随着塑料工业的发展，塑料已经成为生活及工业中利用最为广泛的高附加价值产品，由于将塑料原料制成任何一所需物品，均需要高科技技术的结合及大量的机械设备，于是也带动了机械设备的市场。为满足全球对塑料产品的需求量，近年来，企业走向高品质、低成本、高效率的运作方向，如何使用自动化设备提高投资回报率，也成为商业竞争中最关键的一环。
在塑料成形中又以注塑工业最为广泛，塑料成形设备除注塑机本身外，还需搭配模具及运输工具机等接口设备，才能顺利生产出所需之产品，在注塑机各项不变的条件下生产，唯一还需人工部分即是将产品取出的动作，因此诞生了注塑机专用机械手。
注塑机取出专用机械手是一种专用注塑机机械手--是模仿人类上肢运动所设计而成的，主要目的取代人工把塑料产品从注塑模具中取出。更能突破人工取出人手无法完成的动作（如高温、狭小、一模出几十个高要求的产品），注塑机专用机械手能对塑料产品进行精确堆叠、排放、装箱等，这也是适应现代塑料产业的发展需要。以减少人工、提高产能、保证产品质量、保证客户纳期、提升工厂形象，减少员工工伤，加快投资者对投资的回报率。
2、注塑机专用机械手的结构分类
注塑机专用机械手按结构种类大致可分为坐标式（龙门式）和关节式（自由度）注塑机专用机械手两种。一般来说注塑机专用机械手为坐标式注塑机专用机械手。
3、注塑机专用机械手的种类
注塑机专用机械手种类大致可分为简易型注塑机专用机械手、多功能型注塑机专用机械手及智能型注塑机专用机械手。
3．1 简易注塑机专用机械手的功能
简易注塑机专用机械手的功能在于做简单的直线运动和旋转运动，大部分用来取出料头（水口）及不是很复杂的产品取出，主要是利用气动元件设计而成，它具有可伸缩移动的手臂，利用自动控制装置做简单、规则和重复的动作。多用于机械定位控制，编程控制器或者微型计算机来组成控制系统，以扩展使用范围。此种机型多用于较小型注塑机，只需夹取料头(水口)，成品可自动脱模的产品种类，尤其以电子零件、连接器等产品用途最广。
回斜式注塑机专用机械手（香港富井机器人有限公司制造的XZ-系列），回斜式机械手一般应用于小吨位注塑机，用于夹取料头或料头与成品连在一起的产品，可以增加夹、吸、抱、旋转功能。在两板模的情况下可加装真空发生器来吸取成品，但它在模外的置物点非常高，在一般情况下不选配于吸取成品的注塑机。
富井XZ系列注塑机专用机械手的主要结构特点：
1、上下行程采用双头缓冲：为了承受高速上下定位的撞击避震，缓冲装置一般采用液压式（也有气压缓冲），可使机械共振震动撞击减低到最小。
2、强力夹具：缸径20mm超薄厚度的夹具设计，夹持力可达25kgf,且夹确感应装置采用精密的磁环电子开关，夹取确认感应薄度可达0.5mm,由于夹取确认装置采用进口电缆讯号线，注塑机专用机械手高速运动或旋转时皆无传统夹具断线与检出移位之顾虑，大幅增加确认的可靠度。
3、开放式调整：握住换向扳手，即可轻松调整手臂位移与基座的回转，换模校注塑机专用机械手时只需利用一只M5的内六角匙工具，迅速且方便。
4、上下采用滑轨、滑块配合铝通型材，运行轻巧、晃动小、定位准、刚性强。
5、手臂在模内快速上下动作取物，不影响生产周期；手臂在模外慢速上下动作置物，减少注塑机专用机械手震动晃动、可避免摔伤成品、同时减少撞到人的可能性，确保随机操作人员安全性。
6、有断气手臂快速防落保护功能，当外界气源故障时气源断气时防落气缸迅速工作，防止注塑机专用机械手臂掉落到模具内，压坏注塑机专用机械手或模具。
7、注塑机专用机械手电控系统用两路电源供电，软件CPU部分采用抗干扰的专用变压器，DC15V电源供电；I/O板用另一路防短路的开关电源，DC24V电源供电；防止I/O板或外部电路接触不良、迅间短路等干扰，造成电控死机，乱码等现象；I/O板防电控死机，增加了继电器硬件保护；杜绝了电控死机造成注塑机专用机械手乱动作、压模、压注塑机专用机械手现象。
8、注塑机专用机械手使用专用的掌上控制器，采用全开放程式，完全人性化编导注塑机专用机械手动作，安全行程限位和计时结合，可以实现内快外柔。
9、所有气动驱动的动作速度均可由气缸排气旋钮来调整，方便直接调速。
10、双截倍速机构：上下行取物手臂应用线性滑轨、滑块，配合高强度钢丝同步带，不仅结构化且可以产生2倍的上下行速度，可实现超高速的取出动作；并适合低矮的厂房车间。
3．2 富井多功能注塑机专用机械手的功能
此机型专为较复杂的产品设计，可搭配任何不同形式的模具做生产，功能较为齐全，除本身的取出结构外，也可做横行取出的置放，以马达或气缸做精确的定位。取出的方式也可搭配可更换式治具，做不同形式及多方向之运动，利用控制系统可做X、Y轴之多点停放，可配合接口设备如输送带、二次加工机做多机联机，更符合自动化需求的标准。
如：横走注塑机专用机械手（香港富井机器人有限公司制造的HZ气动、HZ-M变频）
A.气动横走注塑机专用机械手（HZ气动系列）
气动横走注塑机专用机械手指所有的运动都由压缩空气驱动，现在国内市场比较普及的注塑机专用机械手机型，在塑胶生产中应用时间最长，随着不断的改进，它的技术成果最成熟，是一种非常耐用并且维修较少，维护成本最低的注塑机专用机械手。随着注塑业的发展，现在很多高精密的注塑件，已不适合用气动横走注塑机专用机械手取出，所以又有了电动横走注塑机专用机械手的诞生。据2004年相关报导气动横走注塑机专用机械手的市场占有率为：大陆95%，台湾80%，日本50%，欧美30%，从上述的现象说明，越是先进的注塑行业与国家，气动横走注塑机专用机械手占有率越低，所以气动横走注塑机专用机械手终将被淘汰。
B.变频横走注塑机专用机械手（HZ-M变频系列）
变频横走注塑机专用机械手主要指单轴（Y轴）采用变频电机驱动，其余部分还是采用气缸驱动的注塑机专用机械手。通过技术革新，现在许多变频横走注塑机专用机械手都可以实现横走多点停放功能，扩大了该机型的使用场合。由于变频电机由变频器控制，根本无法达到精密定位的控制，而一般客户在选配用电机驱动的注塑机专用机械手时，首先考虑的是电机控制可达到精密定位，从而取出一些非常精密的注塑件，但使用下来效果不是很理想，所以又有了伺服电机驱动的注塑机专用机械手。
多功能注塑机专用机械手的主要结构特点：
1、上下行程采用双头缓冲：为了承受高速上下定位的撞击避震，缓冲装置一般采用液压式（也有气压缓冲），可使机械共振震动撞击减低到最小。
2、强力夹具：缸径20mm超薄厚度的夹具设计，夹持力可达25kgf,且夹确感应装置采用精密的磁环电子开关，夹取确认感应薄度可达0.5mm,由于夹取确认装置采用进口电缆信号线，注塑机专用机械手高速运动或旋转时皆无传统夹具断线与检出移位之顾虑，大幅增加确认的可靠度。
3、换模校注塑机专用机械手时只需利用M5 、M6的内六角匙工具，迅速且方便。
4、上下采用滑轨、滑块配合铝通型材，运行轻巧、晃动小、定位准、刚性强。
5、手臂在模内快速上下动作取物，不影响生产周期；手臂在模外慢速上下动作置物，减少注塑机专用机械手震动晃动、可避免摔伤成品、同时减少撞到人的可能性，确保随机操作人员安全性。
6、调速：所有气缸动作速度均可由气缸排气旋钮来调整，方便直接调速。
7、有断气手臂快速防落保护功能，当外界气源故障时气源断气时防落气缸迅速工作，防止注塑机专用机械手臂掉落到模具内，压坏注塑机专用机械手或模具。
8、注塑机专用机械手电控系统用两路电源供电，软件CPU部分采用抗干扰的专用变压器，DC15V电源供电；I/O板用另一路防短路的开关电源，DC24V电源供电；防止I/O板或外部电路接触不良、迅间短路等干扰，造成电控死机，乱码等现象；I/O板防电控死机，增加了继电器硬件保护；杜绝了电控死机造成注塑机专用机械手乱动作、压模、压注塑机专用机械手现象。
9、注塑机专用机械手使用专用的掌上控制器，采用全开放程式，完全人性化编导注塑机专用机械手动作，安全行程限位和计时结合，可以实现内刚外柔。
10、双截倍速机构：上下行取物手臂应用滚珠线性滑轨、滑块，配合高强度钢丝同步带，不仅结构化且可以产生2倍的下行速度，可实现超高速的取出动作。
11、配置大流量真空发生器，电子负压传感器，精准、响应速度快，低气压工作功能。
3．3 富井智能注塑机专用机械手
智能注塑机专用机械手分为普通智能注塑机专用机械手和全智能注塑机专用机械手，全智能注塑机专用机械手是当今世界上最先进的也是定位最精确，运行节拍最快的注塑机专用机械手。目前国内仅有几家有能力和实力开发生产，富井是其中一家。由计算机通过各种传感器进行控制，具有视觉，热觉和触觉等感官功能，智能注塑机专用机械手利用伺服马达驱动可做无向性的取出及定位，可执行各种操作，是能力最强的一种注塑机专用机械手，此种机型在市场需求中较不多见。
智能注塑机专用机械手主要分以下几种：
a、普通智能注塑机专用机械手，也称单轴伺服横走注塑机专用机械手，是指横行（Y轴）采用伺服电机驱动的注塑机专用机械手，它可以根据客户的不同要求随意改变运动状态（如速度、点位置等），并且其横向定位精度可小于+0.2mm左右，此注塑机专用机械手上下、前后为气缸驱动，配合油压缓冲定位块。
b、三轴伺服智能注塑机专用机械手1X-1Y-Z轴、2Z-Y轴三轴均为伺服马达驱动
c、五轴伺服智能注塑机专用机械手2X-2Z-Y轴五轴均为伺服马达驱动
富井智能注塑机专用机械手主要结构特点：
1、注塑机专用机械手使用专用的掌上触摸屏控制器，采用全开放程式，完全人性化编导注塑机专用机械手；无需使用工具，行程位置、速度、时间均可直接在掌上触摸屏控制器内设定或调校，配合安全限位可以实现内快外柔；
2、双截倍速机构：上下行取物手臂应用滚珠线性滑轨、滑块，配合高强度钢丝同步带，不仅结构化且可以产生2倍的下行速度，可实现超高速的取出动作；
3、配置大流量真空发生器，电子负压传感器，精准、响应速度快，低气压工作功能；
4、多点置物：可以放四点以上，切剪料头（水口）
5、多轴联动：三轴和五轴伺服可以实现
6、横行中途等待模式：可以在任意位置待机
7、装箱排列功能：可横向、上下排放产品；三轴和五轴伺服可以实现；
8、运行速度更快、定位更准：三轴和五轴可以实现；
9、可配合治具、供料系统实现模内镶（嵌）件。
4、富井注塑机专用机械手结构和功能
4、1 富井注塑机专用机械手结构：
注塑机专用机械手的组成一般由机械部分、执行部分、控制部分等组成。
4.1.1 机械部分包括：机械本体部分、传动部分和定位装置。
4.1.2 执行部分包括：电器执行部分（例如：直流马达、变频马达、伺服马达、指示灯、蜂鸣器等）；气动执行部分（驱动执行元件：上下气缸、前后气缸、横行无杆气缸、回斜气缸、旋转气缸、翻板气缸； 治具部件：夹具气缸、抱具气缸、气动手指、气爪、气剪、真空发生器、吸盘等）。
4.3.2 控制部分包括：电器控制部分（例如：继电器、开关、调速器、变频器、伺服驱动器等）；气动控制部分（例如：电磁阀、气控阀、单向阀、节流阀、快排阀、减压阀等）。
4.3.3气动连接部分包括：气管、气管接头等。
4、2 富井注塑机专用机器人（机械手）各组成部分的功能
4.2.1、富井注塑机专用机械手机械部分的主要功能
1、机械本体部分的主要功能：固定并连接各传动部位。
2、 机械传动部分的主要功能：在机械本体的固定和连接下，气缸直接连接、气缸和马达通过齿轮、齿条、皮带等间接连接，沿着固定的轨迹直线、旋转把机械手治具、夹具运送到指定的区域。直线传动主要是Z（上下移动）、X（前后移动）、Y（横向移动、回斜旋转）等；旋转传动主要是夹具旋转、手臂回斜、翻板旋转、治具旋转等。
3、 机械定位装置的主要功能：机械传动装置在沿着固定轨迹移动时到达指定的行程时，机械挡块通过缓冲减震阻止传动装置继续向前移动。
4.2.2、富井注塑机专用机械手执行部分的主要功能
1、富井注塑机专用机械手电器执行部分
a、直流马达：一般用在注塑机专用机械手上下、前后电动调位或横向（横行）移动。优点是体积小，扭矩大；缺点是加减速度不好控制，定位精度不高。注塑机专用机械手一般用得比较少。电源电压一般为直流24V较多。
b、变频马达：注塑机专用机械手常用，一般用在注塑机专用机械手上下、前后电动调位或横向（横行）移动。优点是加减速度通过变频器比较好控制，减速齿轮比较大故障率低，缺点是体积比较大，安装占较大空间，定位精度不高。电源电压一般为交流220V较多。
c、伺服马达：横走注塑机专用机械手用的比较多，体积小，扭矩大，速度快，任意位置精准停留，定位精准；未来发展趋势非常好的电动产品。电源电压一般为单相和三相交流220V较多。
d、指示灯：一般分为电源指示灯，故障指示灯，工作指示灯等，电源电压一般为直流24V和交流220V较多。
e、蜂鸣器：一般用来做故障警示，电源电压一般为直流24V较多。
2. 富井注塑机专用机械手气动执行元件
a、气动治具执行元件（夹具气缸、抱具气缸、气动手指、气爪、气剪、真空发生器、吸盘等）。主要用来夹、抱、吸来抓取或释放镶件镶入模具内，把模内的产品、料把通过夹、抱、吸来抓取或释放以及切剪产品的料把。
b、气动传动执行元件（上下气缸、前后气缸、横行无杆气缸、回斜气缸、治具翻板气缸）等，主要通过气缸进气气压推动气缸活塞，从而驱动机械传动执行元件移动位置，实现手臂上下动作、手臂前后动作、手臂横行出横行回动作、手臂回斜回直动作、治具翻板垂直水平动作等。
5、富井注塑机专用机械手控制部分的主要功能
能对驱动系统进行全程闭环控制，使执行系统按照预定的工作需求进行操作，并对执行系统的动作进行自我修正的系统。一般包括位置检测装置和程控部份，通常采用点位控制和连续轨迹控制两种方式。
注塑用注塑机专用机械手的所有动作都在控制系统的指挥下完成，尤其是注塑机专用机械手与注塑机的协调工作关系，更是要依赖控制系统来达到。在控制系统的指挥下，注塑机专用机械手按照预定的工作程序完成各个动作，从而将注塑生产出的制品从模具中取出，并传送到指定地点或下一个生产工序中。
控制系统
5.1 在设计时，应根据注塑机的性能，注塑机专用机械手的作业条件和要求，制品的形状和重量等来确定控制系统。一般来说，设计或选用控制系统应遵循以下一些要点：
（1） 应确保注塑机专用机械手有足够的定位精度；
（2） 应注意注塑机专用机械手与注塑机的动作配合协调，确保注塑机专用机械手抓取制品离开模具后，注塑机和注塑机专用机械手能够各自继续进行动作，从而减少时间浪费；
（3） 应注意控制注塑机专用机械手的运行速度，即要使注塑机专用机械手能够满足注塑成型最短周期的要求，有要考虑是否会产生惯性冲击和振动；
（4） 应考虑控制系统的费用与实际工作要求之前的平衡关系。
5.2 富井注塑机专用机械手主要工作步骤与内容
注塑机专用机械手一般是固定于注塑成型机固定侧上方，也有部份侧取式机械固定在安全门侧，但工作步骤与内容均相同。当注塑机完成开模动作，后此时会将完成信号释出给注塑机专用机械手，注塑机专用机械手则开始将手臂伸放模板中心空间，将配合模具顶针顶出取出产品，尔后上升至原点位置，并将完成取出动作信号回传给注塑机，注塑机立刻再进入循环生产动作。然后利用合模注塑时间将成品置放至已设定的固定位置，再回到原点位置等待下一阶段的循环。
例1：XZ-B550V为例做夹料把的全自动工作流程说明：
开模完信号（中模信号）输入＝>主臂下降＝>主臂前进＝>主臂夹料把＝>主臂后退 ＝>主臂上升＝>机台回斜＝>主臂下降＝>主臂放料把＝>主臂上升＝>机台回直（待机位）＝>等待下一个开模完信号输入
例2：HZ-B650S-S为例做三板模吸取产品夹料把的全自动工作流程说明：
开模完信号（中模信号）输入＝>双臂下降＝>双臂前进＝>主臂吸产品＝>副臂夹料把＝>双臂后退 ＝>双臂上升＝>双臂前进＝>姿势水平＝>机台一次横出＝>中途停留主臂下降＝>主臂放产品＝>主臂上升＝>机台二次横出＝>副臂放料把＝>机台横回＝>姿势垂直＝>双臂后退＝>（待机位）等待下一个开模完信号输入
6、富井注塑机专用机械手技术参数
注塑用注塑机专用机械手的技术参数确定注塑机专用机械手的规格和工作性能，主要的技术参数有以下几点：
抓重：注塑机专用机械手抓取制品的额定重量或载荷;
手臂的运动参数包括手臂的伸缩，升降，回转等运动速度和范围；
手部的抓取范围及抓取力的大小；
定位精度：位置的设定精度和重复定位精度；
定位方式：点位控制或连续轨迹控制方式；
驱动系统参数：控制系统参数；机械手的工作循环时间；坐标形式等。
7、富井注塑机专用机械手未来发展的趋势
随着市场3G产业（计算机、通信、消耗性电子用品）的广大需求及高科技产业的快速发展，未来注塑所需之模具也趋向复杂化、精密化，对工厂的自动化水平也会提出更高的要求。因此，注塑机专用机械手在近年来发展的方向也朝多功能、高精度、多自由度、网络化方向发展。
从机型角度去看，注塑机专用机械手正在从气动—电动，电动—伺服，伺服—多自由度发展，以适应多功能和高精度的要求。在电气控制方面，由单片机向可编程控制器（PLC），并进一步向网络化发展已成为趋势。注塑机专用机械手控制采用PLC控制系统，一方面利用PLC在工业产品的抗干扰、高稳定性能，保证了整机运行的稳定性；另一方面利用PLC标准化、可扩展性，易于实现客户在使用过程中的个性化需求，如和其它设备接口通讯，易于实现工厂网络化发展的需求。
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