機(jī)械裝配自動化

第六節(jié)

機(jī)器(jīqì)裝配的自動化制作(zhìzuò)：機(jī)設(shè)1105班精品資料內(nèi)容簡介1、自動化裝配概述(ɡàishù)2、自動裝配機(jī)3、裝配機(jī)器人4、自動裝配線5、柔性制造系統(tǒng)精品資料1.概述(ɡàishù)（1）什么是機(jī)械(jīxiè)裝配及裝配自動化機(jī)械裝配是按規(guī)定的精度和技術(shù)要求，將構(gòu)成機(jī)器的零件結(jié)合成組件、部件和產(chǎn)品的過程。裝配是機(jī)器制造中的后期工作，是決定產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。裝配自動化：是指對某種產(chǎn)品用某種控制方法和手段，通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)，使其按預(yù)先規(guī)定的程序自動地進(jìn)行裝配，而無需人直接干預(yù)的過程。減速器裝配圖精品資料1.概述(ɡàishù)（2）機(jī)械(jīxiè)裝配自動化的必要性：

在機(jī)械制造工業(yè)中，20%左右的工作量是裝配，有些產(chǎn)品的裝配工作量可達(dá)到70%左右。但裝配又是在機(jī)械制造生產(chǎn)過程中采用手工勞動較多的工序。由于裝配技術(shù)上的復(fù)雜性和多樣性，所以，裝配過程不易實現(xiàn)自動化。近年來，在大批大量生產(chǎn)中，加工過程自動化獲得了較快的發(fā)展，大量零件自動化高速生產(chǎn)出來后，如果仍由手工裝配，則勞動強(qiáng)度大、效率低、質(zhì)量也不能保證。為了保證產(chǎn)品質(zhì)量及其穩(wěn)定性，改善勞動條件，提高勞動生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本。機(jī)械自動化系統(tǒng)應(yīng)運而生！效率低質(zhì)量不能保證勞動強(qiáng)度大例如：假如以下仍使用手工裝配精品資料1.概述(ɡàishù)（3）機(jī)械裝配(zhuāngpèi)自動化的主要內(nèi)容：

裝配自動化的目的

保證產(chǎn)品裝配質(zhì)量和穩(wěn)定性，提高生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，改善勞動條件。自動傳送自動給料自動裝配自動控制精品資料1.概述(ɡàishù)

自動傳送自動傳送裝置主要有回轉(zhuǎn)工作臺、鏈?zhǔn)絺魉脱b置和非同步的夾具式鏈傳送裝置等。各種傳送裝置可供基礎(chǔ)件直接定位(dìngwèi)或用隨行夾具定位(dìngwèi)?；剞D(zhuǎn)工作臺鏈?zhǔn)絺魉脱b置返回精品資料自動給料有料倉給料和料斗(liàodòu)給料兩種基本類型，其結(jié)構(gòu)和特點與機(jī)床上下料裝置相似。1.概述(ɡàishù)料倉返回精品資料1.概述(ɡàishù)自動裝配：自動裝配作業(yè)包括(bāokuò)自動清洗、平衡、分選、裝入、聯(lián)接和檢測等，有時還包括(bāokuò)成品包裝和一些輔助的加工工序。清洗自動化是將零件自動輸送到清洗機(jī)內(nèi)，按規(guī)定程序自動完成清洗作業(yè)，然后輸送到下一工序。自動平衡的特點是在測出不平衡量的大小與相位后，用自動去重或配重的方法求得平衡。常用的去重方法是通過轉(zhuǎn)削或銑削將不平衡量去除；對于小型的精密零件（如陀螺儀轉(zhuǎn)子等），不平衡量很小，可用激光氣化方法去除。自動配重是根據(jù)不平衡量的大小自動選取相應(yīng)重量級別的平衡塊，用焊接或膠接方法固定在被平衡零件的相應(yīng)位置上。自動分選是通過自動測量測出零件的配合尺寸，并按規(guī)定的幾組公差帶將零件自動分組，使各對應(yīng)組內(nèi)相互配合的零件實現(xiàn)互換裝配。自動分選是采用選配法裝配之前的必要工序，在自動分選機(jī)上進(jìn)行。自動裝入是自動裝配作業(yè)中最基本的工序，有重力裝入、機(jī)械推入和機(jī)動夾入3種方式,可按具體情況選擇。采用較多的是機(jī)械推入和機(jī)動夾入，先將零件夾持，保持正確定向，在基礎(chǔ)件上對準(zhǔn)，再由裝入工作頭緩慢進(jìn)給，將其裝入基礎(chǔ)件內(nèi)。自動檢測常見的檢測項目有：①裝配過程中的檢測，如檢查是否缺件，零件方向和位置是否正確和夾持是否可靠等；②裝配后的部件或產(chǎn)品的性能檢測，如軸的振擺、回轉(zhuǎn)運動精度、傳動裝置的反向間隙、起動和回轉(zhuǎn)扭矩、振動、噪聲以及溫升等。將實測結(jié)果與檢測的標(biāo)準(zhǔn)相對比，以決定合格與否。裝配過程中出現(xiàn)不合格情況時，便自動停止裝配，并發(fā)出信號。有關(guān)產(chǎn)品性能的實測數(shù)據(jù)常由自動打印機(jī)輸出備查。返回精品資料1.概述(ɡàishù)自動控制自動裝配中各種傳送、給料和裝配作業(yè)的程序以及相互協(xié)調(diào)必須依靠控制系統(tǒng)。常用的是由凸輪、杠桿、彈簧和擋塊等機(jī)構(gòu)組成的固定程序的控制系統(tǒng)，但當(dāng)裝配的部件或產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)有較大的改變時便不能適應(yīng)。如采用數(shù)字控制系統(tǒng)，在裝配件(pèijiàn)改變時容易調(diào)整工序。特別是微處理機(jī)或電子計算機(jī)，具有記憶和邏輯運算功能，可存貯各種工作程序，供隨時調(diào)用。這種控制系統(tǒng)適用于中小批量的多品種自動裝配。數(shù)控機(jī)床CK6150精品資料1.概述(ɡàishù)（4）裝配自動化的基本(jīběn)要求：

1.生產(chǎn)綱領(lǐng)穩(wěn)定，且年產(chǎn)量大、批量大，零部件的標(biāo)準(zhǔn)化、通用化程度較高。生產(chǎn)綱領(lǐng)穩(wěn)定是裝配自動化的必要條件，而年產(chǎn)量大批量大可提高設(shè)備的使用率；標(biāo)準(zhǔn)化、通用化程度高可縮短設(shè)計、制造周期，降低生產(chǎn)成本。精品資料1.概述(ɡàishù)2.產(chǎn)品具有較好的自動裝配工藝：

（1)盡量要做到結(jié)構(gòu)簡單，裝配零件少（2)裝配基準(zhǔn)面和主要配合面形狀規(guī)則，定位精度易保證（3)運動副應(yīng)易于分選，便于達(dá)到配合精度（4)主要零件形狀規(guī)則、對稱，易于實現(xiàn)自動定向(dìnɡxiànɡ)等3.實現(xiàn)裝配自動化以后，經(jīng)濟(jì)上合理，生產(chǎn)成本降低。精品資料1.概述(ɡàishù)（5）機(jī)械裝配(zhuāngpèi)自動化的發(fā)展歷程：

國外從20世紀(jì)50年代開始發(fā)展了裝配過程的自動化，60年代發(fā)展了數(shù)控裝配機(jī)、自動裝配線，70年代機(jī)器人已應(yīng)用在裝配過程中，近年來又研究應(yīng)用了柔性裝配系（FAS）等。今后趨勢是裝配自動化作業(yè)與倉庫自動化系統(tǒng)等連接起來，進(jìn)一步提高機(jī)械制程的質(zhì)量和勞動生產(chǎn)率。接下來我們將依次了解自動裝配機(jī)、裝配機(jī)器人、自動裝配線、柔性制造系統(tǒng)

返回精品資料2、自動(zìdòng)裝配機(jī)自動裝配機(jī)配合部分(bùfen)機(jī)械化的流水線和輔助設(shè)備實現(xiàn)了局部自動化裝配和全自動化裝配。

自動裝配機(jī)因工件輸送方式不同可分為回轉(zhuǎn)型、直進(jìn)型等幾類，根據(jù)工序繁簡不同，又可分為單工位、多工位結(jié)構(gòu)。鉸鏈自動裝配機(jī)分動式自動裝配機(jī)精品資料

2、自動(zìdòng)裝配機(jī)（1）.單工位裝配機(jī)：單工位裝配機(jī)是指工位單一，通常沒有基礎(chǔ)件的傳送，只有一種或幾種裝配操作(cāozuò)的機(jī)器，多限于裝配動作簡單的零部件。1-螺釘2-送料單元3-機(jī)架4-旋入工作頭5-夾具單工位裝配機(jī)比較適合于在基礎(chǔ)件的上方定位并進(jìn)行裝配操作，即基礎(chǔ)件布置好后，另一個零件的進(jìn)料和裝配也在同一臺設(shè)備上完成。精品資料2、自動(zìdòng)裝配機(jī)單工位裝配機(jī)需與隨行夾具配合使用(shǐyòng)。圖a：裝配位置。圖b：出料。1-出料軌道2-滑板3-擋塊4-起出器精品資料2、自動(zìdòng)裝配機(jī)（2）多工位裝配(zhuāngpèi)機(jī)一、回轉(zhuǎn)型自動裝配機(jī)：是一種裝配對象回轉(zhuǎn)輸送的裝配機(jī)，回轉(zhuǎn)臺是核心部件，聯(lián)接和上下料設(shè)備采用凸輪集中控制。它通過行星輪回轉(zhuǎn)到不同工位，進(jìn)行裝配。圓形回轉(zhuǎn)臺式裝配機(jī)1-機(jī)架2-工作臺3-回轉(zhuǎn)臺4-聯(lián)接工位5-上料工位6-操作人員1-剛性中心立柱2-工作單元3-托架4-杠桿和頂桿5-凸輪軸6-機(jī)架7-行星輪(連續(xù)回轉(zhuǎn))精品資料2、自動(zìdòng)裝配機(jī)二、直進(jìn)型自動裝配機(jī)：這是一種裝配基礎(chǔ)件或隨行夾具在鏈?zhǔn)交蛲茥U步伐式傳送(chuánsònɡ)裝置上進(jìn)行直線或環(huán)行傳送(chuánsònɡ)的裝配機(jī)，裝配工位沿直線排列。它包括垂直型夾具升降臺返回的直進(jìn)型裝配機(jī)和水平型夾具水平面返回直進(jìn)型裝配機(jī)。1-工作頭安裝臺面2-工作頭3-夾具安裝板4-鏈板精品資料2、自動(zìdòng)裝配機(jī)三、環(huán)行(huánxíng)型自動裝配機(jī)：環(huán)行(huánxíng)式是裝配對象沿水平環(huán)行(huánxíng)傳送，各工位環(huán)行(huánxíng)配列，沒有大量空夾具返回，近似回轉(zhuǎn)式。1-工作頭2-隨行夾具3-基礎(chǔ)件4-空夾具返回5-裝配成品返回精品資料3、裝配(zhuāngpèi)機(jī)器人自動裝配機(jī)配合部分手工操作和機(jī)械輔助設(shè)備，可以完成某些部件裝配工作的要求。但是，在儀器儀表、汽車、手表、電動機(jī)、電子元件等生產(chǎn)批量大、要求裝配相當(dāng)精確的產(chǎn)品裝配時，不僅要求裝配機(jī)更加(gènjiā)準(zhǔn)確和精密，而且應(yīng)具有視覺和某些觸覺傳感機(jī)構(gòu)，反應(yīng)更靈敏，對物體的位置和形狀具有一定的識別能力。這些功能一般自動裝配機(jī)很難具備，而裝配機(jī)器人完全具備這些功能。精品資料裝配機(jī)器人是指為完成裝配作業(yè)而設(shè)計的工業(yè)機(jī)器人。裝配機(jī)器人是柔性自動化裝配系統(tǒng)的核心設(shè)備，由機(jī)器人操作機(jī)、控制器、末端執(zhí)行器和傳感系統(tǒng)組成。與一般工業(yè)機(jī)器人相比，裝配機(jī)器人具有精度高、柔順性好、工作范圍小、能與其他系統(tǒng)配套使用等特點(tèdiǎn)，主要用于各種電器的制造行業(yè)。關(guān)節(jié)(guānjié)裝配機(jī)器人噴涂機(jī)器人裝配機(jī)器人3、裝配機(jī)器人精品資料世界裝配機(jī)器人的發(fā)展?fàn)顩r從裝配機(jī)器人的推廣應(yīng)用角度來看，機(jī)器人的發(fā)展大致經(jīng)歷了技術(shù)發(fā)展和探索的“起步”階段，在技術(shù)有所突破之后的“推廣”應(yīng)用階段和被產(chǎn)業(yè)界接受之后的“普及”階段，只不過因為(yīnwèi)各個國家情況不同，機(jī)器人發(fā)展過程中這三個階段的時間先后和各階段時間的長短并不一樣，下表說明了一些國家的機(jī)器人的發(fā)展情況?？梢钥闯觯袊臋C(jī)器人技術(shù)和機(jī)器人應(yīng)用水平總體上還處于很落后的狀態(tài)。表1-1各國機(jī)器人的發(fā)展(fāzhǎn)階段表3、裝配機(jī)器人精品資料一般來說，裝配機(jī)器人系統(tǒng)可按功能分為下面五個部分:

a)機(jī)械本體:包括機(jī)身、框架、機(jī)械連接等內(nèi)在的支持結(jié)構(gòu)(jiégòu)。b)動力部分:包括電源、電動機(jī)等執(zhí)行元件及其驅(qū)動電路。c)檢測傳感裝置:包括傳感器及其相應(yīng)的信號檢測電路。d)控制及信息處理裝置:包括計算機(jī)及相應(yīng)的硬件、軟件構(gòu)成的控制系統(tǒng)。e)執(zhí)行機(jī)構(gòu):包括機(jī)械傳動和操作機(jī)構(gòu)，一般采用機(jī)械、電、液等機(jī)構(gòu)。3、裝配(zhuāngpèi)機(jī)器人精品資料目前(mùqián)，在汽車裝配行業(yè)中，人工已逐漸被自動化的生產(chǎn)線所取代，在擋風(fēng)玻璃的裝配中，由于汽車擋風(fēng)玻璃寬大，人工不易安裝和操作的特點，為適應(yīng)時代的發(fā)展，減少工人的勞動強(qiáng)度和勞動量，節(jié)約勞動成本，改善工作環(huán)境，保證安全操作，促進(jìn)文明生產(chǎn)。隨著機(jī)器人技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，以及機(jī)器人成本的進(jìn)一步降低，可以預(yù)料，今后將開拓更多的機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域，尤其是在制造業(yè)以外的領(lǐng)域中，機(jī)器人將會有很好的應(yīng)用前景。汽車(qìchē)裝配機(jī)器人3、裝配機(jī)器人返回精品資料4、裝配(zhuāngpèi)自動線如果產(chǎn)品或部件比較復(fù)雜，在一臺裝配機(jī)上不能完成全部裝配工作，或需要在幾臺裝配機(jī)上完成時，就需要將裝配機(jī)組合形成(xíngchéng)裝配自動線。裝配自動線一般由4個部分組成。①零部件運輸裝置：它可以是輸送帶，也可以是有軌或無軌傳輸小車。②裝配機(jī)械手或裝配機(jī)器人。③檢驗裝置：用以檢驗已裝配好的部件或整機(jī)的質(zhì)量。④控制系統(tǒng)：用以控制整條裝配自動線，使其協(xié)調(diào)工作。自動化程度高的裝配自動線需要采用裝配機(jī)器人，它是裝配自動線的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。精品資料4、裝配(zhuāngpèi)自動線自動裝配線基本特征：在裝配工位上，將各種裝配件裝配到裝配基礎(chǔ)件上去，完成(wánchéng)一個部件或一臺產(chǎn)品的裝配。自動裝配線基本形式：

1、裝配基礎(chǔ)件移動式自動裝配線

2、裝配基礎(chǔ)件固定式自動裝配線精品資料4、裝配(zhuāngpèi)自動線（1）裝配基礎(chǔ)件移動式自動裝配線：裝配基礎(chǔ)件依次移動到各個工位，裝配件依次在相應(yīng)的裝配工位上裝配到基礎(chǔ)件上。應(yīng)用較為(jiàowéi)廣泛。返回精品資料4、裝配(zhuāngpèi)自動線（2）裝配基礎(chǔ)件固定式自動裝配線：裝配基礎(chǔ)件固定，各個裝配件移動，并按照裝配順序，依次移動到裝配基礎(chǔ)件位置上進(jìn)行(jìnxíng)裝配，裝配工位只有一個。精品資料4、裝配(zhuāngpèi)自動線二、常用裝配線類型(lèixíng)及其特點（1）軌道裝配線（2）帶式裝配線（3）板式裝配線（4）車式裝配線（5）步伐式裝配線

（6）撥桿式裝配線（7）推式懸鏈裝配線（8）氣墊裝配線精品資料4、裝配(zhuāngpèi)自動線（1）軌道裝配線：包括自由軌道和動力軌道兩類。動力軌道適用于上料時有沖擊并能保持一定的傳送速度。輥子可雙列布置，可設(shè)置(shèzhì)升降、翻轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)位等機(jī)構(gòu)。返回精品資料4、裝配(zhuāngpèi)自動線（2）帶式裝配線：由帶式傳送裝置和兩側(cè)工作臺組成。工件和卸料器分配(fēnpèi)到兩側(cè)工作臺，結(jié)構(gòu)簡單，傳送平穩(wěn)，速度較低返回精品資料4、裝配(zhuāngpèi)自動線（3）板式(bǎnshì)裝配線：可用鋼板、木板或其他材料，平穩(wěn)寬敞，承載能力和自重均較大。適用于低速、重載荷及有沖擊場合。返回精品資料4、裝配(zhuāngpèi)自動線（4）車式裝配線：小車與牽引(qiānyǐn)鏈連接，承載能力大，但運行平穩(wěn)性和精確性較差。返回精品資料4、裝配(zhuāngpèi)自動線（5）步伐式裝配線：推桿推動夾具和工件作步伐式間隙(jiànxì)傳動，能承受較大載荷，傳送平穩(wěn)返回精品資料4、裝配(zhuāngpèi)自動線（6）撥桿式裝配線：裝配過程中裝配對象可連同小車任意從線上推出推入，通過插入或拔出(báchū)小車撥桿使小車傳送或停止。返回精品資料4、裝配(zhuāngpèi)自動線（7）推式懸鏈裝配線：用于汽車(qìchē)發(fā)動機(jī)裝配。返回精品資料4、裝配(zhuāngpèi)自動線（8）氣墊裝配線：利用壓縮空氣形成的氣膜，把裝置連同工件一起(yīqǐ)托起，漂浮在支承面上。承載能力大，運行平穩(wěn)。適用于大件、重件的裝配。返回精品資料5、柔性裝配(zhuāngpèi)系統(tǒng)（FAS）一、組成：

柔性裝配系統(tǒng)具有相應(yīng)柔性，可對某一特定產(chǎn)品的變型產(chǎn)品按程序編制的隨機(jī)指令進(jìn)行裝配，也可根據(jù)需要，增加或減少一些裝配環(huán)節(jié)，在功能、功率和幾何形狀允許范圍內(nèi)，最大限度地滿足產(chǎn)品的裝配。柔性裝配系統(tǒng)由裝配機(jī)器人系統(tǒng)和外圍設(shè)備組成。這些外圍設(shè)備可以根據(jù)具體的裝配任務(wù)來選擇，為保證裝配機(jī)器人完成裝配任務(wù)，其通常包括：靈活的物料搬運系統(tǒng)、零件(línɡjiàn)自動供料系統(tǒng)、工具（手指）自動更換裝置及工具庫、視覺系統(tǒng)、基礎(chǔ)件系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和計算機(jī)管理系統(tǒng)。精品資料5、柔性(róuxìnɡ)裝配系統(tǒng)（FAS）二、基本型式及特點(tèdiǎn)：柔性裝配系統(tǒng)通常有兩種型式：一是模塊積木式柔性裝配系統(tǒng)，另一是以裝配機(jī)器人為主體的可編程柔性裝配系統(tǒng)。按其結(jié)構(gòu)又可分為三種：(1）柔性裝配單元（FlexibleAssemblyCell—FAC）這種單元借助一臺或多臺機(jī)器人，在一個固定工位上按照程序來完成各種裝配工作；(2）多工位的柔性同步系統(tǒng)這種系統(tǒng)各自完成一定的裝配工作，由傳送機(jī)構(gòu)組成固定或?qū)Ｓ玫难b配線，采用計算機(jī)控制，各自可編程序和可選工位，因而具有柔性。（3）組合結(jié)構(gòu)的柔性裝配系統(tǒng)這種結(jié)構(gòu)通常要具有三個以上裝配功能，是由裝配所需的設(shè)備、工具和控制裝置組合而成，可封閉或置于防護(hù)裝置內(nèi)精品資料5、柔性(róuxìnɡ)裝配系統(tǒng)（FAS）三、柔性裝配系統(tǒng)(xìtǒng)實例：精品資料5、柔性裝配(zhuāngpèi)系統(tǒng)（FAS）模塊(mókuài)積木式FAS以裝配機(jī)器人為主體的可編程序FAS

以裝配中心為基礎(chǔ)的模塊式FAS5＇5＇5＇555DDCAAABEFF312864794＇A－工件配套位B－輸入位C－檢驗位D－返修位E－輸出位1－存儲傳送裝置2－通用裝配裝置3、4、4‘、6－工件傳送裝置5、5＇－裝配中心7－工件托盤8－工件收集站