汽車焊裝夾具的優化設計研究

楊永輝（唐山松下產業機器有限公司,河北 唐山 063000）

汽車焊裝夾具的優化設計研究

楊永輝
（唐山松下產業機器有限公司,河北 唐山 063000）

汽車焊裝夾具作為汽車車身生產的重要組成部分，其工藝水平是反映汽車生產制造水平的重要因素。夾具質量直接影響汽車生產規模、生產效率和生產質量。近年來，隨著我國汽車工業的迅速發展，激烈的市場競爭使汽車產品的更新換代越來越快，汽車車身設計越來越個性化，對汽車焊裝線的需求量巨大，必須自行設計適合我國國情的汽車焊裝線，努力提高設計和制造能力。

汽車焊裝夾具;優化方法研究;三維設計

0 引言

現如今的汽車行業經濟收入在我國的經濟總值中的比重日益加重，其中的汽車焊裝夾具作為汽車部件中最重要的構成部分，也是制造汽車過程中關乎質量問題的主要部分，對于汽車行業的發展有著重要作用。很大程度上來說，汽車焊裝夾具直接影響了汽車制造的規模大小、汽車生產過程中的工作效率和汽車的質量。在經濟迅速發展的今天，汽車日益成為人民日常生活中必不可少的交通工具，對于汽車的需求也日益變得個性化和實用化，人民追求更加具有安全性的汽車。所以，汽車焊裝夾具的優化方法研究成為了專業人員不可忽視的問題之一。

1 國內外汽車焊裝夾具技術的相對比

（1）我國目前的汽車焊裝夾具優化設計技術。細數我國的汽車發展歷程，我國的汽車發展也有50余年之久，但從前的發展速度都是相當緩慢，而我國的汽車行業發展速度也是近幾年才得到快速的發展。在這科技日新月異、快速發展的時代，我國的汽車焊裝夾具技術水平還是相對較低的，因為我國的汽車焊裝夾具制造還是使用相對傳統的工作習慣。由此來說，我國對于汽車焊裝夾具技術的重視程度還是不夠深刻，所以在很大程度上的焊裝夾具都是從國外進口而來，使其嚴重影響了我國汽車的發展速度。

（2）國外現如今的汽車焊裝夾具優化設計技術。在世界各地的發達國家中，汽車焊裝夾具成為了汽車制造過程最為重視的問題，并且為此成立了一個專門的設計部門以及生產車間，使之汽車焊裝夾具技術達到標準化、通用性、專業化來滿足人民的需求，更是保證了汽車技術的堅硬發展。而從制造汽車過程投入資產而言，焊裝夾具的投入資金就占整個汽車制造過程的四分之一左右。所以，焊裝夾具的優化和設計是相當重要的。

2 汽車焊裝夾具發展的變化趨勢

日益發展的中國，汽車行業市場的競爭也日益加強，并在近幾年來一直處在不斷上升發展的趨勢。而隨著人民的需求，對于汽車的更新換代速度也日益增加，而其中汽車焊裝夾具的發展也日益凸顯出自身的特點。（1）汽車焊裝夾具逐漸向著智能化發展。在汽車焊裝夾具的設置中，其中配件的構成會因為很多因素的影響，導致其中的設計周期較長，做工方面相對于別的配件也相當復雜，從這一方面來說，就導致了汽車制造過程中的用時較長。而隨著社會科技的迅速發展，專業的工作人員在實踐中也專研出了較有效以及制造夾具的規律，這在一定程度上縮短了新汽車焊裝夾具的開發周期； （2）自動性能的技術日益增加。現代化的汽車制造對其質量的要求也達到了一定的程度，其中的焊裝夾具得到了更一步的提升。在現代的汽車焊裝夾具中，其中的自動性能也一步步在提高，由現代化的機器人設備替代了傳統的人工操作，促使工程工件上得到大批量的生產，同時也保證了工件的質量和工作效率。在現代化汽車焊裝夾具的工作中夾具機器人也得到了大范圍的運用，使其自動性能技術得到更一步的增加。

3 分析汽車本身焊裝夾具的結構構成和分類

焊裝的過程就是利用汽車本身的沖擊和擠壓使其中的設備形成了一定或者固有的形態，并且將其固定好，促使其成為汽車本身的組成部分，而在這過程中所形成的夾具就是焊裝夾具。（1）四連桿結構。四連桿結構也稱之為自動夾緊定型機構（手動的夾緊機構），這個結構的工作原理就是利用四連桿結構來對需要處理的工件進行夾緊和定型； （2）擺動引導結構。這一結構是相對于其他結構中最簡單及單一的結構，主要運用于汽車焊裝夾具當中的運動。其工作原理是根據夾緊器中的活塞進行直線型的運行，并且是保持旋轉的運動，使其圍繞著其中一點不斷的轉動； （3）其他相關的結構。焊裝夾具結模型是相對較多的，而其工作原理的本質是以四連桿結構作為基礎原理。而除了上述的四連桿機構，還有許多沒提及的結構，例如轉臂結構、搖桿滑動結構、雙曲柄結構、曲柄滑塊結構等，這幾類結構就是構成焊裝夾具的共同工作結構。

4 汽車焊裝夾具的優化方法設計流程

汽車焊裝夾具的優化方案設計流程是將汽車工程工作原理作為前提，而對汽車焊裝夾具的工作原理、優化方法進行研究以及簡述。（1）參照有關夾具工作的參數。在汽車焊裝夾具的工作原理中，都有相關的參數數據進行對比。例如夾具結構中的遙感滑塊結構工作是會沿著有關的活塞進行直線型的滑動，但其中壓塊和工件的距離又不得超過一定的界限，而標準的規劃參數是不小于25毫米； （2）夾具中夾緊工作的束縛力。在焊裝夾具夾緊工作中也應當具有一定的約束力，而不是隨意為之的。而其中應該滿足夾具夾緊過程中不應該破壞工件中的形狀、規定性的位置、質量等要素，還有最必要的是在夾具夾緊的工作進行完成后，工件應該處在原有的位置，不隨意滑動以及包括工件的形態保證；（3）分析工作目標參數。在汽車身的焊裝夾具技術中，計算其本身的工作參數也是按照固定的計算公式提取相應的數值，而現實工作中，專業技術人員最常用的計算公式就是Matlab方式，此類方式既能滿足工作人員參數目標分析，也能夠是計算更加準確； （4）夾具的優化設計。在焊裝夾具的優化過程中，應當選定適合條件的氣缸并使其在最佳參數范圍內進行活動，而又由于每家供應商的氣缸之間的價格高低不想上下，所以如要進行夾具的優化設計的實地實驗是，可以選擇最輕性原則進行優化的設計方案。

5 結語

綜合上述，可知在我國要進行汽車焊裝夾具的優化設計，一方面需要專業的工作人員計算出精確的參數，另一方面也需要對優化設計中必要條件的約束性進行實地驗證。汽車焊裝夾具的優化設計在汽車制造行業的發展是至關重要的，它關聯著汽車行業制造過程中的各個重要因素，所以需要加大對該方面人才的培養，為對于汽車焊裝夾的創新注入新的思想。

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楊永輝(1978-),河北唐山人,本科,工程師,主要研究方向：焊接生產線的規劃，焊接機器人及對應焊接夾具的設計，焊接工作站的設計。