注塑機(jī)專用機(jī)械手

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(dòng)機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)裝置組成。

對于夾持式手部，進(jìn)行設(shè)計(jì)選用時(shí)主要考慮以下幾點(diǎn)。

（1） 手部應(yīng)具有適應(yīng)的夾緊力和驅(qū)動(dòng)。

（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(shí)的高溫及腐蝕性。

注塑機(jī)專用機(jī)械手驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

注塑用機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)一般可分為氣壓驅(qū)動(dòng)和電力驅(qū)動(dòng)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(dòng)。

在設(shè)計(jì)選用驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。

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

（2） 對于作點(diǎn)位控制的注塑機(jī)械手多采用氣壓驅(qū)動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(gè)動(dòng)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(diǎn)或下一個(gè)生產(chǎn)工序中，并向模腔中噴灑脫模劑。在設(shè)計(jì)時(shí)，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(jì)或選用控制系統(tǒng)應(yīng)遵循以下一些要點(diǎn)。

（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(dòng)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(dòng)作，從而減少時(shí)間浪費(fèi)；

（3） 應(yīng)注意控制機(jī)械手的運(yùn)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(huì)產(chǎn)生慣性沖擊和振動(dòng)；

（4） 應(yīng)考慮控制系統(tǒng)的費(fèi)用與實(shí)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(yùn)動(dòng)稱為傳送機(jī)構(gòu)的自由度。人從手指到肩部共有27個(gè)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(gè)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(gè)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(gè)的。一般的專用機(jī)械手只有2～4個(gè)自由度，而通用機(jī)械手則多數(shù)為3～6個(gè)自由度（這里所說的自由度數(shù)目，均不包括手指的抓取動(dòng)作）。

機(jī)械手的每一個(gè)自由度是由其操作機(jī)的獨(dú)立驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)來實(shí)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(yùn)動(dòng)靈活性方面是意義相通的。又由于關(guān)節(jié)在實(shí)際構(gòu)造上是由回轉(zhuǎn)或移動(dòng)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(gè)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)的關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)，能在其工作空間中實(shí)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(shí)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(hào)—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(hào)并引發(fā)注塑機(jī)閉模—。

機(jī)械手移動(dòng)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(dòng)作。

注塑用機(jī)械手的技術(shù)參數(shù)確定機(jī)械手的規(guī)格和工作性能，主要的技術(shù)參數(shù)有以下幾點(diǎn)。

抓重：機(jī)械手抓取制品的額定重量或載荷。

手臂的運(yùn)動(dòng)參數(shù)包括手臂的伸縮，升降，回轉(zhuǎn)等運(yùn)動(dòng)速度和范圍。

手部的抓取范圍及抓取力的大小。

定位精度：位置的設(shè)定精度和重復(fù)定位精度。

定位方式：點(diǎn)位控制或連續(xù)軌跡控制方式。

驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)參數(shù)：

控制系統(tǒng)參數(shù)；

機(jī)械手的工作循環(huán)時(shí)間；

自由度數(shù)目和坐標(biāo)形式等。

對于注塑生產(chǎn)中使用的機(jī)械手，一般可按其功能分為以下三種類型。

注塑機(jī)專用機(jī)械手簡易型

簡易型注塑機(jī)械手可分為固定模式程序型和可變程序型兩種。固定程序型注塑機(jī)機(jī)械手不能改變其工作程序，它具有可伸縮、移動(dòng)的手臂，利用自動(dòng)控制裝置做簡單、規(guī)格和重復(fù)的動(dòng)作；可變程序型注塑機(jī)機(jī)械手的工作程序可以改變，一般多為氣動(dòng)或液動(dòng)，其結(jié)構(gòu)簡單，比較容易改變程序，多用于點(diǎn)位控制，普遍采用可編程序控制器或者微型電腦來組成控制系統(tǒng)，擴(kuò)展了其應(yīng)用范圍。

注塑機(jī)專用機(jī)械手記憶再現(xiàn)型

這種機(jī)械手具有記憶及可變程序的能力，多為電液伺服驅(qū)動(dòng)，有較多的自由度，能夠造行比較復(fù)雜的造作。

注塑機(jī)專用機(jī)械手智能型

這種機(jī)械手由電腦通過各種傳感器進(jìn)行控制，具有視覺、觸覺和熱覺功能，可執(zhí)行各種操作，是能力最強(qiáng)的一種機(jī)械手，國內(nèi)使用較少。

注塑機(jī)專用機(jī)械手的組成一般由執(zhí)行系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等組成。

執(zhí)行系統(tǒng)，機(jī)械手抓取或釋放制品、實(shí)現(xiàn)各種操作運(yùn)動(dòng)的系統(tǒng)，由臂部、腕部和手部等部件組成。

驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，為執(zhí)行系統(tǒng)的各部件提供動(dòng)力的系統(tǒng)，有氣動(dòng)、電動(dòng)及機(jī)械等形式。比較常用的是氣動(dòng)和電動(dòng)兩種形式，氣動(dòng)式速度快、結(jié)構(gòu)簡單、成本低、有較高的重復(fù)定位精度；電動(dòng)式速度快、可實(shí)現(xiàn)連續(xù)控制、定位精度高、但成本較高。

控制系統(tǒng)，通過對驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行控制，使執(zhí)行系統(tǒng)按照預(yù)定的工作要求進(jìn)行操作，并對執(zhí)行系統(tǒng)的動(dòng)作進(jìn)行修正的系統(tǒng)，一般包括位置檢測裝置和程序控制部分，通常采用點(diǎn)位控制和連續(xù)軌跡控制兩種方式。

由于注塑機(jī)專用機(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)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。隨著自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，全伺服馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的注塑機(jī)械手，可以實(shí)現(xiàn)除取件外得其他功能，比如模內(nèi)貼標(biāo)、模內(nèi)鑲嵌、裝箱、碼貨等更多功能；或許以后，還有更多的機(jī)械手用于上料、混合、自動(dòng)裝卸模具、回收廢料等各個(gè)工序上，而且將朝著智能化方向發(fā)展。

回斜式機(jī)械手應(yīng)用范圍：

單臂回斜式機(jī)械手：適用于 50-180TON注塑機(jī)的應(yīng)用

雙臂回斜式機(jī)械手：適用于50-180TON注塑機(jī)的應(yīng)用

雙截回斜式機(jī)械手：適用于100-450TON注塑機(jī)的應(yīng)用

立式注塑機(jī)專用機(jī)械手：適用于12-200TON注塑機(jī)的應(yīng)用