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摘 要：随着社会经济的发展，自动化行业也逐渐加深。冲压自动化生产线在工业制造领域正变得越来越流行，工业机器人的应用对优化冲压自动化生产线具有重要的作用，其在工业中的应用将越来越广泛。本文对工业机器人的概念、结构和特点进行了介绍，并对冲压自动化生产线中运用工业机器人的原理和实施措施进行了阐述。
关键词：工业机器人；冲压自动化；生产线
1、前言
机器人冲压加工自动化的应用，即改善了劳动条件，减轻了工人劳动强度，又可确保生产安全，提高劳动生产率和产品质量，还能降低能源及原料消耗，节省辅助加工时间，降低产品成本。将工业机器人引入到冲压自动化生产线上，可以有效提高劳动生产率、提升生产安全系数。
2、工业机器人的概念与结构特点
2.1工业机器人的概念
工业机器人是指工业领域内自由度多的机器人或是多关节的机械手，能够自动执行或完成工作的机器设备。工业机器人主要通过本身的动力以及控制能力来完成各种功能，人类可对其进行指挥控制，或按编排好的程序自动运行，并且按照人工智能的技术原则进行活动。
2.2工业机器人结构类型和特性分析
2.2.1工业机器人结构的类型
工业机器人的基本组成部分是主体、控制和驱动系统。其中主体是执行机构以及机座，并且由手部、腕部和臂部组成，大部分机器人运动的自由度在3～6个，腕部运动的自由度通常为1～3个。控制系统按输入时的程序对执行机构和驱动系统发指令的信号，并对其进行控制；驱动系统主要由动力装置与传动机构组成，主要是让执行机构做出相应动作。
2.2.2工业机器人的特性分析
工业机器人能够把遥控操作器连杆机构与数控机床伺服轴相联接，并预先对机械手的动作进行设定后编程输入，工业机器人就能独立运行。由于工业机器人的生产成本较低，所以更加经济适用；冲压自动化生产线上的工业机器人具有人类的感知功能、行走功能以及作业功能等；还能根据设定的程序改变动作或工作的对象；而且工业机器人还具由很高的柔性化特征。
3、工业机器人在冲压自动化生产线中的应用分析
工业机器人在工业制造业中主要应用在危险或恶劣环境中作业或是代替人做单调、频繁重复单调的作业，例如冲压自动化生产线、焊接、热处理或者是涂装等工序。
3.1工业机器人应用在冲压自动化生产线应用中的运行方式
工业机器人在冲压自动化生产线中的应用中主要遵循：垛料拆垛→板料传输→板料对中→上料机器人送料→首台压机冲压→下料机器人取、送料→压机冲压→根据工序数量循环→下料机器人取、送料→末端压机冲压→线尾机器人取、放料→皮带机输送→人工码垛的循环运行方式，见图1。
3.2工业机器人在冲压自动化生产线应用中的拆垛系统
拆垛系统所采用的是可循环双垛料台，而冲压自动化生产线的输送过程中拆垛系统的必备系统是自动的拆垛单元。自动拆垛单元的设备主要有自动涂油装置、拆垛小车以及磁性传送带机等。板件板料拉延的工序中进行涂油工序的安排时，运用自动涂油机对板料表面涂抹拉延油，能够保证板件表面的质量以及润滑性，增加板件防锈的能力；拆垛小车主要停放在上料区与上料后的位置，这样可以方便机器人取料；磁性传送带按不同的位置可分为导入式和导出式传送带，工业机器人从拆垛机中取物料送入涂油机式是导入式传送带，而将板料按规定的速度送入中台是通过导出式传送带，且两者的操作原理基本相同。
3.3工业机器人在冲压自动化生产线应用中的控制系统
冲压自动化生产线应用中的控制系统处于工业机器人最核心的部分，这是由于控制系统能够协调冲压自动生产线中各个部分的工作，而且控制系统的技术具有可靠、完善以及先进等特点。控制系统的控制方法是否灵活、有效决定着冲压自动化生产线自动化与生产效益的程度。
控制系统主要是对涂油机、拆垛机、中台系统、线尾输送系统以及上下料系统进行控制，且工业机器人在冲压自动化生产线中对各个系统实施集中和分散的监控原则。各控制系统采用典型的控制模式对控制层以及设备层中不同的软、硬件配置以及网络结构进行控制，以期各自功能能够得到发挥。
3.3.1控制系统中的设备层
作为控制系统最底层的设备层，是控制系统最为关键的环节，包括了现场的操作站、其它输入设备、设备中检测单元（开关）和执行机构（电磁阀和发动机）等，通过现场中的总线或者直接和控制层中PLC进行联系，把输入信号传送至PLC处，并将PLC的输出指令传至现场中的设备，阀和传感器通过现场的总线与相对应的控制单元进行通讯。
3.3.2控制系统中的控制层
各部门中的控制系统均采用的是现场总线中的PLC进行控制，具备连线自控与单独控制等功能。采用现场总线和以太网的控制系统可以保证系统运行过程中系统的稳定和可靠。各个控制部门中PLC及其上位机之间进行数据交换时一般可以通过工业以太网的方式，并且供给监控系统的联网使用。压力机的控制系统应配备Ethemet card，并且要与工业机器人的控制系统进行连接，PROFIBUS—DP现场总线把工业机器人的系统与控制系统连锁对接能够实现信息互换。
3.3.3控制系统中的人机界面
控制系统中的人机界面采用的触摸屏是SIEMENS，各控制单元中均配有一个SIEMENS的触摸屏，并且通过Profibus总线进行通讯。控制單元中的触摸屏上都有指示灯和操作的旋钮，能自行诊断并显示错误信息，然后报警。控制系统人机界面中控制单元I/O信号的显示并不是同一种颜色，而是用不同颜色进行区分的。一旦某节点出现故障，系
统就会报警，人机界面会将当前故障点在画面中显示出来，方便了工作人员及时维修，提高了工作效率。
3.4工业机器人在冲压自动化生产线应用中的安全系统
工业机器人在冲压自动化生产线应用中最大的特点就是安全，在该系统中采用安全的保护系统，且安全装置的配置要尽可能的完善。通过完善安全装置，采用Profibus总线与主PLC系统进行通讯，进行实时控制，显示出安全区域的状况，并及时发出警报信号或直接停机。整个安全系统中辅助工具是声光警报单元，不仅能够将安全系统中各个监控点报警异常情况及时的通知工作人员进行处理，操作人员还能及时的对设备的启停或故障、上下料故障等进行处理。
冲压自动化生产线的拆垛系统前有一道升降门，而两个剁料台与升降门开闭互相转换，其中某个剁料台中无料时，另外的剁料台在进入前，升降门就会打开，使其剁料台进入，无料的剁料台离开后，升降门自动落下。操作人员对升降门进行控制和操作，并在确保工作安全的前提下自动运行冲压线。控制系统中工业机器人与压机之间的安全信号以及所有的紧急停止报警信号都是连锁在安全的PLC系统中的，并且通过PLC的程序对其进行转换互锁控制。
3.5工业机器人在冲压自动化生产线应用中的仿真模拟系统
工业机器人在冲压自动化生产线中的应用中，可以借助虚拟环境对冲压线的运行进行模拟，有效的避免了生产现场中不合理的节拍、系统干涉或者是其他系统出现错误等问题的出现。在冲压自动化生产线的运行过程中，通过机器人对其离线编辑，并模拟机器人的运动轨迹和路线，可以缩短现场调试或实验工作，从而提高了设备运行更安全可靠。
4、结论
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] 周玉林.张志强.冲压线机器人与压机动作协调方法[J].制造技术与机床，2013，1（2）：23-24.
[2] 谈业明.脚轮支架冲压自动化生产线的设计开发机其实现[D].广东：华南理工大学，2012，12（1）：61-62.
[3] 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，2010，12（8）：46-47.
关键词：工业机器人；冲压自动化；生产线
1、前言
机器人冲压加工自动化的应用，即改善了劳动条件，减轻了工人劳动强度，又可确保生产安全，提高劳动生产率和产品质量，还能降低能源及原料消耗，节省辅助加工时间，降低产品成本。将工业机器人引入到冲压自动化生产线上，可以有效提高劳动生产率、提升生产安全系数。
2、工业机器人的概念与结构特点
2.1工业机器人的概念
工业机器人是指工业领域内自由度多的机器人或是多关节的机械手，能够自动执行或完成工作的机器设备。工业机器人主要通过本身的动力以及控制能力来完成各种功能，人类可对其进行指挥控制，或按编排好的程序自动运行，并且按照人工智能的技术原则进行活动。
2.2工业机器人结构类型和特性分析
2.2.1工业机器人结构的类型
工业机器人的基本组成部分是主体、控制和驱动系统。其中主体是执行机构以及机座，并且由手部、腕部和臂部组成，大部分机器人运动的自由度在3～6个，腕部运动的自由度通常为1～3个。控制系统按输入时的程序对执行机构和驱动系统发指令的信号，并对其进行控制；驱动系统主要由动力装置与传动机构组成，主要是让执行机构做出相应动作。
2.2.2工业机器人的特性分析
工业机器人能够把遥控操作器连杆机构与数控机床伺服轴相联接，并预先对机械手的动作进行设定后编程输入，工业机器人就能独立运行。由于工业机器人的生产成本较低，所以更加经济适用；冲压自动化生产线上的工业机器人具有人类的感知功能、行走功能以及作业功能等；还能根据设定的程序改变动作或工作的对象；而且工业机器人还具由很高的柔性化特征。
3、工业机器人在冲压自动化生产线中的应用分析
工业机器人在工业制造业中主要应用在危险或恶劣环境中作业或是代替人做单调、频繁重复单调的作业，例如冲压自动化生产线、焊接、热处理或者是涂装等工序。
3.1工业机器人应用在冲压自动化生产线应用中的运行方式
工业机器人在冲压自动化生产线中的应用中主要遵循：垛料拆垛→板料传输→板料对中→上料机器人送料→首台压机冲压→下料机器人取、送料→压机冲压→根据工序数量循环→下料机器人取、送料→末端压机冲压→线尾机器人取、放料→皮带机输送→人工码垛的循环运行方式，见图1。
3.2工业机器人在冲压自动化生产线应用中的拆垛系统
拆垛系统所采用的是可循环双垛料台，而冲压自动化生产线的输送过程中拆垛系统的必备系统是自动的拆垛单元。自动拆垛单元的设备主要有自动涂油装置、拆垛小车以及磁性传送带机等。板件板料拉延的工序中进行涂油工序的安排时，运用自动涂油机对板料表面涂抹拉延油，能够保证板件表面的质量以及润滑性，增加板件防锈的能力；拆垛小车主要停放在上料区与上料后的位置，这样可以方便机器人取料；磁性传送带按不同的位置可分为导入式和导出式传送带，工业机器人从拆垛机中取物料送入涂油机式是导入式传送带，而将板料按规定的速度送入中台是通过导出式传送带，且两者的操作原理基本相同。
3.3工业机器人在冲压自动化生产线应用中的控制系统
冲压自动化生产线应用中的控制系统处于工业机器人最核心的部分，这是由于控制系统能够协调冲压自动生产线中各个部分的工作，而且控制系统的技术具有可靠、完善以及先进等特点。控制系统的控制方法是否灵活、有效决定着冲压自动化生产线自动化与生产效益的程度。
控制系统主要是对涂油机、拆垛机、中台系统、线尾输送系统以及上下料系统进行控制，且工业机器人在冲压自动化生产线中对各个系统实施集中和分散的监控原则。各控制系统采用典型的控制模式对控制层以及设备层中不同的软、硬件配置以及网络结构进行控制，以期各自功能能够得到发挥。
3.3.1控制系统中的设备层
作为控制系统最底层的设备层，是控制系统最为关键的环节，包括了现场的操作站、其它输入设备、设备中检测单元（开关）和执行机构（电磁阀和发动机）等，通过现场中的总线或者直接和控制层中PLC进行联系，把输入信号传送至PLC处，并将PLC的输出指令传至现场中的设备，阀和传感器通过现场的总线与相对应的控制单元进行通讯。
3.3.2控制系统中的控制层
各部门中的控制系统均采用的是现场总线中的PLC进行控制，具备连线自控与单独控制等功能。采用现场总线和以太网的控制系统可以保证系统运行过程中系统的稳定和可靠。各个控制部门中PLC及其上位机之间进行数据交换时一般可以通过工业以太网的方式，并且供给监控系统的联网使用。压力机的控制系统应配备Ethemet card，并且要与工业机器人的控制系统进行连接，PROFIBUS—DP现场总线把工业机器人的系统与控制系统连锁对接能够实现信息互换。
3.3.3控制系统中的人机界面
控制系统中的人机界面采用的触摸屏是SIEMENS，各控制单元中均配有一个SIEMENS的触摸屏，并且通过Profibus总线进行通讯。控制單元中的触摸屏上都有指示灯和操作的旋钮，能自行诊断并显示错误信息，然后报警。控制系统人机界面中控制单元I/O信号的显示并不是同一种颜色，而是用不同颜色进行区分的。一旦某节点出现故障，系
统就会报警，人机界面会将当前故障点在画面中显示出来，方便了工作人员及时维修，提高了工作效率。
3.4工业机器人在冲压自动化生产线应用中的安全系统
工业机器人在冲压自动化生产线应用中最大的特点就是安全，在该系统中采用安全的保护系统，且安全装置的配置要尽可能的完善。通过完善安全装置，采用Profibus总线与主PLC系统进行通讯，进行实时控制，显示出安全区域的状况，并及时发出警报信号或直接停机。整个安全系统中辅助工具是声光警报单元，不仅能够将安全系统中各个监控点报警异常情况及时的通知工作人员进行处理，操作人员还能及时的对设备的启停或故障、上下料故障等进行处理。
冲压自动化生产线的拆垛系统前有一道升降门，而两个剁料台与升降门开闭互相转换，其中某个剁料台中无料时，另外的剁料台在进入前，升降门就会打开，使其剁料台进入，无料的剁料台离开后，升降门自动落下。操作人员对升降门进行控制和操作，并在确保工作安全的前提下自动运行冲压线。控制系统中工业机器人与压机之间的安全信号以及所有的紧急停止报警信号都是连锁在安全的PLC系统中的，并且通过PLC的程序对其进行转换互锁控制。
3.5工业机器人在冲压自动化生产线应用中的仿真模拟系统
工业机器人在冲压自动化生产线中的应用中，可以借助虚拟环境对冲压线的运行进行模拟，有效的避免了生产现场中不合理的节拍、系统干涉或者是其他系统出现错误等问题的出现。在冲压自动化生产线的运行过程中，通过机器人对其离线编辑，并模拟机器人的运动轨迹和路线，可以缩短现场调试或实验工作，从而提高了设备运行更安全可靠。
4、结论
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] 周玉林.张志强.冲压线机器人与压机动作协调方法[J].制造技术与机床，2013，1（2）：23-24.
[2] 谈业明.脚轮支架冲压自动化生产线的设计开发机其实现[D].广东：华南理工大学，2012，12（1）：61-62.
[3] 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，2010，12（8）：46-47.