冲压自动化生产线中的工业机器人应用 梁佳

冲压自动化生产线中的工业机器人应用梁佳
摘要：冲压自动化生产线作为工业生产中的重要工艺生产线，利用工业机器人
可以提高生产效率，在一定程度上对工业生产成本进行优化控制，维护工业生产
的综合效益。

工业机器人作为自动化设备中的执行机构，在冲压自动化生产线上
利用具有良好的应用价值。

为此，本文就工业机器人在冲压自动生产线中的应用
展开论述。

关键词：冲压自动化；生产线；工业机器人；应用
1.工业机器人概述
1.1概念
工业机器人是指在工业领域内所应用的机械手或机器人，其具有多关节和多
自由度。

在实际应用中，通过对工业机器人的运行程序进行预先设定，即可实现
自动执行具体工作，并基于自身控制系统和动力系统实现预定功能，从而保证工
业机器人的规范操作。

可以通过现场对工业机器人控制或者通过预先编辑好程序
来控制工业机器人，使其达到完成指定任务的目的，机器人冲压作业如下图1所示。

图1
1.2结构类型
工业机器人主要包含控制系统、机器人主体以及驱动动系统等组成部分，其
中机器人主体作为执行器件，其性能非常关键，它一般包含机座与执行机构。

而
要想机器人本体动起来还需有驱动系统，它由传动机构和动力装置组成。

工业机
器人的关节位的动作大多包含1～3个自由度，自由度总数可在3～6个左右。

工
业机器人作业过程中，基于技术人员在控制系统中编制程序实现对驱动系统及机
器人主体发号施令，并控制机器人的执行动作，从而确保工业机器人的规范操作。

2.工业机器人在冲压自动化生产线中的作用
随着科学的不断进步，工业技术的不断发展，工业机器人作为工业中主要的
自动化装备也已经得到了较为广泛的应用。

以汽车的生产制造为例，在汽车生产
的过程中，汽车车身的钣金冲压线是生产过程中的主要设备，生产效率和生产质
量直接影响着汽车制造业的生产效率和汽车的生产质量，而冲压自动化技术是提
高生产质量和生产效率的主要措施。

工业机器人作为可靠性强、灵活性高、安全
性好，并且运行方便的一种新型的机械设备在冲压自动线上的运用，对汽车制造
具有重要的作用。

3.工业机器人在冲压自动化生产线中的应用
3.1拆垛系统
自动拆垛是工业机器人在冲压自动化生产线上工作中必须有的部分，该部分
主要包括柴垛原料、自动涂油、磁性皮带、对中台和双料检测等设备。

每一个部
分都有其必要性，缺失其中任意一环，机器人的工作都将无法完成。

其中拆垛原
料在上料区进行工作；磁性皮带有导入式和导出式两种，其中导入式是将经过拆
垛的原料运到涂油机，导出式是把板料运到对中台里。

自动涂油机的存在主要是
为了保证原料的表面光滑，同时也对原料的防锈能力做以保证。

对中台是为了控
制机器人的平行移动，同时也方便实现对原料的准确定位，使原料可以精准的进
入压力机里面。

3.2抓取系统
抓取系统最常用的是真空吸盘或电磁铁的形式，但是采用这两种方式，在断
气或断电的情况下，工件会掉落从而影响设备或人身安全。

为了更加安全生产，
目前越来越多厂家采用了磁性吸盘和新型电永磁铁。

其中一，磁性吸盘是气缸和
磁力座的复合产品，其动力来源于压缩空气，与双线圈的电磁阀配合在断电断气
情况下依然有磁力；二，电永磁铁是采用双极性磁差原理，用短暂的脉振电流控
制的永磁器，在0.02s时间可转换成永磁铁，之后无需供电保证磁力，所以使用
更加安全。

3.3切换系统
切换系统能进一步增加工业机器人在冲压自动生产线的柔性程度，其能适应
更多的工件种类变化或解决冲压前后工件变化后抓取系统不能共用的问题，所以
在实际生产中它是很常用的一个装置。

其结构由两部分组成，分别为公盘及母盘，公盘安装在机器人上，母盘连接抓取系统，两者均有安装气和电模块，工作时机
器人抓取公盘通过双销定位在母盘配合位置后，采用钢珠锁或勾销锁紧方式与母
盘紧密的连接在一起，从而实现气和电快速切换。

3.4控制系统
控制系统是工业机器人的核心内容，决定这机器人的功能实现。

控制系统能
对机器人的上料、下料、传输、拆垛进行统一的监督和控制。

3.4.1控制系统的物理层
物理层位于控制系统的最底层，是控制系统的基础。

物理层包含了系统中需
要的所有物理基础，包括电机、检测、输出输入、等等。

这些设备通过总线互相
相连，并与数据层相连，是实现数据的采集和处理。

3.4.2控制系统的数据层
控制系统中采用总线技术，实现各个层面的数据相互连接。

并使各个模块相
互依存实现系统的自动化。

使用现场总线技术可以将控制系统与机器人的驱动系
统和机器人的本体进行相连，实现数据信息的传输，以实现系统的自动化。

3.4.3控制系统的操作面
对机器人的操作，我们采用的是示教器，并且生线产上的各机器人由总线连
接起来，并汇总到上位机PLC，从而实现对机器人整体的监控。

上位机主触摸屏
能够显示各机器人是否正常工作的信号，当机器人出现故障时，示教器会发出报
警信号。

同时有异常的机器人的报警信息都会汇总到上位机PLC并显示在主触摸
屏上，工作人员通过主触摸屏的信息对机器人进行适当的处理。

3.5仿真模拟系统
将工业机器人引入到冲压自动生产线之前必须要保证所选型的机器人自身功
能是否满足生产要求，在机器人工作之间，要对机器人的工作范围、工作速度，
有效负载及干涉区域等进行验证，以保证工作的高效性及可达性。

在仿真的过程中，可以模拟冲压生产线的工作环境，验证机器人是否可以达到工作要求，在检
验合格之后才能将机器人投放到生产线中。

同时机器人在工作过程中，我们也可
以对机器人进行控制和调试，增强设备的安全性。

结束语：总之，冲压自动化生产线中工业机器人的广泛运用，在保证工作效率、工作质量的前提下提升了生产的效率，工业机器人替代了工人重复且单调的
工作，并且工业行业中生产、制造业日益重要的设备。

在工业生产中应用冲压自
动化生产线，不仅可以满足生产需求、提高生产质量，更有利于企业规模的壮大。

参考文献
[1]王明.黄英.机器人冲压自动线的生产节拍优化[J].仪器仪表用户.2010.
[2]卢泽旭.工业机器人在冲压自动化生产线中的应用研究[J].机电信息.2012.
[3]田雪民.论工业机器人在冲压自动化生产线的应用[J].现代商贸工业.2013.。