本书介绍了机械自动化装配技术的基础知识、自动化装配系统的组成以及典型机构、机器人在自动化装配技术中的应用。
中国是制造大国，制造业增加值全球占比超过20%，为世界提供了大量高性价比的商品和装备。近年来，智能制造在中国迅速兴起，是实现中国经济腾飞和提升国防实力的重要基础，并成为中国制造的主攻方向。随着新一代信息通信技术与先进制造技术的深度融合，全球兴起以智能制造为代表的新一轮产业变革。在这个充满挑战的关键节点上，我们在实现自身高质量发展的同时，引领零部件工业持续向高精尖转型升级，企业要在产品开发、生产技术、设计与管理创新上来完成产品的升级换代。
我们要建设现代化产业体系，推进新型工业化，加快建设制造强国和质量强国，离不开自动化技术。自动化装配技术以机器人为装配机械，同时需要柔性的外围设备，是智能制造的重要组成部分。我国智能制造、供给侧结构性改革的推动，对自动化、智能化的发展需求与日俱增，实现装配自动化是生产过程自动化或工厂自动化的主要标志，机械自动化装配技术成为从事智能制造领域工程技术人员需要掌握的一门重要技术。
本教材自第一版出版以来，由于紧密结合工程实际，深受普通高校及高职院校学生、企业读者的喜爱，并获得高度评价。考虑到保持原有教材的风格及作为教材应有的稳定性，作者对教材中的内容进行了严格审查，更正了第一版中的文字错误，修改了部分图例。为更好地满足应用型人才培养的需求，本次修订注重学生对基础知识、基本理论、基本技能的掌握，每章开篇会明确给出本章内容的学习目标，绘制一张思维导图，并以实例或问题的方式导入每个模块要学习的内容；同时，教材中编写的内容较新颖，能与国内外前沿技术接轨，在编写过程中融入丰富且具有代表性的实例，并提供演示的动画或视频（读者可扫描封底或每章首的二维码观看），对实例内容进行具体、透彻分析，对所涵盖内容的阐述深入浅出，便于自学和实践；最后，在每章末尾增加课后思考题，作为学生本章内容学习的巩固和延伸。
全书共分10章。第1章介绍了装配自动化的作用及基本概况；第2章介绍了自动化装配技术基础，包括自动化装配的工作流程、结构组成、分类、连续方法、组织形式与装配流程及工艺过程的确定；第3章介绍了装配物料输送系统，包括带式输送系统、链式输送系统、步伐式传送带、辊子输送系统、悬挂输送系统及有轨导向小车等；第4章和第5章介绍了自动上下料装置（振盘及装配机器人）；第6章介绍了自动机械中的典型间歇送料装置，包括间歇送料装置的功能与应用、槽轮机构及凸轮分度器的原理与应用；第7章与第8章分别介绍了自动机械中的分隔与换向、定位与夹紧等辅助机构；第9章介绍了手工装配流水线与自动化装配生产线的节拍与工序设计；第10章介绍了面向装配的产品设计准则。
本书由陈继文、杨蕊、杨红娟、于复生、姬帅、闫柯、杨发展、石运序、付秀丽、张政梅、牛文欢、赵彦华、王琛、魏文胜等编写。在本书编写过程中，参阅了大量相关书籍和文献资料，在此向相关作者一并表示感谢。
由于作者经验不足，水平有限，书中难免有不妥和疏漏之处，恳切希望读者批评、指正。
编著者
2023年5月
第1章 绪论 1
1.1 装配自动化的作用 2
1.2 装配自动化的基本概况 4
1.2.1 装配自动化的现状与发展 4
1.2.2 装配自动化的基本要求 5
1.2.3 实现装配自动化的途径 6
思考题与习题 6
第2章 自动化装配技术基础 8
2.1 自动化装配的工作流程 9
2.2 自动装配机械的结构 11
2.2.1 自动装配机械的结构特征 12
2.2.2 自动装配机械的结构模块 12
2.3 自动装配机械的分类 15
2.3.1 装配机与装配系统 15
2.3.2 单工位装配机 17
2.3.3 双工位装配机 20
2.4 装配连接方法 27
2.5 组织形式与装配流程 33
2.6 装配工艺过程的确定 38
2.6.1 自动装配条件下的结构工艺性 38
2.6.2 自动装配工艺设计的一般要求 41
2.6.3 装配工艺过程的确定 43
思考题与习题 44
第3章 装配物料输送系统 45
3.1 物料供输自动化 46
3.2 传送设备 48
3.3 带式输送系统 49
3.4 链式输送系统 51
3.5 步伐式传送带 53
3.6 辊子输送系统 54
3.7 悬挂输送系统 54
3.8 有轨导向小车 55
3.9 随行夹具返回装置 56
思考题与习题 56
第4章 振盘送料装置 57
4.1 振盘的功能与特点 58
4.2 振盘的结构与工作原理 59
4.3 振盘的定向原理 61
4.4 直线送料器 67
4.5 振盘的出料速度调节 70
思考题与习题 72
第5章 装配机器人 73
5.1 机器人的基础简介 75
5.1.1 机械手的定义 75
5.1.2 机器人的定义 76
5.1.3 工业机器人技术参数与规格 77
5.1.4 机器人常用材料 78
5.1.5 装配机器人的分类 78
5.1.6 装配机器人的组成 79
5.1.7 装配机器人的周边设备 80
5.1.8 装配机器人的工作空间 82
5.2 机械手的典型运动及结构模式 82
5.3 机械手典型结构组成 85
5.4 机械手主要性能要求 90
5.5 机械手的缓冲结构 92
5.6 工业机器人末端关节结构 97
5.7 机器人的控制 98
5.8 机器人驱动装置 104
5.9 机器人的传感器 109
5.10 机器人视觉技术 111
5.11 机器人编程技术 114
5.12 机器人新技术 122
5.13 微机器人与微装配 123
5.13.1 微机器人 123
5.13.2 微机器人分类 125
5.13.3 微驱动器 127
5.13.4 微定位机构 128
5.13.5 微小目标的抓取技术 131
5.13.6 控制系统 132
思考题与习题 134
第6章 间歇送料装置 135
6.1 间歇送料装置的功能与应用 137
6.1.1 间歇输送的定义 137
6.1.2 间歇输送的优点 137
6.1.3 间歇输送方式的分类 137
6.1.4 主要技术要求 137
6.2 槽轮机构的结构与应用 138
6.2.1 工作原理 138
6.2.2 特点与工程应用 138
6.2.3 机构定位原理 139
6.2.4 运动计算分析 139
6.2.5 设计计算步骤 141
6.3 凸轮分度器的原理及应用 142
6.3.1 凸轮分度器的功能与性能特点 142
6.3.2 凸轮分度器的工作原理 144
6.3.3 凸轮分度器工程应用 146
6.3.4 凸轮分度器的节拍 148
思考题与习题 150
第7章 工件的分隔与换向 151
7.1 工件的暂存与分隔 152
7.1.1 工件的暂存 152
7.1.2 工件的分隔 154
7.1.3 典型工件的分料机构 155
7.2 工件的定向与换向 161
7.2.1 工件的定向与换向 161
7.2.2 定向与换向方法 163
思考题与习题 166
第8章 工件的定位与夹紧 168
8.1 定位的基本原理 169
8.2 定位的基本方法 172
8.3 定位机构设计 175
8.4 典型夹紧方法与机构 178
思考题与习题 184
第9章 装配流水线节拍与工序设计 185
9.1 手工装配流水线节拍与工序设计 186
9.1.1 手工装配流水线的基本结构 186
9.1.2 手工装配流水线节拍 190
9.1.3 手工装配流水线工序设计 191
9.2 自动化装配生产线节拍与工序设计 197
9.2.1 由单个装配工作站组成的自动化专机节拍 197
9.2.2 自动化装配生产线结构组成及节拍 204
9.2.3 自动化装配生产线工序设计 208
9.2.4 自动机械优化设计 212
思考题与习题 213
第10章 面向装配的产品设计 215
10.1 面向装配的设计概念 216
10.2 面向装配设计的原则 217
10.2.1 减少零件数量 217
10.2.2 减少紧固件的数量和类型 223
10.2.3 零件标准化 225
10.2.4 模块化设计 226
10.2.5 稳定的基座 227
10.2.6 零件容易被抓取 228
10.2.7 避免零件缠绕 229
10.2.8 减少零件装配方向 229
10.2.9 设计导向特征 231
10.2.10 先定位后固定 232
10.2.11 避免装配干涉 233
10.2.12 为辅助工具提供空间 234
10.2.13 为重要零部件设计装配止位特征 234
10.2.14 防止零件欠约束和过约束 235
10.2.15 宽松的零件公差要求 236
10.2.16 防错的设计 238
10.2.17 装配中的人机工程学 246
10.2.18 线缆的布局 248
10.3 面向自动化装配的设计 250
10.3.1 适于自动化的产品设计准则 250
10.3.2 面向高速自动装配设计的准则概要 252
10.3.3 面向机器人装配的产品设计 252
10.3.4 数字孪生驱动的产品装配工艺 253
思考题与习题 258
参考文献 259
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