【机械手发展现状及其未来发展展望综述3700字】

机械手发展现状及其未来发展展望综述1.1选题背景自工业革命以后，随着各行业的飞速发展，机器代替人工已经成为了一种新的发展趋势，每一次的发展变革，在社会向前迈进一大步的同时，机器与人工之间的转换程度也得到提高。观察每次变革的发展方向，都围绕着降低人工成本、提高生产效率、适应生产变化三个方向进行发展。对于那些动作简单、重复性高的动作，现使用机器代替人工操作已成为一种新的发展趋势。而且相对人工而言，机器生产的产品稳定性高，质量好。特别是一些危险性较高的工种以及人力难以胜任的工作，使用机器作业已经成为一种必然现象。从经济方面来讲，机器的使用可以有效的减少人工操作成本以及人工管理成本。就目前而言，在工业生产中，人工虽仍占据着主要地位，但自动化生产已经成为一种趋势，且这种趋势会伴随着社会的发展越来越明显。在现如今的制造行业中，随着对自动化生产的推广，我们对机器人的需求也日益增多，综合生产成本，目前且大多数自动化机器都是以机械手的形式存在。在科技高度发达的今天，伴随着现如今人工成本的日益增长，随着电商市场的发展，商品价格愈加透明化，提高产品竞争力已成为众多企业的当务之急。而其产品竞争力的提高离不开产品的成本、质量，自动化生产也步入众多企业的视野中，而机械手，作为自动化生产不可或缺的设备，需求量也日期增高。在一些发达国家、发达企业中，已初步组建了属于自己的自动化产线，这不仅有着很高的科技水平，也是其拥有着雄厚资本的一个证明。但就整个工业群体中，其自动化的占比还是相对较小，但众多中小型企业中，还不能实现完全的自动化，依靠人工生产，仍在众多企业中占有大部分的比例。但我相信，自动化生产仍是日后发展的一种趋势，随着机械手的不断发展、普及开来，终会实现高度的产线自动化。而我们这次的毕业设计课题是一种应用于车床上下料的机械手，该课题方向也是后期机械工业的一种发展趋势，在机床上应用该机械手，可以提高产品的生产效率以及产品的生产质量，提升企业的经济效益，同时也可以减少因人工操作带来的安全风险，加强安全保障。1.2机械手简介机械手和人们通常说的机器人还是有着很大的不同，它们是两个不同的概念。机械手在大多数情况下是作为机器人的附属装备来进行使用的，多用于重复性高、单一的程序规定的动作；而机器人则不同，它更加的负责，相较于机械手的简单操作，它的功能更加丰富，更加的智能化，可以适用于多种环境，进行比较复杂的操作。机械手和机器人之间的关系，就像人与人的手臂一般；在开始工作之前，我们通过相应的软件以及程序代码设定好想要实现的动作，启动后它就可以依照已经规定好的方式去实现规定的动作，例如：对物料进行转运、各种管路、材料的焊接等等。根据不同的工作场合及不同的生产需求，有着各种各样的机械手，其所配备的程序也各不相同；通过对机械手的利用，可以最大程度上减少生产事故的发生，同时也提高了生产效率，减少了人工成本，仅需2-3人配备机械手臂就能达到以往上十人的生产效率；仅从物料搬运方面来讲，涉及到那些体积庞大、沉重的零件，难以通过人力来解决，即使能够通过人力相对来说成本也比较高昂，而使用机械手和机器人就可轻易的解决该问题，在庞大的基数上，使用机器设备的成本远小于人工成本和管理成本。现各行各业中，机械手的使用也日益广泛，在建筑行业、医疗行业、航海以及航空等领域。特别是在流水作业方面，使用机械手等自动化设备可有效提高产品的生产效率以及合格率，有效的降低了产品的生产成本；同时，机械手目前应用更加广泛的在重工业、轻工业等机械设备行业。例如就它可以应用在一些半自动设备的上下料方面；其所具有的自动运输和自动夹紧功能加装在现有生产设备上，可以实现我们目前意义上说的全自动化的模式。总的来说，机械手应用前景非常远大，在这飞速发展的社会，应用越来越多。就现有制造行业而言，它可以提高产品的生产效率，同时也降低了人工成本以及安全风险，同时也解放了劳动力等等；从另一方面来讲，它也为我们现有社会的发展进步添砖添瓦；与人力相比较，机械手的优势特点也非常明显，有了它的出现，如有神助一般，解决了以前很多难以通过人力来解决的问题。例如：在一些人力难以长期停留或无法通过人力可及的场合，比如一些高温高压或者水下或存在有害物质的工作环境下，它能通过合适的、有针对化的设计不同的机械手来适应不同的场合进行工作，而单凭人力却无法长期在在这种场所下进行工作，否则会对身体造成了不可挽回的伤害，相较于机械手来说就没有那么多的局限性，它可以针对场合选择合理的材料以及进行相应的结构设计；从另一个方面来讲，人的力量是有限的，要想维持相应的产量，相应的人工投入以及管理投入必不可少，因为人不可能高强度的工作一直不休息，为了产量必须增加人工投入进行轮换，相应的管理成本也必不可少，而机械手就没有这方面的顾虑，除了人工的操作及必要的维护，它可以保持不间断的持续工作，而且工作的质量、准确度并不会如同人工一般存在波动；对于机械行业或者整个工业体系来讲，质量以及成本是不可或缺的一环，它影响最终的经济效益，就这一方面来讲，机械手做的非常成功，它是不可多得的帮手，在产品精度以及生产连续性等方面远远超过人工；④伴随着机械手局部配件的更换，它可以满足各种类产品的柔性化生产。1.3机械手国内外发展现状随着社会的发展，工业机械手的发展一共分为三个阶段，第一代的机械手为传统的机械手，它实现的功能较为简单，其结构相对来说也较为简单，简单的来说分为臀部、手部两个组成部分，现大多数作为示教的机械手出现在市面上。相对来说，其编程也较为简单，一般是通过在线编程得到指定的动作。较第一代机械手而言，第二代机械手反馈能力非常的灵敏，是带感应的机械手，它的控制方式比较复杂，具备着一定的触觉，视觉等。在1990年第二代机械手就已经进入了使用阶段，目前虽未铺展开来，但它的前景非常客观，我相信用不了多久，这类机械手将会普遍应用于各行业中。而第三代工业机械手较第一代结构来说比较复杂，它不仅拥有第二代机械手的感应功能，同时，它也非常的智能化，可以根据所处的环境以及对所操作的物体进行扫描识别，做出相应要求的指令。并且它可以随着识别目标的变化做出相应更改。目前第三代机械手尚处于研发试制阶段，还存在一定的瓶颈，尚未能投入到市场中应用。我国的机械手的研发及应用较发达国家发展起步较慢，较欧美等国还存在一定的差距，但近些年来，随着国家的大力发展，我国对于机械手的发展也予以极大的重视，目前我们国家的机械手行业发展十分迅猛。以德国为例，在二战后他们通过大力发展工业，使得经济发展十分迅速，其主要原因也得益于及大量使用设备代替人工，解放了大量的劳动力。在上世计70年代，在国内也开始了对机械行业的初步研究。随着改革开放，我国的经济得到了长足的发展，随着国家资金雄厚，到了80年代，国家开始重视机械行业，加大了政策扶持力度，使得我国的机械手行业有了一个质的飞跃，完成了机械手的自我开发以及生产，拥有了自我研发以及自我生产的能力。并在此基础上进行延申，结合着各行业的需求，开发出了适合各方面操作的机械手，如物流搬运机械手以及适合各种焊接机械手等等。在近些年，随着科技发展的日新月异，我们已经发展到机器人行业，取得的丰硕的科研成果。现目前机械手各行业的改革与研发，日益偏向于满足多环境、多功能性开发，越来越智能化。如图1-1所示，其为我们国内某机械手公司所生产的机械手：图1-1目前机械手行业在我国发展已将近50年了，这么多年以来，随着经济的发展，在各行各业中，机械手的身影随处可见，已经全面在市场中铺展开来。特别是近些年来，随着工业的飞速发现，原有的传统机械手以及难以跟随市场发展的脚步，到了上世纪90年代，机械手行业围绕市场需求进行了方向改革，开始向多功能化、智能化方向进行发展，目前在许多行业的特许工位已进行大量使用，它可以根据对周围环境进行识别，可以针对环境的变化来判断出下一步相应的动作。现如今，国内外的机械手正朝着智能化的方向在不断的发展。1.4机械手未来发展展望自上世纪70年代至今，我国机械手经过了四十多年的飞速发展，在越来越多的领域我国的工业机械手已得到了非常广泛的应用。随着现代制造行业产品的不断更新换代，以及随着科学水平的提高和经济的飞速发展，我们的机械手也不例外，也需要结合着创新新产品结构，根据行业内的使用状况，用以设计不同种类的机械手来满足各行各业的需求，这也是未来机械手研发前进的一个方向。同时，为了提高产品的竞争力，满足各行业的需求，只有不断改进、不断创新才能永不落后，市场才不会出现饱和的情况，整个机械手行业才能保持活力，生机勃勃。