机械基础自动技术 3

第七章装配自动化各种零部件(包括自制的、外购的和外协的)需经过正确的装配才能形成最终产品,机械装配的效率和质量直接影响整个制造系统的生产率和产品的总成本,由于装配过程具有很大的复杂性,因此机械装配自动化是自动化制造系统的薄弱环节。发展趋势1.与基础技术互相结合、渗透，提高自动装配装置的性能。2.进一步提高装配的柔性，大力发展柔性装配系统FAS。

一、装配自动化的现状与发展装配自动化的目的--提高生产效率、降低成本，保证机械产品的装配质量和稳定性，并力求避免装配过程中受到人为因素的影响而造成质量缺陷，减轻或取代特殊条件下的人工装配劳动，降低劳动强度，保证操作安全。三个发展阶段--传统的机械开环控制的装配自动化技术--半柔性控制的装配自动化技术--柔性控制的装配自动化技术第一节装配自动化概述二、装配自动化的基本要求1.生产纲领稳定，且年产量大、批量大，零部件的标准化、通用化程度较高；2.产品具有较好的自动装配工艺性；3.实现装配自动化以后，经济上合理，生产成本降低。第一节装配自动化概述第一节装配自动化概述三、实现装配自动化的途径1.借助先进技术，改进产品设计--尽量减少产品中单个零件的数量；--改善产品零件的结构工艺性。2.研究和开发新的装配工艺和方法--研究利用机器人、刚性的自动化装配设备与人工结合等方法，而不能盲目追求全盘自动化，这样有利于得到最佳经济效益。3.尽快实现自动装配设备与FAS的国产化--加大开发自动装配技术的力度，在引进外来技术的基础上实现自动装配设备的国产化，逐步形成系列型谱以及模块化和通用化。一、自动装配条件下的结构工艺性为什么说良好的产品结构工艺性是实现装配自动化的前提条件之一？自动装配工艺性好的产品结构能使自动装配过程简化，易于实现自动定向和自我检测，简化自动装配设备，保证装配质量，降低生产成本。反之，如果装配工艺性不好，自动装配质量问题就可能长期难以解决。

零件的结构工艺性应符合的三项原则：1.便于自动给料2.有利于零件自动传送3.有利于自动装配作业第二节自动装配工艺过程分析第二节自动装配工艺过程分析一、自动装配条件下的结构工艺性第二节自动装配工艺过程分析一、自动装配条件下的结构工艺性第二节自动装配工艺过程分析一、自动装配条件下的结构工艺性第二节自动装配工艺过程分析一、自动装配条件下的结构工艺性第二节自动装配工艺过程分析一、自动装配条件下的结构工艺性第二节自动装配工艺过程分析一、自动装配条件下的结构工艺性二、自动装配工艺设计的一般要求

自动装配的工艺要求要比人工装配的工艺要求复杂得多。为使自动装配工艺设计先进可靠，经济合理，在设计中应满足以下几个要求：1.保证装配工作循环的节拍同步2.避免或减少装配基础件的位置变动3.合理选择装配基准面4.对装配件要进行分类5.关键件和复杂件的自动定向6.易缠绕零件要能进行定量隔离7.精密配合副要进行分组选配8.合理确定装配的自动化程度9.不断提高装配自动化水平第二节自动装配工艺过程分析装配设备的分类

第三节自动装配原理1．装配工位：是装备设备的最小单位，用于完成一个装配操作而设计的。2．装配间：一个独立的柔性自动化装配工位，带有自己的搬送系统，零件准备系统和监控系统作为物流环节和控制环节。3．装配中心：装配间和外部的备料库、辅助设备及装配工具结合在一起。4．装配系统：各种装配设备连接在一起的总称。包括物流和信息流。定时器自动装配一、装配的基本型式与特点

1．单工位装配2．固定工位顺序装配3．固定工位流水装配4．装配车间5．巢式装配6．移动的顺序装配7．移动的流水装配第三节自动装配原理根据装配工艺的要求和对成本的考虑,并结合装配空间的排列、装配物流之间的时间关系、装配工作分工的范围和种类、装配过程中装配对象的运动状态等具体条件,通常可以采用以下几种装配方式。二、装配件的传送与定位1．装配件的传送

·传送途径--装配工位之间--装配工位与料仓和中转站之间·传送对象--工件托盘--基础件--其它零件·常用传送设备（机构）类型及其特点，见下表。第三节自动装配原理第三节自动装配原理二、装配件的传送与定位1．装配件的传送

第三节自动装配原理二、装配件的传送与定位1．装配件的传送

第三节自动装配原理二、装配件的传送与定位1．装配件的传送

第三节自动装配原理二、装配件的传送与定位1．装配件的传送

基础件、配合件和联接件等必须停止在精确的位置才能顺利地完成装配工作,这就需要通过定位机构来保证准确定位。第三节自动装配原理二、装配件的传送与定位2．装配件的定位

常用定位机构:生产中的定位机构常用楔形销、楔形滑块、杠杆等作为定位元件。第三节自动装配原理二、装配件的传送与定位2．装配件的定位

三、装入和螺纹联接自动化

装入和螺纹联接是自动装配中常用的重要工序。1.装入自动化常用装入方式有重力装入、机械推入、机动夹入三种。（1）重力装入一般不需要控制装入位置的机构，不需外加动力，常用机械挡块、定位杆调节支架等进行定位；（2）机械推入用曲柄连杆、凸轮和汽缸、液压缸直接联接的往复运动机构等控制装入位置，需外加动力装入；（3）机动夹入用机械式、真空式、电磁式等夹持机构的机械手将零件装入。2.螺纹联接自动化包括螺母、螺钉等的自动传送、对准、拧入和拧紧。第三节自动装配原理四、装配中的自动检测与控制1.自动检测自动检测项目与所装配的产品或部件的结构和主要技术要求有关,一般自动检测项目可分为以下10类:装配过程的缺件。装入零件的方向。装入零件的位置。装配过程的夹持误差。零件的分选质量。装配过程的异物混入。装配后密封件的误差。螺纹连接件的装配质量。装配零件间的配合间隙。装配后运动部件的灵活性和其他性能。第三节自动装配原理四、装配中的自动检测与控制2.自动控制自动装配系统的控制系统的基本设计要求如下：

1)控制装配基础件的输送和准确定位。

2)控制完成包括装配件的给料、上料过程的全部工作循环在内的装配作业过程。

3)控制关键装配工序和自动装配装置的安全保护、联锁和报警。

4)控制经自动检测后各种信号的发出及其相应的安全保护、联锁和报警。

5)应能实现自动、半自动和人工调整三种状态的控制。

6)所选用的控制器元件惯性小、灵敏度高。

7)应保证自动装配系统的给料、输送、装配作业相互协调、同步和联锁。第三节自动装配原理一、自动装配机的基本型式及特点自动装配机的类型--可分为单工位和多工位两大类。1.单工位装配机--单工位装配机是指所有装配操作都可以在一个位置上完成，适用于两到三个零部件的装配，也容易适应零件产量的变化。--单工位装配机要与随行夹具配合使用。第四节自动装配机械2.多工位装配机

适用于对有3个以上零部件的产品进行装配。型式--可选用回转型、直进型或环行型布置形式。（1）回转型自动装配机该机适用于很多轻小型零件的装配。（2）直进型自动装配机该机是一种将基础件或随行夹具装配在链式或推杆步伐式传送装置上进行直线或环行传送的装配机,装配工位沿直线排列。第四节自动装配机械一、自动装配机的基本型式及特点2.多工位装配机

（3）环行型自动装配机装配对象沿水平环行传送,各工位环行排列,具有无大量空夹具返回的特点。电机转子装配轻触开关自动装配回转式装配轴承装配第四节自动装配机械一、自动装配机的基本型式及特点二、工位间传送方式装配基础件在工位间的传送方式有连续传送和间歇传送两类。1.连续传送:装配基础件连续传送，工位上的装配工作头也随之同步移动，对于直线型，则做往复移动；对于回转型，则做往复回转。特点:生产速度高，节奏性强，装配机械需为可移动式，装配工作头与工件之间相对定位有一定困难，一般用于小型简单工件装配。铅笔刀装配第四节自动装配机械按节拍时间特征,间歇传送又可分为同步传送和非同步传送。间歇传送大多数是同步传送,即各工位上的装配件每隔一定节拍时间都同时向下一工位移动。非同步传送方式不但允许各工位的速度有所波动,而且可以把不同节拍的工序组织在一个装配线上,使平均装配速度趋于提高。电钻手工装配2.间歇传送

间歇传送中,装配基础件由传送装置按节拍时间进行传送,装配对象停在工位上进行装配,作业一完成即传送至下一工位,便于采用固定式装配机械,可避免装配作业受传送平稳性的影响。第四节自动装配机械二、工位间传送方式三、传送装置的结构型式传送装置结构上主要有水平型和垂直型两类。具体选型取决于：生产纲领

装配基础件（产品，部件）的尺寸和重量装配精度定位精度装配工作头对装配对象的工作方向操作用力和驱动要求工艺布置--水平型有回转式（包括转台式、中央立柱式、立轴式）、直进式和环行式三种布置方式。--垂直型有回转式、直进式两种布置方式。第四节自动装配机械一、柔性装配系统的组成柔性装配系统由装配机器人系统和外围设备组成。这些外围设备可以根据具体的装配任务来选择，为保证装配机器人完成装配任务，其通常包括：灵活的物料搬运系统、零件自动供料系统、工具（手指）自动更换装置及工具库、视觉系统、基础件系统、控制系统和计算机管理系统。第五节柔性装配系统二、柔性装配系统的基本型式及特点

柔性装配系统按其结构可分为以下三种类型。1)柔性装配单元:这种单元借助一台或多台机器人,在一个固定工位上按照程序来完成各种装配工作。2)多工位的柔性同步系统:这种系统中的工位各自完成一定的装配工作,由输送机构组成固定或专用的装配线,采用计算机控制,装配线各自可编程序实现控制,也可自选工位,因而具有柔性。

3)组合结构的柔性装配系统:这种结构通常需要具有