基于自動(dòng)裝配模式的設(shè)備設(shè)計(jì)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(jì)發(fā)展的過(guò)程中扮演著重要的角色，裝配設(shè)備變得越來(lái)越重要，裝配設(shè)備的設(shè)計(jì)工作越來(lái)越受到人們的重視，在裝配設(shè)備設(shè)計(jì)的過(guò)程中，一定要進(jìn)行規(guī)?；c機(jī)械化的改造，保證非標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)設(shè)備符合制造行業(yè)的發(fā)展需要，促進(jìn)制造行業(yè)的不斷發(fā)展。以下對(duì)自動(dòng)裝配設(shè)備的設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行研究分析。

關(guān)鍵詞：自動(dòng);裝配設(shè)備;設(shè)計(jì)要點(diǎn)

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(guò)程，也可稱(chēng)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(guò)程。可以說(shuō)， 裝配工藝在制造行業(yè)的應(yīng)用是十分普遍的。自動(dòng)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(diǎn)。當(dāng)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(dòng)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(jì)自動(dòng)裝配設(shè)備變得越來(lái)越重要。使用合理設(shè)計(jì)的自動(dòng)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(dòng)裝配設(shè)備的快速發(fā)展已成為現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)的必然趨勢(shì)。

1非標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)裝配設(shè)備產(chǎn)品裝配工藝設(shè)計(jì)

裝配工藝直接影響裝配設(shè)備的總體功能實(shí)現(xiàn)方式、結(jié)構(gòu)布局、控制和檢測(cè)方式等。自動(dòng)裝配工藝一般包括以下幾個(gè)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(dòng)裝配設(shè)備的專(zhuān)用工位上進(jìn)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(gè)工位上進(jìn)行。根據(jù)裝配任務(wù)的復(fù)雜程度，一個(gè)裝配過(guò)程具有多個(gè)裝配工序，裝配工序的合理分析是進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。

1.2檢測(cè)工序

檢測(cè)工序包括對(duì)裝配零部件的檢驗(yàn)、檢查和測(cè)試等，檢測(cè)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(zhǔn)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(guò)程中對(duì)各種故障進(jìn)行處理。

1.3調(diào)整工序

調(diào)整工序是對(duì)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(duì)裝配件的清潔、打標(biāo)記、分選等環(huán)節(jié)。

1.5機(jī)械加工工序

在某些自動(dòng)裝配設(shè)備上，在對(duì)零部件安裝和固定的過(guò)程中，還對(duì)一個(gè)或幾個(gè)特定零件進(jìn)行機(jī)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(duì)可行的裝配工藝進(jìn)行分析比較，結(jié)合功能實(shí)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(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)裝配設(shè)備的設(shè)計(jì)工作要點(diǎn)

2.1結(jié)構(gòu)布局設(shè)計(jì)

裝配設(shè)備按照相關(guān)的自動(dòng)程度可以將其分為全自動(dòng)裝配機(jī)、半自動(dòng)裝配機(jī)和自動(dòng)裝配機(jī)，裝配設(shè)備的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)在布局上可以分為直線型的布局設(shè)計(jì)、環(huán)線型的布局設(shè)計(jì)和轉(zhuǎn)盤(pán)型的布局設(shè)計(jì)。在這樣的情況下，就要明確整個(gè)裝配設(shè)備的運(yùn)行過(guò)程，從而選擇正確的結(jié)構(gòu)布局設(shè)計(jì)，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(lái)進(jìn)行全面的分析。

轉(zhuǎn)盤(pán)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(diǎn)，而且適合應(yīng)用在裝配工藝較為簡(jiǎn)單的自動(dòng)裝配設(shè)計(jì)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(jī)生產(chǎn)的，這樣才能夠保證自動(dòng)裝配設(shè)備的設(shè)計(jì)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(guò)相應(yīng)的轉(zhuǎn)盤(pán)來(lái)進(jìn)行相應(yīng)的布局的，這樣就導(dǎo)致了整個(gè)轉(zhuǎn)盤(pán)裝配機(jī)有著不宜改進(jìn)、結(jié)構(gòu)復(fù)雜和需要進(jìn)行柔性化生產(chǎn)的缺點(diǎn)。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(chǎng)地，而且環(huán)線型布局會(huì)增加整個(gè)裝配的空間，也能夠按照裝配設(shè)備的生產(chǎn)要求來(lái)對(duì)整個(gè)功能單元進(jìn)行增減，這樣裝配設(shè)備就有著柔性化的特點(diǎn)。直線型布局主要使用于大、中型的自動(dòng)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(cè)、標(biāo)識(shí)、包裝等， 也可以集合產(chǎn)品的加工制造、裝配、檢測(cè)于一體，完成成品的全自動(dòng)化 生產(chǎn)和裝配過(guò)程。它適用于裝配工序多， 產(chǎn)品設(shè)計(jì)成熟， 市場(chǎng)需求巨大的產(chǎn)品的生產(chǎn)和裝配。直線型布局占用場(chǎng)地較大， 有足夠的空間布局各裝配單元的實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)和裝置， 可以簡(jiǎn)化裝配機(jī)構(gòu)， 并易于增減和改進(jìn)裝配的功能單元， 但由于整個(gè)生產(chǎn)線較為復(fù)雜， 對(duì)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(dòng)機(jī)構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.2.1供料單元

供料單元是自動(dòng)裝配設(shè)備的重要組成部分，從裝配單機(jī)的上料機(jī)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(dòng)裝配設(shè)備具有高效率的先決條件。供料機(jī)構(gòu)單元必須保證各種裝配零件能在準(zhǔn)確的位置、時(shí)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(cè)的可靠性是影響自動(dòng)裝配過(guò)程故障率的主要因素。

2.2.2裝配主體機(jī)架單元

裝配主體機(jī)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(dòng)輸送機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)裝配主件的多工位同步或異步傳遞、夾取、裝配和檢測(cè)，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(dòng)某些裝配單元的裝配工作頭的主動(dòng)軸。

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

2.2.3自動(dòng)裝配單元

自動(dòng)裝配單元布置在裝配主體機(jī)架上，對(duì)應(yīng)于各裝配工位的裝配功能，自動(dòng)裝配單元可以由機(jī)構(gòu)、液氣壓、電機(jī)拖動(dòng)所構(gòu)成，和裝配主體機(jī)架相配合完成特定裝配動(dòng)作。機(jī)械手或工業(yè)機(jī)器人可以在一次動(dòng)作循環(huán)中完成各種動(dòng)作，可以作為布置在主體機(jī)架上的裝配單元進(jìn)行復(fù)雜部件的裝配。使用機(jī)械手可以簡(jiǎn)化裝配主體機(jī)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(dòng)機(jī)構(gòu)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，要充分考慮和布置適當(dāng)?shù)姆诌x換向機(jī)構(gòu)，對(duì)各道裝配工序中產(chǎn)生的次品按照要求進(jìn)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(cuò)誤的半成品避免進(jìn)入下面的裝配工序， 減小因裝配和檢測(cè)故障造成的停機(jī)， 大大提高裝配生產(chǎn)效率。

2.5 自動(dòng)化控制系統(tǒng)的選擇

整個(gè)裝配設(shè)備的機(jī)構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成后，需要考慮采用何種控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)整機(jī)的自動(dòng)化控制。對(duì)簡(jiǎn)單的控制任務(wù)較少的自動(dòng)化裝配設(shè)備， 采用單片機(jī)控制系統(tǒng)具有成本低等優(yōu)點(diǎn)。

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(dòng)裝配設(shè)備，及時(shí)對(duì)設(shè)備的性能進(jìn)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(shí)損失，有效減少產(chǎn)品生產(chǎn)的成本。所以說(shuō)，只有改善自動(dòng)裝配設(shè)備的設(shè)計(jì)，合理分析其發(fā)展趨勢(shì)，才能保證自動(dòng)裝配設(shè)備在生產(chǎn)時(shí)功能與重要地位。

參考文獻(xiàn)：

[1]程廣華.自動(dòng)裝配系統(tǒng)及其應(yīng)用[J].日用電器，2012（03）.

[2]姜帆，楊振宇，何佳兵.自動(dòng)裝配設(shè)備的總體設(shè)計(jì)[J].機(jī)電工程技術(shù)，2011（07）.

[3]李紹炎，鐘健，熊偉棠.自動(dòng)裝配生產(chǎn)線結(jié)構(gòu)原理及節(jié)拍優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2008（01）.