射出成型機 I/O 訊號：機械手臂、周邊設備與安全互鎖指南

I/O 訊號是射出成型機與外部設備之間交換的輸入與輸出訊號。

     1. 輸入訊號（Input Signal）指射出成型機接收來自其他設備的訊號。

     2. 輸出訊號（Output Signal）指射出成型機發送給其他設備的訊號。

     3. 互鎖訊號（Interlock Signal）指設備在執行動作前，必須先確認的允許條件。

在實際應用中：

訊號類型	意義	範例
輸入訊號	機台接收來自其他設備的資訊	機械手臂已離開模具區域
輸出訊號	機台向其他設備發送資訊	模具已完全開啟
互鎖訊號	機台在動作前確認允許條件	允許模具關閉
警報訊號	設備回報異常狀態	冷水機警報或緊急停止

這些訊號可讓射出成型機判斷機械手臂何時可以進入模具區域、模具何時能夠閉合、頂出機構何時可以動作、抽芯裝置是否已到達定位，以及周邊設備是否已準備完成並可投入生產。

若缺乏正確的 I/O 訊號配置，自動化系統將只剩下單純的機械動作，而無法建立穩定且可靠的設備通訊與協同控制能力。

 

 

射出成型自動化高度依賴正確的動作時序控制。

     1. 機械手臂不應在模具尚未完全開啟前進入模具區域。

     2. 模具不應在機械手臂尚未離開模具區域前進行閉模。

     3. 若機械手臂、產品或夾具位置尚未準備完成，頂出機構不應動作。

     4. 若抽芯裝置可能與模具、成品或機械手臂產生干涉，則不應進行動作。

     5. 若關鍵周邊系統發生故障，整條生產線不應持續運轉。

因此，I/O 訊號主要具有以下三大功能。

I/O 訊號用於定義射出成型機、機械手臂、頂出裝置、抽芯機構、輸送設備以及周邊設備之間正確的動作順序。

例如，機械手臂可能需要等待「模具開啟完成」訊號後，才能進入模具區域；而射出成型機則可能需要等待「模具區域已清空」訊號後，才能進行閉模動作。

I/O 訊號可協助防止射出成型機與機械手臂在錯誤時間進入相同的工作區域。

然而，製程互鎖訊號與安全相關電路不可混為一談。製程互鎖主要用於控制設備動作順序；而安全相關電路則是在安全條件未被滿足時，用來停止或防止危險動作發生的保護機制。

正確的 I/O 規劃可有效降低隨機停機、誤警報、產品損壞、模具損傷、機械手臂碰撞，以及不必要的人工作業介入。

對於簡單的取件應用而言，I/O 訊號可能僅涉及機械手臂與輸送帶之間的控制。然而，在嵌件射出、包覆成型、雙色射出、自動組裝、在線檢測以及自動包裝等應用中，I/O 訊號已成為整體生產工程設計的重要一環。

 

 

 

 

在許多射出成型生產線中，機械手臂是與射出成型機連接最重要的外部設備。

機械手臂可能負責成品取出、直澆道夾取、嵌件放置、產品堆疊、切除加工、檢測轉送，或包裝轉送等作業。

為了讓這些動作能正確執行，射出成型機與機械手臂之間必須進行雙向訊號交換。

     1. 模具開啟訊號：射出成型機發送模具開啟訊號，用於確認模具已開啟至指定位置。

     2. 模具閉合訊號：射出成型機發送模具閉合訊號，用於確認閉模動作已完成。

     3. 頂出前進訊號：射出成型機發送頂出前進訊號，用於確認頂出機構已向前動作。

     4. 頂出後退訊號：射出成型機發送頂出後退訊號，用於確認頂出機構已返回安全位置。

     5. 抽芯位置訊號：對於具有滑塊、油壓抽芯或機械式抽芯結構的模具，射出成型機可能需要與機械手臂或自動化系統交換抽芯位置相關訊號。

     6. 自動運轉訊號：此訊號用於確認射出成型機是否處於自動運轉模式，或已準備好與機械手臂進行自動化作業。

     7. 不良品訊號：當射出成型機判定成型週期異常、產品不良，或製程條件需要進行產品分流時，會發送不良品訊號。

機械手臂不僅接收來自射出成型機的訊號，同時也必須回傳確認訊號給機台。這些訊號對於時序控制與互鎖邏輯至關重要。

     1. 模具區域清空訊號：模具區域清空訊號用於確認機械手臂已離開模具區域，不會干涉開模或閉模動作。

     2. 允許閉模訊號：允許閉模訊號代表機械手臂已允許射出成型機進行閉模動作。

     3. 允許頂出前進訊號：機械手臂可能僅在自身處於安全位置時，才允許頂出機構向前動作。

     4. 允許頂出後退訊號：此訊號用於確認頂出機構可安全返回原始位置。

     5. 機械手臂準備完成訊號：機械手臂準備完成訊號用於通知射出成型機，機械手臂程式已準備好進行自動運轉。

     6. 緊急停止訊號：緊急停止訊號必須被視為安全相關訊號，而不只是一般控制訊號。

 

 

許多射出成型機與機械手臂會使用標準化的機械手臂介面，以簡化設備整合與通訊流程。

EUROMAP 67 是射出成型機與取件裝置或機械手臂之間的電氣介面標準。它定義了透過電氣接點進行的訊號交換方式，例如繼電器接點、開關訊號以及半導體訊號，同時也針對插頭連接方式與訊號需求提供相關規範與指引。

SPI AN 146 是一項針對機械手臂與射出成型機電氣介面的建議性規範。在機械手臂與射出成型機（IMM）介面的相關討論中，尤其是在北美標準相關專案中，SPI AN 146 常被作為重要的參考依據。

在實際應用中，客戶不應僅詢問設備是否「能夠連接機械手臂」。在設備製造之前，更應確認實際使用的介面標準、機械手臂品牌、接線需求、安全電路需求，以及所需的 I/O 訊號清單。

需確認項目	重要原因
機械手臂品牌與型號	不同品牌的機械手臂可能需要不同的接線方式與訊號邏輯
機械手臂介面標準	確認使用 EUROMAP 67、SPI AN 146 或客製化 I/O 規格
訊號電壓與接點類型	避免射出成型機與機械手臂控制器之間發生訊號不匹配
必要的安全電路	確認緊急停止與安全防護邏輯
模具區域動作時序	避免機械手臂與模具動作發生干涉或碰撞
頂出與抽芯動作時序	避免夾具、產品或模具零件之間產生干涉

 

 

機械手臂並不是唯一需要進行 I/O 整合的設備。許多周邊系統同樣需要與射出成型機進行訊號交換。周邊設備的 I/O 訊號之所以重要，是因為它們能在材料供應、溫度控制、冷卻系統、輸送流程、檢測作業或下游設備狀態異常時，防止生產線持續運轉。

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乾燥機與自動填料機可能會提供例如「準備完成」、「運轉中」、「警報」或「料位不足」等訊號。

為了維持生產穩定性，射出機或工廠管理系統可能需要確認乾燥機是否正常運作、自動填料機是否已供應足夠原料，以及是否發生缺料警報。

這對於 PET、PA、PC 等吸濕性較高的工程塑膠尤其重要。若乾燥或供料狀況不穩定，可能會導致氣泡、銀絲、短射、產品強度不足、尺寸不穩定，甚至材料劣化等成型缺陷。

冷卻系統與模具溫度控制會直接影響產品品質、成型週期、收縮率、翹曲變形以及尺寸穩定性。

常見訊號包括：

設備	常見訊號	用途
冷水機	運轉中、警報、水流異常	確認冷卻供應狀態
模溫機	準備完成、溫度警報、幫浦警報	確認模具溫度穩定性
冷卻系統	流量確認、壓力異常	偵測冷卻管路異常

如果模溫機或冷水機尚未準備完成，射出機雖然可能仍可進行機械運轉，但成型產品的品質可能會變得不穩定。

輸送帶可能會接收來自射出機或機械手臂的產品排出訊號。

在某些系統中，輸送帶也可能會回傳滿箱訊號、卡料訊號或停止訊號給射出機。

這些訊號可防止產品堆積、掉落、與不良品混料，或造成後段生產流程堵塞。

在自動化射出成型產線中，視覺檢測、重量檢測、金屬檢測或尺寸檢測等系統，可能會回傳「合格」或「不合格」的結果。

機械手臂或分選系統隨後會將合格品與不良品進行分離。

這樣的機制能建立更可控的品質流程，並降低異常產品流入下一製程的風險。

在高階整線整合系統中，射出成型機可能會與組裝站及包裝系統連線運作。

在這種情況下，I/O（輸入/輸出）設計不僅需要考慮成型製程本身，還需涵蓋產品移載、定位、組裝確認、包裝準備狀態以及整線停止條件等。

例如，在全自動化生產線中，若下游某一站發生警報，可能需要暫停整條系統運作，以避免產品堆積與流程失控。

並非所有輔助警報都必須立即觸發緊急停機。

在實務應用中，反應方式應依照生產風險來定義，可能包含：僅警報、完成當前循環後停止、暫停自動運轉、不良分選，或整線停機等不同策略。

例如：

輔助警報	可能的反應
料位不足	僅警報或完成當前循環後停止
乾燥機溫度異常	僅警報；若為吸濕性材料則停止生產
模溫偏差	先警報；若超出允收範圍則停
冷水機流量異常	若可能造成模具或產品損壞則立即停機
輸送帶滿料	完成當前循環後停止或暫停機械手臂出料
檢測不良（NG）	依品質規則進行不良分選或暫停生產

這樣的規劃可以讓生產線在確保品質的同時，避免不必要的緊急停機干擾生產效率。

 

 

安全互鎖是射出成型自動化系統中最關鍵的部分。

安全互鎖是一種控制條件，只有在所有必要的安全條件都成立時，才允許設備進行危險動作。

在射出成型自動化中，安全互鎖通常包含以下項目：

互鎖項目	目的
安全門關閉	防止人員進入模具活動區域
光柵正常	確認操作人員未進入危險區域
模具區域無人	確認機械手臂已離開模具區域
允許鎖模	僅在安全流程成立時允許鎖模
頂出位置確認	防止在頂出桿前伸時鎖模
中子位置確認	防止模具或機械手臂干涉
緊急停止回路	立即停止所有危險動作
輔助警報互鎖	在異常輔助條件下禁止生產

安全互鎖不應被視為可有可無的便利訊號，它們是生產安全與設備保護的一部分。

不良的互鎖設計可能在短期內仍可維持生產運行，但會大幅提高模具損壞、機台損壞、機械手臂碰撞、產品缺陷以及操作人員受傷的風險。

 

 

一個常見的錯誤是將所有互鎖訊號都視為安全等級（Safety-rated）訊號。

在實務生產中，更理想的做法是將訊號分為兩大類：

訊號類型	功能	範例
製程互鎖訊號	控制生產流程與動作順序	模具區域無人、允許鎖模、頂出退回
安全相關訊號	停止或防止危險動作	緊急停止、安全門、光柵、防護迴路

例如，「模具區域無人」對於機械手臂與機台的動作順序控制非常重要，但它不能取代緊急停止、安全防護裝置或其他必要的安全迴路。

一個安全的自動化系統，必須同時具備正確的製程互鎖邏輯，以及完善的安全停止回路設計。

 

 

在設備調試或模具試模階段，有些團隊可能會暫時旁路（Bypass）某些互鎖條件，以便測試設備動作。

這一行為必須嚴格管控。

真正的風險不僅在於臨時旁路本身，更大的問題是旁路設定在進入正式自動化生產時仍未被移除。

在進入全自動運行之前，專案團隊應確認以下事項：

     1. 所有臨時旁路設定均已移除。

     2. 機台的緊急停止可以正確停止機械手臂。

     3. 機械手臂的緊急停止可以正確停止機台。

     4. 安全門與光柵訊號運作正常。

     5. 模具區域為安全狀態，且鎖模允許訊號未被強制。

     6. 頂出與中子位置訊號已驗證正確。

     7. 警報復歸邏輯已清楚定義。

這些檢查步驟能有效保護操作人員、模具、機械手臂以及整體生產排程的安全性。

 

 

在設備進入全自動運轉之前，應逐項確認以下 I/O 相關項目。

檢查項目	重要性
訊號方向	確認訊號是由射出機送往機械手臂，或由機械手臂回傳至射出機
常開 / 常閉邏輯	避免訊號邏輯接反導致誤判
訊號電壓	防止控制器之間電壓不匹配
乾接點或有源訊號	避免配線損壞或輸入判讀錯誤
訊號持續時間	確保接收端能正確偵測訊號
延遲時間	避免機械手臂、頂出、或中子動作之間產生衝突
警報復歸條件	確認系統在警報後如何恢復正常狀態
安全迴路反應	驗證緊急停止與安全防護訊號是否正常運作
手動模式行為	防止設定階段出現非預期動作
自動模式行為	確認完整循環流程在量產前的穩定性

 

 

在購買或整合射出成型機之前，客戶應先釐清以下資訊。

列出所有必須與射出成型機進行通訊的設備。

設備	I/O 規劃需求
機械手臂或取出機	開模、關模、安全位置、頂出協同控制
輸送帶	產品排出、滿箱、卡料警報
冷水機	運轉狀態、警報、流量異常
模溫機	準備完成、溫度警報、幫浦警報
乾燥機與自動填料機	供料狀態與異常警報
視覺檢測系統	合格 / 不合格結果
組裝設備	移載準備完成與工站完成訊號
包裝設備	準備完成、滿料、停止、警報

在機械手臂整合方面，需確認專案是否需要採用標準介面，例如 EUROMAP 67、SPI AN 146，或客戶指定的 I/O 配置方式。

這一項應在設備製造前就確認完成，而不是等機台到廠後才決定。

機台供應商與自動化整合商必須清楚實際的生產流程順序，例如：

• 機械手臂是否僅負責取出產品？
• 是否需要進行嵌件放置？
• 是否需要等待頂出動作完成？
• 是否需要進行良品與不良品分離？
• 是否需將產品送至檢測或包裝設備？
• 當下游設備滿料時，機台是否需要停止？
• 模具是否包含滑塊、中子或特殊頂出機構？

若未確認完整流程，I/O 訊號規劃可能會不完整。

不同工廠可能對安全門、光柵、緊急停止迴路、機械手臂作業區域、電氣標準，以及內部安全審核流程有不同要求。

這些需求應在專案初期就進行充分討論與確認。

I/O 訊號應盡可能納入 FAT（工廠驗收測試）與 SAT（現場驗收測試）中。

在 FAT 階段，製造商可確認機台功能、機械手臂介面可用性、警報狀態，以及基本流程模擬。

在 SAT 階段，則可於客戶現場驗證實際整合狀況，包括機械手臂、周邊設備、模具、原料，以及實際生產環境的運作。

 

 

檢查項目	FAT	SAT
機械手臂介面配線	是	是
模具開模 / 關模訊號	是	是
頂出前進 / 後退訊號	是	是
中子位置訊號	是	是
模具區域無人訊號	是	是
允許鎖模訊號	是	是
機台對機械手臂緊急停止	是	是
機械手臂對機台緊急停止	是	是
安全門與防護互鎖	是	是
輔助警報輸入	選配	是
全自動流程	模擬	實際生產
不良分選功能	模擬	實際生產
警報紀錄與故障排除	是	是

 

延伸閱讀：射出成型機工廠端驗收測試（FAT）與現場端驗收測試（SAT）完整指南：2026 年版

 

 

華嶸集團提供射出成型機、立式射出成型機、機械手臂、自動化系統，以及智慧工廠管理解決方案，以滿足不同生產需求。

 

 

對於規劃機械手臂整合或整線自動化的客戶，華嶸可協助評估以下項目：

     1. 機台與模具的匹配性

     2. 機械手臂取出流程順序

     3. 周邊設備整合需求

     4. 頂出與中子控制需求

     5. 安全互鎖規劃

     6. FAT 與 SAT 驗證項目

     7. 全線自動化可行性評估

     8. 未來生產管理與監控需求

對於簡單生產應用，I/O 規劃可能僅涉及基本的機械手臂取出動作；但在進階製程（如嵌件成型、雙色射出、自動組裝、檢測與包裝整合）中，I/O 規劃將成為整體生產工程設計的一部分。

 

 

射出成型機的 I/O 訊號是機台、機械手臂、周邊設備與安全系統之間的通訊基礎。

這些訊號決定了機台是否能與外部設備安全協同運作、機械手臂是否能正確進出模具區域、頂出與中子動作是否能被有效協調，以及周邊設備的警報是否能在影響產品品質之前被及時處理。

 

 

• 集團名稱: 華嶸集團
• 品牌: 華嶸、煜達、南嶸
• 服務項目: 射出成型機、立式射出機、成型設備取出裝置
• 服務電話: (06)7956777
• 集團總部: 台南市西港區慶安里中州21之6號
• 官方網站: https://www.huarong.com.tw/

 

 

I/O 訊號（輸入/輸出訊號）是射出成型機用來與機械手臂、周邊設備、感測器、安全裝置以及自動化系統進行通訊的訊號。它們可用於控制動作順序、確認運動條件，並協調整體生產行為。

機械手臂整合需要在模具開模、手臂進入取件、頂出動作、以及關模之間達到精準的時間配合。I/O 訊號可用來確認每一個條件是否成立，確保機械手臂與射出機能正確協同運作。

可以。冷水機、模溫機、乾燥機、自動填料機、輸送帶、檢測系統以及分選設備等，都可以透過 I/O 與射出成型機交換「準備完成」、「運轉中」、「警報」、「停止」或「合格 / 不合格」等訊號。

不一定。反應方式應依生產風險而定。有些警報僅需提示警告，有些可能在完成當前循環後停止，而關鍵性警報則可能需要機台或整條自動化產線立即停止運作。