自動裝配技術(shù)第三章

自動裝配技術(shù)

張志軍

自動裝配技術(shù)第三章緒論第一章裝配技術(shù)基礎(chǔ)第二章自動供料系統(tǒng)第三章自動裝配系統(tǒng)第四章裝配機(jī)的結(jié)構(gòu)形式第五章可靠性及可用性第六章裝配機(jī)器人第七章柔性制造第八章機(jī)器人的發(fā)展與未來第九章數(shù)字化制造技術(shù)第一節(jié)概念上的劃分第二節(jié)裝配工位第三節(jié)裝配間第四節(jié)裝配中心第五節(jié)自動裝配系統(tǒng)第三章裝配設(shè)備第一節(jié)概念上的劃分裝配設(shè)備就是用來裝配一種產(chǎn)品或不同的產(chǎn)品以及產(chǎn)品變種的設(shè)備。如果要裝配的是復(fù)雜的產(chǎn)品就需要若干臺裝配設(shè)備協(xié)同工作。被裝配的對象可能是噴油嘴、錄象機(jī)；也可能是包括馬達(dá)、傳動箱、離合器等的機(jī)動車輛的成套設(shè)備。產(chǎn)品的變種對裝配設(shè)備提出了柔性化的要求?，F(xiàn)代化的裝配設(shè)備都要具有一定的柔性，因?yàn)楫a(chǎn)品的變更越來越頻繁。企業(yè)希望裝配設(shè)備不經(jīng)過大的改裝就能適應(yīng)新產(chǎn)品的裝配。裝配設(shè)備可以大體分為以下幾類：1）裝配工位（手工裝配、自動裝配、柔性裝配）；2）裝配間；3）裝配中心；4）裝配系統(tǒng)。下圖所示的裝配系統(tǒng)包括裝配工位、裝配間、零件儲倉，配料場和傳送系統(tǒng)。第二節(jié)裝配工位裝配工位是裝配設(shè)備的最小單位。它一般是為了完成一個裝配操作而設(shè)計(jì)的。自動化的裝配工位一般用來作為一個大的系列裝配的一個環(huán)節(jié)。程序是事先設(shè)定的。它的產(chǎn)生率很高，但是當(dāng)產(chǎn)品變化時它的柔性較小。柔性裝配工位以裝配機(jī)器人為主體，根據(jù)裝配過程的需要，有些還設(shè)有抓鉗的或裝配工具的更換系統(tǒng)以及外部設(shè)備?？勺杂删幊痰臋C(jī)器人的控制系統(tǒng)可以同時控制外設(shè)中的夾具。一個裝配工位1-工具庫2-行走單元3-可翻轉(zhuǎn)式工件托盤4-圓形回轉(zhuǎn)工作臺5-裝配機(jī)器人

6-圓形識別攝像機(jī)7-聯(lián)接工具8-編碼標(biāo)記旁路系統(tǒng)模式1-傳送區(qū)段2-顯示及操作盤3-外罩4-分散控制5-工件托盤6-裝配單元的安裝位置7-存在監(jiān)測傳感器柔性行走裝配機(jī)械人單自由度裝配機(jī)械人三自由度裝配機(jī)械人第三節(jié)裝配間裝配間是一個獨(dú)立的柔性自動化裝配工位。它帶有自己的搬送系統(tǒng)、零件準(zhǔn)備系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)作為它的物流環(huán)節(jié)和控制單元。裝配間適\中批量生產(chǎn)的裝配工件。一般來說，一個裝配間的中心是一臺裝配機(jī)器人。此外還要有夾具，夾具的位置一般是固定的，以保證整個部件（或一個單元）在一個固定的位置完成全部裝配。在這個裝配空間里準(zhǔn)備好了所有需要裝配的零件，機(jī)器人使用一只機(jī)械手或可更換的機(jī)械手以及可更換的裝配工具順序地抓取和安裝所有的零件。也有幾臺機(jī)器人共同工作的裝配間。在這種情況下幾臺機(jī)器人的工作空間有可能相交，因而發(fā)生干擾或碰撞。一個較好的辦法是使用裝有若干個抓鉗的機(jī)械手為各個工位配給零件。

機(jī)器人抓鉗中的工件序列

a）用轉(zhuǎn)塔式機(jī)械手順序抓取b）同時抓取一組零件

c）一只機(jī)械手與料倉配合順序抓取裝配機(jī)器人在裝配間中排列的幾種可能性1-固定位置裝配安裝的機(jī)器人2-可以讓機(jī)器人直線運(yùn)動的門式框架3-機(jī)器人的工作空間4-機(jī)器人運(yùn)動的軌跡5-NC工作臺6-可以讓機(jī)器人平面運(yùn)動的框架7-零件準(zhǔn)備設(shè)備裝配間1-裝配機(jī)器人2-配合件的備料工段3-配合件托盤的返回工段4-工件托盤（上有基礎(chǔ)件的輸送段)5-轉(zhuǎn)塔機(jī)械手6-轉(zhuǎn)塔的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)在一座圓形回轉(zhuǎn)工作臺基礎(chǔ)上構(gòu)成的柔性裝配間

1-SCARA機(jī)器人2-壓入單元3-輸出單元4-圓形回轉(zhuǎn)工作臺5-備料單元（按產(chǎn)品的要求備料，可以容易地更換）6-開關(guān)控制的料倉7-振動供料器第四節(jié)裝配中心裝配間和外部的備料庫（按產(chǎn)品搭配好的零件，放在托盤上）、輔助設(shè)備以及裝配工具結(jié)合在一起統(tǒng)稱為裝配中心。儲倉往往位于裝配機(jī)器人的作用范圍之外（后圖），作為一個獨(dú)立的、自動化的高架倉庫。儲倉的物流和信息流的管理由一臺計(jì)算機(jī)承擔(dān)。也可以若干個裝配間與一座自動化儲倉相聯(lián)接，組成一套柔性裝配系統(tǒng)。裝配中心1-CNC壓力（入）單元2-圓形回轉(zhuǎn)工作臺3-NC回轉(zhuǎn)臺4-裝配機(jī)器人5-振動供料器6-傳送帶7-倉儲單元8-儲倉第五節(jié)裝配系統(tǒng)裝配系統(tǒng)是各種裝配設(shè)備聯(lián)接在一起的總稱（后圖）。一套裝配系統(tǒng)包括物流和信息流，有裝配機(jī)器人的介入，除自動裝配工位外，還有手工裝配工位，裝配系統(tǒng)中的設(shè)備的排列經(jīng)常是線形的。特別是當(dāng)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)很復(fù)雜的時候還不能沒有手工裝配工位。這種手工與自動混合的系統(tǒng)稱為混合裝配系統(tǒng)。在這種系統(tǒng)中應(yīng)該注意，在手工工位和自動化工位之間應(yīng)該有較大的中間緩沖儲備倉。裝配系統(tǒng)的組成部分幾種自動裝配生產(chǎn)線（一）板材精密自動輥壓生產(chǎn)線（二）報警器自動裝配生產(chǎn)線（三）軸承自動裝配生產(chǎn)線板材精密自動輥壓生產(chǎn)線報警器裝配生產(chǎn)線軸承自動裝配生產(chǎn)線

柔性裝配系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案是和豐富的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)以及專業(yè)化的機(jī)械制造技術(shù)相結(jié)合的。首先必須選擇一系列裝配要求相似的產(chǎn)品，以便裝配系統(tǒng)經(jīng)過調(diào)整或簡單的改進(jìn)就能適應(yīng)新產(chǎn)品的裝配工作。如果一套裝配系統(tǒng)不能完成一系列的全部裝配工作，則應(yīng)該找出它們相似的共同部分裝配技術(shù)方面的相似性表現(xiàn)在以下幾個方面：1）裝配過程的種類和順序；2）聯(lián)接的數(shù)量和位置；3）零件的倉儲要求和供料要求；4）大小和質(zhì)量。盡管有一定的柔性，裝配系統(tǒng)的技術(shù)方案還必須與產(chǎn)量相適應(yīng)。當(dāng)然裝配工藝性好的設(shè)計(jì)是一個根本的前提條件。裝配系統(tǒng)的所有工位被聯(lián)接成若干個裝配工段，而且每個部分都應(yīng)該能適應(yīng)產(chǎn)品變種的要求。工藝方案的設(shè)計(jì)可以通過以下兩種途徑來實(shí)現(xiàn)：

1）不同的產(chǎn)品變種都通過所有的裝配工位。所有的裝配工位都具有適應(yīng)各種產(chǎn)品變種的柔性。

2）某些裝配工位是專為特定的產(chǎn)品而設(shè)定的。另外一個重要的問題是：一套大的自動化裝配系統(tǒng)如何起動。下面是兩種起動方式：

1）全系統(tǒng)起動

半自動起動，例如復(fù)雜的裝配工位的試起動。

全自動起動，例如整個圓形回轉(zhuǎn)臺式裝配設(shè)備各部分同時起動。

2）部分設(shè)備起動一個工段接著一個工段起動，最后一條裝配線全線起動?；剞D(zhuǎn)式裝配機(jī)自動裝配系統(tǒng)的典型機(jī)構(gòu)自動裝配過程中，由于不同產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)性能和裝配工藝特征需要采用不同的技術(shù)措施。許多裝配也有共同的操作方法，或使用通用性的工藝裝置。因此有必要提高自動裝配系統(tǒng)典型機(jī)構(gòu)的通用性，實(shí)用性，可靠性。（一）槽輪機(jī)構(gòu)（二）板形凸輪間歇傳動機(jī)構(gòu)（三）能自動找正孔中心和對正孔軸線的彈性隨動架式手