曹乃奎锦州元成生化科技有限公司

浅谈机械制造中机械手的制造流程

曹乃奎
锦州元成生化科技有限公司

机械产品中，机械手的运用领域极其广泛，是主要的搬运方式，本文通过对机械手的加工过程论述，来解释在机械过程中所需用到的设备零件及加工方法，对机械这门学科用一简单的例子加以诠释，本文中的机械手是最普通的起吊型机械手，完成的功用是对物品进行固定地点的转移，所需的零件也是目前机械中最常用的零件。用大范围来说明机械领域所学的各种知识及使用技巧。

机械制造；机械组装；机械手

1　机械行业概述

现在所有的行业基本都离不开机械，机械里包括机械设计，机械制造以及对机械的控制，机械产品运用到了世界的各个领域，对世界的发展起了举足轻重的作用，作为我们这些工科学者，做好机械的运用，对于国家的发展起到重要的推动作用。

机械产品中从加工到出厂，要使它产生效果，运用到实际，对它的控制是非常重要的一个环节。机械控制工程把机械产品和电子控制紧密的联系到了一起，出我们更轻而易举的灵活的运用机械产品来为人类的生活提供便利。这篇论文就是围绕控制来对机械领域进行深一步的研究。对于一个产品，从设计到出厂需要几个步骤的联合才能完成。下面由一个简单的小例子来说明加工出一个机械搬运手臂所需要经过的流程。

2　机械手制作简介

2.1机械手臂需要完成的功能

通过码头的吊货物机械手能很顺利的完成从一个地方到达另一个位置的操作，不仅可以左右移动货物的位置，通过底部电机带动整个上部吊车完成旋转操作，使机械手可已在其固定点为中心，机械手臂最远端为半径的圆域里完成集装箱的随意摆放任务，这对于船载商品来说起着不可估量的作用，也是目前用处最多的装置。

机械手虽用在不同的领域中，但大致原理相同。机械手原理简单，底部由立柱作为支撑，立柱上面为控制室，控制室前端由三角铁焊接成的机械手臂组成，机械手臂是有缆绳和车钩组成的起吊装置。机械手把机械制造和电子控制技术精巧的融合到了一起，通过此原理我们可以做出很多工用的机械产品已满足各个场地实现不同功能的需要。

机械手从无到有需经过机械设计来完成由理论到实际的转换。机械制造过程把所有设计的东西通过车床加工成一个个的构件，经过组合形成一个个零件，最后总成一个机械产品。通过机电中的PLC装置，轻易的完成了对整个机械手臂的控制，使其完成不同的指令。这样一个机械手就制造完成了。

2.2机械设计部分

2.2.1夹具设计

机械设计中合理的设计对于一个商品来说是至关重要的，首先是夹具的设计。加工机械手需要各个形状的钢板，经过焊接组成一个整体。为了对一块大型钢板做切割操作使其变成需要的构件，安装在各个机床上的夹具起了重要的作用，有了高质量的夹具，能提高对构件的加工效率，减小时间成本。

夹具完成的主要功能是对钢板完成切槽钻孔处理，选用铣床，想要加工出准确的构件，合理的六点定位十分重要。夹具上需设有对刀块，已完成准确的对刀操作，对于板状物直接用平面三点支撑，侧面分别一点和两点支撑就能完成对钢板的固定。对于圆柱形钢板则需要套筒来限制其自由度，已完成对其进行精准的加工。所有加工尽量使用准确定位，定位后一定要有夹紧操作已保证固定安全稳固，平面定位应使用三点定位使其在一平面进行加工。

2.2.2零件设计

零件连接一般是由螺栓连接，焊接，铆接等方式来完成的，所以如何加工出合理的，有一定使用年限的零件对于一个产品的好坏也是有重要意义的。对于难已用机械加工的部分零件我们需要用铸造的形式来完成。砂型铸造工艺需要留意的是设计中一定要有合理的圆角使融化的液体能顺利留到各个角落。零件的设计一定要有倒角，注意配合方式，对于需要用螺栓拧紧的部分要留有充裕的空间，这样才能使扳手或外部设备施力。齿轮传动需要的齿轮箱体孔需要开足够大以便方便观察及注油。设计尽量简单已加工，这样来减轻工人的工作量，提高效率。

2.3机械制造部分

机械的制造也是化整为零的部分，把整块的型材加工成实现各功能的构件，在做这项工作之前，拟定工艺路线在加工中起了至关重要的作用，对于不同的机械产品根据产品的多少，及对质量的要求，好的工艺路线能节约成本，提高效率，工艺卡片上一定要表明加工方法以及所需要的粗糙度，这样才能保证整体的组装效果。

机械制造中各个零件的加工需要各种的机床来完成，对于整块钢板需要使用砂轮来对其进行切割，圆柱体需要车床进行加工，铣床可以加工各种槽型构件。加工好后用电焊把各个形状的钢板焊成一定尺寸的零件。多使用定位孔能使加工变得简单，更容易组装。

2.4机械控制部分

要想使组装好的机械手动起来，与良好的电力控制是分不开的，过去的控制使用的是继电器笨重且很不方便，现在的控制基本都使用PLC芯片控制，一个简单的控制系统就能轻松的控制动力源使整个机器轻松地动起来。

目前使用最常见的PLC属西门子和欧姆龙的较为常见，制造控制系统最重要的是画线路图，其中主要由动合动断开关和电磁阀组成，注意合理的使用熔断器。线路图设计完毕后，做成芯片，接通电源就能完成控制系统的建立。

3　总结与展望

机械手的制造充分融合了机械领域中的各个工种，是机械制造的重要体现，机械制造业是一个国家是否处于国际先进地位的重要体现，作为一个合格的工程师一定要使实践和理论相结合，通过所知所学，合理的运用的机械中，大幅提高工作效率，电动机械手在中国的各个领域占有重要的地位，小到芯片的转移大到大型集装箱的起吊。所以对机械手的研究有这一定的现实意义。中国的制造业还需要大力发展，身为工科的技术人员我们一定要好好学习理论知识，多思多想累积经验，这样才能对国家的繁荣，富强做出自己应有的贡献。

［1］杨黎明.机械零件设计手册.第一版.国防工业出版社，1986，12

［2］机械手及其应用.机械工业出版社

［3］杨长能，张兴毅.可编程序控制器基础及应用.第一版.重庆大学出版社，1992，1

［4］陈立德.机械设计基础课程设计指导书.第二版.北京:高等教育出版社，2004，6

［5］柴鹏飞.机械设计基础.北京:机械工业出版社，2004，8

［6］李向东.机械制造技术基础.第一版.中国电力出版社，2009，07

曹乃奎（1967-），男，吉林省白山人，专业：机械制造工艺及设备。