與自動化機(jī)械加工生產(chǎn)線不同的是,,自動化機(jī)械加工生產(chǎn)線的加工對象是單個的機(jī)械零件,,而自動化裝配生產(chǎn)線主要從事產(chǎn)品制造后期的各種裝配、檢測,、標(biāo)示,、包裝等工序,,操作的對象包括多個各種各樣的零件、部件,,最后完成的是成品或半成品,,主要應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計成熟、市場需求量巨大,、需要多種裝配工序,、長期生產(chǎn)的產(chǎn)品制造場合。其優(yōu)越性為產(chǎn)品性能及質(zhì)量穩(wěn)定,、所需人工少,、效率高、單價產(chǎn)品的制造成本大幅降低,、占用場地最少等,。
適合自動化裝配生產(chǎn)線進(jìn)行生產(chǎn)的產(chǎn)品通常為: 軸承、齒輪變速器,、香煙,、計算機(jī)硬盤、計算機(jī)光盤驅(qū)動器,、電氣開關(guān),、繼電器、燈泡,、鎖具,、筆、印刷線路板,、小型電機(jī),、微型泵、食品包裝等,。自動化裝配生產(chǎn)線的結(jié)構(gòu)原理與自動化機(jī)械加工生產(chǎn)線,、手工裝配流水線是非常相似的,只不過在手工裝配流水線上的操作者是工人,,自動化機(jī)械加工生產(chǎn)線上的操作者是各種工作站或自動機(jī)床,,而在自動化裝配生產(chǎn)線上則由各種自動化裝配專機(jī)來完成各種裝配工藝,。其結(jié)構(gòu)原理如下圖所示,。 典型的自動化裝配生產(chǎn)線結(jié)構(gòu)原理示意圖 自動化裝配生產(chǎn)線在結(jié)構(gòu)上主要包括: 輸送系統(tǒng) ;各種分料,、擋停及換向機(jī)構(gòu),;各種自動上下料裝置,;各種自動化裝配專機(jī);傳感器與控制系統(tǒng) 除此之外,,經(jīng)常還可能有部分人工操作的工序,,用于代替技術(shù)上極難實現(xiàn)自動化或在成本上并不經(jīng)濟(jì)的裝配工序,組成同時包括機(jī)器自動操作與人工操作的混合型自動化裝配生產(chǎn)線,。
(1)輸送系統(tǒng)
輸送系統(tǒng)通常采用各種輸送線,,其作用一方面為自動輸送工件,另一方面為將各種自動化裝配專機(jī)連接成一個協(xié)調(diào)運(yùn)行的系統(tǒng),。輸送系統(tǒng)通常都采用連續(xù)運(yùn)行的方式,。最典型的輸送線如:皮帶輸送線、平頂鏈輸送線等
通常將輸送線設(shè)計為直行形式,,各種自動化裝配專機(jī)直接放置在輸送線的上方,。自動化專機(jī)及輸送線都是在各種鋁型材的基礎(chǔ)上設(shè)計制造出來的,經(jīng)過調(diào)試后,,通過專用的連接件將自動化專機(jī)與輸送線連接固定,,使它們成為一個整體。
(2)各種分料,、擋停及換向機(jī)構(gòu)
由于工件是按專機(jī)排列次序經(jīng)過逐臺專機(jī)的裝配直至最后完成全部裝配工序的,,通常在輸送線上每一臺專機(jī)的前方都先設(shè)計有分料機(jī)構(gòu),將連續(xù)排列的工件分隔開,,然后再設(shè)置各種擋停機(jī)構(gòu),,組成各專機(jī)所需要的工件暫存位置。工件到達(dá)該擋停暫存位置后,,經(jīng)過傳感器確認(rèn)后專機(jī)上的機(jī)械手從該位置抓取工件放入定位夾具,,然后進(jìn)行裝配工藝操作。最后由換機(jī)上的機(jī)械手從該位置抓取工件又送回輸送線繼續(xù)向下一臺專機(jī)輸送,。
在需要改變工件的姿態(tài)時,,就需要設(shè)置合適的換向機(jī)構(gòu),改變工件的姿態(tài)方向后再進(jìn)行工序操作,。
(3)各種自動上下料裝置
由于主要的裝配工序都是由各種自動化裝配專機(jī)完成的,,各種自動化裝配專機(jī)自然也相應(yīng)需要各自的自動上下料裝置,應(yīng)用最多的就是振盤及機(jī)械手,。振盤用于自動輸送小型零件,,如螺釘、螺母,、鉚釘,、小型沖壓件、小型注塑件、小型壓鑄件等,,而機(jī)械手抓取的對象更廣,,既可以抓取很微小的零件,也可以抓取具有一定尺寸和重量的零件,。 為了簡化結(jié)構(gòu),,在自動化專機(jī)的設(shè)計中,通常將自動上下料機(jī)械手直接設(shè)計成專機(jī)的一部分,,而且通常的上下料操作只需要兩個方向的運(yùn)動即可實現(xiàn),。所以這種機(jī)械手采用配套的直線導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)與氣缸組成上下、水平兩個方向的直線運(yùn)動系統(tǒng),,在上下運(yùn)動手臂的末端假設(shè)吸盤或氣動手指即可,。 對于某些簡單的工藝操作,專機(jī)不需要將工件從輸送線上移出,,可以在工件在輸送線上的輸送過程中直接進(jìn)行,,例如噴碼打標(biāo)、條碼貼標(biāo)操作,,這就使專機(jī)的結(jié)構(gòu)大大簡化,;有些工藝需要使工件在靜止?fàn)顟B(tài)下進(jìn)行,這時就需要通過擋停機(jī)構(gòu)使工件停留在輸送線上,,然后直接進(jìn)行,。而有些工序不僅需要工件在靜止?fàn)顟B(tài)下進(jìn)行,而且還需要一定的精度,,例如激光打標(biāo)操作,,這時如果僅僅將工件擋停在輸送線上還不夠,因為輸送線通常是連續(xù)運(yùn)行的,,在輸送線的作用下工件仍然會產(chǎn)生輕微的抖動,,需要設(shè)計氣動機(jī)構(gòu)將工件向上頂升一定距離,使工件脫離輸送皮帶或輸送鏈板后再進(jìn)行工序操作,,完成工序操作后再將工件放下到輸送皮帶或輸送鏈版上繼續(xù)輸送,。
(4)各種自動化裝配專機(jī)
各種自動化裝配專機(jī)包括自動上下料裝置、定位夾具,、裝配執(zhí)行結(jié)構(gòu),、傳感器與控制系統(tǒng)等,其中定位夾具根據(jù)具體工件的形狀尺寸來設(shè)計,,裝配執(zhí)行機(jī)構(gòu)則隨需要完成的工序?qū)iT設(shè)計,,而且大量采用直線導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)、直線軸承,、滾珠絲杠機(jī)構(gòu)等部件,。通常在這類自動化裝配專機(jī)上完成的工序有: 自動粘結(jié),、零件的插入、半導(dǎo)體表面貼裝,、各種螺釘螺母連接,、鉚接,、調(diào)整,、檢測、標(biāo)示,、包裝等,。除裝配工序外,在這種自動化裝配生產(chǎn)線上也可以采用部分簡單的機(jī)械加工工序,。
(5)傳感器與控制系統(tǒng)
每臺專機(jī)完成各自的裝配操作循環(huán),,必須具有相應(yīng)的傳感器與控制系統(tǒng),除此之外,,為了使各臺專機(jī)的裝配循環(huán)組成一個協(xié)調(diào)的系統(tǒng),,在輸送線上還必須設(shè)置各種對工件位置進(jìn)行檢測確認(rèn)的傳感器。例如工件確實存在而且控制系統(tǒng)需要放行工件時分料機(jī)構(gòu)才開始動作,、工件暫存位置確實有工件而且控制系統(tǒng)需要機(jī)械手抓取工件進(jìn)行上料時機(jī)械手才開始取料,,等等。 通常采用順序控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制各專機(jī)的工序操作,,前一臺專機(jī)的工序完成后才進(jìn)行下一專機(jī)的工序操作,,當(dāng)前一臺專機(jī)尚未完成工藝操作時相鄰的下一臺專機(jī)就必須處于等待狀態(tài),直到工件經(jīng)過最后一臺專機(jī)后完成生產(chǎn)線上全部的工藝操作,,這與手工裝配流水線的過程非常相似,。 自動化裝配生產(chǎn)線最典型的結(jié)構(gòu)形式就是直線形式,這樣輸送系統(tǒng)最簡單,,制造也更容易,。