机械设计及自动化技术在特种机器人中的应用发展研究

机械设计及自动化技术在特种机器人中的应用发展研究

夏鑫宇

福建（泉州）哈工大工程技术研究院   362200

摘要：当前阶段，我国机械设计行业已逐步进入了自动化技术时代，将机械设计及自动化技术应用于特种机器人中能够有效提升工作效率。伴随着技术内容的不断丰富，个性化、即时化、人性化、智能化、多样化等方面的内容也逐步出现，满足了目前市场发展的需要，提升了机械设计的总体水平。到了现在，自动化技术及机械设计已经成为特种机器人发展的重要组成部分。

关键词：机械设计；自动化技术；特种机器人

引言：将自动化技术及机械设计应用于特种机器人中，是现代科学技术综合发展而来的一种综合观念。这是一种将多种技术结合在一起的科学。机械设计及自动化技术向特种机器人方向发展是今后的发展趋势。这不但关系到机器的设计品质，而且从某种意义上说，也关系到大多数人的生活品质。将自动化技术及机械设计与特种机器人相结合，那么就可以使企业的生产率得到进一步的提高，同时也可以为我国的经济发展提供一种全新的动力。因此，必须持续地强化在机械设计及自动化技术应用于特种机器人的创新，持续地推动机械设备的自动化发展，从而让整个生产流程的生产效率得到更大的提高。

一、机械设计及自动化技术应用价值

当前，自动化技术已在各个行业得到了广泛的应用，但其在机械设计中的应用却越来越多。在实际生产中，将自动化技术应用于企业生产发展中，可以使企业产出的成本大幅度下降。从而降低了人力资源的浪费。在实际操作中，能够维持较高的工作稳定，并能够确保产品品质达到所需的标准，使产品的成品率有了较大的提高。另外，采用自动化技术控制的机器，还能替代某些对生产有较高要求的工作。可以进行手工无法进行的工作。不仅节省了产出的时间和资本，而且还能确保产品的品质。由于其在工程实践中的优越性，已被广泛地应用于工程机械的设计中。

二、机械设计及自动化技术在特种机器人中的应用分析

（一）集成制造系统及机械设计在特种机器人中的实际应用

集成制造系统包含了相应的大量技术以及自动化技术应用，能够在设计周期中结合多项计算机对设计和建设进行技术辅助，并相互融合。作为现代化综合自动化技术，其能够为机械设计提供多种辅助技术支持，包括设计制造、工艺规划、质量控制等方面的内容。在设计与建造过程中，如果将其合理的运用到其中，能够有效缩短机械设计所需的工作时间，并进一步减少成本支出，保证工作和生产效率。具体来说，该技术能够提供丰富的单项辅助技术来支撑制造，并通过将该部分内容进行有效组合将这些单独的技术内容进行整合，进而形成新的模型和信息平台。

同时，由于系统本身对传感器以及新型自动化管理相关内容较为强调，其的有效应用也能进一步提高生产效率，其中计算机复制技能化。自动化设计等技术都具有极强的针对性，都能够站在机械设计和生产的角度，尽最大可能降低所需要工作流程耗费的时间，节省人力成本。例如，装车系统采用无人值守模式，所有车俩信息和订货单相关联，确认无误后方可完成装车作业，车辆可正向或反向驶入升降平移机内部（主要看集装箱门开口方向），到达指定位[1]置后，通过车辆信息采集系统的视觉相机采集车辆信息并与装车机建立联系，在主控室员工可以通过主控机检测装车机总体的工作状态及故障报警。

（二）自动定位装夹系统

相较于以往运用的自动化系统，柔性自动化加工技术具有自动定位装夹的功能，同时还有相应的辅助装置帮助生产。该系统的有效运用，能够提高加工和处理毛坯零件，并提升其精密度和柔性，也能令零件加工效率进一步提升。结合目前进一步帮助其定位装夹，从该点也能看出来该系统目前的智能化程度得到了有效提升，生产表现加强。例如，集装箱式装车机能够升降平移，抓取手将集装箱从运输车上吊装，运输到指定地点，装车机伸缩臂深入集装箱内部，完成集装箱定位作业。由叉车将码有32个小桶的托盘移至缓存输送线，缓存线采用双线并行模式，保证了不间断工作。主线体附属两个配合工位，空托盘下线工位和未满垛下线工位。

（三）机器人系统

机器人系统在机械设计领域十分重要，具体来说其具有生产所用的机械手臂，并辅以相关装置，能够实现同时控制系统中硬件与软件的效果。一般来说，机器人系统常被应用于产品的运输、加工和搬运放置等方面，较为常见的就是主轴刀的更换。另外，在实际设计和生产过程中，如旋转直线机器人、六自由度机器人也是较为常见的机器人系统的一部分。

该系统本身就能够配合自动化生产所需的布局，同时也能结合和搭配其他模具和电极等零件满足自动化生产的更多要求，选择合适的零件搭配自动化生产要求，能够进一步提升生产效率，缩短工期时间。在集装箱式装车机应用中，能够升降平移机抓取手将集装箱从运输车上吊装下，运输到指定地点，装车机伸缩臂深入集装箱内部，完成集装箱定位作业。方案主要有架体、伸缩臂、滑动抓取车及物料上线机组成。机架采用高强度方钢焊接工艺制作。伸缩臂采用方钢为主，伸缩时间为5分钟，伸缩模式为拉线式伸缩。由机器人每次可以抓取四桶物料，将物料有序放置到捋序缓存工位，当托盘物料数量不满足四个，且需码放数量达到四个时，通过空位填补预留区进行填补，从而完成上料需求。

（四）自动化更正系统[2]

而自动化更正系统自身与工件装夹装置相匹配，为所设计的加工工件设计坐标偏移值，并将智能识别芯片引入夹具部分。在集装箱式装车机应用中，物料进入上线机后，通过滑动抓取车在初始段将物料抓取并完成输送到指定码放区域，此装车机通过车辆采集系统提供装车参数及指标完成码垛作业，适应层层后退式码放。

结论：综上所示，将机械设计及自动化技术应用于特种机器人中，能够提高机器整体工作效率。将工作转换为数据，通过程序进行全程控制，每个步骤都能实现精确控制，降低了工作出错的概率，提升了工作的质量，还能对工作环节进行监控和检测，降低了工作的重复，从而构成了一种高强度、高精度的流水作业。所以将自动控制技术运用到特种机器人工作之中，才能够有效提高整体的工作效率。

参考文献：

[1]李必贵.自动化技术在机械设计及制造领域的应用分析[J].中国设备工程,2023(05):214-216.

[2]唐德佳,赵晓明.自动化技术在机械设备设计与制造中的运用策略[J].中国设备工程,2023(01):82-84.

[3]王培利.新形势下自动化技术在机械设计制造中的应用研究[J].时代汽车,2022(23):139-141.

[1]事例进入感觉很突然，前后不够衔接

[2]该桶类装置托盘并进入集装箱的一个自动装车系统，不涉及产品质量检测功能，该部分与设备不相干