注塑機械手臂

注塑成型之應用*為廣泛。在通訊、電子、汽車、日用品、辦公用品，電氣、家電、醫療、化妝品等行業極為普及。在傳統的注塑成型工藝，由*早人工合模成型，到注塑機油壓合模成型，在演變成今天電腦控制成型工藝，進步不僅反應在產品工藝質量、外觀，還有成型效率等。注塑成型競爭日趨，成型質量與效率關系企業生存；成型質量與注塑機本身性能、模具工藝及周邊環境有關，成型效率生產數量有關與模具精度、成型工藝、；隨著注塑機操作人員日趨供應緊張，人工生產成本的增加，注塑機的取出機械手也應用越來越廣泛。塑膠成型自動化的應用極為普遍，注塑機械手臂在應用過程中主要表現以下用途：

1、整廠生產控制系統等等；

2、成型原料自動供料系統，廢料回收系統；

3、機械手取出后之自動包裝，自動入庫；

4、機械手模外取產品，模內埋入產品（貼標簽、埋入金屬、二次成型等）；

5、機械手取出模內產品，取代人將原來半自動生產轉向全自動化生產；

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

手是可以對其進行自動控制使其按照預定要求輸送制品或操持工具進行生產操作的自動化生產設備。為注塑生產自動化專門配備的機械，它可以在減輕繁重的體力勞動、改善勞動條件和安全生產；能夠模仿人體上肢的部分功能，提高注塑成型機的穩定產品質量、降低廢品率、降低生產成本、生產效率、增強企業的競爭力等方面起到及其重要的作用。

注塑機械手分類Ⅰ、在注塑工業中適用的機械手按其智能程度可以分為以下兩種類型：

1、智能型注塑機械手：該類型機械手一般包括多點記憶置放、任意點待機、較多自由度等功能，可以通過配備的傳感器，讓其具有視覺、觸覺和熱覺功能，一般采用伺服驅動，能夠進行*大限度的仿人執行比較復雜的操作，使其成為具有很高智能的注塑機器人。

注塑機械手臂應用

一、三板模：

(1) 成品可自動脫落，料頭不可自動脫落

A：成品臂吸取或抱取成品，料頭臂夾取料頭，用機械手分離成品與料頭(雙臂機械手)。

(2) 成品、料頭均不能自動脫落

B：夾取料頭，成品自動脫落，分離成品與料頭(單臂機械手)。

A：成品臂吸取或抱取成品，料頭臂夾取料頭。用機械手使成品與料頭分離(雙臂機械手)。

B：料頭臂夾取料頭，成品臂掃落成品讓其達成自動脫模方式，分離成品與料頭。

提示：使用機械手，成品如果有倒扣，需在頂出后倒扣不影響成品直接取出。

所以開發模具時，應考慮產品是否合適使用機械手取出。

(2) 手動脫模

A：夾取料頭，吸取或抱取成品(成品與料頭在射出機頂出時，成品與料頭已分開，

B：吸取或抱取成品 (成品與料頭連在一起，用機械手吸取或抱取成品)。

C：夾取料頭 (成品與料頭連在一起，機械手取出后再人工分離成品與料頭)。

用機械手取出后，可分別置放料頭和成品于不同處)。

二、兩板模：

(1) 自動脫模

A：吸或抱取成品分離成品(吸或抱取成品，讓料頭自動脫落分離成品與料頭)。

B：夾取料頭，分離料頭 (夾取料頭，讓成品自動脫落分離成品與料頭)。

C：分離不同狀況的成品 (夾取料頭，吸取或抱取成品分離成品與料頭)。

2、基本型注塑機械手臂固定模式程序涵蓋了注塑生產的幾種標準工藝，利用工業控制器來做簡單、規則和重復的動作。該類型機械手一般包括固定模式程序和按生產工藝需求的教導模式程序。教導模式程序是特意為生產工藝特殊的注塑機適用，通過把基本動作的有序而安全的編排達到成功取物的目的。

注塑機械手按其他分類方式分類如下：按X軸結構分為掛臂式和框架式。

按手臂多少分為單臂和雙臂。

按手臂結構分為單截，雙截。

按機械結構分為旋轉式，橫行式，側取式。

驅動方式分為氣動，變頻，伺服。

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。

按手臂可移動區分設備大小，一般以100MM遞增。

注塑機械手臂組成一般由執行系統、驅動系統、控制系統等組成。執行和驅動系統主要是為了完成手臂的正常功能而設計，通過氣動或液壓動力來驅動機械部件的運轉，達到取物的功能?？刂葡到y則是通過對驅動系統進行控制，使執行系統按照預定的工藝進行操作，以簡易機械手的控制系統為例：

人機界面---注塑機開模完信號 ←→ 單片機←→ 注塑機機械手信號.

↓

各類閥信號--執**缸應根據注塑機的性能、機械手的作業條件和要求、制品的形狀和重量等來確定控制系統

操作者通過人機界面進行操作，在完成取物后機械手恢復注塑機的動作。控制系統的設計難點在于機械手與注塑機的協調工作關系。在控制系統的指揮下，機械手按照預定的工作程序完成各個動作在機械手收到注塑機給出的可執行信號時，機械手切斷注塑機的可關模信號，確保機械手取物的安全性，，從而將注塑生產出的制品從模具中取出并傳送到地點或下一個生產工序中。在設計時，

注塑機械手效率對比品質

1、用機械手使用輸送帶，包裝人員更可以一心一意嚴把品質關，不會因拿產品而分心或是離注塑機太近，太熱而影響工作。

2、如人取出產品，一有可能手會刮傷產品，二有可能手不干凈而弄臟產品。

3、如成型機為自動脫模，掉落時會產品刮傷，沾到油污而產生不佳品。

管理

1、人與人相處總會產生矛盾，影響生產。使用機械手減壓少了人工，內部不會因工作壓力太大而產生矛盾，提高內部團結和公司的凝聚力。

2、普通生技人員技術性不高，責任心不強，招高文化人員操作注塑機比較困難，造成生產和管理困難。

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

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

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

安全

1、因勞工法不斷健全和嚴格，使用機械手不再會有員工意外傷害的風險。2、人較少接觸產品，避免因產品過熱而造成員工**。

3、不需要用手入模具取產品，避免因此造成的安全隱患。

4、機械手電腦內設有模具保護，模具內產品沒有脫落會自動報警提示，不會損壞模具。

注塑機械手臂

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

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

Ⅳ、生產效率

1、人員取產品不固定，安全門慢開慢關影響極大。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小時生產效率只有70%。機械手可不間斷作業。

2、可控制產品，確?？蛻舻慕回浧冢３制髽I良好的商譽，提高企業競爭力。

3、上游廠商也希望選擇有機械手的注塑廠家，可準確算出日產量與交貨期。使用機械手可增強企業競爭力，更是一種發展趨勢。

4、使用機械手提高公司形象，提高公司的競爭力。

5、投資成本回收快，針對貴司所做產品，不出半年即可收回投資成本。

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

7、如人工取出產品**約為1000模，使用機械手可再提高約500模，即使用機械手**約為1500模。若客戶廠內成型機為自動脫模，有時產品需頂出2-3次，時間延長會影響生產效率，且產品掉落，會造成刮傷、沾到油污等，產生不佳品。

如何選購機械手

在注塑市場上，各色機械手臂產品。不象其它設備，機械手不易于被歸類和作評估：不同的軸、行程、不一致的規范、以及有限的工業標準，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；通過了解基礎的東西，你就能在選擇機械手時作出明智的選擇。

多大的行程？

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，機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、下降位置和機器形狀有關系。

而另一些采用了不同的命名習慣。

X軸。也就是說，機械手必須足夠的高，以使部件能跳過機器，又要足夠的低，從而能在離地面合理的高度上放下部件。 這個距離一般叫做反沖行程，其大小和部件厚度有關。例如為了操縱一只水桶，要伸出機械手，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，是由機器高度和所需下降高度所決定的，

Z軸。 來回移動行程的大小有賴于機械手是在機器側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器。

確定所需行程的*簡易方法是畫出布局圖。布局不僅確定出每一個行程，并且在平面規劃圖上確定出重要的事項，例如注塑設備、支撐柱和空隙區。

機械手操縱多重的物品 ,有效載荷是機械手能處理的重量，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，并能從供應商處獲得。

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

注塑機械手臂
注塑機械應用機械手在注塑生產中的作用變得越來越重要。目前國內的機械手類型比較簡單，且大都用于取件。隨著注塑成型工業的發展，由于注塑機械手能夠大幅度的提高生產率和降低生產成本，能夠穩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，以后將有越來越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展。塑膠在我們工業、民生等材料上占據非常重要的地位，很多材料也陸續的被塑料所代替；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，
注塑成型之應用*為廣泛。在通訊、電子、汽車、日用品、辦公用品，電氣、家電、醫療、化妝品等行業極為普及。在傳統的注塑成型工藝，由*早人工合模成型，到注塑機油壓合模成型，在演變成今天電腦控制成型工藝，進步不僅反應在產品工藝質量、外觀，還有成型效率等。注塑成型競爭日趨，成型質量與效率關系企業生存；成型質量與注塑機本身性能、模具工藝及周邊環境有關，成型效率生產數量有關與模具精度、成型工藝、；隨著注塑機操作人員日趨供應緊張，人工生產成本的增加，注塑機的取出機械手也應用越來越廣泛。塑膠成型自動化的應用極為普遍，機械手在應用過程中主要表現以下用途：
1、整廠生產控制系統等等；
2、成型原料自動供料系統，廢料回收系統；
3、機械手取出后之自動包裝，自動入庫；
4、機械手模外取產品，模內埋入產品（貼標簽、埋入金屬、二次成型等）；
5、機械手取出模內產品，取代人將原來半自動生產轉向全自動化生產；
因成型產品各異，自動化應用也非常繁雜因能夠取代人力效率低下，保證成型產品工藝所以應用越來越廣泛。注塑機之取出機械手便是成型自動化中應用*為廣泛的。
手是可以對其進行自動控制使其按照預定要求輸送制品或操持工具進行生產操作的自動化生產設備。為注塑生產自動化專門配備的機械，它可以在減輕繁重的體力勞動、改善勞動條件和安全生產；能夠模仿人體上肢的部分功能，提高注塑成型機的穩定產品質量、降低廢品率、降低生產成本、生產效率、增強企業的競爭力等方面起到及其重要的作用。
注塑機械手分類
Ⅰ、在注塑工業中適用的機械手按其智能程度可以分為以下兩種類型：
1、智能型注塑機械手：該類型機械手一般包括多點記憶置放、任意點待機、較多自由度等功能，可以通過配備的傳感器，讓其具有視覺、觸覺和熱覺功能，一般采用伺服驅動，能夠進行*大限度的仿人執行比較復雜的操作，使其成為具有很高智能的注塑機器人。
注塑機械手臂應用
一、三板模：
(1) 成品可自動脫落，料頭不可自動脫落
A：成品臂吸取或抱取成品，料頭臂夾取料頭，用機械手分離成品與料頭(雙臂機械手)。
(2) 成品、料頭均不能自動脫落
B：夾取料頭，成品自動脫落，分離成品與料頭(單臂機械手)。
A：成品臂吸取或抱取成品，料頭臂夾取料頭。用機械手使成品與料頭分離(雙臂機械手)。
B：料頭臂夾取料頭，成品臂掃落成品讓其達成自動脫模方式，分離成品與料頭。
提示：使用機械手，成品如果有倒扣，需在頂出后倒扣不影響成品直接取出。
所以開發模具時，應考慮產品是否合適使用機械手取出。
(2) 手動脫模
A：夾取料頭，吸取或抱取成品(成品與料頭在射出機頂出時，成品與料頭已分開，
B：吸取或抱取成品 (成品與料頭連在一起，用機械手吸取或抱取成品)。
C：夾取料頭 (成品與料頭連在一起，機械手取出后再人工分離成品與料頭)。
用機械手取出后，可分別置放料頭和成品于不同處)。
二、兩板模：
(1) 自動脫模
A：吸或抱取成品分離成品(吸或抱取成品，讓料頭自動脫落分離成品與料頭)。
B：夾取料頭，分離料頭 (夾取料頭，讓成品自動脫落分離成品與料頭)。
C：分離不同狀況的成品 (夾取料頭，吸取或抱取成品分離成品與料頭)。
2、基本型注塑機械手：固定模式程序涵蓋了注塑生產的幾種標準工藝，利用工業控制器來做簡單、規則和重復的動作。該類型機械手一般包括固定模式程序和按生產工藝需求的教導模式程序。教導模式程序是特意為生產工藝特殊的注塑機適用，通過把基本動作的有序而安全的編排達到成功取物的目的。
注塑機械手按其他分類方式分類如下：按X軸結構分為掛臂式和框架式。
按手臂多少分為單臂和雙臂。
按手臂結構分為單截，雙截。
按機械結構分為旋轉式，橫行式，側取式。
驅動方式分為氣動，變頻，伺服。
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。
按手臂可移動區分設備大小，一般以100MM遞增。
注塑機械手組成一般由執行系統、驅動系統、控制系統等組成。執行和驅動系統主要是為了完成手臂的正常功能而設計，通過氣動或液壓動力來驅動機械部件的運轉，達到取物的功能?？刂葡到y則是通過對驅動系統進行控制，使執行系統按照預定的工藝進行操作，以簡易機械手的控制系統為例：
人機界面---注塑機開模完信號 ←→ 單片機←→ 注塑機機械手信號
↓
各類閥信號--執**缸應根據注塑機的性能、機械手的作業條件和要求、制品的形狀和重量等來確定控制系統
操作者通過人機界面進行操作，在完成取物后機械手恢復注塑機的動作。控制系統的設計難點在于機械手與注塑機的協調工作關系。在控制系統的指揮下，機械手按照預定的工作程序完成各個動作在機械手收到注塑機給出的可執行信號時，機械手切斷注塑機的可關模信號，確保機械手取物的安全性，，從而將注塑生產出的制品從模具中取出并傳送到地點或下一個生產工序中。在設計時，
機械手效率對比品質
1、用機械手使用輸送帶，包裝人員更可以一心一意嚴把品質關，不會因拿產品而分心或是離注塑機太近，太熱而影響工作。
2、如人取出產品，一有可能手會刮傷產品，二有可能手不干凈而弄臟產品。
3、如成型機為自動脫模，掉落時會產品刮傷，沾到油污而產生不佳品。
管理
1、人與人相處總會產生矛盾，影響生產。使用機械手減壓少了人工，內部不會因工作壓力太大而產生矛盾，提高內部團結和公司的凝聚力。
2、普通生技人員技術性不高，責任心不強，招高文化人員操作注塑機比較困難，造成生產和管理困難。
3、人會疲勞，而機械手出產品的時間是固定的，不用休息，尤其是天熱或夜班效果更加明顯。
4、實行一人一機制（包括剪水口、削披峰和打包），配備輸送帶，一人可看4-5臺機，大量節省人力，減少工人工資。
5、使用機械手取制品，射出成型機可以無人看守操作，不怕無人或員工請假之顧慮。
安全
1、因勞工法不斷健全和嚴格，使用機械手不再會有員工意外傷害的風險。
2、人較少接觸產品，避免因產品過熱而造成員工**。
3、不需要用手入模具取產品，避免因此造成的安全隱患。
4、機械手電腦內設有模具保護，模具內產品沒有脫落會自動報警提示，不會損壞模具。
機械手
4、人員取產品時間不固定，會造成產品縮水、變型（料管若過火，需重新注塑造成原料浪費，原料價格高漲），機械手取出時間固定，確保產品品質。
5、人員取產品需先閉安全門，會造成成型機壽命減短或損壞，影響生產。使用機械手可保證注塑品質和延長成型機壽命。
Ⅳ、生產效率
1、人員取產品不固定，安全門慢開慢關影響極大。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小時生產效率只有70%。機械手可不間斷作業。
2、可控制產品，確?？蛻舻慕回浧?，保持企業良好的商譽，提高企業競爭力。
3、上游廠商也希望選擇有機械手的注塑廠家，可準確算出日產量與交貨期。使用機械手可增強企業競爭力，更是一種發展趨勢。
4、使用機械手提高公司形象，提高公司的競爭力。
5、投資成本回收快，針對貴司所做產品，不出半年即可收回投資成本。
6、若成型機整體使用機械手，每臺成型機可省1/3或1/2人工用于品檢和包裝等。
7、如人工取出產品**約為1000模，使用機械手可再提高約500模，即使用機械手**約為1500模。若客戶廠內成型機為自動脫模，有時產品需頂出2-3次，時間延長會影響生產效率，且產品掉落，會造成刮傷、沾到油污等，產生不佳品。
如何選購機械手
在注塑市場上，各色機械手臂產品。不象其它設備，機械手不易于被歸類和作評估：不同的軸、行程、不一致的規范、以及有限的工業標準，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；通過了解基礎的東西，你就能在選擇機械手時作出明智的選擇。
多大的行程？

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，機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、下降位置和機器形狀有關系。

而另一些采用了不同的命名習慣。

X軸。也就是說，機械手必須足夠的高，以使部件能跳過機器，又要足夠的低，從而能在離地面合理的高度上放下部件。 這個距離一般叫做反沖行程，其大小和部件厚度有關。例如為了操縱一只水桶，要伸出機械手，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，是由機器高度和所需下降高度所決定的，
Z軸。 來回移動行程的大小有賴于機械手是在機器側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器。
確定所需行程的*簡易方法是畫出布局圖。布局不僅確定出每一個行程，并且在平面規劃圖上確定出重要的事項，例如注塑設備、支撐柱和空隙區。
機械手操縱多重的物品 ,有效載荷是機械手能處理的重量，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，并能從供應商處獲得。
轉矩比有效載荷更為重要。轉矩的定義是一個力繞一個軸形成扭轉和旋轉的趨勢，是有效載荷與對機械手樞軸點的距離的函數。為確保機械手能操縱部件，要比較實際轉矩和機械手能支持的可用轉矩。

五軸伺服機械手

五軸伺服機械手執行系統的結構：

五軸伺服機械手的執行系統的結構包括產生引拔行的主副臂、產生橫行的橫梁和懸臂梁、以及產生上下(垂直)行的主副臂內外臂。主副手臂均采用內外臂嵌套的形式，同時給內外臂等速的驅動即可達到倍速的效果，這種高度集中的倍速結構不僅能大大的節約執行時間提高機器的使用壽命，而且將機械手整體高度減小到*低值符合廠家在普通小廠房使用的要求。受伺服電機控制，主副臂同步帶帶動外臂和內臂分別通過外臂滑塊和內臂滑塊上下運動。

五軸伺服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，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。為了使得在取件過程中，塑料件跟水口料可以分開脫模，將機械手設計成雙臂的形式，主手臂的末端安裝吸盤用于吸取和釋放塑料制品，副手臂的末端安裝夾鉗用于夾取回料。

五軸伺服機械手圖片展示：

五軸伺服機械手應用機械手在注塑生產中的作用變得越來越重要。目前國內的機械手類型比較簡單，且大都用于取件。隨著注塑成型工業的發展，由于注塑機械手能夠大幅度的提高生產率和降低生產成本，能夠穩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，以后將有越來越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展。塑膠在我們工業、民生等材料上占據非常重要的地位，很多材料也陸續的被塑料所代替；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，

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