注塑机械手

由于注塑机械手能够大幅度的提高生产率和降低生产成本，能够稳定和提高注塑产品的质量，避免因人为的操作失误而造成的损失。因此，注塑机械手在注塑生产中的作用变得越来越重要。国内的机械手类型比较简单，且大都用于取件。随着注塑成型工业的发展，以后将有越来越多的机械手用于上料、混合、自动装卸模具、回收废料等各个工序上，而且将朝着智能化方向发展。塑胶在我们工业、民生等材料上占据非常重要的地位，很多材料也陆续的被塑料所代替；塑胶的成型包括：注塑成型、吸塑成型、吹塑成型、押出成型、压铸成型等，注塑成型之应用最为广泛。在汽车、通讯、电子、电气、家电、医疗、化妆品、日用品、办公用品等行业极为普及。在传统的注塑成型工艺，由最早人工合模成型，到注塑机油压合模成型，在演变成今天电脑控制成型工艺，进步不仅反应在产品工艺质量、外观，还有成型效率等。注塑成型竞争日趋白热化，成型质量与效率关系企业生存；成型质量与注塑机本身性能、模具工艺及周边环境有关，成型效率与模具精度、成型工艺、生产数量有关；随着注塑机操作人员日趋供应紧张，人工生产成本的增加，注塑机的取出机械手也应用越来越广泛。塑胶成型自动化的应用极为普遍，机械手在应用过程中主要表现以下用途：

1、机械手取出模内产品，取代人将原来半自动生产转向全自动化生产；

2、机械手模外取产品，模内埋入产品（贴标签、埋入金属、二次成型等）；

3、机械手取出后之自动包装，自动入库；

4、成型原料自动供料系统，废料回收系统；

5、整厂生产控制系统等等；

因成型产品各异，自动化应用也非常繁杂因能够取代人力效率低下，保证成型产品工艺所以应用越来越广泛。注塑机之取出机械手便是成型自动化中应用最为广泛的。

注塑机械手Ⅰ、管理

1、使用机械手取制品，射出成型机可以无人看守操作，不怕无人或员工请假之顾虑。

2、实行一人一机制（包括剪水口、削披峰和打包），配备输送带，一人可看4-5台机，大量节省人力，减少工人工资。

3、人会疲劳，而机械手出产品的时间是固定的，不用休息，尤其是天热或夜班效果更加明显。

4、招高文化人员操作注塑机比较困难，普通生技人员技术性不高，责任心不强，造成生产和管理困难。

5、人与人相处总会产生矛盾，影响生产。使用机械手减压少了人工，内部不会因工作压力太大而产生矛盾，提高内部团结和公司的凝聚力。

注塑机械手Ⅱ、安全

1、因劳工法不断健全和严格，使用机械手不再会有员工意外伤害的风险。

2、人较少接触产品，避免因产品过热而造成员工烫伤。

3、不需要用手入模具取产品，避免因此造成的安全隐患。

4、机械手电脑内设有模具保护，模具内产品没有脱落会自动报警提示，不会损坏模具。

注塑机械手Ⅲ、品质

1、如成型机为自动脱模，掉落时会产品刮伤，沾到油污而产生不良品。

2、如人取出产品，一有可能手会刮伤产品，二有可能手不干净而弄脏产品。

3、用机械手使用输送带，包装人员更可以一心一意严把品质关，不会因拿产品而分心或是离注塑机太近，太热而影响工作。

4、人员取产品时间不固定，会造成产品缩水、变型（料管若过火，需重新注塑造成原料浪费，原料价格高涨），机械手取出时间固定，确保产品品质。

5、人员取产品需先闭安全门，会造成成型机寿命减短或损坏，影响生产。使用机械手可保证注塑品质和延长成型机寿命。

注塑机械手Ⅳ、生产效率

1、可控制产品，确保客户的交货期，保持企业良好的商誉，提高企业竞争力。

2、人员取产品不固定，安全门慢开慢关影响极大。加之人有惰性、情绪化，夜间容易疲劳，精神不振，再加喝水、上洗手间等事项，估计24小时生产效率只有70%。机械手可不间断作业。

3、投资成本回收快，针对贵司所做产品，不出半年即可收回投资成本。

4、使用机械手提高公司形象，提高公司的竞争力。

5、如人工取出产品一天约为1000模，使用机械手可再提高约500模，即使用机械手一天约为1500模。若客户厂内成型机为自动脱模，有时产品需顶出2-3次，时间延长会影响生产效率，且产品掉落，会造成刮伤、沾到油污等，产生不良品。

6、若成型机整体使用机械手，每台成型机可省1/3或1/2人工用于品检和包装等。

7、上游厂商也希望选择有机械手的注塑厂家，可准确算出日产量与交货期。使用机械手可增强企业竞争力，更是一种发展趋势。

Ⅰ、在注塑工业中适用的机械手按其智能程度可以分为以下两种类型：

1、基本型注塑机械手：该类型机械手一般包括固定模式程序和按生产工艺需求的教导模式程序。固定模式程序涵盖了注塑生产的几种标准工艺，利用工业控制器来做简单、规则和重复的动作。教导模式程序是特意为生产工艺特殊的注塑机适用，通过把基本动作的有序而安全的编排达到成功取物的目的。

2、智能型注塑机械手：该类型机械手一般包括多点记忆置放、任意点待机、较多自由度等功能，一般采用伺服驱动，能够进行最大限度的仿人执行比较复杂的操作，还可以通过配备先进的传感器，让其具有视觉、触觉和热觉功能，使其成为具有很高智能的注塑机器人。

Ⅱ、按其他分类方式分类如下：

驱动方式分为气动，变频，伺服。

按机械结构分为旋转式，横行式，侧取式。

按手臂结构分为单截，双截。

按手臂多少分为单臂和双臂。

按X轴结构分为挂臂式和框架式。

按照控制程序的不同分为多套固定程式和可自主编辑程式。

按手臂可移动区分设备大小，一般以100MM递增。

注塑机械手的组成一般由执行系统、驱动系统、控制系统等组成。执行和驱动系统主要是为了完成手臂的正常功能而设计，通过气动或液压动力来驱动机械部件的运转，达到取物的功能。控制系统则是通过对驱动系统进行控制，使执行系统按照预定的工艺进行操作，以简易机械手的控制系统为例：

人机界面

↑

↓

注塑机开模完信号 ←→ 单片机←→ 注塑机机械手信号

↑

↓

各类阀信号

↑

↓

执行气缸

操作者通过人机界面进行操作，在机械手收到注塑机给出的可执行信号时，机械手切断注塑机的可关模信号，确保机械手取物的安全性，在完成取物后机械手恢复注塑机的动作。控制系统的设计难点在于机械手与注塑机的协调工作关系。在控制系统的指挥下，机械手按照预定的工作程序完成各个动作，从而将注塑生产出的制品从模具中取出并传送到指定地点或下一个生产工序中。在设计时，应根据注塑机的性能、机械手的作业条件和要求、制品的形状和重量等来确定控制系统。

在注塑市场上，各色机械手臂产品一应俱全。不象其它设备，机械手不易于被归类和作评估：不同的轴、行程、不一致的规范、以及有限的工业标准，都使得比较变得很困难。

潜在买家可以借助一些指南来做出明智的决定。要有效比较不同的东西，就由基本要素开始；通过了解基础的东西，你就能在选择机械手时作出明智的选择。

多大的行程？

机械手行走的距离就是为人熟知的行程，它的大小与部件尺寸、下降位置和机器形状有关系。为了简便，这个距离通常按三轴定义：在本文我们将利用X、Y和Z三。请注意并不是所有的机械手制造商都是以这种方式来定义行程。一些定义轴的方法不同，而另一些采用了不同的命名习惯。

X轴。 这个距离一般叫做反冲行程，其大小和部件厚度有关。例如为了操纵一只水桶，要伸出机械手，并把桶子从模具中拉出，就需要足够的行程。

Y轴。这个距离定义为垂直行程，是由机器高度和所需下降高度所决定的，也就是说，机械手必须足够的高，以使部件能跳过机器，又要足够的低，从而能在离地面合理的高度上放下部件。

Z轴。 来回移动行程的大小有赖于机械手是在机器侧边还是在后边将部件放下。利用这种行程的部件只是为了跳过机器。

确定所需行程的最简易方法是画出布局图。布局不仅确定出每一个行程，并且在平面规划图上确定出重要的事项，例如****设备、支撑柱和空隙区。

机械手操纵多重的物品 ,有效载荷是机械手能处理的重量，并被定义如下：

有效载荷=部件重量 臂端工具重量

部件重量常因某一特定用途而为人所知；但是，臂端工具就不是这样。臂端工具的重量可估计出来，并能从供应商处获得。

转矩比有效载荷更为重要。转矩的定义是一个力绕一个轴形成扭转和旋转的趋势，是有效载荷与对机械手枢轴点的距离的函数。为确保机械手能操纵部件，要比较实际转矩和机械手能支持的可用转矩。

1、基本型注塑机械手，该类型机械手一般包括固定模式程序和按生产工艺需求的教导模式程序。固定模式程序涵盖了注塑生产的几种标准工艺，利用工业控制器来做简单、规则和重复的动作。教导模式程序是特意为生产工艺特殊的注塑机适用，通过把基本动作的有序而安全的编排达到成功取物的目的。

2、智能型注塑机械手，该类型机械手一般包括多点记忆置放、任意点待机、较多自由度等功能，一般采用伺服驱动，能够进行最大限度的仿人执行比较复杂的操作，还可以通过配备先进的传感器，让其具有视觉、触觉和热觉功能，使其成为具有很高智能的注塑机器人。

二、按其他分类方式分类如下：

驱动方式分为气动，变频，伺服。

按机械结构分为旋转式，横行式，侧取式。

按手臂结构分为单截，双截。

按手臂多少分为单臂和双臂。

按X轴结构分为挂臂式和框架式。

按轴的数量分为单轴 双轴 三轴 四轴 五轴等。

按照控制程序的不同分为多套固定程式和可自主编辑程式。

按手臂可移动区分设备大小，一般以100MM递增。

由于注塑机械手能够大幅度的提高生产率和降低生产成本，能够稳定和提高注塑产品的质量，避免因人为的操作失误而造成的损失。因此，注塑机械手在注塑生产中的作用变得越来越重要。国内的机械手类型比较简单，且大都用于取件。随着注塑成型工业的发展，以后将有越来越多的机械手用于上料、混合、自动装卸模具、回收废料等各个工序上，而且将朝着智能化方向发展。塑胶在我们工业、民生等材料上占据非常重要的地位，很多材料也陆续的被塑料所代替；塑胶的成型包括：注塑成型、吸塑成型、吹塑成型、押出成型、压铸成型等，注塑成型之应用最为广泛。在汽车、通讯、电子、电气、家电、医疗、化妆品、日用品、办公用品等行业极为普及。在传统的注塑成型工艺，由最早人工合模成型，到注塑机油压合模成型，在演变成今天电脑控制成型工艺，进步不仅反应在产品工艺质量、外观，还有成型效率等。注塑成型竞争日趋白热化，成型质量与效率关系企业生存；成型质量与注塑机本身性能、模具工艺及周边环境有关，成型效率与模具精度、成型工艺、生产数量有关；随着注塑机操作人员日趋供应紧张，人工生产成本的增加，注塑机的取出机械手也应用越来越广泛。塑胶成型自动化的应用极为普遍，机械手在应用过程中主要表现以下用途：

1、机械手取出模内产品，取代人将原来半自动生产转向全自动化生产；

2、机械手模外取产品，模内埋入产品（贴标签、埋入金属、二次成型等）；

3、机械手取出后之自动包装，自动入库；

4、成型原料自动供料系统，废料回收系统；

5、整厂生产控制系统等等；

因成型产品各异，自动化应用也非常繁杂因能够取代人力效率低下，保证成型产品工艺所以应用越来越广泛。注塑机之取出机械手便是成型自动化中应用最为广泛的。

注塑机专用机械手手部

注塑机专用机械手的手部是用来直接抓取注塑制品的部件。由于注塑制品的形状，大小，重量及表面特征等方面存在着差异，因此注塑机械手的手部有多种形式，一般可分为夹持式和吸附式两种。夹持式手部的主要形式为夹钳式，常用于抓取不易破碎或变形的制品，它对所抓取的制品的形状有较大的适应性。夹持式手部由手指，传动机构和驱动装置组成。

对于夹持式手部，进行设计选用时主要考虑以下几点。

（1） 手部应具有适应的夹紧力和驱动。

（2）手指应具有足够的开关范围。

（3）手指对制品应具有一定的夹持精度。

（4）手部对制品应具有一定的适应能力，且要求手部能耐受注塑制品刚从模腔中取出时的高温及腐蚀性。

注塑机专用机械手驱动系统

注塑用机械手的驱动系统一般可分为气压驱动和电力驱动等两类，也可以根据工作要求采用上述两种类型的组合系统来完成驱动。

在设计选用驱动系统时应注意以下几点。

（1） 根据机械手的负载量来确定驱动系统的类型，一般来说，重负载的可选择电力驱动系统，轻负载的可选择气压驱动系统。

（2） 对于作点位控制的注塑机械手多采用气压驱动系统。

（3） 对于需要采用伺服控制的机械手多采用电力驱动系统。

注塑机专用机械手控制系统

注塑用机械手的所有动作都在控制系统的指挥下完成，尤其是机械手与注塑机的协调工作关系，更是要依赖控制系统来达到。在控制系统的指挥下，机械手按照预定的工作程序完成各个动作，从而将注塑生产出的制品从模具中取出并传送到指定地点或下一个生产工序中，并向模腔中喷洒脱模剂。在设计时，应根据注塑机的性能，机械手的作业条件和要求，制品的形状和重量等来确定控制系统。

一般来说，设计或选用控制系统应遵循以下一些要点。

（1） 应确保机械手有足够的定位精度；

（2） 应注意机械手与注塑机的动作配合协调，确保机械手抓取制品离开模具后，注塑机和机械手能够各自继续进行动作，从而减少时间浪费；

（3） 应注意控制机械手的运行速度，即要使机械手能够满足注塑成型最短周期的要求，有要考虑是否会产生惯性冲击和振动；

（4） 应考虑控制系统的费用与实际工作要求之前的平衡关系。

自由度： 通常把传送机构的运动称为传送机构的自由度。人从手指到肩部共有27个自由度。而如将机械手的手臂也制成这样多的自由度，既困难又不必要。从力学的角度分析，物件在空间只有6个自由度。因此为抓取和传送在空间不同位置和方位物件，传送机构也应具有6个自由度。常用的机械手传送机构的自由度还多为少于6个的。一般的专用机械手只有2～4个自由度，而通用机械手则多数为3～6个自由度（这里所说的自由度数目，均不包括手指的抓取动作）。

机械手的每一个自由度是由其操作机的独立驱动关节来实现的。所以在应用中，关节和自由度在表达机械手的运动灵活性方面是意义相通的。又由于关节在实际构造上是由回转或移动的轴来完成的，所以又习惯称之为轴。因此，就有了6自由度、6关节或6轴机械手的命名方法。它们都说明这一机械手的操作有6个独立驱动的关节结构，能在其工作空间中实现抓取物件的任意位置和姿态。

注塑机专用机械手工作步骤

注塑用机械手在抓取制品及喷洒脱模剂时一般采用如下的工作步骤：机械手手臂下降并引发注塑机开模-注塑机顶出注塑制品并向机械手发出。

顶出信号—机械手伸入模腔中抓取制品-机械手向模腔喷洒脱模剂—机械手上升离开模腔—机械手向注塑机发出闭模信号并引发注塑机闭模—。

机械手移动到指定位置处放下制品—机械手回复到原位准备进行下一次动作。