誉洋工业智能：解决机器人运动轨迹波动问题
机器人的轨迹规划，是人工智能的基础。可以这样描述：根据给定的路径，在机器人的运动学和动力学约束条件下，规划出给定的性能指标，使之达到最优的关节位置、关节速度，以及加速度的时间序列。
铸件在铸造过程中受到的细微影响，最终造成每个工件的偏差几乎完全不同，极大的影响了铸件的打磨质量，导致夹具设计困难，更使得自动打磨生产线中机器人轨迹不易规划。此外，由于铸件表面较粗糙，激光测量及检测可能出现失准现象，将导致补偿计算出现高达0.2的误差，误差漂移量也无法确定。同时，机器人本身的特性，如刚度、挠度等，也使机器人在加工中产生一定的误差。这些误差的产生，造成机器人运行轨迹难规划、易波动。
针对这一问题，大连誉洋工业智能有限公司研发团队通过充分了解各部分组件功能特性，计算和选配最适合的功能程序，择选所有功能组件优化组合配置，并在保证系统良性运营的同时，兼顾经济性、可靠性。
通过大量的实验与实践，誉洋研发团队总结得到外加力和持重物时机器人克服偏移量的修正模块，以及在给定外力和重力下的轨迹规划和算法。这一成果成功应用在杭汽发项目中，解决和修正了部分漂移量的问题。
为解决轨迹中部分路径的波动影响，誉洋研发团队经过大量的实验，提炼出新的控制理念，并总结出可实时变矩的加工工艺路径方法，开发出新的执行模块，满足实时力控的要求，以保证轨迹规划与实际加工轨迹相同。
在攻坚杭汽发项目时，誉洋最终选择了激光检测的方法，以激光实测的偏差来执行实际运行轨迹，通过PLC和机关软件来比较设定轨迹。通过以此计算出的偏差，进行补偿计算，再修正机器人的机关轨迹。同时，誉洋在这一项目的研发时，采用誉洋开发的计算软件修补和补偿机器人的规划路径，使得仿真效果接近真实的加工轨迹，再用应用机器人的仿真软件校准，重新规划，防止了奇异点的产生，轨迹规划更真实，效率更高。
大连誉洋工业智能有限公司多年的实践经验，在杭汽发缸体自动化打磨项目中得到了极好展现，总结出了切实可行的解决机器人运动轨迹波动问题的方法，在自动打磨生产线技术上更进一步，将为用户提供更好的解决方案服务。
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机器人轨迹规划
机器人技术基础第3章 机器人轨迹规划3.1 机器人轨迹规划概述 3.2 插补方式分类与轨迹控制 3.3 机器人轨迹插值计算 3.4 机器人手部路径轨迹规划3.1 机器人轨迹规划概述? 3.1.1机器人轨迹的概念机器人轨迹泛指工业机器人在运动过程中的运动轨迹， 即运动点的位移、速度和加速度。机器人在作业空间要完成给定的任务，其手部运动必须 按一定的轨迹(trajectory)进行。举例说明:喷漆,去毛刺等操作-2-轨迹规划的一般过程与方法 ? 轨迹的生成一般是先给定轨迹上的若干个点， ? 将其经运动学反解映射到关节空间，对关节空间 中的相应点建立运动方程，? 然后按这些运动方程对关节进行插值，从而实现 作业空间的运动要求，? 这一过程通常称为轨迹规划。-3-轨迹规划 ? 工业机器人轨迹规划属于机器人低层规划，基本 上不涉及人工智能的问题， ? 本章仅讨论在关节空间或笛卡尔空间中工业机器 人运动的轨迹规划和轨迹生成方法。 ? 机器人运动轨迹的描述一般是对其手部位姿的描 述，此位姿值可与关节变量相互转换。控制轨迹 也就是按时间控制手部或工具中心走过的空间路 径。-4-轨迹规划与路径规划 ? 区别于路径规划(path planning)-5-3.1.2轨迹规划的一般性问题? 机器人的作业可以描述成工具坐标系{T}相对于工 件坐标系{S}的一系列运动。 ? 例如，图3.1所示将销插入工件孔中的作业可以借 助工具坐标系的一系列位姿 Pi (i=1，2，…， n) 来描述。这种描述方法不仅符合机器人用户考虑 问题的思路，而且有利于描述和生成机器人的运 动轨迹。-6-机器人的作业描述-7-机器人的作业描述(续)? 用工具坐标系相对于工件坐标系的运动来描述作业路径是 一种通用的作业描述方法。 ? 把作业路径描述与具体的机器人、手爪或工具分离开来， 形成了模型化的作业描述方法，从而使这种描述既适用于 不同的机器人，也适用于在同一机器人上装夹不同规格的 工具。 ? 图3.2所示的机器人从初始状态运动到终止状态的作业看 做是工具坐标系从初始位置{T0}变化到终止位置{Tf}的坐 标变换。显然，这种变换与具体机器人无关。一般情况下， 这种变换包含了工具坐标系位置和姿态的变化。-8-机器人的作业描述(续)-9-轨迹规划的一般性方法? 在轨迹规划中，为叙述方便，也常用点--节(结)点(knot) 来表示机器人的状态，或用它来表示工具坐标系的位姿， 例如起始点、终止点就分别表示工具坐标系的起始位姿及 终止位姿。? 更详细地描述运动时不仅要规定机器人的起始点和终止点， 而且要给出介于起始点和终止点之间的中间点，也称路径 点。? 运动轨迹除了位姿约束外，还存在着各路径点之间的时间 分配问题。例如，在规定路径的同时，必须给出两个路径 点之间的运动时间。-10-轨迹规划的一般性方法(续)? 机器人的运动应当平稳，不平稳的运动将加剧机械部件的 磨损，并导致机器人的振动和冲击。为此，要求所选择的 运动轨迹描述函数必须连续，而且它的一阶导数(速度)， 有时甚至二阶导数(加速度)也应该连续。 ? 轨迹规划既可以在关节空间中进行，也可以在直角坐标 (笛卡尔)空间中进行。 ? 在关节空间中进行轨迹规划是指将所有关节变量表示为时 间的函数，用这些关节函数及其一阶、二阶导数描述机器 人预期的运动； ? 在直角坐标空间中进行轨迹规划是指将手爪位姿、速度和 加速度表示为时间的函数，而相应的关节位置、速度和加 速度由手爪信息导出。-11-3.1.3 轨迹的生成方式? (1) 示教-再现运动。这种运动由人手把手示教机器人， 定时记录各关节变量，得到沿路径运动时各关节的位移时 间函数q(t)；再现时，按内存中记录的各点的值产生序列 动作。 ? (2) 关节空间运动。这种运动直接在关节空间里进行。由 于动力学参数及其极限值直接在关节空间里描述，所以用 这种方式求最短时间运动很方便。 ? (3) 空间直线运动。这是一种直角空间里的运动，它便于 描述空间操作，计算量小，适宜简单的作业。 ? (4) 空间曲线运动。这是一种在描述空间中用明确的函数 表达的运动，如圆周运动、螺旋运动等。-12-3.1.4 轨迹规划涉及的主要问题? 为了描述一个完整的作业，往往需要将上述运动进行组合。 通常这种规划涉及到以下几方面的问题： ? (1) 对工作对象及作业进行描述，用示教方法给出轨迹上 的若干个结点(knot)。? (2) 用一条轨迹通过或逼近结点，此轨迹可按一定的原则 优化，如加速度平滑得到直角空间的位移时间函数X(t)或 关节空间的位移时间函数q(t)；在结点之间如何进行插补， 即根据轨迹表达式在每一个采样周期实时计算轨迹上点的 位姿和各关节变量值。? (3) 以上生成的轨迹是机器人位置控制的给定值，可以据 此并根据机器人的动态参数设计一定的控制规律。-13-轨迹规划涉及的主要问题(续)? (4) 规划机器人的运动轨迹时，尚需明确其路径上是否存 在障碍约束的组合。一般将机器人的规划与控制方式分为 四种情况，如表3.1所示。本章主要讨论连续路径的无障 碍轨迹规划方法。-14-3.2 插补方式分类与轨迹控制 ? 3.2.1 插补方式分类? 点位控制(PTP控制)通常没有路径约束，多以关节 坐标运动表示。点位控制只要求满足起终点位姿， 在轨迹中间只有关节的几何限制、最大速度和加 速度约束；为了保证运动的连续性，要求速度连 续，各轴协调。? 连续轨迹控制(CP控制)有路径约束，因此要对路 径进行设计。-15-路径控制与插补方式分类表-16-3.2.2机器人轨迹控制过程? 机器人的基本操作方式是示教-再现，即首先教机器人如 何做，机器人记住了这个过程，于是它可以根据需要重复 这个动作。 ? 操作过程中，不可能把空间轨迹的所有点都示教一遍使机 器人记住，这样太繁琐，也浪费很多计算机内存。 ? 实际上，对于有规律的轨迹，仅示教几个特征点，计算机 就能利用插补算法获得中间点的坐标，如直线需要示教两 点，圆弧需要示教三点，? 通过机器人逆向运动学算法由这些点的坐标求出机器人各 关节的位置和角度(?1, …, ?n)，然后由后面的角位置闭 环控制系统实现要求的轨迹上的一点。继续插补并重复上 述过程，从而实现要求的轨迹。-17-机器人轨迹控制过程示意图-18-3.3机器人轨迹插值计算? 给出各个路径结点后，轨迹规划的任务包含解变 换方程，进行运动学反解和插值计算。在关节空 间进行规划时，需进行的大量工作是对关节变量 的插值计算。-19-3.3.1直线插补? 直线插补和圆弧插补是机器人系统中的基本插补算法。对 于非直线和圆弧轨迹，可以采用直线或圆弧逼近，以实现 这些轨迹。 ? 空间直线插补是在已知该直线始末两点的位置和姿态的条 件下，求各轨迹中间点(插补点)的位置和姿态。 ? 由于在大多数情况下，机器人沿直线运动时其姿态不变， 所以无姿态插补，即保持第一个示教点时的姿态。? 当然在有些情况下要求变化姿态，这就需要姿态插补，可 仿照下面介绍的位置插补原理处理，也可参照圆弧的姿态 插补方法解决-20-直线插补(续)? 如图3.4所示, 已知直线始末两点的坐标值P0(X0，Y0，Z0)、 Pe(Xe，Ye，Ze)及姿态，其中P0、Pe是相对于基坐标系的位 置。这些已知的位置和姿态通常是通过示教方式得到的。 设v为要求的沿直线运动的速度；ts为插补时间间隔。-21-直线插补(续)-22-3.3.2圆弧插补--1.平面圆弧插补? 平面圆弧是指圆弧平面与基坐标系的三大平面之一重合， 以XOY平面圆弧为例。已知不在一条直线上的三点P1、P2、 P3 及这三点对应的机器人手端的姿态，如图3.5及图3.6所 示。-23-平面圆弧插补(续)-24-平面圆弧插补(续)-25-3.3.2圆弧插补--2.空间圆弧插补? 不作要求-26-3.3.3 定时插补与定距插补? 由上述可知，机器人实现一个空间轨迹的过程即是实现轨 迹离散的过程， ? 如果这些离散点间隔很大，则机器人运动轨迹与要求轨迹 可能有较大误差。(图示)? 只有这些插补得到的离散点彼此距离很近，才有可能使机 器人轨迹以足够的精确度逼近要求的轨迹。? 模拟CP控制实际上是多次执行插补点的PTP控制??(速度与 加速度的连续性)，插补点越密集，越能逼近要求的轨迹 曲线。-27-定时插补与定距插补(续) ? 插补点要多么密集才能保证轨迹不失真和运动连 续平滑？ ? 可采用定时插补和定距插补方法来解决。-28-一、定时插补? 从图3.3所示的轨迹控制过程知道，每插补出一轨迹点的 坐标值，就要转换成相应的关节角度值并加到位置伺服系 统以实现这个位置，这个过程每隔一个时间间隔ts 完成一 次。为保证运动的平稳，显然ts不能太长。 ? 由于关节型机器人的机械结构大多属于开链式，刚度不高， ts一般不超过25 ms(40 Hz)，这样就产生了ts的上限值。 ? 当然, ts越小越好，但它的下限值受到计算量限制，即对于 机器人的控制，计算机要在ts 时间里完成一次插补运算和 一次逆向运动学计算。对于目前的大多数机器人控制器， 完成这样一次计算约需几毫秒。这样产生了ts的下限值。 ? 应当选择ts接近或等于它的下限值，这样可保证较高的轨 迹精度和平滑的运动过程。-29-直线轨迹的定时插补? 以一个XOY平面里的直线轨迹为例说明定时插补的方法。 ? 设机器人需要的运动轨迹为直线，运动速度为v(mm/s)， 时间间隔为ts (ms)，则每个ts间隔内机器人应走过的距离为 Pi Pi+1= v ts (3.2) ? 可见两个插补点之间的距离正比于要求的运动速度，两点 之间的轨迹不受控制，只有插补点之间的距离足够小，才 能满足一定的轨迹精度要求。(图示)-30-直线轨迹的定时插补(续) ? 机器人控制系统易于实现定时插补， ? 例如采用定时中断方式每隔ts中断一次进行一次插 补，计算一次逆向运动学，输出一次给定值。由 于ts仅为几毫秒，机器人沿着要求轨迹的速度一般 不会很高， ? 且机器人总的运动精度不如数控机床、加工中心 高，故大多数工业机器人采用定时插补方式。 ? 当要求以更高的精度实现运动轨迹时，可采用定 距插补。 -31-二、定距插补 ? 由式(3.2)可知v是要求的运动速度，它不能变化， ? 如果要两插补点的距离Pi Pi+1恒为一个足够小的值， 以保证轨迹精度，ts 要随着不同工作速度v的变化 而变化。(速度慢的地方运行时间长) ? 这两种插补方式的基本算法相同，只是前者固定ts， 易于实现，后者保证轨迹插补精度，但ts要随之变 化，实现起来比前者困难。-32-3.3.4 关节空间插补? 在关节空间中进行轨迹规划，需要给定机器人在起始点和 终止点手臂的位形。 ? 对关节进行插值时应满足一系列的约束条件，例如抓取物 体时手部的运动方向(初始点)、提升物体离开的方向(提 升点)、放下物体(下放点)和停止点等结点上的位姿、速 度和加速度的要求；(图示) ? 与此相应的各个关节位移、速度、加速度在整个时间间隔 内的连续性要求以及其极值必须在各个关节变量的容许范 围之内等。满足所要求的约束条件之后，可以选取不同类 型的关节插值函数，生成不同的轨迹。-33-常用的关节空间插补方法 ? 1 三次多项式插值 (三次样条插值) ? 2 过路径点的三次多项式插值 ? 3 高阶多项式插值? 4 用抛物线过渡的线性插值-34-1. 三次多项式插值 ? 在机器人运动过程中，若末端执行器的起始和终 止位姿已知，由逆向运动学即可求出对应于两位 姿的各个关节角度。 ? 末端执行器实现两位姿的运动轨迹描述可在关节 空间中用通过起始点和终止点关节角的一个平滑 轨迹函数? (t)来表示。? 为实现系统的平稳运动，每个关节的轨迹函数 ? (t)至少需要满足四个约束条件，即两端点位置 约束和两端点速度约束。-35-端点约束 ? 端点位置约束:是指起始位姿和终止位姿分别所对 应的关节角度。? (t)在时刻t0=0时的值是起始关节 角度?0，在终端时刻tf时的值是终止关节角度?f， 即? 端点速度约束:为满足关节运动速度的连续性要求， 起始点和终止点的关节速度可简单地设定为零， 即-36-三次多项式的求解结果 ? 上面给出的四个约束条件可以惟一地确定一个三 次多项式-37-三次多项式的求解结果(续)-38-三次多项式的求解结果(续)-39-三次多项式的求解结果(续)-40-例 3.1 ? 例3.1 设有一台具有转动关节的机器人，其在执行 一项作业时关节运动历时2 s。根据需要，其上某 一关节必须运动平稳，并具有如下作业状态：初 始时，关节静止不动，位置θ0=0°；运动结束时θf =90°，此时关节速度为0。试根据上述要求规划 该关节的运动。 ? 解 根据要求，可以对该关节采用三次多项式插值 函 数 来 规 划 其 运 动 。 已 知 θ0=0° ， θf =90° ， tf =2 s，代入式(3.8)可得三次多项式的系数 ? a0=0.0，a1=0.0，a2=22.5，a3= C67.5 -41-例3.1 (续) ? 由式(3.5)和式(3.6)可确定该关节的运动轨迹， 即-42-二、过路径点的三次多项式插值? 若所规划的机器人作业路径在多个 点上有位姿要求， ? 如图所示，机器人作业除在 A 、 B 点 有位姿要求外，在路径点 C 、 D 也有 位姿要求。 ? 假如末端执行器在路径点停留，即 各路径点上速度为0，则轨迹规划可 连续直接使用前面介绍的三次多项 式插值方法； ? 但若末端执行器只是经过，并不停 留，就需要将前述方法推广。-43-过路径点的三次多项式插值(续) ? 对于机器人作业路径上的所有路径点可以用求解 逆运动学的方法先得到多组对应的关节空间路径 点， ? 进行轨迹规划时，把每个关节上相邻的两个路径 点分别看做起始点和终止点，再确定相应的三次 多项式插值函数，把路径点平滑连接起来。? 一般情况下，这些起始点和终止点的关节运动速 度不再为零。-44-过路径点的三次多项式插值(续)-45-过路径点的三次多项式插值(续)由此式确定的三次多项式描述了起始点和终止点具有任 意给定位置和速度约束条件的运动轨迹。-46-例3.2 ? 例3.2 对于只有一个中间路径点的机器人作业，设 其路径点处的关节速度与加速度连续。如果路径 点用三次多项式连接，试确定多项式的所有系数。 已知中间路径点的关节角度为 ? v ，与它相邻的前 后两点的关节角度分别为?0和?g。(注:书上漏)-47-例3.2(续) ? 解 该机器人路径可分为?0到?v段及?v到?g段两段， 可通过由两个三次多项式组成的样条函数连接。 设从?0到?v的三次多项式插值函数为? 而从?v到?g的三次多项式插值函数为-48-例3.2(续) ? 上述两个三次多项式的时间区间分别是[0，tf1]和 [0，tf2]，若要保证路径点处的速度及加速度均连 续(位移连续为隐含) ，即存在下列约束条件-49-例3.2(续)关节角(角位移)约束起始点,终止点速度约束 中间点速度与加速度约束-50-例3.2(续) ? 上述约束条件组成含有8个未知数的8个线性方程。 对于tf1=tf2=tf的情况，这个方程组的解为-51-例3.2(续) ? 在更一般的情况下，包含许多路径点的机器人轨 迹可用多个三次多项式表示。 ? 包括各路径点处加速度连续的约束条件构成的方 程组能表示成矩阵的形式，由于系数矩阵是三角 阵，路径点的速度易于求出。 ? 求解线性方程组.-52-三、高阶多项式插值 ? 若对于运动轨迹的要求更为严格，约束条件增多， 三次多项式就不能满足需要，须用更高阶的多项 式对运动轨迹的路径段进行插值。 ? 例如，对某段路径的起始点和终止点都规定了关 节的位置、速度和加速度，则要用一个五次多项 式进行插值，即-53-高阶多项式插值(续) ? 多项式的系数 a0 ， a1 ，…， a5 必须满足6个约束条 件-54-四、用抛物线过渡的线性插值 ? 在关节空间轨迹规划中，对于给定起始点和终止 点的情况选择线性函数插值较为简单，如图3.10 所示。 ? 然而，单纯线性插值会导致起始点和终止点的关 节运动速度不连续，且加速度无穷大，显然，在 两端点会造成刚性冲击。-55-用抛物线过渡的线性插值(续)-56-用抛物线过渡的线性插值(续) ? 为此应对线性函数插值方案进行修正，在线性插 值两端点的邻域内设置一段抛物线形成缓冲区段。 ? 由于抛物线函数对于时间的二阶导数为常数，即 相应区段内的加速度恒定，这样保证起始点和终 止点的速度平滑过渡，从而使整个轨迹上的位置 和速度连续。 ? 线性函数与两段抛物线函数平滑地衔接在一起形 成的轨迹称为带有抛物线过渡域的线性轨迹，如 图3.11所示。-57-用抛物线过渡的线性插值(续)? 设两端的抛物线轨迹具有相同的持续时间，具有大小相同 而符号相反的恒加速度。对于这种路径规划存在有多个解， 其轨迹不惟一。如图3.12所示。但是，每条路径都对称于 时间中点th和位置中点? h。-58-用抛物线过渡的线性插值(续)? 要保证路径轨迹的连续、光滑，即要求抛物线轨迹的终点 速度必须等于线性段的速度，故有下列关系-59-用抛物线过渡的线性插值(续)-60-用抛物线过渡的线性插值(续) ? 当式(3.21)中的等号成立时，轨迹线性段的长度 缩减为零，整个轨迹由两个过渡域组成，这两个 过渡域在衔接处的斜率(关节速度)相等； ? 加速度的取值愈大，过渡域的长度会变得愈短， 若加速度趋于无穷大，轨迹又复归到简单的线性 插值情况。-61-例3.3? 例3.3 ?0、?f和tf的定义同例3.1，若将已知条件改 为θ0=15°，θf =75°，tf =3 s，试设计两条带有抛 物线过渡的线性轨迹。-62-例3.3(续) ? 解 根据题意，按式(3.21)定出加速度的取值范 围，为此，将已知条件代入式(3.21)中，有-63-例3.3(续)? 据上面计算得出的数值可以绘出如图3.13(a)所示的轨迹 曲线。加速度较大时的位移、速度、加速度曲线P96书上写较小,上下图颠倒 -64-例3.3(续)-65-例3.3(续) ? 加速度较小时的位移、速度、加速度曲线-66-用抛物线过渡的线性插值(续) ? 用抛物线过渡的线性函数插值进行轨迹规划的物 理概念非常清楚，即如果机器人每一关节电动机 采用等加速、等速和等减速运动规律，则关节的 位置、速度、加速度随时间变化的曲线如上图所 示。 ? 其他应用:如步进电机,直流/交流伺服电机的位置 控制.-67-3.4 机器人手部路径的轨迹规划(路径规划) ? 3.4.1 操作对象的描述 ? 任一刚体相对参考系的位姿是用与它固接的坐标 系来描述的。? 刚体上相对于固接坐标系的任一点用相应的位置 矢量 P 表示；任一(坐标轴)方向用方向余弦表示。 给出刚体的几何图形及固接坐标系后，只要规定 固接坐标系的位姿，便可重构该刚体在空间的位 姿。-68-操作对象的描述? 例如如图3.15所示的螺栓，其轴线与固接坐标系的Z轴重 合。螺栓头部直径为32 mm，中心取为坐标原点，螺栓长 80 mm，直径20 mm，则可根据固接坐标系的位姿重构螺栓 在空间的位姿和几何形状。-69-3.4.2 作业的描述 ? 机器人的作业过程可用手部位姿结点序列来规定， 每个结点可用工具坐标系相对于作业坐标系的齐 次变换来描述。相应的关节变量可用运动学反解 程序计算。-70-例:机器人插螺栓作业 ? 如图3.16所示的机器人插螺栓作业， ? 要求把螺栓从槽中取出并放入托架的一个孔中， 用符号表示沿轨迹运动的各结点的位姿，使机器 人能沿虚线运动并完成作业。 ? 设定Pi (i=0，l，2，3，4，5)为气动手爪必须经 过的直角坐标结点。参照这些结点的位姿将作业 描述为如表3.3所示的手部的一连串运动和动作。-71-插螺栓作业的规划路径(加上时间即成为轨迹)-72-例,机器人作业过程描述-73-?第3章 本章结束!-74-
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6轴数控机床机器人是采用新型设计的一种紧凑型机器人，运用全内置线缆的设计使部署更加方便、外观也更整洁，同时也减少了与周边设备可能的干扰。即便如此，该系列机器人也实现了高达210kg的最大负载，还保持了高速度、动作平滑、灵巧等特性。6轴数控机床机器人可以通过在路径或平面上设置触发点来触发指定程序，不会因为提前触发时间而影响机器人运行速度，整个动作保持柔性化，无中间点，同时还可以通过开关延迟补偿来保持精确同步。可设置机器人的工作区域或工件区域，可对区域进行修改或选择是否激活，碰撞发生前停止机器人运动，对数控机床机器人全路径进行碰撞检测。冲压自动化落地难吗？看看专家怎么说！用机器人与机械手去取化人工传递工作，无论在自动化改造还是升级应用是不可或缺的一部分。典型的机器人冲压自动化生产线包含：机器人、电控系统、拆垛装置、过渡皮带、安全防护系统及机器人端拾器等等。近年来，随着社会发展，传统的人工冲压生产线，已经不能满足市场需求的扩大，虽然在建设初期传统人工生产线投入较小，但是其固有的效率低下、产品质量稳定性较差等诸多问题已经越来越影响企业的发展。那么发展全自动冲压生产线也就显得刻不容缓。中国传统的冲压自动化行业，不论是底端的小五金冲、还是顶端汽配冲压，市场环境不断恶化，国内很多厂家仍采用传统的人工生产，生产效率低下。目前，我们自动化水平与国外一线水平尚存在一定差距。所以全自动冲压行业装备与技术的发展，对我国基础制造业的进步是有着重要的推动作用。典型的机器人冲压自动化生产线包含以下部分：机器人、电控系统、拆垛装置、过渡皮带、板料清洗机、板料涂油机、对中台、线尾码垛系统、安全防护系统及机器人端拾器。具体布置方式可以根据生产车间的面积进行调整，如拆垛车的开出方式既可以与冲压线平行也可以与冲压线垂直。1. 冲压机器人冲压生产用机器人除了要求负载大、运行轨迹精确及性能稳定可靠等搬运机器人所共有的特性，还要满足频繁起/制动、作业范围大、工件尺寸及回转面积大等特点。各个厂家的冲压机器人都在普通搬运机器人的基础上加大了电动机功率及减速机规格，加长了手臂，并广泛采用棚架式安装结构。2. 机器人冲压自动化线控制系统机器人冲压自动化系统需要集成压力机、机器人、拆垛机、清洗机、涂油机、对中台、双料检测装置、视觉识别系统、各种皮带、同步控制系统、安全防护系统及大屏幕显示，并具有无缝集成进工厂MES系统的能力。为了把如此多的智能控制系统有效集成，一般采用以太网与工业现场总线二级网络系统，其中现场总线系统可能同时搭载安全总线。 推荐阅读：冲压机械手驱动系统原理冲压机械手是在自动化设备的基础上，根据冲压生产特点，专门为实现冲压自动化无人生产而研发的设备。能取代人工在各个冲压工位上进行物料冲压、搬运、上下料等工作，整条生产线效率达到5秒。本自动化设备对于冲压等重复性、危险性、节拍高的加工行业，在节约人力劳动成本，提高人工及设备安全性，保持产品产能、质量、工艺稳定性等方面是现代化工业化“开拓创新”的重要精神体现。柔性冲压自动线大多由一台双动拉伸压力机或多连杆单动拉伸压力机和4～5台单动压力机组成流水线，生产大型车身覆盖件，安全性高，冲压质量好。生产线上布置自动化上下料系统。推荐阅读：冲压机械手主动化出产线的运用和价值 。冲压机械手是应用于冲床替代人工进行工作的机械手，实践证明，冲压机械手可以代替人手的繁重劳动，显著减轻工人的劳动强度，改善劳动条件，提高劳动生产率和自动化水平。工业生产中经常出现的笨重工件的搬运和长期频繁、单调的操作，采用冲床机械手是有效的。此外，它能在高温、低温、深水、宇宙、放射性和其他有毒、污染环境条件下进行操作，更显示其优越性，有着广阔的发展前途。推荐阅读：冲压机械手的构成构造&
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