注塑機專用機械手發(fā)展趨勢

由于注塑機專用機械手能夠大幅度的提高生產率和降低生產成本，能夠穩(wěn)定和提高注塑產品的質量，避免因人為的操作失誤而造成的損失。因此，注塑機機械手在注塑生產中的作用變得越來越重要。國內的機械手類型比較簡單，且大都用于取件。隨著自動化技術的發(fā)展，全伺服馬達驅動的注塑機械手，可以實現(xiàn)除取件外得其他功能，比如模內貼標、模內鑲嵌、裝箱、碼貨等更多功能；或許以后，還有更多的機械手用于上料、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。

注塑用機械手的技術參數確定機械手的規(guī)格和工作性能，主要的技術參數有以下幾點。

抓重：機械手抓取制品的額定重量或載荷。

手臂的運動參數包括手臂的伸縮，升降，回轉等運動速度和范圍。

手部的抓取范圍及抓取力的大小。

定位精度：位置的設定精度和重復定位精度。

定位方式：點位控制或連續(xù)軌跡控制方式。

驅動系統(tǒng)參數：

控制系統(tǒng)參數；

機械手的工作循環(huán)時間；

自由度數目和坐標形式等。

注塑機專用機械手手部

注塑機專用機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性。夾持式手部由手指，傳動機構和驅動裝置組成。

對于夾持式手部，進行設計選用時主要考慮以下幾點。

（1） 手部應具有適應的夾緊力和驅動。

（2）手指應具有足夠的開關范圍。

（3）手指對制品應具有一定的夾持精度。

（4）手部對制品應具有一定的適應能力，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。

注塑機專用機械手驅動系統(tǒng)

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

在設計選用驅動系統(tǒng)時應注意以下幾點。

（1） 根據機械手的負載量來確定驅動系統(tǒng)的類型，一般來說，重負載的可選擇電力驅動系統(tǒng)，輕負載的可選擇氣壓驅動系統(tǒng)。

（2） 對于作點位控制的注塑機械手多采用氣壓驅動系統(tǒng)。

（3） 對于需要采用伺服控制的機械手多采用電力驅動系統(tǒng)。

注塑機專用機械手控制系統(tǒng)

注塑用機械手的所有動作都在控制系統(tǒng)的指揮下完成，尤其是機械手與注塑機的協(xié)調工作關系，更是要依賴控制系統(tǒng)來達到。在控制系統(tǒng)的指揮下，機械手按照預定的工作程序完成各個動作，從而將注塑生產出的制品從模具中取出并傳送到指定地點或下一個生產工序中，并向模腔中噴灑脫模劑。在設計時，應根據注塑機的性能，機械手的作業(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，設計或選用控制系統(tǒng)應遵循以下一些要點。

（1） 應確保機械手有足夠的定位精度；

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

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

（4） 應考慮控制系統(tǒng)的費用與實際工作要求之前的平衡關系。

自由度： 通常把傳送機構的運動稱為傳送機構的自由度。人從手指到肩部共有27個自由度。而如將機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，傳送機構也應具有6個自由度。常用的機械手傳送機構的自由度還多為少于6個的。一般的專用機械手只有2～4個自由度，而通用機械手則多數為3～6個自由度（這里所說的自由度數目，均不包括手指的抓取動作）。

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

注塑機專用機械手工作步驟

注塑用機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：機械手手臂下降并引發(fā)注塑機開模-注塑機頂出注塑制品并向機械手發(fā)出。

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

機械手移動到指定位置處放下制品—機械手回復到原位準備進行下一次動作。

注塑機專用機械手的組成一般由執(zhí)行系統(tǒng)、驅動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等組成。

執(zhí)行系統(tǒng)，機械手抓取或釋放制品、實現(xiàn)各種操作運動的系統(tǒng)，由臂部、腕部和手部等部件組成。

驅動系統(tǒng)，為執(zhí)行系統(tǒng)的各部件提供動力的系統(tǒng)，有氣動、電動及機械等形式。比較常用的是氣動和電動兩種形式，氣動式速度快、結構簡單、成本低、有較高的重復定位精度；電動式速度快、可實現(xiàn)連續(xù)控制、定位精度高、但成本較高。

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

對于注塑生產中使用的機械手，一般可按其功能分為以下三種類型。

注塑機專用機械手簡易型

簡易型注塑機械手可分為固定模式程序型和可變程序型兩種。固定程序型注塑機機械手不能改變其工作程序，它具有可伸縮、移動的手臂，利用自動控制裝置做簡單、規(guī)格和重復的動作；可變程序型注塑機機械手的工作程序可以改變，一般多為氣動或液動，其結構簡單，比較容易改變程序，多用于點位控制，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)，擴展了其應用范圍。

注塑機專用機械手記憶再現(xiàn)型

這種機械手具有記憶及可變程序的能力，多為電液伺服驅動，有較多的自由度，能夠造行比較復雜的造作。

注塑機專用機械手智能型

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

回斜式機械手應用范圍：

單臂回斜式機械手：適用于 50-180TON注塑機的應用

雙臂回斜式機械手：適用于50-180TON注塑機的應用

雙截回斜式機械手：適用于100-450TON注塑機的應用

立式注塑機專用機械手：適用于12-200TON注塑機的應用