裝配機器人的自動化設計

裝配機器人可以針對一項動作復雜而且相對精致的工序，打造柔性自動化的方案改善工業生產線來增強企業立足于行業不敗之地的關鍵。

     
    目前，國內一些企業的裝配作業中已大量采用裝配機器人來從事裝配工作，如汽車裝配生產線上采用機器人來裝配汽車零部件、在電子電器行業中用機器人來裝配電子元件和器件等。為了適應產品多樣化和小批量的特點，對具有柔性的自動裝配系統的需求日益增多，發展以裝配機器人為主體的柔性自動裝配作業系統是目前世界上各個工業發達國家的一種趨勢。

    裝配機器人是柔性自動化裝配工作現場中的主動部分。它可以在2S至幾分鐘的時間里搬送質量從幾克到100kg工件。裝配機器人有至少3個可編程的運動軸，經常用來完成自動化裝配工作。裝配機器人也可以作為裝配線的一部分介入節拍自動化裝配。

裝配機器人選型必須掌握的應用數據

1） 工作空間的大小和形狀；

2） 聯接運動的方向；

3） 聯接力的大小；

4） 定位誤差的大小；

5） 能搬送多大質量的工件；  

6） 運動速度（循環時間、節拍時間）。

裝配機器人的組成

1）機械手臂本體是裝配機器人的主機部分，由若干驅動機構和支持部分組成。為適應各種用途，它有不同組成方式和尺寸。 驅動裝置是帶動臂部到達指定位置的動力源。動力一般是直接或經電纜、齒輪箱或其他方法送至臂部。

目前主要有液、氣動、電動三種驅動方式。電動又有直流電動機、步進電動機和交流電動機驅動。   關節型裝配機器人幾乎都采取電機驅方式。伺服電動機速度快，容易控制，現在已十分普及。只有部分廉價的機器人采用步進電機。

2）爪手安裝在手部前端，擔負抓握對象物的任務，相當于人手。事實上用一種爪手很難適應形狀各異的工件，通常，按抓拿對像有不同需要設計特定的手爪。在一些機器人上配備各種可換手，則可以增加通用性。手爪的驅動以壓縮空氣居多，電機驅動也占一定比例。  

3）控制器的作用是記憶機器人的動作，對手臂和手爪實施控制。控制器的核心是微型計算機，它能完成動作程序、手臂位置的記憶、程序的執行、工作狀態的診斷、與傳感器的信息交流、狀態顯示等功能。  

4）傳感器 裝配機器人經常使用的傳感器有視覺、觸覺、接近覺和力傳感器等。   視覺傳感器主要用于零件或工件位置補償，零件的判別、確認等。   觸覺和接近覺傳感器一般固定在指端，用來補償零件或工件的位置誤差，防止碰撞等。恰當地配置傳感器能有效地降低機器人的價格，改善它的性能。   力傳感器一般裝在腕部，用來檢測腕部受力情況。一般在精密裝配或去飛邊一類需要力控制的作業中使用。

5）示教盒主要右顯示部分和輸入鍵組成，用來輸入程序、顯示機器人的狀態等。這是人機對話的主要渠道。顯示部分一般采用液晶顯示器（LCD）.   借助傳感器的感知，機器人可以更好示教盒主要右顯示部分和輸入鍵組成，用來輸入程序、顯示機器人的狀態等。這是人機對話的主要渠道。顯示部分一般采用液晶顯示器（LCD）.   借助傳感器的感知，機器人可以更好地順應對象物，進行柔軟的操作。視覺傳感器常常用來修正對象物的位置偏移。

6）裝配機器人的周邊設備

機器人進行裝配作業時，除上面提到的機器人主機、手爪、傳感器外，零件供給裝置和工件搬運裝置也至關重要。無論從投資額的角度還是從安裝占地面積的角度，它們往往比機器人主機所占的比例大。周邊設備常由可編程控制器控制，此外一般還要有臺架、安全欄等。

7）零件供給器   

零件供給器的作用是保證機器人能逐個正確地抓拿待裝配零件，保證裝配作業正常進行。最近機器人利用視覺和觸覺傳感技術，已經達到能夠從散堆（適度的堆積）狀態把零件一一分檢出來的水平，部分技術已投入實用。可以預料，不久之后在零件的供給方式上可能會發生顯著的改觀。

目前多采用下述幾種零件供給器。  

A、給料器。用振動或回轉機構把零件排齊，并逐個送到指定位置。送料器以輸送小零件為主。實際上在引入裝配機器人以前，已有許多專用給料設備在小零件的裝配線上服務。

B、托盤。大零件或易磕碰劃傷的零件加工完畢后一般應碼放在稱為“托盤”的容器中運輸。托盤裝置能按一定精度要求把零件送到給定位置，然后再由機器人一個一個取出。由于托盤容納的零件有限，所以托盤裝置往往帶有托盤自動更換機構。

C、其他。IC零件通常排列在長形料盤（Stick）內輸送，對薄片狀零件也有許多巧妙的辦法，如碼放若干層、機器人逐個取走裝配等。  

D、輸送裝置   在機器人裝配線上，輸送裝置承擔把工件搬運到各作業地點的任務。輸送裝置中以傳送帶居多。理論上說，零件即使隨傳送帶一起移動，借助傳感器機器人也能實現所謂“動態”裝配，但原則上，作業時工件都處于靜止。所以最常采用的傳送帶為游離式，這樣，裝載工件的托盤容易同步停止。     輸送裝置的技術難點是停止時的定位精度、沖擊和減振。用減震器可以吸收沖擊能。