工業機械手的應用現狀及發展前景

1880年，人們第一次利用氣缸做成氣動剎車裝置，將它成功地用到火車的制動上。20世紀30年代初，氣動技術成功地應用于自動門的開閉及各種機械的輔助動作上。至50年代初，大多數氣壓元件從液壓元件改造或演變過來，體積很大。60年代，開始構成工業控制系統，自成體系，不再與風動技術相提并論。在70年代，由于氣動技術與電子技術的結合應用，在自動化控制領域得到廣泛的推廣。80年代進入氣動集成化、微型化的時代。90年代至今，氣動技術突破了傳統的死區，經歷著飛躍性的發展，人們克服了閥的物理尺寸局限，真空技術日趨完美，高精度模塊化工業機械手問世，智能氣動這一概念產生，氣動伺服定位技術使氣缸高速下實現任意點自動定位，智能閥島十分理想地解決了整個自動生產線的分散與集中控制問題。 工業機械手作為機械手的一種，它具有結構簡單、重量輕、動作迅速、平穩、可靠、節能和不污染環境等優點而被廣泛應用。

由于氣壓傳動系統使用安全、可靠，可以在高溫、震動、易燃、易爆、多塵埃、強磁、輻射等惡劣環境下工作”’。而工業機械手作為機械手的一種，它具有結構簡單、重量輕、動作迅速、平穩、可靠、節能和不污染環境、容易實現無級調速、易實現過載保護、易實現復雜的動作等優點。所以，工業機械手被廣泛應用于汽車制造業、半導體及家電行業、化肥和化工，食品和藥品的包裝、精密儀器和軍事工業等。

現代汽車制造工廠的生產線，尤其是主要工藝的焊接生產線，大多采用了工業機械手。車身在每個工序的移動；車身外殼被真空吸盤吸起和放下，在指定工位的夾緊和定位；點焊機焊頭的快速接近、減速軟著陸后的變壓控制點焊，都采用了各種特殊功能的工業機械手。高頻率的點焊、力控的準確性及完成整個工序過程的高度自動化，堪稱是最有代表性的工業機械手應用之一。

在彩電、冰箱等家用電器產品的裝配生產線上，在半導體芯片、印刷電路等各種電子產品的裝配流水線上，不僅可以看到各種大小不一、形狀不同的氣缸、氣爪，還可以看到許多靈巧的真空吸盤將一般氣爪很難抓起的顯像管、紙箱等物品輕輕地吸住，運送到指定目標位置。對加速度限制十分嚴格的芯片搬運系統，采用了平穩加速的SIN氣缸。 工業機械手用于對食品行業的粉狀、粒狀、塊狀物料的自動計量包裝；用于煙草工業的自動卷煙和自動包裝等許多工序。如酒、油漆灌裝工業機械手；自動加蓋、安裝和擰緊工業機械手，牛奶盒裝箱工業機械手等。 此外，氣動系統、工業機械手被廣泛應用于制藥與醫療器械上。如：氣動自動調節病床，Robodoc機器人，da Vinci外科手術機器人等。

工業機械手發展前景及方向

重復高精度

精度是指機器人、機械手到達指定點的精確程度，它與驅動器的分辨率以及反饋裝置有關。重復精度是指如果動作重復多次，機械手到達同樣位置的精確程度。重復精度比精度更重要，如果一個機器人定位不夠精確，通常會顯示一個固定的誤差，這個誤差是可以預測的，因此可以通過編程予以校正。重復精度限定的是一個隨機誤差的范圍，它通過一定次數地重復運行機器人來測定。隨著微電子技術和現代控制技術的發展，以及氣動伺服技術走出實驗室和氣動伺服定位系統的成套化。工業機械手的重復精度將越來越高，它的應用領域也將更廣闊，如核工業和軍事工業等。

模塊化

有的公司把帶有系列導向驅動裝置的工業機械手稱為簡單的傳輸技術，而把模塊化拼裝的工業機械手稱為現代傳輸技術。模塊化拼裝的工業機械手比組合導向驅動裝置更具靈活的安裝體系。它集成電接口和帶電纜及氣管的導向系統裝置，使機械手運動自如。由于模塊化工業機械手的驅動部件采用了特殊設計的滾珠軸承，使它具有高剛性、高強度及精確的導向精度。優良的定位精度也是新一代工業機械手的一個重要特點。模塊化工業機械手使同一機械手可能由于應用不同的模塊而具有不同的功能，擴大了機械手的應用范圍，是工業機械手的一個重要的發展方向。

智能閥島的出現對提高模塊化工業機械手和氣動機器人的性能起到了十分重要的支持作用。因為智能閥島本來就是模塊化的設備，特別是緊湊型CP閥島，它對分散上的集中控制起了十分重要的作用，特別對機械手中的移動模塊。

無給油化

為了適應食品、醫藥、生物工程、電子、紡織、精密儀器等行業的無污染要求，不加潤滑脂的不供油潤滑元件已經問世。隨著材料技術的進步，新型材料（如燒結金屬石墨材料）的出現，構造特殊、用自潤滑材料制造的無潤滑元件，不僅節省潤滑油、不污染環境，而且系統簡單、摩擦性能穩定、成本低、壽命長。

機電氣一體化

由“可編程序控制器-傳感器-氣動元件”組成的典型的控制系統仍然是自動化技術的重要方面；發展與電子技術相結合的自適應控制氣動元件，使氣動技術從“開關控制”進入到高精度的“反饋控制”；省配線的復合集成系統，不僅減少配線、配管和元件，而且拆裝簡單，大大提高了系統的可靠性。

而今，電磁閥的線圈功率越來越小，而PLC的輸出功率在增大，由PLC直接控制線圈變得越來越可能。工業機械手、氣動控制越來越離不開PLC，而閥島技術的發展，又使PLC在工業機械手、氣動控制中變得更加得心應手。