物料搬运机械手研制探讨

常 的生产 管理 中提 高 自动化 程度 。 机械 手 一般 由三 个部 分组 成 ， 分别是 执行 机 构 、 驱 动机 构 、 控制 系统。 文 章试 分析机 械 手在
物料搬 运 中发挥 的作 用 ， 探 讨物料 搬运 机械 手的研 制 。 关键 词 ： 机械 手 ； 物 料搬 运 ； 自动化 中 图分 类号 ： Ｔ Ｐ ２ ４ １ 文献标识码： Ａ 文章编号： １ ０ ０ ６ — ８ ９ ３ ７ （ ２ ０ １ ４ ） １ ８ — ０ ０ ２ ４ — ０ ２
输入相关程序 ， 定义机械手的动作 ， 近而使机械手重复进
行作业的机械手称为第一代机械手 。 在机械手的搬运路径 过程中 ， 安放不同的传感器 ， 利用传感器传递的信息控制 机械手称为第二代机械手 。 第三代机械手就是 “ 智能机器 人” ，尽管尽管欧美和 日本等许多国家都投入 了大量人力 物力 ， 但仍处于发展阶段。
第 ３ ３卷第 １ ８期
Ｖｏ １ ． ３ ３ Ｎｏ ． １ ８
企 业 技 术 开 发
Ｔ ＥＣ ＨＮＯＬ Ｏ ＧＩ Ｃ ＡＬ ＤＥ ＶＥＬ ０ Ｐ ＭＥＮＴ ＯＦ Ｅ ＮＴ Ｅ ＲＰ ＲＩ Ｓ Ｅ
２ ０ １ ４年 ６ 月
Ｊ ｕ ｎ ． ２ ０１ ４
物 料 搬 Fra Baidu bibliotek 机 械 手 研 制探 讨
黄 钊 平
（ 西南交通大学 ， 四川 成都 ６ １ １ ７ ５ ６ ）
摘 要： 随 着近年 来我 国经 济的快 速发 展 ， 全球 化的 趋 势越 来越 高。 对 企业 的 生产效 率要 求越 来越 高。 而在 制造 加 工企 业 中， 物料 的搬 运与 管理 是企 业 生产 中的 关键 一环 。 采 用机械 手 进行 物 料搬 运 可 以 大大提 高企 业 的搬 运 效率 ， 帮 助相 关 企业 在 日
１ ． １ 国外 研 究现 状
否需要进行再包装 。 在通过查找物料搬运信息库 ， 确定物 料的搬运方式 ， 近而设定机械手的工作参数。
针 对 于 设 计 的物 料 搬 运 机 械 手 不仅 要 满 足 机 械 手 搬
运物件 的基本要求 ， 更是要与存放物料 的仓库管理方式相 适应。 物料搬运机械手能实现 的功能应有 ： ①在本系统 中
两个类 型。 在之前 的生产搬运过程中 ， 传统 的搬运设备往 驱动方式 、 定位精度大部分无法满足易脆易损坏物品的需 往不能满足易损坏物品的要求 。 因为易损坏的物品对搬运 要 。 设备的力度 、 精度 、 轨迹有着严格的控制 ， 所以企业往往采
用 人工 搬运 的方式 。 人 工 搬运 虽 然 可 以满 足 易损 坏物 件 的
在当前的物料搬运设备 中， 可分为对大型物件和对小 中， 主要还是依赖于 国外 的进 口。 特别是在要求定位精度 型物件 。 这两者的搬运设备选择主要针对搬运设备能提起 高的搬运机械手。 目 前 国内的机械手主要用于机床加 工 、 的重量。 对于小型物件而言 ， 又可分为不易损坏和易损坏 铸锻 、 热处理等方 面。 在实际的生产过程 中， 国内机械手 的
２ 物料 搬 运机械 手
安全 ， 但是这种搬运方式往往效率低 ， 费用高。 这阻碍企业 实现 自动化和提高 自身竞争力。 但随着２ ０ 世纪５ ０ 年代一种 类似于人手的机械手的兴起 ， 给这种易损坏物品在搬运方 式上带来全新 的改变。 机 械手 的灵活多变 ， 精 确度高深受 企业的喜爱 。 机械手现在应用领域正在不断扩大 ， 在海洋 开发和宇宙探测有着十分 出彩 的变现 。 应该说 ， 机械手正 改变着传统的搬运方式。
目 前 国 内外 针对 机 械手 的发展 定 义 三代 机 械手 。 通过
结合 ， 使企业在物料管理上 自动化程度大大提高 ， 对提 高 搬运效率和降低 出错率 ， 减少工作人员劳动强度 ， 提高搬 运调度管理水平具有重要作用 。 对类似于物料搬运与管理 系统的开发具有重要借鉴作用。
这个 系 统包 括物 料 搬运 和 物料 管 理两 个 方 面 。 其 中机 械 手装 置 是 整个 系统 的核 ｔ Ｌ ， 。 其工 作 流 程 如 下 ， 首 先 通 过 检测物料获得相应的物料信息 ， 通过物料信息确定物料是
给机械手提供 四个 自由度 的选择 ， 可根据实际物料情况选 国外的机械手在物料搬运 的应用上发展的比较快 。 目 择 自由度 ； ②利用传感器扫描物料 ， 获得物料的基本特征 前 已经开发出具有多个 自由度且精度高 的机械手 。 除了在 （ 形状 、 尺寸、 重量 、 材料等 ） ； ③提供物料是否在加工包装 物料搬运方面， 国外的机械手也应用于点焊、 喷漆等方面 。 确定 ；④提供物料信息库查询和搬运物料方式信息库查 目前在物料搬运方 面，主要是研究更加智能的机械手 ， 使 询 ； ⑤ 提 供 二维 码 生 成 服 务 ， 即 给扫 描 后 的 物料 根据 其 特 之具有感应物件材料的能力 ， 并能通过查找信 息库 ， 自动 征由物料搬运方式信息库生成相应信息的二维码 ； ⑥提供 设定相应的夹持方式和搬运参数 ，实现搬运的高度 自动 机械手执行机构 抓取物件的选择 （ 夹持 型 、 托持型 、 吸 附 化。 目前国外的机械手已经向电子信息 、 航天航空、 生物技 型 ） ； ⑦提供机械手驱动方式 的选择 （ 根据精度和重量选择 术、 深海探测等方面发展。 除了在 自由度方 面的突破 ， 现在 液压、 气压 、 电气 、 机械驱动 ） ； ⑧提供机械手控制方式工作 的机械手 的定位精度 已经可满足微米甚至是亚微米级 的 顺序和运动速度的选择 ； ⑨提供机械手控制方式选择 （ 点 要求 。 １ ． ２ 国 内研 究现 状
本 物料搬运机械手将适用于所设想的物料搬运与管 理 系统 。 在本 系统中， 由于所设计 的搬运 系统精度高 、 自动 化高， 主 要 针对 昂贵 的 易损 、 易摔 的物 品 ， 如 花 瓶 古董 、 工 艺 品。 该 系 统 主要将 之前 的研 究成 果 与 物料 管 理 系统 有 机
１ 机 械手 的研究 现状