工业机械手在生产中的应用

机械手是工业自动控制领域中经常遇到的一种控制对象。机械手可以完成许多工作， 如搬物、装配、切割、喷染等等，应用非常广泛广泛。

在现代工业中，生产过程中的自动化已成为突出的主题。各行各业的自动化水平越来越 高，现代化加工车间，常配有机械手，以提高生产效率，完成工人难以完成的或者***的工作。可在机械工业中，加工、装配等生产很大程度上不是连续的。据资料介绍，美国生产的 全部工业零件中，有75%是小批量生产；金属加工生产批量中有四分之三在50件以下，零件真正在机床上加工的时间仅占零件生产时间的5%。从这里可以看出，装卸、搬运等工序机械 化的迫切性，工业机械手就是为实现这些工序的自动化而产生的。目前在我国机械手常用于 完成的工作有：注塑工业中从模具中快速抓取制品并将制品传诵到下一个生产工序；机械手加工行业中用于取料、送料；浇铸行业中用于提取高温熔液等等。本文以能够实现这类工作 的搬运机械手为研究对象。下面具体说明机械手在工业方面的应用。

现有的机械手主要存在以下不足 ：

一、采用电机丝杆结构只适合短距离轻载直线传动，然而目前的取料件正变得越来越重，结构也越来越复杂，在长距离重负载直线运动上，丝杆有可能强度不够，会导致机械手出现震动、抖动现象，注塑机机械手，严重时会导致丝杆弯曲、变形、甚至断裂等等 ；

二、大部分机械手配备的侧姿机构只能实现 90 度定角度的翻转，而无法实现更加柔性的关节运动，对特殊要求的取件作业无从下手。

现代工业机械手起源于20世纪50年代初，是基于示教再现和主从控制方式、能适应产品种类变更，具有多自由度动作功能的柔性自动化产品。

机械手首先是从美国开始研制的。1958年美国联合控制公司研制出第1台机械手。他的结构是：机体上安装一回转长臂，端部装有电磁铁的工件抓放机构，控制系统是示教型的。 1962年，美国机械铸造公司在上述方案的基础之上又试制成一台数控示教再现型机械手。运动系统仿造坦克炮塔，臂回转、俯仰，用液压驱动；控制系统用磁鼓***存储装置。不少球坐标式通用机械手就是在这个基础上发展起来的。同年该公司和普鲁曼公司合并成立公司，专门生产工业机械手。

1962年美国机械铸造公司也试验成功一种叫Versatran机械手，原意是灵活搬运。该机 械手的***立柱可以回转，臂可以回转、升降、伸缩、采用液压驱动，控制系统也是示教再 现型。虽然这两种机械手出现在六十年代初，但都是国外工业机械手发展的基础。

1978年美国Unimate公司和斯坦福大学、麻省理工学院联合研制一种Unimate-Vic-arm 型工业机械手，注塑机机械手报价，装有小型电子计算机进行控制，用于装配作业，***误差可小于±1毫米。

美国还十分注意提高机械手的可靠性，改进结构，降低成本。如Unimate 公司建立了8年机械手试验台，注塑机机械手价格，进行各种性能的试验。准备把故障前平均时间（注：故障前平均时间是指 一台设备可靠性的一种量度。它给出在第1次故障前的平均运行时间），由 400 小时提高到 1500小时，精度可提高到±0.1毫米。

德国机器制造业是从 1970 年开始应用机械手，主要用于起重运输、焊接和设备的上下 料等作业。德国KnKa公司还生产一种点焊机械手，采用关节式结构和程序控制。

瑞士RETAB公司生产一种涂漆机械手，采用示教方法编制程序。

瑞典安莎公司采用机械手清理铸铝齿轮箱毛刺等。

日本是工业机械手发展***快、应用蕞多的***。自 1969年从美国引进二种典型机械手后，大力研究机械手的研究。据报道，1979年从事机械手的研究工作的大专院校、研究单位多达50多个。1976年个大学和***研究部门用在机械手的研究费42%。1979年日本机械手的产值达443亿日元，产量为14535台。其中固定程序和可变程序约占一半，达222亿日元，是1978年的二倍。具有记忆功能的机械手产值约为67亿日元，比1978年增长50%。智 能机械手约为17亿日元，为1978年的6倍。截止1979年，机械手累计产量达56900台。 在数量上已占世界首位，约占70%，并以每年50%～60%的速度增长。使用机械手蕞多的是汽车工业，其次是电机、电器。预计到1990年将有55万机器人在工作。

第二代机械手正在加紧研制。它设有微型电子计算机控制系统，具有视觉、触觉能力， 甚至听、想的能力。研究安装各种传感器，伺服注塑机机械手，把感觉到的信息反馈，使机械手具有感觉机能。 目前国外已经出现了触觉和视觉机械手。

第三代机械手（机械人）则能***地完成工作过程中的任务。它与电子计算机和电视设 备保持联系。并逐步发展成为柔性制造系统FMS(Flexible Manufacturing system)和柔性制 造单元(Flexible Manufacturing Cell)中重要一环。

随着工业机器手（机械人）研究制造和应用的扩大，国际性学术交流活动十分活跃，欧美各国和其他***学术交流活动开展很多。

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