自动化冲压生产线设计中气动机械手的应用

1、自动化冲压生产线设计中气动机械手的应用摘要：现如今，我国的工业建设在不断的完善，自动化冲压生产线的应用变得 越来越广泛。在实际的工业生产过程中，气动机械手的使用可以更好地满足实际 的生产需求。对气动机械手的情况进行简单的介绍，并且对自动化冲压生产线的 设计进行一定的分析，对其在自动化冲压生产线设计中的具体应用进行重点介绍， 目的就是将气动机械手的作用发挥到最好，为现代工业的发展提供可靠的保障。关键词：气动机械手；自动化生产线；冲压生产线引言现代化工业企业发展过程中，必须要注重把握自动化这一特征，切实保证 生产具有高度自动化、智能化的发展特点，这样一来，才能够在日益激烈的市场 竞争环境下，谋求生

2、存和发展。气动机械手在机械化生产过程中，有着十分重要 的地位，将其在自动化冲压生产线设计中进行合理应用，是现代化工业企业必须 考虑的一个重点内容。1自动化机械手的概况气动机械手在自动化冲压生产线设计中应用，关键点在于如何满足实际生产 需要，并能够提升生产效率和产品质量。这一过程中，需要综合考虑气动机械手 的性能。本文在对该问题研究过程中，从传动方式机械手选择，保证机械手在冲 压生产线设计中，能够发挥有效作用。机械传动、液压传动、电气传动方式的自 动化机械手有着各自的特点，在对其进行应用过程中，应结合自动化冲压生产线 的实际特征，以此保证气动机械手作用的充分发挥。2自动化冲压生产线设计在对自动化

3、冲压生产线进行设计的过程中，应从结构设计、整体布局角度出 发。在对生产线的总体布局进行设计的过程中，应该充分考虑切边、一次拉伸以 及二次拉伸等情况。在设计取料机械手以及上料机械手的时候，拆垛装置应该满 足三点要求，即分离、送料以及检测。送料机构由丝杠升降机构以及送料机械手 组成，自动化生产线对物料进行传送是通过应用传输带以及穿梭小车来实现的。 传输带应该设计成三相异步电机传动的方式；机械手则应该将其设计为门式结构， 主要组成部分包括无杆气缸、气缸直线导轨等，其中机械手的手部应该设计成真 空吸盘的形式，只有这样才可以更好地符合生产的实际要求，而且也可以确保生 产效率以及生产质量。自动化冲压生产线

4、设计还包括控制系统，而控制系统又分 为控制层、设备层和安全系统，具体分析如下。（1）控制层。为实现自动化生 产线的控制，通常采取PLC控制方式，其不仅可以实现现场总线控制，而且还 具备了单独控制的方法以及连接自动控制的能力。通常会将整体系统分成几个子 系统，在每个子系统上面都会对PLC进行安装，而且当子系统中的PLC与上 级PLC进行数据交换的时候会采取以太网的方式来实现，进行联网之后可以对 其进行实时监控，这样更方便其使用。（2）设备层。设备层最主要的任务就是 对生产线所使用的设备进行有效的管理，因此其处于整个控制系统最底层，但在 整个系统当中却具有非常重要的作用。之所以说其重要，是因为设备

5、层可以对生 产过程中每个环节进行控制，对现场的输入设备以及以现场的执行机构进行实时 监控。设备层主要是受到PLC系统的控制，并且会向总线发送必要的信息以及 相应的收据，而且还会从总线接收命令，然后将指令传达到生产线的不同环节以 及设备当中，这样就可以更好地确保整个生产线始终处于稳定的工作状态。（3） 安全系统。整个自动化生产线最大的特点就是具有非常好的安全性能，自动化冲 压生产线会配备非常高级的保护系统以及非常可靠的安全装置，可以对生产的过 程进行实时监控，而且当生产过程中出现任何危险会在第一时间发出警报，提醒 相关人员及时对问题进行解决。因此，整个安全系统是受到总线PLC控制的， 可以确保整

6、个系统始终处于安全情况下运行。3气动机械手在自动化冲压生产线设计中的应用3.1冲压自动化生产线中的控制系统应用冲压自动化生产线中，控制系统是应用工业机器人的核心系统，只有确保控 制系统的安全稳定运行，才能够做好各条工业生产线上的协调统一工作。控制系 统是整个工业生产自动化体系中对技术先进性、系统完善性以及软件可靠性要求 最高的系统，因此在冲压自动化生产系统中，监控系统的生产效率、自动化程度 需要着重完善，重点从监控控制系统、连线控制系统以及安全防护控制系统入手， 增强工业生产线流动的架构。对于控制系统的物理层设计，将控制系统置于系统 的基础层，包含了电机、检测、输入输出等等操作，所有的机械部件

7、如何通过总 线相连接，增强数据层之间的互连性，是在设计控制系统的数据采集以及数据处 理的时候需要重点加强和完善的。对于控制系统的数据层设计主要应用了总线技 术，各个数据层之间的数据互相连接，进而构成相互依存的系统自动化架构，让 控制系统与机器人的驱动系统实现本体链接，实现高效率的数据信息传输，完善 系统控制的自动化功能。例如：控制系统内的文档管理模块，对机器人的动作、 指令等等程序进行保存以及存储，主要保存在控制卡硬件上，以二字符指令集的 形式存储。运动学分析模块，对工业机器人的关节运动角度进行计算，掌握机器 加工的最佳位置以及姿态，就还可以计算出机器人各个关节的角度酒，用于检验 工业机器人是

8、否达到预先的要求。轨迹规划模块，输入机器人的基本运动形式， 借助已经成型的指令程序进行插补，最终促使机器人实现自由的曲线运动。3.2控制方案设计在生产线的系统中，被控对象的动作包括送料机的拾料和送进，拆垛机的随 动升高，压力机的冲压，中间台的翻转、升降、定位等。如果使用集中式的控制 会增加主控单元的负荷，将直接导致控制单元不稳定，如完全分散控制，就会加 大信息的传送量，对各个控制单元的调度都会存在一定的反应时间，那么整个系 统的响应速度也会随之变慢。综上分析，采用并行控制思想能够很好地解决以上 的问题，以送料机械手和中间台为主要的控制单元载体，从而建立送料控制单元 和中间台控制单元这两个并行控

9、制系统。与此同时还应该建立主站，承担监控、 管理和故障入库的工作，主站与其他控制单元使用总线网络实现信息交互与管理。3.3气动机械手要求自动与手动相结合自动化冲压生产线在生产过程中通常是由气动机械手完成大部分工作，但需 要特别注意的是，应该将自动系统与手动系统进行有效的结合。对于气动机械手 而言，能够完成的动作只是将物料送到指定的机械设备当中，但是在一些需要人 为主动操作才可以完成的工作中，需要对手动系统进行操作才可以完成。结语气动技术的发展是一个非常漫长的过程，而我国对气动技术以及气动机械手 的研究时间都相对较短。进入21世纪之后，随着我国科技的不断发展进步，越 来越多的部门和企业都开始重视气动技术，而且正在逐渐加大研发力度以及投入 力度。目前，我国自主研制的气动机械手在各个行业领域中都获得了广泛的应用， 还得到了国际社会的一致认可，为我国科学技术的持续发展做出了巨大的贡献。 在不久的将来，气动机械手会在工业、军事、医疗等不同领域获得更多的应用，对我国的工业发展以及人们的现代化生活产生更加深远的影响。参考文献彭国庆，陈柏金.基于气动机械手的自动化冲压生产线的设计J .锻压技术，2012 (3):85 8