在机械加工、五金制造、汽车零部件、设备装配等工厂中,很多物料并不是一次搬到最终位置,而是需要在多个工位之间反复转移。
例如从物料架搬到工作台,从周转车搬到加工设备,再从加工设备转移到下一道工序。
这类搬运距离通常不长,但如果工件重量较大、每天搬运次数较多,长期依靠人工搬运仍然会增加作业强度。
对于固定工位附近的重物转移,可以根据现场布局配置助力机械手,通过机械助力完成工件的提升、移动和放置。
一、工位之间的重物搬运有哪些常见场景?
工厂内部的物料转运形式很多,比较常见的包括:
物料架到工作台
周转车到加工设备
加工设备到检测工位
工作台到装配工位
工装存放区到生产设备
设备旁边的工件取放
不同工位之间的短距离重物转移
这些场景有一个共同特点:
搬运距离不一定很远,但工件需要频繁被拿起和放下。
如果工件重量较大,人工反复进行提升和搬运,就容易成为生产过程中的一个重复性体力环节。
二、为什么短距离搬运也值得进行机械化?
很多工厂会认为:
“只有几米的距离,人工搬一下就可以了。”
单次搬运确实可能没有太大问题。
但如果每天重复几十次甚至更多,情况就不一样了。
例如一个固定工位每天需要不断完成:
取料 → 提升 → 移动 → 放料 → 返回
如果每次都需要人工承担工件重量,那么长期下来,搬运本身就会成为一个持续存在的劳动环节。
助力机械手的价值就在于把重复性的重量承担交给设备,而人员仍然负责操作和判断。
三、助力机械手如何完成工位之间的搬运?
典型的作业过程可以分为几个步骤。
第一步:抓取工件
操作人员将末端夹具移动到工件位置,根据工件结构完成抓取。
第二步:提升工件
机械手承担工件重量,将工件提升到合适高度。
第三步:移动工件
操作人员控制机械手,将工件移动到目标位置。
第四步:放置工件
将工件移动到工作台、设备或周转位置后完成放置。
整个过程中,操作人员仍然参与控制,但不需要完全依靠自身力量搬运工件。
四、哪些工厂特别适合这种搬运方式?
1. 五金加工厂
五金工件种类较多,部分工件重量较大,而且生产过程中经常需要在加工设备和工作台之间进行转移。
2. 机械加工厂
机械零部件在加工、检测、装配之间需要多次转移。
如果工件重量较大,可以考虑在固定工位附近配置助力机械手。
3. 汽车零部件工厂
汽车零部件生产过程中存在大量工件周转和工位转移作业,可以根据具体工件和工位进行机械助力配置。
4. 设备制造工厂
设备装配过程中,经常需要将零部件从物料区域转移到装配位置。
对于重量较大的部件,人机协作搬运可以减少人工搬运环节。
五、工位搬运设备怎么选?
助力机械手选型不能只看“能搬多少公斤”。
至少需要确定以下几个条件。
1. 最大工件重量
首先确定现场需要搬运的最大重量。
例如主要搬运100kg左右的工件,但偶尔还会出现200kg或300kg的工件,就应该按照实际最大工况进行考虑。
2. 搬运距离
确定工件从哪里取出、需要移动到哪里。
距离虽然比较短,但需要考虑机械手的实际工作半径。
3. 提升高度
需要明确工件的最低位置和最高放置位置。
例如:
物料架 → 工作台
周转车 → 加工设备
地面 → 装配平台
不同搬运路径对应的提升高度并不一样。
4. 工件尺寸
尺寸较大的工件可能会占用更大的操作空间。
因此,除了机械手本身的工作范围,还要考虑工件移动过程中的空间。
5. 末端夹具
工件如何抓取,是整个方案的重要部分。
可以根据工件特点选择夹持、吊装、真空吸附等方式。
六、工位布局会直接影响设备效果
同样一台助力机械手,安装位置不同,实际使用效果可能完全不同。
因此,设计搬运方案时,应先把现场几个关键位置确定下来:
取料位置
工件平时放在哪里?
操作位置
工作人员通常站在哪里?
放料位置
工件最终需要放在哪里?
设备安装位置
机械手安装在哪里能够覆盖主要作业区域?
如果这些位置没有提前确定,设备安装完成后可能出现工作范围不足、操作空间不合理等问题。
七、助力机械手适合固定工位还是移动搬运?
助力机械手更适合解决固定区域内的重复性搬运。
例如一个工位每天都需要在物料架和加工设备之间搬运工件,那么可以围绕这个固定区域进行设备规划。
如果工件需要在整个厂房范围内长距离运输,则需要根据实际情况考虑叉车、起重设备或者其他物流搬运方式。
因此:
短距离、固定工位、频繁搬运,可以重点考虑助力机械手。
长距离、大范围物流运输,则需要选择更加适合的搬运设备。
八、不同结构的助力机械手怎么应用?
根据工位布局和操作要求,可以选择不同结构。
折臂式智能平衡吊
适合需要较灵活操作范围的工位,可根据现场空间规划设备安装位置。
硬臂式助力机械手
适合固定工位附近的重物搬运和装配辅助。
软索式助力机械手
可以根据工件和操作空间进行配置,适用于部分需要灵活操作的搬运场景。
直臂式智能平衡吊
可以根据提升设备配置,用于工位附近的重物提升、转移和装配辅助。
因此,设备结构应该根据现场工况确定,而不是简单按照工件名称选择。
九、什么时候不建议单独使用助力机械手?
如果工件需要在厂房不同区域之间进行长距离运输,或者一次需要搬运大量物料,那么单独依靠助力机械手并不一定合适。
这种情况下,可以考虑:
叉车负责区域之间运输
起重设备负责大型工件吊运
周转车负责物料运输
助力机械手负责固定工位附近的取放和定位
不同设备负责不同环节,往往比使用一种设备解决所有问题更加合理。
十、如何判断工厂是否需要工位搬运设备?
可以先观察一个简单问题:
员工每天是否在重复搬同一种较重工件?
如果答案是“是”,再继续确认:
工件最大重量是多少?
每天搬运多少次?
从哪里搬到哪里?
搬运距离是多少?
需要提升多高?
工件怎么抓取?
现场是否有固定安装位置?
如果这些条件都比较明确,就可以进一步评估助力机械手方案。
常见问题
工位之间距离很短,也需要助力机械手吗?
可以。是否需要设备主要取决于工件重量、搬运频率和操作强度,而不是单纯看搬运距离。
助力机械手适合工厂内部物料转运吗?
适合固定工位附近的物料取放和短距离转移。如果需要长距离物流运输,则需要根据实际场景选择其他搬运设备。
100kg左右的工件可以使用助力机械手吗?
可以根据实际工况进行设备选型。除了重量,还需要确认工作半径、提升高度、工件尺寸和末端夹具。
助力机械手可以连接多个工位吗?
需要根据工作半径和现场布局判断。如果多个工位都处于设备有效工作范围内,可以进行相应规划。
结语
工厂内部很多搬运作业看起来距离很短,但如果每天反复进行,搬运强度同样不可忽视。
对于物料架、周转车、加工设备、工作台之间的固定区域搬运,可以根据工件重量、尺寸、搬运路径和工位布局配置助力机械手。
通过机械设备承担主要重量,人员负责操作和定位,可以将人工搬运与机械助力结合起来。
在实际方案设计中,应先确定工件和工位之间的搬运关系,再选择合适的设备结构、工作范围和末端夹具。