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毕业论文（设计）

基于工业机器人长条形工件冲压系统设计

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摘要：本文针对冲压行业中，对于长条形工件进行冲压往往自动化生产稳点性

差、生产效率低、路径规划复杂的问题，提出ABB机器人仿真软件RobotStudio

中设计了工业机器人生产线冲压的仿真工作站。该工作站能提高企业生产效率和

人工生产成本，给企业带来经济效益，使企业在自动化生产线中有影响力，获取

市场份额占有率。本文以工业机器人冲压工作站为研究对象，通过三维建模软件

solidworks和ABBRobotStudio软件创建冲压系统的仿真模型，实现动态模拟。

通过Smart组件创建了机器人夹具、机床和物流，完成了机器人在数控冲床自动

上下料的RAPID程序。基于西门子PLC为基础，设计了由PLC和触摸屏组成的控

制系统，通过博途V15.1PLC软件仿真设计其控制系统的电气连接图、触摸屏界

面、PLC程序。该仿真为实际长条形工件冲压生产线设计提供了数据参考，可以

有效减短实际人工操作的流程及调试运行成本，提高了操作安全性。

关键词：RobotStudio；工作站；仿真；PLC；触摸屏

目录

1绪论4

1.1选题背景及研究意义4

1.2国内外研究现状4

1.2.1.国内机器人发展现状5

1.2.2国外机器人发展现状5

2长条形工件夹紧设计方案6

2.1末端执行器的可行要求6

2.2工业机器人的选型与建模6

2.3末端执行器的组合与仿真12

3工作站软件的设计与实现13

3.1ABBRobotStudio6.08软件简介13

3.2生产线工作站的技术要求14

1掌握产品生产设计流程14

2确定自动化生产线的设计方案14

3.3工作站布局与实现15

1个用于定位物体到位的面传感器。15

3.4仿真smart组件搭建17

3.4.1输送链的smart组件创建17

3.4.2吸盘夹具的Smart组件设计18

3.5本章小结18

4建立机器人的I/0信号连接19

4.1在“仿真”下设置工作站逻辑19

4.2机器人程序编写19

4.4本章总结20

5PLC程序与触摸屏界面设计21

5.1控制系统设计21

5.2组态界面设计23

5.3触摸屏界面设计27

5.4控制系统电气连接设计27

5.5本章小结28

结论28

参考文献29

1绪论

1.1选题背景及研究意

随着第一台机器人在美国出现，机器人技术正在以超乎一般人预料的速度向

前发展，机器人的应用和普及正在改变人类的生产方式、生活方式和作战方式。

在非常规和极端制造过程中，工业机器人是不可缺少的自动化装备。冲压机器人

可用于汽车、电机、家用电器等工业中，与冲压设备构成单机自动冲压机和多机

冲压自动线。在冲压机器人领域，因为冲压机器人要求具有高度的准确性、可靠

性和一致性，因此，工业利用冲压机器人作业，不但产品质量高而稳定，且能有

效地降低库存，从而降低成本。冲压机器人能通宵达旦地工作，生产率极高，再

加上冲压机器人具有可编程功能和工作多样性的特点，因而能适应需求多变的市

场。而在生产过程中，高温、高压、低温、低压、有灰尘、噪音、臭味、有放射

性以及工作空间狭窄等场合中，用人手直接操作是有危险的或根本不可能的。而

应用冲压机器人即可部分或全部代替人安