机械手的发展

目录

第一章、注塑机专用机械手的发展

第二章、如何选择注塑注塑机专用机械手

第三章、注塑机专用机械手的日常维护保养第四章、注塑机专用机械手与注塑机的连接第五章、气动控制技术的发展

第六章、PLC可编程控制器的发展

第七章、线性滑轨技术的发展

第八章、伺服控制技术的发展

第一章、注塑机专用机械手的发展

随着塑料工业的发展，塑料已经成为生活及工业中利用最为广泛的高附加价值产品，由于将塑料原料制成任何一所需物品，均需要高科技技术的结合及大量的机械设备，于是也带动了机械设备的市场。为满足全球对塑料产品的需求量，近年来，企业走向高品质、低成本、高效率的运作方向，如何使用自动化设备提高投资回报率，也成为商业竞争中最关键的一环。

1、注塑机专用机械手的产生

在塑料成形中又以注塑工业最为广泛，塑料成形设备除注塑机本身外，还需搭配模具及运输工具机等接口设备，才能顺利生产出所需之产品，在注塑机各项不变的条件下生产，唯一还需人工部分即是将产品取出的动作，因此诞生了注塑机专用机械手。

注塑机取出专用机械手是一种专用工业机器人--是模仿人类上肢运动所设计而成的，主要目的取代人工把塑料产品从注塑模具中取出。更能突破人工取出人手无法完成的动作（如高温、狭小、一模出几十个高要求的产品），注塑机专用机械手能对塑料产品进行精确堆叠、排放、装箱等，这也是适应现代塑料产业的发展需要。以减少人工、提高产能、保证产品质量、保证客户纳期、提升工厂形象，减少员工工伤，加快投资者对投资的回报率。

2、注塑机专用机械手的结构分类

按结构种类大致可分为坐标式（龙门式）和关节式（自由度）机械手两种。

3、注塑机专用机械手的种类

注塑机专用机械手种类大致可分为简易型注塑机专用机械手、多功能型注塑机专用机械手及智能型注塑机专用机械手。

3．1 简易注塑机专用机械手的功能

简易注塑机专用机械手的功能在于做简单的直线运动和旋转运动，大部分用来取出料头（水口）及不是很复杂的产品取出，主要是利用气动元件设计而成，它具有可伸缩移动的手臂，利用自动控制装置做简单、规则和重复的动作。多用于机械定位控制，编程控制器或者微型计算机来组成控制系统，以扩展使用范围。此种机型多用于较小型注塑机，只需夹取料头(水口)，成品可自动脱模的产品种类，尤其以电子零件、连接器等产品用途最广。

回斜式注塑机专用机械手（香港富井机器人有限公司制造的XZ-系列），回斜式机械手一般应用于小吨位注塑机，用于夹取料头或料头与成品连在一起的产品，可以增加夹、吸、抱、旋转功能。在两板模的情况下可加装真空发生器来吸取成品，但它在模外的置物点非常高，在一般情况下不选配于吸取成品的注塑机。

富井XZ系列注塑机专用机械手的主要结构特点：

1、上下行程采用双头缓冲：为了承受高速上下定位的撞击避震，缓冲装置一

般采用液压式（也有气压缓冲），可使机械共振震动撞击减低到最小。

2、强力夹具：缸径20mm超薄厚度的夹具设计，夹持力可达25kgf,且夹确感应装置采用精密的磁环电子开关，夹取确认感应薄度可达0.5mm,由于夹取确认装置采用进口电缆讯号线，注塑机专用机械手高速运动或旋转时皆无传统夹具断线与检出移位之顾虑，大幅增加确认的可靠度。

3、开放式调整：握住换向扳手，即可轻松调整手臂位移与基座的回转，换模校注塑机专用机械手时只需利用一只M5的内六角匙工具，迅速且方便。

4、上下采用滑轨、滑块配合铝通型材，运行轻巧、晃动小、定位准、刚性强。

5、手臂在模内快速上下动作取物，不影响生产周期；手臂在模外慢速上下动作置物，减少注塑机专用机械手震动晃动、可避免摔伤成品、同时减少撞到人的可能性，确保随机操作人员安全性。

6、有断气手臂快速防落保护功能，当外界气源故障时气源断气时防落气缸迅速工作，防止注塑机专用机械手臂掉落到模具内，压坏注塑机专用机械手或模具。

7、注塑机专用机械手电控系统用两路电源供电，软件CPU部分采用抗干扰的专用变压器，DC15V电源供电；I/O板用另一路防短路的开关电源，DC24V电源供电；防止I/O板或外部电路接触不良、迅间短路等干扰，造成电控死机，乱码等现象；I/O板防电控死机，增加了继电器硬件保护；杜绝了电控死机造成注塑机专用机械手乱动作、压模、压注塑机专用机械手现象。

8、注塑机专用机械手使用专用的掌上控制器，采用全开放程式，完全人性化编导注塑机专用机械手动作，安全行程限位和计时结合，可以实现内快外柔。

9、所有气动驱动的动作速度均可由气缸排气旋钮来调整，方便直接调速。

10、双截倍速机构：上下行取物手臂应用线性滑轨、滑块，配合高强度钢丝同步带，不仅结构化且可以产生2倍的上下行速度，可实现超高速的取出动作；并适合低矮的厂房车间。

3．2 富井多功能注塑机专用机械手的功能

此机型专为较复杂的产品设计，可搭配任何不同形式的模具做生产，功能较为齐全，除本身的取出结构外，也可做横行取出的置放，以马达或气缸做精确的定位。取出的方式也可搭配可更换式治具，做不同形式及多方向之运动，利用控制系统可做X、Y轴之多点停放，可配合接口设备如输送带、二次加工机做多机联机，更符合自动化需求的标准。

如：横走注塑机专用机械手（香港富井机器人有限公司制造的HZ气动、HZ-M 变频）

A.气动横走注塑机专用机械手（HZ气动系列）

气动横走注塑机专用机械手指所有的运动都由压缩空气驱动，现在国内市场比较普及的注塑机专用机械手机型，在塑胶生产中应用时间最长，随着不断的改进，它的技术成果最成熟，是一种非常耐用并且维修较少，维护成本最低的注塑机专用机械手。随着注塑业的发展，现在很多高精密的注塑件，已不适合用气动横走注塑机专用机械手取出，所以又有了电动横走注塑机专用机械手的诞生。据2004年相关报导气动横走注塑机专用机械手的市场占有率为：大陆95%，台湾80%，日本50%，欧美30%，从上述的现象说明，越是先进的注塑行业与国家，气动横走注塑机专用机械手占有率越低，所以气动横走注塑机专用机械手终将被淘汰。

B.变频横走注塑机专用机械手（HZ-M变频系列）

变频横走注塑机专用机械手主要指单轴（Y轴）采用变频电机驱动，其余部分还是采用气缸驱动的注塑机专用机械手。通过技术革新，现在许多变频横走注塑机专用机械手都可以实现横走多点停放功能，扩大了该机型的使用场合。由于变频电机由变频器控制，根本无法达到精密定位的控制，而一般客户在选配用电机驱动的注塑机专用机械手时，首先考虑的是电机控制可达到精密定位，从而取出一些非常精密的注塑件，但使用下来效果不是很理想，所以又有了伺服电机驱动的注塑机专用机械手。

多功能注塑机专用机械手的主要结构特点：

1、上下行程采用双头缓冲：为了承受高速上下定位的撞击避震，缓冲装置一般采用液压式（也有气压缓冲），可使机械共振震动撞击减低到最小。

2、强力夹具：缸径20mm超薄厚度的夹具设计，夹持力可达25kgf,且夹确感应装置采用精密的磁环电子开关，夹取确认感应薄度可达0.5mm,由于夹取确认装置采用进口电缆信号线，注塑机专用机械手高速运动或旋转时皆无传统夹具断线与检出移位之顾虑，大幅增加确认的可靠度。

3、换模校注塑机专用机械手时只需利用M5 、M6的内六角匙工具，迅速且方便。

4、上下采用滑轨、滑块配合铝通型材，运行轻巧、晃动小、定位准、刚性强。

5、手臂在模内快速上下动作取物，不影响生产周期；手臂在模外慢速上下动作置物，减少注塑机专用机械手震动晃动、可避免摔伤成品、同时减少撞到人的可能性，确保随机操作人员安全性。

6、调速：所有气缸动作速度均可由气缸排气旋钮来调整，方便直接调速。

7、有断气手臂快速防落保护功能，当外界气源故障时气源断气时防落气缸迅速工作，防止注塑机专用机械手臂掉落到模具内，压坏注塑机专用机械手或模具。

8、注塑机专用机械手电控系统用两路电源供电，软件CPU部分采用抗干扰的