1、汽车焊装夹具智能设计系统的研发分析摘 要本文主要对汽车焊装夹具智能设计系统研发进行了分析：首先对汽车焊装夹具智能系统的总体设计进行了概述，然后对焊装夹具零件参数化设计进行了分析，最后通过具体的案例进行了相应的分析说明，希望对相关人士有所帮助。 关键词汽车焊装夹具、智能设计系统、研发 中图分类号：F426.471 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）36-0260-01 一、前言 在汽车制造业中，汽车焊装夹具在汽车焊装线上占有举足轻重的地位，汽车的生产规模、生产效率和生产质量在很大程度上受到其设计制造速度的影响；提高汽车焊装夹具的设计与制造效率，大大缩短设计与制作周期，从而满
2、足汽车制造业大量的市场需求。由于传统的焊装夹具在进行设计的时候，主要依赖于设计人员的经验，设计人员的素质和经验积累不同，设计效率和设计质量比较难保证，不同设计人根据个人的一些设计经验来进行设计，这样在对焊装夹具进行设计和生产的时候就需要耗费大量时间和精力，这是很难满足汽车行业车型快速更新换代的需求的。所以，要对汽车焊装夹具智能设计系统进行相应的研发，把个人经验转化为经验库，寻求标准化设计方法，提示设计效率，增加标准件的库存，从而有效缩短设计及制作周期。 二、系统总体设计 1、结构框架 在对汽车焊装夹具进行设计的时候，首先需要弄清楚的就是被焊装工件的焊点和一些相关的数据信息；然后需要从零件库中选
3、取满足定位要求的零部件，按照一定的操作流程来将它们组成焊装夹具的装配图；最后对于其他的零件和产品，需要根据实际的具体情况来将其存储到指定的路径上。为实现上述功能，本文研发了焊装夹具智能设计系统包含三大模块，即外部知识模块、知识库模块、数据库模块。 （1）外部知识模块 对于外部知识模块，主要包括两个方面的内容。第一个内容是设计规范准则，另一个方面的内容是焊装冲压件设计任务书。设计规范准则主要是客户对相关零件材料的要求和对这些零件如何进行压位，这些零件有定位块、压块和定位销等；至于设计任务书，主要是对设计过程中的零件结构进行相应的策略性规定，并且对于冲压件的定位点、对于零件的焊点等信息都需要详细地
4、规划清楚。 （2）知识库模块 对于知识库模块，主要包括三个方面的内容。第一个方面的内容是设计规则库，第二个方面的内容是模块库，最后一个方面的内容是知识库管理系统。对于设计规则库，不仅包括了零件如何进行选用，还对零件如何进行设计的顺序进行了相应的说明。零件选用规则是以产生式规则来表达的，包括此零件选用的条件和其主控参数值。模块库由模块文件库和选用规则库组成，包括夹具设计中所用的各类模块，同时对于其所选用的条件和相应的主控参数都有所包括。对于知识库管理系统，一方面是需要对知识的冗余性进行检查，同时还需要对知识库进行相应的扩充与维护。 （3）数据库模块 对于数据库模块，主要也是分为两个方面的内容。第
5、一个是零件图形库，还有一个方面的内容是零件图形数据库。对于零件数据库和图形库来说，它们是汽车焊装夹具零件管理系统中非常重要的一个部分，因此需要对它们进行同步管理。零件图形库里面，包含各种类型的零件和模块，并且这些零件和模块全部都是由参数来进行驱动的。 2、焊装夹具智能设计系统的实现 对于可视化界面的编写，主要是采用 VB 来进行的。对于所输入的参数，需要通过设计一系列的人机交互式界面来完成。对于系统界面的各个模块，主要是采用菜单的方式来进行联系，这种联系方法不仅非常的简单，而且其相应的感官效果也是非常不错的。同时，在对菜单进行设计的时候，根据相应模块功能的差异性，又设计出了相应的子菜单，使得各
6、个模块之间相对独立，然后以系统主界面为纽带来实现它们之间的互联。 3、系统运行流程 系统运行流程如图 1 所示： 从上面的系统流程图可以看出，在对焊装夹具进行设计的时候，首先就需要将设计任务书中的全部信息读取清楚，这些信息不仅有焊点的具体数目和位置，同时还包括在车身坐标系中的坐标等信息。 当信息读取完毕之后，就需要根据相应的信息来进行推理和判断，在对各个定位点进行定位方案的选择时，一定要根据实际的情况来进行选择，看是选用销定位、手动夹具定位还是气动夹具定位等等；当选出了相应的定位方案之后，就需要从数据库中调用出相应的零件、模块以及案例。在这个步骤中，首先就需要选择出一个比较合适的案例；如果没有
7、就需要选择比较合适的结构单元模块；如果没有找到比较适合的模块，就要搜索最为合适的零件了。当零件找齐之后，可以根据相应的操作标准来组装比较适合的模块或者是案例，这些新组成的模块或者是案例还可以对模块库和案例库进行相应的扩充。在零部件的选型完成之后，需要对这些零部件进行相应的判断，如果合理的话需要对设计结果进行相应的保存，并完成设计。如果不合理，则需要退回到定位方案确定的步骤，重新再开始相应的设计。 三、焊装夹具零件参数化设计 本文中加工件的参数化设计采用基于特征的参数化建模方法，该方法可处理很复杂的模型，一般适用于结构褶同而尺寸不同的零件设计。焊装夹具零件参数化设计工作主要包括母版零件参数化建模
8、和零件数据库的建立。 在对母版零件进行参数化建模的时候，首先需要选择一个合适的母版零件，这个母版零件最好能够涵盖其所在系列所有零件的全部特征。然后在按照正确的设计关系，进行相应的建模设计。在对各个系列的母版零件的参数化建模完成之后，需要以母版零件的模型为基础，来对各类零件的图形库和数据库进行一定的扩充，从而来进一步的满足用户的要求。等到数据库建好之后，在对夹具进行设计的时候，就是从数据库中选择相应的零件进行装配，这样在很大程度上能够缩短夹具设计的时间。 四、系统运行实例 本文以某一个车型的后纵梁的一个焊装工位为例，在对其进行焊装夹具设计的时候，具体的设计步骤如下： 1、在进行焊装夹具设计的时候
9、，首先就需要进入相应的设计系统，然后对后纵梁的装夹点和焊点信息要弄得一清二楚，之后将其导入到系统中来。 2、之后就需要对定位方案进行相应的确定，在进行确定的时候应该根据相应的定位点来进行。对于这个车型的后纵梁，其定位装夹点一共有 19 个，对于每一个夹紧定位单元来说，其都能够控制 2 个定位点以上。在对气动夹紧单元进行设计的时候，一共是采用了 9 个气动夹紧单元，这 9 个气动夹紧单元中有 3 个是气动伸缩销定位，剩下的还有 6 个全部是气动定位块定位；对于定位块定位的结构进行设计的时候，其采用的是单方向的一次翻转打开结构。 3、在当设计方案选定之后，根据定位点坐标的一些信息，再加上相应的推理
10、，就知道该选取什么样的定位方案的案例和模块了，然后就可以在相应的案例库和模块库中来进行选取了。如果案例库和模块库中没有满足要求的案例与模块，那么就需要从零件库中选取最为合适的零部件，来组成方案所需的夹具单元了。 4、当相应的夹具单元装配好之后，还需要将选定好了的夹具单元进行相应的装配，从而形成 3D 实体模型，焊枪导入之后还需要对其进行相应的碰撞、干涉检测，以保证其没有任何的设计质量问题。 5、最后需要将通过检测了的装配图结果进行保存输出，然后再退出系统。 五、结束语 本文主要对汽车焊装夹具智能设计系统的研发进行了相应的分析，根据应用实例可以知道在具体的实践中运用智能化焊装夹具设计系统，有效的缩短焊装夹具的设计开发周期，并且一定程度的降低其制造成本，提升新车型焊装装备系统的开发效率，从而提高新车型上市的速度，因此具有很大的研发意义。
