制造系统自动化技术课教案

1、.PAGE ：.；PAGE 27 “制造系统自动化技术课教案 第6章 装配自动化 内容提要，多媒体演示板书设计及重点提示6.1.1 装配自动化的概念装配 是按技术要求，将零件进展组合衔接成部件、复合件或废品的过程装配工艺过程 是指装配的方法、道路及内容的安排。包括装配、调整、检测和实验等任务装配工艺规程 是指将装配工艺过程按一定的格式以文件的方式固定下来的过程装配自动化 是指对某种产品用某种控制方法和手段，经过执行机构，使其按预先规定的程序自动地进展装配，而无需人直接干涉的过程6.1.2 装配自动化的开展概略1 社会需求 随着国际关系多极化、消费多样化、经济全球化和贸易的自在化，促使世界各国更

2、加注重制造业的社会位置和作用，重新审视消费方式，对制造业的开展提出更高的要求，加速了自动化的进程“制造系统自动化技术课教案 第6章 装配自动化内容提要，多媒体演示板书设计及重点提示2 主要技术内容 消费过程自动化的瓶颈之一 一个难度大、复杂程度高 传输、抓取、装配 感知、判别、决策施力的大小 确定推进的速度快慢 安装的姿态能否正确3 国内外开展情况 美国克罗斯公司 除从事小型产品、汽车发动机及有关部件的自动装配机的研制外，还从事装配机器人、集成装配系统、装配单元等方面的研讨日本 的小汽车柔性装配线；瑞士 胜利研制的手表自动装配线；比利时New Lachaussee公司 研制的具有模块化任务站的

3、雷管自动装配线；美国King Sburg公司 研制的全自动或半自动装配系统，可用于家用冰箱紧缩机、汽车自动转向泵、汽车自动化变速器和减振器以及制动器等多种产品的装配我国在装配自动化技术的研讨方面还很少，这里面有观念的问题，也有客观需求不够迫切的问题“制造系统自动化技术课教案 第6章 装配自动化内容提要，多媒体演示板书设计及重点提示6.2 自动化装配系统的类型及其选择6.2.1 自动化装配系统的类型刚性自动装配 装配对象不可变换，产品规格不可调整柔性自动装配 装配对象可变换，产品规格在一定范围内可调整6.2.2 自动化装配类型的选择选择根据：产品的消费纲领和消费类型选择原那么：大量大批消费类型选

4、择刚性自动化装配 单件小批消费类型选择柔性自动化装配不同装配方式下产量与本钱的关系 用以下图来表示 当消费批量不大时，柔性自动化装配系统的单件本钱低于刚性自动化装配。但大批量消费时，刚性自动化装配单件本钱最低。而人工装配的单件本钱根本上不随年产量的变化而变化“制造系统自动化技术课教案 第6章 装配自动化内容提要，多媒体演示板书设计及重点提示6.3 装配自动化系统应具备的条件装配系统的装配功能主要包括零件的传输、抓取和装配对零部件的构造工艺性的要求零件几何外形尽量规那么，构造要便于自动传输、自动上料和定向 识别零件构造要便于夹持，刚度要满足夹持力的要求，受力后的变形应在弹性范围内，而且变形量不应

5、给装配带来困难。零件构造设计时应思索防止采用在自动上料时相互镶嵌等不易顺利分开的构造设计者应思索零件装配的初始衔接时易于导入，如设计倒角、锥面等。应尽量采用便于装配的联接方式，而且尽能够的减少零件数量 零件设计尽量做到规范化、通用化和系列化，这样可以减少装配工装的种类设计时应尽量思索一致的装配方向，减少翻转装配次数如图6-2所示。设计时将a图中紧固螺钉去掉，根据紧固程度的不同，改为过渡配合或者过盈配合，如图b所示 “制造系统自动化技术课教案 第6章 装配自动化 内容提要，多媒体演示板书设计及重点提示对装配工具的要求根据总体规划、零件构造尺寸和几何外形及分量、经济性等合理选择机械手、机器人还是其

6、它构造安装抓取或推进零件装配机械手或机器人的手腕夹爪的夹紧力要与零件的允许变形量和零件外表精度的要求相匹配。应尽量防止抓取零件精加工外表，假设无法防止时，不得损坏零件外表精度，并且夹爪要采取维护措施在计算装配工具对零件的夹紧力时，应思索装配力和零件的重力，其装配力与零件的配合种类有直接关系机械手或机器人手腕挪动时一定要平稳，留意惯性力，接近装配位置时要减速在零件初始装入时，装配工具在装配力的作用下应有一定的柔性，发生异常应发报警信号6.3.3 对传输机构和整体规划的要求传输机构方便零件的传输和定向。零件传输到装配位置时，准确的定位系统及平安维护系 统，不到位不能发生装配指令。假设采用柔性自动化

7、装配，应思索传输系统设计时的柔性，以顺应零件种类规格的变换。零件的传输和自动上料机构设计时，要思索尽量减少振动和噪声。在思索自动化装配线时，应思索装配中的自动检测、清理、不合格零件的自动识别和剔除、缺点诊断和报警等。总体平面布置时充分利用现有面积、计算好装配的节拍和设备及工位的数量。对于单件小批消费的柔性自动化装配的选配法，应做好分组选配的装配方式的设计，分组选配即是组内的完全互换法 “制造系统自动化技术课教案 第6章 装配自动化 内容提要，多媒体演示板书设计及重点提示6.4 轴套自动化装配系统设计6.4.1 轴套部件分析该轴套由二个套类零件组成，如图6-3所示。外套资料为45号钢，内套为锡青

8、铜，两套为静配合，故采用冷压装方式。消费率为每日10000件，假设一班制任务，那么每件实际装配时间为 s1.88s的时间是机器在8小时内不停的运转，不思索检修，不思索出任何缺点的情况下。但实践情况在设计时应留有余地，所以设备利用率按80%计算。那么每件的装配时间ts应为6.4.2 轴套自动装配系统的设计系统共分四个工位，其装配工艺顺序为钢套由气缸从振动送料机构A的滑道上推入回转任务台的V型定位夹具上；回转任务台回转90；铜套由气缸从振动送料机构B的滑道上推入回转任务台上方的带有伸缩夹紧销的V型夹具上；回转任务台回转90；压力气缸活塞将铜套压入钢套中；装配好的组件借助于回转任务回转的运动靠刮板使

9、组件滑入箱中 “制造系统自动化技术课教案 第6章 装配自动化 内容提要，多媒体演示板书设计及重点提示6.4.3 轴套自动装配系统的主要部件设计1振动供料机构方案设计自动供料机构应具备三个功能：储料、自动定向和自动供料。在装配过程中供料机构应保证以足够装配的料量、正确的姿态和准确的方向自动地进入装配系统中 “制造系统自动化技术课教案 第6章 装配自动化 内容提要，多媒体演示板书设计及重点提示2振动送料的任务原理滑道2用板弹簧3支承在底座6上。电磁振动器的铁芯和线圈4固定在底座6上，衔铁5固定在滑道2的底部。滑道2与程度面呈很小的角度，板弹簧3与铅垂面呈角。当以工频交流电或经半波整流通入线圈后，在

10、电流从0到最大的周期内吸力逐渐增大，滑道被吸引向左运动，而当电流从最大逐渐到零时，滑道在板弹簧的作用下向右回复。由此不断产生往复振动，处于滑道上的工件1便产生自左向右，由低到高的挪动。“制造系统自动化技术课教案 第6章 装配自动化内容提要，多媒体演示板书设计及重点提示“制造系统自动化技术课教案 第6章 装配自动化 内容提要，多媒体演示板书设计及重点提示当物体不腾空见图(d) (e)时，保证工件爬升而不下滑的条件为:当滑道带开工件以加速度ash向斜上方挪动时当滑道带开工件以加速度aj向斜下方挪动时3提高供料速度的途径1普通情况下降低振动的频率 ，通常采用25Hz左右。2应防止出现严重“腾空，即表

11、现为冲击腾跃过大的情况，尽量增大滑道的振幅 ，减小角频率 ，=2 。3滑道的振动方向角与滑道倾角和弹簧板的安装角的关系为=(-) 。普通情况下希望较大的角，由此可见角要大些，角要小些。需求指出上述结论是有局限性的，是有条件的。4摩擦系数要大些 。 “制造系统自动化技术课教案 第6章 装配自动化 内容提要，多媒体演示板书设计及重点提示2工位2的送料及定位机构工位1曾经将钢套装入V型定位块座2中，而且被永久磁铁6吸住，以免在回转任务台转位或有其它振动的情况下丧失原定位精度。该V型定位块座的高度要低于钢套的高度。以使在到达工位4的过程中，将装配件拨出定位块并滑入废品料道中。工位2的铜套是靠振动上料和

12、滑道送入推进气缸V型推杆的前端，并由短导向板限位。气缸活塞将铜套推入V型定位块，并由两个可伸缩的夹紧销压住，以免铜套由第2工位到第3工位时掉下，并保证其原定位精度。3气动回转任务台的分度机构回转分度任务台的分度机构有两种方案均可实现气动回转任务台的分度机构方案1工位回转分度任务台采用单向离合器和十字轮回转运动机构由齿条、带有单向离合器的齿轮、带有定位槽的销轮和十字轮组成，该机构可实现由气缸的直线运动转换为间歇回转运动。气缸活塞杆行程应调整到适宜位置，即气缸活塞到达行程终点时，应正好使定位钢球进入销轮的定位位置，并经过定位识别开关发出定位终止信号。该机构分度的速度在起点和终点时慢，中间快，分度速

13、度与时间的关系类似高斯曲线 “制造系统自动化技术课教案 第6章 装配自动化 内容提要，多媒体演示板书设计及重点提示气动回转任务台的分度机构方案2 该方案也是气缸推进齿条齿轮，处理气缸单向推进的方法不是靠单向离合器，而是靠棘轮转开任务台1、棘轮2及分度盘3是由键与转轴12同轴衔接。分度凸轮5是自在地装在转轴12上；活塞杆9的齿条部分与分度凸轮5的齿轮部分相啮合6.4.4 轴套自动装配过程气动控制系统设计轴承装配过程气动控制系统原理图“制造系统自动化技术课教案 第6章 装配自动化 内容提要，多媒体演示板书设计及重点提示电气控制线路图6.5 向心球轴承自动化装配系统构造设计6.5.1 轴承的构造分析

14、 “制造系统自动化技术课教案 第6章 装配自动化 内容提要，多媒体演示板书设计及重点提示为了便于自动装配和提高装配任务的可靠性，消费中将根据装配要求，对轴承坚持架的构造进展处置。原两半坚持架经过数个直径很小的铆钉铆接起来的方法，在自动装配时很难将小铆钉装入坚持架的小孔中，难以保证百分之百的装入率。因此在自动线上装配这种轴承时，需改良原设计采用如下两种构造。第一种构造 将两半坚持架中的一半做出数个爪P，装配时用压模将爪扣合到另一半坚持架上，如A-A剖面所示。第二种构造 在两半坚持架上都有小凸台K，装配时使两半坚持架凸台相对，然后用点焊使之结合。6.5.2 向心球轴承的选配在自动装配时，是根据内、

15、外环沟道实测的尺寸选配钢球来进展配套的 “制造系统自动化技术课教案 第6章 装配自动化 内容提要，多媒体演示板书设计及重点提示基于气动传感器的轴承选配原理 紧缩空气经过过滤和稳压后经过电磁换向阀14送入气动传感器3中。丈量头1和2各具有四个可伸缩的丈量喷嘴，同时丈量每个轴承环沟道的两个直径。一切八个喷嘴用一条管道相连，通往传感器3内薄膜4的右室。因此，薄膜右边的压力是各丈量气隙代数和的函数，即代表了内外环沟道直径的平均值之差6.5.3 装配自动机1. 轴承的自动装配过程内外环经过丈量选配后，送到装配自动机装入钢球和坚持架。自动装配时要经过以下几个过程：1合套2拨内环3装入钢球4将内环拨到中心位

16、置5分球6装入坚持架 “制造系统自动化技术课教案 第6章 装配自动化 内容提要，多媒体演示板书设计及重点提示这台装配机共有五个工位。第I工位具有气缸控制的活门，中选配丈量之后，假设钢球贮料箱里没有这一组钢球，那么气动活门翻开，把合套后的轴承环剔出机外。第工位完成拨内环和装球任务；第工位上将内环拉到中心位置；第工位进展分球；第工位装压坚持架 第工位的装球机构在气缸体上有两个气缸和活塞1、2。活塞2的杆上装有接球块6。从钢球贮料箱送来的钢球，经装在有机玻璃罩12内的软管图中未表示通到进料口D。当接球块6处于最上位置时，进料口D被活塞1的杆封住。在接球块6中装有角板3和拨爪9，拨爪9在片弹簧4的作用

17、下，其上端的滚子总靠在固定的挡块5上，并可在角板3的垂直长槽中左右摆动 “制造系统自动化技术课教案 第6章 装配自动化 内容提要，多媒体演示板书设计及重点提示 “制造系统自动化技术课教案 第6章 装配自动化 内容提要，多媒体演示板书设计及重点提示6.5.4 钢球贮料箱钢球贮球箱的构外型式也是多种多样的，但普通都包括以下组成部分：1分组储存器 贮料箱中具有与钢球分组数一样的储存器或料仓。2送料机构 用以将钢球从储存器送到通住装配机的管路中。3隔料机构 用以控制每次送出的钢球数。4信号执行机构 用以根据选配信号，放出相应一组钢球。 “制造系统自动化技术课教案 第6章 装配自动化 内容提要，多媒体演示板书设计及重点提示在图6-21中圆周的28