工业机械手在机械制造工艺的发展及应用

王鑫然

摘要：我国工业生产能力发展迅速，工业机械手的出现便是人工智能应用到工业生产当中的一个经典例子，通过在某些环境恶劣或者有一定危险系数的工作中应用工业机械手，可有效保障工人的生命安全，同时可大大减轻工人的工作量，从而提高工业生产效率。文中将就工业机械手在机械制造工艺中的发展现状及应用展开详细阐述。

关键词：工业机械手;制造工艺：发展;应用

中图分类号：TP241

文献标识码：A

文章编号：2095-6487（2019）02-0168-02

0引言

工业机械手的一大显著优势是能够代替工人从事一些危险系数较高的工作，并且通过特定材料的选取使其能够工作在高温、高压、有毒、易燃易爆等一系列恶劣的环境当中，从而能够有效保障工人的人身安全，减轻工人的劳动强度，提高工业生产效率，进而实现工业自动化”。工业机械手是通过诸多的控制系统，使其按照事先编写的指令进行有序工作。起初，机械工业手只能实现简单的抓取、搬运以及传送动作，随着人工智能的高速发展，目前机械工业手已经可根据控制系统传送的执行指令完成更高级别的动作，比如：铸造、焊接、装配等。因此，目前机械工业手在机械制造工艺行业得到了蓬勃的发展，其良好的性能和应用得到了行业内相关人员的广泛关注。再加上近几年来人工智能的兴起，将传统的工业生产与人工智能相结合，加速了工业自动化的进程，一方面大大解放了工人的双手，另一方面也有效提高了工业生产效率。

1工业机械手在机械制造工艺中的应用

1.1自主完成金属切割及加工工艺

人工智能技术的不断发展给人类生活带来了诸多便利，尤其是工业机械手的出现使得机械制造行业不断扩大，同时有效提高了机械加工领域的生产效率，减轻了工人的劳动量，解放了他们的双手，从而有效实现了工业自动化。工业机械手在机械制造工艺中的应用十分广泛，可有效应用于铸造、切割以及抛光等领域。在以前的机械制造行业，传统的金属切割及加工都是由众多工人完成的，在切割之前，他们必须首先完成取料、装配工件、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琐却不得不做的工作，以便确保金属切割及加工工作的顺利进行。这些繁琐的加工工艺流程不仅大大增加了工人的劳动量，而且也无法有效确保工人的人身安全。工业机械手的出现可代替工人自主完成金属切割及加工工艺流程，他们可按照操作人员事先编好的指令完成指定的任务，有效加快了制造速度。

1.2自动上下料，完成搬运工作

在机械制造工艺流程中，最基础也是操作次数最多的工作便是需要工人不断上下料，以确保每个加工工艺的有序进行。在传统的机械加工过程中，工人必须时刻紧盯操作机床，确保在每次加工之前所需要物料都能按时到位或被取走，这就需要工人必须不断的搬运所要加工的材料，这种机械的、没有技术含量的工作不仅会损伤工人的身体健康，而且还延缓工作速率。机械工业手的出现代替了工人的工作，他们可以自主的完成搬运工作，实现自动上下料的目的”。这不仅能够大大提高生产效率，而且能够有效保障工人的身体健康。

2当前工业机械手在应用中存在的问题

2.1各工业机械手之间缺乏统一的通讯标准

如今，随着工业机械手给人类生产带来的便利日益扩大，引起了各个制造商的广泛关注。他们认为未来机械工业手的应用领域将不断扩大，因此，为了能够早日获得机械工业手给他们带来的无穷利益，各生产制造商开始逐渐扩大了机械工业手的生产力度，导致如今市场上机械工业手的种类层出不穷，这虽然给生产商带来了一定的好处，但是由于机械工业手的种类繁多，导致在管理过程中出现了一些困难。这是因为不同的厂商所生产出的机械工业手的类型是不同的，这种差异不仅体现在外形上，而且在程序控制方面也有很大的不同[3]。但是，在机械制造工艺中往往是由多种机械手相互配合、相互协调完成工作的，然而由于它们控制程序所使用的语言的不同，导致在工作过程中很难对它们实现统一管理，这就使得各工业机械手之间缺乏统一的通讯标准，一方面使各机械手之间的信息交流变得复杂，另一方便也使控制人员的工作难度更大。

2.2工业机械手在制造过程中需考虑诸多质量问题

尽管工业机械手给人类带来的便利显而易见，但是其在生产设计过程中需要生厂商考虑诸多的质量问题。譬如：机械手的刚度和硬度问题、耐高温高压等恶劣环境的承受限度以及它们工作的灵活性等一系列问题。这些问题看起来似乎很容易解决，但实际操作起来却是相当困难的。需要设计人员在设计之前进行大量的思考和讨论，即便设计出来也需要进行大量的实验验证，确保所生产的机械手的质量问题能够满足使用要求和使用环境。总而言之，尽管看起来微不足道的一些因素都可能影响所生产的机械手的使用性能。这就需要设计人员不断的学习充实自己，保障所设计生产的机械手的质量符合要求4。

2.3工业机械手在工作过程中范围受限

就当前所设计的工业机械手的外形来看，其所能达到的工作范围是由其手臂末端或者手腕中心所能达到的所有点的集合。对于机械手来说，其所能达到的工作范围的大小是相当重要的，如果范围太小，将会导致其在执行任务过程中由于存在不能到达的作业死区而影响工作进度。因此，在设计制造机械手的过程当中要特别重视其工作范围的大小，因为这将严重影响机械手的工作质量。另一方面，设计人员还需特别重视机械手在工作过程中由于范围的限制而导致其与工件发生严重碰撞等一系列可能会损坏工件的行为。由此可见，机械手所能达到的工作范围也是影响其应用的问题之一。

3工业机械手的发展前景展望

3.1制造技术不断完善

随着机械制作商对工业机械手需求的不断扩大以及其所应用环境的不断恶劣，导致在今后的机械制造工艺过程中机械手的质量问题成为设计人员首要考虑的因素之一。因此，为了能够满足这些应用要求，制造机械手的技术必将不断完善和加强，从而能够给用户带来更好地使用体验。由此可见，在机械手未来的设计研发过程中，其制造技术将会得到质的飛越，在目前机械手的制造技术当中不断发现问题、解决问题，这样才能保障机械手制造技术的不断改善，从而使其在未来的应用过程中更好地完成任务。

3.2性能不断优异

未来，机械手的应用环境将会更加恶劣，并且其所干的工作的难度将会日益提高，与目前所处的工作环境来说，将会有很大的不同。因此为了保障机械手能够在更加恶劣的机械制造工艺环境下完成指定的工作，势必会要求机械手的性能不断优异。由此可见，在未来的机械制造工艺行业中所使用的工业机械手的质量和性能较当前来讲都将会有很大的改善和提高，从而保障工作能够顺利圆满的完成。因此，在目前机械手的性能基础之上其未来所设计生产的机械手的性能将会更优异。

3.3应用领域不断扩大

就目前工业机械手的应用市场来看，其在机械制造工艺过程中已经得到了普遍应用，通过用机械手代替传统的工人工作，可大大提高工作效率、提高工艺精度同时保障了工人的安全，减小了事故发生率。正是由于机械手具有许多优异的性能，导致其在机械制造工艺过程中得到了广泛应用。同时，基于目前机械手的应用现状，不难想象，在未来的各行各业当中都会出现机械手的影子，从而使工业机械手的应用领域不断扩大。

4结束语

综上所述，工业机械手已经在机械制造工艺中得到了广泛的应用，并且由于其优异的性能和易于精准控制的特点，使其受到了人们的青睐。利用工业机械手代替传统的劳动力可以大大减轻劳动人民的压力，并且避免将过多的劳动力浪费在一些机械的、繁琐的、没有技术含量的工作当中，这样可大大实现工业自动化，提高生产效率和降低生产成本。然而盡管工业机械手的出现给我们的生活和工业生产带来了诸多便利，但是其仍然存在着一些问题，为了能够使机械手更好地服务于人类生活和生产，人们必须开始重视其存在的问题，从而能够找到相应的解决办法以弥补这种缺陷，使工业机械手在未来能够应用到更多的领域。

参考文献

[1]马明龙.基于PLC的工业机械手在自动化生产线中的应用分析[J].现代工业经济和信息化，2019（2）：67-68.

[2]申永红.基于对象识别的机械手高速分拣系统设计研究[J].煤矿机械，2018（9）：15-17.

[3]杜娟.基于PLC控制的工业机械手在自动化生产中的应用分析[J].科技创新与应用，2018（32）：166-167.

[4]邓淑恒.工业机器人机械系统运动学及运动控制研究[J].山东工业技术，2019（3）：157.