工业机械手在自动化生产线中的应用

王 晨

摘要：自动化生产线是由自动化机器体系实现一个 产品、一系列工艺过程的一种生产组织模式。它是在 连续流水线的进一步发展的基础上形成的。在其加工 过程中需要将被加工对象从上一道加工工序自动转移 到另一道加工工序中，实现其产品加工、装卸、检验、入 库等一系列操作，在这个过程中机械手是完成上述流 程的最佳选择。据此，对工业机械手的种类及其在自 动化生产线中的应用进行分析。

1.工业机械手的分类

       工业机械手按照其工作类型可分为搬运机械手操作机、 装配机械手操作机、机械手生产线、特殊环境下的机械手操 作机、智能机械手操作机、冲压机械手操作机、锻造机械手操 作机、铸造机械手操作机、焊接机械手操作机、喷漆机械手操 作机等类型。按驱动方式可分为气动式机械手、液压式机械 手、电动式机械手。其中气动机械手被广泛地应用于自动化 流水线中，液压式机械手多应用于载荷较大的重工业中，电 动机械手采用伺服电机驱动，用于操作精度较高的场合。

      工业机械手是按照其工作需求设计的，按照给定程序 实现自动抓取、搬运和操作的自动装置。机械手一般由执 行机构、驱动机构、控制系统、检测装置等组成，智能的机械 手还具有感知系统与智能系统。

2 工业机械手的特点

      1958 年美国联合公司研制出世界上第一台机械手。目 前越来越多的机械手被设计出来，机械手可以模仿人手的 某些动作，通过控制程序实现对物体的抓取、搬运等功能， 在危险环境以及繁重重复的工作环节代替人工实现生产的 机械化、智能化。因而被广泛应用在特种作业机器人已经 工业自动化生产线中。使用机械手代替人工有以下优点：

（1）工业机械手可通过使用特定夹持器对特定产品进 行重复的操作，能够把人从单调繁重的劳动中解放出来。

（2）工业机械手对环境的适应性强，只需要根据其工作 环境及工作内容进行具体设计就能够代替人手在危险环境 内连续作业。

（3）工业机械手在工作过程中动作准确，稳定性好，能 够很好地保证其产品的质量，避免因人工操作失误而导致 物料的损坏浪费。

（4）工业机械手的通用性、灵活性较好，能够在更改生 产类型时通过改变程序设定而迅速适应其工作需求，满足企业的柔性生产需求。

（5）采用机械手能够在降低生产成本的同时大幅提升 产品的生产效率。

3 自动化生产线的工作流程

       自动化生产线包含由机床上下料装置、物料传送装置、 储料间等组成的传送系统，保证生产线内的机床、传送系统、 机床辅助装置正常工作以及接收其检测信号装置信号的控 制系统、执行机构、动力源部分组成。

       全自动化流水线是一种非标自动化设备，是针对某一特 定产品的加工工序过程进行设计的，全自动流水线设备将整 个生产过程分成各个工序生产时间相同或成倍数关系的多个 作业工序，同时按照工序顺序将各个步骤的加工设备固定在 已经分配好的流水线中，达到分工明确、快速有效的作业模式。

       自动生产线在无人干预的情况下按规定的程序或指令 自动进行操作或控制的过程，当产品完成一个工序的加工 内容后需要通过机械手进行卸料并将此工序加工好的产品 放置在皮带式输送线或链板式输送线将产品运送至下一加 工点，与此同时机械手还将从储料装置中进行毛坯件的取 件并准确地安放在加工机床中。机械手在同一工序中需要 不断地重复某一特定动作，在自动化流水线中加工对象自动 地由一台机床传送到另一台机床，并由工业机械手辅助完成 加工、装卸、检验、入库等操作；工人的任务仅是调整、监督和 管理自动线，不参加直接操作；所有机器设备统一的节拍运转， 生产过程是高度连续的。

4 总结

       在机械制造业中有越来越多的自动化生产线投入到生 产中，其工业机械手在铸造、锻造、冲压、热处理、焊接、切削 加工和机械装配等自动化生产线中通过执行为其设定好的 程序系统一遍遍地完成特定任务，在解放人类双手的同时 使加工精度得到了飞跃。在产品的设计和工艺简洁、稳定 的情况下采用自动化生产线生产产品不仅可保证产品产量 以及产品质量，还能够稳定和提高产品的质量，改善其加工 环境，能有效地缩减生产所需的占地面积，降低了生产成本， 缩短了产品的生产周期，在保证其产品质量的稳定后还能 够显著地提高产品的经济效益。

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