机械自动化装配技术

本书紧扣国家发展战略“中国制造2025”，着重介绍了机械自动化装配技术，内容新颖全面，亮点突出。

本书亮点：结合我国当前智能制造的发展趋势和热点，介绍了机械自动化装配技术，主要包括自动化装配技术基础、装配机的结构形式、自动供料系统、工件的分隔与换向、工件的定位与夹紧、装配机器人、手工装配流水线节拍与工序设计、自动化装配生产线节拍与工序设计、面向装配的产品设计、汽车的自动化装配、可靠性及可用性等。为机械自动化装配技术的发展奠定了理论基础。

 

 

本书系统地介绍了机械自动化装配技术的基础知识、自动化装配系统的典型机构、机器人在自动化装配技术中的应用。全书内容主要包括：自动化装配技术基础、装配机的结构形式、自动化供料系统、工件的分隔与换向、工件的定位与夹紧、装配机器人、装配流水线节拍与工序设计、面向装配的产品设计、汽车的自动化装配、装配系统的可靠性与监控系统等。

本书详述了机械自动化装配系统分析、设计方法，所选实例丰富、具有代表性，对实例内容的分析具体、透彻。本书内容的阐述深入浅出，便于自学和实践。

本书可供智能制造领域的工程技术人员参考，也可作为机械工程及自动化、机械电子工程以及相关专业师生的参考书。

 

第1章绪论

1.1装配自动化的作用1

1.2装配自动化的基本概况3

第2章自动化装配技术基础

2.1自动化装配的工作流程5

2.2自动装配机械的结构7

2.3装配工艺过程的确定31

第3章装配机的结构形式

3.1装配机及装配系统概述36

3.2单工位装配机39

3.3多工位装配机41

第4章自动化供料系统

4.1物料供输自动化51

4.2送料装置53

4.2.1振盘的功能与特点53

4.2.2振盘的结构与工作原理54

4.2.3振盘的定向原理56

4.2.4直线送料器62

4.2.5振盘的缓冲功能63

4.2.6振盘的出料速度调节65

4.3间歇送料装置66

4.3.1间歇送料装置的功能与应用66

4.3.2槽轮机构的结构与应用67

4.4凸轮分度器原理及应用72

4.4.1凸轮分度器的功能72

4.4.2凸轮分度器的工作原理73

4.4.3凸轮分度器工程应用75

4.4.4凸轮分度器的节拍77

4.5装配物料输送系统79

4.5.1传送设备79

4.5.2带式输送系统80

4.5.3链式输送系统83

4.5.4步伐式传送带83

4.5.5辊子输送系统85

4.5.6悬挂输送系统85

4.5.7有轨导向小车85

4.5.8随行夹具返回装置86

4.6柔性物流系统87

4.6.1物流输送形式87

4.6.2自动导向小车89

4.6.3自动化仓库92

4.6.4物流系统计算机仿真97

第5章工件的分隔与换向

5.1工件的暂存与分隔99

5.1.1工件的暂存99

5.1.2工件的分隔101

5.1.3典型工件的分料机构101

5.2工件的定向与换向107

5.2.1工件的定向与换向107

5.2.2定向与换向方法108

第6章工件的定位与夹紧

6.1定位的基本原理112

6.2定位的基本方法114

6.3定位机构设计117

6.4典型夹紧方法与机构119

第7章装配机器人

7.1柔性自动化的要求125

7.2机器人的结构形式128

7.3机器人的控制134

7.4机器人驱动装置139

7.5机器人的传感器144

7.6机器人的视觉技术146

7.7机器人编程技术149

7.8机器人新技术157

7.9机械手的典型运动及结构模式158

7.10机械手典型结构组成160

7.11工业机器人末端关节结构165

7.12机械手主要性能要求166

7.13机械手的缓冲结构168

7.14微机器人与微装配172

7.14.1微机器人172

7.14.2微机器人分类174

7.14.3微驱动器176

7.14.4微定位机构177

7.14.5微小目标的抓取技术179

7.14.6控制系统181

第8章装配流水线节拍与工序设计

8.1手工装配流水线节拍与工序设计183

8.1.1手工装配流水线的基本结构183

8.1.2手工装配流水线节拍186

8.1.3手工装配流水线工序设计187

8.2自动化装配生产线节拍与工序设计193

8.2.1由单个装配工作站组成的自动化专机节拍193

8.2.2自动化装配生产线结构组成及节拍199

8.2.3自动化装配生产线工序设计204

8.2.4自动机械优化设计208

第9章面向装配的产品设计

9.1面向装配的设计概念210

9.2面向装配设计的原则211

9.2.1减少零件数量211

9.2.2减少紧固件的数量和类型216

9.2.3零件标准化218

9.2.4模块化设计219

9.2.5稳定的基座219

9.2.6零件容易被抓取220

9.2.7避免零件缠绕220

9.2.8减少零件装配方向221

9.2.9设计导向特征222

9.2.10先定位后固定223

9.2.11避免装配干涉224

9.2.12为辅助工具提供空间225

9.2.13为重要零部件设计装配止位特征225

9.2.14防止零件欠约束和过约束226

9.2.15宽松的零件公差要求227

9.2.16防错的设计229

9.2.17装配中的人机工程学235

9.2.18线缆的布局237

9.3面向自动化装配的设计239

9.3.1适于自动化的产品设计准则239

9.3.2面向高速自动装配设计的准则概要241

9.3.3面向机器人装配的产品设计241

9.3.4数字孪生驱动的产品装配工艺242

第10章汽车的自动化装配

10.1发动机装配线248

10.2整车装配254

10.3焊接生产线259

10.4汽车总装生产线控制系统263

第11章装配系统的可靠性与监控系统

11.1可靠性指标265

11.2可靠性设计准则269

11.3可靠性驱动的装配工艺271

11.4监控系统276

参考文献

 

随着新一代信息通信技术与先进制造技术的深度融合，全球兴起以智能制造为代表的新一轮产业变革。自动化装配技术以机器人为装配机械，同时需要柔性的外围设备，是智能制造的重要组成部分。我国智能制造、供给侧改革的推进使得对自动化智能化的发展需求与日俱增，实现装配自动化是生产过程自动化或工厂自动化的重要标志，机械自动化装配技术成为智能制造领域工程技术人员需要掌握的一门重要技术。

本书从机械自动化装配系统的实际情况出发，在内容安排上突出科学性和系统性，理论联系实际，实用性强，内容新颖、系统和详尽，原理介绍深入浅出，图文并茂，难易适度，便于自学和实践。

全书共分11章，主要内容包括：自动化装配技术基础、装配机的结构形式、自动化供料系统、工件的分隔与换向、工件的定位与夹紧、装配机器人、装配流水线节拍与工序设计、面向装配的产品设计、汽车的自动化装配、装配系统的可靠性与监控系统等。

本书可供智能制造领域的工程技术人员参考，也可作为机械工程及自动化、机械电子工程以及相关专业师生的参考书。

本书由山东省绿色建筑协同创新中心组织编写，编写人员有陈继文、王琛、于复生、牛文欢、孙爱花、李丽、魏文胜、杨红娟、姬帅、赵彦华、范文利、逄波，感谢山东建筑大学机电工程学院的大力支持。

由于编著者经验不足，水平有限，书中难免有不足之处，恳切希望读者批评指正。

编著者