注塑成型机 I/O 讯号：机械手臂、周边设备与安全互锁指南

I/O 讯号是注塑成型机与外部设备之间交换的输入与输出讯号。

     1. 输入讯号指注塑成型机接收来自其他设备的讯号。

     2. 输出讯号指注塑成型机发送给其他设备的讯号。

     3. 互锁讯号指设备在执行动作前，必须先确认的允许条件。

在实际应用中：

讯号类型	意义	范例
输入讯号	机台接收来自其他设备的资讯	机械手臂已离开模具区域
输出讯号	机台向其他设备发送资讯	模具已完全开启
互锁讯号	机台在动作前确认允许条件	允许模具关闭
警报讯号	设备回报异常状态	冷水机警报或紧急停止

这些讯号可让注塑成型机判断机械手臂何时可以进入模具区域、模具何时能够闭合、顶出机构何时可以动作、抽芯装置是否已到达定位，以及周边设备是否已准备完成并可投入生产。

若缺乏正确的 I/O 讯号配置，自动化系统将只剩下单纯的机械动作，而无法建立稳定且可靠的设备通讯与协同控制能力。

 

 

注塑成型自动化高度依赖正确的动作时序控制。

     1. 机械手臂不应在模具尚未完全开启前进入模具区域。

     2. 模具不应在机械手臂尚未离开模具区域前进行闭模。

     3. 若机械手臂、产品或夹具位置尚未准备完成，顶出机构不应动作。

     4. 若抽芯装置可能与模具、成品或机械手臂产生干涉，则不应进行动作。

     5. 若关键周边系统发生故障，整条生产线不应持续运转。

因此，I/O 讯号主要具有以下三大功能。

I/O 讯号用于定义注塑成型机、机械手臂、顶出装置、抽芯机构、输送设备以及周边设备之间正确的动作顺序。

例如，机械手臂可能需要等待「模具开启完成」讯号后，才能进入模具区域；而注塑成型机则可能需要等待「模具区域已清空」讯号后，才能进行闭模动作。

I/O 讯号可协助防止注塑成型机与机械手臂在错误时间进入相同的工作区域。

然而，制程互锁讯号与安全相关电路不可混为一谈。制程互锁主要用于控制设备动作顺序；而安全相关电路则是在安全条件未被满足时，用来停止或防止危险动作发生的保护机制。

正确的 I/O 规划可有效降低随机停机、误警报、产品损坏、模具损伤、机械手臂碰撞，以及不必要的人工作业介入。

对于简单的取件应用而言，I/O 讯号可能仅涉及机械手臂与输送带之间的控制。然而，在嵌件注塑、包覆成型、双色注塑、自动组装、在线检测以及自动包装等应用中，I/O 讯号已成为整体生产工程设计的重要一环。

 

 

 

 

在许多注塑成型生产线中，机械手臂是与注塑成型机连接最重要的外部设备。

机械手臂可能负责成品取出、直浇道夹取、嵌件放置、产品堆叠、切除加工、检测转送，或包装转送等作业。

为了让这些动作能正确执行，注塑成型机与机械手臂之间必须进行双向讯号交换。

     1. 模具开启讯号：注塑成型机发送模具开启讯号，用于确认模具已开启至指定位置。

     2. 模具闭合讯号：注塑成型机发送模具闭合讯号，用于确认闭模动作已完成。

     3. 顶出前进讯号：注塑成型机发送顶出前进讯号，用于确认顶出机构已向前动作。

     4. 顶出后退讯号：注塑成型机发送顶出后退讯号，用于确认顶出机构已返回安全位置。

     5. 抽芯位置讯号：对于具有滑块、油压抽芯或机械式抽芯结构的模具，注塑成型机可能需要与机械手臂或自动化系统交换抽芯位置相关讯号。

     6. 自动运转讯号：此讯号用于确认注塑成型机是否处于自动运转模式，或已准备好与机械手臂进行自动化作业。

     7. 不良品讯号：当注塑成型机判定成型周期异常、产品不良，或制程条件需要进行产品分流时，会发送不良品讯号。

机械手臂不仅接收来自注塑成型机的讯号，同时也必须回传确认讯号给机台。这些讯号对于时序控制与互锁逻辑至关重要。

     1. 模具区域清空讯号：模具区域清空讯号用于确认机械手臂已离开模具区域，不会干涉开模或闭模动作。

     2. 允许闭模讯号：允许闭模讯号代表机械手臂已允许注塑成型机进行闭模动作。

     3. 允许顶出前进讯号：机械手臂可能仅在自身处于安全位置时，才允许顶出机构向前动作。

     4. 允许顶出后退讯号：此讯号用于确认顶出机构可安全返回原始位置。

     5. 机械手臂准备完成讯号：机械手臂准备完成讯号用于通知注塑成型机，机械手臂程式已准备好进行自动运转。

     6. 紧急停止讯号：紧急停止讯号必须被视为安全相关讯号，而不只是一般控制讯号。

 

 

许多注塑成型机与机械手臂会使用标准化的机械手臂介面，以简化设备整合与通讯流程。

EUROMAP 67 是注塑成型机与取件装置或机械手臂之间的电气介面标准。它定义了透过电气接点进行的讯号交换方式，例如继电器接点、开关讯号以及半导体讯号，同时也针对插头连接方式与讯号需求提供相关规范与指引。

SPI AN 146 是一项针对机械手臂与注塑成型机电气介面的建议性规范。在机械手臂与注塑成型机（IMM）介面的相关讨论中，尤其是在北美标准相关专案中，SPI AN 146 常被作为重要的参考依据。

在实际应用中，客户不应仅询问设备是否「能够连接机械手臂」。在设备制造之前，更应确认实际使用的介面标准、机械手臂品牌、接线需求、安全电路需求，以及所需的 I/O 讯号清单。

需确认项目	重要原因
机械手臂品牌与型号	不同品牌的机械手臂可能需要不同的接线方式与讯号逻辑
机械手臂介面标准	确认使用 EUROMAP 67、SPI AN 146 或客制化 I/O 规格
讯号电压与接点类型	避免注塑成型机与机械手臂控制器之间发生讯号不匹配
必要的安全电路	确认紧急停止与安全防护逻辑
模具区域动作时序	避免机械手臂与模具动作发生干涉或碰撞
顶出与抽芯动作时序	避免夹具、产品或模具零件之间产生干涉

 

 

机械手臂并不是唯一需要进行 I/O 整合的设备。许多周边系统同样需要与注塑成型机进行讯号交换。周边设备的 I/O 讯号之所以重要，是因为它们能在材料供应、温度控制、冷却系统、输送流程、检测作业或下游设备状态异常时，防止生产线持续运转。

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干燥机与自动填料机可能会提供例如「准备完成」、「运转中」、「警报」或「料位不足」等讯号。

为了维持生产稳定性，注塑机或工厂管理系统可能需要确认干燥机是否正常运作、自动填料机是否已供应足够原料，以及是否发生缺料警报。

这对于 PET、PA、PC 等吸湿性较高的工程塑胶尤其重要。若干燥或供料状况不稳定，可能会导致气泡、银丝、短射、产品强度不足、尺寸不稳定，甚至材料劣化等成型缺陷。

冷却系统与模具温度控制会直接影响产品品质、成型周期、收缩率、翘曲变形以及尺寸稳定性。

常见讯号包括：

设备	常见讯号	用途
冷水机	运转中、警报、水流异常	确认冷却供应状态
模温机	准备完成、温度警报、帮浦警报	确认模具温度稳定性
冷却系统	流量确认、压力异常	侦测冷却管路异常

如果模温机或冷水机尚未准备完成，注塑机虽然可能仍可进行机械运转，但成型产品的品质可能会变得不稳定。

输送带可能会接收来自注塑机或机械手臂的产品排出讯号。

在某些系统中，输送带也可能会回传满箱讯号、卡料讯号或停止讯号给注塑机。

这些讯号可防止产品堆积、掉落、与不良品混料，或造成后段生产流程堵塞。

在自动化注塑成型产线中，视觉检测、重量检测、金属检测或尺寸检测等系统，可能会回传「合格」或「不合格」的结果。

机械手臂或分选系统随后会将合格品与不良品进行分离。

这样的机制能建立更可控的品质流程，并降低异常产品流入下一制程的风险。

在高阶整线整合系统中，注塑成型机可能会与组装站及包装系统连线运作。

在这种情况下，I/O（输入/输出）设计不仅需要考虑成型制程本身，还需涵盖产品移载、定位、组装确认、包装准备状态以及整线停止条件等。

例如，在全自动化生产线中，若下游某一站发生警报，​​可能需要暂停整条系统运作，以避免产品堆积与流程失控。

并非所有辅助警报都必须立即触发紧急停机。

在实务应用中，反应方式应依照生产风险来定义，可能包含：仅警报、完成当前循环后停止、暂停自动运转、不良分选，或整线停机等不同策略。

例如：

辅助警报	可能的反应
料位不足	仅警报或完成当前循环后停止
干燥机温度异常	仅警报；若为吸湿性材料则停止生产
模温偏差	先警报；若超出允收范围则停
冷水机流量异常	若可能造成模具或产品损坏则立即停机
输送带满料	完成当前循环后停止或暂停机械手臂出料
检测不良（NG）	依品质规则进行不良分选或暂停生产

这样的规划可以让生产线在确保品质的同时，避免不必要的紧急停机干扰生产效率。

 

 

安全互锁是注塑成型自动化系统中最关键的部分。

安全互锁是一种控制条件，只有在所有必要的安全条件都成立时，才允许设备进行危险动作。

在注塑成型自动化中，安全互锁通常包含以下项目：

互锁项目	目的
安全门关闭	防止人员进入模具活动区域
光栅正常	确认操作人员未进入危险区域
模具区域无人	确认机械手臂已离开模具区域
允许锁模	仅在安全流程成立时允许锁模
顶出位置确认	防止在顶出杆前伸时锁模
中子位置确认	防止模具或机械手臂干涉
紧急停止回路	立即停止所有危险动作
辅助警报互锁	在异常辅助条件下禁止生产

安全互锁不应被视为可有可无的便利讯号，它们是生产安全与设备保护的一部分。

不良的互锁设计可能在短期内仍可维持生产运行，但会大幅提高模具损坏、机台损坏、机械手臂碰撞、产品缺陷以及操作人员受伤的风险。

 

 

一个常见的错误是将所有互锁讯号都视为安全等级（Safety-rated）讯号。

在实务生产中，更理想的做法是将讯号分为两大类：

讯号类型	功能	范例
制程互锁讯号	控制生产流程与动作顺序	模具区域无人、允许锁模、顶出退回
安全相关讯号	停止或防止危险动作	紧急停止、安全门、光栅、防护回路

例如，「模具区域无人」对于机械手臂与机台的动作顺序控制非常重要，但它不能取代紧急停止、安全防护装置或其他必要的安全回路。

一个安全的自动化系统，必须同时具备正确的制程互锁逻辑，以及完善的安全停止回路设计。

 

 

在设备调试或模具试模阶段，有些团队可能会暂时旁路（Bypass）某些互锁条件，以便测试设备动作。

这一行为必须严格管控。

真正的风险不仅在于临时旁路本身，更大的问题是旁路设定在进入正式自动化生产时仍未被移除。

在进入全自动运行之前，专案团队应确认以下事项：

     1. 所有临时旁路设定均已移除。

     2. 机台的紧急停止可以正确停止机械手臂。

     3. 机械手臂的紧急停止可以正确停止机台。

     4. 安全门与光栅讯号运作正常。

     5. 模具区域为安全状态，且锁模允许讯号未被强制。

     6. 顶出与中子位置讯号已验证正确。

     7. 警报复归逻辑已清楚定义。

这些检查步骤能有效保护操作人员、模具、机械手臂以及整体生产排程的安全性。

 

 

在设备进入全自动运转之前，应逐项确认以下 I/O 相关项目。

检查项目	重要性
讯号方向	确认讯号是由注塑机送往机械手臂，或由机械手臂回传至注塑机
常开 / 常闭逻辑	避免讯号逻辑接反导致误判
讯号电压	防止控制器之间电压不匹配
干接点或有源讯号	避免配线损坏或输入判读错误
讯号持续时间	确保接收端能正确侦测讯号
延迟时间	避免机械手臂、顶出、或中子动作之间产生冲突
警报复归条件	确认系统在警报后如何恢复正常状态
安全回路反应	验证紧急停止与安全防护讯号是否正常运作
手动模式行为	防止设定阶段出现非预期动作
自动模式行为	确认完整循环流程在量产前的稳定性

 

 

在购买或整合注塑成型机之前，客户应先厘清以下资讯。

列出所有必须与注塑成型机进行通讯的设备。

设备	I/O 规划需求
机械手臂或取出机	开模、关模、安全位置、顶出协同控制
输送带	产品排出、满箱、卡料警报
冷水机	运转状态、警报、流量异常
模温机	准备完成、温度警报、帮浦警报
干燥机与自动填料机	供料状态与异常警报
视觉检测系统	合格 / 不合格结果
组装设备	移载准备完成与工站完成讯号
包装设备	准备完成、满料、停止、警报

在机械手臂整合方面，需确认专案是否需要采用标准介面，例如 EUROMAP 67、SPI AN 146，或客户指定的 I/O 配置方式。

这一项应在设备制造前就确认完成，而不是等机台到厂后才决定。

机台供应商与自动化整合商必须清楚实际的生产流程顺序，例如：

• 机械手臂是否仅负责取出产品？
• 是否需要进行嵌件放置？
• 是否需要等待顶出动作完成？
• 是否需要进行良品与不良品分离？
• 是否需将产品送至检测或包装设备？
• 当下游设备满料时，机台是否需要停止？
• 模具是否包含滑块、中子或特殊顶出机构？

若未确认完整流程，I/O 讯号规划可能会不完整。

不同工厂可能对安全门、光栅、紧急停止回路、机械手臂作业区域、电气标准，以及内部安全审核流程有不同要求。

这些需求应在专案初期就进行充分讨论与确认。

I/O 讯号应尽可能纳入 FAT（工厂验收测试）与 SAT（现场验收测试）中。

在 FAT 阶段，制造商可确认机台功能、机械手臂介面可用性、警报状态，以及基本流程模拟。

在 SAT 阶段，则可于客户现场验证实际整合状况，包括机械手臂、周边设备、模具、原料，以及实际生产环境的运作。

 

 

检查项目	FAT	SAT
机械手臂介面配线	是	是
模具开模 / 关模讯号	是	是
顶出前进 / 后退讯号	是	是
中子位置讯号	是	是
模具区域无人讯号	是	是
允许锁模讯号	是	是
机台对机械手臂紧急停止	是	是
机械手臂对机台紧急停止	是	是
安全门与防护互锁	是	是
辅助警报输入	选配	是
全自动流程	模拟	实际生产
不良分选功能	模拟	实际生产
警报纪录与故障排除	是	是

 

延伸阅读：注塑成型机工厂端验收测试（FAT）与现场端验收测试（SAT）完整指南：2026 年版

 

 

华嵘集团提供注塑成型机、立式注塑成型机、机械手臂、自动化系统，以及智慧工厂管理解决方案，以满足不同生产需求。

 

 

对于规划机械手臂整合或整线自动化的客户，华嵘可协助评估以下项目：

     1. 机台与模具的匹配性

     2. 机械手臂取出流程顺序

     3. 周边设备整合需求

     4. 顶出与中子控制需求

     5. 安全互锁规划

     6. FAT 与 SAT 验证项目

     7. 全线自动化可行性评估

     8. 未来生产管理与监控需求

对于简单生产应用，I/O 规划可能仅涉及基本的机械手臂取出动作；但在进阶制程（如嵌件成型、双色注塑、自动组装、检测与包装整合）中，I/O 规划将成为整体生产工程设计的一部分。

 

 

注塑成型机的 I/O 讯号是机台、机械手臂、周边设备与安全系统之间的通讯基础。

这些讯号决定了机台是否能与外部设备安全协同运作、机械手臂是否能正确进出模具区域、顶出与中子动作是否能被有效协调，以及周边设备的警报是否能在影响产品品质之前被及时处理。

 

 

• 集团名称: 华嵘集团
• 品牌: 华嵘、煜达、南嵘
• 服务项目: 注塑机、立式射出机、成型设备取出装置
• 服务电话: (06)7956777
• 集团总部: 台南市西港区庆安里中州21之6号
• 官方网站: https://www.huarong.com.tw/

 

 

I/O 讯号（输入/输出讯号）是注塑成型机用来与机械手臂、周边设备、感测器、安全装置以及自动化系统进行通讯的讯号。它们可用于控制动作顺序、确认运动条件，并协调整体生产行为。

机械手臂整合需要在模具开模、手臂进入取件、顶出动作、以及关模之间达到精准的时间配合。 I/O 讯号可用来确认每一个条件是否成立，确保机械手臂与注塑机能正确协同运作。

可以。冷水机、模温机、干燥机、自动填料机、输送带、检测系统以及分选设备等，都可以透过 I/O 与注塑成型机交换「准备完成」、「运转中」、「警报」、「停止」或「合格 / 不合格」等讯号。

不一定。反应方式应依生产风险而定。有些警报仅需提示警告，有些可能在完成当前循环后停止，而关键性警报则可能需要机台或整条自动化产线立即停止运作。