基于自动装配模式的设备设计与制造分析

陆松磊

摘要：伴随着科技的不断发展，制造行业在经济发展的过程中扮演着重要的角色，装配设备变得越来越重要，装配设备的设计工作越来越受到人们的重视，在装配设备设计的过程中，一定要进行规模化与机械化的改造，保证非标准自动设备符合制造行业的发展需要，促进制造行业的不断发展。以下对自动装配设备的设计要点进行研究分析。

关键词：自动;装配设备;设计要点

所谓装配就是将各种零部件或总成件，按规定的技术条件和质量要求连接组合成完整产品的生产过程，也可称为使各种零部件或总成件具有规定的相互位置关系的工艺过程。可以说， 装配工艺在制造行业的应用是十分普遍的。自动装配设备较之其他传统设备，其具有效率高、省力、稳定、制造成本低、占地较少等特点。当前随着制造装配精度的日益增高及装配工艺的日益复杂，制造所需的劳动成本也日益增加，传统装配方式面临着前所未有的压力，这就使得设计自动装配设备变得越来越重要。使用合理设计的自动装配设备可以有效减少次品率，从而大大节约生产成本。因此，自动装配设备的快速发展已成为现代工业自动的必然趋势。

1非标准自动装配设备产品装配工艺设计

装配工艺直接影响装配设备的总体功能实现方式、结构布局、控制和检测方式等。自动装配工艺一般包括以下几个部分。

1.1装配工序

装配工序分为安装工序和固定工序，安装工序是指在自动装配设备的专用工位上进行装配零部件的预备联接。通常固定工序在安装工序之后，也可以把安装和固定放在一个工位上进行。根据装配任务的复杂程度，一个装配过程具有多个装配工序，装配工序的合理分析是进行工艺设计的重要内容。

1.2检测工序

检测工序包括对装配零部件的检验、检查和测试等，检测工序一方面保证装配质量，如装入零件是否有缺陷、装入零件方向位置是否准确、装入后的尺寸精度、密封质量、装配质量等，另一方面在装配过程中对各种故障进行处理。

1.3调整工序

调整工序是对装配工序后具有安装偏差的零部件位置的纠正。

1.4辅助工序

辅助工序包括对装配件的清洁、打标记、分选等环节。

1.5机械加工工序

在某些自动装配设备上，在对零部件安装和固定的过程中，还对一个或几个特定零件进行机械加工。产品的生产装配工艺往往不是唯一的，符合产品性能要求的生产工艺很多，对可行的装配工艺进行分析比较，结合功能实现的难易程度和品质差异，选择最优的产品装配工艺。

2非标准自动装配设备的设计工作要点

2.1结构布局设计

装配设备按照相关的自动程度可以将其分为全自动装配机、半自动装配机和自动装配机，装配设备的设计结构在布局上可以分为直线型的布局设计、环线型的布局设计和转盘型的布局设计。在这样的情况下，就要明确整个装配设备的运行过程，从而选择正确的结构布局设计，还要按照具体的生产情况，根据相应工艺的复杂性和装配设备的应用情况来进行全面的分析。

转盘型的布局有着操作方便、占地面积小和结构紧凑的特点，而且适合应用在装配工艺较为简单的自动装配设计中，还要保证产品大小适中，其生产的环境是适合单机生产的，这样才能够保证自动装配设备的设计更加的合理，布局符合生产的基本要求。但是由于装配设备的装配单元都是通过相应的转盘来进行相应的布局的，这样就导致了整个转盘装配机有着不宜改进、结构复杂和需要进行柔性化生产的缺点。环线型的布局是适合应用在装配工艺比较复杂的装配设备生产中，这样就能够最大限度节省设备的使用场地，而且环线型布局会增加整个装配的空间，也能够按照装配设备的生产要求来对整个功能单元进行增减，这样装配设备就有着柔性化的特点。直线型布局主要使用于大、中型的自动化生产装配生产线， 不但可以完成产品加工制造后期的各种装配、检测、标识、包装等， 也可以集合产品的加工制造、装配、检测于一体，完成成品的全自动化 生产和装配过程。它适用于装配工序多， 产品设计成熟， 市场需求巨大的产品的生产和装配。直线型布局占用场地较大， 有足够的空间布局各装配单元的实现机构和装置， 可以简化装配机构， 并易于增减和改进装配的功能单元， 但由于整个生产线较为复杂， 对生产线 上各装配单元的控制和协同， 生产节拍和效率提出较高要求。

2.2自动机构系统设计

2.2.1供料单元

供料单元是自动装配设备的重要组成部分，从装配单机的上料机构到大型装配生产线的物料输送系统，供料单元是自动装配设备具有高效率的先决条件。供料机构单元必须保证各种装配零件能在准确的位置、时间和空间状态，从行列中分离并移置到相应的装配工位上。供料单元的检测的可靠性是影响自动装配过程故障率的主要因素。

2.2.2装配主体机架单元

装配主体机架单元是指可完成装配主件输送功能的主体部分，它包括自动输送机构，实现装配主件的多工位同步或异步传递、夹取、装配和检测，还包括配置齐全的液、气压管路及电气配线装置，而且具有驱动某些装配单元的装配工作头的主动轴。

为了实现装配主件在输送过程中实现同步装配，需要选择和设计精确的机械分度控制装置，以保证每个装配单元的工装夹具与输送动作准确吻合。装配主体机架上一般应间隔排列装配工位和检测工位，以在上次装配工序完成后在下道检测工位上检测有无工件和装配位置是否正确，以保证发生错误时自动停机，以消除连续的误装配，避免生产浪费。

2.2.3自動装配单元

自动装配单元布置在装配主体机架上，对应于各装配工位的装配功能，自动装配单元可以由机构、液气压、电机拖动所构成，和装配主体机架相配合完成特定装配动作。机械手或工业机器人可以在一次动作循环中完成各种动作，可以作为布置在主体机架上的装配单元进行复杂部件的装配。使用机械手可以简化装配主体机架的复杂程度，提高装配的可靠性。

2.2.4分捡单元

保证最终装配成品的合格率，在装配自动机构系统的设计中，要充分考虑和布置适当的分选换向机构，对各道装配工序中产生的次品按照要求进行分检和分流。分检单元不但可以提高装配的成品合格率，而且可以有效保证装配错误的半成品避免进入下面的装配工序， 减小因装配和检测故障造成的停机， 大大提高装配生产效率。

2.5 自动化控制系统的选择

整个装配设备的机构系统设计完成后，需要考虑采用何种控制系统来实现整机的自动化控制。对简单的控制任务较少的自动化装配设备， 采用单片机控制系统具有成本低等优点。

3结论

综上所述，我们知道设备装配是决定产品质量十分重要的一环，只有合理、有效地使用自动装配设备，及时对设备的性能进行改善，才能有效地提高生产产品质量和装配效率，减少工时损失，有效减少产品生产的成本。所以说，只有改善自动装配设备的设计，合理分析其发展趋势，才能保证自动装配设备在生产时功能与重要地位。

参考文献：

[1]程广华.自动装配系统及其应用[J].日用电器，2012（03）.

[2]姜帆，杨振宇，何佳兵.自动装配设备的总体设计[J].机电工程技术，2011（07）.

[3]李绍炎，钟健，熊伟棠.自动装配生产线结构原理及节拍优化设计[J].深圳职业技术学院学报，2008（01）.