1.8　工業機械手的發展現狀

在現代工業中，生產過程的機械化、自動化已成為突出的主題。化工等連續性生產過程的自動化已基本得到解決。但在機械工業中，加工、裝配等生產是不連續的。專用機床是大批量生產自動化的有效工具；程控機床、數控機床、加工中心等自動化機械是有效地解決多品種小批量生產自動化的重要工具。但除切削加工本身外，還有大量的裝卸、搬運、鉆孔等作業，有待于進一步實現機械化。機械手的出現并得到應用，為這些作業的機械化奠定了良好的基礎。例如，在花炮機械中，我們可使用打孔機械手，使得花炮機能夠實現自動打孔。

現代工業機械手起源于20世紀50年代初，是基于示教再現和主從控制方式、能適應產品種類變更，具有多自由度動作功能的柔性自動化。

機械手首先是在美國開始研制的。1958年美國聯合控制公司研制出第一臺機械手。其結構是：機體上安裝一回轉長臂，端部裝有電磁鐵的工件抓放機構，控制系統是示教型的。

1962年，美國機械鑄造公司在上述方案的基礎之上又試制成一臺數控示教再現型機械手，名稱為Unimate（即萬能自動）。運動系統仿造坦克炮塔，臂回轉、俯仰，用液壓驅動；控制系統用磁鼓作為存儲裝置。不少球坐標式通用機械手就是在這個基礎上發展起來的。同年該公司和普魯曼公司合并成立萬能自動公司（Unimaton），專門生產工業機械手。

1962年，美國機械鑄造公司還成功試驗了被稱為Versatran的機械臂。機械手臂可旋轉、升降、伸縮，由液壓驅動。

1978年，美國通用機械手公司和斯坦福大學，麻省理工學院共同開發Unimate-vic-arm工業機械手，由一個小型電子計算機控制，裝配操作，定位誤差小于±0.1mm。

美國還十分注意提高機械手的可靠性，改進結構，降低成本。如Unimaton公司建立了8年機械手試驗臺，進行各種性能的試驗，準備把故障前平均時間（注：故障前平均時間是指一臺設備可靠性的一種量度，是第一次故障前的平均運行時間）由400h提高到1500h，精度可提高到±0.1mm。

德國機器制造業是從1970年開始應用機械手，主要用于起重運輸、焊接和設備的上下料等作業。德國KnKa公司生產一種點焊機械手，采用關節式結構和程序控制。

瑞士RETAB公司生產一種涂漆機械手，采用示教方法編制程序。

瑞典安莎公司采用機械手清理鑄鋁齒輪箱毛刺等。

日本是工業機械手發展最快、應用最多的國家。自1969年從美國引進2種典型機械手后，大力發展機械手的研究。據報道，1979年從事機械手研究工作的大專院校、研究單位多達50多個。1976年各大學和國家研究部門用在機械手的研究費用占42%。1979年日本機械手的產值達443億日元，產量為14535臺。其中固定程序和可變程序約占一半，達222億日元，是1978年的兩倍。具有記憶功能的機械手產值約為67億日元，比1978年增長50%。智能機械手約為17億日元，為1978年的6倍。截至1979年，機械手累計產量達56900臺。在數量上已占世界首位，約占70%，并以每年50%～60%的速度增長。使用機械手最多的是汽車工業，其次是電機、電器。

隨著科學與技術的發展，機械手的應用領域也不斷擴大。目前，機械手不僅應用于傳統制造業如采礦、冶金、石油、化學、船舶等領域，同時也已開始擴大到核能、航空、航天、醫藥、生化等高科技領域以及家庭清潔、醫療康復等服務業領域中。如水下機器人、拋光機器人、打毛刺機器人、擦玻璃機器人、高壓線作業機器人、服裝裁剪機器人、制衣機器人、管道機器人等特種機器人以及掃雷機器人、作戰機器人、偵察機器人、哨兵機器人、排雷機器人、布雷機器人等軍用機器人都是機械手應用的典型。機械手廣泛應用于各行各業。而且，隨著人類生活水平的提高及文化生活的日益豐富多彩，未來各種專業服務機器人和家庭用消費機器人將不斷貼近人類生活，其市場將繁榮興旺。