机械手在注塑生产中的应用

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1、第14卷第10期中国塑料Vol14No102000年10月CHINAPLASTICSOct2000机械手在注塑生产中的应用牟文杰(华南理工大学工业装备与控制工程系,广州510641)摘要介绍了在注塑机中采用的机械手的组成结构及各部分的设计要点,分析了注塑用机械手的发展趋势。关键词:机械手注塑机自动化械手与注塑机配合使用,具有较低的生产成0前言本和较大的经济效益。随着塑料加工行业在我国的迅速发展,2注塑机械手的分类注塑成型设备的自动化程度也越来越高。现代化的注塑机常常配置有机械手,以提高生对于注塑生产中使用的机械手一般可按产效率。机械手可以完成注塑生产中的多个其功能分为

2、以下三种类型:工序,目前在我国注塑行业中比较常用的主(1)简易型注塑机械手简易型注塑机械要是从模具中快速抓取制品并将制品传送到手可分为固定程序型和可变程序型两种。固下一个生产工序上去的取件机械手,这种机定程序型注塑机械手不能改变其工作程序,械手一般还附带有向模腔自动喷洒脱模剂的它具有可伸缩、移动的手臂,利用自动控制装装置。置做简单、规则和重复的动作;可变程序型注塑机械手的工作程序可以改变,一般多为气1注塑机械手的作用动或液动,其结构简单,比较容易改变程序,注塑机械手是能够模仿人体上肢的部分多用于点位控制,近年来普遍采用可编程序功能,可以对其进行自动控制使其按照预定控制

3、器或者微型电脑来组成控制系统,扩展要求输送制品或操持工具进行生产操作的自了其应用范围。动化生产设备。注塑机械手是为注塑生产自(2)记忆再现型注塑机械手这种机械手动化专门配备的机械,它可以在减轻繁重的具有记忆及可变程序的能力,多为电液饲服体力劳动、改善劳动条件和安全生产;提高注驱动,有较多的自由度,能够进行比较复杂的塑成型机的生产效率、稳定产品质量、降低废操作。品率;降低生产成本、增强企业的竞争力等方(3)智能型注塑机械手(机器人)这种机面起到极其重要的作用。在我国发展机械结械手由电脑通过各种传感器进行控制,具有构和控制系统相对较为简单而实用的注塑机视觉、热觉和触觉等感

4、官功能,可执行各种操作,是能力最强的一种机械手,目前国内使用收稿日期:2000207216较少。©1995-2005TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.2000年10月中国塑料87(2)驱动系统,为执行系统的各部件提供3注塑机械手的组成动力的系统,有气动、液压、电动及机械等形完善的注塑用机械手一般由执行系统、式,目前比较常用的是气动和液压两种形式。驱动系统、控制系统等部分组成,各部分关系气动式速度快、结构简单、成本低,有较高的如图1所示。重复定位精度;液压式臂力大,可实现连续控制,定位精度高,但容易

5、漏油而污染制品。(3)制系统,通过对驱动系统进行控制,使执行系统按照预定的工作要求进行操作,并对执行系统的动作进行修正的系统。一般包括位置检测装置和程序控制部分,通常采图1注塑机械手组成部分关系框图用点位控制和连续轨迹控制两种方式。(1)执行系统,机械手抓取或释放制品、图2是一种国产HJR型注塑用机械手结实现各种操作运动的系统,由臂部、腕部和手构示意图,这是一种直角坐标型机械手。部等部件组成。1—伸缩机构2—升降机构3—横移机构4—翻转和夹放机构5—注塑机构模板6—注塑机动模板7—控制系统8—支架图2国产HJR型注塑用机械手结构示意图机械手的手部有多种形式,一般可分为

6、夹持4设计要点式和吸附式两种。夹持式手部的主要形式为4.1手部夹钳式,常用于抓取不易破碎或变形的制品,注塑机械手的手部是用来直接抓取注塑它对所抓取的制品的形状有较大的适应性。制品的部件。由于注塑制品的形状、大小、重夹持式手部由手指、传动机构和驱动装置组量及表面特征等方面存在着差异,因此注塑成,其手指的运动方式如图3所示。©1995-2005TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.88机械手在注塑生产中的应用(a)单支点回转型(b)双支点回转型(c)平移型图3夹持式手部手指的运动方式示意图对于夹持式手部,

7、进行设计选用时主要个生产工序中,并向模腔中喷洒脱模剂。在考虑以下几点:设计时,应根据注塑机的性能、机械手的作业(1)手部应具有适当的夹紧力和驱动力;条件和要求、制品的形状和重量等来确定控(2)手指应具有足够的开闭范围;制系统。一般来说,设计或选用控制系统应(3)手指对制品应具有一定的夹持精度;遵循以下一些要点:(4)手部对制品应具有一定的适应能力,(1)应确保机械手有足够的定位精度;且要求手部能耐受注塑制品刚从模腔中取出(2)应注意机械手与注塑机的动作配合时的高温及腐蚀性。协调,确保机械手抓取制品离开模具后,注塑4.2驱动系统机和机械手能够各自继续进