工業機械手：現代工業生產之 “手”-公司資訊-安徽鳴宇智能科技有限公司

信息來源：www.pmtt.cc 2024-11-09 16:25:55

一、工業機械手的定義與基本構成

定義
- 工業機械手是一種能模仿人手和臂的某些動作功能，用以按固定程序抓取、搬運物件或操作工具的自動操作裝置。它是在機械化、自動化生產過程中發展起來的一種新型裝置，能夠在惡劣環境下進行重復性、高精度的工作。
基本構成
- 手部結構：這是直接與工件接觸的部分，也稱為末端執行器。根據抓取對象的不同，手部結構有多種形式。例如，夾鉗式手部可以用來抓取塊狀物體，像機械加工中的小型零件；吸附式手部則利用真空吸附原理，適用于抓取表面平整的薄板材料，如電子工業中的電路板。
- 腕部結構：腕部連接手部和臂部，主要起到調整手部姿態的作用。它可以實現彎曲、旋轉等動作，使手部能夠在不同的角度和方向上準確地抓取或操作工件。
- 臂部結構：臂部是支撐手部和腕部的部分，其運動范圍和靈活性決定了機械手的工作空間。臂部可以有伸縮、擺動、升降等運動方式，一般通過液壓、氣壓或電動驅動系統來實現這些動作。
- 機身和基座：機身是機械手的主體框架，為其他部件提供安裝基礎。基座則用于將機械手固定在工作場地，確保其穩定性。同時，基座的設計也會考慮到與生產設備的布局和連接方式，方便機械手與其他生產線設備協同工作。

二、工業機械手在現代工業生產中的優勢

高精度操作
- 工業機械手能夠地控制運動軌跡和力度。例如在電子芯片制造過程中，芯片的引腳焊接需要高的精度，工業機械手可以將焊接工具地定位到微米級別的位置，保證焊接質量的穩定性和一致性。這種高精度操作還能減少產品的廢品率，提高生產效率和產品質量。
高速度和高重復性
- 機械手可以以高的速度進行重復性的工作。在汽車零部件的裝配流水線上，機械手能夠快速地抓取零件并完成裝配任務。它不像人工操作會因為疲勞、情緒等因素而降低速度或出現失誤，一旦程序設定好，就能按照固定的節奏和動作模式，24 小時不間斷地工作，大大提高了生產的節拍和產量。
適應惡劣環境
- 許多工業生產環境對人體有害，如高溫、高壓、高輻射、有毒有害氣體等。工業機械手可以在這些惡劣環境中正常工作。例如，在鋼鐵冶煉車間，溫度高，機械手可以代替工人進行鋼坯的搬運等操作，避免工人暴露在危險環境中，保障了工人的生命安全和身體健康。

三、工業機械手的應用領域

汽車制造業
- 在汽車生產的各個環節都有廣泛應用。在沖壓車間，機械手可以將金屬板材準確地送入沖壓機進行沖壓成型；在焊接車間，能夠進行車身框架的焊接，其的焊接軌跡控制可以保證車身的強度和質量；在裝配車間，機械手可以安裝汽車零部件，如發動機、座椅等，提高裝配效率。
電子工業
- 對于電子產品的生產，精度要求高。工業機械手可以用于電路板的插件、貼片、焊接等操作。還可以在電子產品的測試和包裝環節發揮作用，如將測試合格的產品準確地放入包裝容器中，確保包裝的規范性和產品的安全性。
物流與倉儲行業
- 機械手可以實現貨物的自動分揀、碼垛和搬運。在大型物流倉庫中，機械手能夠根據系統指令快速地找到貨物存儲位置，將貨物搬運到指定的發貨區域，并且可以按照規定的方式進行碼垛，提高倉庫空間的利用率和貨物周轉效率。

四、工業機械手的發展趨勢

智能化
- 未來的工業機械手將更加智能化。通過集成傳感器、視覺識別系統等，機械手能夠感知周圍環境和工件的狀態。例如，在分揀不同形狀和顏色的產品時，視覺識別系統可以幫助機械手快速準確地識別目標物體，然后根據物體的特性進行抓取和分類操作。同時，智能算法的應用也可以使機械手能夠自主學習和優化工作流程，適應不同的生產任務。
協作性增強
- 工業機械手與人類協作工作是一個重要的發展方向。新一代的協作型機械手能夠在人類身邊安全地工作，當檢測到與人類有接觸風險時，會自動降低速度或停止工作，以避免對人類造成傷害。這種協作模式可以充分發揮人類的創造力和機械手的性，在一些復雜的裝配和精細加工任務中共同提高生產效率。
小型化和微型化
- 在一些精密制造領域，如微機電系統（MEMS）制造、醫療器械制造等，需要小型化和微型化的機械手。這些小型機械手可以在微小的空間內進行操作，如在人體血管內進行微創手術的機械手，或者在微芯片制造中對納米級別的結構進行加工的機械手，它們的發展將為這些制造業提供有力的技術支持。

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