产品装配过程自动化.pptx

,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,单击此处编辑母版标题样式,第,6,章 产品装配过程自动化,装配是机械制造过程的最后环节。装配对,产品的成本和生产效率有着重要影响，研究和,发展新的装配技术，大幅度提高装配质量和装,配生产效率是机械制造工程的一项重要任务。,相对于加工技术而言，装配技术落后许多,，装配工艺已成为现代生产的薄弱环节。,因此，实现装配过程的自动化越来越成为,现代工业生产中迫切需要解决的一个重要问题,。,第,6,章 产品装配过程自动化,本章包括以下内容：,6.1,概述,6.2,自动装配工艺过程分析和设计,6.3,自动装配机,6.4,自动装配线,6.5,柔性装配系统,6.6,实例视频,6.1,概述,6.1.1,装配自动化在现代制造业中的重要性,6.1.2,装配自动化的发展概况,6.1.3,实现装配自动化的途径,6.1.1,装配自动化在现代制造业中的重要性,装配过程是机械制造过程中必不可少的,环节。人工操作的装配是一个劳动密集型的,过程。,据有关资料统计分析，随着先进制造技,术的应用，一些典型产品的装配时间占总生,产时间的,53%,左右，是花费最多的生产过程,，因此提高装配效率是制造工业中急需解决,的关键问题之一。,6.1.1,装配自动化在现代制造业中的重要性,同人工装配相比，装配自动化（,Assembly,Automation,）具备如下优点：,（,1,）,装配效率高，产品生产成本下降。尤其,是在当前机械加工自动化程度不断得到提高的情,况下，装配效率的提高对产品生产效率的提高具,有更加重要的意义。,（,2,）,自动装配过程一般在流水线上进行，采,用各种机械化装置来完成劳动量最大和最繁重的,工作，大大降低了工人的劳动强度。,6.1.1,装配自动化在现代制造业中的重要性,（,3,）,不会因工人疲劳、疏忽、情绪、技术不,熟练等因素的影响而造成产品质量缺陷或不稳定,。,（,4,）,自动化装配所占用的生产面积比手工装,配完成同样生产任务的工作面积要小得多。,（,5,）,在电子、化学、宇航、国防等行业中，,许多装配操作需要特殊环境，人类难以进入或非,常危险，只有自动化装配才能保障生产安全。,6.1.1,装配自动化在现代制造业中的重要性,随着科学技术的发展和进步，在机械制造,业，,CNC,，,FMC,，,FMS,的出现逐步取代了传统,的制造技术，它们不仅具备高度自动化的加工,能力，而且具有对加工对象的灵活性。,如果只有加工技术的现代化，没有装配技,术的自动化，,FMS,就成了自动化孤岛。,装配自动化的意义还在于它是,CIMS,的重,要组成部分。,6.1.2,装配自动化的发展概况,自动装配系统大致经历了,3,个发展阶段。,第一个阶段是采,用,如图,6.1,所示的传统,的,机械开环控制单元,。,例如，操作程序,由分配轴把操作时间,运动行程信息都记录,在凸轮上。,6.1.2,装配自动化的发展概况,第二个阶段的,自动装配系统如图,6.2,所,示。,控制单元采用了预调顺序控制器，或者,采用可编程序控制器，操作时间分配和运动,行程摆脱了机械刚性的控制方法。,由于采用微电子器件，各种信息都编制,在控制程序中，不仅调整方便，而且提高了,系统的可靠性。,6.1.2,装配自动化的发展概况,6.1.2,装配自动化的发展概况,发展到第三阶段，产生了所谓的,装配伺,服系统,（,Assembly,Servo System,）。,控制单元配备了带有智能电子计算机的,可编程序控制器，能发出改变操作顺序的信,号，根据程序给出的命令和反馈信息，使操,作条件或动作维持在设计的最佳状态。这种,自动装配系统,如图,6.3,所示。,6.1.2,装配自动化的发展概况,6.1.2,装配自动化的发展概况,对于精密零件的自动装配，必须提高夹具,的定位精度和装配工具的柔顺性。,为提高定位精度，可采用带有主动自适应,反馈的位置控制器，通过光电传感视觉设备、,接触压力传感器等对零件的定位误差进行测量,，并采用计算机控制的伺服执行机构进行修正,，这种伺服装配工具和夹具可进行精密装配。,目前，定位精度为,0.01mm,的自动装配机,已得以应用。,6.1.2,装配自动化的发展概况,产品更新周期的缩短，要求自动装配系,统（,Automatic Assembly System,）具有柔性响,应。,20,世纪,80,年代出现了柔性装配系统,（,Flexible Assembly System,，,FAS,）。,FAS,是一种计算机控制的自动装配系统，,它的主要组成是装配中心（,Assembly Center,）,和装配机器人（,Assembly Robot,），使装配过,程通过传感技术和自动监控实现了无人操作。,具有各种不同结构能力和智能的装配机器,人是,FAS,的主要特征。,6.1.2,装配自动化的发展概况,柔性装配是自动装配技术的发展方向，采用,柔性装配不仅可提高生产率、降低成本、保证产品,质量一致性，更重要的是能提高适应多品种小批量,的产品应变能力。,今后一段时间内，装配自动化技术将主要向以,下两方面发展。,（,1,）,与近代基础技术互相结合、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,。,6.1.3,实现装配自动化的途径,（,1,）产品设计时应充分考虑自动装配的,工艺性。,产品的结构、数量和可操作性决定了装,配过程、传输方式和装配方法。,机械制造的一个明确的原则就是“部件和,产品应该能够以最低的成本进行装配”。,因此，在不影响使用性能和制造成本的前,提下，合理改进产品结构往往可以极大地自,降低,动装配的难度和成本。,6.1.3,实现装配自动化的途径,工业发达的国家已广泛推行便于装配的,设计准则（,Design for Assembly,）。,该准则主要包含两方面的内容：,一,是尽,量减少产品中的单个零件的数量，,如图,6.4,所,示，结构方面的一个区别是分立方式还是集,成方式，集成方式可以实现元件最少，维修,也方便。,二,是改善产品零件的结构工艺性，层叠,式和鸟巢式的结构（,如图,6.5,所示）对于自动,化装配是有利的。,6.1.3,实现装配自动化的途径,6.1.3,实现装配自动化的途径,（,2,）研究和开发新的装配工艺和方法。,必须对自动装配技术和工艺进行深入的研究,，注意研究和开发自动化程度不一的各种装配方,法。如对某些产品，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，而不盲目追求,全盘自动化，这样有利于得到最佳经济效益。,此外，还应加强基础研究，如对合理配合间,隙或过盈量的确定及控制方法，装配生产的组织,与管理等，开发新的装配工艺和技术。,6.1.3,实现装配自动化的途径,（,3,）设计制造自动装配设备和装配机器人,。,要实现装配过程的自动化，就必须制造装配,机器人或者刚性的自动装配设备。,装配机器人是未来柔性自动化装配的重要工,具，是自动装配系统最重要的组成部分。各种形,式和规格的装配机器人正在取代人的劳动，特别,是对人的健康有害的操作以及特殊环境（如高辐,射区或需要高清洁度的区域）中进行的工作。,6.1.3,实现装配自动化的途径,刚性自动装配设备的设计，应根据装配产品,的复杂程度和生产率的要求而定。,一般三个以下的零件装配可以在单工位装配,设备上完成，超过三个以上的零件装配则在多工,位装配设备上完成。,自动装配设备必须具备高可靠性，研制阶段,必须进行充分的工艺试验，确保装配过程自动化,形式和范围的合理性。,6.2,自动装配工艺过程分析和设计,6.2.1,自动装配条件下的结构工艺性,6.2.2,自动装配工艺设计的一般要求,6.2.3,自动装配工艺设计,（书中解释）,6.2.1,自动装配条件下的结构工艺性,结构工艺性,是指产品和零件在保证使用,性能的前提下，力求能够采用生产率高、劳,动量小、材料消耗少和生产成本低的方法制,造出来。,自动装配工艺性好的产品零件，便于实,现自动定向、自动供料、简化装配设备、降,低生产成本。,因此，在产品设计过程中，应采用便于,自动装配的工艺性设计准则，以提高产品的,装配质量和工作效率。,6.2.1,自动装配条件下的结构工艺性,在自动装配条件下，零件的结构工艺性,应符合便于自动供料、自动传送和自动装配,三项设计原则。,1.,便于自动供料,2.,利于零件自动传送,3.,利于自动装配作业,1.,便于自动供料,自动供料包括零件的上料、定向、输送、分离,等过程的自动化。为使零件有利于自动供料，产品,的零件结构应符合以下各项要求。,（,1,）,零件的几何形状力求对称，便于定向处理。,（,2,）,如果零件由于产品本身结构要求不能对称，,则应使其不对称程度合理扩大，以便于自动定向。,如质量、外形、尺寸等的不对称性。,（,3,）,零件的一端做成圆弧形，这样易于导向。,（,4,）,某些零件自动供料时，必须防止镶嵌在一,起。如有通槽的零件，具有相同内外锥度表面时，,应使内外锥度不等，防止套入“卡住”。,2.,利于零件自动传送,装配基础件和辅助装配基础件的自动传,送，包括给料装置至装配工位以及装配工位,之间的传送。其具体要求如下所述。,（,1,）,为易于实现自动传送，零件除具有,装配基准面以外，还需考虑装夹基准面，供,传送装置装夹或支承。,（,2,）,零部件的结构应带有加工的面和孔,，供传送中定位。,（,3,）,零件外形应简单、规则、尺寸小、,重量轻。,3.,利于自动装配作业,（,1,）,零件的尺寸公差及表面几何特征应,保证按完全互换的方法进行装配。,（,2,）,零件数量尽可能少（,如图,6.6,所示）,，同时应减少紧固,件的数量。,3.,利于自动装配作业,（,3,）,尽量减少螺纹联接，采用适应自动,装配条件的联接方式，如采用粘接、过盈、,焊接等。,（,4,）,零件上尽可能采用定位凸缘，以减,少自动装配中的测量工作，如将压配合的光,轴用阶梯轴代替等。,3.,利于自动装配作业,（,5,）,基础件设计应为自动装配的操作留,有足够的位置。,例如自动旋入螺钉,时，必须为装配工具留,有足够的自由空间，,如,图,6.7,所示。,3.,利于自动装配作业,（,6,）,零件的材料若为易碎材料，宜用塑,料代替。,（,7,）,为便于装配，,零件装配表面应增加,辅助定位面，,如图,6.8,所示。,3.,利于自动装配作业,（,8,）,最大限度地采用标准件和通用件，,这样不仅可以减少机械加工，而且可以加大,装配工艺的重复性。,（,9,）,避免采用易缠住或易套在一起的零,件结构，不得已时，应设计可靠的定向隔离,装置。,3.,利于自动装配作业,（,10,）,产品的结构应能以最简单的运动,把零件安装到基准零件上去。最好是使零件,沿同一个方向安装到基础件上去，这样在装,配时没有必要改变基础件的方向，以减少安,装工作量。,（,11,）,如果装配时配合的表面不能成功,地用作基准，则在这些表面的相对位置必须,给出公差，且使在此公差条件下基准误差对,配合表面的位置影响最小。,6.2.2,自动装配工艺设计的一般要求,自动装配工艺比人工装配工艺设计要复杂得多,，通过手工装配很容易完成的工作，有时采用自动,装配却要设计复杂的机构与控制系统。,因此，为使自动装配工艺设计先进可靠，经济,合理，在设计中应注意如下几个问题。,（,1,）,自动装配工艺的节拍,。,（,2,）,除正常传送外宜避免或减少装配基础件,的位置变动,。,6.2.2,自动装配工艺设计的一般要求,（,3,）,合理选择装配基准面,。,（,4,）,对装配零件进行分类,。,（,5,）,关键件和复杂件的自动定向,。,（,6,）易缠绕零件的定量隔离。,（,7,）,精密配合副要进行分组选配,。,（,8,）装配自动化程度的确定。（书中解释）,（,1,）自动装配工艺的节拍,自动装配设备中，多工位刚性传送系统,多采用同步方式，故有多个装配工位同时进,行装配作业。,为使各工位工作协调，并提高装配工位,和生产场地的效率，必须要求各工位装配工,作节拍同步。,（,2,）宜避免或减少装配基础件的位置变动,自动装配过程是将装配件按规定顺序和,方向装到装配基础件上。,通常，装配基础件需要在传送装置上自,动传送，并要求在每个装配工位上准确定位,。因此，在自动装配过程中，应尽量减少装,配基础件的位置变动，如翻身、转位、升降,等动作，以避免重新定位。,（,3,）合理选择装配基准面,装配基准面,通常是精加工面或是面积大,的配合面，同时应考虑装配夹具所必需的装,夹面和导向面。,只有合理选择装配基准面，才能保证装,配定位精度。,（,4,）对装配零件进行分类,多数装配件是一些形状比较规则、容易,分类分组的零件。,按几何特性，零件可分为,轴类,、,套类,、,平板类,和,小杂件,四类。,再根据尺寸比例，每类又分为,长件,、,短,件,、,匀称件,三组。,经分类分组后，可采用相应的料斗装置,实现装配件的自动供料。,（,5,）关键件和复杂件的自动定向,形状比较规则的多数装配件可以实现自,动供料和自动定向。,对于一些自动定向十分困难的关键件和,复杂件，为不使自动定向机构过分复杂，采,用手工定向或逐个装入的方式，在经济上更,合理。,（,7,）精密配合副要进行分组选配,自动装配中精密配合副的装配由选配来,保证，根据配合副的配合要求（如配合尺寸,、质量、转动惯量等）来确定分组选配，一,般可分,3,20,组。,分组数多，配合精度越高，选配、分组,、储料的机构越复杂，占用车间的面积和空,间尺寸也越大。因此，一般分组不宜太多。,6.2.3,自动装配工艺设计过程,1.,产品分析和装配阶段的划分,2.,基础件的选择,3.,对装配零件的质量要求,4.,拟定自动装配工艺过程,5.,确定自动装配工艺的工位数量,6.,确定各装配工序时间,7.,自动装配工艺的工序集中,8.,自动装配工艺过程的检测工序,6.3,自动装配机,装配机是一种按一定时间节拍工作的机械,化的装配设备，有时也需要手工装配与之配合,。装配机所完成的任务是把配合件往基础件上,安装，并把完成的部件或产品取下来。,随着自动化的向前发展，装配工作（包括,至今为止仍然靠手工完成的工作）可以利用机,器来实现，产生了一种自动化的装配机械，即,实现了装配自动化。,6.3,自动装配机,自动装配机械按类型分，可分为单工位装配,机与多工位装配机两种。为了解决中小批量生产中,的装配问题，人们进一步发明了可编程的自动化装,配机，即装配机器人。它的应用不再是只能严格地,适应一种产品的装配，而是能够通过调整完成相似,的装配任务。,6.3.l,单工位自动装配机,6.3.2,多工位自动装配机,6.3.3,工位间传送方式,6.3.4,装配机器人,6.3.l,单工位自动装配机,单工位装配机是指这样的装配机：它只有,单一的工位，没有传送工具的介入，只有一种,或几种装配操作。,这种装配机的应用多限于只由几个零件组,成而且不要求有复杂的装配动作的简单部件。,在这种装配机上同时进行几个方向的装配,是可能的而且是经常使用的方法。这种装配机,的工作效率可达到每小时,30,12000,个装配动,作。,6.3.l,单工位自动装配机,单工位装配机在一个工位上执行一种或几,种操作，没有基础件的传送，比较适合于在基,础件的上方定位并进行装配操作。,其优点是结构简单，可以装配最多由,6,个,零件组成的部件。,通常适用于两到三个零部件的装配，装配,操作必须按顺序进行。,6.3.l,单工位自动装配机,这种装配机的典型应用范围是电子工业和,精密工具行业，例如接触器的装配。,这种装配,机用于螺钉旋,入、压入联接,的例子,如图,6.12,所示。,6.3.2,多工位自动装配机,对三个零件以上的产品通常用多工位装配,机进行装配，装配操作由各个工位分别承担。,多工位装配机需要设置工件传送系统，传,送系统一般有,回转式,或,直进式,两种。,如图,6.13,所示为供料设备在回转式自动装,配机上的两种不同布置。对进料设备的具体,布置是由零件的定位和供料方向决定的，因,此有不同的空间需求。,6.3.2,多工位自动装配机,6.3.2,多工位自动装配机,如图,6.13,（,a,）,所示表示零件定位和进料,方向是一致的，采用这种布置时，进料轨道可,以通过回转工作台的中心。,如图,6.13,（,b,）,所示表示零件定位和进料方,向成,90,夹角，采用这种布置时，进料轨道应,放在与回转工作台相切的位置，以便保持零件,的正确装配位置。,回转式布置会形成回转工作台上若干闲置,工位，直进式传送设备也有类似的情况。,6.3.2,多工位自动装配机,多工位自动装配机的控制一般有行程控制,和时间控制两种。,行程控制常常采用标,准气动元件，其优点是大,多数元件可重复使用。,如图,6.14,所示为一台,简单的气动回转式多工位,装配机示意图。,6.3.2,多工位自动装配机,该装配机由气动装置驱动，包括回转式工,作台、两零件进料工位和一台冲压机。,由电动机驱动的多工位装配机，常用分配,轴凸轮控制装配机的动作，属于时间控制。,许多自动装配机以电动机为主结合气动装,置。传送装置通常由电动机驱动，而处理装置,、进料装置是气动的。,回转式装配机中较典型的形式是槽轮或凸,轮驱动。,6.3.3,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。,如图,6.15,所示为带,往复式装配工作头的连,续传送方式。,6.3.3,工位间传送方式,装配基础件连续传送，工位上装配的工作,头也随之同步移动。,对直线型传送装置，工作头需作往复移动,；对回转式传送装置，工作头需作往复回转。,装配过程中，工件连续恒速传送，装配作,业与传送过程重合，故生产速度高，节奏性强,，但装配时工作头和工件之间相对定位有一定,困难。,目前除小型简单工件采用连续传送方式外,，一般都使用间歇式传送方式。,6.3.3,工位间传送方式,间歇传送中，装配基础件由传送装置按节,拍时间进行传送，装配对象停在装配工位上进,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，避免装配作业受传送平,稳性的影响。,按节拍时间特征，间歇传送方式又可以分,为,同步传送,和,非同步传送,两种。,6.3.3,工位间传送方式,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的节拍时间都同时向下,一工位移动。,对小型工件来说，由于装配夹具比较轻,小，传送时间可以取得很短，因此实用上对,小型工件和节拍小于十几秒的大部分制品的,装配，可采取这种固定节拍的同步传送方式,。,6.3.3,工位间传送方式,非同步传送方式不但允许各工位速度有所波,动，而且可以把不同节拍的工序组织在一个装配线,中，使平均装配速度趋于提高，而且个别工位出现,短时间可以修复的故障时不会影响全线工作，设备,利用率也得以提高，适用于操作比较复杂而又包括,手工工位的装配线。,实际使用的装配线中，各工位完全自动化常常,是没有必要的，因技术上和经济上的原因，多数以,采用一些手工工位较为合理，因而非同步传送方式,采用得越来越多。,6.3.4,装配机器人,一般来说，要实现装配工作，可以用人,工、专用装配机械和机器人三种方式。,如果以装配速度来比较，人工和机器人,都不及专用装配机械。,如果装配作业内容改变频繁，那么采用,机器人的投资将要比专用装配机械经济。,此外，对于大量、高速生产，采用专用,装配机械最有利。但对于大件、多品种、小,批量、人力又不能胜任的装配工作，则采用,机器人最合适。,6.3.4,装配机器人,能适应自动装配作业需要的机器人应具,有工作速度和可靠性高、通用性强、操作和,维修容易、人工容易介入，以及成本及售价,低、经济合理等特点。,装配机器人可分为,非伺服型,和,伺服型,两,大类。,非伺服型装配机器人,指机器人的每个坐标,的运动通过可调挡块由人工设定，因而每个,程序的可能运动数目是坐标数的两倍。,6.3.4,装配机器人,伺服型装配机器人,的运动完全由计算机控,制，在一个程序内，理论上可有几千种运动。,伺服型装配机器人不需要调整终点挡块，,不管程序改变多少，都很容易执行。,非伺服型和伺服型装配机器人都是微处理,器控制的。,在非伺服机器人中，它控制的只是动作的,顺序；而对伺服机器人，每一个动作、功能和,操作都是由微处理器控制的,。,6.3.4,装配机器人,机器人的驱动系统，传统上的做法是伺服,型采用液压的，非伺服型采用气动的。,现在的趋势是用电气系统作为主驱动，特,别是新型机器人。,只有一些大功率的机器人现在和将来都要,用液压驱动。气动系统装配质量较小、功率较,小、噪声较小、整洁、结构紧凑，对柔性装配,系统（,FAS,）来说更为合适。,非伺服型采用可调终点挡块，能获得很高,的精度，因此可应用它进行精密调整。,6.3.4,装配机器人,如图,6.16,所示为,SCARA,型装配机器人外形,图，这种机器人已广泛应,用于自动装配领域。,装配机器人的控制方,式有,点位式,、,轨迹式,、,力,（力矩）控制方式,和,智能,控制方式,等。,6.3.4,装配机器人,装配机器人主要的控制方式是,点位式,和,力,（力矩）控制方式,。,对于点位式而言，要求装配机器人能准确,控制末端执行器的工作位置，这种方式比较简,单。,力（力矩）控制方式要求装配机器人在工,作时，除了需要准确定位外，还要求使用适度,的力和力矩进行工作，装配机器人系统中必须,有力（力矩）传感器。,6.4,自动装配线,6.4.1,自动装配线的概念和组合方式,6.4.2,自动装配线对输送系统的要求,6.4.3,自动装配线与手工装配点的集成,6.4.1,自动装配线的概念和组合方式,自动装配线是在流水线的基础上逐渐发,展起来的机电一体化系统，是综合应用了机,械技术、计算机技术、传感技术、驱动技术,等技术，将多台装配机组合，然后用自动输,送系统将装配机相连接而构成的。,它不仅要求各种加工装置能自动完成各,道工序及工艺过程，而且要求在装卸工件、,定位夹紧、工件在工序间的输送甚至包装都,能自动进行。,6.4.1,自动装配线的概念和组合方式,自动装配线的组合方式有,刚性的,和,松散的,两种,形式。,如果将零件或随行夹具由一个输送装置直接从,一台装配机送到另一台装配机，就是刚性组合，但,是，应尽可能避免采用刚性组合方式。,松散式组合需要进行各输送系统之间的相互连,接，输送系统要在各装配机之间有一定的灵活性和,适当的缓冲作用，自动装配线应尽可能采用松散式,组合。这样，当单台机器发生故障时，可避免整个,生产线停工。,6.4.2,自动装配线对输送系统的要求,自动装配线对其输送系统有以下两个基本,要求,.,（,1,）产品或组件在输送中能够保持它的,排列状态。（,2,）输送系统有一定的缓冲量。,如果装配的零件和组件在输送过程中不,能保持规定的排列状态，则必须重新排列。,但对于装配组件的重排列，在形式和准,确度方面，一般是很难达到的，而且重排列,要增加成本，并可能导致工序中出现故障，,因此要尽量避免重排列。,6.4.2,自动装配线对输送系统的要求,如图,6.17,（,a,）,所示中，部件能以一个工件排,列形式被输送，无随行夹具，可保持它的排列状,态；在输送中，如果需要工件保持有次序的位置,，那么，就要设计随行夹具。,随行夹具在装配操作中没有作用，只是简单,地固定工件或部件，使有次序的位置不会丧失。,如图,6.18,所示为一个简单的随行夹具，它适,用于,如图,6.17,（,b,）,所示的组件。使用随行夹具,时，需要输送系统具有向前和返回的布置。,6.4.2,自动装配线对输送系统的要求,6.4.2,自动装配线对输送系统的要求,对于较大的组件，靠输送机输送带的长度不,能达到要求的缓冲容量时，可以使用多层缓冲器,。,为了增大装配线的利用率，不仅需要在输送,带上载有缓冲零件的随行夹具，而且也要在缓冲,返回运动中输送带上载有空的随行夹具，这样才,能保证在第二台装配机上发生短期故障时第一台,装配机不因缺少空的随行夹具而停止工作。,6.4.2,自动装配线对输送系统的要求,如图,6.19,所示,为一台回转式装配,机和一台直进式装,配机的联合布置的,工作方式。,6.4.2,自动装配线对输送系统的要求,如图,6.19,所示，装配机,上装配的组件，,由移位装置将它传送到,位置。气缸将组件从,位置移到输送带上输送走。,装配机,的处理装置将输送系统端部,b,位,置的组件移动，并放入装配机,的随行夹具内,。此时，气缸将空的随行夹具载体横向推在输,送系统返回输送带上，通过横向运动回到端部,的承载工位。,6.4.3,自动装配线与手工装配点的集成,在自动装配线内常常加入手工装配点，,这是由于零件的设计或定向定位的原因，这,些零件不能自动排列、自动供料，必须要以,手动方法来操作；或由于装配工作有很复杂,的操作，采用自动化很不经济，必须设置不,同结构的手工装配点。,1.,供应零件的手工装配点,2.,手工装配工作点,1.,供应零件的手工装配点,手工排列和手动供料，提高了装配线的可,靠性，但对循环时间短于,5s,的装配机，工人很,难适应这样的节奏。为从固定的周期中获得有,限量的灵活性，就必须在自动工位的前面安装,合适的设备。,如图,6.20,所示为三种不同的设计方案。,1.,供应零件的手工装配点,1.,供应零件的手工装配点,如图,6.20,（,a,）,所示为在一台回转式装配机前,面的手动工位处，连接一台具有较大数量的第二,分度台，此分度台和装配机的分度装置按次序进,行工作。,工人将待处理件手工放在分度台的零件夹具,内，然后装配机的移置机构将此零件移动放入装,配机的夹具内。,在第二分度台内，排列一定数量的随行夹具,，在手工放置零件和自动移置零件之间就形成了,一定的缓冲效应，工人在工作节奏上可得到一定,的自由度。,1.,供应零件的手工装配点,如果手工处理的零件能通过输送带由移置,机构输送到取出点而不会改变已排列的位置，,那么装配机前面安装输送带即可不受节奏约束,，工人即可由于缓冲效应而得到一定程度的自,由度。,如图,6.20,（,b,）,所示，在手工放置零件的操,作点和装配机的自动移置零件之间有缓冲区。,1.,供应零件的手工装配点,如图,6.20,（,c,）,所示，工人将堆积的零件排,列在槽式料斗内，为获得缓冲效应，在一台旋,转装置上排列两个槽式料斗。,满载的料斗位置向着装配机，其中的零件,由装配机的移置机构从槽式料斗底部取出并放,在装配机的工件夹具内；空料斗面向工人操作,位置，工人在空料斗内排列零件。,当面向装配机料斗的零件被取完后，旋转,装置启动，将两个料斗换位。,2.,手工装配工作点,联动零件或高度弯曲零件等的装配操作很,困难，如果它们不能在自动工位上的循环时间,内完成，那么就必须在装配机外边进行手工操,作。,所需的手工装配点，最适合于并在联合各,装配机的输送系统中。,如图,6.21,所示，此种工件只能借助于随行,夹具输送，假如装配机循环时间为,3s,，而手工,装配点的工作量为,9s,，那么在输送系统中应包,含三个并列的手工工位。,2.,手工装配工作点,6.5,柔性装配系统,6.5.1,柔性装配系统的组成,6.5.2,基本形式及特点,1.,柔性装配系统的基本形式,2.,柔性装配系统的特点,6.5.3,柔性装配系统应用实例,6.5.1,柔性装配系统的组成,产品更新周期缩短、批量减小、品种增,多，要求自动装配系统具有柔性响应，进而,出现了柔性装配系统（,Flexible Assembly,System,，,FAS,）。,柔性装配系统具有相应的柔性，可对某,一特定产品的变型产品按程序编制的随机指,令进行装配，也可根据需要增加或减少一些,装配环节，在功能、功率和几何形状允许范,围内，最大限度地满足一簇产品的装配。,6.5.1,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,构成,。,外围设备包括灵活的,物料搬运系统,、,零件自动,供料系统,、,工具自动更换装置,及,工具库,、,视觉系,统,、,基础件系统,、,控制,和,计算机管理系统,等。,柔性装配系统能自动装配中小型、中等复杂程,度的产品，如电动机、水泵、齿轮箱等，特别适应,于中、小批量产品的装配，可实现自动装卸、传,送、检测、装配、监控、判断、决策等功能。,1.,柔性装配系统的基本形式,柔性装配系统通常有两种形式：一种是,模块积木式柔性装配系统；另一种是以装配,机器人为主体的可编程柔性装配系统。,柔性装配系统按其结构又可分为以下,3,种,:,（,1,）柔性装配单元,（,Flexible Assemble,Cell,，,FAC,）。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。,1.,柔性装配系统的基本形式,（,2,）多工位的柔性同步系统,。这种系统各,自完成一定的装配工作，由传送机构组成固定,或专用的装配线，采用计算机控制，各自可编,程序和可选工位，因而具有柔性。,（,3,）组合结构的柔性装配系统,。这种结构,通常要具有三个以上装配功能，是由装配所需,的设备、工具和控制装置组合而成，可封闭或,置于防护装置内。例如，安装螺钉的组合机构,是由装在箱体里的机器人送料装置、导轨和控,制装置组成，可以与传送装置联接。,2.,柔性装配系统的特点,总体来说，柔性装配系统有以下特点。,（,1,）,系统能够完成零件的自动运送、自,动检测、自动定向、自动定位、自动装配等,作业，既适用于中、小批量的产品装配，也,适用于大批量生产中的装配。,（,2,）,装配机器人的动作和装配的工艺程,序，能够按产品的装配需要，迅速编制成软,件，存储在数据库中，所以更换产品和变更,工艺方便迅速。,2.,柔性装配系统的特点,（,3,）,装配机器人能够方便地变换手指和,更换工具，完成各种装配操作。,（,4,）,装配的各个工序之间，可不受工作,节拍和同步的限制。,（,5,）,柔性装配系统的每个装配工段，都,应该能够适应产品变种的要求。,（,6,）,大规模的,FAS,采用分级分布式计算,机进行管理和控制。,2.,柔性装配系统的特点,严格说来，只有手工装配才是柔性的，而,机器人模拟人的手工技巧和感观智能进行自动,装配都只能达到一定的限度，人的手臂能实现,大约,50,个自由度，而装配机器人在实际应用中,只有,4,6,个自由度，所以,FAS,的柔性还是有限,度的。,装配是一项复杂的工作，有些情况下还需,要人的参与，人作为生产元素，主要体现在管,理、检查和设计环节中。,6.5.3,柔性装配系统应用实例,装配机器人是柔性装配系统中的主动部,分，选择不同结构的机器人可以组成适应不,同装配任务的柔性装配系统。,如图,6.23,所示为用于电子元件等小部件装,配的柔性装配系统。,工件托盘是圆柱形的塑料块，塑料块中,有一块永久磁铁。借助磁铁的吸力，工件托,盘可以被传送钢带带着走，如发生堵塞，工,件托盘则在钢带上打滑，利用这一点就形成,了一个小的缓冲仓。,6.5.3,柔性装配系统应用实例,6.5.3,柔性装配系统应用实例,如图,6.23,所示，在装配工位上，工件托盘,可以用一个销子准确地定位，其可以由一鼓,形的储备仓供给。,钢带可以在两个方向运动（即托盘的运,动）。,配合件可以由外部设备（例如振动送料,器）供应。,在这样的装配系统上，根据装配工艺的,需要，也可以配置多台机器人。,6.5.3,柔性装配系统应用实例,为了实现印制电路板的自动化装配，开发,了许多种装配机（有些使用机器人，有些没有,使用机器人）。有些是高度专用化的，可以达,到很高的工作效率；另外一些考虑到适应不同,装配任务的需要而具有较高的可调性。,如图,6.24,所示是一种变种结构，这种结构,方式的特点是机器都作直角坐标运动，在一个,装配间里可以平行安置若干台机器人协同工作,，机器人可以作为一个功能模块来更换。,6.5.3,柔性装配系统应用实例,宝马生产线,（,22.24,）,定时器自动装配线（,5.46,）,发动机自动装配及工作原理（,5.43,）,卡簧自动装配机（,0.59,）,璃瓶自动生产线（,2.35,）,码垛机（,6.11,）,码垛机 缠绕机（,2.46,）,汽车车身自动焊接线（,3.27,）,汽车外覆件自动冲压线（,1.48,）,全自动双层袋生产线,(4.07),柔性自动化装配线,(7.02),神奇的戴尔麦克工业机械手,(6.04),数控全自动钢筋桁架模板焊接生产线,(1.51),装配机,(1.25),