在科技日新月異的當(dāng)下,工業(yè)機(jī)械手作為工業(yè)自動化的主要設(shè)備,正朝著多個前沿方向迅猛發(fā)展,不斷重塑工業(yè)生產(chǎn)的格局。柔性化與自適應(yīng)操作為滿足日益多樣化的生產(chǎn)需求,工業(yè)機(jī)械手將具備更強(qiáng)的柔性和自適應(yīng)能力。一方面,采用新型柔性材料制造機(jī)械手臂和末端執(zhí)行器,使其能夠安全、靈活地與不同形狀、質(zhì)地的物體接觸,避免對工件造成損傷。在食品包裝行業(yè),柔性機(jī)械手可輕柔地抓取易碎的食品,如餅干、巧克力等,確保產(chǎn)品完整。另一方面,通過可變結(jié)構(gòu)設(shè)計,機(jī)械手能在不同工作場景下快速調(diào)整自身結(jié)構(gòu)和運動方式。例如,在汽車零部件裝配中,遇到不同尺寸的零件時,機(jī)械手的關(guān)節(jié)和手臂長度可自動調(diào)整,以適應(yīng)裝配要求,提高生產(chǎn)的靈活性和通用性。工業(yè)機(jī)械手使用鋁合金(主體)+ 鋼(關(guān)鍵關(guān)節(jié))+ POM(齒輪)居多。浙江機(jī)械手圖片
哪些品牌的機(jī)械手性價比較高?國際品牌愛普生(Epson)5:作為有名的工業(yè)機(jī)器人制造商,其六軸和四軸 scara 機(jī)器人憑借高性能、高負(fù)載能力、高速低震動設(shè)計以及靈活的安裝方式,成為眾多工業(yè)自動化任務(wù)中的理想選擇。例如 C8 系列六軸機(jī)器人,最大負(fù)載 8kg,臂長可達(dá) 1400mm,重復(fù)定位精度高達(dá) ±0.05mm;LS6 系列四軸 scara 機(jī)器人,最大負(fù)載 6kg,臂長 600mm,循環(huán)時間低至 0.40 秒,價格在 8 萬 - 12 萬元左右,性能***且價格具有競爭力。日本安川(Yaskawa):擁有超過 100 年歷史的工業(yè)機(jī)器人制造商,其 MOTOMAN 系列機(jī)械手是高性價比的碼垛機(jī)器人,憑借***的技術(shù)實力和豐富的經(jīng)驗,為全球客戶提供***的產(chǎn)品。川崎重工(Kawasaki):其 duAro 雙腕機(jī)器人專為狹窄空間設(shè)計,具有雙臂協(xié)同作業(yè)、支持快速換裝夾具等技術(shù)亮點,適用于半導(dǎo)體晶圓搬運、實驗室操作等場景,在特定應(yīng)用領(lǐng)域具有較高的性價比。江西機(jī)械手直銷價機(jī)械手在鑄造車間耐受高溫環(huán)境,在包裝行業(yè)實現(xiàn)高速裝箱。
一機(jī)多工位機(jī)械手作為工業(yè)自動化的重要設(shè)備,其優(yōu)勢主要體現(xiàn)在生產(chǎn)效率提升、成本控制、柔性化生產(chǎn)、質(zhì)量穩(wěn)定性等多個維度,尤其在工序密集、批量生產(chǎn)的場景中優(yōu)勢明顯。生產(chǎn)效率大幅提升消除工序間的等待浪費傳統(tǒng)生產(chǎn)中,多個工位需人工或單工位設(shè)備逐個處理,工件在工位間的轉(zhuǎn)運、等待時間占比高(如人工搬運耗時、單設(shè)備完成一個工序后再處理下一個)。而一機(jī)多工位機(jī)械手通過路徑優(yōu)化和多工位協(xié)同,可實現(xiàn)“上一工序完成即進(jìn)入下一工序”的連續(xù)流作業(yè)(例如:在A工位加工時,機(jī)械手已同步完成B工位的取放料準(zhǔn)備),大幅縮短生產(chǎn)節(jié)拍(通常可縮短30%-60%)。設(shè)備利用率比較大化單臺機(jī)械手覆蓋多個工位,避免了多臺單工位設(shè)備的閑置(如某工位加工耗時較長時,其他單設(shè)備可能等待)。例如:在機(jī)械加工線中,一臺多工位機(jī)械手可同時服務(wù)3-5臺機(jī)床,確保每臺設(shè)備的“加工時間”與“上下料時間”無縫銜接,設(shè)備綜合效率(OEE)可提升20%-40%。
機(jī)械手的工作原理:機(jī)械手的工作原理基于機(jī)械運動學(xué)、動力學(xué)以及控制理論。在運行時,首先由控制系統(tǒng)接收外部指令,如來自計算機(jī)程序的操作命令或人工輸入的信號。這些指令經(jīng)過控制系統(tǒng)的處理和解析,轉(zhuǎn)化為驅(qū)動系統(tǒng)的控制信號。驅(qū)動系統(tǒng)根據(jù)信號要求,通過液壓泵、氣壓閥或電機(jī)等部件,將能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械運動。例如,電機(jī)驅(qū)動的機(jī)械手,電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運動通過傳動機(jī)構(gòu),如齒輪、絲杠等,轉(zhuǎn)化為機(jī)械手末端執(zhí)行器的直線運動或旋轉(zhuǎn)運動。同時,傳感系統(tǒng)實時監(jiān)測機(jī)械手的位置、速度、力度等狀態(tài)信息,并將數(shù)據(jù)反饋給控制系統(tǒng)。控制系統(tǒng)根據(jù)反饋信息與預(yù)設(shè)目標(biāo)進(jìn)行對比,對驅(qū)動系統(tǒng)進(jìn)行實時調(diào)整,從而保證機(jī)械手能夠準(zhǔn)確、穩(wěn)定地完成抓取、搬運等操作任務(wù),實現(xiàn)閉環(huán)控制,確保操作的精度和可靠性。機(jī)械手通過編程或傳感器信號控制機(jī)械手的動作,常用PLC、單片機(jī)或計算機(jī)。
機(jī)械手微型化與高精度在精密制造領(lǐng)域,如微電子、生物醫(yī)療等,對工業(yè)機(jī)械手的微型化和高精度要求極為迫切。未來,隨著微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)技術(shù)和納米技術(shù)的發(fā)展,微型機(jī)械手將不斷涌現(xiàn)。這些微型機(jī)械手體積微小,能夠在微觀尺度下進(jìn)行精確操作,如在芯片制造中,對納米級別的電路進(jìn)行組裝和檢測;在生物醫(yī)療領(lǐng)域,用于細(xì)胞操作、基因編輯等。同時,通過先進(jìn)的驅(qū)動技術(shù)和精密的傳感器反饋,機(jī)械手的定位精度將達(dá)到微米級甚至納米級,滿足**制造業(yè)對高精度作業(yè)的嚴(yán)苛需求,推動相關(guān)產(chǎn)業(yè)向更高精度、更高質(zhì)量的方向發(fā)展。機(jī)械手24小時不間斷運行,提升生產(chǎn)效率,可以通過AI算法自主優(yōu)化運動軌跡。浙江機(jī)械手
自學(xué)習(xí)與自適應(yīng),通過強(qiáng)化學(xué)習(xí),機(jī)械手可自主優(yōu)化動作路徑,減少人工編程。浙江機(jī)械手圖片
對比國外品牌機(jī)械手,國產(chǎn)品牌機(jī)械手在精度和速度方面有以下特點:精度方面部分產(chǎn)品已達(dá)先進(jìn)水平:一些國產(chǎn)品牌的**機(jī)械手在精度上已經(jīng)達(dá)到或接近國際先進(jìn)水平。例如,新松的 GCR 系列協(xié)作機(jī)器人,其重復(fù)定位精度可達(dá) ±0.03mm,與美國 Universal Robots UR10e 的 ±0.03mm 精度相當(dāng)1。WOMMER 長行程機(jī)械手采用高強(qiáng)度合金鋼骨架與精密滾珠絲杠傳動系統(tǒng),配合智能誤差補(bǔ)償算法,重復(fù)定位精度可達(dá) ±0.05mm,能在 3C 產(chǎn)品裝配等場景中,將誤差控制在極小范圍內(nèi)7。埃夫特牽頭的新項目中,焊接機(jī)器人的焊接重復(fù)定位精度穩(wěn)定控制在 ±0.03 毫米,對標(biāo)國際**品牌作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)6。整體仍有提升空間:不過,從整體行業(yè)水平來看,國產(chǎn)品牌機(jī)械手與國外前列品牌相比還存在一定差距。在大負(fù)載沖壓機(jī)器人領(lǐng)域,國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人**的重復(fù)定位精度為 0.2mm,與四大家族中部分精度達(dá) 0.03 - 0.05mm 的產(chǎn)品相比,還有提升空間5。國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人在***精度、動態(tài)響應(yīng)、振動抑制等方面,也與國外品牌存在差距,這可能導(dǎo)致在一些對精度要求極高的復(fù)雜加工或裝配任務(wù)中,國產(chǎn)品牌的表現(xiàn)不夠穩(wěn)定和精細(xì)3。浙江機(jī)械手圖片