自动化机构设计基础
治具精度控制
❖ 确保产品精度的先决条件,是要求治具本身的精度,通常治 具的精度一定要高于产品精度的10倍以上(理想值,即是治 具制作的容许公差是产品公差的十分之一,)除了治具的精 度以外,还需要注意以下几点.
❖ 1.组成治具的零件,材料及加工方式 ❖ 2.在工件定位为加紧作业中,与加工零件所接触的材料及
1.5倍要求) ❖ 4.出料方向:根据设计者的要求物料的排列方向 ❖ 5.是否需要加接直线振轨:根据物料的大小和设计者的需
求而订.(包括物料的体积,重量,与轨道的接触面积等) ❖ 6.出料轨道之接口要求:振动盘厂商加工的出料接口与设
计者设计的缺口是否可以吻合 ❖ 7.振动盘振动方向:振动盘出料方向分为逆向是正向 ❖ 8.是否需求满料检知 ❖ 9.是否需要横纵向可调.
❖ 2.供料:从储料器中将零件整列,分离,并送入待装配或待组 立位置之机能
❖ 3.组立:将两个或两个以上的零件装入或结合成一体称之 为组立,
❖ 4.停留:治具或工件不移动而暂时停止之状态 ❖ 5.整列:使零件的方向或方位一致化以便后工序作业 ❖ 6.分离:在流动的零件群中,将其中之一,或数个隔离 ❖ 7.裝配,裝入:将零件置入或插入治具或其他零件所定之位
❖ 2.根据生产量,短期或长期使用,单日生产量及工件流程等 使用条件,在简易式,单动式或自动式夹治具中做适当选择, 以符合生产线之需要.
❖ 3.根据治具使用时所使用的工作母机及组立机的种类,加 工顺序,使用泛用机或专用机等条件,来决定治具之安装, 治具生产前之准备,以及治具之管理方式
❖ 4.治具设计是否使作业线作业容易,以提高工作效率. ❖ 4.1.将零件装入或者取出治具时,是否容易作业?(这是自
自动化设备需要具备的要素
❖ 1.移载系统(移送,搬送,传动系统) ❖ 2.供料系统(或称为供给系统) ❖ 3.加工系统(或称为组立系统) ❖ 4.检查系统 ❖ 5.控制系统 ❖ 在自动组立作业中,称<移载>,<供料>及
<组立>为自动化的三要素
几种名词解释
❖ 1.移载:将工件或治具沿生产线移动或停留某一位置的机 能
多为90°
Z面摇动型
取放端在垂直面上摆动,从倾 斜的滑规中取出零件进行装
配作业
机械手特点
❖ 1.人类的手实际上是机富有使用弹性及适用性的 器具,拥有与手相同的适应性及弹性的机械手是 永远造不出来的
❖ 但是就动作之迅速,对重物夹持的能力,长时间 连续动作的能力,机械定位精度之再现性等特性 而言,机械手则比人手更胜一筹.
弹簧使用注意事项
自由高度
F
中径
F
D 倒角 H<D
同步带与同步带轮的选择
幾種刀具材料特性
钢的符号
工作硬度
磨损抵抗
SK3
56-65
B
SK5
56-65
B
SKD158-62ESK1158-60E
SKI2
57-60
D
SKH9
63-65
C
VEE SKD
60-62
A
组立系统设计与装配事例
表面处理应适当的考虑,(比如与零件直接接触的部分是否 可以使用较软的材料,或加缓冲等) ❖ 3.治具的构成与装配方式,必须要有适当的定位,使分解后 再装配,其精度不会改变. ❖ 4.如果有数台相同的治具,确保其精度相同(均在治具之设 计容许的公差范围内),不允许工件精度出现偏差是零件之 互换性不良 ❖ 另外 治具设计必须使工件装入与拆卸均容易完成 ❖ 治具装卸与机械或作业台是能在短时间内完成,且精度再 现性极高
❖ 1.泛用性 ❖ 在一定的条件范围内,对形状与尺寸不同的工件,具有
如前所述基本必要条件之夹持功能,谓之手夹之泛用性. ❖ 2.手夹内有无工件之检出性能. ❖ 3.手夹内工件之姿势之检出性能 ❖ 4.具有控制手夹对工件夹持力的机能. ❖ 以上所述:进阶手夹中的必要条件之2,3项可以借助手夹
以外的检出装置进行.
取放装置
❖ 所谓取放装置,就是将待机位置的工件抓起, 然后将其运送至装入位置并装入对应的工 件中
❖ 取放装置主要使用在自动装配机或生产线 上,市场有标准件可以购买,
❖ 下面是根据取放端的运动轨迹分类举例
X-Z直线型
手夹
取放端之运动方向为 水平与垂直的合成运
动
工件
Z-θ摇动型
运动曲线
取放端在水平面上摆动, 同时也在垂直方向上做 升降运动,摆动的角度
振动盘使用中的重要性
❖ 1.零件供给之自动化,在自动组立中是极为关键,它的成 功与否对稼动率,不良率有极大的影响,自动化碰到的问 题,可以说80%是零件供给方面的问题.
❖ 2.我们公司使用的振动盘:我们公司使用的振动盘全部 为电磁振动式,被广泛使用的原因是对散乱零件容易使 用.可以利用送料盘之振动是出口部位可以设置整列选 向之功能.
产品在组装治具中的定位
❖ 1.平面定位(除了球体,椭圆的特殊形状的工 件之外,大部分加工件都有平面部分,此平面 可以作为定位基准,本身零件的平面尺寸公 差需要满足实际需要)
❖ 2.同心定位 ❖ 3.分度定位,可以使工件程某一角度定位 ❖ 4.混合定位
治具规划与设计时检验项目
❖ 1.治具加工时注意其功能,精度要求,材质,热处理,体积大 小,重量,毛边,及余料之程度
机械式振动盘
❖ 1.电磁式振动盘噪音较大,针对此问题,日本FIT开 发出回转式振料盘,商品名称DEXTER,其送料盘 内设倾斜只回转圆盘,借其回转之离心力将零件 送上回转的料轨.回转圆盘与料轨使用不同之马 达驱动,其马达转速依不同之零件供给速度可以 分别调整之.
❖ 2.与电磁振动式送料盘比较,其供给能力大,并且 噪音相对也小,但是其整列推送之技术层次较高, 也无法整列推送之工件.
❖ 在自动组立中,80%的动作是<插入>,<加盖>,及 <回转>等单纯组合,所以机械手不需要像人手那 样灵巧也可满足需要(如WD257/31R).
机械手设计之基本条件
❖ 1.工件之夹持与放开之机能 ❖ 2.对工件之约束功能 ❖ 机械手夹持工件时,机械手停留,移动及装入过程中,工件
之姿势不能受外力影响而变化.机械手必须具备充分之约 束力或具有拘束工件之形状. ❖ 3.工件位置精度之再现性 ❖ 其机械手设计,是工件与手夹之位置关系在一定精度内 具有再现的机能. ❖ 进阶手夹之必要条件
机械手分类
❖ 手夹根据夹持工件方法的不同,可以分为 夹爪型手夹,真空吸著型手夹与特殊手夹.
❖ 夹爪型手夹根据夹爪之开合方式,手夹之 运动轨迹及驱动力,驱动机构等,也可以做详 细分类.
❖ 依夹爪开闭之方分类:a,单开闭式,b,双开 闭式,c,混合开闭式
单开闭式手夹
气缸
固定基板
销
固定夹
工件
可动夹
双开闭式夹爪
我们所谓的标准化) ❖ 8.治具材料是否容易取得,能否使用库存品?可否在手工或
修改作业? ❖ 9.将治具装置于工作站之作业台上的定位与锁紧,是否可
以短时间内达成?(标准化) ❖ 10.治具相关之工件与工程名称(或代号,编号),是否刻写在
治具上(治具管理) ❖ 11.治具不使用时是否方便保管及搬运(机治具管理)
自动送料的几种方式
❖ 1.步进马达送料
❖ 1.1棘轮式拉料 ❖ 1.2步近进给式
❖ 2.振动盘自动供料式 ❖ 3.气缸移动进给式 ❖ 4.机械手加持给料式
气缸马达搬送物料设计要素
❖ 1.马达棘轮与料带定位孔配合公差. ❖ 2.配合马达移送之定位机构(定位与水平等) ❖ 3.拉料棘轮平行性 ❖ 气缸搬运注意事项 ❖ 1.物料的定位装置 ❖ 2.气缸行程注意事项(移送物料之定位性)
动化的第一步) ❖ 4.2.能否做单动式之治具设计,以单一动作完成定位,定心
与夹紧之技能. ❖ 4.3.治具加工时是否可以清楚的看到加工之状态(防止不
良品之发生)
治具规划与设计时检验项目
❖ 5.加工之工件是否容易变形或受伤 ❖ 6.治具的功能是否防止逆向零件装入?(防止不良发生,也
就是我们所说的防呆作用) ❖ 7.能否使治具使用标准零件,例如导柱导套,定位销等(就是
❖ 3.为了达到对工件整列选向的目的,需要根据工件之形 状上的差异做选向判别,并使出口只允许完成整列之工 件通过,在驱动工件的通过出口的同时也要特别注意,不 可以发生堵塞的状况,.出口处将表面摩擦系数降低,对降 低堵塞发生的几率有很大助益.
❖ 4.振动盘内的零件与其一次加满,不如在零件减少至1/4 时才补充,此时移动效率最高,如果料盘中接近无零件时, 大部分之零件均在料规上,缺乏来自料盘低部的推升力 量,其移动速度会因此而下降.
弹簧在使用中需要注意事项
在弹簧压缩圈数较多(弹簧自由高太大)中径较小,即弹簧 高度比=弹簧自由高度/弹簧中径较大时,外载荷达到一定 数值,会使弹簧发生侧向弯曲而丧失稳定性,如果弹簧的使 用超出其高径比时,可以采用导套导柱限位的方式(如下例)
a,注意弹簧使用位移量.
b,弹簧负载 弹簧负载=弹簧常数×位移量
❖ 13.工件:加工或组立作业之对象,可以将之组成组立品
❖ 14.作业周期:对一组立或加工而言,所需要作业时间称为 周期
❖ 15.节奏时间:在一个完整的加工或组立作业中,每一单独 子作业之作业时间
❖ 16.子作业:从整列,供料,移载,装配或加工至移出等,都属于 子作业的例子.
振动盘技术参数要求
❖ 1.出料高度:就是振动盘底部至出料借口处的高度 ❖ 2.是否需要可调:(简略) ❖ 3.出料速度(单位时间内出料的数量,基本上可按照需求的
置中 ❖ 8.分割分度作业(间歇移送):在移载作业中,使部品能以一
定之角度,时间或距离相间隔.
❖ 9.组立治具:为进行组立作业,用以承载并固定工件之治具