注塑机机械手的分类及应用

　　注塑机机械手的分类及应用

　　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，通过气动或电机来驱动机械部件的运转，达到取物的功能。随着机械手应用的逐渐加深，放嵌件、剪切产品胶口和简单装配。

　　分类

　　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。

　　组成

　　一、执行系统机构

　　机械手的执行机构分为手部、手臂、躯干;

　　1、手部

　　手部安装在手臂的前端。手臂的内孔中装有传动轴，可把运用传给手腕，以转动、伸曲手腕、开闭手指。

　　机械手手部的构造系模仿人的手指，分为无关节、固定关节和自由关节3种。手指的数量又可分为二指、三指、四指等，其中以二指用的最多。可根据夹持对象的形状和大小配备多种形状和大小的夹头以适应操作的需要。所谓没有手指的手部，一般都是指真空吸盘或磁性吸盘。

　　2、手臂

　　手臂的作用是引导手指准确地抓住工件，并运送到所需的位置上。为了使机械手能够正确地工作，手臂的3个自由度都要精确地定位。

　　3、躯干

　　躯干是安装手臂、动力源和各种执行机构的支架。

　　二、驱动系统机构

　　机械手所用的驱动机构主要有4种：液压驱动、气压驱动、电气驱动和机械驱动。其中以液压驱动、气压驱动用得最多。

　　1、液压驱动式

　　液压驱动式机械手通常由液动机(各种油缸、油马达)、伺服阀、油泵、油箱等组成驱动系统，由驱动机械手执行机构进行工作。通常它的具有很大的抓举能力(高达几百千克以上)，其特点是结构紧凑、动作平稳、耐冲击、耐震动、防爆性好，但液压元件要求有较高的制造精度和密封性能，否则漏油将污染环境。

　　2、气压驱动式

　　其驱动系统通常由气缸、气阀、气罐和空压机组成，其特点是气源方便、动作迅速、结构简单、造价较低、维修方便。但难以进行速度控制，气压不可太高，故抓举能力较低。

　　3、电气驱动式

　　电力驱动是机械手使用得最多的一种驱动方式。其特点是电源方便，响应快，驱动力较大(关节型的持重已达400kg)，信号检测、传动、处理方便，并可采用多种灵活的控制方案。驱动电机一般采用步进电机，直流伺服电机(AC)为主要的驱动方式。由于电机速度高，通常须采用减速机构(如谐波传动、RV摆线针轮传动、齿轮传动、螺旋传动和多杆机构等)。有此机械手已开始采用无减速机构的大转矩、低转速电机进行直接驱动这既可使机构简化，又可提高控制精度。

　　4、机械驱动式

　　机械驱动只用于动作固定的场合。一般用凸轮连杆机构来实现规定的动作。其特点是动作确实可靠，工作速度高，成本低，但不易于调整。

　　其他还有采用混合驱动，即液-气或电-液混合驱动。

　　三、控制系统

　　机械手控制的要素包括工作顺序、到达位置、动作时间、运动速度、加减速度等。

　　机械手的控制分为点位控制和连续轨迹控制两种。

　　控制系统可根据动作的要求，设计采用数字顺序控制。它首先要编制程序加以存储，然后再根据规定的程序，控制机械手进行工作。

　　程序的存储方式有分离存储和集中存储两种。分离存储是将各种控制因素的信息分别存储于两种以上的存储装置中，如顺序信息存储于插销板、凸轮转鼓、穿孔带内;位置信息存储于时间继电器、定速回转鼓等;集中存储是将各种控制因素的信息全部存储于一种存储装置内，如磁带、磁鼓等。这种方式使用于顺序、位置、时间、速度等必须同时控制的场合，即连续控制的情况下使用。

　　其中插销板使用于需要迅速改变程序的场合。换一种程序只需抽换一种插销板限可，而同一插件又可以反复使用;穿孔带容纳的程序长度可不受限制，但如果发生错误时就要全部更换;穿孔卡的信息容量有限，但便于更换、保存，可重复使用;磁蕊和磁鼓仅适用于存储容量较大的场合。至于选择哪一种控制元件，则根据动作的复杂程序和精确程序来确定。

　　对动作复杂的机械手，采用求教再现型控制系统。更复杂的机械手采用数字控制系统、小型计算机或微处理机控制的系统。

　　控制系统以插销板用的最多，其次是凸轮转鼓。它装有许多凸轮，每一个凸轮分配给一个运动轴，转鼓运动一周便完成一个循环。

　　应用

　　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。