淺談機械制造中機械手的制造流程

曹乃奎錦州元成生化科技有限公司

淺談機械制造中機械手的制造流程

曹乃奎
錦州元成生化科技有限公司

機械產品中，機械手的運用領域極其廣泛，是主要的搬運方式，本文通過對機械手的加工過程論述，來解釋在機械過程中所需用到的設備零件及加工方法，對機械這門學科用一簡單的例子加以詮釋，本文中的機械手是最普通的起吊型機械手，完成的功用是對物品進行固定地點的轉移，所需的零件也是目前機械中最常用的零件。用大范圍來說明機械領域所學的各種知識及使用技巧。

機械制造；機械組裝；機械手

1　機械行業概述

現在所有的行業基本都離不開機械，機械里包括機械設計，機械制造以及對機械的控制，機械產品運用到了世界的各個領域，對世界的發展起了舉足輕重的作用，作為我們這些工科學者，做好機械的運用，對于國家的發展起到重要的推動作用。

機械產品中從加工到出廠，要使它產生效果，運用到實際，對它的控制是非常重要的一個環節。機械控制工程把機械產品和電子控制緊密的聯系到了一起，出我們更輕而易舉的靈活的運用機械產品來為人類的生活提供便利。這篇論文就是圍繞控制來對機械領域進行深一步的研究。對于一個產品，從設計到出廠需要幾個步驟的聯合才能完成。下面由一個簡單的小例子來說明加工出一個機械搬運手臂所需要經過的流程。

2　機械手制作簡介

2.1機械手臂需要完成的功能

通過碼頭的吊貨物機械手能很順利的完成從一個地方到達另一個位置的操作，不僅可以左右移動貨物的位置，通過底部電機帶動整個上部吊車完成旋轉操作，使機械手可已在其固定點為中心，機械手臂最遠端為半徑的圓域里完成集裝箱的隨意擺放任務，這對于船載商品來說起著不可估量的作用，也是目前用處最多的裝置。

機械手雖用在不同的領域中，但大致原理相同。機械手原理簡單，底部由立柱作為支撐，立柱上面為控制室，控制室前端由三角鐵焊接成的機械手臂組成，機械手臂是有纜繩和車鉤組成的起吊裝置。機械手把機械制造和電子控制技術精巧的融合到了一起，通過此原理我們可以做出很多工用的機械產品已滿足各個場地實現不同功能的需要。

機械手從無到有需經過機械設計來完成由理論到實際的轉換。機械制造過程把所有設計的東西通過車床加工成一個個的構件，經過組合形成一個個零件，最后總成一個機械產品。通過機電中的PLC裝置，輕易的完成了對整個機械手臂的控制，使其完成不同的指令。這樣一個機械手就制造完成了。

2.2機械設計部分

2.2.1夾具設計

機械設計中合理的設計對于一個商品來說是至關重要的，首先是夾具的設計。加工機械手需要各個形狀的鋼板，經過焊接組成一個整體。為了對一塊大型鋼板做切割操作使其變成需要的構件，安裝在各個機床上的夾具起了重要的作用，有了高質量的夾具，能提高對構件的加工效率，減小時間成本。

夾具完成的主要功能是對鋼板完成切槽鉆孔處理，選用銑床，想要加工出準確的構件，合理的六點定位十分重要。夾具上需設有對刀塊，已完成準確的對刀操作，對于板狀物直接用平面三點支撐，側面分別一點和兩點支撐就能完成對鋼板的固定。對于圓柱形鋼板則需要套筒來限制其自由度，已完成對其進行精準的加工。所有加工盡量使用準確定位，定位后一定要有夾緊操作已保證固定安全穩固，平面定位應使用三點定位使其在一平面進行加工。

2.2.2零件設計

零件連接一般是由螺栓連接，焊接，鉚接等方式來完成的，所以如何加工出合理的，有一定使用年限的零件對于一個產品的好壞也是有重要意義的。對于難已用機械加工的部分零件我們需要用鑄造的形式來完成。砂型鑄造工藝需要留意的是設計中一定要有合理的圓角使融化的液體能順利留到各個角落。零件的設計一定要有倒角，注意配合方式，對于需要用螺栓擰緊的部分要留有充裕的空間，這樣才能使扳手或外部設備施力。齒輪傳動需要的齒輪箱體孔需要開足夠大以便方便觀察及注油。設計盡量簡單已加工，這樣來減輕工人的工作量，提高效率。

2.3機械制造部分

機械的制造也是化整為零的部分，把整塊的型材加工成實現各功能的構件，在做這項工作之前，擬定工藝路線在加工中起了至關重要的作用，對于不同的機械產品根據產品的多少，及對質量的要求，好的工藝路線能節約成本，提高效率，工藝卡片上一定要表明加工方法以及所需要的粗糙度，這樣才能保證整體的組裝效果。

機械制造中各個零件的加工需要各種的機床來完成，對于整塊鋼板需要使用砂輪來對其進行切割，圓柱體需要車床進行加工，銑床可以加工各種槽型構件。加工好后用電焊把各個形狀的鋼板焊成一定尺寸的零件。多使用定位孔能使加工變得簡單，更容易組裝。

2.4機械控制部分

要想使組裝好的機械手動起來，與良好的電力控制是分不開的，過去的控制使用的是繼電器笨重且很不方便，現在的控制基本都使用PLC芯片控制，一個簡單的控制系統就能輕松的控制動力源使整個機器輕松地動起來。

目前使用最常見的PLC屬西門子和歐姆龍的較為常見，制造控制系統最重要的是畫線路圖，其中主要由動合動斷開關和電磁閥組成，注意合理的使用熔斷器。線路圖設計完畢后，做成芯片，接通電源就能完成控制系統的建立。

3　總結與展望

機械手的制造充分融合了機械領域中的各個工種，是機械制造的重要體現，機械制造業是一個國家是否處于國際先進地位的重要體現，作為一個合格的工程師一定要使實踐和理論相結合，通過所知所學，合理的運用的機械中，大幅提高工作效率，電動機械手在中國的各個領域占有重要的地位，小到芯片的轉移大到大型集裝箱的起吊。所以對機械手的研究有這一定的現實意義。中國的制造業還需要大力發展，身為工科的技術人員我們一定要好好學習理論知識，多思多想累積經驗，這樣才能對國家的繁榮，富強做出自己應有的貢獻。

［1］楊黎明.機械零件設計手冊.第一版.國防工業出版社，1986，12

［2］機械手及其應用.機械工業出版社

［3］楊長能，張興毅.可編程序控制器基礎及應用.第一版.重慶大學出版社，1992，1

［4］陳立德.機械設計基礎課程設計指導書.第二版.北京:高等教育出版社，2004，6

［5］柴鵬飛.機械設計基礎.北京:機械工業出版社，2004，8

［6］李向東.機械制造技術基礎.第一版.中國電力出版社，2009，07

曹乃奎（1967-），男，吉林省白山人，專業：機械制造工藝及設備。