机械臂在机电一体化专业实训的应用

李坤炎

前言

机械臂是我国工业社会发展进程中，最为重要的科技产物之一，其在实际的生产生活中，能够减少劳动力投入，并在此基础上，全面提升生产效率与产品质量，还能够全面代替劳动力参与到危险、恶劣的环境中，为产业发展与人们生活创建更加稳定的运行模式。本文在研究的过程中，对机械臂自身状况以及其在中职教育机电一体化专业教学领域中的实际应用进行了详尽阐述与说明，对其后续的实践应用具备理论性意义，对提升机械臂未来发展中对人们所能提供的贡献具备指导性意义。

一、机械臂的分类及应用优势

（一）机械臂分类

就目前我国机电一体化专业的实际教学工作而言，机械臂在进行种类划分的过程中，主要以运动形式为基准。可以划分为圆柱坐标型、直角坐标型、关节型以及极坐标型。首先，圆柱坐标型机械臂在实际工作进行的过程中，主要包括三部分关节，在实际工作的过程中，所需要占用的空间较小，能够涉及的工作范围较为宽泛。其次，直角坐标型，该种类型的机械臂的运行方式与上一臂件形成直角。计算时应用空间直角坐标系等相关知识，能够在其各自的坐标长度限度内运动，其整体的构造较为简单，但是具备较为精准的运动位置，但是由于其在实际工作的过程中，需要占据大量的空间，因此，其整体的工作范围也比较小。再次，关节型，该种机械臂在结构上拥有三个及以上数量的转动轴，其中至少有一个连杆需要与基座相连，其余连杆则形成相对转动的工作形式，且同时拥有垂直、水平转动轴。最后，极坐标型，又被称作球坐標型机械臂，其主要的支撑力是两个旋转轴。

（二）机械臂的应用优势

机械臂在实际应用的过程中，其所具备的最直接、显著的优势便是能够全面降低人们的劳动强度，并在此基础上全面提升工作效率与产品的生产质量。最初，机械臂主要被应用在搬运的相关领中，能够代替人们进行较为繁重的体力劳动。故而，机械臂多用于冲压机自动化的生产线、码垛搬运、上下料以及自动装配流水线等工作环节中。首先，就其当时的生产效率而言，一台机械臂的工作能力与两名工人同时产生的工作能力相同。与大中型工业企业相比，其所能够替代的劳动力是十分显著的。其次，机械手臂在实际运作的过程中，较为敏捷、迅速，不需要休息、停顿，能够一直重复操作，所能够带来的产品的质量较为稳定，具备较强的可操控性，故而，在实际工作过程中的产品质量、生产效率等都能够在极大幅度上提升。最后，机械臂在实际工作的过程中，能够承受人类所不能承受的恶劣环境与危险状况。进而，全面保障工作人员的健康与安全。

二、机械臂在机电一体化专业实训的应用

随着时代的发展，高新技术在现今社会的发展中所能够产生的作用与力量与日俱增，为了能够在该种形式下，创设更多满足国家，乃至世界需求的人才，中职院校的教职工作人员应该有意识地完善学生的眼界与能力。机械臂是近年来备受关注的工业工具之一，其在实际发展的过程中逐步凸显多元化特征，教师在进行机电一体化专业实训工作的过程中，主要可以从以下两方面教学工作入手：

（一）开放式机械臂在机电一体化专业实训教学中的应用

在中职阶段的机电一体化教学实训工作进行的过程中，多数会涉及开放式机械臂的应用，主要的实训方向包括完成对机械传动等结构的设计、加工工艺;作为机械传动原理、结构进行实践教学的演示;对各种不同类型的机械件、电器件等的安装、维修等方面知识进行学习。并在实际学习过程中，由简单到复杂完成下列具备实践性的应用教学，系统内部连线、以PLC为基本指令进行练习、熟练掌握气动控制的应用、对编码器、传感器方面的应用以及步进电机的实际控制;而后应用PLC编程实现相对复杂化的功能，比如开机复位、横轴前升、机械臂旋转到位、电磁阀动作等，张开机械臂、使竖轴下降、完成电磁阀动作，夹紧机械臂、上升竖轴、缩回横轴、将底盘旋转到位、前伸横轴、旋转机械臂、下降竖轴、电磁阀动作等，张开机械臂、上升竖轴、复位。

该种类型的实训系统自研发伊始至机电一体化专业实训至今，该形式的实训教学已经用于多种不同形式的专业领域中，中职院校中主要涉及的课程包含《气动技术》《PLC技术等》，并能够将其应用于全国范围内的机电一体化教学实训工作中。教师与学生在该种类型的专业实训工作中，能够全面满足教学课程的需求，并在该实训课程进行的过程中，完成生产实际、实训系统等方面的结合，能够以更加直观的状态对学生进行更加深刻的教育，且在开放式机械臂的应用中，其整体操作简单，能够以更加简单的形式使学生掌握更多的知识。

（二）机械臂在机电一体化专业汽车玻璃方面实训教学中的应用

机械臂在机电一体化专业进行实训工作的过程，教师应该有意识地为学生制定相关专业的职业能力目标，并切实考量后续岗位所需要的具体技能与能力。如机床加工、CAD制图等。机械臂在汽车玻璃加工工作方面具备极为重要的作用。教师在该项实训工作中可以引导学生认知到机械臂的具体应用，汽车玻璃在进行加工工作的过程中，需要在原片玻璃的基础上进行，但是其面积较大，人工运输存在较大的危险且容易对玻璃造成损坏。因此，在该工作过程中，可以应用机械臂。结合实践调研可知，现阶段最受欢迎的便是六轴机械臂，能够全面利用波纹真空吸盘、顶针、超声波传感器等零件，在实际进行玻璃运输工作的过程中，能够在上述部件的辅助之下，自动化地吸附玻璃，并将其从货架上取下，运送至输送台。在该种形式的实训应用中，六轴机械臂具备独特优点，能够全面地进行调节，使其整体在应用中能够达成更加满意、适合的平面、角度，并利用自身所具备的高灵活性、高精准性等特点完成相应的运输工作。

除此之外，在进行中职教育工作的过程中，进行机电一体化实训时还会延伸至其他多种不同的工业发展中，如加工、切削、货物搬运、装配、熔接、加压以及检测等多种不同类型的工作中。不仅如此，机械臂在现阶段的研究与应用中，也在保全、野地、救援等工作中出现，对学生进行该方面内容的教学与实训能够为中职校园学生逐步拓宽整体的眼界与视野，并在发展进程中逐步强化自身的能力。

结论

综上所述，机械臂在工业生产中具备十分重要的作用。因此，在教育工作进行的过程中，机电一体化专业对其进行实训教学能够在更大限度上强化机械臂的应用与发展。本文在研究的过程中，主要从开放式机械臂在机电一体化专业实训教学中的应用、机械臂在机电一体化专业汽车玻璃方面实训教学中的应用，对其后续的发展与完善具有重要的推进作用。望本文的研究能够全面强化机械臂的发展，使其能够在机电一体化专业的实训应用项目中得到更加充分的功能拓展，并在后续发展的进程中全面提升我国工业社会的发展进程。

责任编辑何丽华