沈阳新松机器人自动化股份有限公司
摘要：随着经济的不断发展以及科学技术的不断进步，人们对于工业产品的需求量不断增加，使得我国工业化进程进入了最快时代。当下，传统的工业生产方式已经不能够满足时代发展的需求，因此，工业机器人成为了新时代发展之下的产物。工业机器人在冲压自动化生产线上的应用，能够有效提高产品质量，缩短生产时间，增加产量，是促进工业现代化发展的重要途径。文章就此对工业机器人在冲压自动化生产线中的应用进行了分析，具体内容供大家参考和借鉴。
关键词：工业机器人；冲压生产线；自动化；应用
前言
当前工业生产过程中，各企业对于传统的生产方式进行了改革，实现了生产线自动化，从而提高了生产量和生产效率，满足当前人们对于工业产品的需求。在此背景之下，企业将工业机器人引用到冲压自动化生产线中，这在原有的基础之上大大提高了企业的市场竞争力水平，促进了企业经济效益和社会效益的提高。
1工业机器人的概念、结构及特性
1.1概念
工业机器人指的是在工业领域中应用的机械手或者是机器人，其主要是多关节和多自由度组成的。在实际应用中，通过对工业机器人的运行程序进行预先设定，即可实现自动执行具体工作，并基于自身控制系统和动力系统实现预定功能，从而保证工业机器人的规范操作。同时，可以通过对现场工业机器人控制或者是通过预先编辑好的程序来对机器人进行控制，从而使其达到指定任务。
1.2结构
工业机器人的结构主要包括三个部分，分别是控制系统、驱动系统和结构本体。其中，机器人的结构本体是机器人的支撑基础，驱动系统是机器人的动力结构，控制系统是机器人的大脑，主要来指挥机器人的操作。机器人的关节灵活度是非常高的，一般的机器人都具有6个自由活动的关节。在机器人工作之前，相关操作人员需要对机器人的控制系统进行设定，从而实现对机器人操作的指挥以及控制。
1.3特性
工业机器人可以将机床和控制器进行信号的对接，并且按照设定的程序进行操作。在冲压自动化生产线上使用机器人，其一般需要增加外部行走轴，并通过安装在机床的传感器来模拟人工的感知，从而完成工作任务。另外，工业机器人的柔性较好，因此，对机器人的控制系统进行简单的升级就能够实现更多功能。
2工业机器人在冲压自动化生产线中的应用
2.1工业机器人在冲压自动化生产线中的拆垛系统运转
在拆垛单元，借助拆垛系统的磁性传送带、拆垛小车和自动涂油装置让处在不同位置的工业机器人能够完成导出式以及导入式的操作，导出式的操作将生产材料放在制定的位置，导入式的操作让工业机器人从拆垛机中取出材料放入到涂油机之中。为了使工业机器人的操作能够更加便利，需要对拆垛小车上的材料进行涂料，消除冷轧钢板产生地滑移线，从而确保每一个板件的抗腐蚀能力以及润滑能力大大增强，并对板料进行有效定位，使其快捷移动以及牢固。
工业机器人本体
视觉系统组成
2.2光学对中
板料对中采用最先进的光学对中技术，实现板料位置和角度的准确识别，保证机器人抓取板料时有足够的精度，要求光学定位系统的精度满足工艺要求。
视觉对中系统主要由视觉皮带机、视觉相机、视觉处理单元、视觉处理软件、辅助光源、视觉对中支架等组成。视觉相机安装在视觉皮带机上部的支架上。采用专用于冲压系统拾取场合设计的应用软件，要求具有可视化用户界面使新零件的编程更加快速，直观。
2.3控制系统
工业机器人在冲压自动化生产线应用中的控制系统。控制系统作为冲压自动化工业机器人的核心部分，主要用来控制和协调机器人的各部分操作，由于工业机器人的控制系统比较可靠、完善。所以必须采用灵活的控制技术，才能提高工业生产的质量和效率。控制系统主要是对拆垛系统、输送系统、上下料系统等各个部分进行控制，同时控制系统还需要对工业生产的各个部分进行控制。因此，控制系统一般是由设备层、控制层、操作界面等各个部分组成。
2.3.1机器人控制系统的设备层
设备层是控制系统的重要环节，其主要包括了操作设备、输入设备、开关设备、检测设备和执行设备。通过主机总线把指令信号传输给控制层的PLC处，然后由PLC把指令信号传输给各个设备，由这些设备来完成指令信号，阀和传感器的通讯工业主要是根据现场总线来完成。
2.3.2机器人控制系统的控制层
控制层是机器人控制系统的核心部分，其主要通过总线中的PLC部分来控制各个设备的操作，因此控制层具有连接控制与单独控制两大功能。在控制系统中采用现场总线或者以太网来进行控制相对比较稳定、安全。而设备和PLC部分的通讯以及数据传输主要是利用工业以太网来完成。在压力机的控制系统中应该配备先进的Ethemet card，这样才能把压力机的各个部分连接起来，实现工业机器人的主机系统和控制系统的有效通讯。
2.3.3机器人控制系统的操作界面
工业机器人控制系统的操作界面一般采用触摸屏设备，把控制系统的各个单元设备和操作界面之间由Profibus总线连接起来，这样才能保证操作界面下达指令之后，各个部分能够接受指令，完成操作。操作界面上能够显示各个控制单元的运转信息，通过分析运转信息，可以了解机器人的操作状态，以及操作中需要注意的地方，从而提前做出危险预警。这个过程中，操作界面把操作数据传送给主机控制台，再由主机控制台对控制系统的各个单元进行严密监控。
2.4安全系统
安全系统属于自动控制系统的一部分，其也是安全生产的重要保障。在物理层面上，需要我们利用安全栅等硬件设备来确保系统的安全，并在硬件的使用和软件方面采取冗余结构，而在它们的设置方面则采用互锁功能来保障安全。利用声光报警灯方式及时提醒，并在各关键环节如上下料，冲压等环节设置好启动和急停按钮，利用这些手段做到提前预防故障，并及时发现故障，在故障出现的时候还要做到自动恢复或者是安全处理，从而方便工作人员对其进行修理和维护，保障生产的安全性和效率。
2.5仿真模拟系统
仿真模拟系统是用于投运、教学演练、生产调试等。它的作用主要是在生产投运前做到有问题提前及时发现，不将问题带入生产。在员工或学员培训时能方便直观地了解和操作系统，做到在最短的时间内熟练操作的目的。在生产调试过程中可以反复地模拟后再实践，减少设备磨损和故障，缩短现场的调试时间。
3工业机器人发展分析
工业机器人代际演变：机器人正经历从“机器”到人的转变。我们可以将机器人分为三代，第一代为传统的工业机器人，其形态已经接近50年未发生重大改变。第二代为“有感觉”的机器人。它们对外界有一定的感知能力，具备视觉，触觉及听觉等功能。例如协作机器人、根据激光反馈的自动跟踪焊缝的弧焊焊接机器人。第三代为依靠人工智能技术进行规划，控制的机器人，它们根据感知的信息，进行独立思考、识别及推理，并做出判断和决策，不用人的干预自动完成，成为生产体系的主体，甚至可以替代机床等工作母机，例如云服务机器人。
结束语
综上所述，将工业机器人应用在自动化生产线中，能够有效缓解工业生产与时代需求之间存在的矛盾，并有效提高工业生产以及加工效率，替代人工单调、重复的低效劳动，提高工业生产的精密化，让工业生产的质量以及经济效益不断提升，有效推动社会经济朝着智能化的方向发展，为人工智能时代的全面到来做好准备，推动工业产业的结构转型。
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论文作者:杜利斌,杨仁硕
论文发表刊物:《基层建设》2018年第6期
论文发表时间:2018/5/25
标签：机器人论文; 工业论文; 控制系统论文; 操作论文; 系统论文; 设备论文; 自动化生产线论文; 《基层建设》2018年第6期论文;