机械装配自动化.pptx

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1、 第六节第六节 机器装配的自动化机器装配的自动化 内容简介内容简介1、自动化装配概述自动化装配概述2、自动装配机自动装配机3、装配机器人装配机器人4、自动装配线自动装配线5、柔性制造系统柔性制造系统1.概述概述v（1）什么是机械装配及装配自动化 机械装配是按规定的精机械装配是按规定的精度和技术要求，将构成机器度和技术要求，将构成机器的零件结合成组件、部件和的零件结合成组件、部件和产品的过程。装配是机器制产品的过程。装配是机器制造中的后期工作，是决定产造中的后期工作，是决定产品质量的关键环节。品质量的关键环节。 装配自动化：是指对某装配自动化：是指对某种产品用某种控制方法和手种产品用某种控制方法

2、和手段，通过执行机构，使其按段，通过执行机构，使其按预先规定的程序自动地进行预先规定的程序自动地进行装配，而无需人直接干预的装配，而无需人直接干预的过程。过程。 减速器装配图1.概述概述 （2 2）机械装配自动化的必要性：）机械装配自动化的必要性： 在机械制造工业中，在机械制造工业中，20%20%左右的工左右的工作量是装配，有些产品的装配工作作量是装配，有些产品的装配工作量可达到量可达到70%70%左右。但装配又是在左右。但装配又是在机械制造生产过程中采用手工劳动机械制造生产过程中采用手工劳动较多的工序。由于装配技术上的复较多的工序。由于装配技术上的复杂性和多样性，所以，装配过程不杂性和多样性

3、，所以，装配过程不易实现自动化。近年来，在大批大易实现自动化。近年来，在大批大量生产中，加工过程自动化获得了量生产中，加工过程自动化获得了较快的发展，大量零件自动化高速较快的发展，大量零件自动化高速生产出来后，如果仍由手工装配，生产出来后，如果仍由手工装配，则劳动强度大、效率低、质量也不则劳动强度大、效率低、质量也不能保证。为了保证产品质量及其稳能保证。为了保证产品质量及其稳定性，改善劳动条件，提高劳动生定性，改善劳动条件，提高劳动生产率，降低生产成本。机械自动化产率，降低生产成本。机械自动化系统应运而生！系统应运而生！效率低效率低质量不能保证质量不能保证劳动强度劳动强度大大例如：假如以下仍使

4、用手工装配1.概述概述 （3 3）机械装配自动化的主要内容：）机械装配自动化的主要内容： 装配自动化的目的装配自动化的目的 保证产品装配质量和稳定性，提高生产率，降低生产成本，改善劳动条件。自动传送自动传送自动给料自动给料自动装配自动装配自动控制自动控制1.概述概述 自动传送自动传送 自动传送装置主要自动传送装置主要有回转工作台、链式传送有回转工作台、链式传送装置和非同步的夹具式链装置和非同步的夹具式链传送装置等。各种传送装传送装置等。各种传送装置可供基础件直接定位或置可供基础件直接定位或用随行夹具定位。用随行夹具定位。回转工作台链式传送装置返回自动给料自动给料 有料仓给有料仓给料和料斗给料料

5、和料斗给料两种基本类型，两种基本类型，其结构和特点其结构和特点与机床上下料与机床上下料装置相似。装置相似。1.概述概述料仓返回1.概述概述自动装配：自动装配： 自动装配作业包括自动清洗、平衡、分选、装入、联自动装配作业包括自动清洗、平衡、分选、装入、联接和检测等，有时还包括成品包装和一些辅助的加工工序。接和检测等，有时还包括成品包装和一些辅助的加工工序。 清洗自动化是将零件自动输送到清洗机内，按规定程序自动完成清洗作业，然后输送到下一工序。 自动平衡的特点是在测出不平衡量的大小与相位后，用自动去重或配重的方法求得平衡。常用的去重方法是通过转削或铣削将不平衡量去除；对于小型的精密零件（如陀螺仪转

6、子等），不平衡量很小，可用激光气化方法去除。自动配重是根据不平衡量的大小自动选取相应重量级别的平衡块，用焊接或胶接方法固定在被平衡零件的相应位置上。 自动分选是通过自动测量测出零件的配合尺寸，并按规定的几组公差带将零件自动分组，使各对应组内相互配合的零件实现互换装配。自动分选是采用选配法装配之前的必要工序，在自动分选机上进行。 自动装入是自动装配作业中最基本的工序，有重力装入、机械推入和机动夹入3种方式,可按具体情况选择。采用较多的是机械推入和机动夹入，先将零件夹持，保持正确定向，在基础件上对准，再由装入工作头缓慢进给，将其装入基础件内。 自动检测常见的检测项目有：装配过程中的检测，如检查是否

7、缺件，零件方向和位置是否正确和夹持是否可靠等；装配后的部件或产品的性能检测，如轴的振摆、回转运动精度、传动装置的反向间隙、起动和回转扭矩、振动、噪声以及温升等。将实测结果与检测的标准相对比，以决定合格与否。装配过程中出现不合格情况时，便自动停止装配，并发出信号。有关产品性能的实测数据常由自动打印机输出备查。返回1.概述概述自动控制自动控制 自动装配中各种传送、给料和自动装配中各种传送、给料和装配作业的程序以及相互协调必须依靠装配作业的程序以及相互协调必须依靠控制系统。常用的是由凸轮、杠杆、弹控制系统。常用的是由凸轮、杠杆、弹簧和挡块等机构组成的固定程序的控制簧和挡块等机构组成的固定程序的控制系

8、统，但当装配的部件或产品的结构有系统，但当装配的部件或产品的结构有较大的改变时便不能适应。如采用数字较大的改变时便不能适应。如采用数字控制系统，在装配件改变时容易调整工控制系统，在装配件改变时容易调整工序。特别是微处理机或电子计算机，具序。特别是微处理机或电子计算机，具有记忆和逻辑运算功能，可存贮各种工有记忆和逻辑运算功能，可存贮各种工作程序，供随时调用。这种控制系统适作程序，供随时调用。这种控制系统适用于中小批量的多品种自动装配。用于中小批量的多品种自动装配。 数控机床CK61501.概述概述 （4）装配自动化的基本要求：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

9、标准化、通用化程度较高。 生产纲领稳定是装配自动化的必要条件，而年产量大批量大可提高设备的使用率；标准化、通用化程度高可缩短设计、制造周期，降低生产成本。1.概述概述2. 2.产品具有较好的自动装配工艺：产品具有较好的自动装配工艺： （1) 1)尽量要做到结构简单，装配零件少尽量要做到结构简单，装配零件少 （2) 2)装配基准面和主要配合面形状规则，定位精度易保证装配基准面和主要配合面形状规则，定位精度易保证 （3) 3)运动副应易于分选，便于达到配合精度运动副应易于分选，便于达到配合精度 （4) 4)主要零件形状规则、对称，易于实现自动定向等主要零件形状规则、对称，易于实现自动定向等3. 3

10、.实现装配自动化以后，经济上合理，生产成本降低。实现装配自动化以后，经济上合理，生产成本降低。1.概述概述 （5）机械装配自动化的发展历程：机械装配自动化的发展历程： 国外从国外从2020世纪世纪5050年代开始发展了装配过年代开始发展了装配过程的自动化，程的自动化，6060年代发展了数控装配机、自年代发展了数控装配机、自动装配线，动装配线，7070年代机器人已应用在装配过程年代机器人已应用在装配过程中，近年来又研究应用了柔性装配系（中，近年来又研究应用了柔性装配系（FASFAS）等。今后趋势是装配自动化作业与仓库自动等。今后趋势是装配自动化作业与仓库自动化系统等连接起来，进一步提高机械制程的

11、化系统等连接起来，进一步提高机械制程的质量和劳动生产率。质量和劳动生产率。 接下来我们将依次了解接下来我们将依次了解自动装配机、装自动装配机、装配机器人、自动装配线、柔性制造系统配机器人、自动装配线、柔性制造系统 返回2 2、自动装配机、自动装配机 自动装配机配合部分机自动装配机配合部分机械化的流水线和辅助设备实械化的流水线和辅助设备实现了局部自动化装配和全自现了局部自动化装配和全自动化装配。动化装配。 自动装配机因工件输送自动装配机因工件输送方式不同可分为回转型、直方式不同可分为回转型、直进型等几类，根据工序繁简进型等几类，根据工序繁简不同，又可分为单工位、多不同，又可分为单工位、多工位结构

12、。工位结构。铰链自动装配机分动式自动装配机 2 2、自动装配机、自动装配机（1）.单工位装配机： 单工位装配机是指工位单一，通常没有基础件的传送，只有一种或几种装配操作的机器，多限于装配动作简单的零部件。1-螺钉 2-送料单元 3-机架4-旋入工作头 5-夹具 单工位装配机比较适合于在基础件的上方定位并进行装配操作，即基础件布置好后，另一个零件的进料和装配也在同一台设备上完成。2 2、自动装配机、自动装配机单工位装配机需与随行夹具配合使用。图a：装配位置。图b：出料。 1-出料轨道 2-滑板 3-挡块 4-起出器2 2、自动装配机、自动装配机（2）多工位装配机一、回转型自动装配机：是一种装配对

13、象回转输送的装配机，回转台是核心部件，联接和上下料设备采用凸轮集中控制。它通过行星轮回转到不同工位，进行装配。圆形回转台式装配机1-机架2-工作台3-回转台4-联接工位5-上料工位6-操作人员1-刚性中心立柱2-工作单元3-托架4-杠杆和顶杆5-凸轮轴6-机架7-行星轮(连续回转)2 2、自动装配机、自动装配机二、直进型自动装配机： 这是一种装配基础件或随行夹具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。它包括垂直型夹具升降台返回的直进型装配机和水平型夹具水平面返回直进型装配机。1-工作头安装台面2-工作头3-夹具安装板4-链板2 2、自动装配机、自动装配机三、

14、环行型自动装配机： 环行式是装配对象沿水平环行传送，各工位环行配列，没有大量空夹具返回，近似回转式。1-工作头2-随行夹具3-基础件4-空夹具返回5-装配成品返回3 3、装配机器人、装配机器人v 自动装配机配合部分手工操作和机械辅助自动装配机配合部分手工操作和机械辅助设备，可以完成某些部件装配工作的要求。但设备，可以完成某些部件装配工作的要求。但是，在仪器仪表、汽车、手表、电动机、电子是，在仪器仪表、汽车、手表、电动机、电子元件等生产批量大、要求装配相当精确的产品元件等生产批量大、要求装配相当精确的产品装配时，不仅要求装配机更加准确和精密，而装配时，不仅要求装配机更加准确和精密，而且应具有视觉

15、和某些触觉传感机构，反应更灵且应具有视觉和某些触觉传感机构，反应更灵敏，对物体的位置和形状具有一定的识别能力敏，对物体的位置和形状具有一定的识别能力。这些功能一般自动装配机很难具备，而装配。这些功能一般自动装配机很难具备，而装配机器人完全具备这些功能。机器人完全具备这些功能。 装配机器人装配机器人是指为完成装配作业而设计的工业机器人。装配机器人是柔性自动化装配系统的核心设备，由机器人操作机、控制器、末端执行器和传感系统组成。与一般工业机器人相比，装配机器人具有精度高、柔顺性好、工作范围小、能与其他系统配套使用等特点，主要用于各种电器的制造行业。关节装配机器人喷涂机器人装配机器人3 3、装配机器

16、人、装配机器人世界装配机器人的发展状况 从装配机器人的推广应用角度来看，机器人的发展大致经历了技术发展和探索的“ 起步” 阶段， 在技术有所突破之后的“ 推广” 应用阶段和被产业界接受之后的“ 普及” 阶段， 只不过因为各个国家情况不同， 机器人发展过程中这三个阶段的时间先后和各阶段时间的长短并不一样，下表说明了一些国家的机器人的发展情况。可以看出， 中国的机器人技术和机器人应用水平总体上还处于很落后的状态。表1-1 各国机器人的发展阶段表3 3、装配机器人、装配机器人一般来说，装配机器人系统可按功能分为下面五个部分: a)机械本体:包括机身、框架、机械连接等内在的支持结构。b)动力部分:包括电源、电动机等执行元件及其驱动电路。c)检测传感装置:包括传感器及其相应的信号检测电路。d)控制及信息处理装置:包括计算机及相应的硬件、软件构成的控制系统。e)执行机构:包括机械传动和操作机构，一般采用机械、电、液等机构。3 3、装配机器人、装配机器人 目前，在汽车装配行业中，人工已逐渐被自动化的生产线所取代，在挡风玻璃的装配中， 由于汽车挡风玻璃宽大， 人工不易安装和操作的特点， 为适应时代的发