汽車焊裝夾具智能設(shè)計(jì)系統(tǒng)的研發(fā)分析

1、<p>　　汽車焊裝夾具智能設(shè)計(jì)系統(tǒng)的研發(fā)分析</p><p>　　[摘 要]本文主要對(duì)汽車焊裝夾具智能設(shè)計(jì)系統(tǒng)研發(fā)進(jìn)行了分析：首先對(duì)汽車焊裝夾具智能系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)進(jìn)行了概述，然后對(duì)焊裝夾具零件參數(shù)化設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析，最后通過(guò)具體的案例進(jìn)行了相應(yīng)的分析說(shuō)明，希望對(duì)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(jì)系統(tǒng)、研發(fā) </p><p

2、>　　中圖分類號(hào)：F426.471 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：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(jì)制造速度的影響；提高汽車焊裝夾具的設(shè)計(jì)與制造效率，大大縮短設(shè)計(jì)

3、與制作周期，從而滿足汽車制造業(yè)大量的市場(chǎng)需求。由于傳統(tǒng)的焊裝夾具在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，主要依賴于設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)人員的素質(zhì)和經(jīng)驗(yàn)積累不同，設(shè)計(jì)效率和設(shè)計(jì)質(zhì)量比較難保證，不同設(shè)計(jì)人根據(jù)個(gè)人的一些設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，這樣在對(duì)焊裝夾具進(jìn)行設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的時(shí)候就需要耗費(fèi)大量時(shí)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(duì)汽車焊裝夾具智能設(shè)計(jì)系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的研發(fā)，把個(gè)人經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為經(jīng)驗(yàn)庫(kù)，尋求標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)方法，提示設(shè)計(jì)效率，增加標(biāo)準(zhǔn)件的

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

5、們組成焊裝夾具的裝配圖；最后對(duì)于其他的零件和產(chǎn)品，需要根據(jù)實(shí)際的具體情況來(lái)將其存儲(chǔ)到指定的路徑上。為實(shí)現(xiàn)上述功能，本文研發(fā)了焊裝夾具智能設(shè)計(jì)系統(tǒng)包含三大模塊，即外部知識(shí)模塊、知識(shí)庫(kù)模塊、數(shù)據(jù)庫(kù)模塊。 </p><p>　　（1）外部知識(shí)模塊 </p><p>　　對(duì)于外部知識(shí)模塊，主要包括兩個(gè)方面的內(nèi)容。第一個(gè)內(nèi)容是設(shè)計(jì)規(guī)范準(zhǔn)則，另一個(gè)方面的內(nèi)容是焊裝沖壓件設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)。設(shè)計(jì)規(guī)范準(zhǔn)則主要是客

6、戶對(duì)相關(guān)零件材料的要求和對(duì)這些零件如何進(jìn)行壓位，這些零件有定位塊、壓塊和定位銷等；至于設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)，主要是對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程中的零件結(jié)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)的策略性規(guī)定，并且對(duì)于沖壓件的定位點(diǎn)、對(duì)于零件的焊點(diǎn)等信息都需要詳細(xì)地規(guī)劃清楚。 </p><p><b>　?。?）知識(shí)庫(kù)模塊 </b></p><p>　　對(duì)于知識(shí)庫(kù)模塊，主要包括三個(gè)方面的內(nèi)容。第一個(gè)方面的內(nèi)容是設(shè)計(jì)規(guī)則庫(kù)，第二個(gè)

7、方面的內(nèi)容是模塊庫(kù)，最后一個(gè)方面的內(nèi)容是知識(shí)庫(kù)管理系統(tǒng)。對(duì)于設(shè)計(jì)規(guī)則庫(kù)，不僅包括了零件如何進(jìn)行選用，還對(duì)零件如何進(jìn)行設(shè)計(jì)的順序進(jìn)行了相應(yīng)的說(shuō)明。零件選用規(guī)則是以產(chǎn)生式規(guī)則來(lái)表達(dá)的，包括此零件選用的條件和其主控參數(shù)值。模塊庫(kù)由模塊文件庫(kù)和選用規(guī)則庫(kù)組成，包括夾具設(shè)計(jì)中所用的各類模塊，同時(shí)對(duì)于其所選用的條件和相應(yīng)的主控參數(shù)都有所包括。對(duì)于知識(shí)庫(kù)管理系統(tǒng)，一方面是需要對(duì)知識(shí)的冗余性進(jìn)行檢查，同時(shí)還需要對(duì)知識(shí)庫(kù)進(jìn)行相應(yīng)的擴(kuò)充與維護(hù)。 </

8、p><p><b>　?。?）數(shù)據(jù)庫(kù)模塊 </b></p><p>　　對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)模塊，主要也是分為兩個(gè)方面的內(nèi)容。第一個(gè)是零件圖形庫(kù)，還有一個(gè)方面的內(nèi)容是零件圖形數(shù)據(jù)庫(kù)。對(duì)于零件數(shù)據(jù)庫(kù)和圖形庫(kù)來(lái)說(shuō)，它們是汽車焊裝夾具零件管理系統(tǒng)中非常重要的一個(gè)部分，因此需要對(duì)它們進(jìn)行同步管理。零件圖形庫(kù)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(lái)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的。 &l

9、t;/p><p>　　2、焊裝夾具智能設(shè)計(jì)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn) </p><p>　　對(duì)于可視化界面的編寫(xiě)，主要是采用VB來(lái)進(jìn)行的。對(duì)于所輸入的參數(shù)，需要通過(guò)設(shè)計(jì)一系列的人機(jī)交互式界面來(lái)完成。對(duì)于系統(tǒng)界面的各個(gè)模塊，主要是采用菜單的方式來(lái)進(jìn)行聯(lián)系，這種聯(lián)系方法不僅非常的簡(jiǎn)單，而且其相應(yīng)的感官效果也是非常不錯(cuò)的。同時(shí)，在對(duì)菜單進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，根據(jù)相應(yīng)模塊功能的差異性，又設(shè)計(jì)出了相應(yīng)的子菜單，使得各個(gè)模塊之

10、間相對(duì)獨(dú)立，然后以系統(tǒng)主界面為紐帶來(lái)實(shí)現(xiàn)它們之間的互聯(lián)。 </p><p><b>　　3、系統(tǒng)運(yùn)行流程 </b></p><p>　　系統(tǒng)運(yùn)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(duì)焊裝夾具進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，首先就需要將設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)中的全部信息讀取清楚，這些信息不僅有焊點(diǎn)的具體數(shù)目和位置，同時(shí)還包括在車身坐標(biāo)系中的

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

12、最為合適的零件了。當(dāng)零件找齊之后，可以根據(jù)相應(yīng)的操作標(biāo)準(zhǔn)來(lái)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(duì)模塊庫(kù)和案例庫(kù)進(jìn)行相應(yīng)的擴(kuò)充。在零部件的選型完成之后，需要對(duì)這些零部件進(jìn)行相應(yīng)的判斷，如果合理的話需要對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的保存，并完成設(shè)計(jì)。如果不合理，則需要退回到定位方案確定的步驟，重新再開(kāi)始相應(yīng)的設(shè)計(jì)。 </p><p>　　三、焊裝夾具零件參數(shù)化設(shè)計(jì) </p><p&

13、gt;　　本文中加工件的參數(shù)化設(shè)計(jì)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(jì)。焊裝夾具零件參數(shù)化設(shè)計(jì)工作主要包括母版零件參數(shù)化建模和零件數(shù)據(jù)庫(kù)的建立。 </p><p>　　在對(duì)母版零件進(jìn)行參數(shù)化建模的時(shí)候，首先需要選擇一個(gè)合適的母版零件，這個(gè)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(jì)關(guān)系，進(jìn)行相應(yīng)的建模設(shè)計(jì)。在對(duì)各個(gè)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(lái)對(duì)各類零件的圖形庫(kù)和數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行一定的擴(kuò)充，從而來(lái)進(jìn)一步的滿足用戶的要求。等到數(shù)據(jù)庫(kù)建好之后，在對(duì)夾具進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，就是從數(shù)據(jù)庫(kù)中選擇相應(yīng)的零件進(jìn)行裝配，這樣在很大程度上能夠縮短夾具設(shè)計(jì)的時(shí)間。 </p><p><b>　　四、系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)例 </b></p><p>　　本文以某一個(gè)車型的后縱梁的一個(gè)焊裝工位為例，在

15、對(duì)其進(jìn)行焊裝夾具設(shè)計(jì)的時(shí)候，具體的設(shè)計(jì)步驟如下： </p><p>　　1、在進(jìn)行焊裝夾具設(shè)計(jì)的時(shí)候，首先就需要進(jìn)入相應(yīng)的設(shè)計(jì)系統(tǒng)，然后對(duì)后縱梁的裝夾點(diǎn)和焊點(diǎn)信息要弄得一清二楚，之后將其導(dǎo)入到系統(tǒng)中來(lái)。 </p><p>　　2、之后就需要對(duì)定位方案進(jìn)行相應(yīng)的確定，在進(jìn)行確定的時(shí)候應(yīng)該根據(jù)相應(yīng)的定位點(diǎn)來(lái)進(jìn)行。對(duì)于這個(gè)車型的后縱梁，其定位裝夾點(diǎn)一共有19個(gè)，對(duì)于每一個(gè)夾緊定位單元來(lái)說(shuō)，其都能

16、夠控制2個(gè)定位點(diǎn)以上。在對(duì)氣動(dòng)夾緊單元進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，一共是采用了9個(gè)氣動(dòng)夾緊單元，這9個(gè)氣動(dòng)夾緊單元中有3個(gè)是氣動(dòng)伸縮銷定位，剩下的還有6個(gè)全部是氣動(dòng)定位塊定位；對(duì)于定位塊定位的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，其采用的是單方向的一次翻轉(zhuǎn)打開(kāi)結(jié)構(gòu)。 </p><p>　　3、在當(dāng)設(shè)計(jì)方案選定之后，根據(jù)定位點(diǎn)坐標(biāo)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(kù)和模塊庫(kù)中來(lái)進(jìn)行選

17、取了。如果案例庫(kù)和模塊庫(kù)中沒(méi)有滿足要求的案例與模塊，那么就需要從零件庫(kù)中選取最為合適的零部件，來(lái)組成方案所需的夾具單元了。 </p><p>　　4、當(dāng)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(jìn)行相應(yīng)的裝配，從而形成3D實(shí)體模型，焊槍導(dǎo)入之后還需要對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的碰撞、干涉檢測(cè)，以保證其沒(méi)有任何的設(shè)計(jì)質(zhì)量問(wèn)題。 </p><p>　　5、最后需要將通過(guò)檢測(cè)了的裝配圖結(jié)果進(jìn)行保存輸

18、出，然后再退出系統(tǒng)。 </p><p><b>　　五、結(jié)束語(yǔ) </b></p><p>　　本文主要對(duì)汽車焊裝夾具智能設(shè)計(jì)系統(tǒng)的研發(fā)進(jìn)行了相應(yīng)的分析，根據(jù)應(yīng)用實(shí)例可以知道在具體的實(shí)踐中運(yùn)用智能化焊裝夾具設(shè)計(jì)系統(tǒng)，有效的縮短焊裝夾具的設(shè)計(jì)開(kāi)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(kāi)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。<