第6章装配过程自动化
四川大学制造科学与工程学院本科课程《机械制造系统自动化
四川大学制造科学与工程学院本科课程《机械制造系统自动化》教学大纲课程编号：Course Code: 302081020302081020课程类型：Course Type:选修课Elective课程名称：Course Name: 机械制造系统自动化Mechanical Manufacturing Automation授课对象：Audience:本科三年级学生Junior学时/学分：CreditHours/Credits 32/232/2授课语言：Language ofInstruction中文ChineseMandarin先修课程：Prerequisite: 机械原理、机械设计、机械制造基础Mechanical Principles, Mechanical DesignFundamental of Mechanical Manufacturing开课院系：Course offered by:机械工程系Department ofMechanicalEng.适用专业：机械设计制造及其自动化专业Intended for: Mechanical Design, Manufacturing andAutomation大纲执笔人：Edited by: 徐雷Xu Lei大纲审核人：Inspected by:李翔龙Li Xianglong一、课程简介随着科技进步以及机电一体化技术、计算机辅助技术和信息技术的发展，当今世界机械制造业已进入自动化时代。
机械制造自动化是企业实现自动化生产、参与市场竞争的基础。
对机械制造过程各个环节自动化技术的了解，掌握现代机械制造的新手段、新方法、新技术，是适应现代工业企业对机械类专业人才培养需求以及自身适应能力增强的必然要求。
本课程围绕机械制造全过程，系统讲授各种自动化技术、方法和实际应用，包括设备、装置、手段、方式、过程和系统等内容。
通过该课程的学习，满足学生系统掌握有关机械制造自动化方面的基本原理，了解机械制造系统中各主要单元和系统的自动化方法，以及典型自动化装置的工作原理和特点，提高其应用管理能力的需求。
机械行业自动化生产线与技术方案
机械行业自动化生产线与技术方案第一章自动化生产线概述 (2)1.1 自动化生产线的定义与分类 (2)1.2 自动化生产线的发展趋势 (2)1.3 自动化生产线的优势与挑战 (3)1.3.1 优势 (3)1.3.2 挑战 (3)第二章生产线设计与规划 (3)2.1 生产线布局设计 (3)2.2 设备选型与配置 (3)2.3 生产线物流规划 (4)2.4 生产线控制系统设计 (4)第三章技术概述 (5)3.1 的定义与分类 (5)3.2 技术的应用领域 (5)3.3 技术的发展趋势 (5)第四章硬件系统 (6)4.1 本体结构 (6)4.2 驱动系统 (6)4.3 传感器系统 (7)第五章控制系统 (7)5.1 控制原理 (7)5.2 编程与调试 (7)5.3 视觉系统 (8)第六章应用案例 (8)6.1 焊接应用 (8)6.1.1 案例背景 (8)6.1.2 应用场景 (8)6.1.3 应用效果 (8)6.2 装配应用 (9)6.2.1 案例背景 (9)6.2.2 应用场景 (9)6.2.3 应用效果 (9)6.3 检测与搬运应用 (9)6.3.1 案例背景 (9)6.3.2 应用场景 (9)6.3.3 应用效果 (9)第七章自动化生产线集成 (9)7.1 生产线与的集成 (10)7.2 生产线与信息系统的集成 (10)7.3 生产线与智能工厂的集成 (10)第八章生产线智能化技术 (11)8.1 生产线数据采集与监控 (11)8.2 生产线故障诊断与预测 (11)8.3 生产线自适应控制技术 (12)第九章自动化生产线的实施与维护 (12)9.1 自动化生产线的安装与调试 (12)9.2 自动化生产线的运行维护 (13)9.3 自动化生产线的升级与改造 (13)第十章与自动化生产线的发展前景 (14)10.1 与自动化生产线的技术创新 (14)10.2 与自动化生产线的市场前景 (14)10.3 与自动化生产线的政策环境与产业布局 (14)第一章自动化生产线概述1.1 自动化生产线的定义与分类自动化生产线是指在计算机控制下，通过自动化设备、仪器和系统，完成产品生产全过程的一种生产方式。
第6章装配自动化.
机电工程学院
三、装入和联接
装入和螺纹联接是自动装配中常用的重要工序。 1.装入自动化 装入工序自动化要求装入工件经定向和传送到装 入工位后，通过装入机构在装配基础件上对准、装入。 常用装入方式有重力装入、机械推入、机动夹入三种。 2.螺纹联接自动化 包括螺母、螺钉等的自动传送、对准、拧入和拧 紧。此外，根据工艺需要拧松、拧出已联接的螺纹联 接件也和排出。
> 500套/h 5年内品种 不变 大 4~7 高 简单 低 大 有
200~500套 < 200套/h /h 2、3年内有可能变 3年内品种不 化 变 不增加 >15 较大 8~15 低 一般 复杂 一般 高 一般 低 一般 无 有 * —— 相同规格的零件按一件计算
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2.产品具有较好的自动装配工艺性 尽量要做到结构简单，装配零件少；装配基准面和
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压接〉翻边〉焊接〉挂接〉咬边 自动化程度
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四、装配中的自动检测与控制
1．自动检测
为使装配工作正常进行并保证装配质量， 在大部分装配工位后一般均宜设置自动检测 工位，将检测结果转换为信号输出，经放大 或直接驱动控制装置，使必要的装配动作能
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图6-4 常用定位机构 a) 楔形销定位 b) 楔形滑块定位 c) 楔形杠杆定位 d) 楔形销加反靠定位 e) 杠杆定位、凸轮控制 f) 杠杆加反靠定位
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图6-5 定位销的定位过程 a) 圆柱销开始伸出作预定位 b) 锥销伸出 c)定位结束，两销在相反方向与定 位套贴紧 1-工作台 2-定位套 3-支架 4- 预定位销 5-连接板 6-弹簧 7-锥销
6.第六章 .自动化管理任务
SQL Server定义警报的方式主要有三种： 1. 根据 根据SQL Server错误定义警报 错误定义警报 若要创建SQL Server错误时候发出的警报，可以通过指定一个错误编号（如 9002：数据库的事务日志已满。）或特定的严重程度（如17）来定义警报。 2. 根据 根据SQL Server性能条件定义警报 性能条件定义警报 除了使用警报响应SQL Server错误以外，还可以使用警报响应SQL Server的 性能条件（如“Windows系统监视器”上查看到的性能条件）。当超过某个激发 条件时候，将激发警报。 3. 根据 根据WMI事件定义警报 事件定义警报 WMI是一项核心的Windows管理技术，WMI作为一种规范和基础结构，通过 它可以访问、配置、管理和监视几乎所有的Windows资源
实验1：创建简单作业实验 第四步：选择“计划”选项页，“新建”作业计划，在新建作业计划页面命名作业 计划名称为“backupschoolplan”，执行频率为每天，每天频率为每分钟（主要为 了观察实验方便），点击确定后建立新的计划。最后回到建立计划界面，完成建立 计划的工作。
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6-2 管理作业与警报
一般我们都是通过SQL Server Management Studio创建作业，作业步骤的定义 被存储在msdb数据库 数据库的sysjobsteps系统表中 系统表中。作业的执行内容可以包括： 数据库 系统表中 TSQL脚本，操作系统命令，ActiveX脚本，复制任务，磁盘备份任务等。 脚本，操作系统命令， 脚本，复制任务，磁盘备份任务 脚本 脚本
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6-2 管理作业与警报
6-2-2 创建作业的基本步骤
实验1：创建简单作业实验 第三步：在作业步骤属性的选择页中点击“高级”项，并在操作界面将“成功时要 执行的操作”选项选择为“退出报告成功的作业”，并将输出追加到“输出文件” 中，点击确定保存配置信息
(OA自动化)制造系统自动化技术课教案
“制造系统自动化技术”课教案第6章装配自动化
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“制造系统自动化技术”课教案
第6章 装配自动化
“制造系统自动化技术”课教案第6章装配自动化。
机械装配工艺基础
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5.验收试验
机械产品装配完后，应根据有关技术标准和规定，对产品进行较为
全面的检验和试验工作，合格后方准出厂。例如，普通车床在总装后，
需要进行静态检查、空运转试验、负荷试验等。
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6.2 机械产品的装配精度
机械产品的装配精度，即装配时实际达到的精度，一般包括零部件 间的距离精度、相互位置精度、相对运动精度、接触精度等。
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6.3 装配尺寸链
6.3.3装配尺寸链的计算
装配尺寸链建立后，需要通过计算来确定封闭环和各组成环的数量 关系，尺寸链的计算有极值法（极大极小法）和概率法。极值法是各组 成环误差处于极端的情况下，来确定封闭环与组成环关系的一种计算方 法。这种方法简单可靠，但在封闭环公差较小且组成环较多时，各组成 环的公差将会更小，使加工困难，制造成本增加。概率法是应用概率论 原理来进行尺寸链计算的一种方法，在封闭环公差较小且组成环较多的 情况下比极值法将更合理。
型和具体条件确定装配方法，并计算出A1和A2的上下偏差。
首先考虑用完全互换法装配，按公式计算平均精度
这个数值对20mm的尺寸来讲符合经济精度。
因为尺寸A1为外尺寸，A2为内尺寸，前者比后者容易加工，故将公 差按生产经验分配，先确定δ（A2）=0.1，然后计算出δ（A1），即
δ（A1）=δ（AΔ）－δ（A2）=0.15－0.1=0.05mm
电子产品工艺课后答案第六章 SMT(贴片)装配焊接技术
思考题：1、⑴试简述外表安装技术的发生布景。
答：从20世纪50年代半导体器件应用于实际电子整机产物，并在电路中逐步替代传统的电子管开始，到60年代中期，人们针对电子产物遍及存在笨、重、厚、大，速度慢、功能少、性能不不变等问题，不竭地向有关方面提出定见，迫切但愿电子产物的设计、出产厂家能够采纳有效办法，尽快克服这些短处。
工业畅旺国家的电子行业企业为了具有新的竞争实力，使本身的产物能够适合用户的需求，在很短的时间内就达成了底子共识——必需对当时的电子产物在PCB 的通孔基板上插装电子元器件的方式进行革命。
为此，各国纷纷组织人力、物力和财力，对电子产物存在的问题进行针对性攻关。
颠末一段艰难的搜索研制过程，外表安装技术应运而生了。
⑵试简述外表安装技术的开展简史。
答：外表安装技术是由组件电路的制造技术开展起来的。
早在1957年，美国就制成被称为片状元件〔Chip Components〕的微型电子组件，这种电子组件安装在印制电路板的外表上；20世纪60年代中期，荷兰飞利浦公司开发研究外表安装技术〔SMT〕获得成功，引起世界各畅旺国家的极大重视；美国很快就将SMT使用在IBM 360电子计算机内，稍后，宇航和工业电子设备也开始采用SMT；1977年6月，日本松下公司推出厚度为〔英寸〕、取名叫“Paper〞的超薄型收音机，引起颤动效应，当时，松下公司把此中所用的片状电路组件以“混合微电子电路〔HIC，Hybrid Microcircuits〕〞定名；70年代末，SMT大量进入民用消费类电子产物，并开始有片状电路组件的商品供应市场。
进入80年代以后，由于电子产物制造的需要，SMT作为一种新型装配技术在微电子组装中得到了广泛的应用，被称之为电子工业的装配革命，标识表记标帜着电子产物装配技术进入第四代，同时导致电子装配设备的第三次自动化高潮。
SMT的开展历经了三个阶段：Ⅰ第一阶段〔1970～1975年〕这一阶段把小型化的片状元件应用在混合电路〔我国称为厚膜电路〕的出产制造之中。
第6章过程控制系统的应用实例-Read
第6章 过程控制系统的应用实例6.1 精馏塔的控制精馏是石油化工、炼油生产过程中的一个十分重要的环节，其目的是将混合物中各组分分离出来，达到规定的纯度。
精馏过程的实质就是迫使混合物的气、液两相在塔体中作逆向流动，利用混合液中各组分具有不同的挥发度，在互相接触的过程中，液相中的轻组分逐渐转入气相，而气相中的重组分则逐渐进入液相，从而实现液体混合物的分离。
一般精馏装置由精馏塔、再沸器、冷凝器、回流罐等设备组成，如图6.1所示。
图6.1 简单精馏控制示意图进料流量F从精馏塔中段某一塔板上进入塔内，这块塔板称为进料板。
进料板将精馏塔分为上下两段，进料板以上部分称为精馏段，进料板以下部分称为提馏段。
溶液中组分的数目可以是两个或两个以上。
实际工业生产中，只有两个组分的溶液不多，大量需要分离的溶液往往是多组分溶液。
多组分溶液的精馏在基本原理方面和两组分溶液的精馏是一样的。
本节只讨论两组分溶液的精馏。
6.1.1 精馏原理在恒定压力下，单组分液体在沸腾时虽然继续加热，其温度却保持不变，即单组分液体的沸点是恒定的。
对于两组分的理想溶液来说，在恒定压力下，其沸点却是可变的。
例如对于A、B两种混合物的分馏，纯A的沸点是140℃，纯B的沸点是175℃。
如果两组分的混合比发生变化，混合溶液的沸点也随之发生变化，如图6.2中的液相曲线所示。
第6章 过程控制系统的应用实例·333··333·150140160170180020406080100100806040200A ：B ：组分/(％)温度/℃图6.2 A 、B 两组分混合物温度-浓度曲线设原溶液中A 占20%，B 占80%，此混合液的沸点是164.5℃，加热使混合液体沸腾。
这时，与液相共存的气相组分比是A 占45.8%，B 占54.2%。
这些气体单独冷凝后所形成的混合液体中，A 占45.8%，B 占54.2%；如果使此冷凝后的混合液体沸腾，其沸点是154.5℃。
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应用对象 轴承、电机电器、汽车、发动机、自行车、手表、通讯器材 装配对象——小型部件和产品
自动检测方面 只起分选作用——不合格件排出或发出信号 对重复动作的修正，有待开发
2020/11/26
第6章装配过程自动化
3、实现装配自动化的基本条件
生产纲领稳定，年产量大，批量大、零部件标准化通用化程度高； 实现自动化后，经济上合理、生产成本低——提高市场竞争力； 产品具有良好的装配工艺性——保证装配质量；
h）零件翻转
i）安放临时支承
j）拆除临时支承 k）卷褶联接薄板 l）熔焊或锡焊连接
2020/11/26
第6章装配过程自动化
2、装入和联接
(1) 重力装入 一般不需要控制装入位置的机构，不需外加 动力，常用机械挡块、定位杆调节支架等进行定位，适 用于钢球、套圈、弹簧等的装入。
(2) 机械推入 用曲柄连杆、凸轮和气缸、液压缸直接联接 的往复运动机构等控制装入位置，需外加动力，适用于 小型电动机装配线上的端盖、轴承以及套件、垫圈、柱 销等的装入。
如轴在套筒中按滑动键直接移动，则可采用开槽的方式使轴和套筒相联接；
应最大限度地采用标准件和通用件。
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第6章装配过程自动化
改善自动装配零件结构工艺性
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第6章装配过程自动化
2、自动装配工艺设计的一般要求
（1）保证装配工作循环的节拍同步； （2）除正常传送外，宜避免或减少装配基础件的位置变动； （3）要合理选择装配基准面； （4）对装配件要进行分类； （5）关键件和复杂件的自动定向 （6）易缠绕零件要能进行定量隔离 （7）精密配合副实行分组选配 （8）合理确定装配的自动化程度
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第6章装配过程自动化
螺纹联接件的自动装配
图6-22 自动拧紧螺钉装置
1—料管口 2—隔料器 3—导管 4—直导管
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a）
b）
c）
图6-23 螺钉拧入的过程
第6章装配过程自动化
装配作业自动化程度的确定
大批大量生产可采用最高的自动化水平 对其中经济效果不显著或技术尚未成熟的工序——半自动化，人
•料斗
•选择器
•装配头
•进给轨道 •分配器
•工件托架
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第6章装配过程自动化
零件自动送进系统——擒纵机构与分配装置示例
2020/11/26
第6章装配过程自动化
零件传输实例
改进前改进前
改进后 改进后
改进前
改进后
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第6章装配过程自动化
(3)有利于自动装配作业
零件数量应尽可能少； 零件的尺寸公差及几何特征应能保证按完全互换法进行装配； 尽量减少螺纹联接，用粘结、过盈联接、焊接等方式代替； 零件上尽可能采用定位凸缘，以减少自动装配中的测量工作； 零件的材料若为易碎材料，宜用塑料代替； 最好是能使零件按同一方向安装，减少基础件的翻转次数。 装配时必须调整位置的配合副，在结构上尽可能考虑有相对移动的条件，
每一工位上的定位，则依靠传送装置的定位精度保证，故在装配 过程中应尽量减少或避免装配基面的翻身、转位、升降等位置变 动，以免影响装配过程中的定位精度，同时也可以简化传送装置 的结构。
2020/11/26
第装配过程自动化
2、装配自动化的工艺原则（续）
要合理选择装配基准面
装配基准面通常应是精加工面或是面积大的配合面，同时应考虑装 配夹具所必需的装夹面和导向面。只有合理选择装配基准面，才能保证 装配定位精度。
第6章装配过程自动化
(2)有利于零件自动传送
零件除具有装配基准面外，还需考虑装夹基准面，供传
送装置装夹和支承；
零部件的结构应带有加工的面和孔，供传送中定位； 零件应外形简单、规则、尺寸小、重量轻。
2020/11/26
第6章装配过程自动化
零件送进装置组成示例
零件送进系统组成
•料斗 •零件送进器 •选择/取向器 •送进轨道 •擒纵机构与分配装置
(3) 机动夹入 用机械式、真空式、电磁式等夹持机构的机 械手将零件装入，适用于手表齿轮、盘状零件、轴类零 件、轻型零件、薄壁零件等。
2020/11/26
第6章装配过程自动化
轴孔配合自寻中心装入机构
1—电磁铁 2—支架 3— 压 杆 4— 弹 簧 5—推杆 6—套 7—装配零件(轴) 8—料道 9—擒纵器 10—装配基件 11—夹紧机构 12—挡铁 13—夹具 14、15—X、Y坐标 滑板
第6章装配过程自动化
2020/11/26
第6章装配过程自动化
一、概述
•1、装配过程自动化的目的及意义 •2、装配过程自动化的现状 •3、装配过程自动化的条件 •4、装配过程自动化的内容
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第6章装配过程自动化
1、装配过程自动化的目的及意义
• 装配过程是机械制造过程中必不可少的环节，在大批大量生产中， 常需完成大量而且复杂的装配操作。其作业特点是： 装配工人往往在长时间内重复单纯、强度比较大的工作， 与切削加工过程相比，劳动生产率要相对低得多。
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第6章装配过程自动化
二、自动装配工艺过程分析
1、自动装配条件下的零件结构工艺性 2、自动装配工艺设计的一般要求
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第6章装配过程自动化
1、自动装配条件下的零件结构工艺性
(1)便于自动给料
•DFA
零件的几何形状力求对称，便于定向处理； 使零件不对称程度合理扩大，以便自动定向时能利用其不
t1 = t2 =‥‥‥= tn-1 = tn
2020/11/26
第6章装配过程自动化
2、装配自动化的工艺原则
保证装配工作循环的节拍同步，装配工序应力求可分,使各个装 配工位上装配工序的延续时间大体相等——接近生产节拍时间。
除正常传送外，应避免装配基件位置移动。 装配过程的大部或全部工作在装配基件上进行，而装配基件在
对称性，如重量、外形、尺寸等的不对称性；
使零件的一端做成圆弧形，这样易于导向； 某些零件自动给料时，必须防止缠在一起。如有通槽的零
件，宜将槽的位置错开；具有相同内外锥度表面时，应使内
外锥度不等，以防套入“卡死”。
2020/11/26
第6章装配过程自动化
改进坯件自动上料的结构工艺性
2020/11/26
2020/11/26
第6章装配过程自动化
自动拧入装置的类型
• 电动扳手 • 气动扳手 • 液压扳手
目的及意义
保证产品装配质量 提高生产率 降低生产成本，改善劳动条件
2020/11/26
第6章装配过程自动化
2、装配过程自动化的现状
机械产品的装配工作量 占整个产品制造工作量的20～70%
国外到现在为止，也只有不到30%的机电产品实现了装配自动化。 即使在美国和日本，自动装配机与金属切削机床相比，也仅为1:100，
单工位 装配机 回动矩环装转装夹回装形行配夹回动型配具直配平型机具 的 装水进机自机面自升直配平型的动降进机面自台型返动返自
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第6章装配过程自动化
机器装配的基本作业形式
a）轴孔件间隙配合 b）挡销轴件装入扭转 c）多个轴销装入
d）装侧销
e）螺钉的装入
f）轴孔件过盈配合
g）轴销拔出
16——衔铁
a）机构示意图
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b）振动原理图
c）基件中心运动轨迹
第6章装配过程自动化
连杆螺母自动拧紧工作原理
1—推料杆； 2—输料槽； 3—卡簧； 4—钢球； 5—主轴； 6—连杆盖； 7—连杆体； 8—连杆螺栓； 9、10——螺母
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第6章装配过程自动化
用导向套进行装入
方面因素 还不适应自动装配的要求。
2020/11/26
第6章装配过程自动化
国内外自动装配情况
美国
自动装配机（线）拥有最多的国家。 已经形成的自动装配线、生产的自动装配机已有一定的通用程度。 最多的行业——电机电器、汽车、运输机械、仪器仪表、金属制品
——占美国自动装配线的70%以上。
中国
应用自动装配技术比较晚。 上世纪50年代开始在轴承行业设计和建立——球轴承自动装配线
对这些零件如不采取周密措施进行检验，往往是产生各种故障的根源。 ex 在摇杆轴上套装摇杆、环、垫圈、卡环等零件 在一个工位上装配零件20个，节拍6秒， 一分钟给送零件200个
若废品率为 1%，一分钟内就有两次事故的概率——就没法工作。 ——对装配零件，特别是标准件，必须进行检验和分选。 通过附加的检验装置提高可靠性
外（15～20组），一般不宜分组过多 。
合理确定装配的自动化程度 装配自动化程度的确定是一项十分重要的设计原则，需要根据工艺的
成熟程度和实际经济效益确定，
2020/11/26
第6章装配过程自动化
三、自动装配机
1、自动装配机的基本型式及特点 2、装入和联接
2020/11/26
第6章装配过程自动化
1、自动装配机的基本型式及特点
2020/11/26
第6章装配过程自动化
2、装配自动化的工艺原则（续）
合理确定关键件和复杂件的自动定向 外形复杂的零件有时需要二次定向或多次定向，定向机构复杂，
有时可用手工定向代替自动定向。 从定向角度考虑，应以单个零件顺次向基件上安装，避免若干组
件分别装成后再将组件与组件进行安装，组件的自动定向比单个零 件复杂得多，往往只能用手工完成。 易缠绕零件要能进行定量隔离
在电机电器、通讯器材行业应用最多。
2020/11/26
第6章装配过程自动化
应用特点
装配自动化的三个主要组成部分： 自动给料 自动传送 自动装配作业