工厂自动化的通用零件转移方法

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当设计机器或精益生产单元来装配产品时,工程团队通常会将复杂的装配过程分解为完成工作所需的单个元素。这些元素或任务可以是手工的、自动的或两者的组合。它们之间也可以有很大的不同,需要独特的工具、送料系统、加工设备、定位机构和夹具。

例如,考虑这个假设的组装和测试序列。组件需要自动从托盘中取出,浸入粘合剂,插入到零件的孔中,精确定位,加热固化粘合剂,冷却到室温,翻转,泄漏测试和标签。然后,操作人员将确保该部件的安全,并对其进行目视检查,并将其放入出舱板中,以便转移到工厂的其他部分。在一个工作站中完成所有这些任务是不可能的或者效率很低的,所以工程师们决定在分配的时间内使用多个工作站来完成这些工作。

工厂自动化的通用零件转移方法
照片由Montech传送带提供

但是如何将这些部件转移到每个独立的工作站呢?

根据项目的许多变量和目标,工程团队有许多方法可以完成部件的转移。查看12种最常见的零件转移方法及其优点、缺点和限制:

  1. 手动转移-最基本和常见的转移方法是,一个人把一个单独的部分,或滑过桌子的人旁边的工作,或直接装载到一个机器的巢。在一个精工单元中,可能有一个指定的位置或夹具放置单个工件。这种传输系统被称为“单件流程”,它将在制品(或“在制品”)保持在绝对最小。当人工移动部件不安全或没有时间时,必须使用其他自动化手段。
  2. 重力滚筒输送机和滑轨- 这些经常被用来提供手动工作站之间部分的有限队列或与所需的组装过程中部件供应的自动机。输送机或滑动是成角度的,使得重力提供所需的力传送装置的侧轨的范围内移动的部件。它处于手动工作单元中使用的非常常见的方法中,当部分具有平坦表面和重力的容纳中心。
    该方法的一种变体是振动轨道和轨道。用振动运动代替重力,使部件向前移动。有时可以利用零件的几何形状或独特的时钟特性来保持零件的方向。这种方法的一个缺点是由于零件之间的接触、滑动和碰撞可能造成零件损坏。
  3. 行走梁-梁可以由气动气缸,液压缸,伺服驱动执行机构或凸轮运动。分度直线运动是同步的,所有在加工部件同时被推进到相邻的下游工位托槽。这些部件可以用钢轨从下面吊起,也可以用一系列夹具从上面吊起。这一概念的另一种变化是滑动所有的零件利用叉子工具,推进和收缩从后面的零件。行走梁可以是一个非常有效的解决方案,以最小数量的驱动器在一个小的,在线,足迹移动许多零件。
  4. 旋转部分处理程序-“柬埔寨”利用平稳,凸轮驱动,索引或振荡运动。类似于行走梁,所有的部分都是由一个夹具阵列从一个巢到另一个巢同时移动,然而,运动是旋转而不是直线。这种通过旋转表盘的转移方法的主要优点是,每个工位上的固定夹具可以是唯一的。有时,这对机器设计者来说是一个很大的优势。
  5. 机械手,伺服或气动取放-这种转移零件的方法有无限的变化。一般来说,一次只移动一部分,而且是非索引和异步的。它是类似于手动转移的零件,但是自动化的版本。取放机构只能将零件从A点移到B点。
    使用机械臂或笛卡尔机器人的优点是,它可以通过编程将零件移动到多个点。机器人通常被用来移动零件从一个进入的托盘,进入工艺夹具的工作发生,然后进入一个完成的零件托盘或输出输送机。机器人程序也可以很容易地改变,以适应工作站未来的修改。
  6. 精密连杆分度底盘-这种分度、同步、部件传递方法利用了许多部分保持巢,这些巢附着在一个高精度、有导向的滚子链条环上。当控制器向底盘发出索引信号时,链和所有的巢就会将部件精确地移动到下一站。工作完成后,底盘将再次进行索引。精密链接底盘可在两种配置,并排和下。
    它也是非常常见的利用单一凸轮运动的底盘指数和动力许多工作站驱动器。这些系统有利于生产大量相同部件的高通量装配自动化。它们不太容易重新配置或更改,因此通常在程序集不需要频繁修改或设计更改时使用它们。
  7. 索引和往复旋转拨号- 旋转刻度盘从站快速,准确地传送部件台中的相对廉价的方式。在过去,许多拨盘板通过与挡块的一组数凸轮致动的索引供电。最近,伺服电机和齿轮箱被利用。这允许控制工程师到程序停止允许未来灵活地添加站或反向方向的数量。机械设计师利用装配许多不同的产品这种转移方法。
    这种方法的缺点是所有的巢必须是相同的。对于高压力操作,需要支撑表盘或部件必须从嵌套中抬起并从下面支撑。拨号板只能这么大,所以如果工作站很宽,您可能需要在处理工作站之间添加额外的空白工作站。未来的灵活性,以适应产品的变化,也在一定程度上限制了这种转移方法。此外,由于这些机器的紧凑特性,维护的可获得性也具有挑战性。
  8. 动力滚筒和带式输送机-这些传输设备更多地用于材料处理任务,而不是装配自动化,但每种规则都有例外。带式输送机可以通过视觉系统将零件运送到装配站,然后用机器人将其取走。输送机也可以有对准工具直接连接到皮带,以方便准确位置的零件。动力滚筒输送机或垫式顶部滚筒输送机也可以在一个装配系统中从一个站移动零件到另一个站,尽管它更常用在仓库设置中移动托盘或已组装和包装的产品的盒子。
  9. 动力&自由顶链-架空链系统利用电车捕获在轨道悬挂在天花板上。这些有轨电车是通过一个连续循环的移动链组成的轨道提供动力。这些系统通常有较大的部分挂在钩子上。一个常见的用途是通过自动化油漆线移动部件,或将组装好的部件从生产线到包装区域的长距离移动。
  10. 循环托盘和圆盘输送机-这些经常用于转移零件和装配内部集成装配系统。典型的做法是利用精密工具在托盘上的已知位置定位装配件。如果系统处理圆柱形零件,通常用圆盘代替托盘。在这两种情况下,pucks和托盘循环整个动力输送系统从站到站。
    摩擦和连续移动的皮带或侧挠链用于传递动力,以移动蹙额和托盘通过系统。这些系统是异步的,所以托盘或pucks可以在进入每个站之前堆积在队列中。气动控制的停止和预停止是用来控制通过系统的托盘和褶皱的流量。当需要在某一特定工位进行精确定位时,使用“升降定位”机构。有无数的输送机配置可能,这是一个巨大的优势,这种类型的部分转移系统。
  11. 电动托盘和直线电机输送系统- 甲在于:所述托板本身单独供电机动从再循环托板系统托板系统不同。每个托盘携带经由在输送电气化铁路供电的小型电动机。直线电机传输系统越来越成为主流比他们只是10年前。每个托盘包含一个强大的磁铁和埋设在输送带模块可以在两个方向上非常快速地移动托盘的线性马达。
  12. 引导车辆-这些通常用于材料处理,而不是自动化,但随着视觉和机器人越来越普遍,这在现代工厂正在迅速改变。有许多形状和尺寸的自动导航车辆,或agv,可以移动托盘,箱子,盒子或整个飞机的工厂。这些车辆由计算机控制,并使用一系列传感器或车载摄像机来确定它们的位置和速度。他们还使用先进的技术来判断什么时候障碍或人阻挡了他们的道路。

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