自動(dòng)化裝配生產(chǎn)線結(jié)構(gòu)組成形式
與自動(dòng)化機(jī)械加工生產(chǎn)線不同的是，自動(dòng)化機(jī)械加工生產(chǎn)線的加工對(duì)象是單個(gè)的機(jī)械零件，而自動(dòng)化裝配生產(chǎn)線主要從事產(chǎn)品制造后期的各種裝配、檢測、標(biāo)示、包裝等工序，操作的對(duì)象包括多個(gè)各種各樣的零件、部件，最后完成的是成品或半成品，主要應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)成熟、市場需求量巨大、需要多種裝配工序、長期生產(chǎn)的產(chǎn)品制造場合。其優(yōu)越性為產(chǎn)品性能及質(zhì)量穩(wěn)定、所需人工少、效率高、單價(jià)產(chǎn)品的制造成本大幅降低、占用場地最少等。
適合自動(dòng)化裝配生產(chǎn)線進(jìn)行生產(chǎn)的產(chǎn)品通常為：
軸承、齒輪變速器、香煙、計(jì)算機(jī)硬盤、計(jì)算機(jī)光盤驅(qū)動(dòng)器、電氣開關(guān)、繼電器、燈泡、鎖具、筆、印刷線路板、小型電機(jī)、微型泵、食品包裝等。
自動(dòng)化裝配生產(chǎn)線的結(jié)構(gòu)原理與自動(dòng)化機(jī)械加工生產(chǎn)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(dòng)化機(jī)械加工生產(chǎn)線上的操作者是各種工作站或自動(dòng)機(jī)床，而在自動(dòng)化裝配生產(chǎn)線上則由各種自動(dòng)化裝配專機(jī)來完成各種裝配工藝。其結(jié)構(gòu)原理如下圖所示。
典型的自動(dòng)化裝配生產(chǎn)線結(jié)構(gòu)原理示意圖
自動(dòng)化裝配生產(chǎn)線在結(jié)構(gòu)上主要包括：
·輸送系統(tǒng)
·各種分料、擋停及換向機(jī)構(gòu)
·各種自動(dòng)上下料裝置
·各種自動(dòng)化裝配專機(jī)
·傳感器與控制系統(tǒng)
除此之外，經(jīng)常還可能有部分人工操作的工序，用于代替技術(shù)上極難實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化或在成本上并不經(jīng)濟(jì)的裝配工序，組成同時(shí)包括機(jī)器自動(dòng)操作與人工操作的混合型自動(dòng)化裝配生產(chǎn)線。
(1)輸送系統(tǒng)
輸送系統(tǒng)通常采用各種輸送線，其作用一方面為自動(dòng)輸送工件，另一方面為將各種自動(dòng)化裝配專機(jī)連接成一個(gè)協(xié)調(diào)運(yùn)行的系統(tǒng)。輸送系統(tǒng)通常都采用連續(xù)運(yùn)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(shè)計(jì)為直行形式，各種自動(dòng)化裝配專機(jī)直接放置在輸送線的上方。自動(dòng)化專機(jī)及輸送線都是在各種鋁型材的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)制造出來的，經(jīng)過調(diào)試后，通過專用的連接件將自動(dòng)化專機(jī)與輸送線連接固定，使它們成為一個(gè)整體。
(2)各種分料、擋停及換向機(jī)構(gòu)
由于工件是按專機(jī)排列次序經(jīng)過逐臺(tái)專機(jī)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(tái)專機(jī)的前方都先設(shè)計(jì)有分料機(jī)構(gòu)，將連續(xù)排列的工件分隔開，然后再設(shè)置各種擋停機(jī)構(gòu)，組成各專機(jī)所需要的工件暫存位置。工件到達(dá)該擋停暫存位置后，經(jīng)過傳感器確認(rèn)后專機(jī)上的機(jī)械手從該位置抓取工件放入定位夾具，然后進(jìn)行裝配工藝操作。最后由換機(jī)上的機(jī)械手從該位置抓取工件又送回輸送線繼續(xù)向下一臺(tái)專機(jī)輸送。
在需要改變工件的姿態(tài)時(shí)，就需要設(shè)置合適的換向機(jī)構(gòu)，改變工件的姿態(tài)方向后再進(jìn)行工序操作。
(3)各種自動(dòng)上下料裝置
由于主要的裝配工序都是由各種自動(dòng)化裝配專機(jī)完成的，各種自動(dòng)化裝配專機(jī)自然也相應(yīng)需要各自的自動(dòng)上下料裝置，應(yīng)用最多的就是振盤及機(jī)械手。振盤用于自動(dòng)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(jī)械手抓取的對(duì)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(jié)構(gòu)，在自動(dòng)化專機(jī)的設(shè)計(jì)中，通常將自動(dòng)上下料機(jī)械手直接設(shè)計(jì)成專機(jī)的一部分，而且通常的上下料操作只需要兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)即可實(shí)現(xiàn)。所以這種機(jī)械手采用配套的直線導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)與氣缸組成上下、水平兩個(gè)方向的直線運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，在上下運(yùn)動(dòng)手臂的末端假設(shè)吸盤或氣動(dòng)手指即可。
對(duì)于某些簡單的工藝操作，專機(jī)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(jìn)行，例如噴碼打標(biāo)、條碼貼標(biāo)操作，這就使專機(jī)的結(jié)構(gòu)大大簡化；有些工藝需要使工件在靜止?fàn)顟B(tài)下進(jìn)行，這時(shí)就需要通過擋停機(jī)構(gòu)使工件停留在輸送線上，然后直接進(jìn)行。而有些工序不僅需要工件在靜止?fàn)顟B(tài)下進(jìn)行，而且還需要一定的精度，例如激光打標(biāo)操作，這時(shí)如果僅僅將工件擋停在輸送線上還不夠，因?yàn)檩斔途€通常是連續(xù)運(yùn)行的，在輸送線的作用下工件仍然會(huì)產(chǎn)生輕微的抖動(dòng)，需要設(shè)計(jì)氣動(dòng)機(jī)構(gòu)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(jìn)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(xù)輸送。
(4)各種自動(dòng)化裝配專機(jī)
各種自動(dòng)化裝配專機(jī)包括自動(dòng)上下料裝置、定位夾具、裝配執(zhí)行結(jié)構(gòu)、傳感器與控制系統(tǒng)等，其中定位夾具根據(jù)具體工件的形狀尺寸來設(shè)計(jì)，裝配執(zhí)行機(jī)構(gòu)則隨需要完成的工序?qū)ｉT設(shè)計(jì)，而且大量采用直線導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)、直線軸承、滾珠絲杠機(jī)構(gòu)等部件。通常在這類自動(dòng)化裝配專機(jī)上完成的工序有：
自動(dòng)粘結(jié)、零件的插入、半導(dǎo)體表面貼裝、各種螺釘螺母連接、鉚接、調(diào)整、檢測、標(biāo)示、包裝等。除裝配工序外，在這種自動(dòng)化裝配生產(chǎn)線上也可以采用部分簡單的機(jī)械加工工序。
(5)傳感器與控制系統(tǒng)
每臺(tái)專機(jī)完成各自的裝配操作循環(huán)，必須具有相應(yīng)的傳感器與控制系統(tǒng)，除此之外，為了使各臺(tái)專機(jī)的裝配循環(huán)組成一個(gè)協(xié)調(diào)的系統(tǒng)，在輸送線上還必須設(shè)置各種對(duì)工件位置進(jìn)行檢測確認(rèn)的傳感器。例如工件確實(shí)存在而且控制系統(tǒng)需要放行工件時(shí)分料機(jī)構(gòu)才開始動(dòng)作、工件暫存位置確實(shí)有工件而且控制系統(tǒng)需要機(jī)械手抓取工件進(jìn)行上料時(shí)機(jī)械手才開始取料，等等。
通常采用順序控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制各專機(jī)的工序操作，前一臺(tái)專機(jī)的工序完成后才進(jìn)行下一專機(jī)的工序操作，當(dāng)前一臺(tái)專機(jī)尚未完成工藝操作時(shí)相鄰的下一臺(tái)專機(jī)就必須處于等待狀態(tài)，直到工件經(jīng)過最后一臺(tái)專機(jī)后完成生產(chǎn)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(dòng)化裝配生產(chǎn)線最典型的結(jié)構(gòu)形式就是如圖1所示的直線形式，這樣輸送系統(tǒng)最簡單，制造也更容易。
典型的自動(dòng)化裝配生產(chǎn)線結(jié)構(gòu)原理示意圖
除典型的直線形式外，為了**限度地節(jié)省使用場地，有時(shí)還可以采用一種環(huán)形形式，如圖2所示。由于平頂鏈輸送線能夠自由轉(zhuǎn)彎，所以非常適合作為這種環(huán)形生產(chǎn)線的輸送系統(tǒng)。
