專利名稱：基于普通電機且低成本的節能注塑機器人及其控制方法
技術領域：
本發明涉及一種注塑機器人及其控制方法，尤其涉及一種基于普通電機且低成本
的節能注塑機器人及其控制方法。
背景技術：
現有技術中，針對注塑機的節能問題，有許多的解決方案，可以通過控制模擬量或者通過改變機械結構來達到節能的效果，諸如申請號為200710069994. 2的專利公開的節能控制系統，通過控制壓力以及流量達到節能的效果，但測量計算的量多，控制方法繁瑣；又諸如申請號為01137653. 8的專利公開的注塑機節能變頻調速器及節能方法，它通過增設具有頻率計算裝置的信號處理裝置來控制注塑機電機的轉速，達到節能的效果，存在同樣的問題；若通過改變機械結構來達到節能的效果，則需要對注塑機做改進，工藝操作復雜。如何能夠提供一種簡潔、方便并且有效的節能方法及裝置是本發明亟待解決的問題，另外，接線復雜，需要用很多的線，也是需要解決的問題。
發明內容
本發明的目的在于克服現有技術的缺陷，而提供一種基于普通電機且低成本的節
能注塑機器人及其控制方法，其控制方法簡潔、方便、高效，能夠節電三分之一以上，并且用
最少的線解決了接線問題。 實現上述目的的技術方案是 本發明之一的一種基于普通電機且低成本的節能注塑機器人，包括一注塑機本
體，該注塑機本體包括有油泵電機，其中，還包括一位于注塑機本體上的機械手、設置于注塑機本體上的用于控制機械手的機械手控制系統，所述的機械手控制系統通過兩塊串聯的
第一接線端子和第二接線端子進行信號的傳遞，其中 所述的注塑機本體中的油泵電機采用三相普通電機； 所述的機械手包括機械手底座、位于機械手底座上的機械手鎖緊機構、位于機械手鎖緊機構上的氣路電路元件、與機械手鎖緊機構固定的旋入旋出機構以及與旋入旋出機構垂直固定的上下運動機構，在該旋入旋出機構與上下運動機構之間設置有前后引拔機構，所述的上下運動機構的上端與氣路電路元件相連，下端由上至下依次連接有左右旋轉機構以及通用夾緊機構； 所述的通用夾緊機構包括左料桿座、右料桿座、固定于左料桿座上的左連接支架、固定于右料桿座上的右連接支架，所述的左、右連接支架內側均設置有一活動夾，還包括一設置于右料桿座中部的針型氣缸； 所述的機械手控制系統包括控制電源和一可編程邏輯控制器，該可編程邏輯控制器接受來自人機界面、聯機開始按鈕SB3、聯機停止按鈕SB4、用于檢測機械手的微動開關SQ1、第一、二、三、四磁性開關SQ2、 SQ3、 SQ4、 SQ5、第一、二、三傳感器SQ6、 SQ7、 SQ8、第二、三、四、五、六、七繼電器KA2 、 KA3 、 KA4、 KA5 、 KA6 、 KA7繼電器的輸入信號，并且還接受檢測到的注塑機冷卻計時開始信號，該可編程邏輯控制器輸出信號給人機界面、針型氣缸電磁閥 YV1、活動夾氣缸電磁閥YV2、上下行氣缸電磁閥YV3、轉角氣缸電磁閥YV4、旋入旋出氣缸電 磁閥YV5、引拔氣缸電磁閥YV6、第八、九、十繼電器KA8、 KA9、 KAIO，還輸出注塑機頂針動作 控制信號、注塑機合模動作控制信號、機械手與注塑機同步控制信號以及機械手引拔反向 控制信號，其中 所述的第一繼電器接受來自電源接通按鈕SB1以及電源斷開按鈕SB2的信號；
所述的第二接線端子的前端設置有所述的第二光電傳感器SQ7和第三光電傳感 器SQ8，其接線端端1輸出信號給模具檢測光纖開關電源的正極，端2輸出信號給模具檢測 接近開關電源的正極，端3輸出信號給模具檢測光纖開關電源和模具檢測接近開關電源的 負極，端4輸出信號給注塑機操作盒聯機開停并聯接點，端5與第一光電傳感器SQ6電連 接，端6與聯機開始按鈕SB3電連接，端7與聯機停止按鈕SB4電連接，端8接受外套中模 開模到位信號或芯桿左模檢測信號，端9接受外套中模板料頭檢測信號或芯桿右模檢測信 號，端IO接受芯桿模具的料頭檢測信號； 所述的第一接線端子的一側與第二接線端子、機械手以及電氣箱相連，另一側與 所述的可編程邏輯控制器相連。 本發明之二的一種基于普通電機且低成本的節能注塑機器人的控制方法，其中， 它包括以下步驟 步驟S1，啟停步驟，控制注塑機本體中的油泵電機，使其在所注塑的產品冷卻階段 自動停機，冷卻階段后自動啟動，所述的冷卻階段的冷卻時間至少為注塑機一個周期工作 時間的三分之一以上； 步驟S2，夾緊步驟，控制上下運動機構向下運動使得機械手下行，然后控制活動夾 夾緊，夾緊后，將針型氣缸鎖緊； 步驟S3，引拔向后步驟，將前后引拔機構進行引拔向后操作； 步驟S4，旋出步驟，控制上下運動機構向上運動使得機械手上行，然后通過旋入旋 出機構使得機械手旋出； 步驟S5，倒角步驟，通過左右旋轉機構進行倒角操作；
步驟S6，松開步驟，控制上下運動機構向下運動使得機械手下行，然后松開針型氣 缸，最后控制活動夾使其松開； 步驟S7，倒正步驟，控制上下運動機構向上運動使得機械手上行，然后通過左右旋 轉機構進行倒正操作； 步驟S8，旋入步驟，控制旋入旋出機構使得機械手旋入； 步驟S9，引拔向前步驟，控制前后引拔機構使其進行引拔向前操作，一個循環結 束，返回步驟S1。 上述的基于普通電機且低成本的節能注塑機器人的控制方法，其中，所述的一周 期工作時間為20秒，冷卻時間為8秒。 本發明的有益效果是本發明的一種基于普通電機且低成本的節能注塑機器人及 其控制方法，油泵電機采用普通電機，通過采用冷卻停機的方法，達到節能三分之一以上的 效果，并且通過本發明接線端子的接線方式，能夠實現用最少的線解決接線問題，節約了用 線，降低了成本。
圖1是本發明之
圖2是本發明之
統的結構示意圖；
圖3是本發明之
的結構示意圖；
圖4是本發明之
的結構示意圖；
圖5是本發明之程圖。
具體實施方式
下面將結合附圖對本發明作進一步說明。 請參閱圖l至圖4，圖中示出了本發明之一的基于普通電機且低成本的節能注塑 機器人，包括一注塑機本體1 ，該注塑機本體1包括有油泵電機4，還包括一位于注塑機本體 1上的機械手2、設置于注塑機本體1上的用于控制機械手2的機械手控制系統3，機械手控 制系統3通過兩塊串聯的第一接線端子(圖中未示出)和第二接線端子XT2進行信號的傳 遞，接線端子均采用萬可電子公司(WAG0)的，其中 注塑機本體1中的油泵電機4采用三相普通電機，本實施例中的注塑機本體1采 用海達HD120型注塑機； 機械手2包括機械手底座21 、位于機械手底座21上的機械手鎖緊機構22、位于機 械手鎖緊機構22上的氣路電路元件23、與機械手鎖緊機構22固定的旋入旋出機構24以 及與旋入旋出機構24垂直固定的上下運動機構25，在該旋入旋出機構24與上下運動機構 25之間設置有前后引拔機構26，上下運動機構25的上端與氣路電路元件23相連，下端由 上至下依次連接左右旋轉機構28以及通用夾緊機構29。
一的基于普通電機且低成本的節能注塑機器人的結構示意圖； 一的基于普通電機且低成本的節能注塑機器人的機械手控制系
一的基于普通電機且低成本的節能注塑機器人的第二接線端子
一的基于普通電機且低成本的節能注塑機器人的通用夾緊機構
二的基于普通電機且低成本的節能注塑機器人的控制方法的流
通用夾緊機構29包括左料桿座291、右料桿座292、固定于左料桿座291上的左連 接支架293、固定于右料桿座292上的右連接支架294，左、右連接支架293、294內側均設置 有一活動夾295，還包括一設置于右料桿座292中部的針型氣缸296。 機械手控制系統3包括控制電源31和一可編程邏輯控制器32，該可編程邏輯控制 器32接受來自人機界面33、聯機開始按鈕SB3、聯機停止按鈕SB4、用于檢測機械手的微動 開關SQ1、第一、二、三、四磁性開關SQ2、 SQ3、 SQ4、 SQ5、第一、二、三傳感器SQ6、 SQ7、 SQ8、第 二、三、四、五、六、七繼電器KA2、 KA3、 KA4、 KA5、 KA6、 KA7繼電器的輸入信號，并且還接受檢 測到的注塑機冷卻計時開始信號，該可編程邏輯控制器32輸出信號給人機界面33、針型氣 缸電磁閥YV1 、活動夾氣缸電磁閥YV2、上下行氣缸電磁閥YV3、轉角氣缸電磁閥YV4、旋入旋 出氣缸電磁閥YV5、引拔氣缸電磁閥YV6、第八、九、十繼電器KA8、 KA9、 KA10，還輸出注塑機 頂針動作控制信號、注塑機合模動作控制信號、機械手與注塑機同步控制信號以及機械手 引拔反向控制信號，其中 第一光電傳感器SQ6檢測模具的回料狀態； 第二光電傳感器SQ7和第三光電傳感器SQ8檢測模具的堵料狀態；
第二繼電器KA2接收檢測到的合模到位信號
第三繼電器KA3接受檢測到的分模到位信號
第四繼電器KA4接受檢測到的頂前到位信號
第五繼電器KA5接受檢測到的頂后到位信號
第六和第七繼電器KA6和KA7接受檢測到的前后安全門信號；
第八繼電器KA8輸出信號給機械手報警裝置34 ;
第九繼電器KA9輸出注塑機合模保護信號； 第十繼電器KA10輸出注塑機油泵電機4控制信號，以控制注塑機油泵電機4在冷 卻階段自行停機； 控制電源31給人機界面33和可編程邏輯控制器32供電，并且它還接受來自一第 一繼電器KA1的信號； 第一繼電器KA1接受來自電源接通按鈕SB1以及電源斷開按鈕SB2的信號；
第二接線端子XT2的前端設置有第二光電傳感器SQ7和第三光電傳感器SQ8，其接 線端端1輸出信號給模具檢測光纖開關電源的正極，端2輸出信號給模具檢測接近開關電 源的正極，端3輸出信號給模具檢測光纖開關電源和模具檢測接近開關電源的負極，端4輸 出信號給注塑機操作盒聯機開停并聯接點，端5與第一光電傳感器SQ6電連接，端6與聯機 開始按鈕SB3電連接，端7與聯機停止按鈕SB4電連接，端8接受外套中模開模到位信號或 芯桿左模檢測信號，端9接受外套中模板料頭檢測信號或芯桿右模檢測信號，端10接受芯 桿模具的料頭檢測信號； 第一接線端子的一側與第二接線端子XT2、機械手2以及電氣箱(圖中未示出)相 連，另一側與可編程邏輯控制器32相連。 請參閱圖5，圖中示出了本發明之二的基于普通電機且低成本的節能注塑機器人 的控制方法，它包括以下步驟 步驟S1，啟停步驟，控制注塑機本體1中的油泵電機，使其在所注塑的產品冷卻階 段自動停機，冷卻階段后自動啟動，冷卻階段的冷卻時間至少為注塑機一個周期工作時間的三分之一以上； 步驟S2，夾緊步驟，控制上下運動機構25向下運動使得機械手2下行，然后控制活 動夾295夾緊，夾緊后，將針型氣缸鎖緊296 ; 步驟S3，引拔向后步驟，將前后引拔機構26進行引拔向后操作； 步驟S4，旋出步驟，控制上下運動機構25向上運動使得機械手2上行，然后通過旋
入旋出機構24使得機械手旋出； 步驟S5，倒角步驟，通過左右旋轉機構28進行倒角操作； 步驟S6，松開步驟，控制上下運動機構25向下運動使得機械手2下行，然后松開針 型氣缸296，最后控制活動夾295使其松開； 步驟S7，倒正步驟，控制上下運動機構25向上運動使得機械手2上行，然后通過左 右旋轉機構28進行倒正操作； 步驟S8，旋入步驟，控制旋入旋出機構24使得機械手旋入； 步驟S9，引拔向前步驟，控制前后引拔機構26使其進行引拔向前操作， 一個循環 結束，返回步驟S1。 本實施例中，油泵電機4采用三相普通電機，其功率是22Kw，一周期工作時間為20
秒，冷卻時間為8秒，那么采用該冷卻停機的方法，可節省電力三分之一以上。 以上實施例僅供說明本發明之用，而非對本發明保護范圍的限制。有關本技術領
域的技術人員，在不脫離本發明的精神和范圍的情況下，還可以作出各種變換或變型，而所
有等同的技術方案也應歸屬于本發明保護的范疇之內，由各權利要求所限定。
權利要求
一種基于普通電機且低成本的節能注塑機器人，包括一注塑機本體，該注塑機本體包括有油泵電機，其特征在于，還包括一位于注塑機本體上的機械手、設置于注塑機本體上的用于控制機械手的機械手控制系統，所述的機械手控制系統通過兩塊串聯的第一接線端子和第二接線端子進行信號的傳遞，其中所述的注塑機本體中的油泵電機采用三相普通電機；所述的機械手包括機械手底座、位于機械手底座上的機械手鎖緊機構、位于機械手鎖緊機構上的氣路電路元件、與機械手鎖緊機構固定的旋入旋出機構以及與旋入旋出機構垂直固定的上下運動機構，在該旋入旋出機構與上下運動機構之間設置有前后引拔機構，所述的上下運動機構的上端與氣路電路元件相連，下端由上至下依次連接有左右旋轉機構以及通用夾緊機構；所述的通用夾緊機構包括左料桿座、右料桿座、固定于左料桿座上的左連接支架、固定于右料桿座上的右連接支架，所述的左、右連接支架內側均設置有一活動夾，還包括一設置于右料桿座中部的針型氣缸；所述的機械手控制系統包括控制電源和一可編程邏輯控制器，該可編程邏輯控制器接受來自人機界面、聯機開始按鈕SB3、聯機停止按鈕SB4、用于檢測機械手的微動開關SQ1、第一、二、三、四磁性開關SQ2、SQ3、SQ4、SQ5、第一、二、三傳感器SQ6、SQ7、SQ8、第二、三、四、五、六、七繼電器KA2、KA3、KA4、KA5、KA6、KA7繼電器的輸入信號，并且還接受檢測到的注塑機冷卻計時開始信號，該可編程邏輯控制器輸出信號給人機界面、針型氣缸電磁閥YV1、活動夾氣缸電磁閥YV2、上下行氣缸電磁閥YV3、轉角氣缸電磁閥YV4、旋入旋出氣缸電磁閥YV5、引拔氣缸電磁閥YV6、第八、九、十繼電器KA8、KA9、KA10，還輸出注塑機頂針動作控制信號、注塑機合模動作控制信號、機械手與注塑機同步控制信號以及機械手引拔反向控制信號，其中所述的第一光電傳感器SQ6檢測模具的回料狀態；所述的第二光電傳感器SQ7和第三光電傳感器SQ8檢測模具的堵料狀態；所述的第二繼電器KA2接收檢測到的合模到位信號；所述的第三繼電器KA3接受檢測到的分模到位信號；所述的第四繼電器KA4接受檢測到的頂前到位信號；所述的第五繼電器KA5接受檢測到的頂后到位信號；所述的第六和第七繼電器KA6和KA7接受檢測到的前后安全門信號；所述的第八繼電器輸出信號給機械手報警裝置；所述的第九繼電器輸出注塑機合模保護信號；所述的第十繼電器輸出注塑機油泵電機控制信號，以控制注塑機油泵電機在冷卻階段自行停機；所述的控制電源給人機界面和可編程邏輯控制器供電，并且它還接受來自一第一繼電器KA1的信號；所述的第一繼電器接受來自電源接通按鈕SB1以及電源斷開按鈕SB2的信號；所述的第二接線端子的前端設置有所述的第二光電傳感器SQ7和第三光電傳感器SQ8，其接線端端1輸出信號給模具檢測光纖開關電源的正極，端2輸出信號給模具檢測接近開關電源的正極，端3輸出信號給模具檢測光纖開關電源和模具檢測接近開關電源的負極，端4輸出信號給注塑機操作盒聯機開停并聯接點，端5與第一光電傳感器SQ6電連接，端6與聯機開始按鈕SB3電連接，端7與聯機停止按鈕SB4電連接，端8接受外套中模開模到位信號或芯桿左模檢測信號，端9接受外套中模板料頭檢測信號或芯桿右模檢測信號，端10接受芯桿模具的料頭檢測信號；所述的第一接線端子的一側與第二接線端子、機械手以及電氣箱相連，另一側與所述的可編程邏輯控制器相連。
2. —種基于普通電機且低成本的節能注塑機器人的控制方法，其特征在于，它包括以 下步驟步驟S1，啟停步驟，控制注塑機本體中的油泵電機，使其在所注塑的產品冷卻階段自動 停機，冷卻階段后自動啟動，所述的冷卻階段的冷卻時間至少為注塑機一個周期工作時間 的三分之一以上；步驟S2，夾緊步驟，控制上下運動機構向下運動使得機械手下行，然后控制活動夾夾 緊，夾緊后，將針型氣缸鎖緊；步驟S3，引拔向后步驟，將前后引拔機構進行引拔向后操作；步驟S4，旋出步驟，控制上下運動機構向上運動使得機械手上行，然后通過旋入旋出機構使得機械手旋出；步驟S5，倒角步驟，通過左右旋轉機構進行倒角操作；步驟S6，松開步驟，控制上下運動機構向下運動使得機械手下行，然后松開針型氣缸， 最后控制活動夾使其松開；步驟S7，倒正步驟，控制上下運動機構向上運動使得機械手上行，然后通過左右旋轉機 構進行倒正操作；步驟S8，旋入步驟，控制旋入旋出機構使得機械手旋入；步驟S9，引拔向前步驟，控制前后引拔機構使其進行引拔向前操作，一個循環結束，返 回步驟S1。
3. 根據權利要求2所述的基于普通電機且低成本的節能注塑機器人的控制方法，其特 征在于，所述的一周期工作時間為20秒，冷卻時間為8秒。
全文摘要
本發明公開了一種基于普通電機且低成本的節能注塑機器人及其控制方法，包括一注塑機本體，該注塑機本體包括有油泵電機，還包括一位于注塑機本體上的機械手、設置于注塑機本體上的用于控制機械手的機械手控制系統，所述的機械手控制系統通過兩塊串聯的第一接線端子和第二接線端子進行信號的傳遞。方法包括啟停步驟、夾緊步驟、引拔向后步驟、旋出步驟、倒角步驟、松開步驟、倒正步驟、旋入步驟、引拔向前步驟。本發明的油泵電機采用普通電機，通過采用冷卻停機的方法，達到節能三分之一以上的效果。另外，接線端子的接線方式用最少的線解決了接線問題。
文檔編號B25J9/00GK101698328SQ200810038600
公開日2010年4月28日 申請日期2008年6月5日 優先權日2008年6月5日
發明者李軍生, 邰兆海, 鄭勝索 申請人:上海康德萊企業發展集團有限公司