兩個主臂機械手在疊模、模內(nèi)貼標(biāo)、嵌入成型以及各種模后處理中的應(yīng)用
發(fā)布時間：
2020-09-16 15:28:14
雙主臂機械手已在各行各業(yè)得到廣泛應(yīng)用：醫(yī)療方面的應(yīng)用包括包覆成型帶螺紋的嵌件或透明窗；汽車領(lǐng)域的應(yīng)用包括包覆成型彈性體表皮或金屬增強結(jié)構(gòu)；電子和家用產(chǎn)品方面的應(yīng)用包括包覆成型RFI屏蔽體或封裝端子的連接體；軍事方面的應(yīng)用包括嵌入電子電路或包覆成型抗沖擊消音材料。
事實已證明，擁有兩個主臂的機械手在疊模、模內(nèi)貼標(biāo)、嵌入成型以及各種模后處理的操作中是有用的。這一概念已經(jīng)發(fā)展到一臺常規(guī)的機械手可以擁有兩個引拔軸，每個引拔軸能選擇單臂或雙臂。
多年來，直角坐標(biāo)機械手一直是注塑加工中取出操作所用機械手的主要設(shè)計類型，它們通常由3個線型軸組成——前后行程、升降行程和輸送行程。當(dāng)模具打開時，升降行程會定位抓取裝置，以抓住模具中的成型部件。前后行程將向后移動，取出成型部件，然后升降行程撤回，使模具可以閉合繼續(xù)下一循環(huán)。接下來，輸送行程負責(zé)移動部件，通過升降行程軸和前后行程軸，將部件運送到卸載區(qū)域。
不久以后，為滿足同時從三板模具中去除澆口的需要，直角坐標(biāo)機械手增加了另一個升降行程軸，該升降行程軸被定位在主升降臂后面。
在直角坐標(biāo)機械手的多臂發(fā)展中，第一步是在主提升臂后面添加一個副臂，以從三板模具中去除澆口
第二個主臂的演變
多年以后，上文中提到的次級輕型升降臂被第二個主升降臂所取代。現(xiàn)在，線性機械手可用于疊模，同時從一副疊模的兩側(cè)取出成型部件，這些應(yīng)用在包裝市場中非常普遍。
隨著機械手技術(shù)的進步，編程變得越來越容易，末端工具（EOAT）也越來越先進，因此新的應(yīng)用已成為可能。將“雙主臂”機械手用于成型前和成型后的操作中已很常見。典型的成型前操作包括在注射前自動埋入嵌件。這些用于包覆成型的嵌件可以是機加工或鑄造的金屬零部件，甚至是成型好的塑料件。
如今，雙主臂機械手已在各行各業(yè)得到廣泛應(yīng)用：醫(yī)療方面的應(yīng)用包括包覆成型帶螺紋的嵌件或透明窗；汽車領(lǐng)域的應(yīng)用包括包覆成型彈性體表皮或金屬增強結(jié)構(gòu)；電子和家用產(chǎn)品方面的應(yīng)用包括包覆成型RFI屏蔽體或封裝端子的連接體；軍事方面的應(yīng)用包括嵌入電子電路或包覆成型抗沖擊消音材料。
在成型前和成型后的操作應(yīng)用中，雙主臂機械手的使用越來越普遍，如嵌件埋入、模內(nèi)標(biāo)簽放置、除澆口、檢查、鉸鏈彎曲和裝配等
幾乎所有的行業(yè)都會受益于模內(nèi)貼標(biāo)（IML）的應(yīng)用。這些標(biāo)簽可以是塑料薄膜、硬質(zhì)塑料或金屬，應(yīng)用范圍包括剪草機上的警告標(biāo)簽、手術(shù)器械上的刻度標(biāo)記和汽車中的識別特征。
第二主臂的另一項用途是可以改變部件的方向，如NPE 2015展會中Yushin公司展臺所展示的，通過EOAT抓住醫(yī)用大麻瓶的底部將其從模具中取出。但這些瓶子需要瓶口朝上地被放在封蓋工位。為保證整體成型周期不會延長，該公司采用了帶有相反EOAT的雙主臂機械手。從模具中取出部件后，抓住瓶底的EOAT會與另一個EOAT面對面，然后此ETOA抓住瓶子的開口一側(cè)。然后，這些容器可以正確地被放置在閉合的夾具中，循環(huán)時間沒有受到影響，因為是在移動到夾具的過程中部件發(fā)生了重新取向。
第二主臂還可用于產(chǎn)品組裝。正如Yushin公司在NPE 2012年和 NPE 2015展會中所展示的，一副8部件的成套制品模具被用于成型一款玩具機器人“埃迪”。這些部件通過主臂EOAT脫模，然后該EOAT重新定位。接下來，6個部件被傳送給第二主臂的EOAT。當(dāng)前兩個部件被放置到一個組裝夾具中時，第二個EOAT上的部件被重新定位，使其與前兩個部件和鎖緊槽得到準(zhǔn)確定位。當(dāng)整個組裝完成，第三個EOAT從夾具中取回“埃迪”，將其站立著放在輸送機上。埃迪在1min內(nèi)就被制造出來，且無人工操作。
在套模中成型的8個部件被組裝成玩具機器人埃迪。在NPE 2012和NPE 2015展會中，一臺雙主臂機械手演示了這一組裝過程
第二主臂可執(zhí)行的模后操作包括去飛邊、除澆口、檢查和鉸鏈彎曲。將這些以及類似的機械手第二主臂所執(zhí)行的二次操作合并，可以獲得兩大優(yōu)勢：
首先，可以在部件從模具移向下一個操作工位的過程中執(zhí)行這些操作。由于機械手不必將部件放到位置固定的夾具或夾緊裝置中并等待操作完成，所以總的循環(huán)時間可以縮短。如果一個臂或兩個臂配有單向或雙向運動的伺服旋轉(zhuǎn)軸，機械手潛在的應(yīng)用范圍會顯著增加。例如，一些鉸鏈彎曲應(yīng)用無法通過一個EOAT完成，有時需要輔助裝置來提供正確的動作。為取代一個固定裝置（它要求部件固定到位并消耗了寶貴的循環(huán)時間），可以將該裝置添加到第二主臂上。采用這一概念，這一操作發(fā)生在“機械手將成型部件傳送到下一工序”的過程中。
這種想法衍生出機械手第二主臂的另一個好處：寶貴的車間空間可用于其他用途。它允許機器彼此更靠近，或者增加其他節(jié)省勞力和庫存的項目，如儲物箱系統(tǒng)。在機器旁邊通過機械手包裝成型好的部件，避免了人工將部件從傳送帶送到裝運處的工作，以及后續(xù)的檢查和包裝，從而減少了不必要的WIP排隊，降低了部件受損或丟失的可能性。這兩個優(yōu)勢中的每一個都會提高公司的盈利能力，并為其客戶增加可感知的價值。當(dāng)對一個應(yīng)用實現(xiàn)多方面改進時，ROI（投資回報率）會非常吸引人。
進入雙翼
在過去十年內(nèi)，由于引入了兩個完全獨立的機械臂，機械手的功能再次進步。每一個機械臂都在傳送或橫向軸上有其自己的運動軸。由一個單獨的控制器操作，兩個臂可以得到機械耦合或單獨運行，后者就是所謂的“雙翼”設(shè)計。這種機械手在一個橫向行程上擁有兩個獨立的引拔軸，每個引拔軸都可以配置一個主升降臂，或一個主臂和一個副臂，或兩個主臂，或這些配置的任意組合。
在橫向行程上采用兩個引拔軸的機械手，如Yushin公司的“雙翼”設(shè)計，已經(jīng)在過去十年中出現(xiàn)
這種機械手允許的操作功能彼此獨立，像兩個獨立的單元，但仍由一個控制器管控。與傳統(tǒng)的采用兩個機械手的解決方案相比，此功能的優(yōu)勢是，可減少占地面積并節(jié)省10%～15%的成本。此外，發(fā)生在成型單元中的增值操作減少了材料處理的人工和存儲空間，以及由于額外處理所引起的損壞。最終的結(jié)果是使客戶實現(xiàn)了更快和成本更低的生產(chǎn)。
正如這些例子所示，這種設(shè)計非常適合于多個加工的自動成型系統(tǒng)：
1． 雙色或多組分成型
首先，模具打開，主臂A定位EOAT以抓住并取出成型部件。當(dāng)主臂A將成型部件從第一副模具傳送到第二副模具中，以包覆成型第二種顏色或材料時，主臂B移動到卸料區(qū)域。
2． 保持RH和LH部件完全分離
首先，模具打開，主臂A定位EOAT以抓住和取出成型部件。當(dāng)主臂A移動到操作人員一側(cè)的卸料區(qū)時，主臂B移動到卸料區(qū)的后側(cè)。成型部件可以被脫模至卸料輸送機上或放置到堆垛機系統(tǒng)中。
應(yīng)用2：在每個引拔軸上擁有一個主臂的雙翼設(shè)計，允許部件在操作員一側(cè)和機器后側(cè)脫模，以保持RH和LH部件的分離
3. 短循環(huán)周期的脫模和頂出
首先，模具打開，主臂B定位EOAT，以抓住并取出成型部件。然后，主臂B從模具區(qū)域提起部件，使機器能進入下一循環(huán)。接下來，主臂B的EOAT將部件移動到切換工段，并返回到模具上方的等待位置，此時，切換工位會將部件旋轉(zhuǎn)90°。然后，主臂A取回這些部件，在將該部件移動到卸料位置的過程中，主臂A會旋轉(zhuǎn)，為部件提供合適的最終方向，使其便于脫模至卸料輸送機或堆垛機系統(tǒng)中。
應(yīng)用3：針對短成型周期的脫模和包裝。帶有副臂的主臂B取出部件，并把它們傳送給一個旋轉(zhuǎn)單元，旋轉(zhuǎn)90°以重新定位。主臂A拾取旋轉(zhuǎn)后的部件并包裝
4．超短成型周期的脫模和包裝
首先，模具打開，主臂A定位EOAT以抓住并取出成型部件。然后，主臂A從模具區(qū)域中提起部件，使機器能進入下一循環(huán)，并將成型部件傳送到機器的操作員一側(cè)進行卸料。當(dāng)主臂A離開模具時，主臂B將自己定位在模具上方，等待開模信號。接下來，模具打開，主臂B定位EOAT來抓住并取出成型部件。再然后，主臂B從模具區(qū)域提起部件，使機器進入下一循環(huán)，并將成型部件傳送到機器的操作員一側(cè)進行卸料。當(dāng)主臂B離開模具時，主臂A再次將自己定位在模具上方，如此循環(huán)往復(fù)。
應(yīng)用4：針對超短成型周期的脫模和包裝。設(shè)備A、B側(cè)的引拔軸各有一個主臂和副臂，用于在操作員一側(cè)和機器后側(cè)取出部件并包裝
5．脫模、組裝和/或檢查和包裝
首先，模具打開，主臂B定位EOAT以抓住并取出成型部件。然后，主臂B從模具區(qū)域提起部件并傳送給卸料夾具。一旦主臂B卸料完成，主臂A的EOAT可以進行二次操作，如組裝和/或檢查。接下來，通過檢查的部件可以被傳送到卸料輸送機，或放置到堆垛機系統(tǒng)中。廢品可以單獨存放。
應(yīng)用5：脫模、組裝和/或檢查和包裝
6．脫模、冷卻、澆口切除和包裝
首先，模具打開，主臂B定位EOAT以抓住并取出成型部件。然后，主臂B從模具區(qū)域提起部件并移動到一個打開的冷卻夾具（或夾具）。一旦主臂B卸料完成，主臂A的EOAT可以抓住一個冷卻部件并將其移送給澆口切除工位。切除澆口的部件可以被傳送到卸料輸送機或放置到堆垛機系統(tǒng)中。
應(yīng)用6：脫模、冷卻、澆口切除和包裝
7．脫模、粗細澆口料切除和包裝
首先，模具打開，主臂B定位EOAT以抓住并取出成型部件。然后，主臂B從模具區(qū)域中提起部件并移動到澆口粗切工位。一旦主臂B卸料完成，主臂A的 EOAT可以拾取粗切的部件并傳送給澆口細切工位。澆口切除好的部件可以被傳送給卸料輸送機或放入堆垛機系統(tǒng)中。主臂A臂也可以把整個托盤移動至卸料輸送機。
應(yīng)用7：脫模、澆口的粗切和細切以及包裝
8．適合包覆成型應(yīng)用的多個嵌件的取向和放置
后主臂A的EOAT抓住嵌套標(biāo)簽并移入模具上方定位。然后，模具打開，允許前主臂A和后主臂A在模具中定位相應(yīng)的EOAT。接下來，后主臂A的EOAT將標(biāo)簽準(zhǔn)確地送入模具中。成型后，前主臂A的EOAT抓住貼標(biāo)部件并其從模具中取出。再然后，兩個主臂A從模具區(qū)域中提起，并傳送到卸料輸送機以釋放貼標(biāo)部件。
9.在立式注塑機中對包覆成型所用的嵌件進行取向和放置
主臂B的EOAT從下半模中取出包覆成型的部件并傳送給卸料輸送機或堆垛機，主臂A從一個喂料盒中或其他的存放裝置中取回嵌件，并把它們放置到下模腔內(nèi)。
如今，機械手可通過不同的配置來滿足復(fù)雜的市場需求，比較理想的方法是通過重新利用現(xiàn)有的技術(shù)而不是開發(fā)訂制新產(chǎn)品來降低風(fēng)險。加工商們要仔細調(diào)查機械手供應(yīng)商的產(chǎn)品和經(jīng)驗，并選擇最具價值的解決方案，而不是最低的價格。
分享到
抖音
視頻號
微信公眾號
手機端