注塑機(jī)械手

由于注塑機(jī)械手能夠大幅度的提高生產(chǎn)率和降低生產(chǎn)成本，能夠穩(wěn)定和提高注塑產(chǎn)品的質(zhì)量，避免因人為的操作失誤而造成的損失。因此，注塑機(jī)械手在注塑生產(chǎn)中的作用變得越來越重要。國內(nèi)的機(jī)械手類型比較簡單，且大都用于取件。隨著注塑成型工業(yè)的發(fā)展，以后將有越來越多的機(jī)械手用于上料、混合、自動裝卸模具、回收廢料等各個工序上，而且將朝著智能化方向發(fā)展。塑膠在我們工業(yè)、民生等材料上占據(jù)非常重要的地位，很多材料也陸續(xù)的被塑料所代替；塑膠的成型包括：注塑成型、吸塑成型、吹塑成型、押出成型、壓鑄成型等，注塑成型之應(yīng)用最為廣泛。在汽車、通訊、電子、電氣、家電、醫(yī)療、化妝品、日用品、辦公用品等行業(yè)極為普及。在傳統(tǒng)的注塑成型工藝，由最早人工合模成型，到注塑機(jī)油壓合模成型，在演變成今天電腦控制成型工藝，進(jìn)步不僅反應(yīng)在產(chǎn)品工藝質(zhì)量、外觀，還有成型效率等。注塑成型競爭日趨白熱化，成型質(zhì)量與效率關(guān)系企業(yè)生存；成型質(zhì)量與注塑機(jī)本身性能、模具工藝及周邊環(huán)境有關(guān)，成型效率與模具精度、成型工藝、生產(chǎn)數(shù)量有關(guān)；隨著注塑機(jī)操作人員日趨供應(yīng)緊張，人工生產(chǎn)成本的增加，注塑機(jī)的取出機(jī)械手也應(yīng)用越來越廣泛。塑膠成型自動化的應(yīng)用極為普遍，機(jī)械手在應(yīng)用過程中主要表現(xiàn)以下用途：

1、機(jī)械手取出模內(nèi)產(chǎn)品，取代人將原來半自動生產(chǎn)轉(zhuǎn)向全自動化生產(chǎn)；

2、機(jī)械手模外取產(chǎn)品，模內(nèi)埋入產(chǎn)品（貼標(biāo)簽、埋入金屬、二次成型等）；

3、機(jī)械手取出后之自動包裝，自動入庫；

4、成型原料自動供料系統(tǒng)，廢料回收系統(tǒng)；

5、整廠生產(chǎn)控制系統(tǒng)等等；

因成型產(chǎn)品各異，自動化應(yīng)用也非常繁雜因能夠取代人力效率低下，保證成型產(chǎn)品工藝所以應(yīng)用越來越廣泛。注塑機(jī)之取出機(jī)械手便是成型自動化中應(yīng)用最為廣泛的。

注塑機(jī)械手Ⅰ、管理

1、使用機(jī)械手取制品，射出成型機(jī)可以無人看守操作，不怕無人或員工請假之顧慮。

2、實行一人一機(jī)制（包括剪水口、削披峰和打包），配備輸送帶，一人可看4-5臺機(jī)，大量節(jié)省人力，減少工人工資。

3、人會疲勞，而機(jī)械手出產(chǎn)品的時間是固定的，不用休息，尤其是天熱或夜班效果更加明顯。

4、招高文化人員操作注塑機(jī)比較困難，普通生技人員技術(shù)性不高，責(zé)任心不強，造成生產(chǎn)和管理困難。

5、人與人相處總會產(chǎn)生矛盾，影響生產(chǎn)。使用機(jī)械手減壓少了人工，內(nèi)部不會因工作壓力太大而產(chǎn)生矛盾，提高內(nèi)部團(tuán)結(jié)和公司的凝聚力。

注塑機(jī)械手Ⅱ、安全

1、因勞工法不斷健全和嚴(yán)格，使用機(jī)械手不再會有員工意外傷害的風(fēng)險。

2、人較少接觸產(chǎn)品，避免因產(chǎn)品過熱而造成員工燙傷。

3、不需要用手入模具取產(chǎn)品，避免因此造成的安全隱患。

4、機(jī)械手電腦內(nèi)設(shè)有模具保護(hù)，模具內(nèi)產(chǎn)品沒有脫落會自動報警提示，不會損壞模具。

注塑機(jī)械手Ⅲ、品質(zhì)

1、如成型機(jī)為自動脫模，掉落時會產(chǎn)品刮傷，沾到油污而產(chǎn)生不良品。

2、如人取出產(chǎn)品，一有可能手會刮傷產(chǎn)品，二有可能手不干凈而弄臟產(chǎn)品。

3、用機(jī)械手使用輸送帶，包裝人員更可以一心一意嚴(yán)把品質(zhì)關(guān)，不會因拿產(chǎn)品而分心或是離注塑機(jī)太近，太熱而影響工作。

4、人員取產(chǎn)品時間不固定，會造成產(chǎn)品縮水、變型（料管若過火，需重新注塑造成原料浪費，原料價格高漲），機(jī)械手取出時間固定，確保產(chǎn)品品質(zhì)。

5、人員取產(chǎn)品需先閉安全門，會造成成型機(jī)壽命減短或損壞，影響生產(chǎn)。使用機(jī)械手可保證注塑品質(zhì)和延長成型機(jī)壽命。

注塑機(jī)械手Ⅳ、生產(chǎn)效率

1、可控制產(chǎn)品，確?？蛻舻慕回浧冢３制髽I(yè)良好的商譽，提高企業(yè)競爭力。

2、人員取產(chǎn)品不固定，安全門慢開慢關(guān)影響極大。加之人有惰性、情緒化，夜間容易疲勞，精神不振，再加喝水、上洗手間等事項，估計24小時生產(chǎn)效率只有70%。機(jī)械手可不間斷作業(yè)。

3、投資成本回收快，針對貴司所做產(chǎn)品，不出半年即可收回投資成本。

4、使用機(jī)械手提高公司形象，提高公司的競爭力。

5、如人工取出產(chǎn)品一天約為1000模，使用機(jī)械手可再提高約500模，即使用機(jī)械手一天約為1500模。若客戶廠內(nèi)成型機(jī)為自動脫模，有時產(chǎn)品需頂出2-3次，時間延長會影響生產(chǎn)效率，且產(chǎn)品掉落，會造成刮傷、沾到油污等，產(chǎn)生不良品。

6、若成型機(jī)整體使用機(jī)械手，每臺成型機(jī)可省1/3或1/2人工用于品檢和包裝等。

7、上游廠商也希望選擇有機(jī)械手的注塑廠家，可準(zhǔn)確算出日產(chǎn)量與交貨期。使用機(jī)械手可增強企業(yè)競爭力，更是一種發(fā)展趨勢。

Ⅰ、在注塑工業(yè)中適用的機(jī)械手按其智能程度可以分為以下兩種類型：

1、基本型注塑機(jī)械手：該類型機(jī)械手一般包括固定模式程序和按生產(chǎn)工藝需求的教導(dǎo)模式程序。固定模式程序涵蓋了注塑生產(chǎn)的幾種標(biāo)準(zhǔn)工藝，利用工業(yè)控制器來做簡單、規(guī)則和重復(fù)的動作。教導(dǎo)模式程序是特意為生產(chǎn)工藝特殊的注塑機(jī)適用，通過把基本動作的有序而安全的編排達(dá)到成功取物的目的。

2、智能型注塑機(jī)械手：該類型機(jī)械手一般包括多點記憶置放、任意點待機(jī)、較多自由度等功能，一般采用伺服驅(qū)動，能夠進(jìn)行最大限度的仿人執(zhí)行比較復(fù)雜的操作，還可以通過配備先進(jìn)的傳感器，讓其具有視覺、觸覺和熱覺功能，使其成為具有很高智能的注塑機(jī)器人。

Ⅱ、按其他分類方式分類如下：

驅(qū)動方式分為氣動，變頻，伺服。

按機(jī)械結(jié)構(gòu)分為旋轉(zhuǎn)式，橫行式，側(cè)取式。

按手臂結(jié)構(gòu)分為單截，雙截。

按手臂多少分為單臂和雙臂。

按X軸結(jié)構(gòu)分為掛臂式和框架式。

按照控制程序的不同分為多套固定程式和可自主編輯程式。

按手臂可移動區(qū)分設(shè)備大小，一般以100MM遞增。

注塑機(jī)械手的組成一般由執(zhí)行系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等組成。執(zhí)行和驅(qū)動系統(tǒng)主要是為了完成手臂的正常功能而設(shè)計，通過氣動或液壓動力來驅(qū)動機(jī)械部件的運轉(zhuǎn)，達(dá)到取物的功能?？刂葡到y(tǒng)則是通過對驅(qū)動系統(tǒng)進(jìn)行控制，使執(zhí)行系統(tǒng)按照預(yù)定的工藝進(jìn)行操作，以簡易機(jī)械手的控制系統(tǒng)為例：

人機(jī)界面

↑

↓

注塑機(jī)開模完信號 ←→ 單片機(jī)←→ 注塑機(jī)機(jī)械手信號

↑

↓

各類閥信號

↑

↓

執(zhí)行氣缸

操作者通過人機(jī)界面進(jìn)行操作，在機(jī)械手收到注塑機(jī)給出的可執(zhí)行信號時，機(jī)械手切斷注塑機(jī)的可關(guān)模信號，確保機(jī)械手取物的安全性，在完成取物后機(jī)械手恢復(fù)注塑機(jī)的動作?？刂葡到y(tǒng)的設(shè)計難點在于機(jī)械手與注塑機(jī)的協(xié)調(diào)工作關(guān)系。在控制系統(tǒng)的指揮下，機(jī)械手按照預(yù)定的工作程序完成各個動作，從而將注塑生產(chǎn)出的制品從模具中取出并傳送到指定地點或下一個生產(chǎn)工序中。在設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)注塑機(jī)的性能、機(jī)械手的作業(yè)條件和要求、制品的形狀和重量等來確定控制系統(tǒng)。

在注塑市場上，各色機(jī)械手臂產(chǎn)品一應(yīng)俱全。不象其它設(shè)備，機(jī)械手不易于被歸類和作評估：不同的軸、行程、不一致的規(guī)范、以及有限的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，都使得比較變得很困難。

潛在買家可以借助一些指南來做出明智的決定。要有效比較不同的東西，就由基本要素開始；通過了解基礎(chǔ)的東西，你就能在選擇機(jī)械手時作出明智的選擇。

多大的行程？

機(jī)械手行走的距離就是為人熟知的行程，它的大小與部件尺寸、下降位置和機(jī)器形狀有關(guān)系。為了簡便，這個距離通常按三軸定義：在本文我們將利用X、Y和Z三。請注意并不是所有的機(jī)械手制造商都是以這種方式來定義行程。一些定義軸的方法不同，而另一些采用了不同的命名習(xí)慣。

X軸。 這個距離一般叫做反沖行程，其大小和部件厚度有關(guān)。例如為了操縱一只水桶，要伸出機(jī)械手，并把桶子從模具中拉出，就需要足夠的行程。

Y軸。這個距離定義為垂直行程，是由機(jī)器高度和所需下降高度所決定的，也就是說，機(jī)械手必須足夠的高，以使部件能跳過機(jī)器，又要足夠的低，從而能在離地面合理的高度上放下部件。

Z軸。 來回移動行程的大小有賴于機(jī)械手是在機(jī)器側(cè)邊還是在后邊將部件放下。利用這種行程的部件只是為了跳過機(jī)器。

確定所需行程的最簡易方法是畫出布局圖。布局不僅確定出每一個行程，并且在平面規(guī)劃圖上確定出重要的事項，例如****設(shè)備、支撐柱和空隙區(qū)。

機(jī)械手操縱多重的物品 ,有效載荷是機(jī)械手能處理的重量，并被定義如下：

有效載荷=部件重量 臂端工具重量

部件重量常因某一特定用途而為人所知；但是，臂端工具就不是這樣。臂端工具的重量可估計出來，并能從供應(yīng)商處獲得。

轉(zhuǎn)矩比有效載荷更為重要。轉(zhuǎn)矩的定義是一個力繞一個軸形成扭轉(zhuǎn)和旋轉(zhuǎn)的趨勢，是有效載荷與對機(jī)械手樞軸點的距離的函數(shù)。為確保機(jī)械手能操縱部件，要比較實際轉(zhuǎn)矩和機(jī)械手能支持的可用轉(zhuǎn)矩。

1、基本型注塑機(jī)械手，該類型機(jī)械手一般包括固定模式程序和按生產(chǎn)工藝需求的教導(dǎo)模式程序。固定模式程序涵蓋了注塑生產(chǎn)的幾種標(biāo)準(zhǔn)工藝，利用工業(yè)控制器來做簡單、規(guī)則和重復(fù)的動作。教導(dǎo)模式程序是特意為生產(chǎn)工藝特殊的注塑機(jī)適用，通過把基本動作的有序而安全的編排達(dá)到成功取物的目的。

2、智能型注塑機(jī)械手，該類型機(jī)械手一般包括多點記憶置放、任意點待機(jī)、較多自由度等功能，一般采用伺服驅(qū)動，能夠進(jìn)行最大限度的仿人執(zhí)行比較復(fù)雜的操作，還可以通過配備先進(jìn)的傳感器，讓其具有視覺、觸覺和熱覺功能，使其成為具有很高智能的注塑機(jī)器人。

二、按其他分類方式分類如下：

驅(qū)動方式分為氣動，變頻，伺服。

按機(jī)械結(jié)構(gòu)分為旋轉(zhuǎn)式，橫行式，側(cè)取式。

按手臂結(jié)構(gòu)分為單截，雙截。

按手臂多少分為單臂和雙臂。

按X軸結(jié)構(gòu)分為掛臂式和框架式。

按軸的數(shù)量分為單軸 雙軸 三軸 四軸 五軸等。

按照控制程序的不同分為多套固定程式和可自主編輯程式。

按手臂可移動區(qū)分設(shè)備大小，一般以100MM遞增。

由于注塑機(jī)械手能夠大幅度的提高生產(chǎn)率和降低生產(chǎn)成本，能夠穩(wěn)定和提高注塑產(chǎn)品的質(zhì)量，避免因人為的操作失誤而造成的損失。因此，注塑機(jī)械手在注塑生產(chǎn)中的作用變得越來越重要。國內(nèi)的機(jī)械手類型比較簡單，且大都用于取件。隨著注塑成型工業(yè)的發(fā)展，以后將有越來越多的機(jī)械手用于上料、混合、自動裝卸模具、回收廢料等各個工序上，而且將朝著智能化方向發(fā)展。塑膠在我們工業(yè)、民生等材料上占據(jù)非常重要的地位，很多材料也陸續(xù)的被塑料所代替；塑膠的成型包括：注塑成型、吸塑成型、吹塑成型、押出成型、壓鑄成型等，注塑成型之應(yīng)用最為廣泛。在汽車、通訊、電子、電氣、家電、醫(yī)療、化妝品、日用品、辦公用品等行業(yè)極為普及。在傳統(tǒng)的注塑成型工藝，由最早人工合模成型，到注塑機(jī)油壓合模成型，在演變成今天電腦控制成型工藝，進(jìn)步不僅反應(yīng)在產(chǎn)品工藝質(zhì)量、外觀，還有成型效率等。注塑成型競爭日趨白熱化，成型質(zhì)量與效率關(guān)系企業(yè)生存；成型質(zhì)量與注塑機(jī)本身性能、模具工藝及周邊環(huán)境有關(guān)，成型效率與模具精度、成型工藝、生產(chǎn)數(shù)量有關(guān)；隨著注塑機(jī)操作人員日趨供應(yīng)緊張，人工生產(chǎn)成本的增加，注塑機(jī)的取出機(jī)械手也應(yīng)用越來越廣泛。塑膠成型自動化的應(yīng)用極為普遍，機(jī)械手在應(yīng)用過程中主要表現(xiàn)以下用途：

1、機(jī)械手取出模內(nèi)產(chǎn)品，取代人將原來半自動生產(chǎn)轉(zhuǎn)向全自動化生產(chǎn)；

2、機(jī)械手模外取產(chǎn)品，模內(nèi)埋入產(chǎn)品（貼標(biāo)簽、埋入金屬、二次成型等）；

3、機(jī)械手取出后之自動包裝，自動入庫；

4、成型原料自動供料系統(tǒng)，廢料回收系統(tǒng)；

5、整廠生產(chǎn)控制系統(tǒng)等等；

因成型產(chǎn)品各異，自動化應(yīng)用也非常繁雜因能夠取代人力效率低下，保證成型產(chǎn)品工藝所以應(yīng)用越來越廣泛。注塑機(jī)之取出機(jī)械手便是成型自動化中應(yīng)用最為廣泛的。

注塑機(jī)專用機(jī)械手手部

注塑機(jī)專用機(jī)械手的手部是用來直接抓取注塑制品的部件。由于注塑制品的形狀，大小，重量及表面特征等方面存在著差異，因此注塑機(jī)械手的手部有多種形式，一般可分為夾持式和吸附式兩種。夾持式手部的主要形式為夾鉗式，常用于抓取不易破碎或變形的制品，它對所抓取的制品的形狀有較大的適應(yīng)性。夾持式手部由手指，傳動機(jī)構(gòu)和驅(qū)動裝置組成。

對于夾持式手部，進(jìn)行設(shè)計選用時主要考慮以下幾點。

（1） 手部應(yīng)具有適應(yīng)的夾緊力和驅(qū)動。

（2）手指應(yīng)具有足夠的開關(guān)范圍。

（3）手指對制品應(yīng)具有一定的夾持精度。

（4）手部對制品應(yīng)具有一定的適應(yīng)能力，且要求手部能耐受注塑制品剛從模腔中取出時的高溫及腐蝕性。

注塑機(jī)專用機(jī)械手驅(qū)動系統(tǒng)

注塑用機(jī)械手的驅(qū)動系統(tǒng)一般可分為氣壓驅(qū)動和電力驅(qū)動等兩類，也可以根據(jù)工作要求采用上述兩種類型的組合系統(tǒng)來完成驅(qū)動。

在設(shè)計選用驅(qū)動系統(tǒng)時應(yīng)注意以下幾點。

（1） 根據(jù)機(jī)械手的負(fù)載量來確定驅(qū)動系統(tǒng)的類型，一般來說，重負(fù)載的可選擇電力驅(qū)動系統(tǒng)，輕負(fù)載的可選擇氣壓驅(qū)動系統(tǒng)。

（2） 對于作點位控制的注塑機(jī)械手多采用氣壓驅(qū)動系統(tǒng)。

（3） 對于需要采用伺服控制的機(jī)械手多采用電力驅(qū)動系統(tǒng)。

注塑機(jī)專用機(jī)械手控制系統(tǒng)

注塑用機(jī)械手的所有動作都在控制系統(tǒng)的指揮下完成，尤其是機(jī)械手與注塑機(jī)的協(xié)調(diào)工作關(guān)系，更是要依賴控制系統(tǒng)來達(dá)到。在控制系統(tǒng)的指揮下，機(jī)械手按照預(yù)定的工作程序完成各個動作，從而將注塑生產(chǎn)出的制品從模具中取出并傳送到指定地點或下一個生產(chǎn)工序中，并向模腔中噴灑脫模劑。在設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)注塑機(jī)的性能，機(jī)械手的作業(yè)條件和要求，制品的形狀和重量等來確定控制系統(tǒng)。

一般來說，設(shè)計或選用控制系統(tǒng)應(yīng)遵循以下一些要點。

（1） 應(yīng)確保機(jī)械手有足夠的定位精度；

（2） 應(yīng)注意機(jī)械手與注塑機(jī)的動作配合協(xié)調(diào)，確保機(jī)械手抓取制品離開模具后，注塑機(jī)和機(jī)械手能夠各自繼續(xù)進(jìn)行動作，從而減少時間浪費；

（3） 應(yīng)注意控制機(jī)械手的運行速度，即要使機(jī)械手能夠滿足注塑成型最短周期的要求，有要考慮是否會產(chǎn)生慣性沖擊和振動；

（4） 應(yīng)考慮控制系統(tǒng)的費用與實際工作要求之前的平衡關(guān)系。

自由度： 通常把傳送機(jī)構(gòu)的運動稱為傳送機(jī)構(gòu)的自由度。人從手指到肩部共有27個自由度。而如將機(jī)械手的手臂也制成這樣多的自由度，既困難又不必要。從力學(xué)的角度分析，物件在空間只有6個自由度。因此為抓取和傳送在空間不同位置和方位物件，傳送機(jī)構(gòu)也應(yīng)具有6個自由度。常用的機(jī)械手傳送機(jī)構(gòu)的自由度還多為少于6個的。一般的專用機(jī)械手只有2～4個自由度，而通用機(jī)械手則多數(shù)為3～6個自由度（這里所說的自由度數(shù)目，均不包括手指的抓取動作）。

機(jī)械手的每一個自由度是由其操作機(jī)的獨立驅(qū)動關(guān)節(jié)來實現(xiàn)的。所以在應(yīng)用中，關(guān)節(jié)和自由度在表達(dá)機(jī)械手的運動靈活性方面是意義相通的。又由于關(guān)節(jié)在實際構(gòu)造上是由回轉(zhuǎn)或移動的軸來完成的，所以又習(xí)慣稱之為軸。因此，就有了6自由度、6關(guān)節(jié)或6軸機(jī)械手的命名方法。它們都說明這一機(jī)械手的操作有6個獨立驅(qū)動的關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)，能在其工作空間中實現(xiàn)抓取物件的任意位置和姿態(tài)。

注塑機(jī)專用機(jī)械手工作步驟

注塑用機(jī)械手在抓取制品及噴灑脫模劑時一般采用如下的工作步驟：機(jī)械手手臂下降并引發(fā)注塑機(jī)開模-注塑機(jī)頂出注塑制品并向機(jī)械手發(fā)出。

頂出信號—機(jī)械手伸入模腔中抓取制品-機(jī)械手向模腔噴灑脫模劑—機(jī)械手上升離開模腔—機(jī)械手向注塑機(jī)發(fā)出閉模信號并引發(fā)注塑機(jī)閉?！?。

機(jī)械手移動到指定位置處放下制品—機(jī)械手回復(fù)到原位準(zhǔn)備進(jìn)行下一次動作。