曹乃奎錦州元成生化科技有限公司

淺談機(jī)械制造中機(jī)械手的制造流程

曹乃奎
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機(jī)械產(chǎn)品中，機(jī)械手的運(yùn)用領(lǐng)域極其廣泛，是主要的搬運(yùn)方式，本文通過對(duì)機(jī)械手的加工過程論述，來(lái)解釋在機(jī)械過程中所需用到的設(shè)備零件及加工方法，對(duì)機(jī)械這門學(xué)科用一簡(jiǎn)單的例子加以詮釋，本文中的機(jī)械手是最普通的起吊型機(jī)械手，完成的功用是對(duì)物品進(jìn)行固定地點(diǎn)的轉(zhuǎn)移，所需的零件也是目前機(jī)械中最常用的零件。用大范圍來(lái)說(shuō)明機(jī)械領(lǐng)域所學(xué)的各種知識(shí)及使用技巧。

機(jī)械制造；機(jī)械組裝；機(jī)械手

1　機(jī)械行業(yè)概述

現(xiàn)在所有的行業(yè)基本都離不開機(jī)械，機(jī)械里包括機(jī)械設(shè)計(jì)，機(jī)械制造以及對(duì)機(jī)械的控制，機(jī)械產(chǎn)品運(yùn)用到了世界的各個(gè)領(lǐng)域，對(duì)世界的發(fā)展起了舉足輕重的作用，作為我們這些工科學(xué)者，做好機(jī)械的運(yùn)用，對(duì)于國(guó)家的發(fā)展起到重要的推動(dòng)作用。

機(jī)械產(chǎn)品中從加工到出廠，要使它產(chǎn)生效果，運(yùn)用到實(shí)際，對(duì)它的控制是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。機(jī)械控制工程把機(jī)械產(chǎn)品和電子控制緊密的聯(lián)系到了一起，出我們更輕而易舉的靈活的運(yùn)用機(jī)械產(chǎn)品來(lái)為人類的生活提供便利。這篇論文就是圍繞控制來(lái)對(duì)機(jī)械領(lǐng)域進(jìn)行深一步的研究。對(duì)于一個(gè)產(chǎn)品，從設(shè)計(jì)到出廠需要幾個(gè)步驟的聯(lián)合才能完成。下面由一個(gè)簡(jiǎn)單的小例子來(lái)說(shuō)明加工出一個(gè)機(jī)械搬運(yùn)手臂所需要經(jīng)過的流程。

2　機(jī)械手制作簡(jiǎn)介

2.1機(jī)械手臂需要完成的功能

通過碼頭的吊貨物機(jī)械手能很順利的完成從一個(gè)地方到達(dá)另一個(gè)位置的操作，不僅可以左右移動(dòng)貨物的位置，通過底部電機(jī)帶動(dòng)整個(gè)上部吊車完成旋轉(zhuǎn)操作，使機(jī)械手可已在其固定點(diǎn)為中心，機(jī)械手臂最遠(yuǎn)端為半徑的圓域里完成集裝箱的隨意擺放任務(wù)，這對(duì)于船載商品來(lái)說(shuō)起著不可估量的作用，也是目前用處最多的裝置。

機(jī)械手雖用在不同的領(lǐng)域中，但大致原理相同。機(jī)械手原理簡(jiǎn)單，底部由立柱作為支撐，立柱上面為控制室，控制室前端由三角鐵焊接成的機(jī)械手臂組成，機(jī)械手臂是有纜繩和車鉤組成的起吊裝置。機(jī)械手把機(jī)械制造和電子控制技術(shù)精巧的融合到了一起，通過此原理我們可以做出很多工用的機(jī)械產(chǎn)品已滿足各個(gè)場(chǎng)地實(shí)現(xiàn)不同功能的需要。

機(jī)械手從無(wú)到有需經(jīng)過機(jī)械設(shè)計(jì)來(lái)完成由理論到實(shí)際的轉(zhuǎn)換。機(jī)械制造過程把所有設(shè)計(jì)的東西通過車床加工成一個(gè)個(gè)的構(gòu)件，經(jīng)過組合形成一個(gè)個(gè)零件，最后總成一個(gè)機(jī)械產(chǎn)品。通過機(jī)電中的PLC裝置，輕易的完成了對(duì)整個(gè)機(jī)械手臂的控制，使其完成不同的指令。這樣一個(gè)機(jī)械手就制造完成了。

2.2機(jī)械設(shè)計(jì)部分

2.2.1夾具設(shè)計(jì)

機(jī)械設(shè)計(jì)中合理的設(shè)計(jì)對(duì)于一個(gè)商品來(lái)說(shuō)是至關(guān)重要的，首先是夾具的設(shè)計(jì)。加工機(jī)械手需要各個(gè)形狀的鋼板，經(jīng)過焊接組成一個(gè)整體。為了對(duì)一塊大型鋼板做切割操作使其變成需要的構(gòu)件，安裝在各個(gè)機(jī)床上的夾具起了重要的作用，有了高質(zhì)量的夾具，能提高對(duì)構(gòu)件的加工效率，減小時(shí)間成本。

夾具完成的主要功能是對(duì)鋼板完成切槽鉆孔處理，選用銑床，想要加工出準(zhǔn)確的構(gòu)件，合理的六點(diǎn)定位十分重要。夾具上需設(shè)有對(duì)刀塊，已完成準(zhǔn)確的對(duì)刀操作，對(duì)于板狀物直接用平面三點(diǎn)支撐，側(cè)面分別一點(diǎn)和兩點(diǎn)支撐就能完成對(duì)鋼板的固定。對(duì)于圓柱形鋼板則需要套筒來(lái)限制其自由度，已完成對(duì)其進(jìn)行精準(zhǔn)的加工。所有加工盡量使用準(zhǔn)確定位，定位后一定要有夾緊操作已保證固定安全穩(wěn)固，平面定位應(yīng)使用三點(diǎn)定位使其在一平面進(jìn)行加工。

2.2.2零件設(shè)計(jì)

零件連接一般是由螺栓連接，焊接，鉚接等方式來(lái)完成的，所以如何加工出合理的，有一定使用年限的零件對(duì)于一個(gè)產(chǎn)品的好壞也是有重要意義的。對(duì)于難已用機(jī)械加工的部分零件我們需要用鑄造的形式來(lái)完成。砂型鑄造工藝需要留意的是設(shè)計(jì)中一定要有合理的圓角使融化的液體能順利留到各個(gè)角落。零件的設(shè)計(jì)一定要有倒角，注意配合方式，對(duì)于需要用螺栓擰緊的部分要留有充裕的空間，這樣才能使扳手或外部設(shè)備施力。齒輪傳動(dòng)需要的齒輪箱體孔需要開足夠大以便方便觀察及注油。設(shè)計(jì)盡量簡(jiǎn)單已加工，這樣來(lái)減輕工人的工作量，提高效率。

2.3機(jī)械制造部分

機(jī)械的制造也是化整為零的部分，把整塊的型材加工成實(shí)現(xiàn)各功能的構(gòu)件，在做這項(xiàng)工作之前，擬定工藝路線在加工中起了至關(guān)重要的作用，對(duì)于不同的機(jī)械產(chǎn)品根據(jù)產(chǎn)品的多少，及對(duì)質(zhì)量的要求，好的工藝路線能節(jié)約成本，提高效率，工藝卡片上一定要表明加工方法以及所需要的粗糙度，這樣才能保證整體的組裝效果。

機(jī)械制造中各個(gè)零件的加工需要各種的機(jī)床來(lái)完成，對(duì)于整塊鋼板需要使用砂輪來(lái)對(duì)其進(jìn)行切割，圓柱體需要車床進(jìn)行加工，銑床可以加工各種槽型構(gòu)件。加工好后用電焊把各個(gè)形狀的鋼板焊成一定尺寸的零件。多使用定位孔能使加工變得簡(jiǎn)單，更容易組裝。

2.4機(jī)械控制部分

要想使組裝好的機(jī)械手動(dòng)起來(lái)，與良好的電力控制是分不開的，過去的控制使用的是繼電器笨重且很不方便，現(xiàn)在的控制基本都使用PLC芯片控制，一個(gè)簡(jiǎn)單的控制系統(tǒng)就能輕松的控制動(dòng)力源使整個(gè)機(jī)器輕松地動(dòng)起來(lái)。

目前使用最常見的PLC屬西門子和歐姆龍的較為常見，制造控制系統(tǒng)最重要的是畫線路圖，其中主要由動(dòng)合動(dòng)斷開關(guān)和電磁閥組成，注意合理的使用熔斷器。線路圖設(shè)計(jì)完畢后，做成芯片，接通電源就能完成控制系統(tǒng)的建立。

3　總結(jié)與展望

機(jī)械手的制造充分融合了機(jī)械領(lǐng)域中的各個(gè)工種，是機(jī)械制造的重要體現(xiàn)，機(jī)械制造業(yè)是一個(gè)國(guó)家是否處于國(guó)際先進(jìn)地位的重要體現(xiàn)，作為一個(gè)合格的工程師一定要使實(shí)踐和理論相結(jié)合，通過所知所學(xué)，合理的運(yùn)用的機(jī)械中，大幅提高工作效率，電動(dòng)機(jī)械手在中國(guó)的各個(gè)領(lǐng)域占有重要的地位，小到芯片的轉(zhuǎn)移大到大型集裝箱的起吊。所以對(duì)機(jī)械手的研究有這一定的現(xiàn)實(shí)意義。中國(guó)的制造業(yè)還需要大力發(fā)展，身為工科的技術(shù)人員我們一定要好好學(xué)習(xí)理論知識(shí)，多思多想累積經(jīng)驗(yàn)，這樣才能對(duì)國(guó)家的繁榮，富強(qiáng)做出自己應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

［1］楊黎明.機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè).第一版.國(guó)防工業(yè)出版社，1986，12

［2］機(jī)械手及其應(yīng)用.機(jī)械工業(yè)出版社

［3］楊長(zhǎng)能，張興毅.可編程序控制器基礎(chǔ)及應(yīng)用.第一版.重慶大學(xué)出版社，1992，1

［4］陳立德.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書.第二版.北京:高等教育出版社，2004，6

［5］柴鵬飛.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ).北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2004，8

［6］李向東.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ).第一版.中國(guó)電力出版社，2009，07

曹乃奎（1967-），男，吉林省白山人，專業(yè)：機(jī)械制造工藝及設(shè)備。