制造系統(tǒng)自動化技術(shù)課教案

1、.PAGE ：.；PAGE 27 “制造系統(tǒng)自動化技術(shù)課教案 第6章 裝配自動化 內(nèi)容提要，多媒體演示板書設(shè)計及重點提示6.1.1 裝配自動化的概念裝配 是按技術(shù)要求，將零件進展組合銜接成部件、復(fù)合件或廢品的過程裝配工藝過程 是指裝配的方法、道路及內(nèi)容的安排。包括裝配、調(diào)整、檢測和實驗等任務(wù)裝配工藝規(guī)程 是指將裝配工藝過程按一定的格式以文件的方式固定下來的過程裝配自動化 是指對某種產(chǎn)品用某種控制方法和手段，經(jīng)過執(zhí)行機構(gòu)，使其按預(yù)先規(guī)定的程序自動地進展裝配，而無需人直接干涉的過程6.1.2 裝配自動化的開展概略1 社會需求 隨著國際關(guān)系多極化、消費多樣化、經(jīng)濟全球化和貿(mào)易的自在化，促使世界各國更

2、加注重制造業(yè)的社會位置和作用，重新審視消費方式，對制造業(yè)的開展提出更高的要求，加速了自動化的進程“制造系統(tǒng)自動化技術(shù)課教案 第6章 裝配自動化內(nèi)容提要，多媒體演示板書設(shè)計及重點提示2 主要技術(shù)內(nèi)容 消費過程自動化的瓶頸之一 一個難度大、復(fù)雜程度高 傳輸、抓取、裝配 感知、判別、決策施力的大小 確定推進的速度快慢 安裝的姿態(tài)能否正確3 國內(nèi)外開展情況 美國克羅斯公司 除從事小型產(chǎn)品、汽車發(fā)動機及有關(guān)部件的自動裝配機的研制外，還從事裝配機器人、集成裝配系統(tǒng)、裝配單元等方面的研討日本 的小汽車柔性裝配線；瑞士 勝利研制的手表自動裝配線；比利時New Lachaussee公司 研制的具有模塊化任務(wù)站的

3、雷管自動裝配線；美國King Sburg公司 研制的全自動或半自動裝配系統(tǒng)，可用于家用冰箱緊縮機、汽車自動轉(zhuǎn)向泵、汽車自動化變速器和減振器以及制動器等多種產(chǎn)品的裝配我國在裝配自動化技術(shù)的研討方面還很少，這里面有觀念的問題，也有客觀需求不夠迫切的問題“制造系統(tǒng)自動化技術(shù)課教案 第6章 裝配自動化內(nèi)容提要，多媒體演示板書設(shè)計及重點提示6.2 自動化裝配系統(tǒng)的類型及其選擇6.2.1 自動化裝配系統(tǒng)的類型剛性自動裝配 裝配對象不可變換，產(chǎn)品規(guī)格不可調(diào)整柔性自動裝配 裝配對象可變換，產(chǎn)品規(guī)格在一定范圍內(nèi)可調(diào)整6.2.2 自動化裝配類型的選擇選擇根據(jù)：產(chǎn)品的消費綱領(lǐng)和消費類型選擇原那么：大量大批消費類型選

4、擇剛性自動化裝配 單件小批消費類型選擇柔性自動化裝配不同裝配方式下產(chǎn)量與本錢的關(guān)系 用以下圖來表示 當消費批量不大時，柔性自動化裝配系統(tǒng)的單件本錢低于剛性自動化裝配。但大批量消費時，剛性自動化裝配單件本錢最低。而人工裝配的單件本錢根本上不隨年產(chǎn)量的變化而變化“制造系統(tǒng)自動化技術(shù)課教案 第6章 裝配自動化內(nèi)容提要，多媒體演示板書設(shè)計及重點提示6.3 裝配自動化系統(tǒng)應(yīng)具備的條件裝配系統(tǒng)的裝配功能主要包括零件的傳輸、抓取和裝配對零部件的構(gòu)造工藝性的要求零件幾何外形盡量規(guī)那么，構(gòu)造要便于自動傳輸、自動上料和定向 識別零件構(gòu)造要便于夾持，剛度要滿足夾持力的要求，受力后的變形應(yīng)在彈性范圍內(nèi)，而且變形量不應(yīng)

5、給裝配帶來困難。零件構(gòu)造設(shè)計時應(yīng)思索防止采用在自動上料時相互鑲嵌等不易順利分開的構(gòu)造設(shè)計者應(yīng)思索零件裝配的初始銜接時易于導(dǎo)入，如設(shè)計倒角、錐面等。應(yīng)盡量采用便于裝配的聯(lián)接方式，而且盡能夠的減少零件數(shù)量 零件設(shè)計盡量做到規(guī)范化、通用化和系列化，這樣可以減少裝配工裝的種類設(shè)計時應(yīng)盡量思索一致的裝配方向，減少翻轉(zhuǎn)裝配次數(shù)如圖6-2所示。設(shè)計時將a圖中緊固螺釘去掉，根據(jù)緊固程度的不同，改為過渡配合或者過盈配合，如圖b所示 “制造系統(tǒng)自動化技術(shù)課教案 第6章 裝配自動化 內(nèi)容提要，多媒體演示板書設(shè)計及重點提示對裝配工具的要求根據(jù)總體規(guī)劃、零件構(gòu)造尺寸和幾何外形及分量、經(jīng)濟性等合理選擇機械手、機器人還是其

6、它構(gòu)造安裝抓取或推進零件裝配機械手或機器人的手腕夾爪的夾緊力要與零件的允許變形量和零件外表精度的要求相匹配。應(yīng)盡量防止抓取零件精加工外表，假設(shè)無法防止時，不得損壞零件外表精度，并且夾爪要采取維護措施在計算裝配工具對零件的夾緊力時，應(yīng)思索裝配力和零件的重力，其裝配力與零件的配合種類有直接關(guān)系機械手或機器人手腕挪動時一定要平穩(wěn)，留意慣性力，接近裝配位置時要減速在零件初始裝入時，裝配工具在裝配力的作用下應(yīng)有一定的柔性，發(fā)生異常應(yīng)發(fā)報警信號6.3.3 對傳輸機構(gòu)和整體規(guī)劃的要求傳輸機構(gòu)方便零件的傳輸和定向。零件傳輸?shù)窖b配位置時，準確的定位系統(tǒng)及平安維護系 統(tǒng)，不到位不能發(fā)生裝配指令。假設(shè)采用柔性自動化

7、裝配，應(yīng)思索傳輸系統(tǒng)設(shè)計時的柔性，以順應(yīng)零件種類規(guī)格的變換。零件的傳輸和自動上料機構(gòu)設(shè)計時，要思索盡量減少振動和噪聲。在思索自動化裝配線時，應(yīng)思索裝配中的自動檢測、清理、不合格零件的自動識別和剔除、缺點診斷和報警等?？傮w平面布置時充分利用現(xiàn)有面積、計算好裝配的節(jié)拍和設(shè)備及工位的數(shù)量。對于單件小批消費的柔性自動化裝配的選配法，應(yīng)做好分組選配的裝配方式的設(shè)計，分組選配即是組內(nèi)的完全互換法 “制造系統(tǒng)自動化技術(shù)課教案 第6章 裝配自動化 內(nèi)容提要，多媒體演示板書設(shè)計及重點提示6.4 軸套自動化裝配系統(tǒng)設(shè)計6.4.1 軸套部件分析該軸套由二個套類零件組成，如圖6-3所示。外套資料為45號鋼，內(nèi)套為錫青

8、銅，兩套為靜配合，故采用冷壓裝方式。消費率為每日10000件，假設(shè)一班制任務(wù)，那么每件實際裝配時間為 s1.88s的時間是機器在8小時內(nèi)不停的運轉(zhuǎn)，不思索檢修，不思索出任何缺點的情況下。但實踐情況在設(shè)計時應(yīng)留有余地，所以設(shè)備利用率按80%計算。那么每件的裝配時間ts應(yīng)為6.4.2 軸套自動裝配系統(tǒng)的設(shè)計系統(tǒng)共分四個工位，其裝配工藝順序為鋼套由氣缸從振動送料機構(gòu)A的滑道上推入回轉(zhuǎn)任務(wù)臺的V型定位夾具上；回轉(zhuǎn)任務(wù)臺回轉(zhuǎn)90；銅套由氣缸從振動送料機構(gòu)B的滑道上推入回轉(zhuǎn)任務(wù)臺上方的帶有伸縮夾緊銷的V型夾具上；回轉(zhuǎn)任務(wù)臺回轉(zhuǎn)90；壓力氣缸活塞將銅套壓入鋼套中；裝配好的組件借助于回轉(zhuǎn)任務(wù)回轉(zhuǎn)的運動靠刮板使

9、組件滑入箱中 “制造系統(tǒng)自動化技術(shù)課教案 第6章 裝配自動化 內(nèi)容提要，多媒體演示板書設(shè)計及重點提示6.4.3 軸套自動裝配系統(tǒng)的主要部件設(shè)計1振動供料機構(gòu)方案設(shè)計自動供料機構(gòu)應(yīng)具備三個功能：儲料、自動定向和自動供料。在裝配過程中供料機構(gòu)應(yīng)保證以足夠裝配的料量、正確的姿態(tài)和準確的方向自動地進入裝配系統(tǒng)中 “制造系統(tǒng)自動化技術(shù)課教案 第6章 裝配自動化 內(nèi)容提要，多媒體演示板書設(shè)計及重點提示2振動送料的任務(wù)原理滑道2用板彈簧3支承在底座6上。電磁振動器的鐵芯和線圈4固定在底座6上，銜鐵5固定在滑道2的底部?；?與程度面呈很小的角度，板彈簧3與鉛垂面呈角。當以工頻交流電或經(jīng)半波整流通入線圈后，在

10、電流從0到最大的周期內(nèi)吸力逐漸增大，滑道被吸引向左運動，而當電流從最大逐漸到零時，滑道在板彈簧的作用下向右回復(fù)。由此不斷產(chǎn)生往復(fù)振動，處于滑道上的工件1便產(chǎn)生自左向右，由低到高的挪動?！爸圃煜到y(tǒng)自動化技術(shù)課教案 第6章 裝配自動化內(nèi)容提要，多媒體演示板書設(shè)計及重點提示“制造系統(tǒng)自動化技術(shù)課教案 第6章 裝配自動化 內(nèi)容提要，多媒體演示板書設(shè)計及重點提示當物體不騰空見圖(d) (e)時，保證工件爬升而不下滑的條件為:當滑道帶開工件以加速度ash向斜上方挪動時當滑道帶開工件以加速度aj向斜下方挪動時3提高供料速度的途徑1普通情況下降低振動的頻率 ，通常采用25Hz左右。2應(yīng)防止出現(xiàn)嚴重“騰空，即表

11、現(xiàn)為沖擊騰躍過大的情況，盡量增大滑道的振幅 ，減小角頻率 ，=2 。3滑道的振動方向角與滑道傾角和彈簧板的安裝角的關(guān)系為=(-) 。普通情況下希望較大的角，由此可見角要大些，角要小些。需求指出上述結(jié)論是有局限性的，是有條件的。4摩擦系數(shù)要大些 。 “制造系統(tǒng)自動化技術(shù)課教案 第6章 裝配自動化 內(nèi)容提要，多媒體演示板書設(shè)計及重點提示2工位2的送料及定位機構(gòu)工位1曾經(jīng)將鋼套裝入V型定位塊座2中，而且被永久磁鐵6吸住，以免在回轉(zhuǎn)任務(wù)臺轉(zhuǎn)位或有其它振動的情況下喪失原定位精度。該V型定位塊座的高度要低于鋼套的高度。以使在到達工位4的過程中，將裝配件撥出定位塊并滑入廢品料道中。工位2的銅套是靠振動上料和

12、滑道送入推進氣缸V型推桿的前端，并由短導(dǎo)向板限位。氣缸活塞將銅套推入V型定位塊，并由兩個可伸縮的夾緊銷壓住，以免銅套由第2工位到第3工位時掉下，并保證其原定位精度。3氣動回轉(zhuǎn)任務(wù)臺的分度機構(gòu)回轉(zhuǎn)分度任務(wù)臺的分度機構(gòu)有兩種方案均可實現(xiàn)氣動回轉(zhuǎn)任務(wù)臺的分度機構(gòu)方案1工位回轉(zhuǎn)分度任務(wù)臺采用單向離合器和十字輪回轉(zhuǎn)運動機構(gòu)由齒條、帶有單向離合器的齒輪、帶有定位槽的銷輪和十字輪組成，該機構(gòu)可實現(xiàn)由氣缸的直線運動轉(zhuǎn)換為間歇回轉(zhuǎn)運動。氣缸活塞桿行程應(yīng)調(diào)整到適宜位置，即氣缸活塞到達行程終點時，應(yīng)正好使定位鋼球進入銷輪的定位位置，并經(jīng)過定位識別開關(guān)發(fā)出定位終止信號。該機構(gòu)分度的速度在起點和終點時慢，中間快，分度速

13、度與時間的關(guān)系類似高斯曲線 “制造系統(tǒng)自動化技術(shù)課教案 第6章 裝配自動化 內(nèi)容提要，多媒體演示板書設(shè)計及重點提示氣動回轉(zhuǎn)任務(wù)臺的分度機構(gòu)方案2 該方案也是氣缸推進齒條齒輪，處理氣缸單向推進的方法不是靠單向離合器，而是靠棘輪轉(zhuǎn)開任務(wù)臺1、棘輪2及分度盤3是由鍵與轉(zhuǎn)軸12同軸銜接。分度凸輪5是自在地裝在轉(zhuǎn)軸12上；活塞桿9的齒條部分與分度凸輪5的齒輪部分相嚙合6.4.4 軸套自動裝配過程氣動控制系統(tǒng)設(shè)計軸承裝配過程氣動控制系統(tǒng)原理圖“制造系統(tǒng)自動化技術(shù)課教案 第6章 裝配自動化 內(nèi)容提要，多媒體演示板書設(shè)計及重點提示電氣控制線路圖6.5 向心球軸承自動化裝配系統(tǒng)構(gòu)造設(shè)計6.5.1 軸承的構(gòu)造分析

14、 “制造系統(tǒng)自動化技術(shù)課教案 第6章 裝配自動化 內(nèi)容提要，多媒體演示板書設(shè)計及重點提示為了便于自動裝配和提高裝配任務(wù)的可靠性，消費中將根據(jù)裝配要求，對軸承堅持架的構(gòu)造進展處置。原兩半堅持架經(jīng)過數(shù)個直徑很小的鉚釘鉚接起來的方法，在自動裝配時很難將小鉚釘裝入堅持架的小孔中，難以保證百分之百的裝入率。因此在自動線上裝配這種軸承時，需改良原設(shè)計采用如下兩種構(gòu)造。第一種構(gòu)造 將兩半堅持架中的一半做出數(shù)個爪P，裝配時用壓模將爪扣合到另一半堅持架上，如A-A剖面所示。第二種構(gòu)造 在兩半堅持架上都有小凸臺K，裝配時使兩半堅持架凸臺相對，然后用點焊使之結(jié)合。6.5.2 向心球軸承的選配在自動裝配時，是根據(jù)內(nèi)、

15、外環(huán)溝道實測的尺寸選配鋼球來進展配套的 “制造系統(tǒng)自動化技術(shù)課教案 第6章 裝配自動化 內(nèi)容提要，多媒體演示板書設(shè)計及重點提示基于氣動傳感器的軸承選配原理 緊縮空氣經(jīng)過過濾和穩(wěn)壓后經(jīng)過電磁換向閥14送入氣動傳感器3中。丈量頭1和2各具有四個可伸縮的丈量噴嘴，同時丈量每個軸承環(huán)溝道的兩個直徑。一切八個噴嘴用一條管道相連，通往傳感器3內(nèi)薄膜4的右室。因此，薄膜右邊的壓力是各丈量氣隙代數(shù)和的函數(shù)，即代表了內(nèi)外環(huán)溝道直徑的平均值之差6.5.3 裝配自動機1. 軸承的自動裝配過程內(nèi)外環(huán)經(jīng)過丈量選配后，送到裝配自動機裝入鋼球和堅持架。自動裝配時要經(jīng)過以下幾個過程：1合套2撥內(nèi)環(huán)3裝入鋼球4將內(nèi)環(huán)撥到中心位

16、置5分球6裝入堅持架 “制造系統(tǒng)自動化技術(shù)課教案 第6章 裝配自動化 內(nèi)容提要，多媒體演示板書設(shè)計及重點提示這臺裝配機共有五個工位。第I工位具有氣缸控制的活門，中選配丈量之后，假設(shè)鋼球貯料箱里沒有這一組鋼球，那么氣動活門翻開，把合套后的軸承環(huán)剔出機外。第工位完成撥內(nèi)環(huán)和裝球任務(wù)；第工位上將內(nèi)環(huán)拉到中心位置；第工位進展分球；第工位裝壓堅持架 第工位的裝球機構(gòu)在氣缸體上有兩個氣缸和活塞1、2。活塞2的桿上裝有接球塊6。從鋼球貯料箱送來的鋼球，經(jīng)裝在有機玻璃罩12內(nèi)的軟管圖中未表示通到進料口D。當接球塊6處于最上位置時，進料口D被活塞1的桿封住。在接球塊6中裝有角板3和撥爪9，撥爪9在片彈簧4的作用

17、下，其上端的滾子總靠在固定的擋塊5上，并可在角板3的垂直長槽中左右擺動 “制造系統(tǒng)自動化技術(shù)課教案 第6章 裝配自動化 內(nèi)容提要，多媒體演示板書設(shè)計及重點提示 “制造系統(tǒng)自動化技術(shù)課教案 第6章 裝配自動化 內(nèi)容提要，多媒體演示板書設(shè)計及重點提示6.5.4 鋼球貯料箱鋼球貯球箱的構(gòu)外型式也是多種多樣的，但普通都包括以下組成部分：1分組儲存器 貯料箱中具有與鋼球分組數(shù)一樣的儲存器或料倉。2送料機構(gòu) 用以將鋼球從儲存器送到通住裝配機的管路中。3隔料機構(gòu) 用以控制每次送出的鋼球數(shù)。4信號執(zhí)行機構(gòu) 用以根據(jù)選配信號，放出相應(yīng)一組鋼球。 “制造系統(tǒng)自動化技術(shù)課教案 第6章 裝配自動化 內(nèi)容提要，多媒體演示板書設(shè)計及重點提示在圖6-21中圓周的28