智能制造中裝配自動化生產線需要注意哪些方面？

許多手動裝配和高速自動化裝配的產品設計原則也適用于機器人裝配的產品設計。然而，在評估所提議的產品設計對機器人裝配的適用性時，還需要仔細考慮對專用設備（例如專用夾具或送料器）的需求。產品生命周期內的設備成本必須分期回收，對于可能由機器人組裝的中批量產品，將大大增加組裝成本。在產品設計過程中，應遵循以下特殊規則。

①減少零件數量——這是獨立于所使用的裝配系統降低裝配、制造和管理成本的主要策略。

② 使零件在裝配時具有可自對準的特征，如導桿、法蘭和倒角等。由于許多機器人機械手的裝配操作的重復性與專用工作頭機構相比相對較差，所以這些特征是對于確保零件的連續無故障插入極為重要。

③ 確保插入后不能立即緊固的零件也能在裝配中自行定位。這是多工位機器人裝配系統或單臂單工位機器人系統的基本指南。沒有臨時固定的零件不能用單臂機械手取出，所以需要專用夾具，必須由機器人控制器觸發，增加了專用工具，也增加了裝配成本。對于兩臂單工位機器人系統，原則上，一個機械臂夾緊未緊固的零件，而另一機械臂繼續進行組裝和擰緊操作。在實際應用中，需要將手臂末端的工具轉變為夾持裝置，當手臂保持穩定時，系統以 50% 的效率工作。

④ 將零件設計成可以被同一個機械手抓取和插入的結構。機器人裝配系統效率低下的主要原因之一是需要更換夾具或工具。即使使用快速夾具或工具更換系統，專用夾具和標準夾具之間的每次轉換都相當于兩次裝配操作。應該注意的是，使用螺紋緊固件通常需要更換工具，因為機器人肘關節很少轉動超過一圈。

⑤ 產品設計為從上方堆疊組裝（Z軸組裝），確保使用最簡單、最經濟、最可靠的四自由度機械手完成組裝工作，也簡化了設計特殊工具和固定裝置。

⑥ 避免重新定位單個組件或操縱先前組裝的零件。這些操作在不增加裝配價值的情況下增加了機器人裝配的周期時間。此外，如果在組裝過程中必須將單個組件翻轉到不同的姿勢，這會增加工件夾持的成本，并且需要使用更昂貴的 6DOF 機器人。

⑦設計零件時，盡量使其在分散狀態下易于移動。

為滿足此要求，請避免零件出現以下情況：

a.在分散狀態下套接或纏結在一起;

b.柔軟易彎曲;

c.沿著進給軌道移動時，邊緣會堆疊或“錯位”；

d.在進料器中再循環時太細或太脆而無法破碎；

e.黏性或磁性，因此需要大于自身重量的力才能將零件分開；

f.外輪廓粗糙，可能會磨損自動輸送系統的表面；

g.重量太輕（密度小于1.5kg/m3），使空氣阻力影響零件的運輸。

⑧ 如果零件使用自動送料器送料，請確保使用簡單的工具對零件進行定向，并遵循前面討論的易于零件定位的規則。但是請注意，在機器人裝配中很少需要高速進給和定向。一個重要的考慮因素是定位零件的特征，以便可以輕松識別。

⑨ 如果零件是用自動送料器傳送的，請確保零件按方向傳送，以便在不進行任何操作的情況下抓取和插入。不應發生零件必須翻轉才能插入進料狀態的情況，這需要六自由度機器人和專用夾具或特殊的 180° 轉彎輸送機軌道，這將導致成本增加。

⑩ 如果零件在筒倉或托盤中運輸，請確保零件具有穩定的靜止位置，使機器人無需任何操作即可抓取和插入零件。需要注意的是，如果生產條件允許，使用機械手裝夾比使用專用工作頭要好，一些設計規則可以放寬。例如，可以對機器人進行編程以從傳送帶陣列中取出零件，傳送帶陣列可以是手動裝載的步行臺或零件托盤，從而避免了從松散零件自動送料時出現的許多問題。