基于PLC的注塑机机械手设计

　　工控摘要：目前，市场上流行的注塑机机械手就控制系统而言都是使用的微处理机加接口组成的zui小控制系统。在机械构造方面，当定位精度要求不高时采用时规皮带传动，行走部分配置滑线导轨，由变频调速器调速控制。本文提出一种基于PLC控制的注塑机机械手，充分利用PLC灵活控制的特点，行走部分配置滑线导轨，采用斜齿轮齿条传动和变频调速控制;是一种高性价比的机电一体化设备。文章分别从机械构造和电气控制两个层面对该机作了较为完整的论述。
　　
　　1引言
　　
　　在塑胶制品中，以制品的加工方法不同来分类，主要可以分为四大类。一为注塑成型产品;二为吹塑成型产品;三为挤出成型产品;四为压延成型产品。其中应用面zui广、品种zui多、精密度zui高的，当数注塑成品产品类，小到日常生活用品中的锅瓢碗盏、儿童玩具，大到精密工业设备上的零部件，随着各种高分子新材料的不断涌现，许多金属零部件亦有不断被这些新材料逐步取代的趋势。为配合注塑成型产品自动化生产要求，为保证制品的高品质率，必须尽量减少人工的干预，基于上述思想，许多注塑机生产厂家将注塑机机械手的装置列入了客户辅助选用件的范围。
　　
　　然而,对于原有注射机而言，绝大多数都没有此项装置，因此，开发适合注塑机使用的辅助机械手，就成了提升厂家产品的竞争力的一种重要手段和必然选择。
　　
　　2行业状况
　　
　　各种类型机械手是自动化生产中*的重要设备。尤其是在危险场合，在严重威胁人们安全和健康的环境下，采用机械手代替人，具有十分重要的意义。
　　
　　珠江三角洲地区塑胶工业是十分发达的，在国内居地位，在上珠三角也有世界工厂之称。目前，该行业使用的注射机机械手以中国台湾生产的居多，如中国台湾劲力公司生产的劲力牌机械手、中国台湾威得客股份有限公司生产的“威得客”W255系列注射机机械手,等等。
　　
　　剖析此类机械手的结构，其电气控制系统一般均采用微型计算机zui小系统或单片机系统，机械手驱动部分采用气动驱动，变频调速驱动和伺服驱动。在机械构造方面采用滑线导轨结构配时规皮带传动，或用滚珠齿轮齿条结构配滑线导轨。总体设计思想，都是尽量采用成熟的控制技术和机械零件与机构搭配而成。
　　
　　3基于PLC控制的注塑机机械手
　　
　　上述注塑机机械手,就机械手制造厂家而言,由于是辅助设备因而售价较高,尤其用于对原有注塑机的设备改造上,经济上似乎“得不偿失”之嫌。所谓“高性能价格比”的注塑机机械手就成了所有注塑制品生产厂家利用原有注塑机设备提升产品质量的重要选择和zui大需求。
　　
　　3.1以PLC为核心的控制系统
　　
　　PLC是一种以微处理器为核心,并综合了计算机技术，自动控制技术和通信技术而发展起来的一种新型工业自动控制装置。它的zui大特点就是体积小,功能强,响应速度快，可靠性高。控制过程均通过以梯形图的方式编程。随时可依生产工艺的不同要求而随机修改，还具有可扩展性。现在由于PLC均由世界上有名的电气控制设备制造商专业化研究开发和批量生产,故由于生产成本低而导致价格便宜。随着经济一体化进程的加快,市场竞争导致其价格有进一步下调的空间,为各行业上广泛采用此种控制系统提供了有利条件。
　　
　　3.2机电一体化机械传动模式
　　
　　在当今技术更新愈来愈快的时代，谁跟上技术发展的脚步，谁就有可能获得市场。目前，市场上流行的注塑机机械手，无一不是沿用上述思路来设计的。本文将上述思想引伸为一种设计模式:积木式结构。即将系统中相对独立的部件，在满足系统工艺要求的前提下，采用zui高性能价格比的机构予以配置。针对本系统的结构，横行轴采用变频器马达配减速机构驱动;上下轴及引拔轴使用气缸驱动。在横行、引拔、上下行走机构上均使用进口的高刚型线性滑轨。上下行轴及引拔轴装配支座均使用市售高刚型的铝合金型材，横行轴采用斜齿轮齿条传动。综上所述，高性价比的机械配置加高性价比的控制系统，由此催生了市场竞争力的注塑机机械手。
　　
　　4结束语
　　
　　实践证明，利用十分成熟的PLC技术和变频器调速技术以及十分成熟*的机械传动构件，采用积木式架构，应用工程师就可以迅速地为企业设计制造出生产急需的机电一体化设备。成为在设备改造、升级，提高产品质量，参与市场竞争的有力武器。