汽車焊裝夾具智能設(shè)計系統(tǒng)的研發(fā)分析

1、<p>　　汽車焊裝夾具智能設(shè)計系統(tǒng)的研發(fā)分析</p><p>　　[摘 要]本文主要對汽車焊裝夾具智能設(shè)計系統(tǒng)研發(fā)進行了分析：首先對汽車焊裝夾具智能系統(tǒng)的總體設(shè)計進行了概述，然后對焊裝夾具零件參數(shù)化設(shè)計進行了分析，最后通過具體的案例進行了相應(yīng)的分析說明，希望對相關(guān)人士有所幫助。 </p><p>　　[關(guān)鍵詞]汽車焊裝夾具、智能設(shè)計系統(tǒng)、研發(fā) </p><p

2、>　　中圖分類號：F426.471 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）36-0260-01 </p><p><b>　　一、前言 </b></p><p>　　在汽車制造業(yè)中，汽車焊裝夾具在汽車焊裝線上占有舉足輕重的地位，汽車的生產(chǎn)規(guī)模、生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量在很大程度上受到其設(shè)計制造速度的影響；提高汽車焊裝夾具的設(shè)計與制造效率，大大縮短設(shè)計

3、與制作周期，從而滿足汽車制造業(yè)大量的市場需求。由于傳統(tǒng)的焊裝夾具在進行設(shè)計的時候，主要依賴于設(shè)計人員的經(jīng)驗，設(shè)計人員的素質(zhì)和經(jīng)驗積累不同，設(shè)計效率和設(shè)計質(zhì)量比較難保證，不同設(shè)計人根據(jù)個人的一些設(shè)計經(jīng)驗來進行設(shè)計，這樣在對焊裝夾具進行設(shè)計和生產(chǎn)的時候就需要耗費大量時間和精力，這是很難滿足汽車行業(yè)車型快速更新?lián)Q代的需求的。所以，要對汽車焊裝夾具智能設(shè)計系統(tǒng)進行相應(yīng)的研發(fā)，把個人經(jīng)驗轉(zhuǎn)化為經(jīng)驗庫，尋求標準化設(shè)計方法，提示設(shè)計效率，增加標準件的

4、庫存，從而有效縮短設(shè)計及制作周期。 </p><p><b>　　二、系統(tǒng)總體設(shè)計 </b></p><p><b>　　1、結(jié)構(gòu)框架 </b></p><p>　　在對汽車焊裝夾具進行設(shè)計的時候，首先需要弄清楚的就是被焊裝工件的焊點和一些相關(guān)的數(shù)據(jù)信息；然后需要從零件庫中選取滿足定位要求的零部件，按照一定的操作流程來將它

5、們組成焊裝夾具的裝配圖；最后對于其他的零件和產(chǎn)品，需要根據(jù)實際的具體情況來將其存儲到指定的路徑上。為實現(xiàn)上述功能，本文研發(fā)了焊裝夾具智能設(shè)計系統(tǒng)包含三大模塊，即外部知識模塊、知識庫模塊、數(shù)據(jù)庫模塊。 </p><p>　?。?）外部知識模塊 </p><p>　　對于外部知識模塊，主要包括兩個方面的內(nèi)容。第一個內(nèi)容是設(shè)計規(guī)范準則，另一個方面的內(nèi)容是焊裝沖壓件設(shè)計任務(wù)書。設(shè)計規(guī)范準則主要是客

6、戶對相關(guān)零件材料的要求和對這些零件如何進行壓位，這些零件有定位塊、壓塊和定位銷等；至于設(shè)計任務(wù)書，主要是對設(shè)計過程中的零件結(jié)構(gòu)進行相應(yīng)的策略性規(guī)定，并且對于沖壓件的定位點、對于零件的焊點等信息都需要詳細地規(guī)劃清楚。 </p><p><b>　?。?）知識庫模塊 </b></p><p>　　對于知識庫模塊，主要包括三個方面的內(nèi)容。第一個方面的內(nèi)容是設(shè)計規(guī)則庫，第二個

7、方面的內(nèi)容是模塊庫，最后一個方面的內(nèi)容是知識庫管理系統(tǒng)。對于設(shè)計規(guī)則庫，不僅包括了零件如何進行選用，還對零件如何進行設(shè)計的順序進行了相應(yīng)的說明。零件選用規(guī)則是以產(chǎn)生式規(guī)則來表達的，包括此零件選用的條件和其主控參數(shù)值。模塊庫由模塊文件庫和選用規(guī)則庫組成，包括夾具設(shè)計中所用的各類模塊，同時對于其所選用的條件和相應(yīng)的主控參數(shù)都有所包括。對于知識庫管理系統(tǒng)，一方面是需要對知識的冗余性進行檢查，同時還需要對知識庫進行相應(yīng)的擴充與維護。 </

8、p><p><b>　　（3）數(shù)據(jù)庫模塊 </b></p><p>　　對于數(shù)據(jù)庫模塊，主要也是分為兩個方面的內(nèi)容。第一個是零件圖形庫，還有一個方面的內(nèi)容是零件圖形數(shù)據(jù)庫。對于零件數(shù)據(jù)庫和圖形庫來說，它們是汽車焊裝夾具零件管理系統(tǒng)中非常重要的一個部分，因此需要對它們進行同步管理。零件圖形庫里面，包含各種類型的零件和模塊，并且這些零件和模塊全部都是由參數(shù)來進行驅(qū)動的。 &l

9、t;/p><p>　　2、焊裝夾具智能設(shè)計系統(tǒng)的實現(xiàn) </p><p>　　對于可視化界面的編寫，主要是采用VB來進行的。對于所輸入的參數(shù)，需要通過設(shè)計一系列的人機交互式界面來完成。對于系統(tǒng)界面的各個模塊，主要是采用菜單的方式來進行聯(lián)系，這種聯(lián)系方法不僅非常的簡單，而且其相應(yīng)的感官效果也是非常不錯的。同時，在對菜單進行設(shè)計的時候，根據(jù)相應(yīng)模塊功能的差異性，又設(shè)計出了相應(yīng)的子菜單，使得各個模塊之

10、間相對獨立，然后以系統(tǒng)主界面為紐帶來實現(xiàn)它們之間的互聯(lián)。 </p><p><b>　　3、系統(tǒng)運行流程 </b></p><p>　　系統(tǒng)運行流程如圖1所示： </p><p>　　從上面的系統(tǒng)流程圖可以看出，在對焊裝夾具進行設(shè)計的時候，首先就需要將設(shè)計任務(wù)書中的全部信息讀取清楚，這些信息不僅有焊點的具體數(shù)目和位置，同時還包括在車身坐標系中的

11、坐標等信息。 </p><p>　　當信息讀取完畢之后，就需要根據(jù)相應(yīng)的信息來進行推理和判斷，在對各個定位點進行定位方案的選擇時，一定要根據(jù)實際的情況來進行選擇，看是選用銷定位、手動夾具定位還是氣動夾具定位等等；當選出了相應(yīng)的定位方案之后，就需要從數(shù)據(jù)庫中調(diào)用出相應(yīng)的零件、模塊以及案例。在這個步驟中，首先就需要選擇出一個比較合適的案例；如果沒有就需要選擇比較合適的結(jié)構(gòu)單元模塊；如果沒有找到比較適合的模塊，就要搜索

12、最為合適的零件了。當零件找齊之后，可以根據(jù)相應(yīng)的操作標準來組裝比較適合的模塊或者是案例，這些新組成的模塊或者是案例還可以對模塊庫和案例庫進行相應(yīng)的擴充。在零部件的選型完成之后，需要對這些零部件進行相應(yīng)的判斷，如果合理的話需要對設(shè)計結(jié)果進行相應(yīng)的保存，并完成設(shè)計。如果不合理，則需要退回到定位方案確定的步驟，重新再開始相應(yīng)的設(shè)計。 </p><p>　　三、焊裝夾具零件參數(shù)化設(shè)計 </p><p&

13、gt;　　本文中加工件的參數(shù)化設(shè)計采用基于特征的參數(shù)化建模方法，該方法可處理很復(fù)雜的模型，一般適用于結(jié)構(gòu)褶同而尺寸不同的零件設(shè)計。焊裝夾具零件參數(shù)化設(shè)計工作主要包括母版零件參數(shù)化建模和零件數(shù)據(jù)庫的建立。 </p><p>　　在對母版零件進行參數(shù)化建模的時候，首先需要選擇一個合適的母版零件，這個母版零件最好能夠涵蓋其所在系列所有零件的全部特征。然后在按照正確的設(shè)計關(guān)系，進行相應(yīng)的建模設(shè)計。在對各個系列的母版零件的

14、參數(shù)化建模完成之后，需要以母版零件的模型為基礎(chǔ)，來對各類零件的圖形庫和數(shù)據(jù)庫進行一定的擴充，從而來進一步的滿足用戶的要求。等到數(shù)據(jù)庫建好之后，在對夾具進行設(shè)計的時候，就是從數(shù)據(jù)庫中選擇相應(yīng)的零件進行裝配，這樣在很大程度上能夠縮短夾具設(shè)計的時間。 </p><p><b>　　四、系統(tǒng)運行實例 </b></p><p>　　本文以某一個車型的后縱梁的一個焊裝工位為例，在

15、對其進行焊裝夾具設(shè)計的時候，具體的設(shè)計步驟如下： </p><p>　　1、在進行焊裝夾具設(shè)計的時候，首先就需要進入相應(yīng)的設(shè)計系統(tǒng)，然后對后縱梁的裝夾點和焊點信息要弄得一清二楚，之后將其導(dǎo)入到系統(tǒng)中來。 </p><p>　　2、之后就需要對定位方案進行相應(yīng)的確定，在進行確定的時候應(yīng)該根據(jù)相應(yīng)的定位點來進行。對于這個車型的后縱梁，其定位裝夾點一共有19個，對于每一個夾緊定位單元來說，其都能

16、夠控制2個定位點以上。在對氣動夾緊單元進行設(shè)計的時候，一共是采用了9個氣動夾緊單元，這9個氣動夾緊單元中有3個是氣動伸縮銷定位，剩下的還有6個全部是氣動定位塊定位；對于定位塊定位的結(jié)構(gòu)進行設(shè)計的時候，其采用的是單方向的一次翻轉(zhuǎn)打開結(jié)構(gòu)。 </p><p>　　3、在當設(shè)計方案選定之后，根據(jù)定位點坐標的一些信息，再加上相應(yīng)的推理，就知道該選取什么樣的定位方案的案例和模塊了，然后就可以在相應(yīng)的案例庫和模塊庫中來進行選

17、取了。如果案例庫和模塊庫中沒有滿足要求的案例與模塊，那么就需要從零件庫中選取最為合適的零部件，來組成方案所需的夾具單元了。 </p><p>　　4、當相應(yīng)的夾具單元裝配好之后，還需要將選定好了的夾具單元進行相應(yīng)的裝配，從而形成3D實體模型，焊槍導(dǎo)入之后還需要對其進行相應(yīng)的碰撞、干涉檢測，以保證其沒有任何的設(shè)計質(zhì)量問題。 </p><p>　　5、最后需要將通過檢測了的裝配圖結(jié)果進行保存輸

18、出，然后再退出系統(tǒng)。 </p><p><b>　　五、結(jié)束語 </b></p><p>　　本文主要對汽車焊裝夾具智能設(shè)計系統(tǒng)的研發(fā)進行了相應(yīng)的分析，根據(jù)應(yīng)用實例可以知道在具體的實踐中運用智能化焊裝夾具設(shè)計系統(tǒng)，有效的縮短焊裝夾具的設(shè)計開發(fā)周期，并且一定程度的降低其制造成本，提升新車型焊裝裝備系統(tǒng)的開發(fā)效率，從而提高新車型上市的速度，因此具有很大的研發(fā)意義。<