机械装配自动化主要包括自动传送、自动给料、自动装配作业和自动控制几个方面。
1)自动传送
如图9-33所示,按照基础件在装配工位间的传送方式不同,装配机(线)的结构可分为回转式和直进式两大类。
图9-33 自动传送
(a)回转式;(b)直进式
(1)回转式结构较简单,定位精度易于保证,装配工位少,适用于装配零件数量少的中小型部件和产品。基础件可连续传送或间歇传送,间歇传送时,在基础件停止传送时进行装配作业。间歇传送应用广泛。
(2)直进式的结构比回转式复杂,装配工位数不受限制,调整较灵活,占地面积大,基础件一般间歇传送。按照间歇传送的节拍又分为同步式和非同步式。同步式适用于批量大、零件少、节拍短的场合;非同步式适用于自由节拍、装配工序复杂、手工装配与自动装配相组合的装配线。传送装置主要有回转工作台、链式传送装置和非同步的夹具式链传送装置等。各种传送装置可供基础件直接定位或用随行夹具定位。
2)自动给料
机械装配自动化有料仓给料和料斗给料两种基本类型,如图9-34所示,其结构和特点与机床上下料装置相似。
图9-34 自动给料(www.xing528.com)
(a)料仓给料;(b)料斗给料
3)自动装配作业
自动装配作业包括自动清洗、平衡、分选、装入、连接和检测等,有时还包括成品包装和一些辅助的加工工序。
清洗自动化是将零件自动输送到清洗机内,按规定程序自动完成清洗作业,然后输送到下一工序。
自动平衡的特点是在测出不平衡量的大小与相位后,用自动去重或配重的方法求得平衡。常用的去重方法是通过钻削或铣削将不平衡量去除;对于小型的精密零件(如陀螺仪转子等),不平衡量很小,可用激光气化方法去除。自动配重是根据不平衡量的大小自动选取相应重量级别的平衡块,用焊接或胶接方法固定在被平衡零件的相应位置上。
自动分选是通过自动测量测出零件的配合尺寸,并按规定的几组公差带将零件自动分组,使各对应组内相互配合的零件实现互换装配。自动分选是采用选配法装配之前的必要工序,在自动分选机上进行。
自动装入是自动装配作业中最基本的工序,有重力装入、机械推入和机动夹入3种方式,可按具体情况选择。采用较多的是机械推入和机动夹入,先将零件夹持,保持正确定向,在基础件上对准,再由装入工作头缓慢进给,将其装入基础件内。
螺纹连接的自动化操作常采用螺钉或螺母的自动装配工作头,一般包括抓取、对准、拧入和拧紧等动作,通常需要有扭矩控制装置,以保证达到要求的紧固程度。
自动检测是自动装配的重要组成部分。常见的检测项目有:装配过程中的检测,如检查是否缺件,零件方向和位置是否正确和夹持是否可靠等;装配后的部件或产品的性能检测,如轴的振摆、回转运动精度、传动装置的反向间隙、起动和回转扭矩、振动、噪声以及温升等。将实测结果与检测的标准相对比,以决定合格与否。装配过程中出现不合格情况时,便自动停止装配,并发出信号。有关产品性能的实测数据常由自动打印机输出备查。
4)自动控制
自动装配中各种传送、给料和装配作业的程序以及相互协调必须依靠控制系统。常用的是由凸轮、杠杆、弹簧和挡块等机构组成的固定程序的控制系统,但当装配的部件或产品的结构有较大的改变时便不能适应。如采用数字控制系统,在装配件改变时容易调整工序。特别是微处理机或计算机,具有记忆和逻辑运算功能,可存储各种工作程序,供随时调用。这种控制系统适用于中小批量的多品种自动装配。
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