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注塑机专用机械手设计要点
[2020-12-12]

手部
注塑机专用机械手的手部是用来直接抓取注塑制品的部件。由于注塑制品的形状,大小,重量及表面特征等方面存在着差异,因此注塑机械手的手部有多种形式,一般可分为夹持式和吸附式两种。夹持式手部的主要形式为夹钳式,常用于抓取不易破碎或变形的制品,它对所抓取的制品的形状有较大的适应性。夹持式手部由手指,传动机构和驱动装置组成。
对于夹持式手部,进行设计选用时主要考虑以下几点。
(1) 手部应具有适应的夹紧力和驱动。
(2)手指应具有足够的开关范围。
(3)手指对制品应具有一定的夹持精度。
(4)手部对制品应具有一定的适应能力,且要求手部能耐受注塑制品刚从模腔中取出时的高温及腐蚀性。
驱动系统
注塑用机械手的驱动系统一般可分为气压驱动和电力驱动等两类,也可以根据工作要求采用上述两种类型的组合系统来完成驱动。
在设计选用驱动系统时应注意以下几点。
(1) 根据机械手的负载量来确定驱动系统的类型,一般来说,重负载的可选择电力驱动系统,轻负载的可选择气压驱动系统。
(2) 对于作点位控制的注塑机械手多采用气压驱动系统。
(3) 对于需要采用伺服控制的机械手多采用电力驱动系统。
控制系统
注塑用机械手的所有动作都在控制系统的指挥下完成,尤其是机械手与注塑机的协调工作关系,更是要依赖控制系统来达到。在控制系统的指挥下,机械手按照预定的工作程序完成各个动作,从而将注塑生产出的制品从模具中取出并传送到指定地点或下一个生产工序中,并向模腔中喷洒脱模剂。在设计时,应根据注塑机的性能,机械手的作业条件和要求,制品的形状和重量等来确定控制系统。
一般来说,设计或选用控制系统应遵循以下一些要点。
(1) 应确保机械手有足够的定位精度;
(2) 应注意机械手与注塑机的动作配合协调,确保机械手抓取制品离开模具后,注塑机和机械手能够各自继续进行动作,从而减少时间浪费;
(3) 应注意控制机械手的运行速度,即要使机械手能够满足注塑成型最短周期的要求,有要考虑是否会产生惯性冲击和振动;
(4) 应考虑控制系统的费用与实际工作要求之前的平衡关系。
自由度: [1]  通常把传送机构的运动称为传送机构的自由度。人从手指到肩部共有27个自由度。而如将机械手的手臂也制成这样多的自由度,既困难又不必要。从力学的角度分析,物件在空间只有6个自由度。因此为抓取和传送在空间不同位置和方位物件,传送机构也应具有6个自由度。常用的机械手传送机构的自由度还多为少于6个的。一般的专用机械手只有2~4个自由度,而通用机械手则多数为3~6个自由度(这里所说的自由度数目,均不包括手指的抓取动作)。
机械手的每一个自由度是由其操作机的独立驱动关节来实现的。所以在应用中,关节和自由度在表达机械手的运动灵活性方面是意义相通的。又由于关节在实际构造上是由回转或移动的轴来完成的,所以又习惯称之为轴。因此,就有了6自由度、6关节或6轴机械手的命名方法。它们都说明这一机械手的操作有6个独立驱动的关节结构,能在其工作空间中实现抓取物件的任意位置和姿态。
工作步骤
注塑用机械手在抓取制品及喷洒脱模剂时一般采用如下的工作步骤:机械手手臂下降并引发注塑机开模-注塑机顶出注塑制品并向机械手发出。
顶出信号—机械手伸入模腔中抓取制品-机械手向模腔喷洒脱模剂—机械手上升离开模腔—机械手向注塑机发出闭模信号并引发注塑机闭模—。
机械手移动到指定位置处放下制品—机械手回复到原位准备进行下一次动作。

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