工業(yè)機(jī)械手機(jī)器人的分類及應(yīng)用

工業(yè)機(jī)械手的是工業(yè)機(jī)器人的一個(gè)重要分支，大多用在自動(dòng)化單元操作，其特點(diǎn)是可通過編程來完成各種預(yù)期的作業(yè)任務(wù)，在構(gòu)造和性能上兼有人和機(jī)器各自的優(yōu)點(diǎn)，尤其體現(xiàn)了人的智能和適應(yīng)性。工業(yè)機(jī)械手作業(yè)的準(zhǔn)確性和各種環(huán)境中完成作業(yè)的能力，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域有著廣闊的發(fā)展前景。

工業(yè)機(jī)械手或工業(yè)機(jī)器人，雖不一定具備形式上的人形，但作為智能制造領(lǐng)域的重要支撐，對(duì)其研究的深度和廣度不斷推進(jìn)，工業(yè)機(jī)器人已經(jīng)從替代手工作業(yè)的方式來從事簡(jiǎn)單、重復(fù)的工作內(nèi)容逐漸向智能化過渡，能夠?qū)Νh(huán)境進(jìn)行分析和調(diào)整，從事更加復(fù)雜的工作內(nèi)容，并且工作質(zhì)量和工作效率高于人工的操作方式。工業(yè)機(jī)器人是相對(duì)較新的電子設(shè)備，它正開始改變現(xiàn)代化工業(yè)面貌。實(shí)際的工業(yè)機(jī)器人由帶有腕(（或稱為手臂）的主機(jī)身和機(jī)身端部的工具（通常是某些類型的夾持器）組成，同時(shí)也包括一個(gè)輔助動(dòng)力系統(tǒng)。隨著理論研究和實(shí)踐操作方式進(jìn)一步深入并投入實(shí)踐領(lǐng)域，機(jī)器人必將有著更加廣闊的發(fā)展前景。

現(xiàn)階段在工業(yè)上，自動(dòng)控制工業(yè)裝配機(jī)械手、機(jī)器人系統(tǒng)有著廣泛的應(yīng)用，工業(yè)機(jī)器人、自動(dòng)化裝配機(jī)械手的技術(shù)涉及力學(xué)、機(jī)械學(xué)、電氣、液壓、自動(dòng)控制、傳感器和計(jì)算機(jī)技術(shù)等科學(xué)領(lǐng)域，是一門跨學(xué)科綜合技術(shù)。目前在工業(yè)生產(chǎn)中多數(shù)應(yīng)用的類型如下。

(1）直角坐標(biāo)裝配機(jī)械手。直角坐標(biāo)裝配機(jī)械手作為執(zhí)行機(jī)構(gòu),控制方便,執(zhí)行動(dòng)作靈活，可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的空間軌跡控制?，F(xiàn)階段多數(shù)自動(dòng)化方案公司在多年數(shù)控技術(shù)、

技術(shù)應(yīng)用和產(chǎn)品研發(fā)基礎(chǔ)上，已開發(fā)出了不少性價(jià)比優(yōu)良的數(shù)控裝配機(jī)械手,例如一系列多款數(shù)控涂膠機(jī)械手、機(jī)器人廣泛應(yīng)用在汽車、家電等行業(yè),是汽車等行業(yè)重要的加

工裝備。直角坐標(biāo)裝配機(jī)械手、機(jī)器人也可以非常方便地用于組件、檢測(cè)、探傷、包裝、噴涂等一系列工作。特別適用于多品種、批量的柔性化作業(yè),對(duì)于穩(wěn)定，提高產(chǎn)品質(zhì)量,

提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，改善勞動(dòng)條件和保障產(chǎn)品的快速更新?lián)Q代起著十分重要的作用。

(2）大型重載型析架裝配機(jī)械手。進(jìn)行重物搬運(yùn)移載的大型重載型隳架裝配機(jī)械手是組成現(xiàn)階段自動(dòng)化工廠的重要工具，取代了傳統(tǒng)用途受限、體積龐大的固定式吊車

(天車),其主要作用為搬運(yùn)移載物體，然后細(xì)化到精確定位、裝卡、換向、調(diào)整姿態(tài)、碼垛、安裝等。根據(jù)末端操作工具的不同，完成如搬運(yùn)、上下料、碼垛、拆垛、分類、

裝配、貼標(biāo)、噴碼、打碼(軟仿型）等一系列工作。有別于傳統(tǒng)的固定式吊車,其特點(diǎn)為如下。

·多自由度運(yùn)動(dòng),每個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度之間的空間夾角為直角。

·自動(dòng)控制的,可重復(fù)編程,所有的運(yùn)動(dòng)均按程序運(yùn)行。

·一般由控制系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、機(jī)械系統(tǒng)、操作工具等共同組成。

·靈活,多功能,因操作工具的不同功能也不同,工作完成度高。

·高可靠性、高速度、高精度。

·可用于惡劣的環(huán)境,可長(zhǎng)期工作,便于操作維修。

(3)單一專業(yè)用途專業(yè)機(jī)器人。具有一系列生產(chǎn)制造單元操作完整的功能設(shè)計(jì)，以使用早、大宗的焊接機(jī)器人為例，焊接自動(dòng)化的研究經(jīng)歷了三個(gè)階段，即示教再現(xiàn)

階段、離線編程階段和自主編程階段。隨著計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的不斷進(jìn)步，焊接機(jī)器人由單一的單機(jī)示教再現(xiàn)型向多傳感、智能化的柔性加工單元（系統(tǒng)）方向發(fā)展，實(shí)現(xiàn)由第二代多元柔性向第三代智能化的過渡不斷發(fā)展的目標(biāo)。現(xiàn)階段弧焊機(jī)器人系統(tǒng)不僅能實(shí)現(xiàn)空間焊縫的自動(dòng)實(shí)時(shí)跟蹤,而且還能實(shí)現(xiàn)焊接參數(shù)的在線調(diào)整和焊縫質(zhì)量的實(shí)時(shí)控制。研究智能化焊接機(jī)器人技術(shù)改進(jìn),一方面是目前高技術(shù)產(chǎn)品復(fù)雜焊接工藝及其焊接質(zhì)量、效率的迫切要求;另外，隨著人類探索空間的擴(kuò)展，在極端環(huán)境，如太空、深水以及核環(huán)境下的焊接制造也對(duì)發(fā)展自主智能型焊接機(jī)器人提出了強(qiáng)烈的技術(shù)需求,仍有待于在實(shí)際焊接制造過程中完善和發(fā)展。關(guān)于針對(duì)特殊焊接構(gòu)件的特種焊接機(jī)器人,如爬行式焊接機(jī)器人、焊接專用機(jī)構(gòu)等也在研究開發(fā)中。此類機(jī)器人還有噴涂機(jī)器人、包裝機(jī)器人、清洗機(jī)器人等,在各行各業(yè)應(yīng)用廣泛且數(shù)量不斷增加,也是現(xiàn)階段進(jìn)展大的柔性加工單元操作的主要應(yīng)用。

(4）綜合服務(wù)機(jī)器人。進(jìn)一步討論綜合服務(wù)機(jī)器人也就是前三項(xiàng)機(jī)器人應(yīng)用的集成,再加上本身規(guī)劃有移動(dòng)能力，是新的階段實(shí)現(xiàn)智能化單元操作的關(guān)鍵技術(shù)。綜合服務(wù)機(jī)器人是為了進(jìn)一步滿足工業(yè)生產(chǎn)和現(xiàn)代化生產(chǎn)的需求而在努力突破中的重要智能化設(shè)備，也是機(jī)器人學(xué)在生產(chǎn)制造單元操作的集大成。通過對(duì)綜合服務(wù)機(jī)器人智能化的研究，掌握其發(fā)展歷程、內(nèi)容，在實(shí)踐領(lǐng)域的應(yīng)用，以及現(xiàn)階段所要解決的技術(shù)難題,才能夠根據(jù)應(yīng)用的需要來進(jìn)行針對(duì)性的調(diào)整,進(jìn)而提高工業(yè)應(yīng)用的深度和廣度，為工業(yè)生產(chǎn)制造單元操作的智能化發(fā)展做出貢獻(xiàn)。