工業(yè)機器人在沖壓自動化生產(chǎn)線的應(yīng)用探討

張琦 孫萬胤

【摘要】隨著我國工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)代化程度的不斷提高，工業(yè)機器人在該領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛，與傳統(tǒng)人工操作的方式相比，工業(yè)機器人的應(yīng)用不僅可以切實提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量，而且也可以滿足現(xiàn)代化工業(yè)的生產(chǎn)需要，促進工業(yè)產(chǎn)業(yè)長足發(fā)展。文章主要以工業(yè)機器人在沖壓自動化生產(chǎn)線的應(yīng)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(guān)鍵詞】工業(yè)機器人;沖壓自動化生產(chǎn)線;應(yīng)用

工業(yè)機器人是科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的產(chǎn)物，也是工業(yè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)代化生產(chǎn)的必然需求。近年來，隨著工業(yè)機器人應(yīng)用范圍的不斷擴大，如何進一步提高工業(yè)機器人在沖壓自動化生產(chǎn)線的應(yīng)用效果成為了工業(yè)企業(yè)面臨的重大課題。了解工業(yè)機器人結(jié)構(gòu)和特點，并在實際操作中對其進行優(yōu)化與完善至關(guān)重要，需要相關(guān)部門對其給予高度重視。

一、工業(yè)機器人的結(jié)構(gòu)和特點

所謂工業(yè)機器人，主要是指應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)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(tǒng)識別技術(shù)人員提前設(shè)定好的程序，并以此為依據(jù)控制機器人執(zhí)行生產(chǎn)任務(wù)或輔助完成任務(wù)。整個生產(chǎn)任務(wù)無需人工參與，全部由智能機器人自動完成。

（一）工業(yè)機器人的結(jié)構(gòu)

就目前工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域使用的機器人來看，其主要由三個部分構(gòu)成，即機器人主體、驅(qū)動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。其中，機器人主體在生產(chǎn)中主要負責(zé)將物體抓放到操作臺上，而要實現(xiàn)這一目標(biāo)，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(shè)計時，主要以人的手臂為原型，不僅能屈能伸，而且可以根據(jù)操作需求調(diào)節(jié)機器人手腕的靈活度。利用工業(yè)機器人進行工業(yè)操作，不僅可以大幅度提升工作效率，而且還可以實現(xiàn)節(jié)約成本、提高經(jīng)濟效益的目的。控制系統(tǒng)起著對整個機器人的控制作用，當(dāng)接收到系統(tǒng)主板傳遞過來的指令后，由驅(qū)動系統(tǒng)對該指令進行解析，并傳達給執(zhí)行系統(tǒng)來執(zhí)行工作任務(wù)，產(chǎn)生相關(guān)操作。

（二）工業(yè)機器人的特點

從實踐應(yīng)用來看，工業(yè)機器人的特點主要體現(xiàn)在以下幾個方面：（1）從使用功能方面來看，工業(yè)機器人與人工操作相似，同樣具有一定的感知功能、作業(yè)功能和行走功能。不僅適用于基礎(chǔ)生產(chǎn)操作，對于相對復(fù)雜的工作任務(wù)，機器人也能順利完成，且有些任務(wù)是人力無法完成的。（2）與人工操作相比，工業(yè)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(shù)人員可以根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)需求，隨時對機器人的工作任務(wù)進行調(diào)整，以便更好的完成生產(chǎn)任務(wù)。（3）工業(yè)機器人的生產(chǎn)成本較低，利用機器人取代人工操作，一方面可以節(jié)約大量人力支出，提高企業(yè)經(jīng)濟效益;另一方面，在沖壓自動化生產(chǎn)線上的應(yīng)用，只需要根據(jù)生產(chǎn)需求設(shè)定程序指令即可，具有較高的柔性化。

二、工業(yè)機器人在沖壓自動化生產(chǎn)線的應(yīng)用

（一）工業(yè)機器人在沖壓自動化生產(chǎn)線應(yīng)用中的拆垛系統(tǒng)

自動拆垛系統(tǒng)是汽車生產(chǎn)系統(tǒng)中必不可少的一個環(huán)節(jié)，工業(yè)機器人在該系統(tǒng)中的有效應(yīng)用可以代替人工從事拆垛、搬運、裝車或上料等作業(yè)，減輕人工操作負擔(dān)的同時，也可以將生產(chǎn)人員從危險、有害、有毒的環(huán)境中解脫出來。構(gòu)成拆垛系統(tǒng)的設(shè)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(qū)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(dǎo)入式和導(dǎo)出式兩種，每一種都有其特定的應(yīng)用功能，可根據(jù)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(chǎn)要求，進一步確保生產(chǎn)質(zhì)量。與此同時，為了更加快速有效的將板料搬運到壓力機內(nèi)，需要根據(jù)零件的對中位置自適應(yīng)的調(diào)整運動軌跡。

（二）工業(yè)機器人在沖壓自動化生產(chǎn)線應(yīng)用中的控制系統(tǒng)

在沖壓自動化生產(chǎn)線中，工業(yè)機器人應(yīng)用效果的好壞主要取決于控制系統(tǒng)是否可靠、完善。作為工業(yè)機器人的核心部分，控制系統(tǒng)的作用主要是對機器人各部分操作進行控制和協(xié)調(diào)，使其高效、準(zhǔn)確的完成生產(chǎn)任務(wù)。就當(dāng)前工業(yè)機器人控制系統(tǒng)運行現(xiàn)狀來看，基本已經(jīng)可以滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)需求。在這種情況下若想提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量，就要從控制技術(shù)著手，盡可能通過控制技術(shù)靈活性的提升來實現(xiàn)高效運作。此外，為了保證控制系統(tǒng)對拆垛系統(tǒng)、輸送系統(tǒng)及上下料系統(tǒng)的有效控制，控制系統(tǒng)的構(gòu)建應(yīng)包括以下3個部分：（1）設(shè)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(shè)備，由各個設(shè)備負責(zé)指令信號的完成。（2）控制層。對于各個設(shè)備操作的控制主要依靠總線中的PLC來完成，因為整體系統(tǒng)在運行過程中需要控制的設(shè)備有多個種類，為了實現(xiàn)對所有設(shè)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(shè)備和PLC部分的通訊以及數(shù)據(jù)傳輸主要是利用工業(yè)以太網(wǎng)來完成。此外，為了實現(xiàn)壓力機各個部分的有效連接，應(yīng)在控制系統(tǒng)中配備先進的Ethemet card，實現(xiàn)工業(yè)機器人的主機系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的有效通訊。（3）操作界面。操作界面的功能是向各個設(shè)備發(fā)送指令信息，目前多以觸摸屏設(shè)備為主。在操作界面上，技術(shù)人員可以對各個單元的運轉(zhuǎn)信息實時了解和掌握，并根據(jù)運轉(zhuǎn)信息了解工業(yè)機器人的操作狀態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)問題，可以第一時間發(fā)出預(yù)警信息。操作界面把操作數(shù)據(jù)傳送給主機控制臺，主機控制臺對控制系統(tǒng)的各個單元進行嚴密監(jiān)控。

三、結(jié)語

綜上所述，隨著我國社會經(jīng)濟發(fā)展腳步的不斷加快，工業(yè)機器人在沖壓自動化生產(chǎn)線中的應(yīng)用也將越來越廣泛。由于工業(yè)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(yīng)用過程中，可以實現(xiàn)更為理想的生產(chǎn)效率和質(zhì)量。但需要注意的是，工業(yè)機器人的屬性仍屬于機械設(shè)備，因此在生產(chǎn)應(yīng)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(fā)現(xiàn)機器人應(yīng)用中出現(xiàn)的故障和問題，及時解決，有利于其優(yōu)勢更好的發(fā)揮，進一步促進工業(yè)生產(chǎn)的有序進行。

參考文獻：

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