謝永恒

摘 要：汽車行業(yè)的快速發(fā)展，帶動了整個產(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)的自動化程度極高，最早實(shí)現(xiàn)了自動化生產(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)個人多年來汽車玻璃企業(yè)的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，先對汽車玻璃企業(yè)中應(yīng)用的常見機(jī)械手臂進(jìn)行簡單描述，繼而對機(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，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，而且通過提升自動化程度的方式，在減少人工成本的同時，提高了勞動效率，降低作業(yè)人員的勞動強(qiáng)度?，F(xiàn)階段，我國絕大多數(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，在激烈的市場競爭中獲得了成功，其中部分企業(yè)已經(jīng)將發(fā)展方向瞄準(zhǔn)了國際市場，并且通過提高自動化程度以及產(chǎn)品質(zhì)量的方式，獲得了大量的國際訂單。

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)完成玻璃的移動定位，這一過程只需要作業(yè)人員的簡單點(diǎn)動?，F(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，硬臂式機(jī)械手臂配備有儲氣罐，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，在壓力下降到一定程度時，啟動自鎖功能，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。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)方式具有簡單實(shí)用、價格低廉的特點(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)人員的勞動強(qiáng)度，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的同時，提高生產(chǎn)效率。機(jī)械手臂的動力是電能，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、精確地動作，因此能夠在保證產(chǎn)品的質(zhì)量的同時，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，能夠碎裂成碎小鈍角顆粒，避免對汽車內(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的一道工序就是將原片玻璃搬上工作臺，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?，F(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)至輸送臺上。絕大多數(shù)的六軸機(jī)械手臂前段至少安裝三個控制系統(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、操作簡單、結(jié)構(gòu)簡單以及維修方便的優(yōu)勢，在初加工階段應(yīng)用的效果非常明顯，但是由于對吸附玻璃時對擺放精度要求較高，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，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)械手必然會應(yīng)運(yùn)而生；與此同時網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，也會使機(jī)械手的生產(chǎn)更加靈活多變。

4 結(jié)論

伴隨著我國汽車行業(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)核心競爭力的增長。筆者希望能夠通過本文對機(jī)械手臂的探討，引起大家對機(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)自動化水平，間接促進(jìn)我國汽車行業(yè)的發(fā)展。

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