工業機器人在沖壓自動化生產線中的應用淺析

張晨東

（廈門海洋職業技術學院， 福建 廈門 361000）

0 引言

我國經過多年的發展已經逐漸成為汽車大國，但是在汽車制造的過程中如果沒有針對汽車零部件進行質量嚴格控制，很容易導致汽車的生產質量不符合要求，以至于使汽車使用性能受到影響，引發交通事故。對于汽車制造行業來說沖壓生產線具有柔性化的傳送體系，能夠有效降低生產成本，全面提高生產效率。通過工業機器人的運用能夠大幅度提高沖壓生產線的自動化水平，也是未來高新技術的重要發展方向。

1 工業機器人的結構和特點

1.1 工業機器人的結構

工業機器人作為工業領域內多自由度的機器人或者多關節的機械手臂，能夠通過機械執行命令的方式完成設備加工。工業機器人主要可以通過自身的動力以及控制能力實現各種功能，通過人工智能技術按照事先預定的編程就能夠實現自動化操作，工業機器人可以通過遙控器與連接桿機構針對數控機床伺服軸進行連接，通過預先針對機械手臂輸入設定的編程，就能夠讓工業機器人實現獨立運行。由于工業機器人生產成本比較低，可以實現批量化、規?；a，具有人類的感知功能、行走功能和作業功能，所以能夠在沖壓生產線上得到良好的應用。

工業機器人的主要結構包括主體控制器以及驅動系統主體作為執行機構以及基座，必須要通過手部，腕部和臂部共同協調，從而形成機械臂，對于大部分的工業機器人來說，其主要的運動自由度為 3-6個左右，而腕部運動的自由度則為1-3個，在控制系統輸入相對程序以及驅動系統指令時就能夠針對腕部進行只精準控制，而工業機器人的驅動系統，主要動力裝置和傳動機構共同構成，可以保證工業機器人做出相應的動作[1]。由于工業機器人非常的復雜，不僅包括主體驅動系統、控制系統，而且還有基座執行機構，工業機器人的腕部能夠進行各種靈活的操作，可以實現自動化控制。由于工業機器人非常的智能，所以在運用的過程中可以有效提高工業生產效率，極大的取代人工勞動力，對于我國人口老齡化日益嚴重的問題能夠得到極大的解決，而且工業機器人可以具備絕對的控制作用，通過一系列的指令操作輸出，就能夠讓工業機器人自動發出相關的操作信號，對工業機器人進行自動化控制。

1.2 工業機器人的特點

工業機器人的運用在很大程度上能夠有效取代人工操作，所以節省了大量的人工成本。另外工業機器人還能夠具備人類的操作功能通過各種柔性編程可以幫助工業機器人具備人類大腦的功能，讓工業機器人可以針對實際的操作進行具體判斷，針對各種問題進行恰當的調整。工業機器人具有非常強的靈活性特點，其安全系數非常高，所以在工業行業中被廣泛的認可并運用沖壓自動化生產系統，能夠利用工業機器人來保證整個工業制造的生產效率，提高產品的質量，符合未來工業技術的發展要求，也能夠為工業制造提供更多的經濟效益，促進工業制造企業長遠發展。沖壓自動化生產線，能夠有效提高我國電氣行業汽車行業產品的生產質量，而且也能夠進一步擴大生產規模，轉變工人的勞動環境，提高勞動生產效率。

2 沖壓自動化生產線中工業機器人的應用

2.1 工業機器人運行中的拆垛系統

在沖壓生產線上通過工業機器人的運用可以實現自動拆垛，通常自動拆垛系統包括拆垛小車、涂油裝置、雙料檢測等，利用拆垛小車在上料區進行停放，幫助工業機器人進行定位減少取料時間，提高工作效率。另外還可以根據工業機器人的具體位置通過磁力皮帶機進行導入或導出的方式，將物料直接運輸到涂油機中或者是將板料傳遞給中臺內部，利用自動涂油機可以在板料延伸中進行涂油，提高板件的拉延效率，消除冷壓鋼板的滑移線，保證成品的質量符合標準。而且還能夠讓設備的潤滑性能全面提高，避免鋼板出現腐蝕生銹的情況。通過工業機器人對中臺進行固定能夠提高移動的便捷性，也可以通過重力和視覺的方式針對板料進行準確的定位，幫助板料運輸的效果。由此可見，拆垛系統是工業機器人運行的關鍵，也能夠有效發揮出工業機器人的特點。

控制系統也是工業機器人應用的核心之一，通過控制系統能夠保證沖壓生產線各個環節都能夠進行精準的控制，提高沖壓生產線的主要功能，幫助生產線進行自動化運行?？刂葡到y具有先進性和可控制性的特點極大的提高了工業機器人的運行效率，通過對于各種指標進行靈活的監控能夠充分發揮出工業機器人的優勢，尤其是在工業機器人進行生產的過程中必須要通過準確的指令才能夠進行自動化操作，所以控制系統的應用能夠直接決定工業機器人是否充分的發揮出其應有的作用?？刂葡到y中最底層的屬于設備層，也是整個控制系統的關鍵所在。通過控制系統中的設備層包括了現場操作站、輸入設備、檢測單元、執行機構等零部件，能夠直接通過現場總線或者是票息進行連接，通過輸入信號而傳輸到PLC,并且利用PLC傳輸至現場設備，完成對于零部件的通訊控制。在控制系統中由于各部門的控制系統主要采取的就是現場總線技術，通過以太網的控制系統也可以保證整個系統的運行效果，提高系統的穩定性，保證數據對接?？刂葡到y中還包括人機界面，通過為每一個控制單元配備可操作的觸摸屏，能夠保證對設備的運行信息進行實時顯示，而且每一個觸摸屏上都有指示燈和操作按鈕，也能夠為相關的工作人員發出即時警報，一旦某一個故障節點出現安全隱患，系統就會自動報警，人機界面也能夠及時針對故障信息進行顯示，幫助工作人員快速準確的進行維修。

2.2 沖壓生產線的保護措施

為了能夠加強沖壓生產線的運行效果，必須要針對沖壓生產線制定一系列的安全防護措施，避免工業機器人發生故障。盡管沖壓生產線被分為不同的區域，而且各自設備的運行也都在一定的區域內，但是很多的設備會出現有部分重疊的情況，如果沒有針對重疊區域進行合理的控制和調配則很容易導致工業機器人在運行過程中發生碰撞，造成安全隱患。由于控制系統非常復雜，所以必須要加強對于控制系統的日常調配，通過各種參數以及設計及時調整工業機器人的工作方法，如果汽車設備系統的設置出現問題，則很容易導致汽車故障。對于沖壓生產線的保護可以通過硬件保護與軟件保護兩種策略共同運行，全面提高沖壓生產線的保護效果，例如通過硬件監控能夠針對各項數據進行傳輸為此必須要加強總線的抗干擾能力，另外監控系統也應該保證數據傳輸的過程中附帶屏蔽層，提高安全防護的系數。

在沖壓自動化生產線拆垛系統中包括一道垂直的升降門，通過剁料臺與升降門相互配合轉化能夠保證運料安全，當某一個剁料臺無料時，另外的調剁料臺就會進入升降門，保證垛料臺順利運行，而無料的剁料臺在離開之后升降門又會自動下落，通過對于升降門的合理控制能夠保證生產安全，而且也可以實現自動沖壓。如果系統運行出現故障，還能夠通過PLC系統發出自動報警信號，并且對斷料臺進行互鎖控制。

3 結論

總而言之，工業機器人在實際運用的過程中已經能夠達到先進的水平，但是當前我國自動化技術的總體應用效果還不高，所以企業必須要積極針對工業機器人進行深入的研究，提高工業生產的總體質量。

[1]曹智.工業機器人在沖壓自動化生產線中的應用研究[J].中國新技術新產品,2017(03):9-10.