謝永恒

摘 要：汽車行業(yè)的快速發(fā)展，帶動(dòng)了整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)水平的不斷提升，其中的汽車玻璃企業(yè)可謂是技術(shù)革新最快的一部分。汽車玻璃企業(yè)的自動(dòng)化程度極高，最早實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化生產(chǎn)，通過大量機(jī)械手臂的應(yīng)用，不僅節(jié)省了大量的人力，還減少了產(chǎn)品損耗，提高了產(chǎn)品質(zhì)量與精度，間接的促進(jìn)了汽車行業(yè)的向前發(fā)展。筆者根據(jù)個(gè)人多年來汽車玻璃企業(yè)的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，先對(duì)汽車玻璃企業(yè)中應(yīng)用的常見機(jī)械手臂進(jìn)行簡(jiǎn)單描述，繼而對(duì)機(jī)械手臂的特點(diǎn)及應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)的論述，希望能夠通過本文的描述，充分體現(xiàn)機(jī)械手臂的技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，為汽車玻璃企業(yè)的未來發(fā)展指明方向。

關(guān)鍵詞：汽車玻璃企業(yè)；機(jī)械手臂；類型；特點(diǎn)；應(yīng)用

玻璃企業(yè)是汽車行業(yè)中自動(dòng)化程度提高最快的一部分，通過應(yīng)用機(jī)械手臂的方式，減少了大量的作業(yè)人員，而且通過提升自動(dòng)化程度的方式，在減少人工成本的同時(shí)，提高了勞動(dòng)效率，降低作業(yè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度?，F(xiàn)階段，我國(guó)絕大多數(shù)的汽車玻璃企業(yè)都已經(jīng)完成了機(jī)械手臂的安裝和使用，取得了明顯的效果，在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中獲得了成功，其中部分企業(yè)已經(jīng)將發(fā)展方向瞄準(zhǔn)了國(guó)際市場(chǎng)，并且通過提高自動(dòng)化程度以及產(chǎn)品質(zhì)量的方式，獲得了大量的國(guó)際訂單。

1 汽車玻璃企業(yè)機(jī)械手臂的種類

為了在生產(chǎn)過程中減少消耗、提高勞動(dòng)效率、保證產(chǎn)品質(zhì)量，因此汽車玻璃企業(yè)都已經(jīng)廣泛使用了機(jī)械手臂。機(jī)械手臂的使用能夠更好地利用平衡原理，在保證玻璃安全的前提下，更加快捷、高效的在狹小空間內(nèi)完成玻璃的移動(dòng)定位，這一過程只需要作業(yè)人員的簡(jiǎn)單點(diǎn)動(dòng)。現(xiàn)階段使用的機(jī)械手臂按照結(jié)構(gòu)形式，我們可以將其分為兩類，分別是硬臂式機(jī)械手臂以及軟索式機(jī)械手臂兩種，企業(yè)應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)過程中的實(shí)際情況進(jìn)行選擇。下面我們分別對(duì)兩種機(jī)械手臂進(jìn)行分析、描述：

1.1 硬臂式機(jī)械手臂

硬臂式機(jī)械手臂由四部分組成，分別是夾具部分、機(jī)械手主機(jī)、氣路控制系統(tǒng)以及地面行走機(jī)構(gòu)。硬臂式機(jī)械手臂能夠在廠房高度有限、工件重心遠(yuǎn)離懸掛點(diǎn)，并且工件需要傾斜或者反轉(zhuǎn)的情況下使用。與此同時(shí)，硬臂式機(jī)械手臂配備有儲(chǔ)氣罐，能夠保證在斷氣狀態(tài)下繼續(xù)使用一循環(huán)，而且還能夠發(fā)出警報(bào)，在壓力下降到一定程度時(shí)，啟動(dòng)自鎖功能，保證零件的安全。由于硬臂式機(jī)械手臂配備有安全系統(tǒng)，因此操作人員無法在工件在運(yùn)輸過程中、未妥善方式的情況下進(jìn)行釋放。通過非標(biāo)夾具的配合使用，硬臂式機(jī)械手臂的適用范圍大幅擴(kuò)展，幾乎可以起吊任意形狀的工件，因此這種機(jī)械手臂的適用范圍極為廣闊。

1.2 軟索式機(jī)械手臂

軟鎖式機(jī)械手臂的功能與硬臂式機(jī)械手臂基本一樣，而且通過配備儲(chǔ)氣罐的方式，斷氣狀態(tài)下繼續(xù)使用一循環(huán)，并且能夠向操作者提出警報(bào)。軟鎖式機(jī)械手臂通過配合使用各種非標(biāo)夾具的方式能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)范圍的擴(kuò)大，這種生產(chǎn)方式具有簡(jiǎn)單實(shí)用、價(jià)格低廉的特點(diǎn)。

2 機(jī)械手臂的特點(diǎn)

機(jī)械手臂具有通用性高、可編程、體積小、重量輕、擬人化以及機(jī)電一體化等特點(diǎn)。除了部分專門設(shè)計(jì)的非標(biāo)機(jī)械手臂外，絕大多數(shù)的機(jī)械手臂都能夠執(zhí)行不同的作業(yè)任務(wù)。例如：通過更換末端操作工具執(zhí)行不同的作業(yè)任務(wù)，而且機(jī)械手臂在結(jié)構(gòu)上類似于人體，由電腦控制可以進(jìn)行多種動(dòng)作，完成不同的任務(wù)。由于機(jī)械手臂能夠進(jìn)行再編程，因此我們可以完成小批量、多品種的生產(chǎn)制造。此外，由于機(jī)械手臂涉及到多種專業(yè)技術(shù)，是微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及機(jī)械技術(shù)的綜合應(yīng)用。

機(jī)械手臂最顯著的特點(diǎn)就是能夠降低作業(yè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)，提高生產(chǎn)效率。機(jī)械手臂的動(dòng)力是電能，設(shè)備本身通過提前輸入程序，過程中進(jìn)行有效保養(yǎng)，就可實(shí)現(xiàn)機(jī)械手臂的快速、敏捷、不停頓、精確地動(dòng)作，因此能夠在保證產(chǎn)品的質(zhì)量的同時(shí)，提高生產(chǎn)效率。最后，機(jī)械手臂的應(yīng)用，避免了企業(yè)作業(yè)人員在危險(xiǎn)環(huán)境下作業(yè)的幾率，有效提高了企業(yè)的安全生產(chǎn)水平，為企業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展提供了有力支持。

3 機(jī)械手臂在實(shí)際中的應(yīng)用

汽車玻璃均為安全性玻璃，主要有鋼化玻璃以及夾層玻璃兩種，在前風(fēng)擋上采用的是夾層玻璃，避免由于玻璃碎裂而對(duì)駕駛員造成安全威脅，而汽車的側(cè)后風(fēng)擋大多數(shù)都采用鋼化玻璃，保證在被外力破壞時(shí)，能夠碎裂成碎小鈍角顆粒，避免對(duì)汽車內(nèi)成員的二次傷害。雖然這兩種玻璃在使用過程中都能夠有效保證駕駛員以及車內(nèi)其他成員的人參安全，但是生產(chǎn)過程中，由于半成品玻璃未經(jīng)過熱處理，仍舊會(huì)給作業(yè)人員產(chǎn)生安全隱患，因此絕大多數(shù)的汽車玻璃企業(yè)都通過加大機(jī)械手臂的應(yīng)用來緩解這種情況。

汽車玻璃加工過程中最為危險(xiǎn)的一道工序就是將原片玻璃搬上工作臺(tái)，而且由于原片玻璃的尺寸過大，極易在運(yùn)輸過程中造成損傷，導(dǎo)致玻璃碎裂的可能性增加。現(xiàn)階段汽車玻璃企業(yè)中應(yīng)用的六軸機(jī)械手臂就有效解決了上述問題。

在機(jī)械手臂前段安裝波紋真空吸盤、頂針、光控以及超聲波傳感器等零件來協(xié)調(diào)機(jī)械手位置，自動(dòng)進(jìn)行玻璃的吸附，保證能夠平穩(wěn)將其從貨架上運(yùn)至輸送臺(tái)上。絕大多數(shù)的六軸機(jī)械手臂前段至少安裝三個(gè)控制系統(tǒng)，使玻璃面與吸盤整體面平行。六軸機(jī)械手能夠多方位隱形調(diào)節(jié)使其達(dá)到滿意的平面及角度，通過歸納總結(jié)，這種機(jī)械手具有精度高、靈活性強(qiáng)、適應(yīng)性好的優(yōu)點(diǎn)，但是由于價(jià)格高、維修困難，需要固定底座位置等原因，也在一定程度上限制了技術(shù)的應(yīng)用。

現(xiàn)階段，很多汽車玻璃企業(yè)都與大學(xué)、設(shè)計(jì)院等進(jìn)行有機(jī)聯(lián)合，根據(jù)企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)情況設(shè)計(jì)機(jī)械手臂，例如：北京某汽車玻璃企業(yè)同北京某大學(xué)聯(lián)合，設(shè)計(jì)了一套既經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，又能夠滿足生產(chǎn)需求的機(jī)械手臂，由于企業(yè)的生產(chǎn)車間內(nèi)空間狹小，將手臂設(shè)計(jì)成吊掛式，這種手臂在實(shí)際的應(yīng)用過程中展現(xiàn)出了效率高、操作簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單以及維修方便的優(yōu)勢(shì)，在初加工階段應(yīng)用的效果非常明顯，但是由于對(duì)吸附玻璃時(shí)對(duì)擺放精度要求較高，因此不能在復(fù)雜工序中使用。

最后，我們常用的汽車玻璃有錫面和非錫面兩種，通過六軸機(jī)械手臂我們能夠?qū)㈠a面相反的玻璃翻轉(zhuǎn)過來，這就通過搬運(yùn)過程中檢測(cè)的方式，保證了玻璃的擺放順序，還能夠加快生產(chǎn)流程，避免安裝錯(cuò)誤情況的發(fā)生。

機(jī)械手臂作為汽車玻璃企業(yè)中應(yīng)用頻率最高的設(shè)備之一，很大程度上決定了企業(yè)的未來發(fā)展情況，因此現(xiàn)階段大量的資金以及人力偏向于機(jī)械手臂的研究與改進(jìn)。相關(guān)資料表明，未來的機(jī)械手臂必然會(huì)向著精度高、定位準(zhǔn)確、模塊化、機(jī)電一體化、多臂機(jī)械手以及聯(lián)網(wǎng)機(jī)械手等方向發(fā)展。未來的機(jī)械手臂在完成現(xiàn)有工作的同時(shí)，通過大量先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)更高精度的生產(chǎn)與運(yùn)輸，將隨機(jī)誤差控制在最小范圍內(nèi)；而且機(jī)械手臂還能夠通過不同模塊組合的方式，完成不同的生產(chǎn)任務(wù)，具有極高的靈活性；機(jī)電一體化的實(shí)現(xiàn)，還能夠減少設(shè)備的占地面積，降低維修、檢查難度，提高可靠性；鑒于未來復(fù)雜的生產(chǎn)條件，以及較高的生產(chǎn)效率要求，多臂機(jī)械手必然會(huì)應(yīng)運(yùn)而生；與此同時(shí)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，也會(huì)使機(jī)械手的生產(chǎn)更加靈活多變。

4 結(jié)論

伴隨著我國(guó)汽車行業(yè)的快速發(fā)展，汽車玻璃企業(yè)也迎來了發(fā)展的契機(jī)，因此現(xiàn)階段絕大多數(shù)的汽車玻璃企業(yè)都在通過加大機(jī)械手臂應(yīng)用，提高生產(chǎn)效率，保證生產(chǎn)質(zhì)量的方式，促進(jìn)企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力的增長(zhǎng)。筆者希望能夠通過本文對(duì)機(jī)械手臂的探討，引起大家對(duì)機(jī)械手臂重視程度的不斷提升，再一次提升汽車玻璃企業(yè)的生產(chǎn)自動(dòng)化水平，間接促進(jìn)我國(guó)汽車行業(yè)的發(fā)展。

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