（一）冲床实现自动化生产的方法

冲床实现自动化生产主要通过以下几种设备的协同作用：

材料架：作为承料设备，材料架在冲床自动化生产中起着重要作用。它可用于开卷送料或收卷收料，具有款式多、占地面积小、承载量大、适用范围广等特点。无论是铝、铜、不锈钢还是铁带钢等各种金属卷料，在 0.3 - 6.0mm 的厚度范围内都能有效处理，广泛适用于五金、冲压、电子、电器、玩具以及汽车零件等行业的连续冲压加工。可根据客户料卷重量要求进行定制，在冲压生产线中是必备设备。

整平机：整平机主要用于去除材料内应力，整平材料表面。通过两组错位排列的整平滚筒对压，实现对不同宽度、厚度材料的整平，整平后的材料平整度良好，材料表面无压痕。有薄板、中板、精密等多种选择，适应不同的生产需求。

送料机：送料机是将材料精确送至冲床进行冲压的输送设备。拥有多系列、多类型产品，可根据客户要求进行选用。较为常见的为 NC 伺服送料机，操作简单，只需将送料参数输入控制面板即可完成一批次冲压生产，稳定性高，可设定多段送料的功能。

（二）机器人在金属冲压行业生产自动化的实现

各种生产方式比较：

安装方式：机器人线在地面安装，与压力机没有机械上的连接；机械手线在压力机立柱间安装钢梁，附着在压力机上。

使用特点：机器人线通过端拾器的切换和机器人动作轨迹的调整，更加柔性化。

生产节拍：机器人线生产节拍为 7 件 /min～10 件 /min，机械手线为 8 件 /min～12 件 /min。

投资成本：机器人线投资低，机械手线投资高。综合考虑，使用机器人自动化线更加经济、适用。机械手自动化线适于大间距的压力机生产线，同时适用于已有生产线的自动化改造。通过更换端拾器，机器人自动化生产线可适合多车型的生产，柔性更高。

机器人冲压自动化生产线设计：

系统组成：

拆垛系统：采用可循环式双垛料台，导轨布置平行于压力机。冲压板料用行车或叉车放置在非工作垛料台上，系统在一台拆垛完成后自动转换垛料台，保证连续生产。垛料车上配备磁力分张器，通过磁力将垛料自动拆垛成单张。拆垛机器人上有双料检测以及双料处理装置以保证每次为单张送料。

涂油机：板料是否涂油及涂油位置可通过编程自行设定，能对板料进行高效稳定的涂油，给后续冲压质量带来保证。

对中台：采用机械对中台，可方便地进行移动和固定，同时使用重力对中或视觉对中系统，保证板料的重复定位快捷、准确与牢固。

压力机兼上下料系统：上料机器人根据每个零件的对中位置，改变运行轨迹，将板料准确地搬运到压力机内。对不同的冲压制件进行机器人的模拟示教，离线编程，以适应多种制件的共线生产。

线尾输送系系统：线尾输送采用皮带机，在生产线的末端放置皮带机，保证最后一台压力机的机器人直接将零件放置到皮带机上，达到出件效果。

控制系统：

总体控制方案：各分系统间的电气控制按照集中监控、分散控制的原则。采用设备层和控制层的典型控制模式，每个层次中使用不同的网络结构及软硬件配置，以实现各自不同的功能。

控制层：各部分控制系统采用具有现场总线形式的 PLC 控制方式，具有单独控制及连线自动控制的功能。为保证系统稳定可靠地运行，可采用西门子 S7 - 416 - 2DP 的 PLC，现场总线采用西门子 Profibus 总线及工业以太网控制系统。每个控制部分的 PLC 之间及各 PLC 与上位机之间的数据交换采用工业以太网方式，供监控系统联网使用。压力机控制系统需配备 Ethernet card 与机器人控制系统接口，控制系统与机器人系统间通过 Profibus - DP 现场总线形式实现信息交换和连锁对接。

设备层：设备层在整个控制系统中处于最底层，是整个控制系统的关键环节，主要包括现场操作站、现场设备检测单元（如接近开关、光电开关）、现场其他输入设备、现场执行机构（如电动机、电磁阀）等，直接或通过现场总线与控制层中的 PLC 相联系，将输入信号发送给 PLC，并将 PLC 输出指令发送到现场设备。各种传感器和阀的接线盒通过现场总线（Profibus - DP）和相应控制单元通讯。

人机界面 HMI：本系统 HMI 采用 SIEMENS 的触摸屏，在每个控制单元均配置一个触摸屏，采用 Profibus 总线通讯。单元触摸屏具有指示灯及操作按钮（或旋钮），可显示错误报警及自诊断等信息，本单元相关的 I/O 信号在 HMI 上显示，并以不同颜色区分。

（三）冲压产线自动化的升级方案

自动化升级的原因：

质量要求提高：市场环境对冲压件的质量要求不断提高，自动化升级可以给整线的质量控制带来极大的帮助。

设备可靠性需求：随着自动化技术的发展，全新的设备会随着质量的提高而更加可靠，可以大大减少冲压线的故障停产时间。

生产灵活性需求：各种特殊冲压件的自动化抓取和运输往往是自动化的难点，全新的自动化设备在提高质量和可靠性的基础上，具备更高的灵活性，是提高整线生产灵活性的必要条件。

更高产能需求：对于一些老旧的冲压线，通过升级最新的自动化和控制系统，可以充分利用压机上下模开合的窗口时间和空间，提高产能。

人力资源减少：中国的人口红利正在慢慢消失，企业招工难，人力成本飙升，自动化代替人工是未来的趋势。

旧备件正逐步退出市场：旧备件会比较难购买并且替换成本也会越来越高，综合成本和设备性能角度考虑，自动化改造是比较合理的解决方案。

全新的自动化方案：

线首料垛物流自动化：舒勒公司引进自动导航小车 AGV 方案，为冲压线适配 AGV 接口。通过引入 AGV 动态物流系统，改变现有的人工驾驶运输模式，实现料垛物流自动化，给冲压车间带来变革性的影响，实现稳定安全、智能高效的物流环境。

线首料垛拆垛自动化方案：针对不同客户的不同需求，舒勒可以匹配最合适的拆垛方案。如低速拆垛方案，使用一个立式机器人拆垛；高速拆垛方案，使用两个悬挂式机器人（顶部加了第七个线性轴）来同时拆垛，同时带有端拾器自动更换、双料检测、自动磁性分张器、剪式升降台等功能。

线首料片清洗及涂油：舒勒清洗机可以持续稳定的保持对料片优秀的清洁效果和均匀稳定的残留油膜量；同时涂油机能对料片进行高效稳定的涂油，给后续冲压质量带来保证。

料片对中方案：舒勒最新的对中设备 - 线性扫描对中台，相比传统的对中方式，可以实现行进间的料片测量对中，料片在传送带上无需停下，在行进中位置信息被扫描测量，传送到对中机器人位置时直接被机器人摆正。节省了料片在传送带上的时间，且对中机器人的端拾器没有任何限制。内部还集成了 LED 照明光源，结构紧凑，维护方便，不再需要单独架设外部光源，很大程度节省了外部空间。

压机间自动化方案：舒勒公司研发的舒勒横杆机器人 CBR 4.0，集成了伺服驱动的旋转轴，可以实现超灵活的零件定位，适应各种特殊的部件抓取和下料。该机器人可以匹配 5 到 12m 的压机间距，是老旧压机线自动化改造的最佳选择，同时也可以为新压机线带来超高的灵活性。其高度集成化的电气设计和先进的能量回收系统提升了该机器人的可靠性，大大降低了维护投入。

线尾自动化方案：

自动质检方案：在质检机器人端部集成高端的光学扫描检测系统，可检测出各类冲压缺陷，根据客户需求可以细分为在线质检和离线质检。在线质检能够检查所有零件的关键表面，离线质检则是根据客户需求，从每 10 到 15 个零件中抽取一个零件进行 100% 的表面质检，相比人工质检更加精确高效并且可靠和稳定，同时产生的电子检测数据可以存储并分析，为后续的质量缺陷分析和模具维修提供重要的参考。质检的速度可以完全匹配生产的速度，不会因为自动质检设备的加入而降低整线的生产效率。

自动装箱方案：根据客户需求舒勒可提供定制化方案，从最基本到最高端的方案。最基本的装箱单元主要包括带线性轴的立式或者悬挂式机器人和货架，每一个装箱模块配备两个装箱单元保证连续运行，确保装箱速度匹配上生产速度