机械制造自动化技术（第4版）课件：装配自动化

装配自动化机械装配是机械制造系统的重要组成环节,各种零部件(包括自制的、外购的和外协的)都需要经过正确的装配,才能形成最终产品。机械装配的效率和质量直接影响着整个制造系统的生产率和产品的总成本,但由于机械装配技术一直落后于机械加工技术,机械装配过程已成为自动化制造系统的薄弱环节。·发展趋势--与近代基础技术互相结合、渗透，提高自动装配装置的性能。--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基本概况☆装配作业基本概念零件：组成机器的最小单元，一般不能再进行结构上的分解。套件：在一个基准零件，装上一个或若干个零件，成为最小装配单元。----套装基础件组件：由一个或若干个套件或零件装配而成。但仍不具有独立功能。----组装部件：由若干个组件、套件和零件由一个或若干个套件或零件装配而成。但仍不具有独立功能。----部装在一个基准零件上，装上若干个部件、组件、套件和零件就成为机器。----总装第一节基本概况机器装配系统图破碎机装配第一节基本概况机器装配连接方法第一节基本概况第一节基本概况机器装配连接方法机器装配连接方法第一节基本概况各种联接方法的经济特性第一节基本概况典型的联接动作要求第一节基本概况典型的联接动作要求第一节基本概况典型的联接动作要求第一节基本概况三、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，生产成本降低装配自动化的内容--自动给料--自动传送--自动装配第一节基本概况四、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。第一节基本概况一、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改进零部件装配工艺性第二节自动装配工艺过程分析改进零部件装配工艺性第二节自动装配工艺过程分析改进零部件装配工艺性第二节自动装配工艺过程分析改进零部件装配工艺性第二节自动装配工艺过程分析改进零部件装配工艺性第二节自动装配工艺过程分析改进零部件装配工艺性第二节自动装配工艺过程分析二、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、辅助设备以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）类型及其特点第三节自动装配原理常用传送设备（机构）的结构形式及特点第三节自动装配原理常用传送设备（机构）的结构形式及特点第三节自动装配原理常用传送设备（机构）的结构形式及特点第三节自动装配原理第三节自动装配原理常用传送设备（机构）的结构形式及特点第三节自动装配原理2．装配件的定位 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。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.自动检测为使装配工作正常进行并保证装配质量，在大部分装配工位后一般均宜设置自动检测工位，将检测结果转换为信号输出，经放大或直接驱动控制装置，使必要的装配动作能够联锁保护，保证装配过程安全可靠。·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，一般可分为十类。·装配过程中的自动检测,按作用分有主动检测和被动检测两类。2.自动控制自动装配系统的控制系统的基本设计要求。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。（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。第四节自动装配机械电机转子装配轻触开关自动装配回转式装配轴承装配二、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。电钻手工装配第四节自动装配机械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。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、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、基本型式