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第一章 绪论 1

第一节 自动装配与柔性装配技术的发展概况 1

一、装配自动化在现代制造业中的重要性 1

二、自动装配与柔性装配技术的发展概况 2

三、实现装配自动化的途径 6

第二节 自动装配系统与FAS的组成和分类 7

一、自动装配系统与FAS的组成 7

二、自动装配系统与FAS的分类 9

三、装配系统的方案选择 10

二、装配零件的结构工艺性 12

一、自动装配结构工艺性的意义 12

第一节自动装配条件下的结构工艺性 12

第二章 自动装配工艺过程分析 12

第二节 自动装配工艺设计的一般要求 16

一、自动装配工艺的节拍 16

二、避免或减少装配中基础件的位置变动 16

三、合理选择装配基准面 16

四、对装配零件进行分类 16

五、装配零件的自动定向 16

六、易缠绕零件的定量隔离 17

七、精密配合副的分组选配 17

八、装配自动化程度的确定 17

一、产品设计 18

九、提高装配自动化水平的技术措施 18

第三节 自动装配工艺设计基础 18

二、基础件的概念与功能 19

三、装配零件的质量保证 19

四、拟定自动装配工艺 20

五、确定自动装配工艺的工位数量 20

六、估算完成各装配工序的时间 20

七、自动装配工艺的工序集中 21

八、加工与装配一体化的自动装配工艺 21

九、自动装配工艺过程的检测工序 21

一、装配零件在供料定向及输料装置中的位置精度 23

第一节 自动装配工艺系统的精度计算 23

第三章 自动装配系统与FAS的设计基础 23

二、紧固联接的工艺规范精度 24

三、圆柱配合表面联接的相对位置精度计算 24

第二节 自动装配工艺的零件配合可靠性计算 40

一、直线尺寸链的自动装配可靠性计算 40

二、二维尺寸链的自动装配可靠性计算 42

三、系统误差对二维尺寸链可靠性的影响 44

第三节 自动装配工艺的装配力计算 44

一、影响装配力的主要因素 44

二、装配零件无倾斜倒棱接触的装配力计算 45

三、装配零件轴线相对倾斜时的装配力计算 46

五、局部塑性变形固定联接力的计算 48

四、过盈配合所需装配力的计算 48

六、冷铆时所需力的计算 49

七、螺纹联接的旋转力矩的计算 50

第四节 保证零件可装配性的方法 51

一、导向装置与柔顺装置 51

二、避开装配中的卡住区和楔死 52

三、轴孔类零件配入过程的位移关系 55

第五节 自动定向理论 58

一、定向理论 60

二、零件的姿势概率 65

第二节 供料机构、振动式料斗 69

第四章 自动供料系统 69

第一节 概述 69

二、其他类型的供料机构 77

第三节 输料槽和擒纵机构 84

一、输料槽 84

二、擒纵机构 86

三、零件在输料槽中的运动分析 89

四、输送过程的故障分析 91

第四节 零件供料过程的定向整理 95

一、供料机构的定向方法 95

一、利用电视摄像机进行形状识别的系统 101

二、互锁件的供料 101

第五节 零件的视觉识别 101

二、利用光点矩阵的排列进行识别的方法 104

三、利用光点零件投影图相重迭进行识别的方法 106

四、简单零件的识别装置示例 108

第六节 FAC的柔性供料系统实例 109

一、系统硬件 109

二、零件供料机 111

第五章 自动装配系统的典型机构 114

第一节移置机构 114

一、运动分析 114

二、气压驱动的平移式移置机构 115

三、自动装配机提升盘操纵的移置机构 116

第二节 传送机构 117

一、回转式传送装置 117

二、直进式传送装置 121

第三节 装配工作头 126

一、轴孔类零件自动装配的柔顺手腕 126

二、螺钉自动装配工作头 130

三、垫圈自动装入工作头 134

四、螺母自动装入工作头 134

五、铆接工作头 134

六、焊接装置 138

七、自动装配系统的检测装置 139

第六章 装配机器人 145

第一节 概述 145

第二节 装配机器人实例简介 146

一、SCARA型装配机器人 146

二、带XYZ平移轴的机器人 152

第三节 装配机器人手爪 154

一、确定手爪结构尺寸的参数 154

二、机器人手爪及自动夹紧装置的种类 154

三、设计要求 157

一、多手爪的价格计算 158

第四节 装配机器人及手爪的经济分析 158

二、手爪结构的经济分析 159

三、操作时间经济分析 160

第七章 自动装配机和FAS的设计 164

第一节 引言 164

第二节 单工位装配机 164

第三节 多工位装配机 165

一、零件进料工位 166

二、检测工位 167

三、行程控制的多工位自动装配机的设计 168

四、时间控制的多工位自动装配机设计 169

五、自动装配系统 174

第四节 组合装配线 177

第五节 自动装配线与手工装配点的集成 179

一、供应零件的手工装配点 179

二、手工装配工作点 179

第六节 包含手工装配点的非同步装配线 180

第七节 自动装配机实例 181

第八节 柔性装配系统 187

一、概况 187

二、FAS的操作过程 188

四、抓取器 190

三、工作空间 190

五、柔性单工位装配机的设计 191

六、柔性装配单元与手工装配点互联的装配线 194

七、柔性装配单元与柔性装配系统实例 195

第九节 零部件加工工艺与装配工艺的一体化 203

一、引言 203

二、一体化的部件生产 203

三、零件在装配设备上生产加工 203

四、包含零件加工的装配系统 204

五、生产过程一体化的限制 206

第一节 需求预测与产品分析 207

一、需求预测 207

第八章 自动装配系统与FAS的规则与设计 207

二、产品分析 208

第二节 初步设计 208

一、产品结构与装配状况 208

二、装配顺序 208

三、随行夹具的设计 210

第三节 功能分析及循环时间的确定 211

一、功能分析 211

二、平面布置实例 212

一、平面布置设计的原则 212

第四节 平面布置设计 212

二、循环时间的确定 212

第五节 人员需求的确定 214

第六节 利用率的确定 215

一、各工位利用率 215

二、系统结构利用率 216

三、启动工作特性 216

四、人员技能 216

第七节 装配系统设计及总体布局 216

一、装配系统设计 216

二、自动装配系统总体布局的设计 217

第一节安全性 220

一、装配机器人产生事故的原因 220

第九章 自动装配系统与FAS的安全性和可靠性 220

二、装配机器人的安全措施 221

第二节 系统功能的可靠性 222

一、可靠性的基本概念 222

二、失效的类型 222

三、保证系统可靠性的方法 223

四、系统功能可靠性的适时处理 224

五、自动装配系统与FAS的故障诊断 227

第十章 FAS的运储系统 231

第一节 概述 231

一、简介 233

第二节 自动导向小车 233

二、自动导向小车的导向方法 235

三、零件的装卸 237

第三节 自动化立体仓库 239

一、自动化立体仓库的结构与作业流程 239

二、堆垛起重机 240

三、自动化立体仓库的计算机控制 245

第十一章 FAS的发展趋势 246

一、现代制造技术必然会促进FAS的长足发展 246

二、机器人的迅速发展为FAS奠定良好基础 247

三、近代基础技术的迅速发展与相互渗透使FAS的性能迅速提高 248

四、未来的FAS 249

参考文献 252