第3章　装配机的结构形式

3.1　装配机及装配系统概述

装配机是一种按一定时间节拍工作的机械化装配设备，有时也需要手工装配与之配合。装配机所完成的任务是把配合件往基础件上安装，并把完成的部件或产品取下来。区别装配机的主要标志是它的生产能力、相互连接的可能性和方法。随着自动化的发展，装配工作（包括至今为止仍然靠手工完成的工作）可以利用机器来实现，产生了一种自动化的装配机械，即实现了装配自动化（按照规定这还只是一种单用途的装配机）。在装配设备上部分手工、部分机器，或者完全由机器来完成装配工作。这种工作是有节奏地循环往复地进行的，设备是与料仓相连接的。为了解决中小批量生产中的装配问题，出现了可编程的自动化装配机，即装配机器人。它不再是只能严格地适用一种产品的装配，而是能够通过调整完成相似的装配任务，这就是所谓的柔性自动化装配。在单独的手工装配工位和柔性自动化装配系统之间有许多中间形式。

如果在某些装配工位和装配设备中仍保留手工操作，按表3-1划分的种类，它们属于装配机或装配系统。多用途装配设备的最高等级是装配系统。装配机是与确定的装配任务相联系的装配设备，它执行某种被迫的运动，其输入和输出都是确定的。装配系统则是按照某种关系连接在一起的多台设备的集合，以此来完成某种预先计划的工作过程。一台装配机可以是一个系统的组成部分，也可以看作是一个系统。自动化装配机是一种特殊的机器，它能够适应当前的装配任务，从而找出一种最佳的解决问题的方法。自动装配机一般是不能实现柔性的。虽然装配机是为特定的装配任务而设计的，但其中的基础功能部件、主要功能部件和辅助功能部件等作为一台装配机的组成单元都是可以购买到的。

组成单元是由几个部件构成的装置，可以根据它的功能特点、特征参数和连接尺寸连接在一起共同来自动化地完成一种装配任务。根据它们的功能，组成单元可以分为4种：基础单元、主要单元、辅助单元和附加单元。基础单元是各种架、板、柱，工作单元和驱动部分安装在基础单元上。基础单元必须具备足够的静态和动态刚度。主要单元是指直接实现一定工艺过程的部分。它包括运动模块和装配操作模块。它的工作方式（例如螺纹连接、压入、焊接等）完全取决于它所执行的装配任务。辅助单元和附加单元是指以下功能模块：控制、分类、检验、监控及其他功能。功能载体的量由需要实现的功能的多少来决定。装配过程包含以下功能：配合、连接对象的准备；配合、连接对象的传送；连接操作和结果检查。由此构成表3-2中列举的几个子系统。

表3-1　装配设备的分类　　

表3-2　基本功能的子系统　　

当基础件的准备系统或装配工位之间的工件托盘的传送系统一经确定，原则上一台装配机的结构形式也就确定了。基础件的准备系统可以区别为以下几种：直线形传送系统；圆形传送系统；复合方式传送系统。此外，基础件的传送可以是连续的或按节拍的，步长可以是固定的，也可以是变化的。制定装配计划时还需要考虑：基础件的哪些面在通过装配工位时是不被遮盖或阻挡的，是可以让配合件和装配工具通过的。因为基础件要放在工件托盘上传送，还要用夹具来固定，所以还要考虑夹紧和定位元件的可通过性，既不能在传送过程中与其他设备相碰，又不能影响配合件和装配工具通过。

对于圆形传送，表3-3列出了几种主要的可能性。如果让托盘绕一个附加的轴旋转、翻转或稍稍抬起，原来被遮挡的表面可以重新开放。回转台也可以是多层的。工件托盘也可以沿着回转鼓的轴线平移。各个工位是固定地相互连在一起的，一个工位发生故障，整台装配机都停止工作。

表3-3　带工件托盘时圆形传送的几种可能性　　

直线型传送也存在有多种可能性（表3-4）。

表3-4　带工件托盘时直线形传送的几种可能性