工業(yè)機(jī)械手在機(jī)械制造工藝的發(fā)展及應(yīng)用

王鑫然

摘要：我國工業(yè)生產(chǎn)能力發(fā)展迅速，工業(yè)機(jī)械手的出現(xiàn)便是人工智能應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中的一個經(jīng)典例子，通過在某些環(huán)境惡劣或者有一定危險系數(shù)的工作中應(yīng)用工業(yè)機(jī)械手，可有效保障工人的生命安全，同時可大大減輕工人的工作量，從而提高工業(yè)生產(chǎn)效率。文中將就工業(yè)機(jī)械手在機(jī)械制造工藝中的發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用展開詳細(xì)闡述。

關(guān)鍵詞：工業(yè)機(jī)械手;制造工藝：發(fā)展;應(yīng)用

中圖分類號：TP241

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：2095-6487（2019）02-0168-02

0引言

工業(yè)機(jī)械手的一大顯著優(yōu)勢是能夠代替工人從事一些危險系數(shù)較高的工作，并且通過特定材料的選取使其能夠工作在高溫、高壓、有毒、易燃易爆等一系列惡劣的環(huán)境當(dāng)中，從而能夠有效保障工人的人身安全，減輕工人的勞動強(qiáng)度，提高工業(yè)生產(chǎn)效率，進(jìn)而實現(xiàn)工業(yè)自動化”。工業(yè)機(jī)械手是通過諸多的控制系統(tǒng)，使其按照事先編寫的指令進(jìn)行有序工作。起初，機(jī)械工業(yè)手只能實現(xiàn)簡單的抓取、搬運以及傳送動作，隨著人工智能的高速發(fā)展，目前機(jī)械工業(yè)手已經(jīng)可根據(jù)控制系統(tǒng)傳送的執(zhí)行指令完成更高級別的動作，比如：鑄造、焊接、裝配等。因此，目前機(jī)械工業(yè)手在機(jī)械制造工藝行業(yè)得到了蓬勃的發(fā)展，其良好的性能和應(yīng)用得到了行業(yè)內(nèi)相關(guān)人員的廣泛關(guān)注。再加上近幾年來人工智能的興起，將傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)與人工智能相結(jié)合，加速了工業(yè)自動化的進(jìn)程，一方面大大解放了工人的雙手，另一方面也有效提高了工業(yè)生產(chǎn)效率。

1工業(yè)機(jī)械手在機(jī)械制造工藝中的應(yīng)用

1.1自主完成金屬切割及加工工藝

人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展給人類生活帶來了諸多便利，尤其是工業(yè)機(jī)械手的出現(xiàn)使得機(jī)械制造行業(yè)不斷擴(kuò)大，同時有效提高了機(jī)械加工領(lǐng)域的生產(chǎn)效率，減輕了工人的勞動量，解放了他們的雙手，從而有效實現(xiàn)了工業(yè)自動化。工業(yè)機(jī)械手在機(jī)械制造工藝中的應(yīng)用十分廣泛，可有效應(yīng)用于鑄造、切割以及拋光等領(lǐng)域。在以前的機(jī)械制造行業(yè)，傳統(tǒng)的金屬切割及加工都是由眾多工人完成的，在切割之前，他們必須首先完成取料、裝配工件、固定切割方向和角度以及在加工之前的下料、去除毛刺等一系列繁瑣卻不得不做的工作，以便確保金屬切割及加工工作的順利進(jìn)行。這些繁瑣的加工工藝流程不僅大大增加了工人的勞動量，而且也無法有效確保工人的人身安全。工業(yè)機(jī)械手的出現(xiàn)可代替工人自主完成金屬切割及加工工藝流程，他們可按照操作人員事先編好的指令完成指定的任務(wù)，有效加快了制造速度。

1.2自動上下料，完成搬運工作

在機(jī)械制造工藝流程中，最基礎(chǔ)也是操作次數(shù)最多的工作便是需要工人不斷上下料，以確保每個加工工藝的有序進(jìn)行。在傳統(tǒng)的機(jī)械加工過程中，工人必須時刻緊盯操作機(jī)床，確保在每次加工之前所需要物料都能按時到位或被取走，這就需要工人必須不斷的搬運所要加工的材料，這種機(jī)械的、沒有技術(shù)含量的工作不僅會損傷工人的身體健康，而且還延緩工作速率。機(jī)械工業(yè)手的出現(xiàn)代替了工人的工作，他們可以自主的完成搬運工作，實現(xiàn)自動上下料的目的”。這不僅能夠大大提高生產(chǎn)效率，而且能夠有效保障工人的身體健康。

2當(dāng)前工業(yè)機(jī)械手在應(yīng)用中存在的問題

2.1各工業(yè)機(jī)械手之間缺乏統(tǒng)一的通訊標(biāo)準(zhǔn)

如今，隨著工業(yè)機(jī)械手給人類生產(chǎn)帶來的便利日益擴(kuò)大，引起了各個制造商的廣泛關(guān)注。他們認(rèn)為未來機(jī)械工業(yè)手的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒉粩鄶U(kuò)大，因此，為了能夠早日獲得機(jī)械工業(yè)手給他們帶來的無窮利益，各生產(chǎn)制造商開始逐漸擴(kuò)大了機(jī)械工業(yè)手的生產(chǎn)力度，導(dǎo)致如今市場上機(jī)械工業(yè)手的種類層出不窮，這雖然給生產(chǎn)商帶來了一定的好處，但是由于機(jī)械工業(yè)手的種類繁多，導(dǎo)致在管理過程中出現(xiàn)了一些困難。這是因為不同的廠商所生產(chǎn)出的機(jī)械工業(yè)手的類型是不同的，這種差異不僅體現(xiàn)在外形上，而且在程序控制方面也有很大的不同[3]。但是，在機(jī)械制造工藝中往往是由多種機(jī)械手相互配合、相互協(xié)調(diào)完成工作的，然而由于它們控制程序所使用的語言的不同，導(dǎo)致在工作過程中很難對它們實現(xiàn)統(tǒng)一管理，這就使得各工業(yè)機(jī)械手之間缺乏統(tǒng)一的通訊標(biāo)準(zhǔn)，一方面使各機(jī)械手之間的信息交流變得復(fù)雜，另一方便也使控制人員的工作難度更大。

2.2工業(yè)機(jī)械手在制造過程中需考慮諸多質(zhì)量問題

盡管工業(yè)機(jī)械手給人類帶來的便利顯而易見，但是其在生產(chǎn)設(shè)計過程中需要生廠商考慮諸多的質(zhì)量問題。譬如：機(jī)械手的剛度和硬度問題、耐高溫高壓等惡劣環(huán)境的承受限度以及它們工作的靈活性等一系列問題。這些問題看起來似乎很容易解決，但實際操作起來卻是相當(dāng)困難的。需要設(shè)計人員在設(shè)計之前進(jìn)行大量的思考和討論，即便設(shè)計出來也需要進(jìn)行大量的實驗驗證，確保所生產(chǎn)的機(jī)械手的質(zhì)量問題能夠滿足使用要求和使用環(huán)境。總而言之，盡管看起來微不足道的一些因素都可能影響所生產(chǎn)的機(jī)械手的使用性能。這就需要設(shè)計人員不斷的學(xué)習(xí)充實自己，保障所設(shè)計生產(chǎn)的機(jī)械手的質(zhì)量符合要求4。

2.3工業(yè)機(jī)械手在工作過程中范圍受限

就當(dāng)前所設(shè)計的工業(yè)機(jī)械手的外形來看，其所能達(dá)到的工作范圍是由其手臂末端或者手腕中心所能達(dá)到的所有點的集合。對于機(jī)械手來說，其所能達(dá)到的工作范圍的大小是相當(dāng)重要的，如果范圍太小，將會導(dǎo)致其在執(zhí)行任務(wù)過程中由于存在不能到達(dá)的作業(yè)死區(qū)而影響工作進(jìn)度。因此，在設(shè)計制造機(jī)械手的過程當(dāng)中要特別重視其工作范圍的大小，因為這將嚴(yán)重影響機(jī)械手的工作質(zhì)量。另一方面，設(shè)計人員還需特別重視機(jī)械手在工作過程中由于范圍的限制而導(dǎo)致其與工件發(fā)生嚴(yán)重碰撞等一系列可能會損壞工件的行為。由此可見，機(jī)械手所能達(dá)到的工作范圍也是影響其應(yīng)用的問題之一。

3工業(yè)機(jī)械手的發(fā)展前景展望

3.1制造技術(shù)不斷完善

隨著機(jī)械制作商對工業(yè)機(jī)械手需求的不斷擴(kuò)大以及其所應(yīng)用環(huán)境的不斷惡劣，導(dǎo)致在今后的機(jī)械制造工藝過程中機(jī)械手的質(zhì)量問題成為設(shè)計人員首要考慮的因素之一。因此，為了能夠滿足這些應(yīng)用要求，制造機(jī)械手的技術(shù)必將不斷完善和加強(qiáng)，從而能夠給用戶帶來更好地使用體驗。由此可見，在機(jī)械手未來的設(shè)計研發(fā)過程中，其制造技術(shù)將會得到質(zhì)的飛越，在目前機(jī)械手的制造技術(shù)當(dāng)中不斷發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，這樣才能保障機(jī)械手制造技術(shù)的不斷改善，從而使其在未來的應(yīng)用過程中更好地完成任務(wù)。

3.2性能不斷優(yōu)異

未來，機(jī)械手的應(yīng)用環(huán)境將會更加惡劣，并且其所干的工作的難度將會日益提高，與目前所處的工作環(huán)境來說，將會有很大的不同。因此為了保障機(jī)械手能夠在更加惡劣的機(jī)械制造工藝環(huán)境下完成指定的工作，勢必會要求機(jī)械手的性能不斷優(yōu)異。由此可見，在未來的機(jī)械制造工藝行業(yè)中所使用的工業(yè)機(jī)械手的質(zhì)量和性能較當(dāng)前來講都將會有很大的改善和提高，從而保障工作能夠順利圓滿的完成。因此，在目前機(jī)械手的性能基礎(chǔ)之上其未來所設(shè)計生產(chǎn)的機(jī)械手的性能將會更優(yōu)異。

3.3應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大

就目前工業(yè)機(jī)械手的應(yīng)用市場來看，其在機(jī)械制造工藝過程中已經(jīng)得到了普遍應(yīng)用，通過用機(jī)械手代替?zhèn)鹘y(tǒng)的工人工作，可大大提高工作效率、提高工藝精度同時保障了工人的安全，減小了事故發(fā)生率。正是由于機(jī)械手具有許多優(yōu)異的性能，導(dǎo)致其在機(jī)械制造工藝過程中得到了廣泛應(yīng)用。同時，基于目前機(jī)械手的應(yīng)用現(xiàn)狀，不難想象，在未來的各行各業(yè)當(dāng)中都會出現(xiàn)機(jī)械手的影子，從而使工業(yè)機(jī)械手的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。

4結(jié)束語

綜上所述，工業(yè)機(jī)械手已經(jīng)在機(jī)械制造工藝中得到了廣泛的應(yīng)用，并且由于其優(yōu)異的性能和易于精準(zhǔn)控制的特點，使其受到了人們的青睞。利用工業(yè)機(jī)械手代替?zhèn)鹘y(tǒng)的勞動力可以大大減輕勞動人民的壓力，并且避免將過多的勞動力浪費在一些機(jī)械的、繁瑣的、沒有技術(shù)含量的工作當(dāng)中，這樣可大大實現(xiàn)工業(yè)自動化，提高生產(chǎn)效率和降低生產(chǎn)成本。然而盡管工業(yè)機(jī)械手的出現(xiàn)給我們的生活和工業(yè)生產(chǎn)帶來了諸多便利，但是其仍然存在著一些問題，為了能夠使機(jī)械手更好地服務(wù)于人類生活和生產(chǎn)，人們必須開始重視其存在的問題，從而能夠找到相應(yīng)的解決辦法以彌補(bǔ)這種缺陷，使工業(yè)機(jī)械手在未來能夠應(yīng)用到更多的領(lǐng)域。

參考文獻(xiàn)

[1]馬明龍.基于PLC的工業(yè)機(jī)械手在自動化生產(chǎn)線中的應(yīng)用分析[J].現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟(jì)和信息化，2019（2）：67-68.

[2]申永紅.基于對象識別的機(jī)械手高速分揀系統(tǒng)設(shè)計研究[J].煤礦機(jī)械，2018（9）：15-17.

[3]杜娟.基于PLC控制的工業(yè)機(jī)械手在自動化生產(chǎn)中的應(yīng)用分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2018（32）：166-167.

[4]鄧淑恒.工業(yè)機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)運動學(xué)及運動控制研究[J].山東工業(yè)技術(shù)，2019（3）：157.