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　　擷取我省沖壓工業(yè)饕餮 機器人領頭沖壓智能化

　　國際性金屬加工網(wǎng)

　　一流制造 ◇ 系列技術講座

　　1月11日13:30-17:00 2023 Ansys我省機器人金融行業(yè)眾所周知研討會

　　隨著近年來我省制造業(yè)的較好持續(xù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，帶來了沖壓金融行業(yè)的空前繁榮。特別是自獲得成功舉辦北京·杜伊斯堡沖壓展20年來，受益最大的當數(shù)亞洲沿海地區(qū)為數(shù)眾多致力于在沖壓領域產(chǎn)業(yè)發(fā)展的民營企業(yè)，他們通過這一平臺不僅很好地展示了民營企業(yè)的產(chǎn)品和品牌形象，更給這些民營企業(yè)與國際性同類產(chǎn)品同場競技和學習的機會，對推動我省沖壓工業(yè)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展產(chǎn)生了深遠影響。沖壓機器人

　　作為沖壓智能化的新生代，在提高民營企業(yè)的制造效率和產(chǎn)品質量穩(wěn)定性各方面扮演著越來越重要的角色。

眾所周知的沖壓機器人控制技術有如下幾種形式：沖壓機器人工作站、沖壓機器人制造線、沖壓專機。沖壓機器人控制技術歸屬于柔性制造控制技術（FMS），一般適宜中、小批量制造，被焊鉆孔的溝槽可以短而多，花紋較復雜。該沖壓控制技術特別適宜產(chǎn)品品種多，粘毛數(shù)目又很少的情形。而沖壓專機則適宜批量大，改型慢的產(chǎn)品，而且鉆孔的溝槽數(shù)目較少，花紋規(guī)矩的情形，至于選用哪種智能化沖壓制造形式，需根據(jù)民營企業(yè)的前述情形而定。

據(jù)統(tǒng)計，目前全世界已有近140萬臺機器人投入使用，其中用作完成各種沖壓作業(yè)的沖壓機器人占全部機器人的40%以內(nèi)，而民營企業(yè)所應用領域的機器人基本上只作焊及低碳鋼使用（MIG/TIG），分別占53%和46%，用作其他沖壓方法的機器人極少。目前我省的沖壓機器人主要分散在電動汽車、電單車及工程機械三個主要金融行業(yè)。電動汽車制造及電動汽車零部件制造業(yè)中所擁有的沖壓機器人占全部沖壓機器人的65%，在電單車金融行業(yè)和工程建設機械金融行業(yè)中分別占15%和16%，其他金融行業(yè)僅占4%。我省工業(yè)制造中應用領域的沖壓機器人90%以內(nèi)都是五軸或四軸下肢式機器人，但也有一些直角坐標式兩軸或五軸機器人。90%以內(nèi)的沖壓機器人應用領域分散在我省的東部沿海地區(qū)，即東北、華北、華中及中南沿海地區(qū)。華中是應用領域沖壓機器人最多的沿海地區(qū)，占37%。上海擁有的沖壓機器人最多，占全省的19%，主要以焊為主；長春市的沖壓機器人數(shù)目名列全省第二，占全省的17%，主要以低碳鋼為主。由此可見，上海和長春這一南successfully的兩個城市是全省在制造中應用領域機器人的領頭羊。

一、沖壓機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展進程

我省于20世紀70年代末已經(jīng)開始研制沖壓機器人，素有我省機器人“搖籃”美譽的長春大澤機器人智能化股權在亞洲沿海地區(qū)率先開展機器人理論與應用領域科學研究。在科技部“863”機器人計劃主軸的支持下，90年代已經(jīng)開始進行具有應用領域前景的機器人科學研究，在亞洲沿海地區(qū)機器人最早應用領域于工程建設機械金融行業(yè)，并于1990年順利科學研究獲得成功我省第一臺工業(yè)機器人通用驅動器，隨后進行小批量制造應用領域。1995年，大澤公司又開發(fā)獲得成功我省第一臺四自由度低碳鋼機器人，該機器人控制技術是大澤公司針對沖壓面包車底底板開發(fā)的，機器人操作方式機選用交流轉換器電機驅動，減速裝置則選用一流的RV減速器，在保證操作方式機高操控性前提下，又使之成為免維護機器人操作方式?？刂瓶刂萍夹g則選用大澤公司具有獨立自主版權的SIA-GRC高操控性驅動器，操作方式簡便，操控性優(yōu)異。該機器人控制技術已獲得成功應用領域于松遼電動汽車公司和金杯客車股權的電動汽車制造線上。長春大澤機器人智能化股權被北歐國家發(fā)改委和科技部分別命名為“機器人北歐國家工程建設科學研究中心”、“北歐國家863計劃智能機器人主軸規(guī)?；嘤柣亍薄ⅰ氨睔W國家高技術科學研究產(chǎn)業(yè)發(fā)展計劃成果規(guī)?；嘤柣亍?。從技術各方面來說，我省的機器人技術在世界機器人界已有一席之地，奠定了獨立獨立自主產(chǎn)業(yè)發(fā)展我省機器人事業(yè)的基礎；從社會經(jīng)濟角度來看，我省機器人技術的產(chǎn)業(yè)發(fā)展，為中外機器人產(chǎn)品打開我省市場準備了物質和人員條件。同時也標志著我省的機器人應用領域真正已經(jīng)開始走向實用化階段。

　　二、沖壓機器人應用領域現(xiàn)狀

“十四”期間是沖壓機器人產(chǎn)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個關鍵性轉折點。經(jīng)過多年的科學研究開發(fā)，市場需求在“十四”初期也有了一個“爆發(fā)式”的產(chǎn)業(yè)發(fā)展，我省的沖壓機器人的供應量每年以15%～20%以內(nèi)的速度增長，擁有量約為3000?4000臺，年供應量在1000臺左右。主要分散電動汽車、電單車和工程建設機械3個重要金融行業(yè)，并且90%以內(nèi)歸屬于5或6軸下肢式機器人。

大澤機器人公司以關鍵性技術攻關、獨立自主產(chǎn)品開發(fā)、應用領域工程建設示范為技術路線，將各類電動汽車底盤自動沖壓線、白底盤邱隘線、電動汽車英洛華、發(fā)動機流水線、T5800夾具及輸送控制技術的設計制造；邱隘線鋼結構、管網(wǎng)工程建設的設計制造；邱隘線工藝設計、主館、機器人THF1、機器人用自動焊鉗設計與THF1、科紫麻機械武器裝備、Smartscooter、控制控制技術的設計制造與制造工藝調(diào)試等各方面的先進武器裝備技術獲得成功應用領域于民營企業(yè)前述制造，開發(fā)出了適用性強、控制技術穩(wěn)定可靠、操作方式簡便、工藝結構性較好、經(jīng)濟高效的系列武器裝備制造線，在機器人焊、低碳鋼控制技術總體設計和應用領域工程建設的實施過程中，積累了豐富的制造線設計與機器人控制技術集成技術。迄今，大澤公司完成的焊、低碳鋼機器人服務站，各種裝焊線等機器人智能化應用領域工程建設已超過1000多Ins15TD，解決了亞洲沿海地區(qū)為數(shù)眾多民營企業(yè)制造武器裝備技術難題，提升了在國際性舞臺上的抗衡能力，為我省民營企業(yè)的騰飛乃至民族工業(yè)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展起到了推波助瀾的作用。眾所周知應用領域如下：

　　1．一汽轎車低碳鋼機器人應用領域工程建設

由大澤公司自行開發(fā)研制的6臺RD120—A型低碳鋼機器人，以及大澤公司II型電阻焊驅動器，實現(xiàn)一汽轎車的小紅旗、世紀星2種車型的底盤組焊線中底盤前、后風窗和左、右車門低碳鋼邱隘工作交鑰匙工程建設，平均每臺機器人完成焊點90點，制造節(jié)拍小于3min，兩班制制造最高年產(chǎn)可達10萬輛，制造線為滑撬式底盤移動方式，可實現(xiàn)機器人與制造線間通信，完成移動傳輸、定位夾緊、安全互鎖，并具有啟動、暫停及機器人原位、運行狀態(tài)等監(jiān)控功能，實現(xiàn)沖壓底盤記數(shù)和自動修磨焊鉗功能，機器人與電阻焊驅動器配合使用，可實現(xiàn)焊鉗打點、雙行程焊鉗開閉等動作，同時具有對氣壓、冷卻水流量等沖壓運行參數(shù)的自動監(jiān)控功能，以便保證焊點質量和沖壓作業(yè)安全、可靠。一汽轎車低碳鋼機器人應用領域工程建設于2000年12月順利通過由北歐國家科技部和北歐國家863計劃聯(lián)合辦公室組織的驗收，并得到極高評價，堪稱我省工業(yè)機器人規(guī)?；蜋C器人工程建設應用領域的重要里程碑，標志著長春大澤機器人智能化股權已經(jīng)掌握了低碳鋼機器人研制開發(fā)的關鍵性技術，并具有了設計和承攬大型綜合性電動汽車底盤邱隘機器人制造線項目的能力。

　　2．大連華克-吉萊特電動汽車消聲器焊機器人

　　服務站

從1998年至今，大澤公司為大連華克-吉萊特電動汽車公司開發(fā)的多達十幾個電動汽車消聲器焊機器人服務站，其中沖壓電動汽車發(fā)動機排氣岐管沖壓總成服務站選用雙變位機布置結構，變位機放管件與法蘭低碳鋼夾具，在另一變位機放沖壓總成夾具。這樣布置合理地安排機器人工作時間，減少輔助時間，提高工作效率。夾具安裝在兩軸變位機上，兩軸變位機包括垂直和平行水平面的兩個轉換器回轉軸，其任何位置可停，它完全由機器人控制技術控制，可與機器人實現(xiàn)協(xié)調(diào)運動保證沖壓鉆孔的溝槽始終處于最佳沖壓位置。

　　3．重慶馳騁前托梁總成機器人焊服務站

本服務站為重慶馳騁輕型電動汽車部件股權委托長春大澤機器人股權設計的沖壓機器人控制技術。服務站基本配置日本OTC EX—MV6機器人機驅動器、CPDRA—501水冷高速沖壓控制技術、頭尾架式變位機、PLC總體控制控制技術及其他周邊輔助控制設備等。服務站實現(xiàn)了沖壓智能化，在設備正常工作時，操作方式工人只需要按動啟動按鈕機器人就可以按照程序工作。在出現(xiàn)鉆孔夾緊不到位等情形時，工人還可以通過夾具上的手動按鈕進行調(diào)整操作方式。周邊設備和沖壓過程的邏輯控制由外部的PLC總體控制完成，機器操作方式機和外部軸上的夾具在沖壓示教程序中可以實現(xiàn)同時、同步的插補協(xié)調(diào)工作，從而實現(xiàn)空間曲線溝槽的連續(xù)沖壓。

　　4．上海匯眾焊機器人沖壓制造線

選用機器人代替工人手工進行沖壓作業(yè)是我省電動汽車及電動汽車零部件等金融行業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢，是提高沖壓質量和制造效率、降低成本增加經(jīng)濟效益、改善工作環(huán)境減輕工人勞動強度、創(chuàng)造較好民營企業(yè)形象的重要手段，對我省電動汽車工業(yè)的長遠產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有十分重要意義。大澤公司為上海匯眾電動汽車制造設計制造的由12臺焊機器人組成的機器人沖壓制造線，是為上海電動汽車工業(yè)公司配套制造的桑塔納轎車轉向器、減振器，別克轎車減振器等部件。該線還配有10套回轉工作臺、1套翻轉工作臺、39套沖壓夾具等，可年產(chǎn)桑塔納電動汽車配件30萬套，別克轎車配件10萬套。該線沖壓質量穩(wěn)定，適于多品種、多工藝和不同批量的智能化柔性制造，經(jīng)濟效益顯著。

2002年，大澤公司給蕪湖市電動汽車工業(yè)的龍頭民營企業(yè)——上汽集團奇瑞電動汽車提供了８臺機器人沖壓控制技術，使奇瑞轎車噪聲降低４個分貝，產(chǎn)品質量超過了同金融行業(yè)提供的制造線制造的產(chǎn)品。由于可靠的工程建設質量和完善的售后服務，上汽集團又與大澤公司簽定了B11底盤件制造線，加長車白底盤邱隘線，A11車型AGV發(fā)動機流水線等供貨合同，以組成擴建工程建設中的沖壓和裝配制造線。我省第一電動汽車集團青島電動汽車廠，是我省第一電動汽車集團公司全資子公司，北歐國家大型民營企業(yè)。我公司為該廠設計的由14臺低碳鋼機器人組成的駕駛室機器人邱隘線是第一條由亞洲沿海地區(qū)民營企業(yè)自行設計、實施的整車廠機器人低碳鋼制造線，由于該制造線的順利運行，提高了產(chǎn)品的沖壓質量和穩(wěn)定性，降低了勞動強度，提高了制造效率，解決了關鍵性性的技術難題，因此得到客戶高度評價。

　　公司正是憑借多年專業(yè)經(jīng)驗與對客戶誠信服務，使公司的機器人技術武器裝備的性價比在業(yè)界始終處于領先地位，其金融行業(yè)地位不斷得到鞏固和提升。

　　三、沖壓機器人技術現(xiàn)狀

近幾年，溝槽跟蹤控制控制技術中焊機器人的驅動器正由專用的驅動器向基于PC機的開放通用型驅動器過渡。PC機與溝槽機器人的結合應用領域，不但能夠解決專用驅動器計算負擔重、實時性差等問題，同時能夠將圖像處理、最優(yōu)控制、人工智能等一流的科學研究成果應用領域到該控制技術的實時操作方式中。另外，PC機具有較好的開放性、聯(lián)網(wǎng)性、標準的總線結構及標準接口等，可以打破機器人專用驅動器結構封閉的局面，開發(fā)出結構開放、功能模塊化的標準化沖壓機器人控制技術。

　　隨著人工智能技術的產(chǎn)業(yè)發(fā)展，神經(jīng)網(wǎng)絡和模糊邏輯技術的融合已成為當前沖壓機器人技術的科學研究熱點。神經(jīng)網(wǎng)絡具有很強的自學習、自適應、大規(guī)模并行運算和精確計算的能力，而模糊邏輯在專家可預見的領域上有很好的收斂性，在進行模糊量的運算上有優(yōu)勢。因此，二者結合可以優(yōu)勢互補，從而大大提高綜合操控性。神經(jīng)網(wǎng)絡模糊驅動器的快速實時算法、穩(wěn)定性、魯棒性等問題，需要結合焊機器人控制技術及焊工業(yè)加以深入的科學研究。

目前的工業(yè)制造控制技術正在向大型、復雜、動態(tài)和開放的方向產(chǎn)業(yè)發(fā)展，為了解決在傳統(tǒng)工業(yè)控制技術和多機器人技術相結合的許多關鍵性問題上遇到的嚴重挑戰(zhàn)，人們選用了將分布式人工智能和多智能體控制技術理論充分應用領域于工業(yè)制造控制技術和和多機器人控制技術——多智能體機器人控制技術。沖壓是工業(yè)制造的一大領域，沖壓機器人的產(chǎn)業(yè)發(fā)展基本上同步于整個機器人金融行業(yè)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展。所以，多智能體機器人的科學研究與產(chǎn)業(yè)發(fā)展將要很快應用領域于沖壓機器人領域。隨著工業(yè)制造控制技術向大型、復雜、動態(tài)和開放的方向產(chǎn)業(yè)發(fā)展，多智能體沖壓機器人控制技術終將成為熱點的科學研究領域。

　　四、沖壓機器人的產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢

2006年，沖壓機器人擁有量達到8000多臺，年擁有量將突破1500臺?！笆摹逼陂g沖壓機器人的總供應量約為3000臺，預計到2010年工業(yè)機器人擁有量獎達到17300臺，2015年將達到十幾萬臺（套）。為保障民營企業(yè)的產(chǎn)品與技術與世界水平同步產(chǎn)業(yè)發(fā)展，大澤公司充分利用自身的技術優(yōu)勢和金融行業(yè)地位，除了開發(fā)具有獨立自主知識產(chǎn)權機器人智能化系列產(chǎn)品外。公司還與國外為數(shù)眾多知名的機器人公司形成了緊密的商業(yè)合作伙伴關系，緊緊圍繞客戶需求，公司把國外一流的機器人智能化技術、產(chǎn)品與自身強大的研發(fā)設計能力、一流的技術武器裝備與完善的服務體系進行完美整合，充分發(fā)揮各自的技術和資源優(yōu)勢，為客戶提供完整的技術解決方案和交鑰匙工程建設，保證了公司的產(chǎn)品技術水平始終與世界一流水平同步，為廣大客戶提供最大增值服務，形成了以機器人和一流武器裝備為主體的核心技術，從而形成了較強的綜合競爭優(yōu)勢和差異化比較競爭優(yōu)勢。

正是伴隨著北京·杜伊斯堡焊展20年的進程，我省的沖壓機器人市場也迎來的前所未有的機遇，對未來大量選用沖壓機器人的制造民營企業(yè)在高技術、高質量、低成本條件下必將獲得高速產(chǎn)業(yè)發(fā)展，真正實現(xiàn)了與國際性接軌，也必將為民族工業(yè)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來新的生機。

　　( 文章來源：互聯(lián)網(wǎng) )

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