淺議數控機床上下料機械手設計的流程

張 偉

（齊重數控裝備股份有限公司，黑龍江 齊齊哈爾 161005）

輸送技術是數控機床運轉的主要技術手段，對機床的各項性能指標具有非常重要的意義。發動機缸體的三軸孔加工在缸體運行過程中，還是提高運轉精確度的關鍵。過去的三軸孔鏜床具有復雜的架構，在防護時的難度較高，輸送速度相對很慢，生產時難免不能促進機床有效運轉。采用數控機床上下料機械手設計方法，能夠最大限度的避免這些不足，進一步強化數控機床的剛性能力，增強轉機缸體在輸送中表現出的柔性特點，并降低運轉的時間，提高運行效率，切實提高它的機械化水準。下面本文就結合我國數控機床施工的實際情況，簡單闡述一下如何有效提高機床上下料機械手設計的能力，完善其運轉流程，發揮技術優勢。

一、數控機床上下機械手的發展與動態情況

經過調查研究發現，我國目前數控機床上下機械手的研究和發展較為突出，它的動態特征也相對明顯。一是，模塊化與可重構化成為了動態發展的基礎；二是，PC機的開放型控制器變為了上下料機械手體系發展的主要方向，網絡化和標準化態勢異常突出。器件的集成度不斷強化，設計出的架構也更加靈巧，系統安全性和可靠性更為有效；三是，機械手中的傳感器發揮了巨大的優勢，位置傳感器和速度傳感器得到了進一步應用，視覺、觸覺傳感器的加入使用，更是將上下料機械手推向了更為先進的方向；最后，以焊接和裝配為代表的機械產品也走向了模塊化方向，其仿真效果和動態特征異常突出。

二、上下機械手手爪架構的流程設計

數控機床上下機械手的樣式多樣，類型豐富，在操作過程中對作業和裝置的要求嚴格，根據不同的操作需求，機械手的選擇也不盡相同。最常見的機械手是測量式手爪、搬用式手爪以及加工式手爪，它們的差異明顯，作用不同。

機械式手爪設計流程必須符合要求，遵循具體原則實施施工，根據其運轉和作用的內容進行相關設計和開發。為了避免它與萬能手爪方式存在矛盾，還要將工業應用作為設計的基礎，將重點放在機械手設計過程中，實現和健全它的工作職能，考慮設計流程的經濟效益。另外，機械手爪架構還必須具備通用特征，能夠使用有限數量的手爪適應不同要求的機械手，在末端執行器開展工作的時候，還應該配置一個標準的機械接口，保證執行過程的標準化特征。所謂搬用式手爪 ，即為多種類型的夾持裝置 ，其主要用于對物體的搬用和抓取；加工式手爪，即為附有焊槍、銑刀等工具的機械手附加設備，其主要用于對作業的加工。在對上下料機械手進行設計的過程中，一定要首先分辨用途，然后在結合實際設計流程，突出其使用效率。

三、上下料機械手設計方案的實際運轉

數控機床上下料機械手設計流程完善規范后，還要確保其實際運行的科學性。由于機械手手臂基本上都為直線式，它的剛度又較大，在運動過程中勢必會對穩定性和安全性具有更高的要求。因此，在實際運轉過程中，一定要選用液壓驅動的方式，根據液壓缸表現出的直接性驅動特征，突出它的執行作用，降低控制難度，并使用計算機實施管理控制。

在此基礎上，機械手手臂在具體運轉過程中還具有自身的控制要求，結構設計不用過多關注長度，僅僅依賴加大液壓缸的直徑來提高其剛度，那么勢必無法滿足系統需要，設計問題也會暴露。針對這樣的現象，在具體設計過程中，要添加導桿機構在設計之中，在小臂上安裝導桿兩個，并使它們與活塞桿組成一個三角形，通過三角形的穩定性提高小臂的剛度性能。在大臂上則安置四個導桿，構成一個四邊形，并且保證每個導桿都為空心樣式，進而最大限度的降低大臂重量，做好機械手設計流程的應用，發揮其技術能力。

四、機械手的主要優勢和運用

數控機床上下料機械手的作用和優勢明顯，它的作用突出，具備較好的特征。另外，機械手的實施方案具有速度快、工作效率高等優勢，它的負載能力強，移位的精準性好，故障出現的頻率勢必會大大減小，其優勢作用相當明顯。

例如，機械手在DK050機床上的成功應用就是一個顯著的案例，也是數控機床柔性輸送方面的一個巨大的創新內容。在未來的發展過程中，它勢必會得到更加完善的運用，機械手的開發和使用也將得到前所未有的發揮，為廣大使用者提供更加便捷的服務，減少施工時間，擴大經濟效益。

結語

綜上所述，在社會主義經濟、技術飛速革新的大背景下，我國的數控機床的應用范圍愈加寬廣，在機械行業應用上下料機械手也必將成為一大趨勢。它的優勢的凸顯和發揮，能夠成功運用機械零件的組裝功能，做好工件裝卸和搬運工作，在組合中體現機床優勢，發揮它的自動化作業。因此，數控機床在使用中一定要做好機械手的設計，保證其流程的科學化和穩定性，將機械手與機床結合為一個有機的整體，提高它們的柔性優勢，節省工件輸送的運行時間，并且最大程度的加強兩者的穩定性，提升其適應能力。通過技術和經濟的雙重考慮，完善機械手的功效作用，切實完善其流程，確保其作用的發揮彰顯。

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