装配过程自动化培训课件(ppt 53页)

2022/9/30武汉理工大学机电学院1/45一、概述一、概述二、自动装配工艺过程分析二、自动装配工艺过程分析三、自动装配机与自动装配线三、自动装配机与自动装配线四、自动装配实例四、自动装配实例第六章第六章 装配过程自动化装配过程自动化2022/9/30武汉理工大学机电学院2一、概述一、概述1、装配过程自动化的目的及意义、装配过程自动化的目的及意义2、装配过程自动化的现状、装配过程自动化的现状3、装配过程自动化的条件、装配过程自动化的条件4、装配过程自动化的内容、装配过程自动化的内容2022/9/30武汉理工大学机电学院3 装配过程是机械制造过程中必不可少的环节，在大批大量生产中，装配过程是机械制造过程中必不可少的环节，在大批大量生产中，装配过程是机械制造过程中必不可少的环节，在大批大量生产中，装配过程是机械制造过程中必不可少的环节，在大批大量生产中，常需完成大量而且复杂的装配操作。其作业特点是：常需完成大量而且复杂的装配操作。其作业特点是：常需完成大量而且复杂的装配操作。其作业特点是：常需完成大量而且复杂的装配操作。其作业特点是：qq装配工人往往在长时间内重复单纯、强度比较大的工作，装配工人往往在长时间内重复单纯、强度比较大的工作，装配工人往往在长时间内重复单纯、强度比较大的工作，装配工人往往在长时间内重复单纯、强度比较大的工作，qq与切削加工过程相比，劳动生产率要相对低得多。与切削加工过程相比，劳动生产率要相对低得多。与切削加工过程相比，劳动生产率要相对低得多。与切削加工过程相比，劳动生产率要相对低得多。保证产品装配质量保证产品装配质量提高生产率提高生产率降低生产成本，改善劳动条件降低生产成本，改善劳动条件目的及意义目的及意义1、装配过程自动化的目的及意义、装配过程自动化的目的及意义2022/9/30武汉理工大学机电学院4国外到现在为止，也只有不到国外到现在为止，也只有不到30%的机电产品实现了装配自动化。的机电产品实现了装配自动化。即使在美国和日本，自动装配机与金属切削机床相比，也仅为即使在美国和日本，自动装配机与金属切削机床相比，也仅为1:100，装配的费用占装配的费用占54%。机械产品的装配工作量机械产品的装配工作量技术上的技术上的复杂性复杂性占整个产品制造工作量的占整个产品制造工作量的2070%主要原因主要原因机械结构机械结构方面因素方面因素 机械产品的装配过程包含了很多复杂的装配动机械产品的装配过程包含了很多复杂的装配动作，这些动作用手工完成时，除耗费体力外，一般作，这些动作用手工完成时，除耗费体力外，一般并不难实现。并不难实现。但当采用自动化装置来代替人工操作时，就需但当采用自动化装置来代替人工操作时，就需要相当复杂的要求要相当复杂的要求工作准确稳定的机构工作准确稳定的机构和和可靠的控可靠的控制系统制系统，才能实现。，才能实现。许多机械产品，在装配结构和零件结构方面，许多机械产品，在装配结构和零件结构方面，还不适应自动装配的要求。还不适应自动装配的要求。2、装配过程自动化的现状、装配过程自动化的现状为什么装配自动化技术发展缓慢？为什么装配自动化技术发展缓慢？2022/9/30武汉理工大学机电学院5国内外自动装配情况国内外自动装配情况自动装配机（线）拥有最多的国家。自动装配机（线）拥有最多的国家。已经形成的自动装配线、生产的自动装配机已有一定的通用程度。已经形成的自动装配线、生产的自动装配机已有一定的通用程度。最多的行业最多的行业电机电器、汽车、运输机械、仪器仪表、金属制品电机电器、汽车、运输机械、仪器仪表、金属制品 占美国自动装配线的占美国自动装配线的70%以上。以上。美国美国应用自动装配技术比较晚。应用自动装配技术比较晚。上世纪上世纪50年代开始在轴承行业设计和建立年代开始在轴承行业设计和建立球轴承自动装配线球轴承自动装配线在电机电器、通讯器材行业应用最多。在电机电器、通讯器材行业应用最多。中国中国2022/9/30武汉理工大学机电学院6q自动给料自动给料q自动传送自动传送q自动装配作业自动装配作业装配自动化的三个主要组成部分：装配自动化的三个主要组成部分：装配作业自动装配作业自动化程度化程度u清洗、分选、螺纹拧紧最高；清洗、分选、螺纹拧紧最高；u装入、压入过盈连接其次；装入、压入过盈连接其次；u螺纹件的对准和拧入较差。螺纹件的对准和拧入较差。装配线结构形式装配线结构形式n以直进式同步传送为多以直进式同步传送为多n间歇传送型远多于连续传送型间歇传送型远多于连续传送型n非同步式传送尚未见成功例子非同步式传送尚未见成功例子应用对象应用对象轴承、电机电器、汽车、发动机、自行车、手表、通讯器材轴承、电机电器、汽车、发动机、自行车、手表、通讯器材装配对象装配对象小型部件和产品小型部件和产品自动检测方面自动检测方面只起分选作用只起分选作用不合格件排出或发出信号不合格件排出或发出信号对重复动作的修正，有待开发对重复动作的修正，有待开发应用特点应用特点2022/9/30武汉理工大学机电学院7u生产纲领稳定，年产量大，批量大、零部件标准化通用化程度高；生产纲领稳定，年产量大，批量大、零部件标准化通用化程度高；u实现自动化后，经济上合理、生产成本低实现自动化后，经济上合理、生产成本低提高市场竞争力；提高市场竞争力；u产品具有良好的装配工艺性产品具有良好的装配工艺性保证装配质量；保证装配质量；结构简单，装配件少，装配基准面与主要配合面形状规则，装配结构简单，装配件少，装配基准面与主要配合面形状规则，装配定位精度容易保证，容易达到配合精度，对运动副容易分选，容定位精度容易保证，容易达到配合精度，对运动副容易分选，容易自动定向；易自动定向；u对装配过程中，重复动作多、劳动强度大或影响操作者身体健康对装配过程中，重复动作多、劳动强度大或影响操作者身体健康的作业，为了改善劳动条件，应实现自动化。的作业，为了改善劳动条件，应实现自动化。3、实现装配自动化的基本条件、实现装配自动化的基本条件2022/9/30武汉理工大学机电学院8u零件自动定向和供料零件自动定向和供料u零件向基件上装入零件向基件上装入u零件之间或零件与组件之间的自动联接和紧固零件之间或零件与组件之间的自动联接和紧固u装配组件在工序间自动输送装配组件在工序间自动输送u自动检验自动检验u其他辅助工作其他辅助工作分选、清洗、涂油、包装分选、清洗、涂油、包装4、装配自动化的基本内容、装配自动化的基本内容2022/9/30武汉理工大学机电学院9螺纹联接件的自动装配螺纹联接件的自动装配图6-22 自动拧紧螺钉装置1料管口 2隔料器 3导管 4直导管 a）b）c）图6-23 螺钉拧入的过程2022/9/30武汉理工大学机电学院10大批大量生产可采用最高的自动化水平大批大量生产可采用最高的自动化水平 对其中经济效果不显著或技术尚未成熟的工序对其中经济效果不显著或技术尚未成熟的工序半自动化，人半自动化，人工监视或手工操作。工监视或手工操作。对不甚成熟的工序，除机动外，同时还要考虑手动的可能。对不甚成熟的工序，除机动外，同时还要考虑手动的可能。形状规则、对称且数量多的装配零件，容易实现自动定向，给料的自形状规则、对称且数量多的装配零件，容易实现自动定向，给料的自动化程度可高一些。动化程度可高一些。在螺纹联接工序中，由于多轴工作头对螺纹位置偏差的限制较严，往在螺纹联接工序中，由于多轴工作头对螺纹位置偏差的限制较严，往往还需要检测和控制拧紧力矩，使自动装配机构复杂。往还需要检测和控制拧紧力矩，使自动装配机构复杂。单轴工作头应用较多。单轴工作头应用较多。装配零件送入贮料器的动作以及装配完成后卸下产品和部件的动作常装配零件送入贮料器的动作以及装配完成后卸下产品和部件的动作常按比较低的自动化程度考虑。按比较低的自动化程度考虑。装配质量的检验装配质量的检验 部件的位置偏差部件的位置偏差 运动件的灵活性运动件的灵活性 不合格件的调整和剔除的自动化程度可低一些，有些可手工完成，不合格件的调整和剔除的自动化程度可低一些，有些可手工完成，使自动检验机构不致过于复杂。使自动检验机构不致过于复杂。装配作业自动化程度的确定装配作业自动化程度的确定2022/9/30武汉理工大学机电学院11前行加工过程的可靠性前行加工过程的可靠性 是保证自动装配可靠性的前提。是保证自动装配可靠性的前提。要有合格的装配主体件，在装配之前应检测要有合格的装配主体件，在装配之前应检测保证装配零件质量的可靠性保证装配零件质量的可靠性 占装配零件比例很大的标准件占装配零件比例很大的标准件外购件，并不是百分之百的合格。外购件，并不是百分之百的合格。外购来的标准件中，可能混有料头、不同规格件、缺螺纹或缺孔件等，外购来的标准件中，可能混有料头、不同规格件、缺螺纹或缺孔件等，对这些零件如不采取周密措施进行检验，往往是产生各种故障的根源。对这些零件如不采取周密措施进行检验，往往是产生各种故障的根源。ex 在摇杆轴上套装摇杆、环、垫圈、卡环等零件在摇杆轴上套装摇杆、环、垫圈、卡环等零件 在一个工位上装配零件在一个工位上装配零件20个，节拍个，节拍6秒，秒，一分钟给送零件一分钟给送零件200个个若废品率为若废品率为 1%，一分钟内就有两次事故的概率，一分钟内就有两次事故的概率就没法工作。就没法工作。对装配零件，特别是标准件，必须进行检验和分选。对装配零件，特别是标准件，必须进行检验和分选。通过附加的检验装置提高可靠性通过附加的检验装置提高可靠性装配过程的可靠性问题装配过程的可靠性问题2022/9/30武汉理工大学机电学院12/45二、自动装配工艺过程分析二、自动装配工艺过程分析1、自动装配条件下的零件结构工艺性、自动装配条件下的零件结构工艺性2、自动装配工艺设计的一般要求、自动装配工艺设计的一般要求 2022/9/30武汉理工大学机电学院13/451 1、自动装配条件下的零件结构工艺性、自动装配条件下的零件结构工艺性 (1)(1)便于自动给料便于自动给料u零件的几何形状力求对称，便于定向处理；零件的几何形状力求对称，便于定向处理；u使零件不对称程度合理扩大，以便自动定向时能利用其不使零件不对称程度合理扩大，以便自动定向时能利用其不对称性，如重量、外形、尺寸等的不对称性；对称性，如重量、外形、尺寸等的不对称性；u使零件的一端做成圆弧形，这样易于导向；使零件的一端做成圆弧形，这样易于导向；u某些零件自动给料时，必须防止缠在一起。如有通槽的零某些零件自动给料时，必须防止缠在一起。如有通槽的零件，宜将槽的位置错开；具有相同内外锥度表面时，应使内件，宜将槽的位置错开；具有相同内外锥度表面时，应使内外锥度不等，以防套入外锥度不等，以防套入“卡死卡死”。DFA2022/9/30武汉理工大学机电学院14/45改进坯件自动上料的结构工艺性改进坯件自动上料的结构工艺性2022/9/30武汉理工大学机电学院15/45(2)(2)有利于零件自动传送有利于零件自动传送u零件除具有装配基准面外，还需考虑装夹基准面，供传送零件除具有装配基准面外，还需考虑装夹基准面，供传送装置装夹和支承；装置装夹和支承；u零部件的结构应带有加工的面和孔，供传送中定位；零部件的结构应带有加工的面和孔，供传送中定位；u零件应外形简单、规则、尺寸小、重量轻。零件应外形简单、规则、尺寸小、重量轻。2022/9/30武汉理工大学机电学院16/45零件送进装置组成示例零件送进装置组成示例 选择器选择器进给轨道进给轨道装配头装配头工件托架工件托架料斗料斗分配器分配器q 零件送进系统组成料斗料斗零件送进器零件送进器选择选择/取向器取向器送进轨道送进轨道擒纵机构与分配装置擒纵机构与分配装置2022/9/30武汉理工大学机电学院17/45零件自动送进系统零件自动送进系统擒纵机构与分配装置示例擒纵机构与分配装置示例2022/9/30武汉理工大学机电学院18/45零件传输实例零件传输实例改进后改进后改进前改进前改进前改进前改进后改进后改进前改进前改进后改进后2022/9/30武汉理工大学机电学院19/45 (3)(3