助力機械手在汽車制造中的應用

蔡 穎

(江西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院，江西 南昌 330000)

1 各類助力機械手的特點及其分類

1.1 硬臂類助力機械手

硬臂類助力機械手在使用過程中又可以根據(jù)他們的工作弧度再細分為4種助力機械手，分別是PBC型、PBD型、PBF型和PBS型、PBE型。在實際工作中，我們可以根據(jù)工作的具體要求來選擇不同曲線弧度的助力機械手來達到生產(chǎn)操作的需求，根據(jù)生產(chǎn)需求可以通過選擇不同的主機同時配備不同的滑動系統(tǒng)和夾具來達到更換要求，這類硬臂類助力機械手由于機構(gòu)是由硬臂桿結(jié)構(gòu)組成，整體而言剛性很強，所以平衡感也相對不錯。所以，此類硬臂機械手主要應用在對定位要求比較嚴格、環(huán)境較多障礙、周圍情況比較復雜的場景當中。

1.2 軟索式助力機械手

軟索類機械臂有IRB型、IRF型和IRS型，這種區(qū)分是根據(jù)主體部分的應用元件決定的，軟索式助力機械手的主機使用的是請動平衡吊再搭配適應的夾具和滑動操作系統(tǒng)，這就相當于是一個比較完整的助力機械臂的全部系統(tǒng)，這類助力機械手之間由鋼絲繩來連接。

2 助力機械手的內(nèi)部機械構(gòu)造

2.1 助力機械臂的系統(tǒng)構(gòu)造

助力機械手系統(tǒng)結(jié)構(gòu)大部分都是使用旋轉(zhuǎn)類的機械臂，主要是由移動裝置和滑動系統(tǒng)組成以及由安全監(jiān)測裝置、安全氣動裝置所構(gòu)成的。在安裝方式和安裝順序上又分為正立安裝方式和吊掛安裝方式2種安裝方式。

2.2 助力機械手本身的機械構(gòu)造

助力機械臂本身有3個關(guān)節(jié)部分組成，通過這3個關(guān)節(jié)部分就可以實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)操作，十分靈活。機械手在每個關(guān)節(jié)部分都有制動裝置，這樣操作人員就可以及時控制剎車按鈕來達到對各個關(guān)節(jié)部分的鎖定效果，通過這個鎖定功能可以使關(guān)節(jié)鎖定不會四處移動。平衡氣缸可以讓機械臂達到升降的效果，還能調(diào)節(jié)不同角度的升降效果，在一定程度上彌補了機械臂在轉(zhuǎn)動方面的缺陷，次臂還能通過調(diào)整角度的方式來達到對桿臂的連接作用，極大地提升了機械臂的穩(wěn)定性。

3 助力機械手的控制操作系統(tǒng)

3.1 軌道系統(tǒng)和夾具

助力機械手的軌道系統(tǒng)和夾具是助力臂的重要組成部分，其中軌道系統(tǒng)主要采取雙排鋁合金軌道，軌道與平臺車進行配合工作，達到對硬臂機械手的連接，讓操作設(shè)備能夠在軌道上穩(wěn)定運行，可以減少意外情況的發(fā)生。軌道的材料采用先進的進口產(chǎn)品，這樣就可以達到更大強度、更大剛性且平穩(wěn)運行的效果，也能降低意外事件的發(fā)生，可以極大地提高機械臂的操作效果和機械臂的使用年限。

夾具在實際工作中要進行靈活地切換使用，不同工作也需要進行配套的夾具設(shè)計以達到使用要求，在配套夾具設(shè)計過程中要考慮以下幾點。一是夾具的位置要配合機械臂的整體操作系統(tǒng)來考慮。二是不能單考慮夾具的靈活性，同時也要考慮夾具的使用材料要有一定的耐用性，可以達到一定的使用壽命。三是夾具在工作中的應用要達到安全穩(wěn)定的工作要求。四是在使用過程中要注意對夾具進行一定的保護工作，以防在工作中對配套夾具產(chǎn)生過大的損耗，延長配套夾具的使用壽命和使用功效。五是在設(shè)計配套夾具的過程中應當考慮到安裝拆卸的便利性，只有這樣才能提高工作效率，不會造成不必要的時間消耗。

3.2 氣動控制系統(tǒng)和安全檢測裝置

在車間里增壓系統(tǒng)是必不可少的。增壓系統(tǒng)可以減少工作環(huán)境中氣壓對工作的影響，將系統(tǒng)里的壓力保持在一個平衡狀態(tài)，使工作效果不會受空氣壓力的影響。在氣源出現(xiàn)問題的時候通過儲氣罐對工作過程有一個穩(wěn)定的保證，機械臂不會出現(xiàn)移位，使工作效果有所保證。在關(guān)節(jié)部位也設(shè)置了制動裝置，當鎖緊裝置產(chǎn)生作用后可以對關(guān)節(jié)部位進行鎖定，在平常的空置狀態(tài)時也可以起到安全保護的作用，讓機械臂不會隨處移動，以達到降低安全隱患的效果。此外，氣動控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)對功能的一鍵控制功能，所有的按鈕功能都能通過氣動控制系統(tǒng)得到統(tǒng)一控制，這讓控制功能變得更加高效便捷。

安全在汽車生產(chǎn)制造過程中是相當重要的一點，無論是對操作系統(tǒng)的工作人員還是對汽車產(chǎn)品的車身保護都需要注意，所以在設(shè)計的時候就應當考慮到這一點，在生產(chǎn)流線的總裝線中就有一些防護系統(tǒng)操作，比如裝置過載報警裝置和檔位切換報警系統(tǒng)裝置，還有剎車操作裝置。不僅如此，在車身方面也需要一定的防護，例如安裝軟墊在可以接觸到車身的地方，減少一些意外情況對車身部分產(chǎn)生的損傷，避免在這一環(huán)節(jié)產(chǎn)生不必要的損失。

3.3 助力機械臂的優(yōu)勢

首先助力機械臂使用的材料元件都是采用先進的進口產(chǎn)品，所以產(chǎn)品整體質(zhì)量都較穩(wěn)定可靠，助力機械臂的操作控制范圍也相對較廣，在實際工作運用中也比較穩(wěn)定。還有在設(shè)計過程中也會充分考慮到助力臂在實際工作應用中的要求，并且根據(jù)實際情況進行改進和配套設(shè)計，可以貼合實際工作的具體要求。助力機械臂的功能設(shè)置考慮得也十分周到，在不同的工作場景需求中可以發(fā)揮產(chǎn)品的最大價值，完成不同要求、不同規(guī)格的裝配工作任務。

4 結(jié)語

在當今社會不斷發(fā)展的過程中，提高工作效率變得格外重要，因此對助力機械臂的應用也越來越普遍，不僅僅是因為其操作系統(tǒng)使用的便捷性，還體現(xiàn)在機械臂的設(shè)計過程中對安全性的考慮越來越周到，使助力臂的安全性能也越來越有保障，這對當下的汽車生產(chǎn)是一個很大的提高，這也意味著汽車生產(chǎn)過程中效率得到了極大地提升，對勞動力的依賴也有了極大提升，汽車生產(chǎn)效率也有了很大的進步。其中，有一些特殊的設(shè)備與工作單靠人工操作十分麻煩，例如一些大的蓄電池、制動液，現(xiàn)在都可以通過助力機械臂來進行操作，這不僅僅對工作人員是一種保護，也是對工作效率的一種保證，對生產(chǎn)環(huán)境也起到了一定的保護作用。雖然目前助力機械手還有很大的改進和完善空間，但現(xiàn)階段助力機械臂在汽車制造行業(yè)的運用已經(jīng)取得了很大的進步，使汽車制造流程變得高效且便利，也為汽車制造企業(yè)方面創(chuàng)造了很大的效益，為汽車制造行業(yè)的發(fā)展、社會經(jīng)濟的進步帶來一定的提升作用。