自动化机构设计基础

自动化设设备需要要具备的的要素1.移载载系统((移送,,搬送,,传动系系统)2.供料料系统((或称为为供给系系统)3.加工工系统((或称为为组立系系统)4.检查查系统5.控制制系统在自动组组立作业业中,称称<移载载>,<<供料>>及<组组立>为为自动化化的三要要素几种名词词解释1.移载载:将工工件或治治具沿生生产线移移动或停停留某一一位置的的机能2.供料料:从储储料器中中将零件件整列,,分离,,并送入入待装配配或待组组立位置置之机能能3.组立立:将两两个或两两个以上上的零件件装入或或结合成成一体称称之为组组立,4.停留留:治具具或工件件不移动动而暂时时停止之之状态5.整列列:使零零件的方方向或方方位一致致化以便便后工序序作业6.分离离:在流流动的零零件群中中,将其其中之一一,或数数个隔离离7.裝配配,裝入入:将零零件置入入或插入入治具或或其他零零件所定定之位置置中8.分割割分度作作业(间间歇移送送):在在移载作作业中,,使部品品能以一一定之角角度,时时间或距距离相间间隔.9.组立立治具::为进行行组立作作业,用用以承载载并固定定工件之之治具10,承承载治具具:用来来承载工工件或组组立治具具,能够够在站与与站间移移送之治治具11.承承载盘::是承载载治具的的一部分分,用以以固定组组立治具具之平板板12.站站:生产产线上沿沿线固定定的治具具,或是是使工件件停留之之场所均均称为站站13.工工件:加加工或组组立作业业之对象象,可以以将之组组成组立立品14.作作业周期期:对一一组立或或加工而而言,所所需要作作业时间间称为周周期15.节节奏时间间:在一一个完整整的加工工或组立立作业中中,每一一单独子子作业之之作业时时间16.子子作业::从整列列,供料料,移载载,装配配或加工工至移出出等,都都属于子子作业的的例子..振动盘技技术参数数要求1.出料料高度::就是振振动盘底底部至出出料借口口处的高高度2.是否否需要可可调:((简略))3.出料料速度((单位时时间内出出料的数数量,基基本上可可按照需需求的1.5倍倍要求))4.出料料方向::根据设设计者的的要求物物料的排排列方向向5.是否否需要加加接直线线振轨::根据物物料的大大小和设设计者的的需求而而订.((包括物物料的体体积,重重量,与与轨道的的接触面面积等))6.出料料轨道之之接口要要求:振振动盘厂厂商加工工的出料料接口与与设计者者设计的的缺口是是否可以以吻合7.振动动盘振动动方向::振动盘盘出料方方向分为为逆向是是正向8.是否否需求满满料检知知9.是否否需要横横纵向可可调.振动盘使使用中的的重要性性1.零件件供给之之自动化化,在自自动组立立中是极极为关键键,它的的成功与与否对稼稼动率,,不良率率有极大大的影响响,自动动化碰到到的问题题,可以以说80%是零零件供给给方面的的问题..2.我们们公司使使用的振振动盘::我们公公司使用用的振动动盘全部部为电磁磁振动式式,被广广泛使用用的原因因是对散散乱零件件容易使使用.可可以利用用送料盘盘之振动动是出口口部位可可以设置置整列选选向之功功能.3.为了了达到对对工件整整列选向向的目的的,需要要根据工工件之形形状上的的差异做做选向判判别,并并使出口口只允许许完成整整列之工工件通过过,在驱驱动工件件的通过过出口的的同时也也要特别别注意,,不可以以发生堵堵塞的状状况,..出口处处将表面面摩擦系系数降低低,对降降低堵塞塞发生的的几率有有很大助助益.4.振动动盘内的的零件与与其一次次加满,,不如在在零件减减少至1/4时时才补充充,此时时移动效效率最高高,如果果料盘中中接近无无零件时时,大部部分之零零件均在在料规上上,缺乏乏来自料料盘低部部的推升升力量,,其移动动速度会会因此而而下降..机械式振振动盘1.电磁磁式振动动盘噪音音较大,,针对此此问题,,日本FIT开开发出回回转式振振料盘,,商品名名称DEXTER,其其送料盘盘内设倾倾斜只回回转圆盘盘,借其其回转之之离心力力将零件件送上回回转的料料轨.回回转圆盘盘与料轨轨使用不不同之马马达驱动动,其马马达转速速依不同同之零件件供给速速度可以以分别调调整之..2.与电电磁振动动式送料料盘比较较,其供供给能力力大,并并且噪音音相对也也小,但但是其整整列推送送之技术术层次较较高,也也无法整整列推送送之工件件.自动送料料的几种种方式1.步进进马达送送料1.1棘棘轮式拉拉料1.2步步近进给给式2.振动动盘自动动供料式式3.气缸缸移动进进给式4.机械械手加持持给料式式气缸马达达搬送物物料设计计要素1.马达达棘轮与与料带定定位孔配配合公差差.2.配合合马达移移送之定定位机构构(定位位与水平平等)3.拉料料棘轮平平行性气缸搬运运注意事事项1.物料料的定位位装置2.气缸缸行程注注意事项项(移送送物料之之定位性性)取放装置置所谓取放放装置,,就是将将待机位位置的工工件抓起起,然后后将其运运送至装装入位置置并装入入对应的的工件中中取放装置置主要使使用在自自动装配配机或生生产线上上,市场场有标准准件可以以购买,,下面是根根据取放放端的运运动轨迹迹分类举举例X-Z直直线型手夹工件取放端之之运动方方向为水水平与垂垂直的合合成运动动Z-θ摇动型型运动曲线线取放端在在水平面面上摆动动,同时时也在垂垂直方向向上做升升降运动动,摆动动的角度度多为90°Z面摇动动型取放端在在垂直面面上摆动动,从倾倾斜的滑滑规中取取出零件件进行装装配作业业机械手特特点1.人类类的手实实际上是是机富有有使用弹弹性及适适用性的的器具,,拥有与与手相同同的适应应性及弹弹性的机机械手是是永远造造不出来来的但是就动动作之迅迅速,对对重物夹夹持的能能力,长长时间连连续动作作的能力力,机械械定位精精度之再再现性等等特性而而言,机机械手则则比人手手更胜一一筹.在自动组组立中,,80%%的动作作是<插插入>,,<加盖盖>,及及<回转转>等单单纯组合合,所以以机械手手不需要要像人手手那样灵灵巧也可可满足需需要(如如WD257//31R).机械手设设计之基基本条件件1.工件件之夹持持与放开开之机能能2.对工工件之约约束功能能机械手夹夹持工件件时,机机械手停停留,移移动及装装入过程程中,工工件之姿姿势不能能受外力力影响而而变化..机械手手必须具具备充分分之约束束力或具具有拘束束工件之之形状..3.工件件位置精精度之再再现性其机械手手设计,,是工件件与手夹夹之位置置关系在在一定精精度内具具有再现现的机能能.进阶手夹夹之必要要条件1.泛用用性在一定的的条件范范围内,,对形状状与尺寸寸不同的的工件,,具有如如前所述述基本必必要条件件之夹持持功能,,谓之手手夹之泛泛用性..2.手夹夹内有无无工件之之检出性性能.3.手夹夹内工件件之姿势势之检出出性能4.具有有控制手手夹对工工件夹持持力的机机能.以上所述述:进阶阶手夹中中的必要要条件之之2,3项可以以借助手手夹以外外的检出出装置进进行.机械手分分类手夹根据据夹持工工件方法法的不同同,可以以分为夹夹爪型手手夹,真真空吸著著型手夹夹与特殊殊手夹..夹爪型手手夹根据据夹爪之之开合方方式,手手夹之运运动轨迹迹及驱动动力,驱驱动机构构等,也也可以做做详细分分类.依夹爪开开闭之方方分类::a,单单开闭式式,b,,双开闭闭式,c,混合合开闭式式单开闭式式手夹固定夹可动夹工件气缸销固定基板板双开闭式式夹爪销工件混合开闭闭式手夹夹止动销一组类似似开闭式式卡爪,,在抓取取工件时时,其中中一支夹夹爪的前前进的动动作会被被止动销销挡住,,另外一一直持续续前进,,因此称称混合开开闭式手手夹按照其他他方式对对手夹做做区分1.运动动轨迹1.1..圆弧运运动1.2..圆弧平平行运动动1.3..直近平平行运动动2.依照照其驱动动机构分分类2.1凸凸轮式2.2..连杆式式2.3..齿轮齿齿条式3.吸著著型手夹夹3.1..真空吸吸著型3.2..磁铁吸吸著型((永久磁磁铁或电电磁铁,,需要顶顶出机构构)机械手使使用的问问题1.工件件在机械械手前端端手夹之之夹持下下,随着着机械臂臂做回转转运动,,当工件件与夹持持面保持持平衡时时受离心心力,切切线分力力等各种种力的影影响,很很难保证证原来的的形状,,因此需需要保证证足够的的夹持力力,如果果夹爪与与工件的的摩擦力力不足会会造成工工件往其其运动半半径方向向滑出..因此设设计夹爪爪不仅要要注意夹夹爪与工工件的摩摩擦力,,还要注注意设计计夹爪时时按照三三维空间间设计产品在组组装治具具中的定定位1.平面面定位((除了球球体,椭椭圆的特特殊形状状的工件件之外,,大部分分加工件件都有平平面部分分,此平平面可以以作为定定位基准准,本身身零件的的平面尺尺寸公差差需要满满足实际际需要))2.同心心定位3.分度度定位,,可以使使工件程程某一角角度定位位4.混合合定位治具规划划与设计计时检验验项目1.治具具加工时时注意其其功能,,精度要要求,材材质,热热处理,,体积大大小,重重量,毛毛边,及及余料之之程度2.根据据生产量量,短期期或长期期使用,,单日生生产量及及工件流流程等使使用条件件,在简简易式,,单动式式或自动动式夹治治具中做做适当选选择,以以符合生生产线之之需要..3.根据据治具使使用时所所使用的的工作母母机及组组立机的的种类,,加工顺顺序,使使用泛用用机或专专用机等等条件,,来决定定治具之之安装,,治具生生产前之之准备,,以及治治具之管管理方式式4.治具具设计是是否使作作业线作作业容易易,以提提高工作作效率..4.1..将零件件装入或或者取出出治具时时,是否否容易作作业?((这是自自动化的的第一步步)4.2..能否做做单动式式之治具具设计,,以单一一动作完完成定位位,定心心与夹紧紧之技能能.4.3..治具加加工时是是否可以以清楚的的看到加加工之状状态(防防止不良良品之发发生)治具规划划与设计计时检验验项目5.加工工之工件件是否容容易变形形或受伤伤6.治具具的功能能是否防防止逆向向零件装装入?((防止不不良发生生,也就就是我们们所说的的防呆作作用)7.能否否使治具具使用标标准零件件,例如如导柱导导套,定定位销等等(就是是我们所所谓的标标准化))8.治具具材料是是否容易易取得,,能否使使用库存存品?可可否在手手工或修修改作业业?9.将治治具装置置于工作作站之作作业台上上的定位位与锁紧紧,是否否可以短短时间内内达成??(标准准化)10.治治具相关关之工件件与工程程名称((或代号号,编号号),是是否刻写写在治具具上(治治具管理理)11.治治具不使使用时是是否方便便保管及及搬运((机治具具管理))治具精度度控制确保产品品精度的的先决条条件,是是要求治治具本身身的精度度,通常常治具的的精度一一定要高高于产品品精度的的10倍倍以上((理想值值,即是是治具制制作的容容许公差差是产品品公差的的十分之之一,))除了治治具的精精度以外外,还需需要注意意以下几几点.1.组成成治具的的零件,,材料及及加工方方式2.在工工件定位位为加紧紧作业中中,与加加工零件件所接触触的材料料及表面面处理应应适当的的考虑,,(比如如与零件件直接接接触的部部分是否否可以使使用较软软的材料料,或加加缓冲等等)3.治具具的构成成与装配配方式,,必须要要有适当当的定位位,使分分解后再再装配,,其精度度不会改改变.4.如果果有数台台相同的的治具,,确保其其精度相相同(均均在治具具之设计计容许的的公差范范围内)),不允允许工件件精度出出现偏差差是零件件之互换换性不良良另外治治具设设计必须须使工件件装入与与拆卸均均容易完完成治具装卸卸与机械械或作业业台是能能在短时时间内完完成,且且精度再再现性极极高标准件在在自动化化设备中中的作用用1.容易易使工件件精度提提高到一一个档次次2.节省省设计及及加工时时间,同同时也可可以降低低治具成成本3.易于于设备标标准化4.减少少超出产产品精精度之公公差的不不良品弹簧在设设备中的的作用1.缓和和冲击与与吸收振振动2.控制制运动::利用弹弹簧的弹弹力保持持零件之之间的接接触,以以控制机机构运动动,如离离合器,,凸轮机机构等3.储存存能量::利用弹弹簧的变变形储存存能量,,如公司司运用最最多的脱脱料功能能4.测量量力和力力矩,如如推力计计和张力力计弹簧在使使用中需需要注意意事项在弹簧压压缩圈数数较多((弹簧自自由高太太大)中中径较小小,即弹弹簧高度度比=弹弹簧自由由高度//弹簧中中径较大大时,外外载荷达达到一定定数值,,会使弹弹簧发生生侧向弯弯曲而丧丧失稳定定性,如如果弹簧簧的使用用超出其其高径比比时,可可以采用用导套导导柱限位位的方式式(如下下例)a,注意意弹簧使使用位移移量.b,弹簧簧负载弹弹簧簧负载==弹簧常常数×位位移量C.无弹弹簧导承承时,弹弹簧会发发生纵横横弯曲等等,弯曲曲内侧会会产生应应力,导导致弹簧簧损坏d,弹簧簧内径与与导向轴轴间隙较较小会产产生磨损损,较大大会产生生纵弯曲曲,建议议轴比内内径小