《制造业中的机器人、自动化和系统集成》—— 3.6 装配自动化组件

本节书摘来自华章出版社《制造业中的机器人、自动化和系统集成》一书中的第3章，第3.6节，作者［英］ 麦克·威尔逊（Mike Wilson），更多章节内容可以访问云栖社区“华章计算机”公众号查看。

3.6 装配自动化组件

典型的装配系统是围绕一个将工件在不同的工位之间移动的机构而建立的，在每个工位完成装配操作。这些操作可能包括给装配体增加工件、机械连接（比如铆接或螺钉连接）或者其他连接技术（如焊接或者粘接），以及密封、检测和包装。检测可能包括电子检测、泄露检测或者视觉检查，用视觉来保证总装配满足要求的标准和性能。

这些机构经常是输送机，在工位之间间歇运动或连续运动。装配体经常放在有夹具的台板上，输送到需要装配的地方。台板通常都针对专门的工件，一个系统可能有很多一样的台板或夹具，或者如果要生产多种工件，那么在系统中会有很多种台板或夹具。在后面这种情况下，需要识别每个工位，比如用条形码，来确保在送来的工件上进行合适的操作。每个64离散操作都分配给特定的、有所需设备的工位。为了最大化系统生产效率，系统需要有足够多的台板，确保每一个工位都不需要等待，都在高效地运行。

输送系统可能采取直线形式，经常用于间歇系统，最初的工件从输送系统的一端开始装载，在另一端卸载。或者可以采用环状形式，这通常适用于连续的输送系统。对于后一种方法，在环中增加一个或多个手工工位是相对简单的，这样可以用来装载或卸载或者用手工完成那些自动化操作太复杂或太昂贵的动作。

很多专门的装配系统是围绕转台而不是输送机建立的。在这种情况下，多种夹具安装在转台的外围，所需的设备围绕着转台排列。一旦所有的操作都完成了，转台就转动一个位置，将各个工件移动到下一个工位。还可能使用连续移动的转台，操作将在移动中进行。这样能够提高生产能力，因为在间歇运行中会浪费时间，但系统会更复杂。操作移动的工件并不总是可行的。转台系统更紧凑，通常比输送系统更便宜，还能提供较高的生产能力。然而，插入手工操作并不可行，维护也很困难，因为维护人员不方便接近设备。

一个可供选择的方法是围绕机器人建立装配系统。机器人会在装配过程中移动工件。SCARA机器人经常用在这种操作任务上，因为它们有很高的速度和紧凑的设计（见2.1.2节）。机器人的使用提供了更大的灵活性，因为可以根据装配过程的要求，选择不同的路径来抓取工件，或者增加并行工位对花费时间长的操作进行分解。然而，机器人方法通常更适合生产能力要求不太高的装配操作。

不管选择哪种方式来输送工件到达装配单元，都需要很多其他设备来辅助每个操作。这些设备包括振动喂料机或者其他形式的喂料设备（见3.1.3节），用来给系统提供组件。65还有很多简单的拾取和放置设备，将工件从喂料机移动到装配工位。有很多设备可供选用，从气动和电动的单轴执行机构，到有旋转和移动轴的多轴联动设备。这些设备配有抓手或者其他工具来进行所要求的操作。增加恰当的传感器来提供设备序列号和必要的检查来保证操作成功完成。完整的装配系统可能是一个非常复杂的机器，通常用标准组件构成，但是也需要定制的设计才能满足装配过程的需要。