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挑战。由于装配大多是人工操作的劳动密集型过程，生产率在很大程度上取决于装配过程对人的依赖性，随着先进制造技术的应用，制造零件劳动量的下降速度比装配劳动量下降速度快得多，如果没有新的举措，该比值还会提高。据有关资料统计分析，一些典型产品的装配时间占总生产时间的53%左右，如果所有的装配都是人工控制的，则生产率指数可能降到40%左右，而随着装配自动化水平的提高，生产率可上升到85%～97%。但目前产品装配的平均自动化水平仅占10%～15%，因而装配对产品的原始成本影响重大，已成为昂贵的生产过程。装配自动化在于提高生产效率、降低成本、保证产品质量，特别是减轻或取代特殊条件下的人工装配劳动（如处于电子工业、宇航工业、化学工业、兵器工业、核工业、海洋开发等行业环境中的装配作业）。
1.4 装配线传送装置的概述
在自动装配中，不同的装配操作一般是在独立的工位中进行。对于这种装配方法，每个机器需要把半成品组件从一个工位传送到另一个工位，这操作正在执行时，必须有方法能保证组件和工作头或者机器人之间没有相对运动存在。当组件在工位间穿过时，必须使组件保持要求的姿态。为达到这个要求，装配通常是在基座或工件托盘上进行，机器设计成在工位间传送工件托盘。装配机通常按传送工件托盘采用的系统来分类。因而，直线式装配机中的工件托盘是沿直滑道直线传送；回转式装配机中，工件托盘在一个圆周轨迹上运动。所有类型的机器中，工件托盘的传送可以是连续的或者是间歇的。
1.4.1 连续式传送
对于连续式传送，工件托盘一直以恒定的速度移动，同时工作头保持同步。当操作完成后，工作头回到初始位置，接着，再一次与工件托盘保持同步；或者，工作头在工件托盘运动圆周轨迹的切线上移动。无论哪一种情况，都是在工作头与工件托盘保持同步的这段时间内完成装配操作。
连续传送系统在自动装配中的应用有限，这是因为工作头和其相关联的设备通常体积巨大，因而必须保持固定。同时，在操作循环过程中，因为工作头和工件托盘都是移动的，在它们之间保持足够的对准精度也是很困难的。连续传送机
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在诸如食品加工和化妆品等行业上应用最广泛。
1.4.2 间歇式传送
间歇式传送是更为常用的适于自动装配的传送系统。工件托盘是间歇性传送，工作头保持固定。通常，所有工件托盘的传送是同时进行的，然后托盘保持固定一定时间以保证完成装配操作。这些机器可以称为分度机，典型分度机的类型是回转式和直线式。对于回转式分度机，分度工作台依次把工件托盘停在不同的工作头下面，在工作头旋转一圈的过程中完成产品的装配。因而，在适当的工位上，成品在每个分度转位后可以从机器上移送拿走。直线型机器以相似的工作原理，但的，在这种情况下，成品是在每个分度转位后从传送线末端移送拿走。对于直线式机器，必须能保证空的工件托盘能返回到传送线的起始处。关于直线式装配机的传送机构一般是这两种类型中的一个：换向工件托盘或带式驱动工件托盘。
换向工件传送系统内，工件托盘的长度等于一个分度转位过程中移动的距离。在装配线的始端和末端适于工件托盘定位，在这些位置上没有进行装配。在操作循环开始的时候，在装配线末端的工件支座托盘是空的，一个机构推动工件托盘到达在装配末端的一个制动器，这个制动器转位工件托盘的位置，然后活塞退回，同时移送走在输送线末端的成品组件，通过回送传送机输送的来自上一次循环的空工件托盘被升起到装配线开始端的位置上。
尽管这里描述的系统在垂直面内运转，工件托盘的回送可以在水平面内完成。这样的话，从装配线到回程输送机的传送机是较为简单的，但是需要占用更多的地面面积。实际上，当在水平面上运行时，更通常使用快速回送传送机进行分配和满足更多装配头和在其位置上相关联的传送设备。然而，这种系统有一个缺点，就是评估不同的工作头可能是困难的。
使用换向工件托盘系统的一个更为不利的缺点是，工件托盘自身必须要制造精确。例如在一个20工位机器上，如果每个工件托盘的长度有0.025mm的误差，那么在最后一个工位上，在直线上的误差将可能达到0.50mm。在工作头的运转中，这个误差可能会引起严重的困难。然而，在直线式传送机中，在装配操作开始前，在传送中通常通过一个定位销最终定位和锁定。
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带式驱动工件托盘传送系统使用一个分度转位机构，这个机构用来驱动一个固定工件托盘的皮带或柔性钢带，工件托盘间距与工作头之间的距离相等。不是刚性地把工件托盘固定到带子，可能会使用一个固定推动工件托盘沿着导板前进的链条。这样的话，只要工件托盘不在最终位置上，链条分度转位就可以使工件托盘离开，从而使定位销保证托盘与工作头保持一致。
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第二章 装配线总体方案设计
2.1 圆盘式机油冷却器自动装配线的设计要求
通过对圆盘式机油冷却器生产装配过程的分析，以及企业的实际状况和需求, 圆盘式机油冷却器自动装配线的设计有如下具体要求：
1) 装配线要完成每日生产圆盘式机油冷却器1200件以上(每工作日以8h计)；
2) 装配线的占地面积尽量小，尽量节省制造成本； 3) 保证圆盘式机油冷却器的装配精度，提高装配品质； 4) 减轻工人的劳动强度。
根据以上要求，要完成单件产品的装配需耗时：T≤8*60*60/1200=24s 可知装配线的任何工位耗时都不得超过24秒，这就要求设计有紧凑的结构和较高的装配效率，同时尽量减少人为因素对产品装配的影响，以达到较高的装配品质和效率。
2.2 装配工艺的分析与确定
圆盘式机油冷却器是由9片散热片、10片水隔板、20片焊料铜片、下盖下盒以及上盖上盒组成。考虑到上下盖、上下盒自动化装配技术比较难实现,故拟采用手工装配。另外在散热片和水隔板交替装配过程中,焊料铜片较薄不易自动化装配,所以先由手工将其和水隔板作为一体。而对于散热片、水隔板、以及铜片由于数量比较多( 分别为9, 10和20片),每层装配都要保证位置精确,不能装错数量和顺序,并且这是多次的重复劳动,耗时很大,因此该工位可以通过机械手交替装配实现自动化。为此,设计一条半自动化的装配线比较适合目前的生产水平,该装配线将包括机械手工位,人工工位,压紧工位。
2.2.1 机械手工位工艺分析与确定
水隔板焊片(铜片)、水隔板、散热片的交替装配,在实现自动化装配的时候要考虑到如何更好的实现机械手的抓取。因为铜片面积小,中间多孔,无法用真空吸盘抓取；同时铜片很薄,质量轻,不易于磁吸盘分料抓取。所以对水隔板结构进
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行适应性改造,取消了水隔板与散热片之间的20层铜片钎料,采用复合材料(水隔板两面镀铜),或用事先由另外一个工序将水隔板和两面铜片焊合的水隔片做成整体取而代之,这样就可实现对水隔片总成和散热片的机械手自动装配。
水隔片总成和散热片都为薄片形状零件,其自动装配通过机械手动作实现。由于水隔片总成零件表面积不大,故采用磁盘式机械手装配；而对于散热片零件,其表面积较大,采用吸盘式机械手装配。这两个零件的装配顺序通过可编程控制器来控制。
由于机械手的动作是程序化的,为了减少装配时间、提高装配精度,设计的机械手臂动作应尽量简单,用时尽量少。因此,在机械手工位的上料装置上设计了举升机构,将零件放到托盘上,利用举升机构将托盘举升到机械手能抓到零件的位置,从而使机械手每次只需下降到固定的高度就可以抓到工件。此外,考虑到每个工位不得超过24s,而装配零件数量又很多,拟采用两个机械手工步的机械装配工位,以达到减少工时的目的。
2.2.2 手工工位工艺分析与确定
圆盘式机油冷却器包含有上下盖和上下外壳,其装配量各为1片,且结构不利于机械手的抓取,因此采用人工装配。
在装配之初,先由工人将下盖、铜焊片、下外壳依次放到工作台上,当芯子在机械手工位装配完成之后,再由另一位工人加上上盖、铜焊片、上外壳。同时,因为圆盘式机油冷却器在下一工位需要实现自动夹紧,所以还要加上一个压块。
2.2.3 压紧工位工艺分析与确定
在圆盘式机油冷却器装配完成所有零件的装配后,需要对圆盘式机油冷却器进行压紧,完成零件的最后装配。为了有利于实现装配自动化,节约装配时间,以及保证装配的可靠性和稳定性,通过在装配线中接入压力机来实现圆盘式机油冷却器的自动加压夹紧。
2.3 装配线传送方案比较与确定
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