注塑機專用機械手是能夠模仿人體上肢的部分功能，可以對其進行自動控制使其按照預定要求輸送製品或操持工具進行生產操作的自動化生產設備。注塑機械手是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；提高注塑成型機的生產效率、穩定產品質量、降低廢品率、降低生產成本、增強企業的競爭力等方面起到及其重要的作用。
基本介紹
- 中文名：注塑機專用機械手
- 套用：注塑領域
- 功能：減輕體力勞動、改善勞動條件
- 分類：簡易、記憶再現、智慧型
- 組成：執行系統、驅動系統、控制系統
- 定位方式：點位控制或連續軌跡控制方式
分類,簡易型,記憶再現型,智慧型型,結構組成,設計要點,手部,驅動系統,控制系統,工作步驟,技術參數,發展趨勢,
分類
對於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。
簡易型
簡易型注塑機械手可分為固定模式程式型和可變程式型兩種。固定程式型注塑機機械手不能改變其工作程式，它具有可伸縮、移動的手臂，利用自動控制裝置做簡單、規格和重複的動作；可變程式型注塑機機械手的工作程式可以改變，一般多為氣動或液動，其結構簡單，比較容易改變程式，多用於點位控制，普遍採用可程式序控制器或者微型電腦來組成控制系統，擴展了其套用範圍。
記憶再現型
這種機械手具有記憶及可變程式的能力，多為電液伺服驅動，有較多的自由度，能夠造行比較複雜的造作。
智慧型型
這種機械手由電腦通過各種感測器進行控制，具有視覺、觸覺和熱覺功能，可執行各種操作，是能力最強的一種機械手，目前國內使用較少。
結構組成
注塑機專用機械手的組成一般由執行系統、驅動系統、控制系統等組成。
執行系統，機械手抓取或釋放製品、實現各種操作運動的系統，由臂部、腕部和手部等部件組成。
驅動系統，為執行系統的各部件提供動力的系統，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、有較高的重複定位精度；電動式速度快、可實現連續控制、定位精度高、但成本較高。
控制系統，通過對驅動系統進行控制，使執行系統按照預定的工作要求進行操作，並對執行系統的動作進行修正的系統，一般包括位置檢測裝置和程式控制部分，通常採用點位控制和連續軌跡控制兩種方式。
設計要點
手部
注塑機專用機械手的手部是用來直接抓取注塑製品的部件。由於注塑製品的形狀，大小，重量及表面特徵等方面存在著差異，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，常用於抓取不易破碎或變形的製品，它對所抓取的製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。
對於夾持式手部，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範圍。
（3）手指對製品應具有一定的夾持精度。
（4）手部對製品應具有一定的適應能力，且要求手部能耐受注塑製品剛從模腔中取出時的高溫及腐蝕性。
驅動系統
注塑用機械手的驅動系統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採用上述兩種類型的組合系統來完成驅動。
在設計選用驅動系統時應注意以下幾點。
（1） 根據機械手的負載量來確定驅動系統的類型，一般來說，重負載的可選擇電力驅動系統，輕負載的可選擇氣壓驅動系統。
（2） 對於作點位控制的注塑機械手多採用氣壓驅動系統。
（3） 對於需要採用伺服控制的機械手多採用電力驅動系統。
控制系統
注塑用機械手的所有動作都在控制系統的指揮下完成，尤其是機械手與注塑機的協調工作關係，更是要依賴控制系統來達到。在控制系統的指揮下，機械手按照預定的工作程式完成各個動作，從而將注塑生產出的製品從模具中取出並傳送到指定地點或下一個生產工序中，並向模腔中噴灑脫模劑。在設計時，應根據注塑機的性能，機械手的作業條件和要求，製品的形狀和重量等來確定控制系統。
一般來說，設計或選用控制系統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調，確保機械手抓取製品離開模具後，注塑機和機械手能夠各自繼續進行動作，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衝擊和振動；
（4） 應考慮控制系統的費用與實際工作要求之前的平衡關係。
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製成這樣多的自由度，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於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（這裡所說的自由度數目，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來實現的。所以在套用中，關節和自由度在表達機械手的運動靈活性方面是意義相通的。又由於關節在實際構造上是由迴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個獨立驅動的關節結構，能在其工作空間中實現抓取物件的任意位置和姿態。
工作步驟
注塑用機械手在抓取製品及噴灑脫模劑時一般採用如下的工作步驟：機械手手臂下降並引發注塑機開模-注塑機頂出注塑製品並向機械手發出。
頂出信號—機械手伸入模腔中抓取製品-機械手向模腔噴灑脫模劑—機械手上升離開模腔—機械手向注塑機發出閉模信號並引發注塑機閉模—。
機械手移動到指定位置處放下製品—機械手回復到原位準備進行下一次動作。
技術參數
注塑用機械手的技術參數確定機械手的規格和工作性能，主要的技術參數有以下幾點。
抓重：機械手抓取製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，迴轉等運動速度和範圍。
手部的抓取範圍及抓取力的大小。
定位精度：位置的設定精度和重複定位精度。
定位方式：點位控制或連續軌跡控制方式。
驅動系統參數：
控制系統參數；
機械手的工作循環時間；
自由度數目和坐標形式等。
發展趨勢
由於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。目前國內的機械手類型比較簡單，且大都用於取件。隨著自動化技術的發展，全伺服馬達驅動的注塑機械手，可以實現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；或許以後，還有更多的機械手用於上料、混合、自動裝卸模具、回收廢料等各個工序上，而且將朝著智慧型化方向發展。
