買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 共 45 頁 第 1 頁 滾針軸承自動裝配機 摘要 隨著現代科技的迅速發展，裝配自動化正在逐步發展成為當今世界裝配的發展主流，逐步取代人工的手工裝配。它已成為衡量一個國家機械發展水平的主要標志之一。 自動裝配技術的重要性還在于促進產品制造系統的整體優化，生產率得以全面提高，用少量調整工人服務于一定數量的自動裝配設備，在一定程度上提高均衡生產水平。自動裝配不會因為工人疲勞，疏忽，情緒技術不熟練等因素影響而造成產品質量缺陷或不穩定。時間表明，當達到一定批量的與手工裝配保持同一水平的自動化裝配將會使成本下降。同時，在許多情況下，裝 配自動化所占用的生產面積比手工裝配完成同樣生產任務的工作面積要小的多。 本次設計是滾針軸承自動裝針機， 首先把軸承碗選料排序，然后把滾針選料排序，二者在自動裝配機上實現自動裝配，從而得到滾針軸承。在這個過程中解決了與此相關的一些問題。 關鍵詞 滾針軸承 自動裝配 設計 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 共 45 頁 第 2 頁 of is of in It of to of of a is to be a of in It in of or of of s It a of At in a in In I an of In in in 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 共 45 頁 第 3 頁 目 錄 前言 3 第 1 章 緒論 4 動裝配與柔性裝配技術的發展概況 4 配自動化在現代制造業中的重要性 4 現裝配自動化的途徑 5 動裝配結構工藝性的意義 7 于自動裝料 7 于零件自動傳 遞 8 于自動裝配作業 8 動裝配工藝設計的一般要求 9 動裝配工藝的節拍 9 免或減少裝配基礎件的位置變動 9 理選擇裝配基面 10 裝配表面進行分類 10 配零件的自動定向 10 配自動化程度的確定 10 高裝配自動化水平的技術措施 11 擇裝配對象及自動化裝配過程的準備 12 定裝配自動化的必要條件 12 配單元作為裝配對象 13 現裝配自動化的目的 13 現自動化裝配要解決的基本問題 14 械制造裝備的設計方法 14 品的劃分階段 14 案設計階段 15 術設計階段 16 第 2 章 設計的主要參數及基本思想 18 題要求 18 本思想 18 第 3 章 裝針機的總體設計 19 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 共 45 頁 第 4 頁 定傳動方案 19 擇電動機的類型與結構 20 量） 20 軸的設計 21 第 4 章 機構設計 31 承碗下料機構設計方案選擇 31 排序機構設計方案選擇 34 針機構設 計方案選擇 36 構分析 37 37 的排序機構 自動裝針機構 38 結論 40 致謝 41 參考文獻 42 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 共 45 頁 第 5 頁 前 言 隨著現代科技的發展，現代制造技術的不斷發展，為社會生產力帶來了巨大飛躍。自 80 年代柔性制造系統（復名數）進入實用階段以來，目前世界上大約有 1500 條 更多的 運行，它使機械加工的面貌發生了質的變化。零件制造，金屬成型，切削加工等日益綜合化，并隨著柔性制造技術，計算機輔助技術和信息技術的發展，當今世界機械制造業將進入全面 自動化時代。 早在 1956 年，日本在經濟白皮書中提出的對策是“通過 大規模的設備投資來提高生產率，加強國際競爭能力”，這與美國當時實行的“風險投資”政策是一致的。實踐證明，風險投資是促進高新技術和新興產業發展的有效途徑，帶來的是整個產業體系，質量水平的提高和經濟效益的大幅度增長。 1993 年，德國 造工程和自動化研究所 “來自工業界 100 個 目的信息”中強調指出：“今天對人的投資決定明天的回報”。人是決定性因素，無論是設計人員還是現場技術人員的能力和水平都是實施先進制造技術是否有效的前提。 80 年代末，由美國國防工業系統提出的 一種新興的制造概念和生產哲理 思想就是在產品設計階段就集中研制產品各環節的有關人員對產品的性能和進程的設計同時做出評估，即使改進設計，得到共同滿意的結果，并對下游各技術環節同時做出準備和操作，達到各項技術設計和制造一次成功。這樣既保證了設計和制造質量，又大縮短了產品研制和開發周期，成為當前國內外制造界和技術界研究和實施的熱門話題。 我畢業設計的題目是“滾針軸承自動裝配機”，主要是利用機器完成自動裝配。由機器自動完成裝配內容，減少人工操作部分。從而獲得更穩定的產品質量。滾針軸承的自動裝配主要 是軸承碗，針的選料排序。合理的選擇兩者有利于裝配過程的順利進行，自動裝配機通過一個電動機，利用皮帶傳動使得轉速在各級之間遞減，達到一個節拍，從而使得針和軸承碗能同時到達安裝位置完成安裝。 由于時間倉促和知識水平有限，論文中的錯誤和不足在所難免，請各位老師給予批評指正。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 共 45 頁 第 6 頁 第 1 章 緒論 11 配自動化在現代制造業中的重要性 現代制造技術的不斷發展，為社會生產力帶來了巨大飛躍。自 80 年代柔性制造系統（復名數）進入實用階段以來，目前世界上大約有 1500 條 運行，它使機械加工的面貌發生了質的變化。零件制造，金屬成型，切削加工等日益綜合化，并隨著柔性制造技術，計算機輔助技術和信息技術的發展，當今世界機械制造業將進入全盤自動化時代。 然而，由于加工技術超前于裝配技術許多年，兩者已經形成了明顯的反差，裝配工藝已經成為現代化生產的薄弱環節，現代制造技術的發展使傳統的手工裝配工藝面臨著嚴峻的挑戰。裝配自動化（ 于提高生產效率，降低成本，保證產品質量，特別是減輕或取代特殊條件下的人工裝配活動。 實現裝配自動化是生產過程自動化或工廠自動化（ 重要標志，也是系統工程學在機械制造領域里實施的重要內容。 由于裝配大多數是人工操作的勞動密集型過程，生產率在很大度上取決于裝配過程對人的依賴性，它是人工執行某一具體操作所花費時間的函數，其勞動量在產品制造總勞動量中占有相當高的比例。同時，隨著獻技制造術的應用，制造零件勞動量的下降速度比裝配勞動量下降速度快得多，如果沒有新的舉措，該比值還會提高，即使是發達國家某些部門從事裝配的工人數也要占工人總數的 50%60%。據有關資料統計分析，一些典型產品的裝配 時間占總生產時間的 53%左右，如果所有的裝配都是人工控制的，則生產率指數可能降低到 40%左右，而隨著裝配自動化水平的提高，生產效率可上升到 85%97%。但目前產品裝配的平均自動化水平僅占 10%15%，因而裝配對產品的原始成本影響重大，已經成為昂貴的生產過程。所以，裝配自動化是制造工業中需要解決的關鍵技術。 裝配是一項復雜的生產過程，人工操作在裝配中作為一個生產元素的出現，已經不能與當前的社會經濟條件相適應。因為人為既不能保證工作的一致性和穩定性，有不具備判斷準確，靈巧，并賦以較大作用力的這些特性。另外， 從市場經濟的現實出發，人工操作與產品功能可靠，質量一致性好，價格合理的要求也極不相適應。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 共 45 頁 第 7 頁 自動裝配技術與柔性裝配技術是研究取代依賴人工技巧和判斷力進行各種復雜操作的系統工程，是應用現代科學理論實現裝配過程自動化的應用科學。特別是對于適應中小批量生產，高質量，高效率，高柔性的智能裝配系統的研究與開發，對適應自動裝配的新產品設計途徑，對未來工業發展有著特殊的重要意義。 自動裝配水平的高低，已經成為衡量一個國家科技水平的重要標志之一。目前，一些發達國家及早地將注意力轉向自動裝配技術，并取得了卓越的成果，一些產品， 部件的裝配過程逐漸擺脫了人工操作，柔性裝配系統（ 經成為 一個重要環節。我 國 對自動裝配技術的研究起步較晚，近年來有一定的發展，陸續自行設計，建立和引進了一些半自動，自動裝配線及工序半自動裝置。但國內設計的半自動和自動裝配線的自動化精度不高，裝配速度和生產效率亦較低，所以自動裝配技術在我國有很大的開發和應用潛力，裝配自動化將成為生產過程全盤自動化的下一個戰略目標。 自動裝配技術的重要性 還在于促進產品制造系統的整體優化，生產率得以全面提高，用少量 工人服務于一定數量的自動裝配設備，在一定程度上 提高均衡生產水平。自動裝配不會因為工人疲勞，疏忽，情緒，技術不熟練等因素影響而造成產品質量缺陷或不穩定。 實踐表明，當達到一定批量 的自動化裝配將會使成本下降。同時，在許多情況下，裝配自動化所占用的生產面積比手工裝配完成同樣生產任務的工作面積要小的多。 裝配工藝自動化可改善裝配環境，保障生產安全。在電子工業，宇航工業，化學工業，兵器工業，核工業，海洋開發等行業中，有些裝配操作需要潔凈空氣，惰性氣體，真空等等特殊環境；有些作業人類難以接近，有些作業有易燃，易爆的危險。因此，從工人勞動保護方面考慮，發展自動化裝配尤 為重要，也是滿足社會，市場及技術發展過程中產品不斷更新的需要。 現裝配自動化的途徑 （ 1）借鑒先進技術加大開發力度 研究和開發自動裝配技術與柔性裝配技術，大幅度提高裝配質量和效率，是制造業的一項重要任務。首先，在產品設計階段充分考慮裝配自動化問題是非常重要的，因為自動裝配系統的最大柔性主要來自被制造 零件族的合理設計。工業發達國家已經廣泛推行便于裝配的設計準則（ ,其主要包含兩個方面重要內容：一是盡量減少產品中的單個零件的數量；二是改善產品零件的結 構工藝性。基于該準則的計算機輔助產品設計軟件也已開發成功。目前，這些國家便于裝配的產品結構在設計人員頭腦中所占的地位已不買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 共 45 頁 第 8 頁 亞于便于數控加工的產品結構。實踐證明，提高裝配效率，降低裝配成本，實現裝配自動化方面所做的最大工作量首先應是改進產品設計，所需要解決的基本理論分析和實驗研究的問題有： 1）研究自動裝配產品結構的工藝性； 2）研究并設計自動裝配的工藝過程； 3）設計制造自動裝配設備或裝配機器人； 此外，還應對合理配合間隙或過盈量的確定及控制方法，裝配生產的組織與管理等進行研究，開發新的裝配工藝和技術。 從國 外自動裝配技術的發展過程來看，首先是在大批量生產的企業里，從小型簡單的裝配機械化開始，逐漸發展到能實現自動裝配的裝配機和連續自動裝配的裝配線，后來發展到對大型產品的自動裝配，最早階段研制的裝配系統都具有一定的專用性。 柔性裝配是自動裝配技術發展方向，采用柔性裝配不僅可以提高生產率，降低成本，保證產品質量一致性，更重要的是能提高適應多品種小批量的產應變能力。 選用率，復雜程度和它的發展是隨時間而變化的，在一定歷史階段的發展水平受財力和技術水平的限制。當前，對我們較突出的問題是該技術的設備投資比較高，并 缺乏這方面的技術人才。 （ 2）盡快實現自動裝配設備與 國產化 我國已經建立了裝配機器人研究中心，并取得了很大的進展。我們應該根據我過國情加大開發自動裝配技術的力度，在引進外來技術的基礎上實現自動裝配設備的國產化，逐步形成系列型譜并使其模塊化，通用化。同時，要組成一只專業科技隊伍，專門從事自動裝配技術的開發研制，用高技術起點的自動化設備來裝備企業，以改變裝配技術落后的局面。 早在 1956 年，日本在經濟白皮書中提出的對策是“通過大規模的設備投資來提高生產率，加強國際競爭能力”，這與美國當時實行的“風險 投資”政策是一致的。實踐證明，風險投資是促進高新技術和新興產業發展的有效途徑，帶來的是整個產業體系，質量水平的提高和經濟效益的大幅度增長。 1993 年，德國 造工程和自動化研究所 H。 J。 “來自工業界 100 個 目的信息”中強調指出：“今天對人的投資決定明天的回報”。人是決定性因素，無論是設計人員還是現場技術人員的能力和水平都是實施先進制造技術是否有效的前提。 80 年代末，由美國國防工業系統提出的一種新興的 制造概念和生產哲理 思想就是在產品設計階段就集 中研制產品各環節的有關人員對產品的性能和進程的設計同時做出評估，即使改進設計，得到共同滿意的結果，并對下游各技術環節同時做出準備和操作，買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 共 45 頁 第 9 頁 達到各項技術設計和制造一次成功。這樣既保證了設計和制造質量，又大縮短了產品研制和開發周期，成為當前國內外制造界和技術界研究和實施的熱門話題。 有些產品不適應自動裝配的原因，并不在于自動裝配技術本身，而是由產品結構設計的不合理。對于自動裝配，產品結構工藝性具有特殊意義。因為在許多情況下，產品結構工藝性不僅決定了自動裝配的有效程度，而且也決定了自動裝配的可行性和經濟上的合理 性。在不影響使用性能和制造成本的前提下，產品結構的合理改進，往往可以極大地降低自動裝配的難度和成本。今后，我們在新產品的研制開發中，也必須貫徹執行裝配自動化的設計準則。 不斷提高便于自動裝配的產品結構在設計人員頭腦中的地位，把產品設計和自動裝配的理論與實踐協調一致作為新產品的設計方法。否則，在不同的范圍和時間內很容易導致失敗。即使采用各種裝配機器人和先進的控制設備，也不能補償裝配過程的低效率。 自動裝配過程必須保證系統的可靠性，導致不成功的另一個原因往取決于組成 各種元件和子系統的有限壽命，因而，研制 階段必須進行充分的工藝試驗，對易停工的部位設置多余度系統，使裝配過程自動化形式和范圍更趨合理。 在當前生產技術水平下，還應根據我國國情注意研究和開發自動化程度不一的各種裝配方法，如對某些產品，研究利用機器人，剛性的自動化裝配設備與人工結合等裝配方法，而不能盲目追求全盤自動化，這樣有利于提供最佳經濟效果。裝配機器人是未來柔性自動化裝配的重要工具，將成為世界上繼汽車，計算機之后的第三大產業，因此，集中優勢跟蹤這方面高技術的發展非常必要。大力發展廉價的裝配機器人，是今后相當長的一個時期內發展我國機器人的基本國策。 動裝配結構工藝性的意義 1 任何產品的研制都是從該產品的功能為特點入手的，而每種產品設計與裝配工藝都有特殊的內在聯系。所以必須把自動裝配工藝要求作為產品設計的重要指標，從裝配工藝反向要求設計產品，這是產品獲得成功的訣竅。在自動裝配條件下，零件的結構工藝性應從以下三個方面考慮。 于自動裝料 自動裝料包括零件的上料，定向，輸送，分離等過程的自動化。為使零件有利于自動供料，產品的零件結構應符合以下各項要求： 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 共 45 頁 第 10 頁 （ 1）零件的幾何形狀力求對稱，便于定向處理； （ 2）如果零件由于產品本身結構要求不能對 稱，則應使其不對稱程度按其物理和幾何特征合理擴大，以便于自動定向。如重量，外形，尺寸等的不對稱性； （ 3）使零件的一端做成圓弧面，易于導向； （ 4）某些零件自動供料時，必須防止鑲嵌在一起。如有通槽的零件，宜將槽的位置錯開；具有相同內外錐度表面時，應使內外錐度不等，防止套入卡住； （ 5）裝配零件的結構形式應便于在輸料槽中輸送。 于零件自動傳遞 裝配基礎件和輔助裝配基礎件的自動傳送，是指裝配工位之間的傳送。其具體要求如下： （ 1）為使易于實現自動傳送，零件除具有裝配基準面以外，還需要考慮裝夾基 準面，供傳送裝置的裝夾或支承； （ 2）零部件的結構應帶有加工的面和孔， 加 工傳送中定位； （ 3）零件外形應簡單，規則，尺寸小，重量輕。 于自動裝配作業 （ 1）零件的尺寸公差及表面及格特征應保證按完全互換的方法進行裝配； （ 2）零件數量盡可能少，用現代制造技術，可加工更復雜的零件，從而可減少裝配件數量。同時應減少緊固件的數量。 （ 3）盡量采用適應自動裝配條件的聯接方式，如減少螺紋聯接用粘接，過盈聯接，焊接等聯接方式代替； （ 4）零件上盡可能采用定位凸緣，以減少自動裝配中的測量工作，如將過盈配合的 光軸用階梯軸代替等； （ 5）基礎件設計應留有適應自動裝配的操作位置，必須留有足夠的自由空間； （ 6）零件的材料若為易碎材料，宜用塑料代替； （ 7）零件裝配表面增加輔助面，使其容易定位； （ 8）最大限度地采用標準件不僅可以減少機械加工，而且可以加大裝配工藝的重復性； （ 9）避免使用易纏住或易套在一起的零件結構，不得已時，應設計可靠的定向隔離裝置； （ 10）產品的結構應能以最簡單的運動把零件安裝到基準零件上去，最合買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 共 45 頁 第 11 頁 理的結構是能使零件按同一個方向安裝到基礎件上去，因而在裝配時沒有必要改變基礎件的方向，裝配方向宜采 用垂線方向，盡量減少橫向裝配； （ 11）如果裝配時配合的表面不能成功地用作基準，則在這些表面的相對位置必須給出公差，且在此公差條件下基準誤差對配合表面的位置影響最小。 綜上所述，裝配自動化包括零件自動供料，自動傳送和裝配三個方面內容，三者是緊密聯系的。為獲得較好的技術經濟效果，首先要確定合理的目標，經濟上可行，技術上先進。在此基礎上，根據零件的結構工藝性，合理地確定供料，傳遞和裝配作業的自動化程度。 3 自動裝配工藝要比人工裝配工藝設計復雜得多，例如幾何形狀 復雜的裝配件的定向問題，憑借人 工操作很容易解決，可是在自動裝配中可能成為難以解決的問題。又如， 按照已裝入件的配合間隙，通過手工測量，修配或選擇響應厚度的墊片裝入，即能符合裝配要求，這是傳統的人工裝配工藝的方法。在自動裝配中，就需要配備自動檢測裝置和儲料器，根據自動檢測結果，驅動執行機構，從儲存不同厚度的各種墊片中取出厚度合適的墊片再進行自動裝入。由以上列舉的情況可知，自動裝配的工藝設計要比人工裝配的工藝設計復雜得多。為使自動裝配工藝設計先進可靠，經濟合理，在設計中應注意如下幾個問題。 動裝配 工藝的節拍 自動裝配設備中，多公位剛性傳動系統多采用同步方式，故有多個裝配工位同時進行裝配作業。為使各工位工作協調，并提高裝配工位和生產場地的效率，必然要求各工位同時開始和同時結束。因此，要求裝配工作節拍同步。 對裝配工作周期較長的工序，可分散幾個裝配工位，這樣可以平衡各個裝配工位上的工作時間，使各個裝配工位的工作節拍相等，而對非同步裝配系統則無嚴格要求。 免或減少裝配基礎件的位置變動 自動裝配過程是將裝配件按規定順序和方向裝到配基礎件上。通常，配基礎件需要在傳送裝置上自動傳送，并要求在 每個裝配工位上準確定位。因此，應盡量減少裝配基礎件在自動裝配過程中的位置變動，如翻身，轉位升降等動作盡量最少，以避免重新定位。由此要求合理設計自動裝配工藝，減少裝配基礎件的位置變動。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 共 45 頁 第 12 頁 理選擇裝配基準面 合理選擇裝配基準面，才能保證裝配定位精度，裝配基準面通常是加工面或者是面積大的配合面，同時應考慮裝配夾具所必需的裝夾面和導向面。 裝配表面進行分類 為提高裝配自動化程度，就必須對裝配件進行分類。多數裝配件是一些形狀比較規則，容易分類分組的零件，按幾何特性零件可分為軸類，套 ，平板類和小雜件四類，每類根據尺寸比例又分為長件，短件，勻稱件三組，每零件又分為四類穩定狀態。因此，共有 48 中狀態。經過分類分組后，采用相應的料斗裝置即可實現多數裝配件的自動供料。 配零件的自動定向 對于形狀比較規則的多數裝配件可以實現自動供料和定向，還有少數關鍵件和復雜件往往不能實現自動供料和自動定向，并且往往成為自動裝配失敗的一個原因。這類少數形狀復雜的裝配件為實現自動定向，一般可參照以下方法： （ 1） 概率法 零件自由落下時呈各種位置，將其送到分類口，分類口按零件的幾何形狀設計，凡 能通過分類口的零件即能定向排列。 （ 2） 極化法 利用零件的形狀和重量明顯的差異性，達到定向排列。 （ 3）測定法 根據零件的形狀，裝化為電氣的 ，氣動的或者機械的量，由此確定排列位置。 對于自動定向十分困難的關鍵件和復雜件，為不使自動定向機構過分復雜，及防止動作失誤，則宜采用手工定向或逐個裝入，這樣，在技術經濟上可能更合理。 配自動化程度的確定 裝配自動化程度的確定是一項十分重要的設計原則，需要根據工藝的成熟程度和實際經濟效益確定，具體如下： （ 1）在螺紋聯接工序中，由于多軸工作頭對螺紋孔位置 偏差的限制較嚴，又往往要求檢測和控制擰緊力矩，至使自動裝配機構十分復雜，因此用單軸工作頭較多，而且檢測擰緊力矩多用手工操作。 （ 2）形狀規則，對稱而數量多的裝配件易于實現自動裝料，故其供料自動化程度較高，復雜件和關鍵件往往不易實現自動定向，所以自動化程度較低。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 共 45 頁 第 13 頁 （ 3）裝配零件送入儲料器的動作以及裝配完成后卸下產品或部件的動作，常按較低的自動化程度考慮。 （ 4）裝配質量檢測和不合格件的調整，剔除等項工作的自動化程度宜較低，或可用手工操作，一面自動檢測工作頭的機構過分復雜。 （ 5）品種單一的裝配線，起自動化程 度常較高，多品種則較低，但在裝配工作頭的標準化，通用化程度日益提高的基礎上，多品種裝配的自動化程度可以提高。 （ 6）對于不甚成熟的工藝，除采用半自動化外，需要考慮手動的可能性；對于采用自動或半自動裝配而實際經濟效益不顯著的工藝宜同時采用人工監視或手工操作。 （ 7）在自動裝配線上對下列各項裝配工作一般應優先達到較高的自動化程度： a. 裝配基礎件的工序間傳送，包括升降，擺轉，翻身等改變位置的傳送在內； 位和返回； 又數量多的裝配件的供料和傳送； 衡作業，過 盈聯接作業，密封檢測等工序。 高裝配自動化水平的技術措施 為使所設計的自動化裝配線不斷提高水平，在重要的裝配工藝及其置和供料，傳送，檢測等方面都要予以考慮，提高水平措施主要有以下幾個方面： （ 1）自動裝配線日益趨向機構典型化，型式統一，部件通用，僅需要更換湖調整少量裝配工作頭和裝配夾具，即可適應系列產品或多品種產組織輪番裝配，擴大和提高裝配線的通用化程度。 （ 2）由小型產品面向大中型產品發展，由單一的裝配工序自動化向綜合自動化發展，形成由裝配件上線到成品下線的綜合制造系統，即將加工，檢測 等工序與裝配工序結合起來，采用通用性強而又易于調整的程序控制裝置進行全線控制，實現更大規模的自動化生產。 （ 3）向自動化程度較高的數控裝配機或裝配中心發展，通過裝配工位實現數控化和具有自動更換工具的機能，能同時適應自動裝入，壓合，擰螺紋等如此即可使多品種的自動裝配線適應系列產品裝配的需要，或為多品種成批生產產品實現裝配自動化提供條件， （ 4）擴大和推廣應用非同步式自動裝配線，充分利用其可調整性，使得復雜的裝配工序在應用了自動裝配的同時，可少量采用手工裝配，兩者實現“柔買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 共 45 頁 第 14 頁 性”聯接，擴大裝配線的通用程度。 （ 5）采用電子計算機控制裝配線，帶有存儲系統和可調性，促使兩者實現“柔性”聯接，擴大裝配線的通用程度。例如，自動裝配車輪螺柱在殼上的位置與車輪上螺紋孔位置的自動對準，都是電子計算機控制的電視攝像機加以識別和確定的。 （ 6）應用具有觸覺和視覺的智能裝配機器人。這種裝配機器人上的配置傳感器，能適應裝配件傳送和從事各種裝配操作，如抓取，握住，對準插入轉動，擰緊等。由于具有觸覺和視覺特性，所以能從傳送帶上自動選別和抓取裝配件而后準確裝入。這種機器人還可進一步發展成為看圖裝配的高級智能機器人。它的發展趨勢是研究用口 語向智能機器人下達指令，建立人機直接聯系的統一指令系統。 擇裝配對象及自動化裝配過程的準備 1 定裝配自動化的必要條件 決定裝配過程自動化的主要因素是產品產量的大小，也就是年生產綱領。這個生產綱領和產品的尺寸大小，復雜性 (其中包括零件在產品中的數量 )以及裝配過程的特性有關。 分析工作者的自動裝配設備的例子表明 ,按表 列的生產綱領采用裝配過程自動化是合適的。自動裝配設備的利用系數是 表 動裝配時的最低生產綱領 零件最大尺寸 (最大循環時間 (S) 生產 綱領 (千個 /年 ) 到 100 100于 300 7 18 30 800 320 200 任何產品或者裝配單元的裝配過程自動化可以從最簡單工序的自動化開始 對自動化裝配合理性進行技術經濟比較 ,因為在簡單的工序中裝配工人的勞動生產率往往相當高，致使自動化設備都不具備競爭力。尤其在裝配過程中對簡單工序建立專用自動機，其設計及制造成本大大高于由于節省人工而取得的節約時，這種情況尤為明顯。 為減少設計和制造自動裝 配設備的成本可利用組裝原則，這時自動裝配設備是由通用的組合部件組裝的。這些組合部件是在專門企業成批生產的。采用買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 共 45 頁 第 15 頁 通用的組合部件組裝自動裝配設備具有一定的經濟效益，產品結構改變時可對自動裝配設備進行重新調整 ;或者利用組合部件重新組裝成裝配設備對其他產品進行裝配，甚至用于個別裝配工序的機械化。 配單元作為裝配對象 現代的機器制造業，儀器制造業，電器工業，無線電子工及其他部門用裝配方法得到的產品是由許多零件組成的 4 個零件 ,復雜產品則為幾千甚至幾萬個零件。當零件數量不多時 (例如少于 10 件 )自動化裝配可以用不復雜的自動裝配設備來實現。當零件數量非常多時，制造自動裝配設備對產品進行全自動裝配圍被證明有效，這是由于這種設備非常復雜和笨重的緣故。此外，如后面所述這種自動裝配設備的可靠性不高。 大多數復雜產品是有部件 (裝配單元 )組成 后進入總裝配。因此在進行裝配過程自動化時，推薦制造的自動裝配設備可對裝單元進行裝配 ,再把預先得到的裝配單元進行總裝配。總裝配多半是用手工進行的，因為結構復雜的產品最終實現自動裝配的可能性很少。 現裝配自動化的目的 為了使 裝配不再是生產中的薄弱環節 ,裝配過程自動化應保證具有其他生產過程自動化所達到的一切優點。 裝配過程自動化主要效果是提高勞動生產率，它依靠許多自動機代替裝配工人手工勞動實現的，在生產過程中有許多環節可用比手工勞動有更高速度的自動化設備來完成 產品質量不變 ,則工人數量可以減少。實際上這意味著用少量調整工人代替裝配工人工作，每一個調整工人服務于一定數量的自動裝配設備的工作工位或單元。 在許多情況下，裝配自動化所占的生產面積比裝配工人手完成同樣產品同樣產量的工作面積要小。尤其在儀器制造 業 ,，零件尺寸及由其組成的部件都很小的情況下更是如此。自動化裝配可以增加單位生產面積的產量。 自動化裝配能改善產品質量。自動化裝配設備工作時沒有因人疲勞，疏忽，技術不熟練等原因而產生的裝配誤差。通過計算表明，當與手工裝配保持同一水平，自動化裝配的成本稍有下降，或者當成本一樣時，自動化裝配能獲得更穩定的產品質量。 現代化生產對某些裝配過程提出特殊的要求，這些要只有在自動化情況下才能達到。例如在真空條件下裝配 ,對零件表面粗糙度要求低，手直接工作是不可能的或者是比較差的工作場合。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 共 45 頁 第 16 頁 現自動化裝配 要解決的基本問題 當制造自動裝配設備時 ,需要研究下列相互聯系的主要問題 : （ 1）自動化裝配的產品結構工藝性 ; （ 2）研究和設計自動化裝配工藝過程 ; （ 3）設計自動化裝配設備 ; 裝配過程自動化實現上述各個方面通常要解決理論分析的問題及實驗研究的問題 但是前兩方面所進行的工作不可以和設計設備方法脫離開 ,設計方法要反映現代技術可能性或者對某些企業來說是傳統的方法 ,也可能有這種情況 ,由于產品 (裝配單元 )結構特點的要求根本改變了現有的 裝配工藝，因而在設 計設備時需要新的 ,獨創的方法。 械制造裝備設計的方法 機械制造裝備設計的步驟隨設計類型的不同而不。創新設計的步驟最典型，可劃分為產品規劃，方案設計，技術設計和施工設計等四個階段 品規劃階段 市場對產品的需求是動態變化的，但企業的產品在生一段時間內應是相對穩定的。這是因為產品開發過程需要一段時間，生產工藝和生產裝備在一段時間內也需要相對穩定得。為了協調企業生產要求相對穩定和市場需求瞬間變化的矛盾，在產品設計前必須進行產品規劃，確定新產品的功能，技術性和開發的日程表，保證符合市 場需求的產品能及時，或適當超前地研制出來，投放市場，以減少產品開發的盲目性。產品規劃階段將綜合運用技術預測，市場學，信息學等理論和方法來解決設計中出現的問題。 (1) 需求分析 產品設計是為了滿足市場需求，而市場需求往往是不具體的，有時候是模糊的，潛在的，甚至是不可能實現的。需求分析的任務是將這些需求具體化和恰到好處，明確設計任務的要求 設計工作的開始，而且自始至終指導設計工作的進行。 開發新產品最困難的不是技術問題，而是確定需要開發什么樣的產品，它往往比從技術上 找到滿足需求的措施更為棘手。有的新產品技術水平不見得很高，由于滿足市場需求，有非常好的銷路；反之，有的新產品在設計中盡管采用了許多先進技術，功能完備，由于需求分析沒做好，不一定受市場的歡迎。因此，設計人員必須重視需求分析。需求分析一般包括對銷售市場和原材料場的分析。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 共 45 頁 第 17 頁 (2) 調查研究 調查研究包括市場調研 ,技術調研和社會環境調研四個部分。市場調研一般從以下四個方面進行調研：用戶需求 (有關產品功能 性能 質量 使用 風格 需求量和價格等方面的要求 )； 產品情況 (產品在其生命周期曲線中的位置，新老產品交替的 動向分析等 )；同行情況 (同行產品經營銷售情況和發展趨勢 ,本產品的市場占有率等 )；供應情況 (主要原材料，配件，半成品等的質量，品種，價格，供應等方面的情況及變化趨勢等 )。 技術調研一般包括產品技術的現狀及發展趨勢；行業技術和專的發展趨勢；競爭產品的技術特點分析 ;環境對研制的產品提出的要求等等。 社會調研一般包括企業目標市場所處的社會環境和有關的經濟技術政策；社會的風俗習慣；社會的消費水平購買能力等等。 (3) 預測和可行性分析 調查研究預測后，對產品開發中的重大問題進行充分的技術經濟論證，判斷是否可行， 即產品設計的可行性分析。一般包括技術分析 ,經濟分析和社會分析三個方面。經過技術，經濟，社會等方面的分析，和對開發的可能性的研究，應提出產品開發的可行性報告。可行性報告一般包括以下內容： 1) 產品開發的必要性 ,時常調查及預測情況 ,包括用戶對產品各個方面的要求等。 2) 同類產品國內外技術水平 ,發展趨勢； 3) 從技術上預期產品開發能夠達到的技術水平； 4) 從設計 ,工藝和質量等方面需要解決額的關鍵技術問題； 5) 投資費用及開發時間進度 ,經濟效益和社會效益估計； 6) 現有條件下開發的可能性及準備采取的措施 等。 案設計階段 方案設計實質上是根據設計任務書的要求，進行產品功能的原理設計。這階段完成的質量將嚴重影響到產品的結構，性能，工藝和成本，關系到產品的技術水平和競爭力。 在方案設計階段應盡量開闊思路，創新思維，引入新原理和技術綜合運用系統工程學，圖論，形態學，創造學，思維心理學，決策論等理論和方法，將系統總功能分解為功能元，通過各種方法，探索多種方案，求得各功能元的多個解，求得較好的最佳原理解。 (1) 對設計任務的抽象 一項設計任務往往需要滿足一大堆要求，有些是主要的有些是次要的。應 對設計任務進行抽象，抓住主要要求，兼顧次要求才能避免由于知識和經驗的局限性，思想上的種種框框，誤導設計方案的制定。買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 共 45 頁 第 18 頁 經過對設計任務的抽象，可明確設計產品的總功能，總功能可以逐級往下分解，分解到子功能的要求比較明確，便于求解為止。 (2) 尋求原理解和求解方法 對設計任務進行了抽象，確定了本質功能，建立了功能結構，如果實現這些功能，這就是求借問題。通常能實現某一功的原理解不止一個，而不同的原理解的技術經濟成果是不一樣的，而且往在原理解階段尚難以分清優劣。因此選擇和確定原理解要經過反復論證，有時候還可能 經過多次反復才能取得合理的原理解。把所有子功能的原理解結合起來，就形成了設計的初步方案。 (3) 初步設計方案的評價與篩選 初步設計方案可能達到十多種甚至幾十種，應對這些方案進行評價與篩選，找到較優的方案。 1) 初步設計方案的選法 具體方法有兩種 觀察淘汰法和分數比較法 2) 初步設計方案的具體化 所采用的方法大致有：繪出方案原理圖，整機總體布局草圖，主要零部件草圖，為在空間占用量，重量，所用材料，制造工藝，成本和運行費用等方面進行比較提供數據；進行運動學，動力學和強度方面的粗略計算；進行必要的原理試驗 ，分析確定主要設計參數，驗證可行性等等。 3) 進行技術經濟評價 具體步驟為：建立目標系數和制定評價標準，確定重要性系數，按技術觀點確定評價分數，進行技術經濟評價計算和得出評價結果。 術設計階段 (1) 確定結構原理方案的過程如下： 1) 確定主要數據 根據初步設計方案，在充分理解原理解的基礎上，確定結構 原理方案的主要數據，其中包括決定尺寸的依據，如功率流量和聯系尺寸等；決定布局的依據，如物流方向，運動方向和操作位置等；決定材料的依據；決定限制結構設計的空間條件，如距離，規定的軸的 方向，裝入的限制范圍等等。 2) 確定結構原理方案 在上述依據的約束下，對主要功能結構進行構思，初步確定其材料和形狀，進行粗略的結構設計。 3) 評價與修改 對確定的結構原理方案經過技術經濟評價，為進一步的修改提供依據。 (2) 總體設計階段的任務是將結構原理方案進一步具體化，內容大致包括： 1) 主要結構參數 包括尺寸參數 運動參數 動力參數 占用面積空間等等。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 共 45 頁 第 19 頁 2) 總體布局 包括零件的組成，各部件的空間位置布局和運動方向，物料流動方向，操作位置，各部件相對運動的配合關系，即工作循環圖。 3) 系統原理圖 包括產品總體布局圖 機械傳動系統圖 電力驅動和控制系統圖等。 4) 經濟核算 包括產品成本和運行費用的估算，成本回收期和資源的再利用等。 5) 其他 如材料選用，配件和外協件的供應，生產工藝 運輸 開發周期等方面的考慮。 (3) 結構設計階段的主要任務是總體設計的基礎上，對結構原理方案結構化，繪制產品總裝圖和部件裝配圖；提出初步的零件表，加工和裝配說明書；對結構設計進行技術經濟評價。 在技術設計階段，掌握了更多的信息，這比方案設計階段更具體，更定量地根據要求表中提出的要求，分析 必須達到的要求滿則和超過了程度，