1、引言 隨著汽車業(yè)的快速發(fā)展，車外型愈求美觀流線，并由于汽車外板件要求完美無塵的沖壓生產(chǎn)線也向高速化、高品質(zhì)、自動化、柔性化方向發(fā)展。傳統(tǒng)沖壓生產(chǎn)過程中的手工操作、人工送料的生產(chǎn)方式已無法滿足該行業(yè)的需要。 在沖壓生產(chǎn)中采用工業(yè)機器人（機械手）代替人工操作，構(gòu)成自動化生產(chǎn)單 元或組成全自動生產(chǎn)線，是進行高速、高效、高質(zhì)量的沖壓生產(chǎn)的一種有效方法，也是現(xiàn)代沖壓生產(chǎn)技術(shù)的重要發(fā)展方向。 機器人沖壓生產(chǎn)線在國外已運用多年，但在國內(nèi)很少，特別是集合總線控制、網(wǎng)絡數(shù)字通信等國際先進技術(shù)的全自動機器人沖壓生產(chǎn)線在國內(nèi)還沒有。 2、機器人沖壓生產(chǎn)線的構(gòu)成及功能 機器人沖壓生產(chǎn)線是湖南長豐汽車制造股份有限公司與庫卡自動化設備（上海）有限公司共同合作完成的。 該沖壓生產(chǎn)線由4臺壓機、6臺KUKA機器人、總線控制臺、兩個拆垛工作臺，對中臺及磁性皮帶送料機、清洗機．線末皮帶機組成、及線末計數(shù)器組成。 （1）壓機 由一臺2000t雙動壓機和1臺1000t及2臺800t單動壓機組成。壓機采用PLC控制，能存儲并調(diào)用每個工件的參數(shù)如閉合高度、壓邊力、平衡缸的壓力等，并能提供壓機的角度位置給機器人。 （2）KUKA機器人 KUKA機29人KR100P，6臺站地上，額定荷重100kg，含蓋范閘R3501mm，控制箱KR C2；中文或英文軟件（標準形式），KUKA控制面板帶有10m電纜線連結(jié)機械手臂與控制器，使用方便且為攜帶式，可采用中文或英文界面。機械人為緊湊和節(jié)省空間的設計，AC服務器6軸關(guān)節(jié)自由度，絕對位置的感應，六軸皆含煞車系統(tǒng)，機械手臂除了原有的抓取重量，另外還可額外負載重量于第三軸手臂上，機械手臂至控制箱電纜線長7m。 （3）板料規(guī)格描述 —材料：含油薄鋼板（鍍鋅板或棵板）。 —板料尺寸：前后最小845mm，最大2000mm。 —左右最小980mm，最大4000mm。 —料厚最小0.65mm，最大2.0mm。 —板料最大重量36kg，板料最小重量6kg。板料形狀不規(guī)則，并且中間可能有落料不規(guī)則孔。 （4）機器人控制系統(tǒng)具有以下功能： —①可進行軌跡編程； —②能顯示該單元的故障信息、操作信息、零件信息； —③能提供必要的操作指導及診斷信息； —④能協(xié)調(diào)機器人與壓機的工作過程；⑤機器人電柜內(nèi)具有擴展I/O接口。 3 運行模式 （1）正常的運行模式。 對每一控制臺（壓機除外）有兩個運行模式：“自動”和“手動”（壓機有5個模式），在每個控制臺上有一個“自動／手動”轉(zhuǎn)換開關(guān)。生產(chǎn)線以自動方式運行時，壓機以單次行程的方式運行，但在上死點必須停車等待指令： ①生產(chǎn)線自動運行模式“AUTO”； ②生產(chǎn)的正常模式，桉循環(huán)順序連續(xù)運動； ③生產(chǎn)線各設備在“起始位置”； ④每臺壓機控制面板上的轉(zhuǎn)換開關(guān)在“連續(xù)”； ⑤每個單元控制面板上的轉(zhuǎn)換開關(guān)在“自動”； ⑥阻欄門關(guān)閉，并按”循環(huán)開始”； ⑦主控制臺及單元控制臺的“現(xiàn)場/遙控”轉(zhuǎn)換開關(guān)在“遙控”。 （2）手動模式“MANU”。 這種模式可以實現(xiàn)所有的動作，但必須按照該零件規(guī)定的軌跡動作。從手動模式到自動模式的轉(zhuǎn)換必須盡可能地快、簡單。 （3）停止模式。 （4）緊急停止。 在發(fā)生事故時使用緊急停止按鈕，緊急停止使生產(chǎn)線上的機器人的所有動作立即停止，壓機立即停車。如：壓機的主電機、離合制動器、液壓站、壓縮空氣入口等全部停止。緊急停止切斷所有動力同路（電、氣、液）；所有的電柜及檸制臺中斷上作。當緊急停止時，生產(chǎn)線兩邊各有一個紅色信號燈閃爍。緊急停止時，信號燈、可編程控制器的供電，電子凸輪的入口不切斷，不切斷安全組件上的壓縮空氣，不斷切端拾器的真空回路。緊急停止引起： ①在壓機控制板上顯示故障號； ②在主控制臺及相關(guān)單元的控制臺上顯示故障發(fā)生的位置及內(nèi)容； ③緊急停止按鈕； ④緊急停止按鈕的位置，每個安全圍欄門“申請進入控制臺”上及主控制臺上； （5）立即停止。 其作用等同于緊急停止（即機器人及壓機立即停止運行，壓機滑塊在回程時允許繼續(xù)運行并停在上死點），但不叨斷運行回路，其作用僅限于立即停止的那個單元（機器人+壓機），立即停止按鈕安裝在： ①每個機器人控制臺； ②每個壓機控制臺； ③每個雙手按鈕； ④主控制臺； ⑤線末零件計數(shù)臺； （6）故障診斷。 自動化控制系統(tǒng)能通過現(xiàn)場總線實時監(jiān)測生產(chǎn)線的運行狀態(tài)，對機器人、PLC與壓力機的異常狀態(tài)能及時進行報警并進行相應的診斷。包括： ①動力故障（包括上回路及分支控制回路，所有斷路器、接觸器及保險的工作檢測）； ②控制部分故障（包括控制電路、真空系統(tǒng)等）； ③機械部分故障； ④功能性故障； ⑤其它故障； 生產(chǎn)線具有故障遠程診斷功能。當生產(chǎn)線發(fā)生無法解決的故障時，使用人員啟動遠程診斷功能，制造商能通過因特網(wǎng)讀取生產(chǎn)線運行狀態(tài)數(shù)據(jù)，并查看生產(chǎn)線的視頻狀態(tài)，判斷故障原因，維修人員根據(jù)制造商的建議排除故障。 4 系統(tǒng)優(yōu)越性 （1）生產(chǎn)速度高。 生產(chǎn)線的節(jié)拍，一方面通過提高機器人速度和壓機速度可以直接提高生產(chǎn)線的節(jié)拍，另一方面通過優(yōu)化機器人及壓機的程序，減少二者的等待時間間隔提高生產(chǎn)線節(jié)拍。具體地說，送料時修改機器人程序，在機器人未完全退出中間時即呼叫壓機起動，在壓機下行到一定位置時，壓機將檢測機器人是否完全退出，否則壓機立即停機，保證了設備的安全； 取料時修改壓機的程序，在壓機未到上死點時，即呼叫機器人起動，當壓機停到上死點時，機器人已經(jīng)吸氣取料。大部分的零件還有憂化的余地。 （2）生產(chǎn)線上新工件時，調(diào)試速度快，機械手式的全自動生產(chǎn)線，調(diào)試一個零件（需制造6套端拾器及具零件編程等）共需3天的時間，而機器人生產(chǎn)線調(diào)試一個零件僅需1天的時間。 （3）零件質(zhì)量高。 機器人全自動生產(chǎn)線，下料機從前一工位取料放入到清洗機上，清洗加油完成并送到位后，后一工位的機器人再從定位臺L取判放人模具，而機器人從上一工位取料后直接放入下一工位，減少了中間環(huán)節(jié)，零件質(zhì)量高，特別對外觀件有重要意義。 （4）機器人編程方便快捷。 由于每臺機器人有一手提式的示教器，其友好的用戶界面，可以讓編程人員靈活快速地實現(xiàn)機器人的各種動作。 （5）柔性大。 機器人最大的特點是柔性大，可以單軸運動，也可6軸聯(lián)動完成各種復雜的空間運動，其軌跡可以是各個空間方向的直線、圓周，可以是各種規(guī)則或下規(guī)則空間曲線。任何結(jié)構(gòu)的模具，機器人皆可輕易上料、取料。 5 結(jié)束語 長豐機器人沖壓生產(chǎn)線是國內(nèi)第一條采用總線控制、網(wǎng)絡連接等國際先進技術(shù)的機器人沖壓生產(chǎn)線，功能強大，操作方便。同時將操作工人從繁重、單調(diào)、危險的工作環(huán)境中解放出來。隨著A線機器人生產(chǎn)線在沖壓領域的成功應用，提高了國內(nèi)沖壓行業(yè)的自動化水平，增強了在世界上的競爭能力。 機器人沖壓牛產(chǎn)線具有柔性大、應用范圍廣、生產(chǎn)速度高、工件質(zhì)量好的特點，與機械手式的生產(chǎn)線相比，其價格低廉，機器人的沖壓生產(chǎn)線是今后的發(fā)展趨勢。