工業機械手在機械制造工藝的發展及應用

王鑫然

摘要：我國工業生產能力發展迅速，工業機械手的出現便是人工智能應用到工業生產當中的一個經典例子，通過在某些環境惡劣或者有一定危險系數的工作中應用工業機械手，可有效保障工人的生命安全，同時可大大減輕工人的工作量，從而提高工業生產效率。文中將就工業機械手在機械制造工藝中的發展現狀及應用展開詳細闡述。

關鍵詞：工業機械手;制造工藝：發展;應用

中圖分類號：TP241

文獻標識碼：A

文章編號：2095-6487（2019）02-0168-02

0引言

工業機械手的一大顯著優勢是能夠代替工人從事一些危險系數較高的工作，并且通過特定材料的選取使其能夠工作在高溫、高壓、有毒、易燃易爆等一系列惡劣的環境當中，從而能夠有效保障工人的人身安全，減輕工人的勞動強度，提高工業生產效率，進而實現工業自動化”。工業機械手是通過諸多的控制系統，使其按照事先編寫的指令進行有序工作。起初，機械工業手只能實現簡單的抓取、搬運以及傳送動作，隨著人工智能的高速發展，目前機械工業手已經可根據控制系統傳送的執行指令完成更高級別的動作，比如：鑄造、焊接、裝配等。因此，目前機械工業手在機械制造工藝行業得到了蓬勃的發展，其良好的性能和應用得到了行業內相關人員的廣泛關注。再加上近幾年來人工智能的興起，將傳統的工業生產與人工智能相結合，加速了工業自動化的進程，一方面大大解放了工人的雙手，另一方面也有效提高了工業生產效率。

1工業機械手在機械制造工藝中的應用

1.1自主完成金屬切割及加工工藝

人工智能技術的不斷發展給人類生活帶來了諸多便利，尤其是工業機械手的出現使得機械制造行業不斷擴大，同時有效提高了機械加工領域的生產效率，減輕了工人的勞動量，解放了他們的雙手，從而有效實現了工業自動化。工業機械手在機械制造工藝中的應用十分廣泛，可有效應用于鑄造、切割以及拋光等領域。在以前的機械制造行業，傳統的金屬切割及加工都是由眾多工人完成的，在切割之前，他們必須首先完成取料、裝配工件、固定切割方向和角度以及在加工之前的下料、去除毛刺等一系列繁瑣卻不得不做的工作，以便確保金屬切割及加工工作的順利進行。這些繁瑣的加工工藝流程不僅大大增加了工人的勞動量，而且也無法有效確保工人的人身安全。工業機械手的出現可代替工人自主完成金屬切割及加工工藝流程，他們可按照操作人員事先編好的指令完成指定的任務，有效加快了制造速度。

1.2自動上下料，完成搬運工作

在機械制造工藝流程中，最基礎也是操作次數最多的工作便是需要工人不斷上下料，以確保每個加工工藝的有序進行。在傳統的機械加工過程中，工人必須時刻緊盯操作機床，確保在每次加工之前所需要物料都能按時到位或被取走，這就需要工人必須不斷的搬運所要加工的材料，這種機械的、沒有技術含量的工作不僅會損傷工人的身體健康，而且還延緩工作速率。機械工業手的出現代替了工人的工作，他們可以自主的完成搬運工作，實現自動上下料的目的”。這不僅能夠大大提高生產效率，而且能夠有效保障工人的身體健康。

2當前工業機械手在應用中存在的問題

2.1各工業機械手之間缺乏統一的通訊標準

如今，隨著工業機械手給人類生產帶來的便利日益擴大，引起了各個制造商的廣泛關注。他們認為未來機械工業手的應用領域將不斷擴大，因此，為了能夠早日獲得機械工業手給他們帶來的無窮利益，各生產制造商開始逐漸擴大了機械工業手的生產力度，導致如今市場上機械工業手的種類層出不窮，這雖然給生產商帶來了一定的好處，但是由于機械工業手的種類繁多，導致在管理過程中出現了一些困難。這是因為不同的廠商所生產出的機械工業手的類型是不同的，這種差異不僅體現在外形上，而且在程序控制方面也有很大的不同[3]。但是，在機械制造工藝中往往是由多種機械手相互配合、相互協調完成工作的，然而由于它們控制程序所使用的語言的不同，導致在工作過程中很難對它們實現統一管理，這就使得各工業機械手之間缺乏統一的通訊標準，一方面使各機械手之間的信息交流變得復雜，另一方便也使控制人員的工作難度更大。

2.2工業機械手在制造過程中需考慮諸多質量問題

盡管工業機械手給人類帶來的便利顯而易見，但是其在生產設計過程中需要生廠商考慮諸多的質量問題。譬如：機械手的剛度和硬度問題、耐高溫高壓等惡劣環境的承受限度以及它們工作的靈活性等一系列問題。這些問題看起來似乎很容易解決，但實際操作起來卻是相當困難的。需要設計人員在設計之前進行大量的思考和討論，即便設計出來也需要進行大量的實驗驗證，確保所生產的機械手的質量問題能夠滿足使用要求和使用環境。總而言之，盡管看起來微不足道的一些因素都可能影響所生產的機械手的使用性能。這就需要設計人員不斷的學習充實自己，保障所設計生產的機械手的質量符合要求4。

2.3工業機械手在工作過程中范圍受限

就當前所設計的工業機械手的外形來看，其所能達到的工作范圍是由其手臂末端或者手腕中心所能達到的所有點的集合。對于機械手來說，其所能達到的工作范圍的大小是相當重要的，如果范圍太小，將會導致其在執行任務過程中由于存在不能到達的作業死區而影響工作進度。因此，在設計制造機械手的過程當中要特別重視其工作范圍的大小，因為這將嚴重影響機械手的工作質量。另一方面，設計人員還需特別重視機械手在工作過程中由于范圍的限制而導致其與工件發生嚴重碰撞等一系列可能會損壞工件的行為。由此可見，機械手所能達到的工作范圍也是影響其應用的問題之一。

3工業機械手的發展前景展望

3.1制造技術不斷完善

隨著機械制作商對工業機械手需求的不斷擴大以及其所應用環境的不斷惡劣，導致在今后的機械制造工藝過程中機械手的質量問題成為設計人員首要考慮的因素之一。因此，為了能夠滿足這些應用要求，制造機械手的技術必將不斷完善和加強，從而能夠給用戶帶來更好地使用體驗。由此可見，在機械手未來的設計研發過程中，其制造技術將會得到質的飛越，在目前機械手的制造技術當中不斷發現問題、解決問題，這樣才能保障機械手制造技術的不斷改善，從而使其在未來的應用過程中更好地完成任務。

3.2性能不斷優異

未來，機械手的應用環境將會更加惡劣，并且其所干的工作的難度將會日益提高，與目前所處的工作環境來說，將會有很大的不同。因此為了保障機械手能夠在更加惡劣的機械制造工藝環境下完成指定的工作，勢必會要求機械手的性能不斷優異。由此可見，在未來的機械制造工藝行業中所使用的工業機械手的質量和性能較當前來講都將會有很大的改善和提高，從而保障工作能夠順利圓滿的完成。因此，在目前機械手的性能基礎之上其未來所設計生產的機械手的性能將會更優異。

3.3應用領域不斷擴大

就目前工業機械手的應用市場來看，其在機械制造工藝過程中已經得到了普遍應用，通過用機械手代替傳統的工人工作，可大大提高工作效率、提高工藝精度同時保障了工人的安全，減小了事故發生率。正是由于機械手具有許多優異的性能，導致其在機械制造工藝過程中得到了廣泛應用。同時，基于目前機械手的應用現狀，不難想象，在未來的各行各業當中都會出現機械手的影子，從而使工業機械手的應用領域不斷擴大。

4結束語

綜上所述，工業機械手已經在機械制造工藝中得到了廣泛的應用，并且由于其優異的性能和易于精準控制的特點，使其受到了人們的青睞。利用工業機械手代替傳統的勞動力可以大大減輕勞動人民的壓力，并且避免將過多的勞動力浪費在一些機械的、繁瑣的、沒有技術含量的工作當中，這樣可大大實現工業自動化，提高生產效率和降低生產成本。然而盡管工業機械手的出現給我們的生活和工業生產帶來了諸多便利，但是其仍然存在著一些問題，為了能夠使機械手更好地服務于人類生活和生產，人們必須開始重視其存在的問題，從而能夠找到相應的解決辦法以彌補這種缺陷，使工業機械手在未來能夠應用到更多的領域。

參考文獻

[1]馬明龍.基于PLC的工業機械手在自動化生產線中的應用分析[J].現代工業經濟和信息化，2019（2）：67-68.

[2]申永紅.基于對象識別的機械手高速分揀系統設計研究[J].煤礦機械，2018（9）：15-17.

[3]杜娟.基于PLC控制的工業機械手在自動化生產中的應用分析[J].科技創新與應用，2018（32）：166-167.

[4]鄧淑恒.工業機器人機械系統運動學及運動控制研究[J].山東工業技術，2019（3）：157.