基于自動裝配模式的設(shè)備設(shè)計與制造分析

陸松磊

摘要：伴隨著科技的不斷發(fā)展，制造行業(yè)在經(jīng)濟發(fā)展的過程中扮演著重要的角色，裝配設(shè)備變得越來越重要，裝配設(shè)備的設(shè)計工作越來越受到人們的重視，在裝配設(shè)備設(shè)計的過程中，一定要進行規(guī)模化與機械化的改造，保證非標準自動設(shè)備符合制造行業(yè)的發(fā)展需要，促進制造行業(yè)的不斷發(fā)展。以下對自動裝配設(shè)備的設(shè)計要點進行研究分析。

關(guān)鍵詞：自動;裝配設(shè)備;設(shè)計要點

所謂裝配就是將各種零部件或總成件，按規(guī)定的技術(shù)條件和質(zhì)量要求連接組合成完整產(chǎn)品的生產(chǎn)過程，也可稱為使各種零部件或總成件具有規(guī)定的相互位置關(guān)系的工藝過程。可以說， 裝配工藝在制造行業(yè)的應(yīng)用是十分普遍的。自動裝配設(shè)備較之其他傳統(tǒng)設(shè)備，其具有效率高、省力、穩(wěn)定、制造成本低、占地較少等特點。當前隨著制造裝配精度的日益增高及裝配工藝的日益復(fù)雜，制造所需的勞動成本也日益增加，傳統(tǒng)裝配方式面臨著前所未有的壓力，這就使得設(shè)計自動裝配設(shè)備變得越來越重要。使用合理設(shè)計的自動裝配設(shè)備可以有效減少次品率，從而大大節(jié)約生產(chǎn)成本。因此，自動裝配設(shè)備的快速發(fā)展已成為現(xiàn)代工業(yè)自動的必然趨勢。

1非標準自動裝配設(shè)備產(chǎn)品裝配工藝設(shè)計

裝配工藝直接影響裝配設(shè)備的總體功能實現(xiàn)方式、結(jié)構(gòu)布局、控制和檢測方式等。自動裝配工藝一般包括以下幾個部分。

1.1裝配工序

裝配工序分為安裝工序和固定工序，安裝工序是指在自動裝配設(shè)備的專用工位上進行裝配零部件的預(yù)備聯(lián)接。通常固定工序在安裝工序之后，也可以把安裝和固定放在一個工位上進行。根據(jù)裝配任務(wù)的復(fù)雜程度，一個裝配過程具有多個裝配工序，裝配工序的合理分析是進行工藝設(shè)計的重要內(nèi)容。

1.2檢測工序

檢測工序包括對裝配零部件的檢驗、檢查和測試等，檢測工序一方面保證裝配質(zhì)量，如裝入零件是否有缺陷、裝入零件方向位置是否準確、裝入后的尺寸精度、密封質(zhì)量、裝配質(zhì)量等，另一方面在裝配過程中對各種故障進行處理。

1.3調(diào)整工序

調(diào)整工序是對裝配工序后具有安裝偏差的零部件位置的糾正。

1.4輔助工序

輔助工序包括對裝配件的清潔、打標記、分選等環(huán)節(jié)。

1.5機械加工工序

在某些自動裝配設(shè)備上，在對零部件安裝和固定的過程中，還對一個或幾個特定零件進行機械加工。產(chǎn)品的生產(chǎn)裝配工藝往往不是唯一的，符合產(chǎn)品性能要求的生產(chǎn)工藝很多，對可行的裝配工藝進行分析比較，結(jié)合功能實現(xiàn)的難易程度和品質(zhì)差異，選擇最優(yōu)的產(chǎn)品裝配工藝。

2非標準自動裝配設(shè)備的設(shè)計工作要點

2.1結(jié)構(gòu)布局設(shè)計

裝配設(shè)備按照相關(guān)的自動程度可以將其分為全自動裝配機、半自動裝配機和自動裝配機，裝配設(shè)備的設(shè)計結(jié)構(gòu)在布局上可以分為直線型的布局設(shè)計、環(huán)線型的布局設(shè)計和轉(zhuǎn)盤型的布局設(shè)計。在這樣的情況下，就要明確整個裝配設(shè)備的運行過程，從而選擇正確的結(jié)構(gòu)布局設(shè)計，還要按照具體的生產(chǎn)情況，根據(jù)相應(yīng)工藝的復(fù)雜性和裝配設(shè)備的應(yīng)用情況來進行全面的分析。

轉(zhuǎn)盤型的布局有著操作方便、占地面積小和結(jié)構(gòu)緊湊的特點，而且適合應(yīng)用在裝配工藝較為簡單的自動裝配設(shè)計中，還要保證產(chǎn)品大小適中，其生產(chǎn)的環(huán)境是適合單機生產(chǎn)的，這樣才能夠保證自動裝配設(shè)備的設(shè)計更加的合理，布局符合生產(chǎn)的基本要求。但是由于裝配設(shè)備的裝配單元都是通過相應(yīng)的轉(zhuǎn)盤來進行相應(yīng)的布局的，這樣就導(dǎo)致了整個轉(zhuǎn)盤裝配機有著不宜改進、結(jié)構(gòu)復(fù)雜和需要進行柔性化生產(chǎn)的缺點。環(huán)線型的布局是適合應(yīng)用在裝配工藝比較復(fù)雜的裝配設(shè)備生產(chǎn)中，這樣就能夠最大限度節(jié)省設(shè)備的使用場地，而且環(huán)線型布局會增加整個裝配的空間，也能夠按照裝配設(shè)備的生產(chǎn)要求來對整個功能單元進行增減，這樣裝配設(shè)備就有著柔性化的特點。直線型布局主要使用于大、中型的自動化生產(chǎn)裝配生產(chǎn)線， 不但可以完成產(chǎn)品加工制造后期的各種裝配、檢測、標識、包裝等， 也可以集合產(chǎn)品的加工制造、裝配、檢測于一體，完成成品的全自動化 生產(chǎn)和裝配過程。它適用于裝配工序多， 產(chǎn)品設(shè)計成熟， 市場需求巨大的產(chǎn)品的生產(chǎn)和裝配。直線型布局占用場地較大， 有足夠的空間布局各裝配單元的實現(xiàn)機構(gòu)和裝置， 可以簡化裝配機構(gòu)， 并易于增減和改進裝配的功能單元， 但由于整個生產(chǎn)線較為復(fù)雜， 對生產(chǎn)線 上各裝配單元的控制和協(xié)同， 生產(chǎn)節(jié)拍和效率提出較高要求。

2.2自動機構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計

2.2.1供料單元

供料單元是自動裝配設(shè)備的重要組成部分，從裝配單機的上料機構(gòu)到大型裝配生產(chǎn)線的物料輸送系統(tǒng)，供料單元是自動裝配設(shè)備具有高效率的先決條件。供料機構(gòu)單元必須保證各種裝配零件能在準確的位置、時間和空間狀態(tài)，從行列中分離并移置到相應(yīng)的裝配工位上。供料單元的檢測的可靠性是影響自動裝配過程故障率的主要因素。

2.2.2裝配主體機架單元

裝配主體機架單元是指可完成裝配主件輸送功能的主體部分，它包括自動輸送機構(gòu)，實現(xiàn)裝配主件的多工位同步或異步傳遞、夾取、裝配和檢測，還包括配置齊全的液、氣壓管路及電氣配線裝置，而且具有驅(qū)動某些裝配單元的裝配工作頭的主動軸。

為了實現(xiàn)裝配主件在輸送過程中實現(xiàn)同步裝配，需要選擇和設(shè)計精確的機械分度控制裝置，以保證每個裝配單元的工裝夾具與輸送動作準確吻合。裝配主體機架上一般應(yīng)間隔排列裝配工位和檢測工位，以在上次裝配工序完成后在下道檢測工位上檢測有無工件和裝配位置是否正確，以保證發(fā)生錯誤時自動停機，以消除連續(xù)的誤裝配，避免生產(chǎn)浪費。

2.2.3自動裝配單元

自動裝配單元布置在裝配主體機架上，對應(yīng)于各裝配工位的裝配功能，自動裝配單元可以由機構(gòu)、液氣壓、電機拖動所構(gòu)成，和裝配主體機架相配合完成特定裝配動作。機械手或工業(yè)機器人可以在一次動作循環(huán)中完成各種動作，可以作為布置在主體機架上的裝配單元進行復(fù)雜部件的裝配。使用機械手可以簡化裝配主體機架的復(fù)雜程度，提高裝配的可靠性。

2.2.4分撿單元

保證最終裝配成品的合格率，在裝配自動機構(gòu)系統(tǒng)的設(shè)計中，要充分考慮和布置適當?shù)姆诌x換向機構(gòu)，對各道裝配工序中產(chǎn)生的次品按照要求進行分檢和分流。分檢單元不但可以提高裝配的成品合格率，而且可以有效保證裝配錯誤的半成品避免進入下面的裝配工序， 減小因裝配和檢測故障造成的停機， 大大提高裝配生產(chǎn)效率。

2.5 自動化控制系統(tǒng)的選擇

整個裝配設(shè)備的機構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計完成后，需要考慮采用何種控制系統(tǒng)來實現(xiàn)整機的自動化控制。對簡單的控制任務(wù)較少的自動化裝配設(shè)備， 采用單片機控制系統(tǒng)具有成本低等優(yōu)點。

3結(jié)論

綜上所述，我們知道設(shè)備裝配是決定產(chǎn)品質(zhì)量十分重要的一環(huán)，只有合理、有效地使用自動裝配設(shè)備，及時對設(shè)備的性能進行改善，才能有效地提高生產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量和裝配效率，減少工時損失，有效減少產(chǎn)品生產(chǎn)的成本。所以說，只有改善自動裝配設(shè)備的設(shè)計，合理分析其發(fā)展趨勢，才能保證自動裝配設(shè)備在生產(chǎn)時功能與重要地位。

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