文：汤世松，曹祖鸣，陈 哲，詹俊勇，罗素萍（扬力集团股份有限公司）

伴随着汽车工业的高速发展，冲压生产的重要地位越发凸显，从而使液压机和其他锻压设备得到快速发展，在机床工业中所占的比重也越来越大。根据调研显示，由于人工成本的上升，自动送料机具有了愈加广泛的市场需求，冲压生产的手工送料已逐步由自动送料机构所取代，进一步满足了冲压生产自动化以及大幅度提高生产节拍、生产质量等的要求。

冲压生产自动化是提高劳动生产率和改善劳动条件的有效措施和主要方法。随着我国汽车工业、家电行业对产品质量要求的不断提高和生产规模的不断扩大，我国金属冲压行业实现生产自动化势在必行。

1 机器人柔性生产线设计

自动化生产是冲压生产方式的发展趋势。冲压自动化生产线又分为机械手自动化生产线、机器人自动化生产线和多工位压力机生产线等方式。

1.1 系统设计组成与任务

本文所述生产线是以扬力公司 1 台 800t 伺服液压机、2 台 315t 龙门双点高性能压力机和 1 台 250t 龙门双点高性能压力机为主机而设计开发的一条工业机器人柔性冲压自动生产线。该机器人连线自动化系统还包括 5 台关节型机器人安川 MH165、1 台伺服片料机和松科快速换模系统。通过该条冲压生产线的总体布局、数控伺服液压机、龙门双点高性能压力机、伺服片料机以及连线总控系统等组成模块设计，以及如机器人治具吸盘吸料、整条线地基固定、线尾皮带线出料、协调控制等关键技术的解决，从而掌握金属板材液压机和冲床混合冲压柔性自动化冲压成套联线的核心技术。

该柔性冲压生产线开发设计任务包括：①数控伺服液压机开发设计；②龙门双点高性能压力机开发设计；③六轴工业机器人程序开发；④总线控制系统设计。本设计的机器人柔性自动化冲压生产线通用性好，可配套多种规格模具，满足各种五金类零件和中高档汽车所需的高质量零件的需求。目前研制的机器人柔性自动化生产线生产节拍可以达到 5~8SPM。如图 1 所示为洗衣机箱体外壳机器人柔性冲压自动线布局图。

1.2 数控伺服液压机

传统的伺服液压机或伺服机械压力机，其伺服主要体现在：通过电控系统控制伺服电机的转动速度，再通过滑块位置检测（高精度磁致伸缩尺）装置。

检测滑块位置信号，输入控制系统，进行比较形成闭环，从而调整伺服电机的转速来实现伺服控制。数控伺服液压机在伺服电机和滑块位置检测装置的基础上增加了电液比例伺服阀对流量进行控制，通过数量众多的压力传感器对液压系统各部位压力进行检测，采用高级微处理器满足伺服液压机的压力、流量、速度等参数闭环程序控制大规模运算需要的专用高级微处理器控制系统，形成了混合伺服控制，具有更高的控制精度和输出压力流量的可控制性。

由两组交流伺服电机驱动的内啮合泵直接连接到主缸上下腔，在泵与油缸之间连接有安全模块。泵出口、安全模块以及主缸上下腔分别连接有压力传感器检测系统各点压力，输入控制系统对交流伺服电机的转速进行伺服控制。安全模块用于保护系统安全，防止系统超压和支撑运动件自重。液压系统超压时，安全模块的插装阀阀芯开启，向油箱中释压。泵的出口也设有安全装置，超压情况下也向油箱释压，关于这部分的具体技术方案将在后文叙述。滑块位置由高精度的 MTS 磁致伸缩尺检测，其精度达

0.005mm。

数控伺服液压机的液压传动装置 - - 液压站配置在机器的上梁上，其作用主要是控制滑块和液压垫滑块的运动。液压控制主系统全部采用先进的整体式二通插装阀集成块。其响应速度快，通油能力大，流阻小，工作可靠，便于维护。动力装置采用大流量恒功率高压压力补偿变量轴向柱塞泵，主油缸下腔设有双回路安全阀，能可靠防止油缸下腔超压及滑块意外下行。

1.3 安川 MH165 六轴工业机器人

安川 MH165 工业机器人是高生产效率多功能工业用机器人。搭载丰富功能，高负载，高速机器人动作节拍。搭配新型控制柜 DX200。同级别性能最高：通过应用高速小惯量伺服电机和最新控制技术，实现快速响应。在腕部容许惯量增加的同时，保证了机器人本体的小型化。该机器人可应对恶劣环境作业：手腕部采用防水、防尘结构（标准防爆等级 IP67），在水滴、灰尘多的环境下，即使没有防护服也可以使用。

1.4 伺服片料机

双工位上料机采用YL-P750型高性能双料架片料机。片料送料机作为定尺料的上料装置，可以和机械手一起配合自动化生产，淘汰了传统人工送料模式，提高了生产效率，避免人工参与生产所产生的各种因素（包括效率慢、危险、误操作等）。送料范围广，其送料机上配有对中工位，起到产品精确定位与过渡作用（四面或三面气缸定位，下面配有等高柱）。