連續(xù)沖壓生產(chǎn)主要是單臺機床的手工裝卸和控制，存在自動化程度低、安全事故多、工作環(huán)境噪聲大、質(zhì)量穩(wěn)定性差等問題。在勞動力成本不斷上漲的影響下，機器已成為取代人的發(fā)展趨勢。用機器人代替人來改進傳統(tǒng)的沖壓生產(chǎn)工藝，是解決傳統(tǒng)沖壓行業(yè)就業(yè)困難、提高技術水平的重要途徑。通用六自由度機器人由于價格昂貴、運動自由度過剩以及末端執(zhí)行器的二次開發(fā)需要，對特定工藝的沖壓生產(chǎn)適應性較差。相反，簡單的四自由度或五自由度機械手是根據(jù)特定產(chǎn)品沖壓工藝的特點設計的，具有成本低、針對性強、直接使用等優(yōu)點?，F(xiàn)有的整體式?jīng)_壓移動自動生產(chǎn)線存在更換生產(chǎn)線困難、設備成本高等問題，難以滿足多品種小批量沖壓生產(chǎn)的需要。由多自由度沖壓裝卸機器人和沖床構(gòu)成的自動沖壓生產(chǎn)線，可以最大限度地提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性，改善沖壓生產(chǎn)環(huán)境，改善沖壓生產(chǎn)工藝，對提高沖壓生產(chǎn)水平具有重要意義。

采用機器人輔助的全自動生產(chǎn)流水線已被廣泛應用于工業(yè)生產(chǎn)的多個領域,如汽車車身覆蓋件的焊接,在這些系統(tǒng)中,常采用分布式控制模式,各個對象具有自己獨立的控制器,能完成各自規(guī)定的動作,對象之間通過某種通信方式組成網(wǎng)絡,由上位機和各對象之間進行信息傳遞,實現(xiàn)多機器人、工裝設備之間的協(xié)作。這種模式在實時性要求高、動態(tài)多變環(huán)境的系統(tǒng)中具有優(yōu)勢,系統(tǒng)組建簡單快速,但成本相對較高、協(xié)作難度大。文獻[6]采用了分布式控制模式,給出了工控機610L負極片自動化生產(chǎn)線設計方案,該方案采用了多串口卡的通信模式。文獻[7]給出了一種基于三菱可編程邏輯控制器(Programmable logic controller，PLC)的垃圾衍生燃料自動生產(chǎn)線設計方案,該方案采用RS-232串口通信協(xié)議,實現(xiàn)PLC與上位工控機之間的通信?；诙鄠€PLC之間通過RS-485串口通信的分布式控制模式，可實現(xiàn)最多8個被控對象的PLC之間的通信。

在沖壓加工中，有時需要更換工件的上下表面，這可以通過將兩個五自由度機械手與一個卸料臺相結(jié)合來實現(xiàn)。另外，兩臺四自由度沖壓搬運機械手可與翻蓋機配合，達到裝卸和翻轉(zhuǎn)的目的?？蓾M足沖壓生產(chǎn)、模具裝卸的要求。每個機械手都有一個獨立的控制器。雖然單個控制器的成本較低，但控制器數(shù)目越多，由于使用多個機械手而導致的總成本就越大。多軸運動控制器可以集中控制幾十個甚至幾百個軸，也可以控制由交流伺服電機驅(qū)動的多軸機器人，從而相對地降低了各個機械手的控制成本。針對沖壓工藝的特點，提出了一種集中控制的自動沖壓生產(chǎn)線設計方案。該方案采用單軸運動控制器川MP2300作為主控制器，控制6臺機械手、1臺翻轉(zhuǎn)機、1臺給料機和4臺沖床。系統(tǒng)控制器通過以太網(wǎng)與外部網(wǎng)絡互連，通過M/II總線將定位脈沖發(fā)送給各機械手的伺服單元，并通過I≤O開關信號與沖床、翻蓋機和饋線機進行交互。

　　基于集中式控制模式的沖壓自動線,各機械手均由1個控制器控制,該控制器和沖床、翻轉(zhuǎn)機和上料機等設備通過I/O信號進行啟動或完成的信息交互。系統(tǒng)選用安川運動控制器MP2300,該控制器采用以太網(wǎng)通信模式與計算機、觸摸屏或其他的運動控制器進行信息交互。各個四自由度機械手運動軸均由交流伺服電機驅(qū)動,控制器通過M/II總線,給各個機械手的運動軸的伺服單元發(fā)送定位脈沖,各軸由伺服單元設置的軸號予以識別?？刂破鱉P2300與翻轉(zhuǎn)機、沖床和上料機等設備,采用I/O開關量方式進行信息交互。

       沖壓自動生產(chǎn)線的運行模式主要由手動操作模式和自動操作模式兩部分組成。手動方式完成沖床、機械手、翻轉(zhuǎn)機和送料器等設備的獨立動作控制，可以設定是否使用機械手，以滿足不同產(chǎn)品的生產(chǎn)需要，增加或減少機械手的配置。自動模式需要系統(tǒng)滿足初始狀態(tài)、無異常報警等條件才能運行，是正常生產(chǎn)的運行模式。

(1)提出了一種多機器人輔助沖壓自動生產(chǎn)線的集中控制方案。采用單臺運動控制器作為上位機，控制6臺機器人、4臺沖頭、1臺翻蓋機和1臺送料機?？刂破魍ㄟ^M/II高速(10 Mbps/s)總線控制各機器人的運動軸，通過I≤O信號控制打孔、翻轉(zhuǎn)機和饋線。
　　(2)沖壓自動生產(chǎn)線上位機采用以太網(wǎng)通信方式，易于集成到更廣泛的柔性制造系統(tǒng)和物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，實現(xiàn)遠程控制。
　　(3)以冰箱壓縮機支撐板為對象，構(gòu)建并調(diào)試了傳統(tǒng)單工序沖壓及沖壓處理機器人的自動沖壓生產(chǎn)線。在設定的工作空間和動作要求下，自動沖壓生產(chǎn)線的最大動作拍可達8s/s。