機械制造自動化技術(shù)（第4版）課件：裝配自動化

裝配自動化機械裝配是機械制造系統(tǒng)的重要組成環(huán)節(jié),各種零部件(包括自制的、外購的和外協(xié)的)都需要經(jīng)過正確的裝配,才能形成最終產(chǎn)品。機械裝配的效率和質(zhì)量直接影響著整個制造系統(tǒng)的生產(chǎn)率和產(chǎn)品的總成本,但由于機械裝配技術(shù)一直落后于機械加工技術(shù),機械裝配過程已成為自動化制造系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)?！ぐl(fā)展趨勢--與近代基礎(chǔ)技術(shù)互相結(jié)合、滲透，提高自動裝配裝置的性能。--進一步提高裝配的柔性，大力發(fā)展柔性裝配系統(tǒng)FAS。 一、裝配自動化的現(xiàn)狀與發(fā)展·裝配自動化的目的--提高生產(chǎn)效率、降低成本，保證機械產(chǎn)品的裝配質(zhì)量和穩(wěn)定性，并力求避免裝配過程中受到人為因素的影響而造成質(zhì)量缺陷，減輕或取代特殊條件下的人工裝配勞動，降低勞動強度，保證操作安全。·三個發(fā)展階段--傳統(tǒng)的機械開環(huán)控制的裝配自動化技術(shù)--半柔性控制的裝配自動化技術(shù)--柔性控制的裝配自動化技術(shù)第一節(jié)基本概況☆裝配作業(yè)基本概念零件：組成機器的最小單元，一般不能再進行結(jié)構(gòu)上的分解。套件：在一個基準(zhǔn)零件，裝上一個或若干個零件，成為最小裝配單元。----套裝基礎(chǔ)件組件：由一個或若干個套件或零件裝配而成。但仍不具有獨立功能。----組裝部件：由若干個組件、套件和零件由一個或若干個套件或零件裝配而成。但仍不具有獨立功能。----部裝在一個基準(zhǔn)零件上，裝上若干個部件、組件、套件和零件就成為機器。----總裝第一節(jié)基本概況機器裝配系統(tǒng)圖破碎機裝配第一節(jié)基本概況機器裝配連接方法第一節(jié)基本概況第一節(jié)基本概況機器裝配連接方法機器裝配連接方法第一節(jié)基本概況各種聯(lián)接方法的經(jīng)濟特性第一節(jié)基本概況典型的聯(lián)接動作要求第一節(jié)基本概況典型的聯(lián)接動作要求第一節(jié)基本概況典型的聯(lián)接動作要求第一節(jié)基本概況三、裝配自動化的基本要求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2.產(chǎn)品具有較好的自動裝配工藝性3.實現(xiàn)裝配自動化以后，經(jīng)濟上合理，生產(chǎn)成本降低裝配自動化的內(nèi)容--自動給料--自動傳送--自動裝配第一節(jié)基本概況四、實現(xiàn)裝配自動化的途徑1.借助先進技術(shù)，改進產(chǎn)品設(shè)計--盡量減少產(chǎn)品中單個零件的數(shù)量；--改善產(chǎn)品零件的結(jié)構(gòu)工藝性。2.研究和開發(fā)新的裝配工藝和方法--研究利用機器人、剛性的自動化裝配設(shè)備與人工結(jié)合等方法，而不能盲目追求全盤自動化，這樣有利于得到最佳經(jīng)濟效益。3.盡快實現(xiàn)自動裝配設(shè)備與FAS的國產(chǎn)化--加大開發(fā)自動裝配技術(shù)的力度，在引進外來技術(shù)的基礎(chǔ)上實現(xiàn)自動裝配設(shè)備的國產(chǎn)化，逐步形成系列型譜以及模塊化和通用化。第一節(jié)基本概況一、自動裝配條件下的結(jié)構(gòu)工藝性·為什么說良好的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工藝性是實現(xiàn)裝配自動化的前提條件之一？自動裝配工藝性好的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)能使自動裝配過程簡化，易于實現(xiàn)自動定向和自我檢測，簡化自動裝配設(shè)備，保證裝配質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本。反之，如果裝配工藝性不好，自動裝配質(zhì)量問題就可能長期難以解決?！ち慵慕Y(jié)構(gòu)工藝性應(yīng)符合的三項原則：1.便于自動給料2.有利于零件自動傳送3.有利于自動裝配作業(yè)第二節(jié)自動裝配工藝過程分析改進零部件裝配工藝性第二節(jié)自動裝配工藝過程分析改進零部件裝配工藝性第二節(jié)自動裝配工藝過程分析改進零部件裝配工藝性第二節(jié)自動裝配工藝過程分析改進零部件裝配工藝性第二節(jié)自動裝配工藝過程分析改進零部件裝配工藝性第二節(jié)自動裝配工藝過程分析改進零部件裝配工藝性第二節(jié)自動裝配工藝過程分析二、自動裝配工藝設(shè)計的一般要求

自動裝配的工藝要求要比人工裝配的工藝要求復(fù)雜得多。為使自動裝配工藝設(shè)計先進可靠，經(jīng)濟合理，在設(shè)計中應(yīng)滿足以下幾個要求：1.保證裝配工作循環(huán)的節(jié)拍同步2.避免或減少裝配基礎(chǔ)件的位置變動3.合理選擇裝配基準(zhǔn)面4.對裝配件要進行分類5.關(guān)鍵件和復(fù)雜件的自動定向6.易纏繞零件要能進行定量隔離7.精密配合副要進行分組選配8.合理確定裝配的自動化程度9.不斷提高裝配自動化水平第二節(jié)自動裝配工藝過程分析☆裝配設(shè)備的分類

第三節(jié)自動裝配原理1．裝配工位：是裝備設(shè)備的最小單位，用于完成一個裝配操作而設(shè)計的。2．裝配間：一個獨立的柔性自動化裝配工位，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)作為物流環(huán)節(jié)和控制環(huán)節(jié)。3．裝配中心：裝配間和外部的備料庫、輔助設(shè)備以及裝配工具結(jié)合在一起。4．裝配系統(tǒng)：各種裝配設(shè)備連接在一起的總稱。包括物流和信息流。定時器自動裝配一、裝配的基本型式與特點

1．單工位裝配2．固定工位順序裝配3．固定工位流水裝配4．裝配車間5．巢式裝配6．移動的順序裝配7．移動的流水裝配第三節(jié)自動裝配原理二、裝配件的傳送與定位

1．裝配件的傳送

·傳送途徑--裝配工位之間--裝配工位與料倉和中轉(zhuǎn)站之間·傳送對象--工件托盤--基礎(chǔ)件--其它零件·常用傳送設(shè)備（機構(gòu)）類型及其特點第三節(jié)自動裝配原理常用傳送設(shè)備（機構(gòu)）的結(jié)構(gòu)形式及特點第三節(jié)自動裝配原理常用傳送設(shè)備（機構(gòu)）的結(jié)構(gòu)形式及特點第三節(jié)自動裝配原理常用傳送設(shè)備（機構(gòu)）的結(jié)構(gòu)形式及特點第三節(jié)自動裝配原理第三節(jié)自動裝配原理常用傳送設(shè)備（機構(gòu)）的結(jié)構(gòu)形式及特點第三節(jié)自動裝配原理2．裝配件的定位 基礎(chǔ)件、配合件和聯(lián)接件等必須停止在精確的位置才能順利地完成裝配工作,這就需要通過定位機構(gòu)來保證準(zhǔn)確定位。第三節(jié)自動裝配原理常用定位機構(gòu):生產(chǎn)中的定位機構(gòu)常用楔形銷、楔形滑塊、杠桿等作為定位元件。三、裝入和螺紋聯(lián)接自動化

·裝入和螺紋聯(lián)接是自動裝配中常用的重要工序。1.裝入自動化常用裝入方式有重力裝入、機械推入、機動夾入三種。（1）重力裝入一般不需要控制裝入位置的機構(gòu)，不需外加動力，常用機械擋塊、定位桿調(diào)節(jié)支架等進行定位；（2）機械推入用曲柄連桿、凸輪和汽缸、液壓缸直接聯(lián)接的往復(fù)運動機構(gòu)等控制裝入位置，需外加動力裝入；（3）機動夾入用機械式、真空式、電磁式等夾持機構(gòu)的機械手將零件裝入。2.螺紋聯(lián)接自動化包括螺母、螺釘?shù)鹊淖詣觽魉汀?zhǔn)、擰入和擰緊。第三節(jié)自動裝配原理四、裝配中的自動檢測與控制1.自動檢測為使裝配工作正常進行并保證裝配質(zhì)量，在大部分裝配工位后一般均宜設(shè)置自動檢測工位，將檢測結(jié)果轉(zhuǎn)換為信號輸出，經(jīng)放大或直接驅(qū)動控制裝置，使必要的裝配動作能夠聯(lián)鎖保護，保證裝配過程安全可靠?！ぷ詣訖z測項目與所裝配的產(chǎn)品或部件的結(jié)構(gòu)和主要技術(shù)要求有關(guān)，一般可分為十類?！ぱb配過程中的自動檢測,按作用分有主動檢測和被動檢測兩類。2.自動控制自動裝配系統(tǒng)的控制系統(tǒng)的基本設(shè)計要求。第三節(jié)自動裝配原理一、自動裝配機的基本型式及特點自動裝配機的類型--可分為單工位和多工位兩大類。1.單工位裝配機--單工位裝配機是指所有裝配操作都可以在一個位置上完成，適用于兩到三個零部件的裝配，也容易適應(yīng)零件產(chǎn)量的變化。--單工位裝配機要與隨行夾具配合使用。第四節(jié)自動裝配機械2.多工位裝配機 ·適用于對有3個以上零部件的產(chǎn)品進行裝配·型式--可選用回轉(zhuǎn)型、直進型或環(huán)行型布置形式。（1）回轉(zhuǎn)型自動裝配機該機適用于很多輕小型零件的裝配。（2）直進型自動裝配機該機是一種將基礎(chǔ)件或隨行夾具裝配在鏈?zhǔn)交蛲茥U步伐式傳送裝置上進行直線或環(huán)行傳送的裝配機,裝配工位沿直線排列。（3）環(huán)行型自動裝配機裝配對象沿水平環(huán)行傳送,各工位環(huán)行排列,具有無大量空夾具返回的特點。第四節(jié)自動裝配機械電機轉(zhuǎn)子裝配輕觸開關(guān)自動裝配回轉(zhuǎn)式裝配軸承裝配二、工位間傳送方式裝配基礎(chǔ)件在工位間的傳送方式有連續(xù)傳送和間歇傳送兩類。1.連續(xù)傳送:裝配基礎(chǔ)件連續(xù)傳送，工位上的裝配工作頭也隨之同步移動，對于直線型，則做往復(fù)移動；對于回轉(zhuǎn)型，則做往復(fù)回轉(zhuǎn)。特點:生產(chǎn)速度高，節(jié)奏性強，裝配機械需為可移動式，裝配工作頭與工件之間相對定位有一定困難，一般用于小型簡單工件裝配。鉛筆刀裝配第四節(jié)自動裝配機械按節(jié)拍時間特征,間歇傳送又可分為同步傳送和非同步傳送。間歇傳送大多數(shù)是同步傳送,即各工位上的裝配件每隔一定節(jié)拍時間都同時向下一工位移動。非同步傳送方式不但允許各工位的速度有所波動,而且可以把不同節(jié)拍的工序組織在一個裝配線上,使平均裝配速度趨于提高。電鉆手工裝配第四節(jié)自動裝配機械2.間歇傳送:間歇傳送中,裝配基礎(chǔ)件由傳送裝置按節(jié)拍時間進行傳送,裝配對象停在工位上進行裝配,作業(yè)一完成即傳送至下一工位,便于采用固定式裝配機械,可避免裝配作業(yè)受傳送平穩(wěn)性的影響。三、傳送裝置的結(jié)構(gòu)型式傳送裝置結(jié)構(gòu)上主要有水平型和垂直型兩類。具體選型取決于：生產(chǎn)綱領(lǐng)

裝配基礎(chǔ)件（產(chǎn)品，部件）的尺寸和重量裝配精度定位精度裝配工作頭對裝配對象的工作方向操作用力和驅(qū)動要求工藝布置--水平型有回轉(zhuǎn)式（包括轉(zhuǎn)臺式、中央立柱式、立軸式）、直進式和環(huán)行式三種布置方式。--垂直型有回轉(zhuǎn)式、直進式兩種布置方式。第四節(jié)自動裝配機械一、組成柔性裝配系統(tǒng)由裝配機器人系統(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)和計算機管理系統(tǒng)。第五節(jié)柔性裝配系統(tǒng)二、基本型式