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自動化裝配生產線結構組成形

2018.07.02 行業新聞

與自動化機械加工生產線不同的是，自動化機械加工生產線的加工對象是單個的機械零件，而自動化裝配生產線主要從事產品制造后期的各種裝配、檢測、標示、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，主要應用于產品設計成熟、市場需求量巨大、需要多種裝配工序、長期生產的產品制造場合。其優越性為產品性能及質量穩定、所需人工少、效率高、單價產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線進行生產的產品通常為：軸承、齒輪變速器、香煙、計算機硬盤、計算機光盤驅動器、電氣開關、繼電器、燈泡、鎖具、筆、印刷線路板、小型電機、微型泵、食品包裝等。自動化裝配生產線的結構原理與自動化機械加工生產線、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，自動化機械加工生產線上的操作者是各種工作站或自動機床，而在自動化裝配生產線上則由各種自動化裝配專機來完成各種裝配工藝。其結構原理如下圖所示。典型的自動化裝配生產線結構原理示意圖自動化裝配生產線在結構上主要包括：輸送系統；各種分料、擋停及換向機構；各種自動上下料裝置；各種自動化裝配專機；傳感器與控制系統除此之外，經常還可能有部分人工操作的工序，用于代替技術上極難實現自動化或在成本上并不經濟的裝配工序，組成同時包括機器自動操作與人工操作的混合型自動化裝配生產線。

(1)輸送系統
輸送系統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連接成一個協調運行的系統。輸送系統通常都采用連續運行的方式。最典型的輸送線如：皮帶輸送線、平頂鏈輸送線等
通常將輸送線設計為直行形式，各種自動化裝配專機直接放置在輸送線的上方。自動化專機及輸送線都是在各種鋁型材的基礎上設計制造出來的，經過調試后，通過專用的連接件將自動化專機與輸送線連接固定，使它們成為一個整體。

(2)各種分料、擋停及換向機構
由于工件是按專機排列次序經過逐臺專機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的前方都先設計有分料機構，將連續排列的工件分隔開，然后再設置各種擋停機構，組成各專機所需要的工件暫存位置。工件到達該擋停暫存位置后，經過傳感器確認后專機上的機械手從該位置抓取工件放入定位夾具，然后進行裝配工藝操作。最后由換機上的機械手從該位置抓取工件又送回輸送線繼續向下一臺專機輸送。
在需要改變工件的姿態時，就需要設置合適的換向機構，改變工件的姿態方向后再進行工序操作。

(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完成的，各種自動化裝配專機自然也相應需要各自的自動上下料裝置，應用最多的就是振盤及機械手。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。為了簡化結構，在自動化專機的設計中，通常將自動上下料機械手直接設計成專機的一部分，而且通常的上下料操作只需要兩個方向的運動即可實現。所以這種機械手采用配套的直線導軌機構與氣缸組成上下、水平兩個方向的直線運動系統，在上下運動手臂的末端假設吸盤或氣動手指即可。對于某些簡單的工藝操作，專機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行，例如噴碼打標、條碼貼標操作，這就使專機的結構大大簡化；有些工藝需要使工件在靜止狀態下進行，這時就需要通過擋停機構使工件停留在輸送線上，然后直接進行。而有些工序不僅需要工件在靜止狀態下進行，而且還需要一定的精度，例如激光打標操作，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運行的，在輸送線的作用下工件仍然會產生輕微的抖動，需要設計氣動機構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輸送。

(4)各種自動化裝配專機
各種自動化裝配專機包括自動上下料裝置、定位夾具、裝配執行結構、傳感器與控制系統等，其中定位夾具根據具體工件的形狀尺寸來設計，裝配執行機構則隨需要完成的工序專門設計，而且大量采用直線導軌機構、直線軸承、滾珠絲杠機構等部件。通常在這類自動化裝配專機上完成的工序有：自動粘結、零件的插入、半導體表面貼裝、各種螺釘螺母連接、鉚接、調整、檢測、標示、包裝等。除裝配工序外，在這種自動化裝配生產線上也可以采用部分簡單的機械加工工序。

(5)傳感器與控制系統
每臺專機完成各自的裝配操作循環，必須具有相應的傳感器與控制系統，除此之外，為了使各臺專機的裝配循環組成一個協調的系統，在輸送線上還必須設置各種對工件位置進行檢測確認的傳感器。例如工件確實存在而且控制系統需要放行工件時分料機構才開始動作、工件暫存位置確實有工件而且控制系統需要機械手抓取工件進行上料時機械手才開始取料，等等。通常采用順序控制系統協調控制各專機的工序操作，前一臺專機的工序完成后才進行下一專機的工序操作，當前一臺專機尚未完成工藝操作時相鄰的下一臺專機就必須處于等待狀態，直到工件經過最后一臺專機后完成生產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。自動化裝配生產線最典型的結構形式就是直線形式，這樣輸送系統最簡單，制造也更容易。

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