淺談助力機械手在汽車總裝線上的運用

李印威

【摘 要】 汽車制造行業在發展過程中，也在不斷引進先進技術，汽車生產也在不斷提高自動化。配裝工位逐漸被自動化設備所替代，工人的工作強度也隨之降低，工作環境也因此得到了改善。助力機械手近幾年廣泛應用于汽車總裝線中，是一種半自動化設備，可以進行人機互動，這也是助力機械手的重要優勢和特點。本文主要研究助力機械手在汽車總裝線上的應用，助力機械手結構簡單操作方便，應用靈活安全系數較高。希望本文的研究對助力機械手的進一步應用和發展具有借鑒意義。

【關鍵詞】 助力機械手 汽車總裝線 運用

現階段汽車行業蓬勃發展，汽車逐漸成為了人們出行的重要工具，汽車制造數量也在逐漸增加。隨著科技的發展和進步，汽車制造行業的自動化程度也需要與時俱進進行改進和創新，人工操作慢慢也會被自動化或是半自動化設備代替，減輕工人工作強度的同時也可以提高汽車生產速度。助力機械手是近幾年應用較為廣泛的自動化設備之一，在汽車總裝線上應用時也可以提高工作效率，和傳統機械設備比起來操作更加便捷，運行也更加安全。

一、助力機械手的種類

為了節省物料移載的勞動力，機械手的種類也越來越多，要想滿足不同行業對機械手的要需要對機械手進行改進和創新，以此來滿足物料移載的新需求。

1、按工作原理進行區分。分為硬臂系列和軟索系列。臂桿式平衡吊又分為PBC和PBF等。軟索系列由于執行元件有差異，分為直線氣缸式、卷筒式、鏈條式和鋼絲繩式等。動力源也分為電動式和氣動式等[1]。

軟索助力機械手主要以卷筒式為主，利用氣動平衡吊為主機，夾具抓取、平面軌道滑動系統等作為基礎，組成完整的系統。系統主機和夾具之間有鋼絲繩進行連接，所以該種系統稱之為軟索系列。硬臂助力機械手主要由PBC、PBF和PBS等主機組成，根據實際操作情況選擇合適的主機完成夾具抓取等基礎工作，進而組成完整的系統。但是該系統大部分都是由剛性臂桿組成，所以稱之為硬臂系列。這種類型的機械手具有許多優點，例如全程保持重力平衡、具有剛性手臂等，所以在現場較為復雜的操作施工中應用較多，還有一些對定位有準確要求、需要越過障礙、系統承受扭力等場合時也可以利用助力機械手。

2、按基座不同進行劃分。分為落地移動式、懸掛移動式、落地固定式、懸掛固定式和附墻式。

助力機械手的特點包括：抓取簡單快捷、避免錯誤操作的出現、操作省力方便、便于保養和維護、輔助定位。

二、機械手系統結構

完善的助力機械手設備結構需要利用旋轉機械臂結構，主要組成部分包括軌道裝置、抓取夾具、主機、機械手本體以及其他安裝結構等。安裝方式包括：地面立柱式、吊掛式和特殊掛墻式[2]。

助力機械手主機的主要作用是將工件或是工件可以在空中實現浮動狀態。助力機械手的主要作用是抓取工件，根據用戶的實際需求對工件或是物料進行搬運，依照裝配要求對工件或是物料進行裝配。結合服務區域和現場實際情況進行安裝，根據實際要求建立全套設備結構作為輔助和基礎。

三、助力機械手機械結構

助力機械手主要由三個關節組成，主關節可以進行三百三十度旋轉，次關節和夾具關節可以進行三百度旋轉。機械手在主關節和次關節上都會設置制動裝置，利用操作將剎車按鈕進行集成，達到回轉關節鎖定的目的，確保助力裝置在非運行狀態時也不會發生移動。

平行四連桿結構主要是利用平衡氣缸對機械手進行上升和下降的操作;角度調整臂利用回轉和平行四連桿末端進行連接，對四連桿角度范圍進行調整;利用回轉也可以將次臂和角度調整臂進行有效連接，之后再和夾具進行連接[3]。

四、氣動控制系統

1、增壓系統。增壓系統的作用是將工廠內影響氣壓穩定的因素進行有效消除，保證系統內的壓力滿足操作標準和需求，同時可以保證助力機械手的安全穩定性。

2、穩壓系統。氣源如果突然出現故障，合理利用儲氣罐可以確保操作過程順利繼續。氣源壓力波動狀態被有效控制時，助力機械手的平衡也可以得到保證，也就不會出現漂移現象。

3、剎車系統。助力機械手含有多個回轉關節，在較廣的范圍內也可以對工件或是物料進行取置;剎車裝置的設置可以在操作過程中讓操作人員隨時停止機械手的運作。機械手處于非工作狀態時，可以利用關節進行鎖定，將其放置在安全位置，減少機械手對操作人員或是其他工件和物料的影響，同時也可以避免對其他設備的正常運作產生干擾。

4、平衡系統。該系統主要是為了確保助力機械手可以在任意一個位置都可以處于平衡狀態[4]。

5、按鈕面板。夾具控制面板上集成了所有主機操作按鈕，除了控制按鈕以外還有顯示器和指示燈等，都是按照工學原理進行布置的，出現緊急狀況時也可以及時進行處理，避免對操作過程產生不利影響。

五、安裝檢測裝置

在汽車總裝線上，操作人員和汽車安全防護都需要考慮在設計方案中，包括機械手過載報警裝置、復位和剎車、檔位切換等功能。工件和車身各個部位都應該采用柔軟性較好的墊子，不僅可以保證工件不會對車身造成損害，還可以保證產品質量。

結束語

現階段，助力機械手在汽車總裝線上的應用十分廣泛，大部分都采用氣動控制，可以確保機械手運作時的安全性。本文主要研究助力機械手在汽車總裝線上的運用，減少人工勞動量的同時也可以顯著提高工作效率。

【參考文獻】

[1] 馮揚.助力機械手在汽車總裝儀表工位的應用[J].機電工程技術，2019，48（S1）：45-47.

[2] 劉均洪.全景天窗助力機械手的幾種形式及分析[J].機電工程技術，2019，48（S1）：54-56.

[3] 閆志峰.汽車總裝線智能設計系統關鍵技術研究[D].武漢理工大學，2018.

[4] 趙鳳.某重卡新車型的總裝混線生產工藝方案開發及優化[D].山東大學，2019.