工業(yè)機(jī)器人在自動(dòng)化沖壓線上的應(yīng)用研究

蘇凱

摘 要：隨著時(shí)代得發(fā)展，自動(dòng)化行業(yè)得到了飛速發(fā)展，在自動(dòng)化沖壓生產(chǎn)線領(lǐng)域得到廣泛推廣，隨著工業(yè)機(jī)器人得廣泛應(yīng)用，對自動(dòng)化生產(chǎn)線具有重要作用，并能夠保證生產(chǎn)安全，降低成本，在將來工業(yè)自動(dòng)化應(yīng)用將越來越普及。本文主要對工業(yè)機(jī)器人在自動(dòng)化沖壓線中運(yùn)用原理和實(shí)施進(jìn)行了分析探討。

關(guān)鍵詞：工業(yè)機(jī)器人;沖壓;自動(dòng)化生產(chǎn)線;應(yīng)用

隨著科學(xué)的不斷進(jìn)步，工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人作為工業(yè)生產(chǎn)中的重要的自動(dòng)化沖壓生產(chǎn)線已經(jīng)廣泛應(yīng)用到生產(chǎn)制造中，自動(dòng)化沖壓技術(shù)是提高生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率主要的措施。

在一定程度上對工業(yè)生產(chǎn)成本進(jìn)行優(yōu)化控制，維護(hù)工業(yè)生產(chǎn)的綜合效益。工業(yè)機(jī)器人作為可靠性強(qiáng)、靈活性高、安全性好，并且運(yùn)行方便的一種新型的機(jī)械設(shè)備在沖壓自動(dòng)線上的運(yùn)用，具有重要的作用。

1.工業(yè)機(jī)器人概述

1.1 概念。

工業(yè)機(jī)器人是指在工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)所應(yīng)用的機(jī)械手或機(jī)器人，其具有多關(guān)節(jié)和多自由度。在實(shí)際應(yīng)用中，通過對工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)行程序進(jìn)行預(yù)先設(shè)定，即可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)執(zhí)行具體工作，并基于自身控制系統(tǒng)和動(dòng)力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)預(yù)定功能，從而保證工業(yè)機(jī)器人的規(guī)范操作?？梢酝ㄟ^現(xiàn)場對工業(yè)機(jī)器人控制或者通過預(yù)先編輯好程序來控制工業(yè)機(jī)器人，是其達(dá)到完成指定任務(wù)的目的。

1.2 結(jié)構(gòu)類型。

工業(yè)機(jī)器人主要包含控制系統(tǒng)、機(jī)器人主體以及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)這幾個(gè)基本的組成部分，其中機(jī)器人主體作為執(zhí)行器件，其性能非常關(guān)鍵，它一般包含機(jī)座與執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成。具有和人相似的動(dòng)作功能，可以在空間抓放物體或者進(jìn)行其他的操作，包括手部、腕部和臂部，而要想機(jī)器人本體動(dòng)起來還需有驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，它由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和動(dòng)力裝置組成。其中機(jī)器人的腕部通常有1～3個(gè)自由度，自由度總數(shù)可在3～6個(gè)左右。工業(yè)機(jī)器人作業(yè)過程中，基于技術(shù)人員在控制系統(tǒng)中編制程序?qū)崿F(xiàn)對驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及機(jī)器人主體發(fā)號施令，并控制機(jī)器人的執(zhí)行動(dòng)作，從而確保工業(yè)機(jī)器人的規(guī)范操作（1）。

1.3 特性分析。

多數(shù)情況下我們可以通過將數(shù)控伺服軸，遙控操作器等進(jìn)行有序連接，再利用預(yù)先設(shè)置好的程序驅(qū)動(dòng)電路控制機(jī)器人本體，讓機(jī)器人動(dòng)作有效地進(jìn)行。一般應(yīng)用于沖壓自動(dòng)化生產(chǎn)線中的工業(yè)機(jī)器人具有行走功能，由于其內(nèi)部具有模擬人類感知系統(tǒng)，在執(zhí)行動(dòng)作的過程中能夠基于此系統(tǒng)完成各項(xiàng)操作，在保證沖壓自動(dòng)化生產(chǎn)質(zhì)量與效率的同時(shí)，達(dá)到控制生產(chǎn)成本的目的。工業(yè)機(jī)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(jìn)各項(xiàng)功能與動(dòng)作的順利實(shí)現(xiàn)，更好地滿足沖壓自動(dòng)化生產(chǎn)線的對工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用需求（2）。

工業(yè)機(jī)器人主要有三個(gè)特點(diǎn)：

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

（2）可以根據(jù)人預(yù)先設(shè)置的編程系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)的工作，或者通 過程序改變動(dòng)作、工作中的要求以及工作對象。

（3）使用特點(diǎn)：工業(yè)機(jī)器人能夠通過端拾器的切換和機(jī)器人的 動(dòng)作軌跡的調(diào)整，從而使設(shè)備更加柔性化。

工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)成本低，機(jī)器人線的投資比較低，在自動(dòng)化沖壓生產(chǎn)性中應(yīng)用機(jī)器人不僅經(jīng)濟(jì)、適用，還可以適用于生產(chǎn)線的 自動(dòng)化改造。

2 工業(yè)機(jī)器人在沖壓自動(dòng)化生產(chǎn)線中的應(yīng)用

在汽車制造的過程中，工業(yè)機(jī)器人在沖壓自動(dòng)化生產(chǎn)線運(yùn)行 的循環(huán)方式為：機(jī)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(jī)器人送貨一首臺壓機(jī)沖壓一下料機(jī)器人取貨、送貨一壓機(jī)沖壓一根據(jù)工序數(shù)量循環(huán)一下料機(jī)器人取貨、送貨一末端壓機(jī)沖壓一線尾機(jī)器人取貨、放貨一皮帶機(jī)輸送一人工碼垛。

2.1 拆剁系統(tǒng)

在沖壓自動(dòng)化生產(chǎn)線輸送的過程中，自動(dòng)拆剁單元是必備的 系統(tǒng)，并且拆剁單元主要包括拆剁小車、自動(dòng)涂油裝置、磁性皮帶 機(jī)以及對中臺和雙料檢測等設(shè)備。拆剁小車主要應(yīng)用在上料區(qū)和 上料后停放的固定位置，可以為機(jī)器人取料提供方便。磁力皮帶機(jī) 根據(jù)位置不同可以分為導(dǎo)出式皮帶機(jī)和導(dǎo)入式皮帶機(jī)，導(dǎo)入式皮 帶機(jī)主要應(yīng)用于將機(jī)器人從拆剁機(jī)初取出的物料送到涂油機(jī)中，而導(dǎo)出式皮帶機(jī)主要將板料按照一定的速度送入到對中臺內(nèi)，但 是其基本原理是相同的。自動(dòng)涂油機(jī)主要是對于板件拉延率較大 時(shí)，在板料進(jìn)行拉延工序時(shí)，進(jìn)行安排涂油工序，從而可以通過自 動(dòng)涂油機(jī)在板料的表面上涂上拉延油，消除冷軋鋼板上的生產(chǎn)地 滑移線。從而可以保證沖壓成型的板件的表面質(zhì)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(tǒng)

在沖壓自動(dòng)化生產(chǎn)線中控制系統(tǒng)是機(jī)器人的核心部位，控制 系統(tǒng)保證生產(chǎn)線各種組成部分的協(xié)調(diào)工作，控制系統(tǒng)技術(shù)的可靠 性、先進(jìn)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(dòng)化生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率和自動(dòng)化的程度。機(jī)器人的沖壓自動(dòng) 線的控制系統(tǒng)主要有監(jiān)控控制系統(tǒng)、連線控制系統(tǒng)以及安全防護(hù) 系統(tǒng)三部分組成。連線控制系統(tǒng)主要應(yīng)用于整條自動(dòng)化生產(chǎn)流 程的控制，主要采用的是現(xiàn)場總線構(gòu)成的分層控制架構(gòu)。監(jiān)控系統(tǒng) 主要是用于整個(gè)沖壓生產(chǎn)線的流程監(jiān)控，安全防護(hù)系統(tǒng)則應(yīng)用于 整個(gè)生產(chǎn)線的安全系統(tǒng)控制。

2.3仿真模擬系統(tǒng)

在虛擬環(huán)境中進(jìn)行仿真沖壓線的運(yùn)行，可以有效避免生產(chǎn)現(xiàn) 場的系統(tǒng)干涉、節(jié)拍不合理以及其他系統(tǒng)的錯(cuò)誤，在沖壓自動(dòng)化生 產(chǎn)線運(yùn)行的過程中，可以通過工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行離線編程，對機(jī)器人 的運(yùn)動(dòng)路線以及運(yùn)動(dòng)軌跡送行模擬，從而可以有效縮短現(xiàn)場的實(shí) 驗(yàn)以及調(diào)試工作，提高設(shè)備運(yùn)行的安全性和可靠性

3.結(jié)語

總而言之，隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，技術(shù)方面和設(shè)備方面也越來越科學(xué)新穎，使得沖壓技術(shù)也得到優(yōu)化，工業(yè)機(jī)器人的出現(xiàn)和應(yīng)用，有效地代替了人工勞動(dòng)，促進(jìn)了工業(yè)生產(chǎn)效率的不斷提升，為工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量控制打下良好的基礎(chǔ)。尤其是在沖壓自動(dòng)化生產(chǎn)線中，工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用促進(jìn)了自動(dòng)化生產(chǎn)水平的提升，并且將工業(yè)生產(chǎn)成本控制在最佳范圍內(nèi)，在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域受到廣泛關(guān)注。

參考文獻(xiàn)

[1]陳立新.工業(yè)機(jī)器人在沖壓自動(dòng)化生產(chǎn)線的應(yīng)用[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與 制造，2010（10）

[2]王明，黃英，王長潤.機(jī)器人沖壓自動(dòng)線的生產(chǎn)節(jié)拍優(yōu)化[J].儀器 絕干洗或機(jī)械清洗2008，15（6）

[3]陳皓.沖壓自動(dòng)化的對中方法比較[J].自動(dòng)化應(yīng)用，2011（8）