先進制造技術(shù)第4章

第4章制造自動化技術(shù)內(nèi)容要點：

--制造自動化技術(shù)發(fā)展與內(nèi)涵

--自動化制造設(shè)備

--物料運儲自動化

--裝配過程自動化

--檢測監(jiān)控過程自動化4.1概述4.1.1制造自動化技術(shù)內(nèi)涵4.1.2制造自動化技術(shù)發(fā)展4.1.1制造自動化技術(shù)內(nèi)涵1）剛性自動化：

自動化設(shè)備：剛性自動化單機、剛性自動生產(chǎn)線。

特點：生產(chǎn)批量大，生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)節(jié)拍固定，生產(chǎn)品種單一。2）柔性自動化

自動化設(shè)備：數(shù)控機床、加工中心、柔性制造單元、柔性制造系統(tǒng)。特點：工序集中，沒有固定節(jié)拍，靈活性強，多品種、中小批量生產(chǎn)。3）綜合自動化綜合自動化系統(tǒng)：計算機集成制造系統(tǒng)CIMS。

特點：制造過程信息流、物料流、能量流有機集成，系統(tǒng)綜合優(yōu)化。4）智能自動化：

包括設(shè)備控制、工藝優(yōu)化和分析決策智能化，萬物互聯(lián)、信息互通。制造自動化目的：以機器代替人的體力勞動以及部分替腦力勞動。狹義制造自動化：生產(chǎn)過程自動化，包括加工、搬運、裝配和檢驗等。廣義制造自動化：包含產(chǎn)品設(shè)計、加工制造、質(zhì)量保證、企業(yè)管理等

整個企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營過程的自動化。4.1.2制造自動化技術(shù)發(fā)展制造自動化技術(shù)的發(fā)展4.2.1數(shù)控機床4.2.2加工中心機床4.2.3柔性制造單元4.2.4柔性制造系統(tǒng)4.2自動化制造設(shè)備自動化制造設(shè)備

剛性自動化設(shè)備：由機械、電氣、液/氣動元件控制，加工效率高，加工對象單一，適合大批量生產(chǎn)，如自動車床、專用機床、組合機床等等。

柔性自動化設(shè)備：由計算機程序控制，通過程序改變可加工不同對象，適合多品種、中小批量生產(chǎn)，如：CNC、MT、FMC、FMS等。自動化制造設(shè)備柔性度及生產(chǎn)率特性4.2.1數(shù)控機床數(shù)控機床組成及工作原理1、數(shù)控機床組成及其工作過程結(jié)構(gòu)組成：機床本體、數(shù)控系統(tǒng)以及輔助裝置組成。機床本體：床身、主軸部件、進給部件以及工作臺等；輔助裝置：回轉(zhuǎn)臺、夾緊機構(gòu)、冷卻、潤滑、排屑、防護裝置等；數(shù)控系統(tǒng)：數(shù)控裝置CNC、可編程控制器PLC、主軸伺服單元、進給伺服單元、人機界面HMI及檢測反饋裝置等。數(shù)控機床工作過程：1）編輯數(shù)控程序，輸入系統(tǒng)。2）CNC裝置逐段解讀數(shù)控程序，按字地址送入對應(yīng)緩沖區(qū)。3）進行刀具補償、進給方向判斷、進給速度換算等預(yù)處理。4）進行運動插補，驅(qū)動刀具按程序設(shè)定的軌跡運動。5）由PLC根據(jù)程序中M、S、T代碼進行邏輯運算，進行開關(guān)量邏輯控制。6）檢測各控制軸實際位移，并反饋到CNC裝置。7）CNC裝置將所實際狀態(tài)與指令要求比較，以其差值對系統(tǒng)進行控制，直至

差值為零。數(shù)控系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)2、CNC數(shù)控系統(tǒng)（1）系統(tǒng)軟件：系統(tǒng)軟件是指數(shù)控系統(tǒng)的各功能程序模塊，通常由一個主

控模塊與若干功能模塊組成。

主控模塊：為用戶提供系統(tǒng)菜單的操作界面。

功能模塊：有實時控制類模塊和非實時管理類模塊。（2）系統(tǒng)硬件

1）單CPU數(shù)控系統(tǒng)：1個CPU處理器，集中控制、分時處理工作方式。

2）多CPU數(shù)控系統(tǒng)：多個CPU處理器，各自完成自身控制任務(wù)，多任

務(wù)并行處理模式。多CPU結(jié)構(gòu)的CNC系統(tǒng)

3）開放式數(shù)控系統(tǒng)：利用PC的開放性及豐富軟硬件資源，以滿足系統(tǒng)擴

展和自主開發(fā)需要。有三種不同形式PC+NC系統(tǒng)--將PC嵌入到傳統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)中，可定制用戶喜愛的界面，

但其內(nèi)核不對外開放;PC+運動控制器系統(tǒng)--運動控制器插入PC擴展槽，構(gòu)成以PC為主機、運動控制器為從機的主從機結(jié)構(gòu)，具有上、下兩級開放性。純PC軟件型：系統(tǒng)功能均由PC軟件實現(xiàn)，可實現(xiàn)全方位的開放性?！癙C+運動控制器”型CNC系統(tǒng)開放式數(shù)控與傳統(tǒng)數(shù)控的性能比較性能開放式數(shù)控系統(tǒng)傳統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)可擴展性基于PC，通用操作系統(tǒng)，易擴展專用軟硬件，不易擴展可維護性跟隨PC技術(shù)發(fā)展容易升級需專業(yè)性開發(fā)，以適應(yīng)競爭需要開發(fā)難易程度依據(jù)開放平臺，用戶可根據(jù)需要開發(fā)制造商擁有專利，用戶難以二次開發(fā)聯(lián)網(wǎng)性與PC聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相同，聯(lián)網(wǎng)成本低需專用硬件和通信技術(shù)，聯(lián)網(wǎng)成本高PLC軟件可移植性強，容易開發(fā)需專用語言，難以移植，維護困難接口標(biāo)準(zhǔn)接口，易于與各類伺服電機聯(lián)接專用接口，只能使用特定電機產(chǎn)品程序容量通用RAM，可調(diào)入巨量程序?qū)Ｓ肦AM容量小，需采用DNC傳輸3、數(shù)控機床伺服驅(qū)動單元

伺服驅(qū)動單元：是機床數(shù)控系統(tǒng)的一個執(zhí)行裝置，有步進伺服驅(qū)動、直流伺服驅(qū)動、交流伺服驅(qū)動不同結(jié)構(gòu)形式。1交流伺服電機2驅(qū)動器3檢測元件4動力電纜5反饋電纜6系統(tǒng)控制電纜交流伺服單元系統(tǒng)半閉環(huán)控制的伺服系統(tǒng)按照檢測元件的有無及其安裝位置的不同，有不同的伺服驅(qū)動形式：

開環(huán)驅(qū)動：沒有檢測元件，無反饋電路，控制精度不高。

半閉環(huán)驅(qū)動：檢測元件設(shè)置于伺服電機軸輸出端，結(jié)構(gòu)簡潔，易調(diào)節(jié)，

不能反饋補償傳動鏈末端傳動誤差。

閉環(huán)驅(qū)動：檢測元件設(shè)置于運動部件上，控制精度高，系統(tǒng)調(diào)節(jié)困難。4、數(shù)控機床編程手工編程：只能從事極為簡單程序編制，無法完成復(fù)雜結(jié)構(gòu)零件編程。CAD/CAM系統(tǒng)編程：通過CAD實體模型，選擇加工型面，進行定義刀具和

工藝參數(shù)設(shè)定，然后由系統(tǒng)自動完成刀具軌跡計算、刀位文件生成、

后置處理等編程任務(wù)，最終生成所需的數(shù)控加工程序。CAD/CAM系統(tǒng)數(shù)控編程原理圖臥式加工中心1主軸頭2刀庫3立柱4回轉(zhuǎn)臺5工作臺6床身4.2.2加工中心機床1、機床結(jié)構(gòu)組成通常由機身、立柱、工作臺、回轉(zhuǎn)臺、主軸頭、數(shù)控系統(tǒng)、刀庫及自動換刀裝置等部件組成。類型：立式、臥式、龍門、五面體等加工中心特征：1）能夠自動更換刀具，一次裝夾連續(xù)多工序加工；2）減少裝夾次數(shù)，可避免重復(fù)定位誤差，提高加工精度；

3）多工序集中加工，減少機床夾具臺套數(shù)，降低設(shè)備成本。2、機床刀庫形式有轉(zhuǎn)塔式、盤式、鏈?zhǔn)降扔卸喾N形式。各類加工中心刀庫雙臂機械手換刀方式3、自動換刀裝置

機械手換刀：配置靈活、換刀時間短，是應(yīng)用較廣的換刀方式。有單臂式、雙臂式、回轉(zhuǎn)式等不同機械手，有鉤手、抱手、叉手等不同手爪。

刀庫主軸移動換刀：換刀時將刀庫轉(zhuǎn)動至主軸下方，利用主軸上下運動將實現(xiàn)換刀。機床結(jié)構(gòu)簡單，但換刀時間長，刀具存放方向應(yīng)與主軸平行，刀庫容量小不超過20個刀位。4、機床刀庫選刀方式

1）順序選擇法：刀具存放與選用均按順序進行。

特點：控制簡單，但刀具在不同工序不能重復(fù)使用，刀具數(shù)量需求大。

2）刀具編碼法：專用編碼刀柄，編碼識別裝置識別所需刀具。

特點：刀具可任意存放，刀具可多次重復(fù)使用。

3）刀座編碼法：控制系統(tǒng)記錄每個刀座中的刀具，根據(jù)刀座編碼選擇

刀具。特點：通過刀具管理系統(tǒng)選刀，刀具可多次重復(fù)使用，刀柄結(jié)構(gòu)簡化。4.2.3柔性制造單元FMC基本組成：由1~2臺加工設(shè)備、工件交換裝置、工業(yè)機器人以及物料運儲設(shè)備組成，是FMS廉價化、小型化產(chǎn)物。托盤交換式FMC：由加工中心和托盤存儲庫組成，用于加工非回轉(zhuǎn)體零件。機器人搬運式FMC

：由機器人負(fù)責(zé)FMC工件裝卸，用于回轉(zhuǎn)體零件加工。FMC功能特征：

1）自動化程度高，自動更換刀具和工件，可在無人值守狀態(tài)下自動加工。

2）柔性性能好，可加工不同結(jié)構(gòu)、不同尺寸的某零件族的所有零件。

3）具有自動檢驗、監(jiān)視功能，實時檢測監(jiān)控刀具磨損、破損和機床狀態(tài)。

4）投資和占地面積相對較少。機器人搬運式FMC1、2車削中心3搬運機器人

4毛坯臺5成品臺6自動導(dǎo)向小車托盤交換式FMC1加工中心2托盤3托盤站4環(huán)形工作臺5工件交換臺4.2.4柔性制造系統(tǒng)1、FMS的組成

1）加工子系統(tǒng)：由兩臺以上CNC、MT、FMC加工設(shè)備所組成。

2）工件運儲子系統(tǒng)：包括工件裝卸站、輸運小車、工業(yè)機器人、托盤緩沖站、托盤交換裝置、自動化倉庫等。

3）刀具運儲子系統(tǒng)

包括中央刀庫、機床刀庫、刀具預(yù)調(diào)站、刀具裝卸站、刀具輸運小車、工業(yè)機器人、換刀機械手等。

4）計算機控制子系統(tǒng)

負(fù)責(zé)FMS計劃、運行、管理、監(jiān)控和通信等任務(wù)。

5）輔助系統(tǒng)：冷卻、潤滑、排屑、清洗等附屬系統(tǒng)。FMS特征1）柔性度高，滿足多品種、中小批量生產(chǎn)要求；

2）在工藝能力上系統(tǒng)中機床是相互補充或相互替代；

3）可混流加工不同零件；

4）局部調(diào)整或維修不中斷整個系統(tǒng)運行；

5）遞階控制結(jié)構(gòu)可與上層計算機聯(lián)網(wǎng)通信；

6）可進行第三班無人值守生產(chǎn)。FMS基本組成1加工中心2自動導(dǎo)向小車3托盤交換裝置4倉庫進出站5堆垛機6自動化倉庫7工作裝卸站典型FMS示意圖2、FMS加工子系統(tǒng)

（1）FMS加工子系統(tǒng)功能要求：

1）工序集中，宜選用加工中心這類多功能機床。

2）控制功能強、擴展性能好，宜選用模塊化機床控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

3）有高剛性、高精度和高速度性能。

4）自保護與維護性好，具有故障診斷和預(yù)警功能。

5）使用經(jīng)濟性好，斷屑、排屑處理快速徹底。

6）環(huán)境適應(yīng)性和保護性好。

（2）加工子系統(tǒng)機床配置：1）互替式配置：各機床呈并聯(lián)關(guān)系，其功能可互相代替；

2）互補式配置：各機床呈串聯(lián)關(guān)系，其功能互相補充；

3）混合式配置：有些機床互替式并聯(lián)配置，有些互補形式串聯(lián)配置。1刀庫2回轉(zhuǎn)刀架3換刀機械手4裝卸工件機器人5工件存儲站車削加工中心FMS機床配置形式（3）FMS加工子系統(tǒng)輔助裝置

1）機床夾具

組合夾具：由標(biāo)準(zhǔn)夾具零件按加工對象要求組裝，夾具零件可重復(fù)利用；

柔性夾具：一部夾具可為多個加工對象服務(wù)。

組合夾具柔性夾具1驅(qū)動元件2夾緊元件

3支撐元件4定位元件2）托盤

托盤作為工件和夾具承載體，有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)。1托盤導(dǎo)向面2側(cè)面定位塊3安裝鎖定機構(gòu)螺孔4工件安裝面5中心孔6托盤擱置面7托盤支承面8工件或夾具定位孔9托盤夾緊面10托盤定位面ISO標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的

托盤基本結(jié)構(gòu)

3）自動上下料裝置FMS通常采用托盤交換器或工業(yè)機器人為FMS加工設(shè)備上下工件，有回轉(zhuǎn)式和往復(fù)式不同形式的托盤交換器?；剞D(zhuǎn)式托盤交換器1加工中心2托盤庫3托盤交換器4有軌小車5工件裝卸站往復(fù)式托盤交換器3、FMS工件運儲子系統(tǒng)

FMS工件運儲子系統(tǒng)組成：

1）工件裝卸站設(shè)在FMS入口處，由人工完成工件裝、卸任務(wù)。

2）托盤緩沖站是待加工零件的中間存儲站。

3）自動化倉庫多層立體布局結(jié)構(gòu)，由計算機控制。

4）工件運載裝置擔(dān)負(fù)在各機床、自動化倉庫和托盤緩沖站之間輸運

物料，常見物料運載裝置有傳送帶、自動輸運小車和搬運機器人等。

FMS物料輸運回路：

1）直線輸運回路運載工具沿直線線路雙向移動，輸運線路兩側(cè)布置

加工設(shè)備和裝卸站，順序?？扛髡军c。

2）環(huán)形輸運回路運載工具沿環(huán)形線路移動，便于物料隨機存取，靈

活性，應(yīng)用較廣。

3）網(wǎng)狀輸運回路由多個回路相互交叉組成，運載工具可以由一個環(huán)

路移動到另一回路。1托盤緩沖站2輸運回路3自動導(dǎo)向小車4立式機床5臥式機床網(wǎng)狀輸運回路FMS4、FMS刀具運儲子系統(tǒng)

刀具運儲子系統(tǒng)組成：包括刀具預(yù)調(diào)站、刀具裝卸站、刀庫系統(tǒng)、刀具運載交換裝置以及計算機控制管理系統(tǒng)組成。刀具運儲子系統(tǒng)作業(yè)過程：

1）新刀具組裝及預(yù)調(diào)人工組裝、預(yù)調(diào)，將刀具信息輸入系統(tǒng)；

2）新刀具進入系統(tǒng)將預(yù)調(diào)好的刀具放入刀具裝卸站；

3）運送至中央刀具庫待用將新刀具從刀具裝卸站運送到中央刀庫；

4）加工機床調(diào)用根據(jù)需要從中央刀庫選取所需刀具到機床刀庫；

5）取回不用或報廢刀具將不用刀具從機床刀具送回中央刀庫，將重

磨或報廢刀具送出系統(tǒng)。

刀具運載交換裝置：通常由換刀機器人或刀具運載小車完成。1AGV小車2裝載刀架3機器人4機床刀庫刀具運載AGV小車四層結(jié)構(gòu)刀具信息管理系統(tǒng)FMS刀具信息管理系統(tǒng)：

管理刀具信息的錄入、檢索、修改及輸出控制。四層結(jié)構(gòu)刀具信息管理系統(tǒng)：

第一層：實時刀具信息，每一把在線刀具有一文件，記載該刀具幾何尺寸、工作直徑長度、參與切削時間等實時動態(tài)數(shù)據(jù)。

第二層：靜態(tài)刀具信息，每一類型刀具有一文件描述。

第三層：刀具組件描述文件。

第四層：刀具元件描述文件。5、FMS控制子系統(tǒng)

FMS控制系統(tǒng)三層遞階結(jié)構(gòu)：

1）單元控制層接受上級下達的任務(wù)，制定系統(tǒng)作業(yè)計劃，實時分配各工作站點作業(yè)任務(wù)，監(jiān)控系統(tǒng)執(zhí)行。

2）工作站控制層工作站運行狀態(tài)監(jiān)控、加工程序分配、系統(tǒng)工況和設(shè)備運行數(shù)據(jù)采集、上下層信息通信等。

3）設(shè)備控制層由現(xiàn)場設(shè)備的CNC和PLC組成，直接控制各加工設(shè)備和

物料系統(tǒng)工作循環(huán)，執(zhí)行控制指令，向上反饋現(xiàn)場數(shù)據(jù)。

FMS控制系統(tǒng)信息流：各層信息流雙向流動，愈往底層實時性愈強，處理信息量愈少；愈到上層，實時性愈小，處理信息量愈大。FMS遞階控制結(jié)構(gòu)4.3.1自動輸運小車4.3.2工業(yè)機器人4.3.3自動化倉庫4.3物料儲運系統(tǒng)自動化4.3.1自動輸運小車自動輸運小車結(jié)構(gòu)組成：由車架、托盤交換裝置、蓄電池、充電裝置、驅(qū)動裝置、轉(zhuǎn)向裝置、導(dǎo)向系統(tǒng)等組成。自動輸運小車的導(dǎo)向：

1）RGV小車

依靠地面上軌道進行導(dǎo)向。

特點：移動速度快，加速性能好，承載能力大，?？繙?zhǔn)確，成本低；

不足：路線不易更動，柔性差，轉(zhuǎn)彎半徑不宜太小，噪聲大。

2）線導(dǎo)AGV小車

利用電磁感應(yīng)制導(dǎo)原理進行導(dǎo)向。

特點：①柔性好；②易于擴展；③不怕污染，工作可靠。

3）光導(dǎo)AGV小車

采用帶有熒光材料油漆或色帶制導(dǎo)。

特點：改變線路非常容易，但對地面清潔度要求比較嚴(yán)格。

4）激光制導(dǎo)AGV小車

小車頂部裝置一激光發(fā)射裝置，通過四周固定位

置鏡片反射信息，確定小車位置實現(xiàn)小車制導(dǎo)。

5）遙控AGV小車

以無線電設(shè)備傳送運動控制指令，其活動范圍和行車

路線基本不受限制。線導(dǎo)AGV小車結(jié)構(gòu)與導(dǎo)向原理激光制導(dǎo)原理1、工業(yè)機器人分類

（1）按應(yīng)用類型：加工類、裝配類、搬運類、包裝類等。

（2）按控制功能：1）示教再現(xiàn)式機器人：第一代，具有示教記憶、動作重現(xiàn)功能。

2）感知機器人：第二代，具有環(huán)境感知、適應(yīng)變化功能。3）智能機器人：第三代，具有多種感知、自主規(guī)劃和自身決策功能。

（3）按結(jié)構(gòu)形式：

1）直角坐標(biāo)機器人：由相互正交的移動軸組成，控制簡單、定位精確。

2）圓柱坐標(biāo)機器人：由立柱和水平臂組成，有一個旋轉(zhuǎn)軸和兩個平移軸。

3）球坐標(biāo)機器人：由回轉(zhuǎn)機座、俯仰鉸鏈和伸縮臂組成。

4）關(guān)節(jié)機器人：類似人手臂，各臂間用鉸鏈聯(lián)接形成肘關(guān)節(jié)。5）并聯(lián)結(jié)構(gòu)機器人：多桿件的復(fù)合運動實現(xiàn)機器人末端所要求的運動。4.3.2工業(yè)機器人工業(yè)機器人常用結(jié)構(gòu)形式及其工作空間關(guān)節(jié)型工業(yè)機器人并聯(lián)結(jié)構(gòu)工業(yè)機器人2、工業(yè)機器人結(jié)構(gòu)組成包括執(zhí)行機構(gòu)、驅(qū)動系統(tǒng)、檢測及控制系統(tǒng)等組成部分，其機械執(zhí)行機構(gòu)包括手部、腕部、臂部和機身等。

1）手部安裝于機器人手臂的前端，用于直接抓取工件或工具。

2）腕部是聯(lián)接手部和手臂的部件，用以調(diào)整手部的姿態(tài)和方位。

3）臂部支撐腕部和手部的部件，有動力關(guān)節(jié)和連桿組成。

4）機身為支撐部件，部分機器人機身還包括行走機構(gòu)。機器人手部結(jié)構(gòu)類型3、工業(yè)機器人性能指標(biāo)

1）自由度：指機器人具有的獨立運動，自由度越多功能越強，通用性越

高，通常擁有3?6個自由度。

2）工作空間：指機器人手部作業(yè)空間范圍，取決于機器人結(jié)構(gòu)形式。

3）提取重力：①微型機器人10N以下；②小型機器人10-50N；③中型機器人50-300N；④大型機器人300?500N；⑤重型機器人500N以上。

4）運動速度：與機器人提取重力和位置精度有關(guān)，通用機器人最大線速

度在1000mm/s以下，最大回轉(zhuǎn)速度不超過120o/s。

5）位置精度：取決于控制方式及運動部件自精度和剛度，一般為±0.02-?±5mm。4、工業(yè)機器人編程技術(shù)

1）示教編程通過示教直接產(chǎn)生機器人控制程序，常用于簡單程序編程。

示教盒示教編程：利用示教盒所具有各種功能按鈕進行示教；動作再現(xiàn)時，從記憶裝置依次調(diào)用所存儲的信息去控制機器人。

示教臂示教編程：手握示教手臂經(jīng)過所要求的控制點，系統(tǒng)存儲各控制點坐標(biāo)值；作業(yè)時系統(tǒng)按儲存的信息進行控制。應(yīng)用示教臂編程示教盒編程原理

2）離線編程

應(yīng)用機器人編程語言完成編程過程。

優(yōu)點：①減少機器人停機時間；②可實現(xiàn)復(fù)雜的編程任務(wù)，程序修改容易；③便于實現(xiàn)CAD/CAM/ROBOT集成；④改善了編程環(huán)境，可在辦公室編程。

目前離線編程技術(shù)已成熟，各機器人公司都有自身機器人編程語言。KUKA機器人控制程序?qū)嵗?/p>

5、工業(yè)機器人應(yīng)用實例

例1：根據(jù)物料形狀、材料和大小，按照給定堆垛模式自動完成物料搬運和碼垛作業(yè)。

例2：工業(yè)機器人為加工中心裝、卸工件服務(wù)。機器人碼垛作業(yè)機器人為加工中心裝卸工件4.3.3自動化倉庫1、自動化倉庫功能特點

1）計算機控制和管理，庫存賬目清楚，保持合理庫存。

2）多層立體存儲，節(jié)省庫存用地。

3）自動存取作業(yè)，減少管理人員和管理費用。

4）便于信息集成，實現(xiàn)企業(yè)信息管理自動化。2、自動化倉庫的結(jié)構(gòu)組成（1）貨架：為包含一個個存儲籠的物料存儲單元，成對布置，形成一條條巷道，每條巷道配置有一臺專用堆垛機，負(fù)責(zé)物料搬運和存取。

（2）巷道堆垛機：負(fù)責(zé)物料出入庫作業(yè)的三維運動起重機，由托架、貨叉、

支柱、上下導(dǎo)軌、驅(qū)動電機以及傳感器構(gòu)成。

（3）計算機控制與管理系統(tǒng)：

1）物料信息登錄：入庫時須對物料信息登錄，這是制造系統(tǒng)物料流

和信息流結(jié)合的開始。

2）物料自動存取控制：由系統(tǒng)自動控制入庫、搬運和出庫操作，自動化倉庫一般都配置有尋址裝置。

3）倉庫信息管理：系統(tǒng)對倉庫物料、帳目及貨位信息進行管理。自動化倉庫示意圖1天軌2支柱3物料4托架與貨叉5移動電動機6定位傳感器7地軌堆垛機結(jié)構(gòu)示意圖4.4.1裝配過程自動化現(xiàn)狀與意義4.4.2自動裝配工藝過程分析與設(shè)計4.4.3自動化裝配設(shè)備4.4裝配過程自動化4.4.1裝配過程自動化現(xiàn)狀與意義機械產(chǎn)品裝配：按給定技術(shù)要求，通過搬運、聯(lián)接、調(diào)整、檢測等操作，把不同零件聯(lián)接成產(chǎn)品的工藝過程。裝配自動化現(xiàn)狀：目前機械裝配主要由人工完成，工作效率低，裝配質(zhì)量的一致性和穩(wěn)定性差，難以滿足現(xiàn)代制造業(yè)發(fā)展要求，成為制造自動化中一個薄弱關(guān)節(jié)。裝配自動化意義：通過自動化設(shè)備取代人的技巧和判斷力進行自動化裝配作業(yè)，可提高裝配效率，保證裝配質(zhì)量，可實現(xiàn)人工無法勝任的狹小空間、危險環(huán)境及潔凈環(huán)境要求的裝配作業(yè)。1、常用聯(lián)接方法及運動要求4.4.2自動裝配工藝過程分析與設(shè)計

典型聯(lián)接運動要求2、自動裝配結(jié)構(gòu)的工藝性便于供料與傳送：

1）外形盡量簡單、規(guī)則；

2）結(jié)構(gòu)形狀力求對稱，以便定向處理；

3）若是不對稱結(jié)構(gòu)，盡可能擴大不對稱程度；4）一端做成圓弧形，利于導(dǎo)向；5）防止互相嵌套、不易分離；6）應(yīng)設(shè)置裝夾基準(zhǔn)。便于自動裝配作業(yè)：

1）需裝配的零件數(shù)量盡可能少，盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件；

2）能以最簡單運動將零件安裝到基礎(chǔ)件上；

3）盡量采用垂直方向裝配，減少橫向裝配；

4）盡量采用如壓入、粘接、點焊等易于裝配的聯(lián)接方式；

5）零件公差應(yīng)能保證完全互換性；

6）裝配表面增加輔助面易于定位；

7）避免采用迭套的零件結(jié)構(gòu)，盡量不要易碎材料。3、自動裝配工藝設(shè)計基本原則

1）裝配工序確定先下后上、先內(nèi)后外、先重后輕、先精密后一般；

2）基礎(chǔ)件選擇選擇有可靠定位面、體積及重量較大零件作為基礎(chǔ)件；

3）減少裝配工位數(shù)可減少重復(fù)定位次數(shù)；

4）合理選擇裝配基準(zhǔn)面選擇精加工面或面積大的配合面作為基準(zhǔn)面；

5）裝配件自動定向規(guī)則零件自動供料和定向，復(fù)雜零件手工定向；

6）易纏繞零件隔離如螺旋彈簧、墊片等可在兩件傳送時進行空間隔離；

7）配合副分組選配合理分組，對精密配合副進行選配；

8）裝配自動化程度確定根據(jù)成熟程度和經(jīng)濟性確定是否自動裝配。4、自動裝配工藝設(shè)計基本內(nèi)容1）產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分析和裝配階段劃分

分析產(chǎn)品裝配結(jié)構(gòu)，將裝配過程劃分為

若干裝配階段。

2）基礎(chǔ)件選擇

基礎(chǔ)件是第一個裝配件，以此為基礎(chǔ)裝配其它零件，應(yīng)能

完成盡可能多的裝配任務(wù)。3）裝配工序分解

將裝配過程分解為不同的裝配工序，確定各工序的裝配

動作、運動驅(qū)動形式及其結(jié)構(gòu)方案。4）確定裝配工位數(shù)盡可能減少自動裝配設(shè)備的工位數(shù)，工位數(shù)過多致使

系統(tǒng)過于復(fù)雜，降低可靠性，不調(diào)整和維護。5）計算確定各個裝配工序作業(yè)參數(shù)

根據(jù)配工序特點和聯(lián)接方式，確定工

作頭運動速度和運動軌跡等，計算工序作業(yè)時間。

6）裝配系統(tǒng)合理性和經(jīng)濟性分析

分析裝配系統(tǒng)結(jié)構(gòu)合理性和經(jīng)濟性，根

據(jù)分析結(jié)果調(diào)整或修改工藝方案。4.4.3自動化裝配設(shè)備a)自動旋入螺釘b)自動壓入裝配1螺釘料斗2送料單元3旋入工作頭4夾具5機架6壓頭

7輸入器和分配器8基礎(chǔ)件送料器9基礎(chǔ)件料倉1、自動化裝配機

1）單工位裝配機只有單個工位，不需要對基礎(chǔ)件進行傳送。單工位自動裝配機2）多工位裝配機裝配工位多少由裝配動作決定，裝配工位多，功能強、效率高，但受到傳送裝置和空間結(jié)構(gòu)限制。1機架2工作臺

3回轉(zhuǎn)臺4聯(lián)接工位5上料工位6裝卸工位回轉(zhuǎn)臺式多工位裝配機不同類型的裝配機器人2、裝配機器人

SCARA機器人：大小臂回轉(zhuǎn)，水平方向較柔順，垂直方向較大剛性。懸臂機器人：屬直角坐標(biāo)機器人，適合于大跨度零件傳送。

擺臂機器人：手臂通過鉸節(jié)懸掛的，運動速度極快。

垂直關(guān)節(jié)機器人：6自由度，大小臂均可彎曲，適合小型零件裝配。

擺頭機器人：通過兩臂帶動機械手運動，可向左右兩側(cè)做擺頭運動。1垂直關(guān)節(jié)手臂2可視系統(tǒng)3工作托盤4行走機構(gòu)5多向輪行走式裝配機器人1中機器人2右機器人3左機器人4組合件料盤5工作臺

6振動料斗7氣動改錐8雷管體料盤9成品料盤火花式雷管機器人裝配系統(tǒng)3、自動裝配生產(chǎn)線應(yīng)用自動輸送系統(tǒng)將一臺臺裝配機相互連接而成，可完成定位、夾緊、傳送和自動裝配過程，實現(xiàn)難度大，投入成本高。自動裝配線輸送系統(tǒng)1裝配機器人2供料器3傳動輥4工具庫5傳送鋼帶6導(dǎo)輥7工件托盤8鼓形儲料倉9操作臺某小型電子元件柔性裝配系統(tǒng)4.4.1檢測系統(tǒng)的功能作用與檢測內(nèi)容4.4.2檢測系統(tǒng)的基本組成4.4.3常用檢測元件4.