機械手的應用與發展分析

文/李強、何自美，.自貢市職業培訓學院 ；.自貢市通達機器制造有限公司

機械手的應用與發展分析

文/李強1、何自美2，1.自貢市職業培訓學院 ；2.自貢市通達機器制造有限公司

機械手的應用為機械領域帶來了新的福音，對于提高生產效率與生產質量，起著積極的作用，從上世紀７０年代開始，我國機械手產業的發展已經渡過了幾十年的歷程，取得了突出的成效。本文就機械手的應用與發展歷程展開分析。

機械手；應用；發展

機械手就是在預先設定好的程序下，模仿人類手和臂進行抓取、搬運或者其他功能的自動化裝置。機械手主要應用在現代機器人上，通過自動智能化操作替代人在有害的環境下完成繁重的勞動任務，在機械制造業、電子業、冶煉業和原子能等產業中被廣泛的使用。隨著我國經濟的快速發展，機械手在工業生產中發揮著的作用也越來越重要，對提高生產效率和保證生產質量具有重要的意義。通過使用機械手進行生產能夠將勞動成本降低50%以上。隨著科學技術的不斷發展，機械手的種類也開始多樣化，依照不同的驅動方式可以劃分為液壓式、電動式和機械式等；依照使用的范圍劃分為轉用和通用兩種機械手；依照運動軌跡的不同可以劃分為點位和連續軌跡等控制方式機械手。

1 機械手應用分析

機械手的組成部分復雜，包括傳動機構、抓取機構、驅動部分、行程檢測裝置、控制機構、傳感裝置等，相互之間有著密切的聯系，在機械手誕生后，在各個領域都得到了普遍的應用，如：

1.1 機械手在熱加工方面的應用

熱加工由于其高溫的特性屬于高危險性的體力勞動，將機械手應用到熱加工中不僅提高了生產效率，同時提高了操作人員的安全性，滿足了一些少量、低速和人不能勝任的作業需求。在鍛造和冶煉等行業中，通過機械手將設備的生產能力進一步增強，設備安裝了機械手能夠實現自動化作業，替代了人工喂料等操作行為，對提高生產效率和產品質量具有極大的作用。

1.2 機械手在冷加工方面的應用

機械手的冷加工主要用于零部件的加工、上下料的加工和刀具的安裝，目前在冷加工方面機械手主要應用在數控機床和生產線上，確保生產的自動化和智能化。同時，也在自動生產線的加工和生產中，將臂機械手作為耦合過程、傳遞和工件傳送的重要設備。

1.3 機械手在裝、拆、修方面的應用

在重型鐵路建設行業中，鐵路的拆修裝屬于較重的體力勞動部門。通過機械手可以實現三通閥的拆裝、制動缸的分解和石棉的清理等比較繁重的勞動作業，在一定程度上極大的降低了勞動強度。在進行裝配方面，機械手的使用也屬于熱門研究，通過將機械手、傳感器和計算機技術進行結合，能夠確保零部件的準確定位，從而實現精準鑲裝的目的。

2 我國機械手應用的發展現狀

我國將機械手應用到工業生產中最早開始于上世紀70年代，第一臺機械手是1972年在上海研發出來的。從中可以看出，機械手在我國工業中的應用研究開始的比較晚，與西方發達國家存在巨大的差距。雖然我國機械手的應用研究起步比較晚，但是我國對于機械手的研究和應用極其迅速。從1986年的第七個五年計劃開始，對于工業機器人的研究我國給予了高度的重視，并提供了大量的資金支持，通過專家學者的不懈研究，大量的工業機器人面世，其中最具有代表性的就是北京機械自動化研究所研發的噴涂機器人，廣州和北京機床研究所共同研發的點焊機器人以及沈陽工業大學研發的裝卸載機器人等。另外要特別提到的是上述機器人中所使用的控制器都是由我國自發研究的。大量工業機器人的出現，有關機器人零部件的研發項目也逐漸備受關注，比如機器人所使用的伺服系統、軸承和減震系統等我國已經實現自主化研究和開發。

3 機械手的發展趨勢分析

機械手自上世紀60年代初期被研發出來，已經經過了五十年的發展歷程，在自動化制造業中逐漸成為主要的機電設備，具有極大的發展前景。首先，隨著當前控制技術和電子技術的不斷發展，為提高機械手的重復精度提供了技術基礎，使機械手的定位精確度得到了極大的提高。其次，機械手具有重構機械臂的機械結構能力,也就是常說的模塊化,組裝后,機械手的功能可以是:按照實際工作的需求相對應的模塊會被激活，從而確保相對應的功能實現，讓相同的機械手發揮不同的功能作用,擴寬了機械手的應用范圍。另外,隨著低碳經濟的提出，機械手的制造將會朝著無污染和節能的方向發展，比如用一些新材料可以在氣動機械手上裝置無潤滑元件，在保證系統簡化的前提下，確保氣動機械手的摩擦性更加穩定,使用壽命更長。值得一提的是，在機電一體化技術的支持下,機械手的控制系統將以計算機為基礎向著開放型的控制器進行轉變。同時伴隨著傳感器的廣泛使用，以可編程控制器為基礎，通過傳感器進行信息傳輸和由動作元件進行操作執行的典型自動化控制體系將會在很長的時間內依舊占據主要地位，在該體系中傳統的開關控制將會逐漸改變成為反饋控制，進而確保機械手精確度更上一層樓。

4 結束語

美國聯合控制公司1958年研發除了第一臺機械手，到1970年制造業開始引進機械手，然后到1972年我國第一個機械手的研發到后來的廣泛研究和應用，機械手的發展歷程雖然只有短短的幾十年，但是對于制造業來說是前所未有的轉變。而且機械手還在發展中，其應用范圍將會擴展到非生產和服務行業中去，為各行各業的發展做出巨大的貢獻。

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李強（1986-），男，四川內江人，自貢市職業培訓學院，機械設計制造及其自動化專業，從事機械數控理論教學和實訓教學工作。

何自美(1987-)，女，四川瀘州市（縣）人，自貢市通達機器制造有限公司，機械設計制造及其自動化專業，從事機械專業工藝員工作。