论文摘要：在科学技术高速发展的今天，自动化已经成为了人们对工具的基本要求。在世界大大小小不同的工厂生产线上，自动化配置占据着越来越重要的位置，而对自动化的设计要求也越来越高。自动化装配生产线多自由度机械手设计，在机器时代里如何凸显其自身优势。

关键词：自动化装配；生产线；多自由度

1概述
　　在多数机器产品制造的过程当中，一般最先进行的都是基本零件的加工，然后才进行产品的装配。自动化装配的生产线主要都是从事产品制造中后期的种种装配、检测、包装等工作顺序，操作对象一般包括组成产品的零件、部件等，一般说来最后完成的基本都是成品或半成品，适用于在市场当中占相当份额、能够做到长期出产的产品，例如轴承、计算机硬盘、计算机光盘驱动器、电气开关、灯泡、锁具、小型电机、食品包装等，具有生产效率高，人力成本低、占用地方小，装配质量稳定等优越性。自动化装配生产线在工艺流程上和手工装配流水线是基本一致的，只是在手工装配流水线上操作的人大都是工人，而自动化装配生产线上则是由一系列自动化配置好的机器来完成各种装配任务。自动化装配生产线较手工装配生产线可以减少从事简单操作的劳动力，且能掌握好动作的精密度，能提供更标准化的产品。所以，自动化生产线是工业生产中的一项重要发明。
　　何为自动化装配？笔者认为，自动化装配已经不局限于一种机器，而是多种机器，多种部件在自动化装配流程上相互配合的一个重要过程。只有相互配合得好，自动化装配才能真正的达到自动化，才能真正保证大批量生产性能稳定产品。此外，配置自动化生产线最重要的一点就是要注意其生产速率。生产速率对自动化生产线尤其重要，只有在明确的生产速率下才有可能为机器配置适合其的生产设备，只有合适，才有可能规划出最优成果，节省资源。

2多自由度机械手的应用领域
　　在制造业生产流水线上，有很多危险的操作，这些操作以往都需要人去完成，面对这些危险的操作，以至于工人无法安全地去完成这些工作。那么，有没有什么机器可以替代工人的双手，出色的完成工作呢？鉴于解决这一问题，有专家创造出了机械手，它能够模拟手的功能，且多自由度，一定程度上解决了人手不能完成的危险工作。这样既保证了生产的安全性，也提高了产品质量和产品生产效率。随着工业机械化水平的不断发展，机械手的应用领域越来越广泛，为社会做出的贡献也越来越大。
　　在制造行业生产流水线上，也有很多劳动密集型企业，员工们从事简单重复的装配动作，容易产生疲劳、生产效率和产品质量受员工人为因素很大，一旦发生用工荒，人员紧缺、培训不到位，交货周期就无法保障。为了解决这些实际生产过程中所需要面对的问题，多自由度机械手就在这样的时代背景下应运而生了。经过不断的实践和技术改进，多自由度机械手很好的帮助生产企业解决了上述可能出现的一系列问题，提高了产品生产效率和产品质量，降低了产品的生产成本。这样既增加了企业的生产效益，也相应地提高了广大人民群众的购买力。多自由度机械手在这些企业的生产线上具有广泛的应用空间。
　　在制造业生产流水线上，还有一些精密度要求很高的装配工作，靠人的操作很难达到要求，而且生产效率很低、一致性不高，稳定性不好，而多自由度机械手就可以在此领域发挥人工无法比拟的优势，能精准地完成各种复杂的动作。

3多自由度机械手结构组成
　　机械手主要是由执行机构，控制系统，驱动系统和位置检测装置等组成。机械手在程序的控制下，来实现相应部位的操作，有转动，有顺序，有运动轨迹，有一定的速度和时间限制。同时按照控制系统的命令，对机械手的操作进行监督，当动作有误时立即发出警报，位置检测装置随时对系统的实际位置做出反馈，并和事前设定的位置比较，然后进行调整，从而达到要求。多自由度机械手自带指关节，可以更灵活的运用操作机器，精准地完成工作。此外，它还配有专门的感应器系统，可以在不同环境下检测湿度温度压力等。
　　3.1执行机构
　　包括手部、手腕、手臂和立柱等部件，有的还增设行走机构。
　　（1）手部，就是和物件接触的地方。由于和物件接触的方法不同，可以分为夹持式和吸附式。笔者认为在自动化装配生产线多自由度机械手设计上，机械手应该采取夹持式。夹持式手部由手爪和传立机构所构成。手爪是和部件直接接触的地方，其结构取决于被抓物件的表面形状，被抓的物件部位和物件的重量体积。传力机构则利用手指产生的力来完成工作。笔者认为这样的设计更有利于机械手来更好的代替人手来完成相对应的工作。
　　（2）手臂，手臂是支撑被抓物，手部、手腕的一个重要地方。手臂主要是带动手爪去抓住物件，并按要求到达指定位置。在自动化生产线上，手臂可以和驱动源一起合作，实现手臂的自由度。机械手臂在工业生产当中有很广泛的应用，按照驱动方式来分，机械手臂有液压式、气动式和电动式。机械臂除了用于搬运、喷涂、焊接、装配等传统的作业范围之外，还可以用于护理、航天、探海等特殊作业领域。机械臂是机械人在工作区内移动所需要的最重要的动力系统之一。
　　（3）立柱，立柱是支撑手臂的地方，简单来说，也可以是手臂的一部分，手臂的升降等都和立柱有着密不可分的关系。机械手在实际的工作、生产的过程中，主要靠着立柱的支撑来实现机械手臂的升降，以此来完成操作作业。相对于传统的人力而言，立柱所起到的作用就相当于是机械手的骨架，支撑着机械手的正常运转。
　　3.2驱动系统
　　它是驱动工业机械手执行机构运作的，主要由动力装置、调节装置以及辅助装置组成。多自由度机械手驱动系统包含：旋转驱动、水平驱动、垂直驱动、夹爪驱动等等。在实际的作业操作过程中，机械手可以依靠这些系统的功能模仿人手来进行操作，机械手通过这些装置之间的相互协调和配合来完成操作作业。
　　3.3控制系统
　　控制系统是机械手中最重要的核心部分，是控制机械手按规定运作的系统。它支配机械手按照规定指令来执行动作，并且记忆人们给机械手的指令、动作、语言，同时对执行机构发出指令，必要时也监督机械手的动作，动作有误时就发出警告。机械手控制系统一般由主控板、转接板、显示器、控制按键、配套电源等部分组成。控制系统就相当于是机械手的大脑，控制机械手来完成各项工作。随着近些年来我国工业自动化生产技术的不断发展，机械手的应用领域越来越广泛，控制系统也更加智能化，机械手所能承担的作业范围也在不断扩大。
　　3.4位置检测装置
　　检测机械手执行动作的位置，并且随时将实际位置反馈给控制系统，并和事先设定的位置进行比较，然后进行调整，使执行机构达到精确位置，这样才能更好的来使机械手为机械化生产来服务。检测装置能够使机械手的执行动作位置和执行速度更加精确，进而提高产品的质量。

4结束语
　　基于空间连杆机构的变杆长及扭角空间闭链机构，通过优化设计，可实现多种相应的空间运动轨迹以及多自由度运动方式。与常规机构比较，该新型机构灵活、可靠且多变。运动中给定某杆长和扭角的变化规律，使其成为可控构件，使机构达到最优控制，从而实现最佳运动轨迹。本文分析结果为机器人仿生、复杂曲面加工技术研究提供了理论基础。

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