數(shù)控機(jī)床機(jī)械手是工業(yè)自動控制領(lǐng)域中經(jīng)常遇到的一種控制對象。機(jī)械手可以完成許多工作,如搬物、裝配、切割、噴涂等,應(yīng)用非常廣泛。各類數(shù)控車床,有自動夾緊、進(jìn)刀、切削、退刀和松開的功能,但仍需人工上下料;裝上數(shù)控機(jī)床機(jī)械手,可實現(xiàn)全自動化生產(chǎn),一人看管多臺機(jī)床。
由于中國以往的勞動力多,傳統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床加工大多數(shù)為人工生產(chǎn)線,但發(fā)展至今,人口紅利的逐漸消失,企業(yè)招工難等問題逐漸擴(kuò)大,致使國內(nèi)在工業(yè)自動化領(lǐng)域不得不加強(qiáng)。由于起步晚,我國的數(shù)控機(jī)床機(jī)械手技術(shù)及其工程應(yīng)用的水平和國外比還有一定的距離,應(yīng)用規(guī)模和產(chǎn)業(yè)化水平低,因此,國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人機(jī)械手的研究和開發(fā)直接影響到我國機(jī)械行業(yè)自動化生產(chǎn)水平的提高,從經(jīng)濟(jì)上、技術(shù)上考慮都是十分必要的。因此,數(shù)控機(jī)床機(jī)械手的研究設(shè)計對國內(nèi)數(shù)控加工領(lǐng)域的發(fā)展有著十分重要的意義。
目前來說,國內(nèi)數(shù)控機(jī)床機(jī)械手的設(shè)計方向如下:
1、促使數(shù)控機(jī)床機(jī)械手的機(jī)械結(jié)構(gòu)向模塊化、可重構(gòu)化發(fā)展。
2、數(shù)控車床機(jī)械手控制系統(tǒng)向基于PC機(jī)的開放型控制器方向發(fā)展,便于標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)化;器件集成度提高,結(jié)構(gòu)小巧,且采用模塊化結(jié)構(gòu);大大提高了系統(tǒng)的可靠性、易操作性,而且維修方便。
3、除采用傳統(tǒng)的位置、速度、加速度等傳感器外,數(shù)控機(jī)床機(jī)械手還加強(qiáng)引進(jìn)了視覺、聽覺、接觸覺傳感器,使數(shù)控機(jī)床機(jī)械手向更智能化、自動化的方向發(fā)展。
4、將內(nèi)藏式數(shù)控機(jī)床機(jī)械手、上下料機(jī)械手、龍門桁架式數(shù)控機(jī)床機(jī)械手等產(chǎn)品設(shè)計得更加標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、模塊化、系列化、柔性化。以及離線示教編程和系統(tǒng)動態(tài)仿真。
軍事領(lǐng)域主要讓機(jī)器人執(zhí)行一些自動的偵察與控制任務(wù),尤其是一些相對較為危險的任務(wù),比如,無人偵察機(jī)、拆除炸彈的機(jī)器人及掃雷機(jī)器人等。機(jī)器人還可以代替士兵去完成那些不太復(fù)雜的工程及后勤任務(wù),從而使戰(zhàn)士從繁重的工作中解脫出來,去從事更加重要的工作。
工業(yè)制造領(lǐng)域主要讓機(jī)器人在機(jī)械制造業(yè)中代替人完成大批量、高質(zhì)量要求的工作,如汽車制造、艦船制造及某些家電產(chǎn)品(電視機(jī)、電冰箱、洗衣機(jī))的制造等。化工等行業(yè)自動化生產(chǎn)線中的點(diǎn)焊、弧焊、噴漆、切割、電子裝配及物流系統(tǒng)的搬運(yùn)、包裝等工作,也有部分是由機(jī)器人完成的。
在娛樂領(lǐng)域機(jī)器人在娛樂領(lǐng)域的應(yīng)用十分廣泛,比如,機(jī)器人足球大賽、機(jī)器人彈鋼琴和機(jī)器人寵物等。
在醫(yī)療領(lǐng)域機(jī)器人主要用來輔助護(hù)士進(jìn)行一些日常的工作。比如,幫助醫(yī)生運(yùn)送藥品及自動監(jiān)測病房內(nèi)的空氣質(zhì)量等等。宜用機(jī)器人還可以協(xié)助醫(yī)生完成一些難度較高的手術(shù),例如,眼部手術(shù)、腦部手術(shù)等。美國還發(fā)明了一種可以進(jìn)入人體血管的微型機(jī)器人,幫助醫(yī)生在病人的血管內(nèi)滅殺病毒。
總的來說,數(shù)控機(jī)床機(jī)械手的設(shè)計發(fā)展方向應(yīng)該與生產(chǎn)加工相聯(lián)系,性價比高,在滿足作業(yè)要求的基礎(chǔ)上,讓數(shù)控機(jī)床機(jī)械手更加智能化。追求系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)、簡潔、可靠,大量采用工業(yè)控制器、傳感器、先進(jìn)的控制算法及復(fù)雜的幾點(diǎn)控制系統(tǒng)發(fā)展。