汽車座椅骨架機械手焊接的工裝夾具技術(shù)優(yōu)化探討

李侃敏

（江鈴汽車集團奧威汽車零部件有限公司 江西南昌 330000）

引言

工裝夾具技術(shù)是汽車座椅骨架的一項重要工藝，在當(dāng)下技術(shù)水平之下，此項工藝技術(shù)主要由機械手來完成焊接，機械手即為機械設(shè)備，其精確性、穩(wěn)定性、效率性要高出人工幾倍，所以具有較高的應(yīng)用價值，然而在實際應(yīng)用上了解到，許多汽車座椅骨架機生產(chǎn)當(dāng)中，機械手的焊接工作存在參數(shù)不足的問題，導(dǎo)致汽車座椅骨架的耐用性、舒適性等等均存在不足，而在這些問題的影響之下，不但會導(dǎo)致使用者舒適度下降，還具有一定的安全隱患，因此本文認(rèn)為當(dāng)前汽車座椅骨架機械手工裝夾具焊接技術(shù)存在優(yōu)化的必要性，并對優(yōu)化方法進行了探討。

1 汽車座椅骨架機械手焊接的工裝夾具技術(shù)流程分解

1.1 設(shè)計工作

在汽車座椅骨架的生產(chǎn)過程當(dāng)中，不能盲目的進行機械手工裝夾具焊接，在此項工作之前應(yīng)當(dāng)先進行設(shè)計工作，以此依靠設(shè)計工作結(jié)果，才能保障機械手工裝夾具焊接的方向。在設(shè)計當(dāng)中，首先根據(jù)工作需求在繪圖軟件當(dāng)中進行繪制，繪制完成之后，應(yīng)當(dāng)選擇相應(yīng)的圖像分析軟件，例如UG、CATIA兩種，在類軟件的應(yīng)用之下，設(shè)計人員能夠了解到當(dāng)前繪制結(jié)果中的不足，以此來優(yōu)化繪制方案，此部分的分析需要圍繞有限元原則來進行。此外，繪制方案的優(yōu)化不能只優(yōu)化不足點，還需要充分考慮繪制結(jié)果的難易度問題，因為難度過高的方案，不但會導(dǎo)致實際制作時的阻礙，還會帶來更多的成本[1]。

1.2 工裝夾具構(gòu)件設(shè)計

工裝夾具主要由夾具、調(diào)節(jié)與聯(lián)動環(huán)節(jié)組成，用于支撐外力因素帶動汽車座椅骨架的運動，所以在設(shè)計時要充分考慮汽車座椅骨架的位置以及周邊的空間，此舉有利于夾具活動空間最大化，可以給使用者帶來最佳感受。之后需要重視聯(lián)動環(huán)節(jié)的調(diào)整，因為聯(lián)動環(huán)節(jié)的運動方式十分多樣化，如果該環(huán)節(jié)質(zhì)量不足容易出現(xiàn)事故，聯(lián)動環(huán)節(jié)調(diào)整主要重點在于松緊度、翻轉(zhuǎn)構(gòu)件的調(diào)節(jié)，必須依照人力力學(xué)以及功能需求來進行設(shè)計，在此基礎(chǔ)上還要保障夾具能夠達到機械臂焊接工藝的要求[2]。

1.3 三維建模技術(shù)

傳統(tǒng)二維技術(shù)在焊接工作當(dāng)中具有圖紙量大等缺陷，不利于焊接工作的精確性，所以在現(xiàn)代技術(shù)水平之下，汽車生產(chǎn)企業(yè)都開始采用三維建模技術(shù)來彌補二維圖紙的不足，三維建模技術(shù)能夠立體的將汽車座椅骨架的內(nèi)里、外廓顯示出來，使設(shè)計者可以直觀的對汽車座椅骨架的力學(xué)性能進行分析，如果存在不足即可及時調(diào)整。通過三維技術(shù)的設(shè)計，可以使焊接工作得到準(zhǔn)確的引導(dǎo)，人工可以根據(jù)三維設(shè)計圖紙，對機械手臂的運動參數(shù)進行設(shè)置，確保焊接工作的精確性、可靠性。

2 汽車座椅骨架機械手焊接的工裝夾具技術(shù)常見問題

2.1 焊接部位穩(wěn)定性不足

通常情況下，在正式進行汽車座椅骨架機械手焊接之前，需要確保焊接部位保持穩(wěn)定，如果穩(wěn)定性不足，就會因為一些外力影響而出現(xiàn)焊接部位偏移，影響到工裝夾具的精準(zhǔn)度，這種現(xiàn)象即使在機械手的應(yīng)用之下也十分常見。具體來說，機械手在進行焊接時，難免會觸碰到工裝夾具的焊接部位，那么就形成了推力，此時如果焊接部位的穩(wěn)定性不足，無法抵抗推力就會出現(xiàn)位移，最終就導(dǎo)致焊接質(zhì)量下降。

2.2 反復(fù)焊接導(dǎo)致誤差

焊接本身就會對工裝夾具造成一定的破壞，但只要不過度就不會出現(xiàn)太多的影響，而在在機械手焊接工裝夾具當(dāng)中，有部分焊接部位因為工藝需求而需要反復(fù)焊接，此時反復(fù)焊接會導(dǎo)致破壞程度加大，容易引起焊接的誤差，例如焊坑的深度過深，導(dǎo)致連接件的外露長度達到不到設(shè)計需求，由此說明在反復(fù)焊接之下，容易引起工裝夾具焊接工藝的質(zhì)量問題，因此應(yīng)當(dāng)對此保持重視。

2.3 焊接點參差不齊

傳統(tǒng)機械手工裝夾具焊接工作當(dāng)中，其需要針對夾具上不同的點位來進行焊接，此時各焊接點因為設(shè)計需求，其本身的高度并不會相同，如此導(dǎo)致機械手在操作時會受到一些阻礙，不利于焊接工藝的開展。此外，因為焊接點的參差不齊，機械手作為自動化設(shè)備其本身并沒有識別限制的能力，所以在一些影響力不大、誤差不大的限制之下，機械手可能會出現(xiàn)錯誤的焊接舉動。

3 汽車座椅骨架機械手焊接的工裝夾具技術(shù)優(yōu)化

3.1 焊接部位穩(wěn)定性優(yōu)化

為了保障焊接部分的穩(wěn)定性，在焊接之前可以針對各焊接部位，在其周邊采用焊接固定支架來維持其穩(wěn)定性，焊接固定支架是一種結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、應(yīng)用有效的支架設(shè)施，采用雙向力學(xué)原理來保持焊接部位的穩(wěn)定性，以此就實現(xiàn)了焊接部位穩(wěn)定性優(yōu)化的目的。其次，在使用焊接固定支架時，一定要注意機械手的操作路徑，如果兩者相沖就容易阻礙焊接工藝開展。此外，焊接固定支架存在一個缺陷，即拆卸相對困難，因為為了提高穩(wěn)定性，焊接固定支架的安裝通常十分緊致，所以本文建議在應(yīng)用焊接固定支架時，采用一次性安裝、一次性拆卸的方式。

3.2 反復(fù)焊接導(dǎo)致誤差優(yōu)化

反復(fù)焊接造成的誤差是在所難免的，因此要對此進行優(yōu)化就應(yīng)當(dāng)盡可能避免反復(fù)焊接的需求出現(xiàn)，針對此問題，本文建議采用一次裝卡模式來進行改善。所謂一次裝卡即是在夾具拼接之前，充分的對機械手臂操作路徑進行考慮，保障機械手臂能夠無阻礙的接觸到準(zhǔn)確焊接點，此時介于機械手臂的高性能即可避免反復(fù)焊接需求。

3.3 焊接點參差不齊優(yōu)化

①在進行焊接之前，需要盡可能將所有焊接點升至同一水平面或者相近水平面，此時可以消除機械手在對焊接點單面進行焊接時的限制；②當(dāng)完成單面焊接之后，需要將焊接點繼續(xù)升高，此時即可將焊接點的另一面暴露出來，此時機械手臂可以直接從下方對此進行焊接，有效避免了焊接工作中的阻礙。

4 結(jié)語

本文主要分析了汽車座椅骨架機械手焊接的工裝夾具技術(shù)優(yōu)化方法，首先為了了解此項技術(shù)，對汽車座椅骨架機械手焊接的工裝夾具技術(shù)流程進行可分解，之后介紹了此項工藝當(dāng)中常見的問題，最終針對問題提出了相關(guān)的改善建議。