn)行有效消除，保證系統(tǒng)內(nèi)的壓力滿足操作標(biāo)準(zhǔn)和需求，同時(shí)可以保證助力機(jī)械手的安全穩(wěn)定性。

2、穩(wěn)壓系統(tǒng)。氣源如果突然出現(xiàn)故障，合理利用儲氣罐可以確保操作過程順利繼續(xù)。氣源壓力波動狀態(tài)被有效控制時(shí)，助力機(jī)械手的平衡也可以得到保證，也就不會出現(xiàn)漂移現(xiàn)象。

3、剎車系統(tǒng)。助力機(jī)械手含有多個(gè)回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，在較廣的范圍內(nèi)也可以對工件或是物料進(jìn)行取置;剎車裝置的設(shè)置可以在操作過程中讓操作人員隨時(shí)停止機(jī)械手的運(yùn)作。機(jī)械手處于非工作狀態(tài)時(shí)，可以利用關(guān)節(jié)進(jìn)行鎖定，將其放置在安全位置，減少機(jī)械手對操作人員或是其他工件和物料的影響，同時(shí)也可以避免對其他設(shè)備的正常運(yùn)作產(chǎn)生干擾。

4、平衡系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要是為了確保助力機(jī)械手可以在任意一個(gè)位置都可以處于平衡狀態(tài)[4]。

5、按鈕面板。夾具控制面板上集成了所有主機(jī)操作按鈕，除了控制按鈕以外還有顯示器和指示燈等，都是按照工學(xué)原理進(jìn)行布置的，出現(xiàn)緊急狀況時(shí)也可以及時(shí)進(jìn)行處理，避免對操作過程產(chǎn)生不利影響。

五、安裝檢測裝置

在汽車總裝線上，操作人員和汽車安全防護(hù)都需要考慮在設(shè)計(jì)方案中，包括機(jī)械手過載報(bào)警裝置、復(fù)位和剎車、檔位切換等功能。工件和車身各個(gè)部位都應(yīng)該采用柔軟性較好的墊子，不僅可以保證工件不會對車身造成損害，還可以保證產(chǎn)品質(zhì)量。

結(jié)束語

現(xiàn)階段，助力機(jī)械手在汽車總裝線上的應(yīng)用十分廣泛，大部分都采用氣動控制，可以確保機(jī)械手運(yùn)作時(shí)的安全性。本文主要研究助力機(jī)械手在汽車總裝線上的運(yùn)用，減少人工勞動量的同時(shí)也可以顯著提高工作效率。

【參考文獻(xiàn)】

[1] 馮揚(yáng).助力機(jī)械手在汽車總裝儀表工位的應(yīng)用[J].機(jī)電工程技術(shù)，2019，48（S1）：45-47.

[2] 劉均洪.全景天窗助力機(jī)械手的幾種形式及分析[J].機(jī)電工程技術(shù)，2019，48（S1）：54-56.

[3] 閆志峰.汽車總裝線智能設(shè)計(jì)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D].武漢理工大學(xué)，2018.

[4] 趙鳳.某重卡新車型的總裝混線生產(chǎn)工藝方案開發(fā)及優(yōu)化[D].山東大學(xué)，2019.