两台以上注塑机配置一台机械手生产的架构及控制方法

摘要

本发明涉及两台以上注塑机配置一台机械手生产的架构及控制方法，注塑机控制器将对应的注塑机开模信号反馈至主控制器，主控制器通过机械手控制器控制机械手分别从该注塑机中取件和卸件，取件完成后，机械手控制器反馈信号至主控制器由主控制器控制该注塑机合模，卸件完成后机械手从下一开模的注塑机中取件和卸件。本发明通过主控制器分别对机械手控制器和两台以上注塑机控制器发出指令，并分别获取机械手控制器和注塑机控制器的反馈信号，从而达到仅用一台机械手完成两台以上持续生产中的注塑机的取件和卸件工作，大大提高了工作效率，与一台注塑机配置一台机械手相比，极大的节约了成本。本发明可适用于注塑机加工生产塑料。

说明书

技术领域

本发明涉及注塑机，特别是一种两台以上注塑机配置一台机械手生产的架构及控制方法。

背景技术

注塑机的加工过程如下：高分子（塑料）颗粒在料筒中经过加热和塑化达到流动状态，在螺杆的推动下注满模腔，当塑料熔体在模具内冷却固化到一定程度后，模具打开，取出产品，即完成一个注塑周期。取件的过程可由工人完成，亦可由机械手完成。由于机械手取件具有效率高、成本低、产品质量稳定等优点，因此被广泛的应用。

目前，塑料加工工厂的注塑机大多配置了取件机械手，但配置的形式都是一台注塑机配置一台机械手。从注塑机工作的过程可以看出，机械手的工作时间只是在注塑机冷却结束打开模具后的一小段时间，大约占整个批次生产周期不到1/10的时间，其他时间都处于空闲等待状态。因此，这种一台机械手配置一台注塑机的系统架构及控制模式不但浪费资源，而且效率较低。

发明内容

为了克服上述技术问题，本发明的目的在于提供一种两台以上注塑机配置一台机械手生产的架构及控制方法，该架构及控制方法工作效率高并且能节约成本。

本发明所采用的技术方案是：

一种两台以上注塑机配置一台机械手生产的架构，包括：

加工及取件装置，包括由两台以上注塑机组成的注塑机组、用于从任一注塑机中取件和卸件的一台机械手；

控制系统，包括机械手控制器、主控制器和与注塑机数量对应的注塑机控制器，所述机械手控制器和任一注塑机控制器均连接在主控制器上，所述每台注塑机控制器分别对应连接一台注塑机，所述机械手控制器与机械手连接。

作为本发明的进一步改进，所述每台注塑机以卸件点为圆心成圆形布置。

作为本发明的进一步改进，所述注塑机组上方设有自由度导轨，所述机械手安装在自由度导轨上。

作为本发明的进一步改进，所述自由度导轨包括三自由度导轨，所述机械手在三自由度导轨上做三维运动。

两台以上注塑机配置一台机械手生产的控制方法，注塑机控制器将对应的注塑机开模信号反馈至主控制器，主控制器通过机械手控制器控制机械手分别从该注塑机中取件和卸件，取件完成后，机械手控制器反馈信号至主控制器由主控制器控制该注塑机合模，卸件完成后机械手从下一开模的注塑机中取件和卸件。

作为本发明的进一步改进，各注塑机启动时，由主控制器通过各注塑机控制器控制对应注塑机依次定时启动。

作为本发明的进一步改进，注塑机依次定时启动的时间和注塑机数量的设置包括以下步骤：

a.  注塑机的加工周期和机械手与注塑机的取件距离确定机械手的取件速度；

b.  机械手的取件速度和到下一注塑机的取件距离以及注塑周期确定下一注塑机的启动时间；

c.  注塑机的注塑周期和启动时间确定设置注塑机的数量。

作为本发明的进一步改进，各注塑机开模时间错开。

作为本发明的进一步改进，每台注塑机的取件距离相等，依次启动的两台注塑机之间开模的时间间隔相同，机械手对每台注塑机取件和卸件的时间相同。

作为本发明的进一步改进，机械手对依次开启的前一注塑机完成卸件后马上对下一注塑机开始取件。

本发明的有益效果是：本发明通过主控制器分别对机械手控制器和两台以上注塑机控制器发出指令，并分别获取机械手控制器和注塑机控制器的反馈信号，从而达到仅用一台机械手完成两台以上持续生产中的注塑机的取件和卸件工作，大大提高了工作效率，与一台注塑机配置一台机械手相比，极大的节约了成本。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明进一步说明。

图1是本发明第一实施例的结构示意图；

图2是本发明第二实施例的结构示意图；

图3是本发明的通信框图；

图4是本发明的控制流程图。

具体实施方式

如图1、图2和图3所示，一种两台以上注塑机配置一台机械手生产的架构，包括加工及取件装置和控制系统。加工及取件装置由两台以上注塑机组3成的注塑机组3和一台机械手1组成。机械手1可以从任一注塑机中取件和卸件。

控制系统，包括机械手控制器、主控制器和与注塑机数量对应的注塑机控制器。机械手控制器和任一注塑机控制器基于现场数据总线均连接在主控制器上，实现实时通信，由主控制器控制启动和停止，每台注塑机控制器分别对应连接一台注塑机，控制注塑机的启动和产品的加工过程，并将注塑机的当前状态反馈至主控制器，机械手控制器与机械手1连接，控制机械手1完成轨迹运动和取件以及卸件等动作，并将机械手1的工作状态反馈至主控制器。

图1为第一实施例，共有5台注塑机，每台注塑机以卸件点为圆心成圆形布置，并且相邻注塑机间的距离相等。图2是第二实施例，共有4台注塑机，以卸件点为中心成矩形布置。

注塑机组3上方设有自由度导轨2，机械手1安装在自由度导轨2上，可以在自由度导轨2上运动，从而进行从注塑机中取件和卸件的操作。

自由度导轨2为具有x、y、z方向的三自由度导轨，机械手1在三自由度导轨上做三维运动。

由于在两台以上的注塑机生产过程中，只需要用一台机械手1进行取件和卸件的操作，避免了一台注塑机配置一台机械手1的高成本搭配，减低了设备成本和生产成本。

如图1-图4所示，一种两台以上注塑机配置一台机械手1生产的控制方法，注塑机控制器将对应的注塑机开模信号反馈至主控制器，主控制器通过机械手控制器控制机械手1分别从该注塑机中取件和卸件，取件完成后，机械手控制器反馈信号至主控制器由主控制器控制该注塑机合模，卸件完成后机械手1从下一开模的注塑机中取件和卸件，如此一直循环。

作为进一步优选的实施方式，各注塑机启动时，在主控制器上设置好启动时间，由主控制器通过各注塑机控制器控制对应注塑机依次定时启动。

作为本发明的进一步改进，注塑机依次启动的时间和注塑机数量的设置包括以下步骤：

a. 注塑机的注塑周期和机械手1与注塑机的取件距离确定机械手1的取件速度；

b. 机械手1的取件速度和到下一注塑机的取件距离以及注塑周期确定下一注塑机的启动时间；

c.  注塑机的加工周期和启动时间确定设置注塑机的数量。

作为进一步优选的实施方式，各注塑机开模时间错开，保证任意两台注塑机不会同时开模的前提下，机械手1连续地完成最多的取件次数，节省取件过程中的等待时间，提高生产效率。

作为进一步优选的实施方式，注塑机的摆设必须保证机械手1每次都能以最短的距离取件，每台注塑机的取件距离相等，依次启动的两台注塑机之间开模的时间间隔相同，机械手1对每台注塑机取件和卸件的时间相同。这样程序的控制相对简单。

作为进一步优选的实施方式，机械手1对依次开启的前一注塑机完成卸件后马上对下一注塑机开始取件，减少了机械手1的待机时间，提高生产效率。

对该控制方法举例如下。

以第一实施例为例，见图1和图4，用同一型号的注塑机生产相同的产品，注塑机的注塑周期为50s，开模至合模的时间为最后5 s，任一注塑机的取件距离为3 m，因此，在开模后的5秒内机械手1需要从卸件点开始运行经过3 m的取件距离完成取件，因此机械手1的取件速度为0.6 m /s；取件后机械手1返回至卸件点的时间也为5s，即取件和卸件总耗时10s。由于每台注塑机的注塑周期是相同的，为了保证在第一注塑机卸件完成的第55s时第二注塑机刚好开模使得机械手1一直工作，第二注塑机的启动时间定在第10s；依次类推，下一注塑机的启动时间比前一注塑机的启动时间迟10s；为了确保各注塑机开模时间错开，保证任意两台注塑机不会同时开模，共设置5台注塑机，以卸件点为圆心成圆形均布。具体参加下表。

将各注塑机的启动时间设置进主控制器里，机械手1的初始位置在卸件点；主控制器给注塑机控制器1发出启动的指令开启第一注塑机，经过10s后依次开启第二注塑机，直至开启第五注塑机；当第一注塑机准备开模时，注塑机控制器1发送指令到主控制器，主控制器发出指令至机械手控制器中驱动机械手1从第一注塑机中取件；机械手1完成取件后通过机械手控制器反馈信息到主控制器，由主控制器控制第一注塑机开始下一个批次的加工过程，同时，机械手1运行到圆心卸件处。当机械手1到达圆心并卸下第一注塑机的工件后，第二注塑机准备开模，机械手1马上启动对第二注塑机取件；以此类推，一直完成第五注塑机的取件，并不断循环，实现机械手1连续对5台注塑机取件。

以上的实施例是用一台机械手对生产同种产品且相同型号的注塑机进行取件及卸件的举例，在实际生产中，不同型号的注塑机或不同类型的产品生产过程其注塑周期可能不同，开模的时间及时间间隔也不同，因此机械手的取件、卸件速度也会据此有所变化，但是只要是用本发明的架构及本发明的控制方法进行塑料加工生产的都应在本发明的保护范围以内。