工業機器人在自動化沖壓線上的應用研究

蘇凱

摘 要：隨著時代得發展，自動化行業得到了飛速發展，在自動化沖壓生產線領域得到廣泛推廣，隨著工業機器人得廣泛應用，對自動化生產線具有重要作用，并能夠保證生產安全，降低成本，在將來工業自動化應用將越來越普及。本文主要對工業機器人在自動化沖壓線中運用原理和實施進行了分析探討。

關鍵詞：工業機器人;沖壓;自動化生產線;應用

隨著科學的不斷進步，工業技術的不斷發展，工業機器人作為工業生產中的重要的自動化沖壓生產線已經廣泛應用到生產制造中，自動化沖壓技術是提高生產質量和生產效率主要的措施。

在一定程度上對工業生產成本進行優化控制，維護工業生產的綜合效益。工業機器人作為可靠性強、靈活性高、安全性好，并且運行方便的一種新型的機械設備在沖壓自動線上的運用，具有重要的作用。

1.工業機器人概述

1.1 概念。

工業機器人是指在工業領域內所應用的機械手或機器人，其具有多關節和多自由度。在實際應用中，通過對工業機器人的運行程序進行預先設定，即可實現自動執行具體工作，并基于自身控制系統和動力系統實現預定功能，從而保證工業機器人的規范操作。可以通過現場對工業機器人控制或者通過預先編輯好程序來控制工業機器人，是其達到完成指定任務的目的。

1.2 結構類型。

工業機器人主要包含控制系統、機器人主體以及驅動系統這幾個基本的組成部分，其中機器人主體作為執行器件，其性能非常關鍵，它一般包含機座與執行機構組成。具有和人相似的動作功能，可以在空間抓放物體或者進行其他的操作，包括手部、腕部和臂部，而要想機器人本體動起來還需有驅動系統，它由傳動機構和動力裝置組成。其中機器人的腕部通常有1～3個自由度，自由度總數可在3～6個左右。工業機器人作業過程中，基于技術人員在控制系統中編制程序實現對驅動系統及機器人主體發號施令，并控制機器人的執行動作，從而確保工業機器人的規范操作（1）。

1.3 特性分析。

多數情況下我們可以通過將數控伺服軸，遙控操作器等進行有序連接，再利用預先設置好的程序驅動電路控制機器人本體，讓機器人動作有效地進行。一般應用于沖壓自動化生產線中的工業機器人具有行走功能，由于其內部具有模擬人類感知系統，在執行動作的過程中能夠基于此系統完成各項操作，在保證沖壓自動化生產質量與效率的同時，達到控制生產成本的目的。工業機器人具有較高的柔性，在控制程序修改上有一定可操作性，從而促進各項功能與動作的順利實現，更好地滿足沖壓自動化生產線的對工業機器人的應用需求（2）。

工業機器人主要有三個特點：

（1）具有類人的功能，比如工業機器人具備感知功能、作業功能、行走功能，并且還可以完成很多的動作要求。

（2）可以根據人預先設置的編程系統進行自動的工作，或者通 過程序改變動作、工作中的要求以及工作對象。

（3）使用特點：工業機器人能夠通過端拾器的切換和機器人的 動作軌跡的調整，從而使設備更加柔性化。

工業機器人的生產成本低，機器人線的投資比較低，在自動化沖壓生產性中應用機器人不僅經濟、適用，還可以適用于生產線的 自動化改造。

2 工業機器人在沖壓自動化生產線中的應用

在汽車制造的過程中，工業機器人在沖壓自動化生產線運行 的循環方式為：機器人拆剁（剁料拆垛）一板料傳輸一板料涂油- 板料對中一上料機器人送貨一首臺壓機沖壓一下料機器人取貨、送貨一壓機沖壓一根據工序數量循環一下料機器人取貨、送貨一末端壓機沖壓一線尾機器人取貨、放貨一皮帶機輸送一人工碼垛。

2.1 拆剁系統

在沖壓自動化生產線輸送的過程中，自動拆剁單元是必備的 系統，并且拆剁單元主要包括拆剁小車、自動涂油裝置、磁性皮帶 機以及對中臺和雙料檢測等設備。拆剁小車主要應用在上料區和 上料后停放的固定位置，可以為機器人取料提供方便。磁力皮帶機 根據位置不同可以分為導出式皮帶機和導入式皮帶機，導入式皮 帶機主要應用于將機器人從拆剁機初取出的物料送到涂油機中，而導出式皮帶機主要將板料按照一定的速度送入到對中臺內，但 是其基本原理是相同的。自動涂油機主要是對于板件拉延率較大 時，在板料進行拉延工序時，進行安排涂油工序，從而可以通過自 動涂油機在板料的表面上涂上拉延油，消除冷軋鋼板上的生產地 滑移線。從而可以保證沖壓成型的板件的表面質量良好以及滿足 潤滑性要求，而且還可以增加沖壓鋼板的防銹能力⑶。

2.2控制系統

在沖壓自動化生產線中控制系統是機器人的核心部位，控制 系統保證生產線各種組成部分的協調工作，控制系統技術的可靠 性、先進性以及完善性，控制方法的有效性、靈活性直接影響著沖 壓自動化生產線的生產效率和自動化的程度。機器人的沖壓自動 線的控制系統主要有監控控制系統、連線控制系統以及安全防護 系統三部分組成。連線控制系統主要應用于整條自動化生產流 程的控制，主要采用的是現場總線構成的分層控制架構。監控系統 主要是用于整個沖壓生產線的流程監控，安全防護系統則應用于 整個生產線的安全系統控制。

2.3仿真模擬系統

在虛擬環境中進行仿真沖壓線的運行，可以有效避免生產現 場的系統干涉、節拍不合理以及其他系統的錯誤，在沖壓自動化生 產線運行的過程中，可以通過工業機器人進行離線編程，對機器人 的運動路線以及運動軌跡送行模擬，從而可以有效縮短現場的實 驗以及調試工作，提高設備運行的安全性和可靠性

3.結語

總而言之，隨著現代科學技術的不斷進步，技術方面和設備方面也越來越科學新穎，使得沖壓技術也得到優化，工業機器人的出現和應用，有效地代替了人工勞動，促進了工業生產效率的不斷提升，為工業產品質量控制打下良好的基礎。尤其是在沖壓自動化生產線中，工業機器人的應用促進了自動化生產水平的提升，并且將工業生產成本控制在最佳范圍內，在工業生產領域受到廣泛關注。

參考文獻

[1]陳立新.工業機器人在沖壓自動化生產線的應用[J].機械設計與 制造，2010（10）

[2]王明，黃英，王長潤.機器人沖壓自動線的生產節拍優化[J].儀器 絕干洗或機械清洗2008，15（6）

[3]陳皓.沖壓自動化的對中方法比較[J].自動化應用，2011（8）