工业机械手在自动化生产线中的运用实践

工业机械手在自动化生产线中的运用实
践
摘要：随着科学技术的发展，我国的自动化技术有了很大进展，自动化生产
线是由自动化机器体系实现一个产品、一系列工艺过程的一种生产组织模式。

它
是在连续流水线的进一步发展的基础上形成的。

在其加工过程中需要将被加工对
象从上一道加工工序自动转移到另一道加工工序中，实现其产品加工、装卸、检验、入库等一系列操作，在这个过程中机械手是完成上述流程的最佳选择。

本文
就工业机械手在自动化生产线中的运用进行研究，以供参考。

关键词：工业机械手；自动化；流水线
引言
固定底座的机械手在生产线中广泛应用，但其工作空间有限，限制了其应用
场景，移动机械手的出现弥补了固定机械手的这一不足。

移动机械手一般由一个
可移动平台和安装在其上的单个或多个机械手组成。

机械手安装于移动平台之上，这种结构既具有移动平台的移动性，又具有机械手的操作性，同时具有移动功能
和操作功能，获得了巨大的工作空间和高度的运动冗余性，在非标装备制造业中
有广泛的应用前景。

1工业机械手的主要类型
根据运用领域和工作特点，工业机械手可分为多种类型，包括焊接机械手、
搬运机械手、装配机械手、喷涂机械手、剪切机械手、打磨机械手等。

其中，焊
接机械手主要用于焊接工作，搬运机械手主要用于物料搬运和堆垛，装配机械手
主要用于产品的装配和组合，喷涂机械手主要用于涂料的喷涂，剪切机械手主要
用于金属加工和切割，打磨机械手主要用于金属和塑料表面的抛光和打磨等。

2机械手整体控制框架
机械手控制系统在工作时,PLC系统系统中的位置传感器在感知到装纳工字轮的箱体移动到抓取操纵台时,会向PLC发送一个信号。

PLC在接收到信号后会向机械手控制系统发送信号,完成图像采集、处理的操作,再将经过处理的信息反馈至PLC执行抓取动作。

3工业机械手在自动化生产线中的运用
3.1全自动化流水线
全自动化流水线是一种非标自动化设备，是针对某一特定产品的加工工序过程进行设计的，全自动流水线设备将整个生产过程分成各个工序生产时间相同或成倍数关系的多个作业工序，同时按照工序顺序将各个步骤的加工设备固定在已经分配好的流水线中，达到分工明确、快速有效的作业模式。

3.2工业机械手在喷涂生产线中的运用
传统的人工喷涂方式具有生产效率低、涂层均匀性差、劳动强度大、劳动环境差等缺点。

因此，采用工业机械手进行喷涂作业能够提高生产效率、提高涂层均匀性、降低劳动强度、改善劳动环境和工作条件。

（1）工业机械手能够实现喷涂作业的自动化控制，提高生产效率。

喷涂过程中，工业机械手可以通过精确的定位和控制，将喷涂枪沿着预定的路径移动，实现自动喷涂。

相比传统的人工喷涂方式，自动喷涂不仅能够提高生产效率，还能够减少涂层浪费和人工误差。

（2）工业机械手能够提高涂层的均匀性和质量。

在喷涂过程中，工业机械手能够精确控制喷涂枪的速度、喷涂角度和距离，从而控制涂层的均匀性和质量。

此外，工业机械手还能够通过喷涂枪的自动清洗和更换等功能，进一步提高涂层的质量。

（3）工业机械手能够改善工作条件和生产环境。

在喷涂过程中，工业机械手能够自动完成喷涂作业，减少了工人的劳动强度和劳动弊病，同时也减少了人为因素对喷涂质量的影响。

此外，工业机械手还能够实现涂层的精确控制，减少了涂层浪费，避免了对环境的污染。

3.3气缸支撑架（含气缸）
气缸支撑架的设计重点是二级气缸的选型。

选用二级气缸可将组件机械手降
至尽量低的位置，这样可以保证工人操作时的安全性和便利性，同时又不会因为
多级减少气缸的结构刚度。

目前选用国内市场上常见的铸铁材质，物美价廉的同时，整体上进行受力平衡布局，将其放置在重心的非受力侧，可以起到平衡受力、减轻转盘轴承的扭矩压力的作用。

起到平衡转盘轴承的倾覆力矩。

3.4机械手动作分析
在机械手进行搬运工作时,其运动过程为:首先从待机位置运动至工字轮正上
方完成图像的采集、处理,完成抓取动作,然后将工件搬运至工位放置,最后返回
待机安全位置。

3.5工业机械手在食品加工中的运用
工业机械手在食品加工领域的运用越来越广泛，其主要优势在于能够快速、
高效地完成各种加工工作，提高生产效率，降低人工操作误差和生产成本。

在食
品加工中，通常需要进行大量的分拣和包装工作，如水果、蔬菜、肉类等的分拣
和包装。

工业机械手可以通过先进的视觉系统和智能算法，精准地识别、抓取和
分类各种食品，并将其放置在指定的位置上进行包装。

这不仅提高了分拣和包装
的效率，还降低了人工操作的误差和食品损耗率。

食品加工和烹饪通常需要复杂
的手工操作和精细的刀工技巧，而工业机械手可以精准地控制刀具的运动轨迹，
实现高精度的切割和烹饪操作。

例如，机械手精准地识别食材的形状和大小，并
根据设定的程序自动完成切割、烹饪等操作。

工业机械手在食品包装和贴标签方
面也有广泛的运用。

例如，机械手可以自动将食品放入包装袋中，并完成封口和
贴标签等操作。

这不仅提高了包装效率，还降低了人工操作的误差和产品损耗率。

工业机械手还可以在食品加工和包装过程中完成质量检测和安全保障等任务。

例如，机械手检测和排除食品表面的异物和污染物。

此外，机械手还可以通过精准
的称量和检测系统，确保每个食品的重量和成分符合标准，保障食品的质量和安
全性。

除了上述运用，工业机械手在食品加工领域还有其他重要的运用。

例如，
机械手可以在食品生产过程中完成原料的搬运和投料操作，确保生产线的连续性
和稳定性。

此外，机械手还可以完成烘焙、混合、搅拌等复杂的加工操作，提高
生产效率和产品质量。

在食品加工行业，安全卫生是非常重要的一环，工业机械
手的运用可以降低人工操作中的交叉污染和传染病风险，确保食品加工的卫生和
安全。

3.6工厂端气路布置
工厂端气路布置是指从用户的主气源到组件机械手的气路布置，气动部分实
现的功能主要是驱动二级气缸运动，需要结合每个用户的实际厂房布置和化纤主
要设备的排布情况。

4工业机械手的发展趋势
随着机器学习和人工智能技术的发展，工业机械手能够更加智能地执行任务，并根据环境变化作出相应的调整。

例如，在工厂生产线上，机械手将能够自主学
习和预测操作环境和产品变化，从而更加灵活地适应生产需求。

未来，工业机械
手将趋向柔性化。

随着生产需求的不断变化，机械手需要更加灵活地适应生产环
境和生产任务。

未来的机械手将能够更好地应对复杂多变的生产需求，包括操作
的复杂性、物品的多样性等。

未来，工业机械手将趋向协作化。

在人工智能和机
器学习的帮助下，机械手将能够更好地和人类协作。

结语
综上,在产品的设计和工艺简洁、稳定的情况下采用自动化生产线生产产品
不仅可保证产品产量以及产品质量，还能够稳定和提高产品的质量,对于当前工
业机械手的精度提升设计有一定的借鉴作用。

但由于设计的机械手的搬运实验是
在强光条件下进行的,缺乏在各种亮度条件下的实验对比,无法保证在各种光照条
件下设计的机械手控制系统依然能够保证高精确度。

因此,下一步的研究将在不
同光照条件下进行控制系统的优化。

参考文献
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