一、 機械手的在注塑工業(yè)的應用
隨著塑料加工行業(yè)在我國的迅速發(fā)展，注塑成型設備的自動化程度也越來越高�，F(xiàn)代化的注塑機常常配置有機械手，以提高生產(chǎn)效率。注塑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制品或操持工具進行生產(chǎn)操作的自動化生產(chǎn)設備。注塑機械手是為注塑生產(chǎn)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(chǎn)；提高注塑成型機的生產(chǎn)效率、穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量、降低廢品率、降低生產(chǎn)成本、增強企業(yè)的競爭力等方面起到及其重要的作用。
在注塑工業(yè)中適用的機械手按其智能程度可以分為以下兩種類型：1、基本型注塑機械手，該類型機械手一般包括固定模式程序和按生產(chǎn)工藝需求的教導模式程序。固定模式程序涵蓋了目前注塑生產(chǎn)的幾種標準工藝，利用工業(yè)控制器來做簡單、規(guī)則和重復的動作。教導模式程序是特意為生產(chǎn)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。2、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，一般采用伺服驅(qū)動，能夠進行最大限度的仿人執(zhí)行比較復雜的操作，還可以通過配備先進的傳感器，讓其具有視覺、觸覺和熱覺功能，使其成為具有很高智能的注塑機器人。
注塑機械手的組成一般由執(zhí)行系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等組成。執(zhí)行和驅(qū)動系統(tǒng)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(qū)動機械部件的運轉(zhuǎn)，達到取物的功能�？刂葡到y(tǒng)則是通過對驅(qū)動系統(tǒng)進行控制，使執(zhí)行系統(tǒng)按照預定的工藝進行操作，以簡易機械手的控制系統(tǒng)為例：
人機界面
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注塑機開模完信號 ←→ 單片機←→ 注塑機機械手信號
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各類閥信號
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執(zhí)行氣缸
操作者通過人機界面進行操作，在機械手收到注塑機給出的可執(zhí)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，在完成取物后機械手恢復注塑機的動作。控制系統(tǒng)的設計難點在于機械手與注塑機的協(xié)調(diào)工作關系。在控制系統(tǒng)的指揮下，機械手按照預定的工作程序完成各個動作，從而將注塑生產(chǎn)出的制品從模具中取出并傳送到指定地點或下一個生產(chǎn)工序中。在設計時，應根據(jù)注塑機的性能、機械手的作業(yè)條件和要求、制品的形狀和重量等來確定控制系統(tǒng)。
由于注塑機械手能夠大幅度的提高生產(chǎn)率和降低生產(chǎn)成本，能夠穩(wěn)定和提高注塑產(chǎn)品的質(zhì)量，避免因人為的操作失誤而造成的損失。因此，注塑機械手在注塑生產(chǎn)中的作用變得越來越重要。目前國內(nèi)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(yè)的發(fā)展，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(fā)展。
二、選用機械手能帶來的經(jīng)濟效益
選用機械手有以下幾點好處：
首先，可以使每一模的產(chǎn)品生產(chǎn)時間固定化，相同的塑化時間、射出時間、保壓時間、冷卻時間、開關模時間，容易使產(chǎn)品的成品率提高，方便安排生產(chǎn)。其次，通過使用機械手，可以大大減少工人成本，按每人每月800元工資，每臺注塑機24小時生產(chǎn)，每天三班制計算：
每臺注塑機每月需要花費人工費用：
800 x 3=2400元
年工資為28800元
3臺注塑機需要年人工費用86400元
使用機械手后一個人可以管理至少3臺注塑機，按3臺計算，那么一天只要1個人可以管理3臺注塑機，那么花費的
月人工費用為2400元，
年費用為28800元
可以節(jié)省57600元。
如果使用工人管理注塑機，那么每天24小時至少有2個小時不能進行正常生產(chǎn)，那么生產(chǎn)效率只有使用機械手的92％，按45秒成型周期算，使用每臺機械手每天可以多生產(chǎn)160個，每年多生產(chǎn)57600個，按每個0．1元利潤計算，那么可以多創(chuàng)造5760元利潤，
3臺機械手每年可以多創(chuàng)造的利潤：57600 x 0．1 x 3=17280元
3臺機械手需要總的投資 ：36000 x 3二108000元
實際上一個注塑工人的每月花費遠遠不止800元，隨著社會保障制度的健全和完善，每個企業(yè)都面臨著給員工做養(yǎng)老保險等福利，費用就要成倍的增加，工人的流動性越來越大，新工人的培養(yǎng)成本也就越來越高，因此保守估計1年之內(nèi)就可以收回所有的機器投資。
以上參數(shù)按一般正常情況下作出的，實際情況按實際生產(chǎn)為準。
其次，工人會由于工作情緒、節(jié)假日、身體狀況造成缺勤，特別是春節(jié)前后， 各注塑工廠人員最緊缺，而用了機械手，該類情況就不會干擾到工廠的正常生產(chǎn)。由于使用了機械手，工人的工作安全性有了保障，不會出現(xiàn)由于工作疏忽或者疲勞造成的工傷事故。特別是三班倒的工作，晚上更容易出現(xiàn)生理性疲勞，容易出安全事故，夏天由于工作溫度很高，容易出現(xiàn)工人身體不適，精神不足。
最后，機械手可以保證生產(chǎn)的量，在接到訂單后容易安排生產(chǎn)管理。
三、 塑機專用機械手的選購
目前市場上的注塑機械手種類很多，如何在這么多種的機械手種挑選出適合的機械手確實是一個很現(xiàn)實的難題。對于想適用機械手的工廠技術人員來說，對機械手需要從以下幾個方面進行選擇：
首先是對現(xiàn)有的注塑機的噸位的了解。不同噸位注塑機對應著不同大小的模板尺寸和安全門高度，模板的尺寸直接決定著機械手的行程，安全門的高度影響著產(chǎn)品從模內(nèi)到模外的是否順利的取出，這兩個關鍵尺寸的確定之后就要考慮機械手的有效載荷多大，是不是足夠注塑產(chǎn)品的重量。
其次是對機械手的性能和易用性的評價。機械手的性能通常通過它的運動速度和重復精度來體現(xiàn)，運動速度體現(xiàn)在反應的快速性和高速性上，這個就需要對執(zhí)行部件進行考察，特別是氣缸和電磁閥的選擇上決定了這些性能。重復精度主要是通過機械手的機械部件的加工和裝配精度來體現(xiàn)。機械手的易用性主要是體現(xiàn)在人機界面的友好性，是否能夠做到最大限度的人性化就是其中最大的難點，讓操作人員不看操作說明書就能安全有效地對機械手進行操作。
再次是對機械手的可靠性和售后服務質(zhì)量的評價。和其他機械設備一樣，機械手上適用的零部件也會出現(xiàn)故障，所以要仔細觀察保修期限，評價保修期時，不單單要考察主關零部件的期限，特別要考察那些不在質(zhì)保范圍內(nèi)的易損零件的晶牌，一臺三年質(zhì)保期的機械手不一定比一年質(zhì)保期的合算�？煽啃灾饕峭ㄟ^零配件的質(zhì)量和裝配人員的熟練程度來體現(xiàn)，單單有高品質(zhì)的零配件不一定能保證高質(zhì)量的機器。售后服務目前是各行各業(yè)一直重點抓的一個環(huán)節(jié)，機械手在使用過程中不可避免地會出現(xiàn)問題，因此售后服務的質(zhì)量就顯得十分重要，所以在機械手的選擇上要優(yōu)先考慮售后服務的快速性和質(zhì)量。
四、 注塑機專用機械手的發(fā)展
目前，隨著注塑業(yè)的不斷發(fā)展，產(chǎn)品的要求越來越高，模具也呈現(xiàn)“一模多腔”的趨勢，因此對于注塑機械手來說就必須要解決這些難題。機械手在瓶坯模具的取出上一直是一個難題，一方面注塑機的開模定位不是很準確，另外一方面對于一出多的情況如何去檢測所有的瓶坯都已經(jīng)被取出，前面這個問題就需要注塑機來解決，后面的就需要加裝合適的傳感器來確認。目前好多產(chǎn)品需要貼標簽，如何通過機械手把標簽貼到模內(nèi)也是一個難題，如果這兩個難題都能解決的話，那么注塑機專用機械手就可以說開發(fā)成功了。當然隨著網(wǎng)絡技術的發(fā)展，機械手的聯(lián)網(wǎng)操作問題也是以后發(fā)展的方向。相信不久的將來智能注塑機械手就會誕生，那時注塑工業(yè)就能真正實現(xiàn)自動化發(fā)展。 |
