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文檔簡介

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.

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