机器人自动化冲压生产线简介

一．背景

在汽车生产过程中，汽车车身的钣金冲压线是主要设备，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生产质量。原始的人工冲压生产线，生产不稳定、效率低下、产品质量无法保证、人工成本升高等因素直接影响着汽车生产厂家的市场竞争力。很多汽车生产厂家认识到这方面的问题，如何改善避免上述问题？冲压自动化线技术是提高产品质量和生产效率的主要措施。

冲压自动化生产线的实现，主要有机械手式和机器人式两种形式。其中，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，成为广大汽车生产厂家的首选。当前很多汽车车身生产厂家，正逐步进行冲压生产线的自动化升级改造。新上马的冲压生产线，也是直接升级为机器人自动化冲压生产线结构。客户的需要为我公司进行机器人自动化冲压生产线系统的集成设计和开发提供了良好的市场环境。

二．机器人自动化冲压生产线系统简介

（一）机器人自动化冲压生产线的机械系统组成：

1.拆垛分张系统。主要包括：上料台车、拆垛机器人、磁性皮带机、板料清洗

机、板料涂油机、视觉对中台。如下图示：

2.上下料运输系统。上下料机器人、端拾器、机器人底座等。如下图示：

3.线尾检验码垛系统。线尾皮带机、检验照明台等。如下图示：

（二）机器人自动化冲压生产线的控制与安全系统组成：

1.自动化控制系统（控制台、控制柜、示教器、气路及真空系统）

2.生产信息显示用的LED显示屏

3.安全护栏和安全防护

（三）机器人自动化冲压生产线的工艺过程

机器人自动化冲压生产线运行循环方式为：

——垛料拆垛（机器人拆垛）——板料传输——板料清洗涂油——板料对中——上料机器人送料——（首台压机冲压）——下料机器人取料、送料——（根

据工序数量循环）——（末端压机冲压）——线尾机器人取料、放料——皮带

机输送——人工抽检码垛。

拆垛系统采用可循环式双垛料台，导轨布置平行于压力机，冲压板料用行

车或叉车放置在非工作垛料台上，然后通过有效信号确认上料完毕，系统将在

一台拆垛完成后自动转换垛料台，保证连续生产；在垛料车上配备磁力分张器，通过磁力将垛料自动拆垛成单张。在拆垛机器人上有双料检测以及双料处理装

置以保证每次为单张送料。拆垛机器人将板料放置在长度可调的磁性传送带上，

板料送至清洗机、涂油机，涂油机为可编程智能涂油系统，板料是否涂油及涂

油位置可通过编程自行设定，板料涂油后，传送到对中台。

对中系统采用视觉智能对中，可方便地进行移动和固定，同时使用视觉对

中系统，保证板料的重复定位快捷、准确与牢固；上料机器人根据每个零件的

对中位置，改变运行轨迹，将板料准确地搬运到压力机内；对不同的冲压工件

进行机器人的模拟示教，离线编程，以适应多种工件的共线生产；线尾输送采

用皮带机，在生产线的末端放置皮带机，保证最后一台压力机的机器人直接将

零件放置到皮带机上，达到出件效果。通过皮带机传送到检验台上，由人工对

工件进行抽检码垛。

利用高效智能使机器人跟踪压机的运动，实现压机与机器人同步功能，可

以最大化上下料与压机运动之间的重合度，达到平稳切换提高生产节拍的目的。

应用自主开发的七轴机器人，使压力机间的间距布置更加自由，传送范围

和搬运速度得到提升，生产节拍提高50%以上。下图示为6轴机器人基础上改造而成的七轴机器人（第7轴有旋转式和直线式两种方式）。

（四）机器人自动化冲压生产线的控制

机器人自动化冲压生产线包括拆垛机、清洗机、涂油机、对中台、上下料

系统、线尾输送等系统，各分系统间的电气控制按照集中监控、分散控制的原则。在各控制部分控制系统中，采用设备层和控制层的典型控制模式，每个层

次中使用不同的网络结构及软硬件配置，以实现各自不同的功能。

（五）机器人自动化冲压生产线的安全系统

安全可靠是自动化生产线的核心要求，通过采用安全的PLC保护系统，并配置了完善的安全装置，实时显示安全区域状况，及时发出声光报警信号或停机，与主PLC系统通讯采用Profibus—DP总线。声光报警单元作为整线安全系统的辅助工具，能够在设备启停、设备故障、上下料故障以及安全系统中各安

全监控点报警等异常状况发生时及时通知操作人员处理。

在拆垛系统前设有升降门，升降门的开闭与两个垛料台的转换互锁，当一

个垛料台无料时，另一个垛料台进入前，升降门打开，垛料台车开进；当前一

个垛料台车开出后，升降门落下。升降门是电动升降，并且由操作员从相应的

操作台控制，在关闭时它们检测2个行程开关，打开时用一个传感器检测。在

保证工作单元安全的情况下，一个光幕单元(发射器/接收器)允许相关的垛料台车的进出，也就是说冲压线自动运行。如果相关的垛料台车不是处于过渡阶段，而是人或者异物阻挡光幕，这个光幕单元的断开将导致整个冲压线机器人动力

的切断(除了处于编程模式的机器人)，并且拆垛单元的控制回路电源断开。

整个控制系统的所有紧急停止信号以及压机和机器人之间的安全连锁信号

都连入安全PLC系统，通过PLC程序进行互锁控制。