CN207841903U - 一种人机协同作业的注塑装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种人机协同作业的注塑装置，属于注塑设备技术领域。该装置包括注塑机、横走式机械手、埋入取出治具、供料治具和控制器，所述横走式机械手包括第一横走臂、第二横走臂、主臂取出臂、副臂取出臂、机械手第一驱动部、机械手第二驱动部和机械手第三驱动部，所述主臂取出臂的下端设有机械手手部，所述埋入取出治具与主臂取出臂下端的机械手手部连接，所述供料治具设在注塑机的外侧，所述控制器与机械手第一驱动部、机械手第二驱动部、机械手第三驱动部、埋入取出治具、供料治具连接。该装置结构简单，动作平稳，定位准确，可以稳定的将一射塑件安装到模具上，提高了工作效率，节省了人力，降低了生产成本。

Description

一种人机协同作业的注塑装置

技术领域

本实用新型属于注塑设备技术领域，特别是涉及一种人机协同作业的注塑装置。

背景技术

注塑行业以其高效高产的特性占据着成型领域的大量份额。随着一射塑件更新换代及制造工艺的提升，塑胶制品的注塑已不再局限于单一材料，注塑工艺也不再是传统的单色注塑，逐渐发展出双色成型、埋入成型、软胶包覆等新的方式。在此前提下，传统的人工作业效率低下，稳定性差，已经无法满足不断进步的制造工艺；而导入工业机器人，由于其配套设备研发周期长，费用高昂，在一射塑件需求周期较短的情况下也无法体现其价值所在。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本实用新型的目的是提供一种人机协同作业的注塑装置，该装置以设备为主体，以人员操作为辅助，自动化程度高，有利于高效率的进行标准化生产。

一种人机协同作业的注塑装置，包括注塑机、横走式机械手、埋入取出治具、供料治具和控制器，所述横走式机械手包括第一横走臂、第二横走臂、主臂取出臂、副臂取出臂、机械手第一驱动部、机械手第二驱动部和机械手第三驱动部，所述第一横走臂通过安装底座安装在注塑机的顶部，所述第二横走臂和机械手第一驱动部架设在第一横走臂上，所述主臂取出臂和机械手第二驱动部架设在第二横走臂上，所述副臂取出臂和机械手第三驱动部架设在第二横走臂上，所述主臂取出臂的下端设有机械手手部，所述主臂取出臂内设有反转轴和反转气缸，所述反转轴的上端和反转气缸的上端均与机械手第二驱动部连接，所述反转轴的下端和反转气缸的下端均与主臂取出臂下端的机械手手部连接，所述埋入取出治具与主臂取出臂下端的机械手手部连接，所述供料治具设在注塑机的外侧，所述控制器与机械手第一驱动部、机械手第二驱动部、机械手第三驱动部、埋入取出治具、供料治具连接。

优选的，所述埋入取出治具包括固定板，所述固定板包括第一固定板板面和第二固定板板面，所述第一固定板板面上设有定位导柱、小导柱、定件和动件，所述定位导柱和小导柱均垂直于第一固定板板面，所述动件上设有气爪、定件穿射孔和小导柱穿射孔，所述定件穿设于定件穿射孔内，所述小导柱穿设于小导柱穿射孔内，所述气爪与机械手第二驱动部连接，所述第二固定板板面上设有第一驱动气缸、第一凸台和第二凸台，所述第一驱动气缸和动件连接，所述第一驱动气缸与机械手第二驱动部连接，所述第一凸台上设有第一铰接轴，所述第二凸台上设有第二铰接轴，所述第一铰接轴的中心线和第二铰接轴的中心线均与第二固定板板面平行，所述第二铰接轴到第二固定板板面的距离大于第一铰接轴到第二固定板板面的距离，所述第一铰接轴和第二铰接轴均与主臂取出臂下端的机械手手部连接，所述固定板的下端设有取出板滑道，所述取出板滑道与第一固定板板面垂直，所述取出板滑道上设有取出板和第二驱动气缸，所述第二驱动气缸与机械手第二驱动部连接，所述第二驱动气缸与取出板连接，所述取出板上设有吸盘。

优选的，所述动件上还设有第一光纤感应器，所述第一光纤感应器与控制器连接。

优选的，所述气爪包括气爪主体和两个爪片，所述两个爪片均与气爪主体铰接，且两个爪片相对设置，所述两个爪片的内侧均设有爪片软胶垫，所述气爪主体与机械手第二驱动部连接。

优选的，所述供料治具包括支撑架，所述支撑架上设有定位治具、输送带、输送带驱动部和控制柜，所述定位治具上设有定位柱和第二光纤感应器，所述输送带上放置有分穴盛放盒，所述输送带驱动部与输送带连接，所述控制器设在控制柜内，所述第二光纤感应器和输送带驱动部均与控制器连接。

优选的，所述支撑架上还设有安全防护机构，所述安全防护机构包括安全隔板和安全光栅，所述安全隔板设在定位治具的四周并在定位治具的前方留有一射塑件放入口，所述安全光栅设在一射塑件放入口的两侧，所述安全光栅与控制器连接。

优选的，所述支撑架上设有第一限位感应器和第二限位感应器，所述第一限位感应器和第二限位感应器分别与输送带的两端相对应，所述第一限位感应器和第二限位感应器均与控制器连接。

优选的，所述输送带上设有盛放盒底座，所述盛放盒底座与输送带固定连接，所述分穴盛放盒放置在盛放盒底座内。

优选的，该装置还包括工作台，所述工作台放置在注塑机的侧面。

本实用新型的有益效果是：该装置结构简单,动作稳定可靠，定位准确，可以稳定准确的将一射塑件安装到模具上；该装置设有安全防护机构，可以有效保证操作人员的人身安全；人机协同作业安装一射塑件，节省了人力，提高了工作效率。

附图说明

图1为本实用新型人机协同作业的注塑装置整体结构示意图。

图2为本实用新型人机协同作业的注塑装置埋入取出治具结构示意图之一。

图3为本实用新型人机协同作业的注塑装置图2中A区域放大图。

图4为本实用新型人机协同作业的注塑装置埋入取出治具结构示意图之二。

图5为本实用新型人机协同作业的注塑装置气爪结构示意图。

图6为本实用新型人机协同作业的注塑装置供料治具结构示意图。

图7为本实用新型人机协同作业的注塑装置图6中B区域放大图。

图8为本实用新型人机协同作业的注塑装置定位治具俯视图。

图9为本实用新型人机协同作业的注塑装置使用时一射塑件埋入状态示意图。

图1至图9中：1为注塑机，2为埋入取出治具，3为供料治具，4为工作台，5为主臂取出臂，6为副臂取出臂，7为第一横走臂，8为第二横走臂，9为固定板，10为定位导柱，11为动件，12为定件，13为吸盘，14为取出板，15为气爪，16为第一驱动气缸，17为第二驱动气缸，18为第一光纤感应器，19为模具，20为一射塑件，21为小导柱，22为气爪主体，23为爪片，24为爪片软胶垫，25为分穴盛放盒，26为输送带，27为盛放盒底座，28为定位治具，29为安全光栅，30为安全隔板，31为控制柜，32为第一限位感应器，33为第二限位感应器，34为第二光纤感应器，35为定位柱。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施案例来对本实用新型人机协同作业的注塑装置做进一步的详细阐述，以求更为清楚明了地表达本实用新型的结构特征和具体应用，但不能以此来限制本实用新型的保护范围。

实施例：如图1至图8所示，一种人机协同作业的注塑装置，包括注塑机1、横走式机械手、埋入取出治具2、供料治具3和控制器，所述横走式机械手包括第一横走臂7、第二横走臂8、主臂取出臂5、副臂取出臂6、机械手第一驱动部、机械手第二驱动部和机械手第三驱动部，所述第一横走臂7通过安装底座安装在注塑机1的顶部，所述第二横走臂8和机械手第一驱动部架设在第一横走臂7上，所述主臂取出臂5和机械手第二驱动部架设在第二横走臂8上，所述副臂取出臂6和机械手第三驱动部架设在第二横走臂8上，所述主臂取出臂5的下端设有机械手手部，所述主臂取出臂5内设有反转轴和反转气缸，所述反转轴的上端和反转气缸的上端均与机械手第二驱动部连接，所述反转轴的下端和反转气缸的下端均与主臂取出臂5下端的机械手手部连接，所述埋入取出治具2与主臂取出臂5下端的机械手手部连接，所述供料治具3设在注塑机1的外侧，所述控制器与机械手第一驱动部、机械手第二驱动部、机械手第三驱动部、埋入取出治具2、供料治具3连接。

本实施例中，所述埋入取出治具包括固定板9，所述固定板9包括第一固定板板面和第二固定板板面，所述第一固定板板面上设有定位导柱10、小导柱21、定件12和动件11，所述定位导柱10和小导柱21均垂直于第一固定板板面，所述动件11上设有气爪15、定件穿射孔和小导柱穿射孔，所述定件12穿设于定件穿射孔内，所述小导柱21穿设于小导柱穿射孔内，所述气爪15与机械手第二驱动部连接，所述第二固定板板面上设有第一驱动气缸16、第一凸台和第二凸台，所述第一驱动气缸16和动件11连接，所述第一驱动气缸16与机械手第二驱动部连接，所述第一凸台上设有第一铰接轴，所述第二凸台上设有第二铰接轴，所述第一铰接轴的中心线和第二铰接轴的中心线均与第二固定板板面平行，所述第二铰接轴到第二固定板板面的距离大于第一铰接轴到第二固定板板面的距离，所述第一铰接轴和第二铰接轴均与主臂取出臂下端的机械手手部连接，所述固定板9的下端设有取出板滑道，所述取出板滑道与第一固定板板面垂直，所述取出板滑道上设有取出板14和第二驱动气缸17，所述第二驱动气缸17与机械手第二驱动部连接，所述第二驱动气缸17与取出板14连接，所述取出板14上设有吸盘13；所述横走式机械手上还设有真空发生器、气泵和控制板，所述真空发生器和吸盘13连接，所述真空发生器与控制器连接，所述真空发生器和气泵均与控制板连接，所述控制板与控制器通过信号线连接。

所述动件11上还设有四个第一光纤感应器18，所述第一光纤感应器18与控制器连接；所述气爪15包括气爪主体22和两个爪片23，所述两个爪片23均与气爪主体22铰接，且两个爪片23相对设置，所述两个爪片23的内侧均设有爪片软胶垫24，所述气爪主体22与机械手第二驱动部连接。

所述供料治具3包括支撑架，所述支撑架上设有定位治具28、输送带、输送带驱动部和控制柜31，所述定位治具28上设有定位柱35和第二光纤感应器34，所述输送带26上放置有分穴盛放盒25，所述输送带驱动部与输送带26连接，所述控制器设在控制柜31内，所述第二光纤感应器34和输送带驱动部均与控制器连接；所述支撑架上还设有安全防护机构，所述安全防护机构包括安全隔板30和安全光栅29，所述安全隔板30设在定位治具28的四周并在定位治具28的前方留有一射塑件放入口，所述安全隔板30由亚克力材质制成，所述安全光栅29设在一射塑件放入口的两侧，所述安全光栅29与控制器连接；所述支撑架上设有第一限位感应器32和第二限位感应器33，所述第一限位感应器32和第二限位感应器33分别与输送带26的两端相对应，所述第一限位感应器32和第二限位感应器33均与控制器连；所述输送带26上设有盛放盒底座27，所述盛放盒底座27与输送带26固定连接，所述分穴盛放盒25放置在盛放盒底座27内。

该装置还包括工作台4，所述工作台4放置在注塑机1的侧面。

所述机械手第一驱动部用于驱动第二横走臂8在第一横走臂7上移动；所述机械手第二驱动部用于驱动主臂取出臂5在第二横走臂8上移动，同时通过主臂取出臂5带动埋入取出治具2在竖直方向移动，并且通过驱动主臂取出臂5下端的机械手手部带动埋入取出治具2旋转；所述机械手第三驱动部用于驱动副臂取出臂6在第二横走臂8上移动，同时驱动副臂取出臂6在竖直方向移动；所述副臂取出臂6下端的抓手用于取出模具脱料板上的料头，所述机械手第一驱动部、机械手第二驱动部、机械手第三驱动部和输送带驱动部均包括驱动电机。

如图9所示，所述定件12和定位导柱10用于对模具19准确定位；所述第一驱动气缸16用于推动动件11在小导柱21的导向下，将一射塑件20推入模具19中；所述气爪用于夹持一射塑件20，所述爪片软胶垫24用于防止气爪15对一射塑件20造成损伤；所述四个第一光纤感应器18用于感应一射塑件20在动件11上是否准确到位，并将感应到的信号发送至控制器，当四个第一光纤感应器18中有一个未感应到一射塑件20，则控制器断开注塑机1给横走式机械手的开模完成信号，视为注塑机1未开模完成，横走式机械手下降信号停止，防止在缺料的情况下继续合模造成模内溢胶及后续的压模发生，同时输出报警提醒作业人员；所述取出板14在第二驱动气缸17的驱动下沿取出板滑道移动以带动吸盘13移动，所述吸盘13用于将上一周期成型的二设塑件从注塑机1中取出。

所述供料治具3是整个装置人机协作的平台，横走式机械手作业被限定在安全隔板30所形成的防护空间内，使得人员作业的安全性提高。由于模具为2+2穴的设定，一射塑件20的相似度较高，容易产生混淆，因此在定位治具28上安装防呆的定位柱33，只有正确的一射塑件20才能成功放置于定位治具28上，在喂料过程中能有效帮助操作人员区分不同穴号的一射塑件20，防止埋入件安放位置错误。四个第二光纤感应器34中的任意一个未感应到一射塑件20（人员漏装），或者安全光栅29感应到物体的情况下，输出信号至控制器，控制器断开横走式机械手下降指令，横走式机械手不允许模外下降，以防止出现人员伤害事故。控制器对工作的周期进行计数，当分穴盛放盒25盛放的一射塑件20超过一定数目后，输送带驱动部驱动输送带26将分穴盛放盒25及底座27从限位感应器32处运动至限位感应器33处（操作人员取放处），操作人员将分穴盛放盒25取下放置在工作台4上。

该装置的工作过程：以埋入作为开始，操作人员将一射塑件20放入供料治具3上，第二光纤感应器34和安全光栅29信号确认后，通过控制柜31接通横走式机械手模外下降信号，主臂取出臂5下端的机械手手部将固定板9旋转至水平状态，横走式机械手带动埋入取出治具2下降取件，期间如感应到安全光栅29有信号输入，横走式机械手模外下降信号断开，横走式机械手禁止下降，待信号解除后继续作业。埋入取出治具2下降到位置后，定位导柱10与定位治具28配合到位，气爪15闭合，将半成品埋入件固定于埋入取出治具2上，横走式机械手上升，移动至取件位置，取出板14由第二驱动气缸17推动，带动吸盘13进行取件；取件完成后，取出板14回缩，在4个第一光纤感应器18信号确认无误后，机械手进入埋入位置，通过定位导柱10与模具定位孔导向进入到位，第一驱动气缸16推动动件11，将埋入件20推入模具型腔，同时气爪15松开，埋入到位后，第一驱动气缸16带动动件11回缩，机械手退出模具进入准备位置；在控制柜31给出信号后再次下降到位，气爪15闭合，将半成品埋入件固定于埋入取出治具2上，同时吸盘13停止吸气，取出的成品下落于处于取一射塑件位的分穴盛放盒25中，如控制柜31计数达到，则驱动输送带26将分穴盒25输送至工作台；横走式机械手完成取件后继续重复上述作业。

Claims (8)

1.一种人机协同作业的注塑装置，其特征在于，该装置包括注塑机（1）、横走式机械手、埋入取出治具（2）、供料治具（3）和控制器，所述横走式机械手包括第一横走臂（7）、第二横走臂（8）、主臂取出臂（5）、副臂取出臂（6）、机械手第一驱动部、机械手第二驱动部和机械手第三驱动部，所述第一横走臂（7）通过安装底座安装在注塑机（1）的顶部，所述第二横走臂（8）和机械手第一驱动部架设在第一横走臂（7）上，所述主臂取出臂（5）和机械手第二驱动部架设在第二横走臂（8）上，所述副臂取出臂（6）和机械手第三驱动部架设在第二横走臂（8）上，所述主臂取出臂（5）的下端设有机械手手部，所述主臂取出臂（5）内设有反转轴和反转气缸，所述反转轴的上端和反转气缸的上端均与机械手第二驱动部连接，所述反转轴的下端和反转气缸的下端均与主臂取出臂（5）下端的机械手手部连接，所述埋入取出治具（2）与主臂取出臂（5）下端的机械手手部连接，所述供料治具（3）设在注塑机（1）的外侧，所述控制器与机械手第一驱动部、机械手第二驱动部、机械手第三驱动部、埋入取出治具（2）、供料治具（3）连接，所述埋入取出治具包括固定板（9），所述固定板（9）包括第一固定板板面和第二固定板板面，所述第一固定板板面上设有定位导柱（10）、小导柱（21）、定件（12）和动件（11），所述定位导柱（10）和小导柱（21）均垂直于第一固定板板面，所述动件（11）上设有气爪（15）、定件穿射孔和小导柱穿射孔，所述定件（12）穿设于定件穿射孔内，所述小导柱（21）穿设于小导柱穿射孔内，所述气爪（15）与机械手第二驱动部连接，所述第二固定板板面上设有第一驱动气缸（16）、第一凸台和第二凸台，所述第一驱动气缸（16）和动件（11）连接，所述第一驱动气缸（16）与机械手第二驱动部连接，所述第一凸台上设有第一铰接轴，所述第二凸台上设有第二铰接轴，所述第一铰接轴的中心线和第二铰接轴的中心线均与第二固定板板面平行，所述第二铰接轴到第二固定板板面的距离大于第一铰接轴到第二固定板板面的距离，所述第一铰接轴和第二铰接轴均与主臂取出臂（5）下端的机械手手部连接，所述固定板（9）的下端设有取出板滑道，所述取出板滑道与第一固定板板面垂直，所述取出板滑道上设有取出板（14）和第二驱动气缸（17），所述第二驱动气缸（17）与机械手第二驱动部连接，所述第二驱动气缸（17）与取出板（14）连接，所述取出板（14）上设有吸盘（13）。

2.根据权利要求1所述的一种人机协同作业的注塑装置，其特征在于，所述动件（11）上还设有第一光纤感应器（18），所述第一光纤感应器（18）与控制器连接。

3.根据权利要求2所述的一种人机协同作业的注塑装置，其特征在于，所述气爪（15）包括气爪主体（22）和两个爪片（23），所述两个爪片（23）均与气爪主体（22）铰接，且两个爪片（23）相对设置，所述两个爪片（23）的内侧均设有爪片软胶垫（24），所述气爪主体（22）与机械手第二驱动部连接。

4.根据权利要求1所述的一种人机协同作业的注塑装置，其特征在于，所述供料治具（3）包括支撑架，所述支撑架上设有定位治具（28）、输送带（26）、输送带驱动部和控制柜（31），所述定位治具（28）上设有定位柱（35）和第二光纤感应器（34），所述输送带（26）上放置有分穴盛放盒（25），所述输送带驱动部与输送带（26）连接，所述控制器设在控制柜（31）内，所述第二光纤感应器（34）和输送带驱动部均与控制器连接。

5.根据权利要求4所述的一种人机协同作业的注塑装置，其特征在于，所述支撑架上还设有安全防护机构，所述安全防护机构包括安全隔板（30）和安全光栅（29），所述安全隔板（30）设在定位治具（28）的四周并在定位治具（28）的前方留有一射塑件放入口，所述安全光栅（29）设在一射塑件放入口的两侧，所述安全光栅（29）与控制器连接。

6.根据权利要求5所述的一种人机协同作业的注塑装置，其特征在于，所述支撑架上设有第一限位感应器（32）和第二限位感应器（33），所述第一限位感应器（32）和第二限位感应器（33）分别与输送带（26）的两端相对应，所述第一限位感应器（32）和第二限位感应器（33）均与控制器连接。

7.根据权利要求5所述的一种人机协同作业的注塑装置，其特征在于，所述输送带（26）上设有盛放盒底座（27），所述盛放盒底座（27）与输送带（26）固定连接，所述分穴盛放盒（25）放置在盛放盒底座（27）内。

8.根据权利要求1所述的一种人机协同作业的注塑装置，其特征在于，该装置还包括工作台（4），所述工作台（4）放置在注塑机（1）的侧面。