工业机器人在自动化冲压线上的应用

章安福

摘  要：随着社会主义现代化建设步入新时期，我国经济已取得长足发展，为高新技术突破性进展打下坚实的经济基础，二者合力促成我国工业自动化进程的发展，在此情况下传统的工艺和工作模式已远远不能满足现代人民生活生产的需求，工业机器人适时进入人们的视野，引起业界广泛关注。在现代化工厂生产过程中，工业机器人在冲压自动化产业链中的运用不仅能够提高生产效率，更因其高精度的操作显著提升了产品质量。由此可见，工业机器人的高可靠性和灵活性对工业生产制作起着积极的作用。基于此现象，该文分析了工业机器人的特征，就行业内工业机器人使用现状展开分析，为工业机器人安全化使用提供切实可行的意见。

关键词：工业机器人;自动化冲压线;整体系统应用

中图分类号：TP242                文献标志码：A

1 工业机器人

1.1 工业机器人使用概况

工业机器人是按照工程人员预先设置的流程展开完成相应操作，按现场使用情况完成机床与控制器的信号对接，专注于工业服务的机器人。在现代冲压自动化生产线上运用工业机器人时，因流水线使用需要多添加外部行走轴，通过在机床上安装传感器以达到模拟人为实现感知的技术预期，顺利完成工作目标。此外，工业机器人具有良好的柔性，在使用过程中不需要进行困难的升级就能够让控制系统完成目标功能，降低了实际使用成本。

1.2 工业机器人特点

工业机器人主要有4个特点：第一，工业机器人拥有与人类相类似的操作能力，例如工业机器人拥有抓取功能、多自由度移动、感知功能，这些功能可以通过程序指令来实现。第二，可以依靠对工业机器人的预编程使工业机器人能够在接收到编程指令后自主完成指定工作，并且有着良好的指令适应性，即当程序指令发生改动时，工业机器人也能够在第一时间内进行更改操作，具有高度灵活性与一定人机友好性。第三，工业机器人能够根据实际运行轨迹进行适当地调整，灵活适应不同的工作环境，作为生产系统的一部分，有着很好的柔性。 第四，工业机器人的工作效率高，生产成本低，一定程度上有益于企业降低人工成本，为企业带来更客观的经济收益。

1.3 工业机器人的组建

工业机器人主要由3个结构组成，其中的主要部分是机座和执行机构。机器人的结构本体就是支撑机器人的基础，通过设备的控制和机器人的运动能力完成生产目标。而执行机构主要分为3个系统，即控制系统、驱动系统、执行系统。首先是控制系统，控制系统是工业机器人的核心，其作用是通过输入的指令程序控制工业机器人的每一项操作达到发挥支配的效果。其次是驱动系统，驱动系统属于动力结构，其作用是使工业机器人获得工作上的动力。第三个是执行系统，执行系统可以发出信号指令，并对工作过程进行操控。工作人员可以对工业机器人的控制系统完成相关设置，工业机器人一般有3～6个自由度，使机器人发挥其高灵敏度关节活动的特征，从而在节约成本的同时，提高升工作效率，达到人工控制机器人的目的。

2 工业机器人应用到冲压自动化生产线上的情况

2.1 运行方式和拆垛输送系统

冲压自动化生产线上有许多程序都运用到了工业机器人，象抓料放料、末端压机冲等。工业机器人在各个系统中都能够实现自动化，并根据各种功能要求将材料的使用分为导入和导出2种模式。导入模式即通过传送带将物料取出，而导出模式则是通过传送带传输物料。这2个模式在工业自动化生产中都是非常重要的，两者的运用有效维持了生产线的自动化运行。

2.2 抓取系统和切换系统应用

抓取系统一般包括真空吸盘和电磁铁2种，为了提高安全生产的可靠性，很多厂家都选择使用新型电永磁铁和吸盘。对于这2种工具，磁性吸盘是气缸与磁力座的复合衍生品，通过压缩空气的方式产生动力，在断电的情况下也能够有磁力。另外，电永磁铁能够在极短的时间内进行能量转化，一样不需要提供电源来维持磁力，使其在实际工作中更加安全可靠。切换系统可以提高工业机器人的应用柔性度，一般由公盘和母盘2个部分所组成。公盘安装在工业机器人上，而母盘则是与抓取系统相连接，通过公盘和母盘的相互配合，能够快速地切换电和气。

2.3 安全系统和房展模拟系统的应用

安全系统是工业生产中极其关键的一个部分，因此对工业机器人进行维修和保护也是非常重要的一项工作，上位机PLC通过总线技术，能够实现对工业机器人的监控，当发生异常情况，就会有报警信号，并在第一时间反馈给工作人员进行故障抢修。在工业机器人运用到冲压自动化生产线上之前，必须按照相应的标准检查机器人的性能，并测试工业机器人的工作范围和工作效率。在仿真时期，对工业机器人在实际冲压生产线进行工作状态的模拟，从而根据工作机器人的状态判断其是否满足工作要求，只有符合标准要求的工业机器人才能够被投入生产线中工作。

2.4 控制系统应用

工业机器人对操作系统有着重要的影响，是机器人能够完成各项工作的核心。控制系统能够通过科学地监管对工业机器人进行控制，象上料下料、传输等工作流程。控制系统的最底层是物理层，也是控制系统的基础。物理层包括输入输入、电机等物理基础。控制系统数据层则是应用总线的技术，它让不同层次的数据能够相连接，并且使各个模块之间实现自动化。运用现场总线技术之后，使工业机器人的驱动系统和控制系统相连接，机器人的数据传输效率更快。操作系统控制面板是在操控工业机器人时，使用总线连接不同生产流程上的机器人，在上位机处进行数据整合，进而达到总体操控。上位机能够在显示屏处显示各个工业机器人的工作状态，当出现故障或问题，可以在第一时间警报，通知维修人员对故障机器人进行维护。

3 冲压生产线的安全防护情况

第一，可冲压生产线的安全分析。因为工业生产时设备都在高速运行，不同生产线上的机器设备在运行过程中会有相互覆盖的内容， 因此可能会导致一些安全问题。在维护过程中，可以对参数进行调整，使安全隐患的可能性降到最低。第二，冲压生产线保护举措。冲压生产线保护包括硬件保护和软件保护。硬件通过总线布控来传输数据，因此需要有高强的抗干扰能力才能具有可靠性。在应用到安全系统之前，必须由专业的工作人员进行科学分析之后才能进行投入使用。

4 结语

综上所述，工业机器人运用在冲压自动化生产线能够在提高质量的同时提高工作效率，创造更客观的经济效益和社会效益。在將工作人员从流水线中解脱出来的同时，更好地保障了工作人员的安全。随着社会科学的不断进步，对冲压自动化生产线上工业机器人的应用研究不断深入，工业生产也更加便利，对机器人在自动化生产之外的各个方面起到积极的作用。

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