浅谈助力机械手在汽车总装线上的运用

李印威

【摘 要】 汽车制造行业在发展过程中，也在不断引进先进技术，汽车生产也在不断提高自动化。配装工位逐渐被自动化设备所替代，工人的工作强度也随之降低，工作环境也因此得到了改善。助力机械手近几年广泛应用于汽车总装线中，是一种半自动化设备，可以进行人机互动，这也是助力机械手的重要优势和特点。本文主要研究助力机械手在汽车总装线上的应用，助力机械手结构简单操作方便，应用灵活安全系数较高。希望本文的研究对助力机械手的进一步应用和发展具有借鉴意义。

【关键词】 助力机械手 汽车总装线 运用

现阶段汽车行业蓬勃发展，汽车逐渐成为了人们出行的重要工具，汽车制造数量也在逐渐增加。随着科技的发展和进步，汽车制造行业的自动化程度也需要与时俱进进行改进和创新，人工操作慢慢也会被自动化或是半自动化设备代替，减轻工人工作强度的同时也可以提高汽车生产速度。助力机械手是近几年应用较为广泛的自动化设备之一，在汽车总装线上应用时也可以提高工作效率，和传统机械设备比起来操作更加便捷，运行也更加安全。

一、助力机械手的种类

为了节省物料移载的劳动力，机械手的种类也越来越多，要想满足不同行业对机械手的要需要对机械手进行改进和创新，以此来满足物料移载的新需求。

1、按工作原理进行区分。分为硬臂系列和软索系列。臂杆式平衡吊又分为PBC和PBF等。软索系列由于执行元件有差异，分为直线气缸式、卷筒式、链条式和钢丝绳式等。动力源也分为电动式和气动式等[1]。

软索助力机械手主要以卷筒式为主，利用气动平衡吊为主机，夹具抓取、平面轨道滑动系统等作为基础，组成完整的系统。系统主机和夹具之间有钢丝绳进行连接，所以该种系统称之为软索系列。硬臂助力机械手主要由PBC、PBF和PBS等主机组成，根据实际操作情况选择合适的主机完成夹具抓取等基础工作，进而组成完整的系统。但是该系统大部分都是由刚性臂杆组成，所以称之为硬臂系列。这种类型的机械手具有许多优点，例如全程保持重力平衡、具有刚性手臂等，所以在现场较为复杂的操作施工中应用较多，还有一些对定位有准确要求、需要越过障碍、系统承受扭力等场合时也可以利用助力机械手。

2、按基座不同进行划分。分为落地移动式、悬挂移动式、落地固定式、悬挂固定式和附墙式。

助力机械手的特点包括：抓取简单快捷、避免错误操作的出现、操作省力方便、便于保养和维护、辅助定位。

二、机械手系统结构

完善的助力机械手设备结构需要利用旋转机械臂结构，主要组成部分包括轨道装置、抓取夹具、主机、机械手本体以及其他安装结构等。安装方式包括：地面立柱式、吊挂式和特殊挂墙式[2]。

助力机械手主机的主要作用是将工件或是工件可以在空中实现浮动状态。助力机械手的主要作用是抓取工件，根据用户的实际需求对工件或是物料进行搬运，依照装配要求对工件或是物料進行装配。结合服务区域和现场实际情况进行安装，根据实际要求建立全套设备结构作为辅助和基础。

三、助力机械手机械结构

助力机械手主要由三个关节组成，主关节可以进行三百三十度旋转，次关节和夹具关节可以进行三百度旋转。机械手在主关节和次关节上都会设置制动装置，利用操作将刹车按钮进行集成，达到回转关节锁定的目的，确保助力装置在非运行状态时也不会发生移动。

平行四连杆结构主要是利用平衡气缸对机械手进行上升和下降的操作;角度调整臂利用回转和平行四连杆末端进行连接，对四连杆角度范围进行调整;利用回转也可以将次臂和角度调整臂进行有效连接，之后再和夹具进行连接[3]。

四、气动控制系统

1、增压系统。增压系统的作用是将工厂内影响气压稳定的因素进行有效消除，保证系统内的压力满足操作标准和需求，同时可以保证助力机械手的安全稳定性。

2、稳压系统。气源如果突然出现故障，合理利用储气罐可以确保操作过程顺利继续。气源压力波动状态被有效控制时，助力机械手的平衡也可以得到保证，也就不会出现漂移现象。

3、刹车系统。助力机械手含有多个回转关节，在较广的范围内也可以对工件或是物料进行取置;刹车装置的设置可以在操作过程中让操作人员随时停止机械手的运作。机械手处于非工作状态时，可以利用关节进行锁定，将其放置在安全位置，减少机械手对操作人员或是其他工件和物料的影响，同时也可以避免对其他设备的正常运作产生干扰。

4、平衡系统。该系统主要是为了确保助力机械手可以在任意一个位置都可以处于平衡状态[4]。

5、按钮面板。夹具控制面板上集成了所有主机操作按钮，除了控制按钮以外还有显示器和指示灯等，都是按照工学原理进行布置的，出现紧急状况时也可以及时进行处理，避免对操作过程产生不利影响。

五、安装检测装置

在汽车总装线上，操作人员和汽车安全防护都需要考虑在设计方案中，包括机械手过载报警装置、复位和刹车、档位切换等功能。工件和车身各个部位都应该采用柔软性较好的垫子，不仅可以保证工件不会对车身造成损害，还可以保证产品质量。

结束语

现阶段，助力机械手在汽车总装线上的应用十分广泛，大部分都采用气动控制，可以确保机械手运作时的安全性。本文主要研究助力机械手在汽车总装线上的运用，减少人工劳动量的同时也可以显著提高工作效率。

【参考文献】

[1] 冯扬.助力机械手在汽车总装仪表工位的应用[J].机电工程技术，2019，48（S1）：45-47.

[2] 刘均洪.全景天窗助力机械手的几种形式及分析[J].机电工程技术，2019，48（S1）：54-56.

[3] 闫志峰.汽车总装线智能设计系统关键技术研究[D].武汉理工大学，2018.

[4] 赵凤.某重卡新车型的总装混线生产工艺方案开发及优化[D].山东大学，2019.