机械手的应用与发展分析

文/李强、何自美，.自贡市职业培训学院 ；.自贡市通达机器制造有限公司

机械手的应用与发展分析

文/李强1、何自美2，1.自贡市职业培训学院 ；2.自贡市通达机器制造有限公司

机械手的应用为机械领域带来了新的福音，对于提高生产效率与生产质量，起着积极的作用，从上世纪７０年代开始，我国机械手产业的发展已经渡过了几十年的历程，取得了突出的成效。本文就机械手的应用与发展历程展开分析。

机械手；应用；发展

机械手就是在预先设定好的程序下，模仿人类手和臂进行抓取、搬运或者其他功能的自动化装置。机械手主要应用在现代机器人上，通过自动智能化操作替代人在有害的环境下完成繁重的劳动任务，在机械制造业、电子业、冶炼业和原子能等产业中被广泛的使用。随着我国经济的快速发展，机械手在工业生产中发挥着的作用也越来越重要，对提高生产效率和保证生产质量具有重要的意义。通过使用机械手进行生产能够将劳动成本降低50%以上。随着科学技术的不断发展，机械手的种类也开始多样化，依照不同的驱动方式可以划分为液压式、电动式和机械式等；依照使用的范围划分为转用和通用两种机械手；依照运动轨迹的不同可以划分为点位和连续轨迹等控制方式机械手。

1 机械手应用分析

机械手的组成部分复杂，包括传动机构、抓取机构、驱动部分、行程检测装置、控制机构、传感装置等，相互之间有着密切的联系，在机械手诞生后，在各个领域都得到了普遍的应用，如：

1.1 机械手在热加工方面的应用

热加工由于其高温的特性属于高危险性的体力劳动，将机械手应用到热加工中不仅提高了生产效率，同时提高了操作人员的安全性，满足了一些少量、低速和人不能胜任的作业需求。在锻造和冶炼等行业中，通过机械手将设备的生产能力进一步增强，设备安装了机械手能够实现自动化作业，替代了人工喂料等操作行为，对提高生产效率和产品质量具有极大的作用。

1.2 机械手在冷加工方面的应用

机械手的冷加工主要用于零部件的加工、上下料的加工和刀具的安装，目前在冷加工方面机械手主要应用在数控机床和生产线上，确保生产的自动化和智能化。同时，也在自动生产线的加工和生产中，将臂机械手作为耦合过程、传递和工件传送的重要设备。

1.3 机械手在装、拆、修方面的应用

在重型铁路建设行业中，铁路的拆修装属于较重的体力劳动部门。通过机械手可以实现三通阀的拆装、制动缸的分解和石棉的清理等比较繁重的劳动作业，在一定程度上极大的降低了劳动强度。在进行装配方面，机械手的使用也属于热门研究，通过将机械手、传感器和计算机技术进行结合，能够确保零部件的准确定位，从而实现精准镶装的目的。

2 我国机械手应用的发展现状

我国将机械手应用到工业生产中最早开始于上世纪70年代，第一台机械手是1972年在上海研发出来的。从中可以看出，机械手在我国工业中的应用研究开始的比较晚，与西方发达国家存在巨大的差距。虽然我国机械手的应用研究起步比较晚，但是我国对于机械手的研究和应用极其迅速。从1986年的第七个五年计划开始，对于工业机器人的研究我国给予了高度的重视，并提供了大量的资金支持，通过专家学者的不懈研究，大量的工业机器人面世，其中最具有代表性的就是北京机械自动化研究所研发的喷涂机器人，广州和北京机床研究所共同研发的点焊机器人以及沈阳工业大学研发的装卸载机器人等。另外要特别提到的是上述机器人中所使用的控制器都是由我国自发研究的。大量工业机器人的出现，有关机器人零部件的研发项目也逐渐备受关注，比如机器人所使用的伺服系统、轴承和减震系统等我国已经实现自主化研究和开发。

3 机械手的发展趋势分析

机械手自上世纪60年代初期被研发出来，已经经过了五十年的发展历程，在自动化制造业中逐渐成为主要的机电设备，具有极大的发展前景。首先，随着当前控制技术和电子技术的不断发展，为提高机械手的重复精度提供了技术基础，使机械手的定位精确度得到了极大的提高。其次，机械手具有重构机械臂的机械结构能力,也就是常说的模块化,组装后,机械手的功能可以是:按照实际工作的需求相对应的模块会被激活，从而确保相对应的功能实现，让相同的机械手发挥不同的功能作用,扩宽了机械手的应用范围。另外,随着低碳经济的提出，机械手的制造将会朝着无污染和节能的方向发展，比如用一些新材料可以在气动机械手上装置无润滑元件，在保证系统简化的前提下，确保气动机械手的摩擦性更加稳定,使用寿命更长。值得一提的是，在机电一体化技术的支持下,机械手的控制系统将以计算机为基础向着开放型的控制器进行转变。同时伴随着传感器的广泛使用，以可编程控制器为基础，通过传感器进行信息传输和由动作元件进行操作执行的典型自动化控制体系将会在很长的时间内依旧占据主要地位，在该体系中传统的开关控制将会逐渐改变成为反馈控制，进而确保机械手精确度更上一层楼。

4 结束语

美国联合控制公司1958年研发除了第一台机械手，到1970年制造业开始引进机械手，然后到1972年我国第一个机械手的研发到后来的广泛研究和应用，机械手的发展历程虽然只有短短的几十年，但是对于制造业来说是前所未有的转变。而且机械手还在发展中，其应用范围将会扩展到非生产和服务行业中去，为各行各业的发展做出巨大的贡献。

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李强（1986-），男，四川内江人，自贡市职业培训学院，机械设计制造及其自动化专业，从事机械数控理论教学和实训教学工作。

何自美(1987-)，女，四川泸州市（县）人，自贡市通达机器制造有限公司，机械设计制造及其自动化专业，从事机械专业工艺员工作。