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目前市場上流行的高精密注塑機專用機器人，其控制系統(tǒng)是使用專用微處理器和接口構(gòu)成的最小控制系統(tǒng)。 在機械結(jié)構(gòu)方面，對定位精度沒有要求時，采用同步帶傳動，行走部配置滑軌，用變頻調(diào)速器進行調(diào)速控制。
本文提出了一種基于PLC控制的注塑機專用機械手，充分利用PLC靈活控制的特點，在行走部分配置滑軌，采用齒條小齒輪驅(qū)動和變頻控制; 是高性價比的機電一體化產(chǎn)品。
本文從機械結(jié)構(gòu)和電氣控制兩個層面對該機械進行了較完整的論述。 引言在塑料制品中，按制品加工方法的不同進行分類，主要可分為四大類。
一、是作為注射成型品
二、高精密注塑機成型品;
三、為了擠出成型品; 四是軋制成形品。 其中應(yīng)用面最廣，品種最多，精密度最高。 從注塑制品的產(chǎn)品類，到日常生活用品中的葫蘆碗、兒童玩具、精密工業(yè)設(shè)備上的零件，隨著各種高分子新材料的出現(xiàn)，許多金屬零件也有逐漸被這些新材料所取代的趨勢。 為了符合高精密注塑機制品生產(chǎn)自動化的要求，保證產(chǎn)品的高質(zhì)量高效率，必須盡量減少人工干預(yù)。 基于這種思想，許多注塑機制造商將高精密注塑機專用機器人的裝置納入了顧客輔助選擇的范圍。 但是，在傳統(tǒng)的注射機中，幾乎沒有這種裝置，因此，開發(fā)適合注射機使用的專用輔助機器人成為了提高制造商產(chǎn)品競爭力的重要手段和必然選擇。
行業(yè)狀況各種類型的機械手是自動生產(chǎn)中不可缺少的重要設(shè)備。 特別是在危險的情況下，在嚴(yán)重威脅人們安全和健康的環(huán)境下，采用機械手代替人具有非常重要的意義。 珠江三角洲地區(qū)的塑料工業(yè)非常發(fā)達，在國內(nèi)位居前列，在國際上也被珠江三角洲譽為世界工廠。 目前該行業(yè)使用的注射機專用機器人多為臺灣制造，如臺灣勁旅公司生產(chǎn)的勁旅品牌機器人、臺灣威得客國際股份有限公司生產(chǎn)的“威得客”W255系列注射機專用機器人等。 分析這種機械手的結(jié)構(gòu)，其電氣控制系統(tǒng)一般采用微機最小系統(tǒng)或單片機系統(tǒng)，機械手驅(qū)動部分采用氣動驅(qū)動、變頻驅(qū)動和伺服驅(qū)動。 在機械結(jié)構(gòu)方面，采用滑軌結(jié)構(gòu)配設(shè)同步帶傳動，或采用滾珠齒輪齒條結(jié)構(gòu)配設(shè)滑軌。 整體設(shè)計思想是盡可能成熟的控制技術(shù)與機械零件和機構(gòu)相結(jié)合的產(chǎn)物基于PLC控制的注塑機專用機器人上述高精密注塑機專用機器人，對機器人制造商來說，由于是專用輔助設(shè)備，售價較高，特別是用于現(xiàn)有注塑機的設(shè)備改造，在經(jīng)濟上似乎“無法補償損失”。
“高性能價格比”這一注塑機專用機器人已成為所有注塑機制造商利用現(xiàn)有注塑機設(shè)備提高產(chǎn)品質(zhì)量的重要選擇和最大需求。 3.1以PLC為核心的控制系統(tǒng)PLC是以微處理器為核心，綜合計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)和通信技術(shù)發(fā)展起來的新型工業(yè)自動控制裝置。 其最大特點是體積小、功能強、響應(yīng)速度快、可靠性高。 控制過程全部采用梯形圖方式編程。 隨時可以根據(jù)生產(chǎn)技術(shù)的要求隨機修改，具有擴展性。 目前，PLC由世界知名的電氣控制設(shè)備制造商專業(yè)化研發(fā)、批量生產(chǎn)，因此生產(chǎn)成本低，價格低廉。 隨著全球經(jīng)濟一體化進程的加快，市場競爭有進一步降低價格的余地，為各行業(yè)廣泛采用這種控制系統(tǒng)提供了有利條件。 其控制系統(tǒng)的原理圖如圖1所示。 圖1 PLC控制系統(tǒng)框圖中的人機界面也采用技術(shù)和技術(shù)上已經(jīng)十分熟悉的5.7’單色觸摸屏，采用手持式結(jié)構(gòu)，通過交互式操作界面，全中文模式，簡單易學(xué)。
內(nèi)置程序可以自由組合使用，可以自動監(jiān)視和記錄故障。 可以隨時修改3個坐標(biāo)軸的運動參數(shù)和橫行軸變頻調(diào)速器的各參數(shù)，滿足產(chǎn)品的技術(shù)要求。 PLC讀取注塑機的開閉型信號和頂桿信號，通過編程運行保證機器人和注塑機的動作安全協(xié)調(diào)。 3.2機電傳動模式在當(dāng)今技術(shù)更新越來越快的時代，誰跟上技術(shù)發(fā)展的步伐，誰就有可能獲得市場。 目前市場上流行的注塑機專用機器人并不是沿用上述思路設(shè)計的。 本文將上述思想擴展為設(shè)計模式：積木式結(jié)構(gòu)。 也就是說，系統(tǒng)中相對獨立的部件是在滿足系統(tǒng)工藝要求的前提下，利用最高性能價格比的機構(gòu)進行配置的。 對于本系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，橫行軸由變頻電機配減速機構(gòu)驅(qū)動; 上下軸及拉拔軸由氣缸驅(qū)動。 使用進口到橫行、拔出、上下行走機構(gòu)的高剛型直線導(dǎo)軌。 上下軸及拉拔軸組裝托架均使用市售的高剛型鋁合金型材，橫行軸采用螺旋齒條傳動。
如上所述，通過在高性價比的機械上配置高性價比的控制系統(tǒng)，誕生了具有市場競爭力的注塑成型機專用機器人。 基于上述設(shè)計思想，以O(shè)MRON公司的CPM2AE為例，該機型是面向中國客戶推出的PLC，性價比非常高。 筆者以此為核心，結(jié)合觸摸屏和LG變頻器，輔助上述機械驅(qū)動部件，構(gòu)成注塑機專用機器人的硬件部分，相信軟件編程也不難用應(yīng)用技術(shù)人員熟知的梯形圖語言進行制作該注塑機專用機器人已經(jīng)在生產(chǎn)中應(yīng)用。 制造成本比市場上的同型號機低近2萬元。 結(jié)束語實踐證明，利用足夠成熟的PLC技術(shù)、變頻調(diào)速技術(shù)以及足夠成熟的先進機械傳動構(gòu)件，采用積木式框架，應(yīng)用工程師能夠迅速為企業(yè)設(shè)計制造急需的機電一體化設(shè)備。 成為設(shè)備改造、升級、提高產(chǎn)品質(zhì)量、參加市場競爭的有力武器。
