淺談機械制造中機械手的制造流程

曹乃奎錦州元成生化科技有限公司

淺談機械制造中機械手的制造流程

曹乃奎
錦州元成生化科技有限公司

機械產(chǎn)品中，機械手的運用領(lǐng)域極其廣泛，是主要的搬運方式，本文通過對機械手的加工過程論述，來解釋在機械過程中所需用到的設(shè)備零件及加工方法，對機械這門學(xué)科用一簡單的例子加以詮釋，本文中的機械手是最普通的起吊型機械手，完成的功用是對物品進行固定地點的轉(zhuǎn)移，所需的零件也是目前機械中最常用的零件。用大范圍來說明機械領(lǐng)域所學(xué)的各種知識及使用技巧。

機械制造；機械組裝；機械手

1　機械行業(yè)概述

現(xiàn)在所有的行業(yè)基本都離不開機械，機械里包括機械設(shè)計，機械制造以及對機械的控制，機械產(chǎn)品運用到了世界的各個領(lǐng)域，對世界的發(fā)展起了舉足輕重的作用，作為我們這些工科學(xué)者，做好機械的運用，對于國家的發(fā)展起到重要的推動作用。

機械產(chǎn)品中從加工到出廠，要使它產(chǎn)生效果，運用到實際，對它的控制是非常重要的一個環(huán)節(jié)。機械控制工程把機械產(chǎn)品和電子控制緊密的聯(lián)系到了一起，出我們更輕而易舉的靈活的運用機械產(chǎn)品來為人類的生活提供便利。這篇論文就是圍繞控制來對機械領(lǐng)域進行深一步的研究。對于一個產(chǎn)品，從設(shè)計到出廠需要幾個步驟的聯(lián)合才能完成。下面由一個簡單的小例子來說明加工出一個機械搬運手臂所需要經(jīng)過的流程。

2　機械手制作簡介

2.1機械手臂需要完成的功能

通過碼頭的吊貨物機械手能很順利的完成從一個地方到達(dá)另一個位置的操作，不僅可以左右移動貨物的位置，通過底部電機帶動整個上部吊車完成旋轉(zhuǎn)操作，使機械手可已在其固定點為中心，機械手臂最遠(yuǎn)端為半徑的圓域里完成集裝箱的隨意擺放任務(wù)，這對于船載商品來說起著不可估量的作用，也是目前用處最多的裝置。

機械手雖用在不同的領(lǐng)域中，但大致原理相同。機械手原理簡單，底部由立柱作為支撐，立柱上面為控制室，控制室前端由三角鐵焊接成的機械手臂組成，機械手臂是有纜繩和車鉤組成的起吊裝置。機械手把機械制造和電子控制技術(shù)精巧的融合到了一起，通過此原理我們可以做出很多工用的機械產(chǎn)品已滿足各個場地實現(xiàn)不同功能的需要。

機械手從無到有需經(jīng)過機械設(shè)計來完成由理論到實際的轉(zhuǎn)換。機械制造過程把所有設(shè)計的東西通過車床加工成一個個的構(gòu)件，經(jīng)過組合形成一個個零件，最后總成一個機械產(chǎn)品。通過機電中的PLC裝置，輕易的完成了對整個機械手臂的控制，使其完成不同的指令。這樣一個機械手就制造完成了。

2.2機械設(shè)計部分

2.2.1夾具設(shè)計

機械設(shè)計中合理的設(shè)計對于一個商品來說是至關(guān)重要的，首先是夾具的設(shè)計。加工機械手需要各個形狀的鋼板，經(jīng)過焊接組成一個整體。為了對一塊大型鋼板做切割操作使其變成需要的構(gòu)件，安裝在各個機床上的夾具起了重要的作用，有了高質(zhì)量的夾具，能提高對構(gòu)件的加工效率，減小時間成本。

夾具完成的主要功能是對鋼板完成切槽鉆孔處理，選用銑床，想要加工出準(zhǔn)確的構(gòu)件，合理的六點定位十分重要。夾具上需設(shè)有對刀塊，已完成準(zhǔn)確的對刀操作，對于板狀物直接用平面三點支撐，側(cè)面分別一點和兩點支撐就能完成對鋼板的固定。對于圓柱形鋼板則需要套筒來限制其自由度，已完成對其進行精準(zhǔn)的加工。所有加工盡量使用準(zhǔn)確定位，定位后一定要有夾緊操作已保證固定安全穩(wěn)固，平面定位應(yīng)使用三點定位使其在一平面進行加工。

2.2.2零件設(shè)計

零件連接一般是由螺栓連接，焊接，鉚接等方式來完成的，所以如何加工出合理的，有一定使用年限的零件對于一個產(chǎn)品的好壞也是有重要意義的。對于難已用機械加工的部分零件我們需要用鑄造的形式來完成。砂型鑄造工藝需要留意的是設(shè)計中一定要有合理的圓角使融化的液體能順利留到各個角落。零件的設(shè)計一定要有倒角，注意配合方式，對于需要用螺栓擰緊的部分要留有充裕的空間，這樣才能使扳手或外部設(shè)備施力。齒輪傳動需要的齒輪箱體孔需要開足夠大以便方便觀察及注油。設(shè)計盡量簡單已加工，這樣來減輕工人的工作量，提高效率。

2.3機械制造部分

機械的制造也是化整為零的部分，把整塊的型材加工成實現(xiàn)各功能的構(gòu)件，在做這項工作之前，擬定工藝路線在加工中起了至關(guān)重要的作用，對于不同的機械產(chǎn)品根據(jù)產(chǎn)品的多少，及對質(zhì)量的要求，好的工藝路線能節(jié)約成本，提高效率，工藝卡片上一定要表明加工方法以及所需要的粗糙度，這樣才能保證整體的組裝效果。

機械制造中各個零件的加工需要各種的機床來完成，對于整塊鋼板需要使用砂輪來對其進行切割，圓柱體需要車床進行加工，銑床可以加工各種槽型構(gòu)件。加工好后用電焊把各個形狀的鋼板焊成一定尺寸的零件。多使用定位孔能使加工變得簡單，更容易組裝。

2.4機械控制部分

要想使組裝好的機械手動起來，與良好的電力控制是分不開的，過去的控制使用的是繼電器笨重且很不方便，現(xiàn)在的控制基本都使用PLC芯片控制，一個簡單的控制系統(tǒng)就能輕松的控制動力源使整個機器輕松地動起來。

目前使用最常見的PLC屬西門子和歐姆龍的較為常見，制造控制系統(tǒng)最重要的是畫線路圖，其中主要由動合動斷開關(guān)和電磁閥組成，注意合理的使用熔斷器。線路圖設(shè)計完畢后，做成芯片，接通電源就能完成控制系統(tǒng)的建立。

3　總結(jié)與展望

機械手的制造充分融合了機械領(lǐng)域中的各個工種，是機械制造的重要體現(xiàn)，機械制造業(yè)是一個國家是否處于國際先進地位的重要體現(xiàn)，作為一個合格的工程師一定要使實踐和理論相結(jié)合，通過所知所學(xué)，合理的運用的機械中，大幅提高工作效率，電動機械手在中國的各個領(lǐng)域占有重要的地位，小到芯片的轉(zhuǎn)移大到大型集裝箱的起吊。所以對機械手的研究有這一定的現(xiàn)實意義。中國的制造業(yè)還需要大力發(fā)展，身為工科的技術(shù)人員我們一定要好好學(xué)習(xí)理論知識，多思多想累積經(jīng)驗，這樣才能對國家的繁榮，富強做出自己應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

［1］楊黎明.機械零件設(shè)計手冊.第一版.國防工業(yè)出版社，1986，12

［2］機械手及其應(yīng)用.機械工業(yè)出版社

［3］楊長能，張興毅.可編程序控制器基礎(chǔ)及應(yīng)用.第一版.重慶大學(xué)出版社，1992，1

［4］陳立德.機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)書.第二版.北京:高等教育出版社，2004，6

［5］柴鵬飛.機械設(shè)計基礎(chǔ).北京:機械工業(yè)出版社，2004，8

［6］李向東.機械制造技術(shù)基礎(chǔ).第一版.中國電力出版社，2009，07

曹乃奎（1967-），男，吉林省白山人，專業(yè)：機械制造工藝及設(shè)備。