智能制造中自动化装配生产线需要注意哪些方面?

来源: | 作者:PanYunKJ | 发布时间: 2022-11-07 | 376 次浏览 | 分享到:
许多手动装配和高速自动化装配的产品设计原则也适用于机器人装配的产品设计。

智能制造中自动化装配生产线需要注意哪些方面?

许多手动装配和高速自动化装配的产品设计原则也适用于机器人装配的产品设计。然而,在评估所提议的产品设计对机器人装配的适用性时,还需要仔细考虑对专用设备(例如专用夹具或送料器)的需求。产品生命周期内的设备成本必须分期回收,对于可能由机器人组装的中批量产品,将大大增加组装成本。在产品设计过程中,应遵循以下特殊规则。


①减少零件数量——这是独立于所使用的装配系统降低装配、制造和管理成本的主要策略。

② 使零件在装配时具有可自对准的特征,如导杆、法兰和倒角等。由于许多机器人机械手的装配操作的重复性与专用工作头机构相比相对较差,所以这些特征是对于确保零件的连续无故障插入极为重要。

③ 确保插入后不能立即紧固的零件也能在装配中自行定位。这是多工位机器人装配系统或单臂单工位机器人系统的基本指南。没有临时固定的零件不能用单臂机械手取出,所以需要专用夹具,必须由机器人控制器触发,增加了专用工具,也增加了装配成本。对于两臂单工位机器人系统,原则上,一个机械臂夹紧未紧固的零件,而另一机械臂继续进行组装和拧紧操作。在实际应用中,需要将手臂末端的工具转变为夹持装置,当手臂保持稳定时,系统以 50% 的效率工作。


④ 将零件设计成可以被同一个机械手抓取和插入的结构。机器人装配系统效率低下的主要原因之一是需要更换夹具或工具。即使使用快速夹具或工具更换系统,专用夹具和标准夹具之间的每次转换都相当于两次装配操作。应该注意的是,使用螺纹紧固件通常需要更换工具,因为机器人肘关节很少转动超过一圈。

⑤ 产品设计为从上方堆叠组装(Z轴组装),确保使用简单、经济、可靠的四自由度机械手完成组装工作,也简化了设计特殊工具和固定装置。


⑥ 避免重新定位单个组件或操纵先前组装的零件。这些操作在不增加装配价值的情况下增加了机器人装配的周期时间。此外,如果在组装过程中必须将单个组件翻转到不同的姿势,这会增加工件夹持的成本,并且需要使用更昂贵的 6DOF 机器人。

⑦设计零件时,尽量使其在分散状态下易于移动。

为满足此要求,请避免零件出现以下情况:

a.在分散状态下套接或缠结在一起;

b.柔软易弯曲;

c.沿着进给轨道移动时,边缘会堆叠或“错位”;

d.在进料器中再循环时太细或太脆而无法破碎;

e.黏性或磁性,因此需要大于自身重量的力才能将零件分开;

f.外轮廓粗糙,可能会磨损自动输送系统的表面;

g.重量太轻(密度小于1.5kg/m3),使空气阻力影响零件的运输。


⑧ 如果零件使用自动送料器送料,请确保使用简单的工具对零件进行定向,并遵循前面讨论的易于零件定位的规则。但是请注意,在机器人装配中很少需要高速进给和定向。一个重要的考虑因素是定位零件的特征,以便可以轻松识别。

⑨ 如果零件是用自动送料器传送的,请确保零件按方向传送,以便在不进行任何操作的情况下抓取和插入。不应发生零件必须翻转才能插入进料状态的情况,这需要六自由度机器人和专用夹具或特殊的 180° 转弯输送机轨道,这将导致成本增加。


⑩ 如果零件在筒仓或托盘中运输,请确保零件具有稳定的静止位置,使机器人无需任何操作即可抓取和插入零件。需要注意的是,如果生产条件允许,使用机械手装夹比使用专用工作头要好,一些设计规则可以放宽。例如,可以对机器人进行编程以从传送带阵列中取出零件,传送带阵列可以是手动装载的步行台或零件托盘,从而避免了从松散零件自动送料时出现的许多问题。

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