工業機器人在沖壓自動化生產線的應用探討

張琦 孫萬胤

【摘要】隨著我國工業生產現代化程度的不斷提高，工業機器人在該領域的應用日益廣泛，與傳統人工操作的方式相比，工業機器人的應用不僅可以切實提高生產效率和質量，而且也可以滿足現代化工業的生產需要，促進工業產業長足發展。文章主要以工業機器人在沖壓自動化生產線的應用為探討核心，以此來為日后此方面工作的順利開展提供參考。

【關鍵詞】工業機器人;沖壓自動化生產線;應用

工業機器人是科學技術飛速發展的產物，也是工業領域實現現代化生產的必然需求。近年來，隨著工業機器人應用范圍的不斷擴大，如何進一步提高工業機器人在沖壓自動化生產線的應用效果成為了工業企業面臨的重大課題。了解工業機器人結構和特點，并在實際操作中對其進行優化與完善至關重要，需要相關部門對其給予高度重視。

一、工業機器人的結構和特點

所謂工業機器人，主要是指應用于工業生產領域的多關節機械手或多自由度機器人。在機器人運行過程中，由其自身具備的控制系統識別技術人員提前設定好的程序，并以此為依據控制機器人執行生產任務或輔助完成任務。整個生產任務無需人工參與，全部由智能機器人自動完成。

（一）工業機器人的結構

就目前工業生產領域使用的機器人來看，其主要由三個部分構成，即機器人主體、驅動系統和控制系統。其中，機器人主體在生產中主要負責將物體抓放到操作臺上，而要實現這一目標，必須保證機器人主體具有人類手臂的抓握功能，且要擁有較強的靈活性。因此，在機器人主體的設計時，主要以人的手臂為原型，不僅能屈能伸，而且可以根據操作需求調節機器人手腕的靈活度。利用工業機器人進行工業操作，不僅可以大幅度提升工作效率，而且還可以實現節約成本、提高經濟效益的目的。控制系統起著對整個機器人的控制作用，當接收到系統主板傳遞過來的指令后，由驅動系統對該指令進行解析，并傳達給執行系統來執行工作任務，產生相關操作。

（二）工業機器人的特點

從實踐應用來看，工業機器人的特點主要體現在以下幾個方面：（1）從使用功能方面來看，工業機器人與人工操作相似，同樣具有一定的感知功能、作業功能和行走功能。不僅適用于基礎生產操作，對于相對復雜的工作任務，機器人也能順利完成，且有些任務是人力無法完成的。（2）與人工操作相比，工業機器人更具靈活性和智能性。因為機器人開展的各類操作都是依靠指令完成的，所以，技術人員可以根據工業生產需求，隨時對機器人的工作任務進行調整，以便更好的完成生產任務。（3）工業機器人的生產成本較低，利用機器人取代人工操作，一方面可以節約大量人力支出，提高企業經濟效益;另一方面，在沖壓自動化生產線上的應用，只需要根據生產需求設定程序指令即可，具有較高的柔性化。

二、工業機器人在沖壓自動化生產線的應用

（一）工業機器人在沖壓自動化生產線應用中的拆垛系統

自動拆垛系統是汽車生產系統中必不可少的一個環節，工業機器人在該系統中的有效應用可以代替人工從事拆垛、搬運、裝車或上料等作業，減輕人工操作負擔的同時，也可以將生產人員從危險、有害、有毒的環境中解脫出來。構成拆垛系統的設備有很多，例如拆垛小車、磁性皮帶機、自動涂油裝置以及雙料檢測等。其中，拆垛小車多位于上料區或上料后停放的固定位置，以此來增加取料的便捷性。磁性皮帶機分為導入式和導出式兩種，每一種都有其特定的應用功能，可根據機器人位置不同合理分配。自動涂油機主要是將板料的表層部分均勻涂抹上拉延油，保證板料表面的潤滑性滿足生產要求，進一步確保生產質量。與此同時，為了更加快速有效的將板料搬運到壓力機內，需要根據零件的對中位置自適應的調整運動軌跡。

（二）工業機器人在沖壓自動化生產線應用中的控制系統

在沖壓自動化生產線中，工業機器人應用效果的好壞主要取決于控制系統是否可靠、完善。作為工業機器人的核心部分，控制系統的作用主要是對機器人各部分操作進行控制和協調，使其高效、準確的完成生產任務。就當前工業機器人控制系統運行現狀來看，基本已經可以滿足現代化生產需求。在這種情況下若想提高生產效率和質量，就要從控制技術著手，盡可能通過控制技術靈活性的提升來實現高效運作。此外，為了保證控制系統對拆垛系統、輸送系統及上下料系統的有效控制，控制系統的構建應包括以下3個部分：（1）設備層。通過主機總線將指令信號傳輸給控制層的PLC處，然后由PLC把指令信號傳輸給各個設備，由各個設備負責指令信號的完成。（2）控制層。對于各個設備操作的控制主要依靠總線中的PLC來完成，因為整體系統在運行過程中需要控制的設備有多個種類，為了實現對所有設備的高效控制，控制層需要具備單獨控制和連線控制兩大功能。設備和PLC部分的通訊以及數據傳輸主要是利用工業以太網來完成。此外，為了實現壓力機各個部分的有效連接，應在控制系統中配備先進的Ethemet card，實現工業機器人的主機系統和控制系統的有效通訊。（3）操作界面。操作界面的功能是向各個設備發送指令信息，目前多以觸摸屏設備為主。在操作界面上，技術人員可以對各個單元的運轉信息實時了解和掌握，并根據運轉信息了解工業機器人的操作狀態，一旦發現問題，可以第一時間發出預警信息。操作界面把操作數據傳送給主機控制臺，主機控制臺對控制系統的各個單元進行嚴密監控。

三、結語

綜上所述，隨著我國社會經濟發展腳步的不斷加快，工業機器人在沖壓自動化生產線中的應用也將越來越廣泛。由于工業機器人本身具有較強的可靠性、靈活性和安全性，所以在實際應用過程中，可以實現更為理想的生產效率和質量。但需要注意的是，工業機器人的屬性仍屬于機械設備，因此在生產應用過程中，定期的維護和檢修是不容忽視的。只有這樣，才能夠及時發現機器人應用中出現的故障和問題，及時解決，有利于其優勢更好的發揮，進一步促進工業生產的有序進行。

參考文獻：

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