1、机电工程学院机电工程学院第六章第六章 装配自动化装配自动化 机械制造自动化的最后阶段通常是装配自动机械制造自动化的最后阶段通常是装配自动化。各种零部件（包括自制的，外购的，外协的）化。各种零部件（包括自制的，外购的，外协的）需经过正确的装配，才能形成最终产品。但由于需经过正确的装配，才能形成最终产品。但由于加工技术超前于装配技术许多年，装配工艺已成加工技术超前于装配技术许多年，装配工艺已成为现代化生产的薄弱环节。据有关资料统计，一为现代化生产的薄弱环节。据有关资料统计，一些典型产品的装配时间占总生产时间的些典型产品的装配时间占总生产时间的53%左右，左右，而目前产品装配的平均自动化水平仅为而目
2、前产品装配的平均自动化水平仅为10%15%，因此，装配自动化是制造工业中需，因此，装配自动化是制造工业中需要解决的关键技术。要解决的关键技术。机电工程学院机电工程学院第一节 基本概况一、装配自动化的现状与发展一、装配自动化的现状与发展 装配自动化的目的主要在于：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。 装配自动化技术发展大致经历了三个发展阶段： 第一个发展阶段第一个发展阶段：由传统的机械开环控制的装配自 动化技术。 第二个发展阶段第二个发展阶段：半柔性控制的装配
3、自动化技术。机电工程学院机电工程学院装配自动化技术发展大致经历了三个发展阶段装配自动化技术发展大致经历了三个发展阶段：第一个发展阶段：由传统的机械开环控制的装第一个发展阶段：由传统的机械开环控制的装配自动化技术。配自动化技术。 第二个发展阶段：半柔性控制的装配自动化技第二个发展阶段：半柔性控制的装配自动化技术。术。第三个发展阶段：柔性控制的装配自动化技术。第三个发展阶段：柔性控制的装配自动化技术。装配自动化技术发展趋势：装配自动化技术发展趋势：（1 1）与近代基础技术互相结合、渗透，提高自）与近代基础技术互相结合、渗透，提高自动装配装置的性能。动装配装置的性能。 （2 2）进一步提高装配的柔性
4、，大力发展柔性装）进一步提高装配的柔性，大力发展柔性装配系统配系统FASFAS。机电工程学院机电工程学院图图6-1 机械开环控制的装配装置机械开环控制的装配装置1-操作者操作者 2-电动机电动机 3-机械顺序控制器机械顺序控制器 4-机械运动控制器机械运动控制器 5-零件运输装置零件运输装置6-装配操作装置装配操作装置 7、8-零件零件 9-夹具和托盘装置夹具和托盘装置 10-机械装配装置机械装配装置11-机械控制装置机械控制装置 12-采用机械控制的装配系统采用机械控制的装配系统 13-零件送进装置零件送进装置机电工程学院机电工程学院图图6-2 采用预调顺序控制器的装配装置采用预调顺序控制器
5、的装配装置 1-操作者操作者 2-电动机电动机 3-机械顺序控制器机械顺序控制器 4-机械运动控制器机械运动控制器 5-零件运输装置零件运输装置6-装配操作装置装配操作装置 7、8-零件零件 9-夹具和托盘装置夹具和托盘装置 10-机械装配装置机械装配装置11-机械控制装置机械控制装置 12-采用机械控制的装配系统采用机械控制的装配系统 13-零件送进装置零件送进装置14-可编程顺序控制器可编程顺序控制器 15-机械装配装置机械装配装置机电工程学院机电工程学院图图6-3 带可编程控制器的自动装配装置带可编程控制器的自动装配装置115同图同图6-2 16-可编程操作控制器可编程操作控制器 17-
6、操作程序处理器操作程序处理器 18-前馈控制器前馈控制器19-最佳控制器最佳控制器 20-自适应控制器自适应控制器 21-伺服执行机构伺服执行机构 22-传感器或探测器传感器或探测器 23-反馈控制器反馈控制器 24-可编程控制器的伺服装配装置可编程控制器的伺服装配装置机电工程学院机电工程学院二、装配自动化的基本要求二、装配自动化的基本要求 要实现装配自动化要实现装配自动化, , 必须具备一定的前提条件必须具备一定的前提条件, , 主要主要有如下几方面：有如下几方面： 1.1.生产纲领稳定，且年产量大、批量大，零部件的标生产纲领稳定，且年产量大、批量大，零部件的标准化、通用化程度较高准化、通用
7、化程度较高 生产纲领稳定是装配自动化的必要条件。目前，生产纲领稳定是装配自动化的必要条件。目前，自动装配设备基本上还属于专用设备，生产纲领改变，自动装配设备基本上还属于专用设备，生产纲领改变，原先设计制造的自动装配设备就不适用，即使修改后原先设计制造的自动装配设备就不适用，即使修改后能加以使用，也将造成设备费用增加，耽误时间，在能加以使用，也将造成设备费用增加，耽误时间，在技术上和经济上都不合理。年产量大、批量大，有利技术上和经济上都不合理。年产量大、批量大，有利于提高自动装配设备的负荷率；零部件的标准化、通于提高自动装配设备的负荷率；零部件的标准化、通用化程度高，可以缩短设计、制造周期，降低
8、生产成用化程度高，可以缩短设计、制造周期，降低生产成本，有可能获得较高的技术经济效果。本，有可能获得较高的技术经济效果。 机电工程学院机电工程学院表表6-1 小型精密产品或部件实现装配自动化的一般条件小型精密产品或部件实现装配自动化的一般条件与生产纲领有关的一般与生产纲领有关的一般条件条件实现自动化装配的适合程度实现自动化装配的适合程度很适合很适合比较适合比较适合不适合不适合生产纲领生产纲领生产纲领稳定性生产纲领稳定性产量增加的可能性产量增加的可能性装配件数量装配件数量*装配件的加工精度装配件的加工精度装配复杂程度装配复杂程度要求装配工人的熟练要求装配工人的熟练程度程度手工装配劳动强度手工装配
9、劳动强度装配过程中的危险性装配过程中的危险性 500套套/h5年内品种年内品种不变不变大大47高高简单简单低低大大有有200500套套/h3年内品种不年内品种不变变较大较大815一般一般一般一般一般一般一般一般有有15低低复杂复杂高高低低无无* 相同规格的零件按一件计算相同规格的零件按一件计算机电工程学院机电工程学院 2. 2.产品具有较好的自动装配工艺性产品具有较好的自动装配工艺性 尽量要做到结构简单，装配零件少；装配基准面和尽量要做到结构简单，装配零件少；装配基准面和主要配合面形状规则，定位精度易于保证；运动副应易主要配合面形状规则，定位精度易于保证；运动副应易于分选，便于达到配合精度；主
10、要零件形状规则、对称，于分选，便于达到配合精度；主要零件形状规则、对称，易于实现自动定向等。易于实现自动定向等。 机电工程学院机电工程学院 3. 3.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 装配自动化包括零部件的自动给料、自动传送以及自装配自动化包括零部件的自动给料、自动传送以及自动装配等内容。其中：动装配等内容。其中： 自动给料包括装配件的上料、定向、隔料、传送和卸自动给料包括装配件的上料、定向、隔料、传送和卸料的自动化。料的自动化。 自动传送包括装配零件由给料口传送至装配工位，以自动传送包括装配零件由给料口传送至装配工位，以及装配工位与装配
11、工位之间的自动传送。及装配工位与装配工位之间的自动传送。 自动装配包括自动清洗、自动平衡、自动装入、自动自动装配包括自动清洗、自动平衡、自动装入、自动过盈连接、自动螺纹联接、自动粘结和焊接、自动检测和过盈连接、自动螺纹联接、自动粘结和焊接、自动检测和控制、自动试验等。控制、自动试验等。 所有这些工作都应在相应控制下，按照预定方案和路所有这些工作都应在相应控制下，按照预定方案和路线进行。实现给料、传送、装配自动化以后，就可以提高线进行。实现给料、传送、装配自动化以后，就可以提高装配质量和生产效率，产品合格率高，劳动条件改善，生装配质量和生产效率，产品合格率高，劳动条件改善，生产成本降低。产成本降
12、低。 机电工程学院机电工程学院自动化检测技术自动化检测装置自动化检测技术自动化检测装置：从制品（零件、部件和产品）的尺寸、形状、缺陷、性能等从制品（零件、部件和产品）的尺寸、形状、缺陷、性能等的自动测量，到成品生产过程各阶段上的质量控制；的自动测量，到成品生产过程各阶段上的质量控制；从对各种工艺过程及其设备的调节与控制，到实现最佳条件从对各种工艺过程及其设备的调节与控制，到实现最佳条件的自动生产。的自动生产。 根据不同需要制造的各种自动检测装置：根据不同需要制造的各种自动检测装置：如用于工件的尺寸、形状检测用的定尺寸检测装置、三坐标如用于工件的尺寸、形状检测用的定尺寸检测装置、三坐标测量机、激
13、光测径仪以及气动测微仪、电动测微仪和采用电测量机、激光测径仪以及气动测微仪、电动测微仪和采用电涡流方式的检测装置；涡流方式的检测装置；用于工件表面粗糙度检测用的表面轮廓仪；用于刀具磨损或用于工件表面粗糙度检测用的表面轮廓仪；用于刀具磨损或破损的监测用的噪声频谱、红外发射、探针测量等测量装置；破损的监测用的噪声频谱、红外发射、探针测量等测量装置；利用切削力、切削力矩、切削功率对刀具磨损进行检测的测利用切削力、切削力矩、切削功率对刀具磨损进行检测的测量装置。量装置。机电工程学院机电工程学院三、实现装配自动化的途径三、实现装配自动化的途径 针对我国目前情况，我们认为实现装配自针对我国目前情况，我们认
14、为实现装配自动化的途径主要有：动化的途径主要有： 1 1借助先进技术，改进产品设计借助先进技术，改进产品设计 2 2研究和开发新的装配工艺和方法研究和开发新的装配工艺和方法 3. 3. 尽快实现自动装配设备与尽快实现自动装配设备与FASFAS的国产化的国产化机电工程学院机电工程学院一、自动装配条件下的结构工艺性一、自动装配条件下的结构工艺性 自动装配工艺性好的产品结构能使自动装配过程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，如果装设备，保证装配质量，降低生产成本。
15、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配工艺性不好，自动装配质量问题就可能长期难以解决。可靠的解决途径是在产品结构设计时加强工艺性决。可靠的解决途径是在产品结构设计时加强工艺性审查，使产品结构最大限度地具有自动装配工艺性。审查，使产品结构最大限度地具有自动装配工艺性。 第二节第二节 自动装配工艺过程分析自动装配工艺过程分析 机电工程学院机电工程学院 在自动装配条件下，零件的结构工艺性应符在自动装配条件下，零件的结构工艺性应符合以下三项原则：合以下三项原则：u（1 1）便于自动给料）便于自动给料u（2 2）有利于零件自动传送）有利于零件自动传送u（3 3）有利于自动装配作业）
16、有利于自动装配作业机电工程学院机电工程学院表表6-2 改进自动改进自动装配工艺装配工艺性示例表性示例表机电工程学院机电工程学院表表6-2(续续) 改进自改进自动装配动装配工艺性工艺性示例表示例表机电工程学院机电工程学院 二、自动装配工艺设计的一般要求二、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。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：足以下几个要求： 1. 1. 保证装配工作循环的节拍同步保证装配工作循环的节拍同步 2 2除正常传
17、送外，宜避免或减少装配基础件的位置变动除正常传送外，宜避免或减少装配基础件的位置变动 3 3要合理选择装配基准面要合理选择装配基准面 4 4对装配件要进行分类对装配件要进行分类 5 5关键件和复杂件的自动定向关键件和复杂件的自动定向 6. 6. 易缠绕零件要能进行定量隔离易缠绕零件要能进行定量隔离 7. 7. 精密配合副要进行分组选配精密配合副要进行分组选配 8. 8. 要合理确定装配的自动化程度要合理确定装配的自动化程度 9. 9. 要注意不断提高装配自动化水平要注意不断提高装配自动化水平 机电工程学院机电工程学院一、装配的基本型式与特点一、装配的基本型式与特点 作为最后的生产阶段，装配对产
18、品的成本和生产效率作为最后的生产阶段，装配对产品的成本和生产效率有着重要的影响。由于工艺的因素和出于成本的考虑，通有着重要的影响。由于工艺的因素和出于成本的考虑，通常采用如下几种装配型式：常采用如下几种装配型式：1 1单工位装配单工位装配 全部装配工作都在一个固定的工位完成，基础件全部装配工作都在一个固定的工位完成，基础件和配合件都不需要传输。和配合件都不需要传输。2 2固定工位顺序装配固定工位顺序装配 将装配工作分为几个装配单元，将它们的位置固将装配工作分为几个装配单元，将它们的位置固定并相邻布置，在每个工位上都完成全部装配工作。定并相邻布置，在每个工位上都完成全部装配工作。 这样，即使某个
19、工位出了故障也不会影响整个装这样，即使某个工位出了故障也不会影响整个装配工配工作。作。第三节第三节 自动装配原理自动装配原理 机电工程学院机电工程学院3 3固定工位流水装配固定工位流水装配 与固定工位顺序装配的方式类似，主要区别与固定工位顺序装配的方式类似，主要区别在于装配过程没有时间间隔。在于装配过程没有时间间隔。4 4装配车间装配车间 将装配工作集中于一个车间进行，只适用于将装配工作集中于一个车间进行，只适用于特殊的装配方法，如焊接、压接等。特殊的装配方法，如焊接、压接等。5 5巢式装配巢式装配 几个装配单元沿圆周布置，没有确定的装配几个装配单元沿圆周布置，没有确定的装配顺序，装配流程的方
20、向也可能发生变化。顺序，装配流程的方向也可能发生变化。机电工程学院机电工程学院6 6移动的顺序装配移动的顺序装配 装配工位按照装配工艺流程设置，装配过程装配工位按照装配工艺流程设置，装配过程中相互之间既可以没有固定的时间联系，也可以中相互之间既可以没有固定的时间联系，也可以存在一定的存在一定的时间联系，但可以有时间间隔。时间联系，但可以有时间间隔。7 7移动的流水装配移动的流水装配 装配工位按装配操作的顺序设置，它们之间装配工位按装配操作的顺序设置，它们之间有确定的时间联系且没有时间间隔。此时，装配有确定的时间联系且没有时间间隔。此时，装配单元的传单元的传输需要适当的链式传输机构。输需要适当的
21、链式传输机构。 机电工程学院机电工程学院二、装配件的传送与定位二、装配件的传送与定位1 1装配件的传送装配件的传送 在自动化装配系统中，通常需要通过传在自动化装配系统中，通常需要通过传送设备在装配工位之间，装配工位与料仓和送设备在装配工位之间，装配工位与料仓和中转站之间传送工件托盘、基础件和其它零中转站之间传送工件托盘、基础件和其它零件。再在装配工位上，将各种装配件装配到件。再在装配工位上，将各种装配件装配到装配基础件上去，完成一个部件或一台产品装配基础件上去，完成一个部件或一台产品的装配。常用传送设备（机构）的结构形式的装配。常用传送设备（机构）的结构形式及其特点见及其特点见表表6-36-3
22、。机电工程学院机电工程学院表表6-3 常用传送设备（机构）类型及其特点常用传送设备（机构）类型及其特点机电工程学院机电工程学院机电工程学院机电工程学院机电工程学院机电工程学院2 2装配件的定位装配件的定位 基础件、配合件和连接件等必须要停止基础件、配合件和连接件等必须要停止在精确的位置，才能顺利地完成装配工作。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。这就需要通过定位机构来保证准确定位。 对定位机构的要求非常高，它要能够承对定位机构的要求非常高，它要能够承受很大的力量和精确地工作。生产中的定位受很大的力量和精确地工作。生产中的定位机构常用楔形销、楔形滑块、杠杆等
23、作为定机构常用楔形销、楔形滑块、杠杆等作为定位元件，如位元件，如图图6-46-4所示。所示。机电工程学院机电工程学院图图6-4 常用定位机构常用定位机构a) 楔形销定位楔形销定位 b) 楔形滑块定位楔形滑块定位 c) 楔形杠杆定位楔形杠杆定位d) 楔形销加反靠定位楔形销加反靠定位 e) 杠杆定位、凸轮控制杠杆定位、凸轮控制 f) 杠杆加反靠定位杠杆加反靠定位机电工程学院机电工程学院图图6-5 定位销的定位过程定位销的定位过程a) 圆柱销开始伸出作预定位圆柱销开始伸出作预定位 b) 锥销伸出锥销伸出 c)定位结束，两销在相反方向与定定位结束，两销在相反方向与定位套贴紧位套贴紧1-工作台工作台 2
24、-定位套定位套 3-支架支架 4- 预定位销预定位销 5-连接板连接板 6-弹簧弹簧 7-锥销锥销机电工程学院机电工程学院三、装入和联接三、装入和联接装入和螺纹联接是自动装配中常用的重要工序。装入和螺纹联接是自动装配中常用的重要工序。1.1.装入自动化装入自动化 装入工序自动化要求装入工件经定向和传送到装装入工序自动化要求装入工件经定向和传送到装入工位后，通过装入机构在装配基础件上对准、装入。入工位后，通过装入机构在装配基础件上对准、装入。常用装入方式有重力装入、机械推入、机动夹入三种。常用装入方式有重力装入、机械推入、机动夹入三种。 2.2.螺纹联接自动化螺纹联接自动化 包括螺母、螺钉等的自
25、动传送、对准、拧入和拧包括螺母、螺钉等的自动传送、对准、拧入和拧紧。此外，根据工艺需要拧松、拧出已联接的螺纹联紧。此外，根据工艺需要拧松、拧出已联接的螺纹联接件也属于这个范围，但拧松时无需螺纹联接件的传接件也属于这个范围，但拧松时无需螺纹联接件的传送、对准，拧出时可快速，并需考虑取下和排出。送、对准，拧出时可快速，并需考虑取下和排出。机电工程学院机电工程学院机电工程学院机电工程学院压接翻边焊接挂接咬边压接翻边焊接挂接咬边自动化程度自动化程度机电工程学院机电工程学院机电工程学院机电工程学院机电工程学院机电工程学院四、装配中的自动检测与控制四、装配中的自动检测与控制1 1自动检测自动检测 为使装配
26、工作正常进行并保证装配质量，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。够联锁保护，保证装配过程安全可靠。机电工程学院机电工程学院 （5 5）零件的分选质量；）零件的分选质量； （6 6）装配过程的异物混入；）装配过程的异物混入； （7 7）装配后密封件的误差；）装配后密封件的误差； （8 8）螺纹联接件的装配质量；）螺纹联接件的装配质量； （
27、9 9）装配零件间的配合间隙；）装配零件间的配合间隙； （1010）装配后运动部件的灵活性和其它性能。）装配后运动部件的灵活性和其它性能。 自动检测项目与所装配的产品或部件的结构和主要技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，一般自动检测项目可分为十类：术要求有关，一般自动检测项目可分为十类： （1 1）检测装配过程的缺件；）检测装配过程的缺件； （2 2）装入零件的方向；）装入零件的方向； （3 3）装入零件的位置；）装入零件的位置； （4 4）装配过程的夹持误差；）装配过程的夹持误差；机电工程学院机电工程学院检测装配过程的缺件检测装配过程的缺件装入零件的定向装入零件的定向
28、标志标志孔孔传输光纤传输光纤出射光纤出射光纤光纤耦合器光纤耦合器机电工程学院机电工程学院定区域式光电开关定区域式光电开关咖啡罐咖啡罐流水线运行方向流水线运行方向（罐装高度（罐装高度检测）检测）装配时的位置检测；装配时的位置检测；机电工程学院机电工程学院装配时的位置检测装配时的位置检测机电工程学院机电工程学院装配过程中的自动检测，按作用分有装配过程中的自动检测，按作用分有主动检测和被动检测主动检测和被动检测两类。两类。主动检测主动检测是参与装配过程、影响装配质量和效率的自动检测，是参与装配过程、影响装配质量和效率的自动检测，能预防生成废品；能预防生成废品；被动检测被动检测则是仅供判断和确定装配质
29、量的自动检测。则是仅供判断和确定装配质量的自动检测。主动检测通常用于成批生产，特别应用在装配生产线上，且往主动检测通常用于成批生产，特别应用在装配生产线上，且往往在线上占据一个或几个工位，布置工作头，通过测量信号的往在线上占据一个或几个工位，布置工作头，通过测量信号的反馈能力实现控制，这是在线检测。反馈能力实现控制，这是在线检测。如用自动分选机，多半为不设在生产线上的离线检测。如用自动分选机，多半为不设在生产线上的离线检测。 机电工程学院机电工程学院2.2.自动控制自动控制 自动装配系统的控制系统的基本设计要求如下：自动装配系统的控制系统的基本设计要求如下：（1 1）控制装配基础件的传送和准确
30、定位；）控制装配基础件的传送和准确定位；（2 2）控制和完成包括装配件的给料装置、上料过程的全部工）控制和完成包括装配件的给料装置、上料过程的全部工作循环在内的装配作业过程；作循环在内的装配作业过程；（3 3）控制关键性的装配工序和自动装配装置的安全保护、联）控制关键性的装配工序和自动装配装置的安全保护、联锁和报警；锁和报警；（4 4）控制经自动检测后发出的各种信号及其相应的安全保护、）控制经自动检测后发出的各种信号及其相应的安全保护、联锁和报警；联锁和报警；（5 5）应能实现自动、半自动和人工调整三种状态的控制；）应能实现自动、半自动和人工调整三种状态的控制；（6 6）要求控制系统所选用的控
31、制器元件惯性小，灵敏度高；）要求控制系统所选用的控制器元件惯性小，灵敏度高； （7 7）控制系统应保证自动装配系统的给料、传送、装）控制系统应保证自动装配系统的给料、传送、装配作业相互协调、同步和联锁。配作业相互协调、同步和联锁。机电工程学院机电工程学院控制系统的选择控制系统的选择 主要受工艺设计、自动化程度和管理方式影响，具体可概主要受工艺设计、自动化程度和管理方式影响，具体可概括为以下几项主要因素：括为以下几项主要因素： （1 1）装配节拍和装配工作循环时间的分配；）装配节拍和装配工作循环时间的分配； （2 2）装配基础件的传送方式（间歇传送、连续传送；同步）装配基础件的传送方式（间歇传送
32、、连续传送；同步传送、非同步传送），装配基础件在各个工位上的定位精度；传送、非同步传送），装配基础件在各个工位上的定位精度； （3 3）装配件的给料自动化及主要装配件的装配精度要求；）装配件的给料自动化及主要装配件的装配精度要求； （4 4）装配线上检测工位数，特别是自动检测后对不合格件）装配线上检测工位数，特别是自动检测后对不合格件采用何种处理方式（如是紧急停止，还是将不合格件排出；是采用何种处理方式（如是紧急停止，还是将不合格件排出；是重复动作，还是修正动作等）很有影响，。重复动作，还是修正动作等）很有影响，。 （5 5）易出故障的装配工位上的故障频率及处理方式；）易出故障的装配工位上的故
33、障频率及处理方式； （6 6）自动装配线与车间内前后生产工序的联系，如储存方）自动装配线与车间内前后生产工序的联系，如储存方式、生产管理方式等。式、生产管理方式等。机电工程学院机电工程学院一、自动装配机的基本型式及特点一、自动装配机的基本型式及特点 自动装配机从类型上来讲，可分为单工位和多工自动装配机从类型上来讲，可分为单工位和多工位两大类，可根据装配产品的复杂程度和生产率的要位两大类，可根据装配产品的复杂程度和生产率的要求而定。求而定。1.1.单工位装配机单工位装配机 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
34、容易适置上完成，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。单工位装配机比较适合于在基础应零件产量的变化。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，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。另一个零件的进料和装配也在同一台设备上完成。第四节 自动装配机械 机电工程学院机电工程学院图图6-6 单工位装配机布置单工位装配机布置机电工程学院机电工程学院图图6-7 单工位装配机的设计布置和操作顺序单工位装配机的设计布置和操作顺序a) 装配位置装配位置 b) 出料出料1-出料轨道出料轨道 2-滑板滑板 3-停止点停
35、止点 4-起出器起出器机电工程学院机电工程学院2.2.多工位装配机多工位装配机 对有对有3 3个以上零部件的产品通常用多工位装配机进行个以上零部件的产品通常用多工位装配机进行装配，设备上的许多装配操作必须由各个工位分别承担，装配，设备上的许多装配操作必须由各个工位分别承担，这就需要设置工件传送系统，按传送系统型式要求可选这就需要设置工件传送系统，按传送系统型式要求可选用回转型、直进型或环行型布置形式。用回转型、直进型或环行型布置形式。除此之外，还有很多其它型式可以满足不同装配对除此之外，还有很多其它型式可以满足不同装配对象的需要，具有代表性的自动装配机型式有回转工作台象的需要，具有代表性的自动
36、装配机型式有回转工作台式、中央立柱式、立轴式（转台式）等。式、中央立柱式、立轴式（转台式）等。 机电工程学院机电工程学院图图6-8 夹具升降台返回的直进型装配机夹具升降台返回的直进型装配机1-工作头工作头 2-返回空夹具返回空夹具 3-夹具返回起始位置夹具返回起始位置 4-装配基础件装配基础件机电工程学院机电工程学院图图6-9 夹具水平返回的直进型装配机夹具水平返回的直进型装配机1-工作头安装台面工作头安装台面 2-工作头工作头 3-夹具安装板夹具安装板 4-链板链板机电工程学院机电工程学院二、工位间传送方式二、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装配基础件在工位间
37、的传送方式有连续传送和间歇传送两类。两类。图图6-10 矩形平面轨道环行型自动装配机矩形平面轨道环行型自动装配机1 工作头工作头 2随行夹具随行夹具 3基础件基础件 4空夹具返回空夹具返回 5装配成品装配成品机电工程学院机电工程学院图图6-11 带往复式装配工作头的连续传送装配方式带往复式装配工作头的连续传送装配方式机电工程学院机电工程学院图图6-12 非同步传送装置非同步传送装置1-机械手机械手 2-料斗料斗 3-缓冲储存缓冲储存 4-随行夹具随行夹具 5-操作者操作者机电工程学院机电工程学院图图6-13 传送方向变化的传送系统传送方向变化的传送系统1-链节链节 2-传送平带或工件托盘的导轨
38、传送平带或工件托盘的导轨 3-圆弧导轨圆弧导轨 4-传送链的成形导轨传送链的成形导轨 5-电动机、蜗杆蜗轮传动单元电动机、蜗杆蜗轮传动单元 6-支架支架 7-换向单元换向单元 机电工程学院机电工程学院三、传送装置的结构型式三、传送装置的结构型式 传送装置结构上主要有传送装置结构上主要有水平型和垂直型水平型和垂直型两类。采用何两类。采用何种型式，主要取决于生产纲领、装配基础件和产品（或部种型式，主要取决于生产纲领、装配基础件和产品（或部件）的尺寸和重量、装配精度和定位精度、装配工作头对件）的尺寸和重量、装配精度和定位精度、装配工作头对装配对象的工作方向、操作作用力和驱动要求等，有时也装配对象的工
39、作方向、操作作用力和驱动要求等，有时也取决于工艺布置。取决于工艺布置。 水平型有回转式（包括转台式、中央立柱式、立轴水平型有回转式（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。其中环行式是装配式）、直进式和环行式三种布置方式。其中环行式是装配对象沿水平环形排列，没有大量空夹具返回，近似回转式；对象沿水平环形排列，没有大量空夹具返回，近似回转式；如环形轨道一边布置工位，另一边作为空夹具返回，则成如环形轨道一边布置工位，另一边作为空夹具返回，则成为直进式。为直进式。 机电工程学院机电工程学院水平型适宜于装配起点和终点相互靠近以及宽而不长水平型适宜于装配起点和终点相互靠近以及宽而不
40、长的车间。当产品装配后还需进行试验、喷漆、烘干等其他的车间。当产品装配后还需进行试验、喷漆、烘干等其他生产过程时，采用这种布置也比较方便，但占地面积大，生产过程时，采用这种布置也比较方便，但占地面积大，易影响车间其它的物料搬运。易影响车间其它的物料搬运。垂直型有回转式、直进式两种布置方式。垂直型常用垂直型有回转式、直进式两种布置方式。垂直型常用于直线配置的装配线，装配对象沿直线轨道移动，各工位于直线配置的装配线，装配对象沿直线轨道移动，各工位沿直线排列。沿直线排列。机电工程学院机电工程学院一、组成一、组成 柔性装配系统具有相应柔性，可对某一特定产品的柔性装配系统具有相应柔性，可对某一特定产品的
41、变型产品按程序编制的随机指令进行装配，也可根据需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。状允许范围内，最大限度地满足一簇产品的装配。 柔性装配系统由装配机器人系统和外围设备组成。柔性装配系统由装配机器人系统和外围设备组成。外围设备可以根据具体的装配任务来选择，为保证装配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
42、更换装置及统、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工具库、视觉系统、基础件系统、控制系统和计算机管理系统。理系统。 第五节 柔性装配系统 机电工程学院机电工程学院二、基本型式及特点二、基本型式及特点柔性装配系统通常有两种型式：一是模块积木式柔性柔性装配系统通常有两种型式：一是模块积木式柔性装配系统，另一是以装配机器人为主体的可编程柔性装配装配系统，另一是以装配机器人为主体的可编程柔性装配系统。按其结构又可分为三种：系统。按其结构又可分为三种： （1 1）柔性装配单元）柔性装配单元（Flexible Assembly CellFlexibl
43、e Assembly CellFAC,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；程序来完成各种装配工作； （2 2）多工位的柔性同步系统）多工位的柔性同步系统 这种系统各自完成一定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。计算机控制，各自可编程序和可选工位，因而具有柔性。机电工程学院机电工程学院（3 3）组合结构的柔性装配系统）组合结构的柔性装配系统 这种结构通常要具有三个以
44、上装配功能，是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，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，可以与传送装置连接。和控制装置组成，可以与传送装置连接。 机电工程学院机电工程学院波音波音787总装总装-柔性装配生产线柔性装配生产线 机电工程学院机电工程学院汽车柔性装配生产线汽车柔性装配生产线机电工程学院机电工程学院柔性装配生产线柔性装配生产线 机电工程学院机电工程学院图图6-14 小部件装配的柔性装配系统小部件装配的柔性装配系统1-装配机器人装配机器人 2-供料器供料器 3-传动辊传动辊 4-抓钳库或工具库抓钳库或工具库5-传送带传送带 6-导辊导辊 7-工件托盘工件托盘 8-鼓形储备仓鼓形储备仓 9-操作台操作台柔性柔性装备装备系统系统实例实例简介简介机电工程学院机电工程学院图图6-15 印刷电路板的柔性装配系统印刷电路板的柔性装配系统柔性柔性装备装备系统系统实例实例简介简介
