浅析机械手的应用与发展趋势

崔楠

摘 要：机械手是工业生产中非常重要的一个部分，又称通用自动机械手，是一种可变程序并且可独立的自动机械手。机械手是工业生产中非常重要的一个部分，本文主要探讨了机械手的分类以及机械手的应用，并重点分析了机械手的发展。

关键词：机械手；应用；发展

1.机械手的基本类型

机械手的使用范围广泛，种类繁多。不同类型的机械手发挥着不同的作用，工业生产企业应根据自身的需要选择与改良适合工业实际情况的机械手来辅助生产。工业机械手的种类根据它们的适用范围可分为通用机械手与专用机械手两种，按照机械手的运动轨迹与控制方式可分为连续轨迹控制机械手与点位控制机械手，按照驱动方式可分为机械式、液压式、气动式、电动式机械手。机械手在工业中的主要任务为辅助机床与其他大型机器完成生产任务，为其他机组递送原料，调节进程等，机械手一般没有独立的控制系统，在比较危险的环境中工作的机械手需要人工进行操作，来确保机械手的工作质量。机械手在工业中应用的最大优势就是解放了工人的双手，使整个生产流程处于机械一体化管理，减少了工业的生产成本，极大的提高了生产效率，有利于企业的良吐发展。

2.机械手发展的意义

随着我国经济的高速发展，微电子技术、计算机技术和自动控制技术也得到了迅速发展。机械手最早应用在汽车制造工业，长用于焊接、喷漆、上下料和搬运。机械手延伸和扩大了人们的手足和大脑功能，它可代替人从事危险、有害、有毒、低温和高热等恶劣环境中的工作；代替人完成繁重、单调重复劳动，提高劳动生产率，保证产品质量。目前主要应用于制造业中，特别是电器制造、汽车制造、塑料加工、通用机械制造及金属加工等工业。机械手与数控加工中心，自动搬运小车与自动检测系统可组成柔性制造系统（FMS）和计算机集成制造系统（CTMS），实现生产自动化。随着生产的发展，功能和性能的不断改善和提高，机械手的应用领域日益扩大。其逻辑控制也由PLC代替原来的继电器控制。继电器组成的控制系统是最早的一种实现机械手控制的方法。但是，进入九十年代，随着科学技术的发展和计算机技术的广泛运用，人们对机械手的安全性、可靠性、准确性的要求越来越高，继电器弱点就越来越明显。机械手的迅速发展是由于它的积极作用正日益为人们所认识，其一，它能部分地代替人工操作；其二，它能按照生产工艺的要求，遵循一定的程序、时间和位置来完成工件的传送和装卸；其三，它能操作必要的机具进行焊接和装配。因此，它能大大地改善工人的劳动条件，显著地提高劳动生产率，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。

3.机械手的应用及优点

PLC可靠性高，抗干扰能力强，体积小，重量轻，能耗低，PLC发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。可以用于各种规模的工业控制场合。应用PLC控制系统来控制气动机械手，可以发挥PLC的储存逻辑优点，同时代替接线逻辑，这样可以大大的减少控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时维护也变得容易起来。更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。显然PLC控制系统是实现机电一体化的理想控制设备。在PLC控制系统控制下的气动机械手能按照生产工艺的要求，遵循一定的程序、时间和位置来完成工件的传送和装卸；能制作必要的机具进行焊接和装配从而大大改善工人的劳动条件，显著地提高劳动生产率，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。

4.机械手的未来发展趋势

机械手虽然灵活度不如操作熟练的人工生产，但机械手可以不知疲倦的不断重复生产环节的某一操作，并且机械手的实际操作能力远高于人工生产。因此，机械手的米来发展应受到国家政府与行业的重视，要注重于机械手的改良与创新，使机械手的米来发展能更好的顺应于国内制造业的发展。

4.1机电一体化

机械手的机电一体化系统属于典型的自动化技术，“编辑控制器一传感器一动力元件”三部分构成机械手的主要结构。研究人员在改进机械的性能时，要充分考虑机械手实际的工作环境。国外的制造业机械手向智能系统化方向发展，通常具有一定的传感能力，通过对于外界信息的收集与反馈，感知外界的信息变化，使机械手能在外界变化时及时做出自身的调整，将机械手赋予触觉功能与视觉功能，在现阶段机械手的研究已经取得阶段性的进步，许多研究成果已经实际应用到工业生产中。

4.2高效节能化

工业制造业的米来发展也应该从节能的角度考虑，节能不仅可以为企业节省生产成本，还能对环境资源进行保护。为了适应不同行业对于机械手的不同要求，机械手的制造企业要根据实际情况选择稳定性好的配件。例如符合生物工程、医药、食品、电子、纺织等行业的无污染要求，不加润滑脂的不供油润滑元件已经被研制出来。

4.3生产模块化

简单传输技术是指带有系列导向驱动装置的机械手，而现代传输技术泛指模块化拼装的机械手。模块化拼装机械手的导向系统装置集成电接口，并带有电缆与油管，这些设施使机械手运动灵活，在三维空间内进行更自如的操作。机械手的模块化应用是米来机械手发展的一个趋势，模块化机械手开拓了新的应用市场，合理运用开发技术为机械手的米来发展做出贡献。

4.4高精度化

机械手的高精度化工作是高效率生产的关键，传统的人工生产流程中人作为最不稳定的因素影响着生产效率与质量，而机械手在程序的指导下进行操作，发生差错的概率很小。所谓精度，指的是机械手达到指定点的精确程度，在这机械手精确操作的过程中，机械驱动器的分辨率与反馈装置起着重要的作用。重复精度是比精度更为重要的概念与工业要求，机械手要在多次重复相同操作工作中保证每一次的精度都符合生产要求。

5.结语

机械手虽然灵活度不如操作熟练的人工生产，但机械手可以不知疲倦的不断重复生产环节的某一操作，从而代替人力生产劳动。未来机械手的发展将会给人类的生产生活带来更大的便利。

参考文献

[1]贺渝港.PLC控制机械手在生产自动化中的应用探述[J].內燃机与配件，2018（13）：245-246.

[2]于琦.PLC在智能机械控制上的应用与关键技术分析[J].中国设备工程，2018（05）：165-166.

[3]宁崧然.浅谈机械手的研究进展[J].中国设备工程，2017（04）：179-181.

[4]纳斯哈提·尼合买提吾拉，高铎文，王明杰，郝麟，娜孜依努尔.浅谈搬运机械手仿真设计[J].河北农机，2016（08）：56.

[5]郭洪武.浅析机械手的应用与发展趋势[J].中国西部科技，2012，11（10）：3+12.