裝配機械,不同于我們通常所見的各類機床,是一種為滿足特定產品制造需求而特殊設計的機械。其研發成本高昂,且在運作中通常表現出較低的靈活性。
回溯歷史,初期的裝配機械主要是為了滿足大規模生產需求而誕生的。而將自動化裝配系統引入中小規模生產中,則是近幾年的技術發展趨勢。在這種裝配系統中,往往采用可以自由編程的機器人作為裝配機械的核心組成部分,同時,系統中的其他部分也需要具備一定的改裝和調整能力。
此外,一個高效的裝配系統還需要配備一些具有靈活性的輔助設備,例如可調整的零件存儲系統、輸送設備、聯接工具庫、抓鉗及其更換系統等。在這里,“柔性”是一個重要的系統特性,它意味著系統能夠適應各種生產需求的變化。在裝配系統的語境下,柔性即表示系統能夠在同一套設備上,同時或者先后完成不同產品的裝配任務。
然而,值得注意的是,雖然柔性裝配系統具有諸多優點,但其工作效率往往不及高度專業化的裝配機械。例如,往復式裝配機械的生產節拍可以達到每分鐘10~60次,而轉盤式裝配機械的生產節拍甚至可以達到每分鐘2000次。當然,這需要在所裝配的產品相對簡單,例如鏈條等,以及所執行的裝配動作也比較簡單,例如鉚接、充填等條件下實現。
對于大批量生產(年產量100萬件以上)的環境來說,專用的裝配機械是更具成本效益的選擇。這種機械可以處理長度超過100mm、質量超過50g的工件。其應用范圍廣泛,包括但不限于電器產品、開關、鐘表、圓珠筆、打印機墨盒、剃須刀、刷子等各種需要不同類型裝配過程的產品。
從創造產品價值的視角考慮,裝配過程可以被分為主裝配和輔裝配兩個部分。主裝配,即聯接過程本身,通常只占整個裝配時間的35%~55%。而其他所有功能,如供料等,都被歸類為輔裝配。因此,在設計裝配方案時,我們需要盡可能地壓縮這部分時間。
自動化裝配機械,尤其是那些具有經濟效益和一定柔性的設備,被高度贊譽為高技術產品。根據其不同的結構方式,它們通常被稱為“柔性特種機械”或“柔性節拍通道”。