汽車座椅骨架機(jī)械手焊接的工裝夾具技術(shù)優(yōu)化分析

梁磊+徐敬超

摘 要：隨著改革開放之后我國國民經(jīng)濟(jì)取得高速發(fā)展，人民群眾的物質(zhì)財富也得到有效的積累，因此使得各種商品及服務(wù)的銷售情況出現(xiàn)大幅度上升。汽車企業(yè)在近些年的發(fā)展過程中呈現(xiàn)出逐步擴(kuò)大的趨勢，人均汽車擁有量也在逐年提升，導(dǎo)致人們對于汽車的相關(guān)配套服務(wù)的要求越來越高。汽車座椅的骨架焊接作為開發(fā)環(huán)節(jié)的重要組成部分，工裝夾具技術(shù)在其中的作用尤為重要，其能夠最大程度上焊接工作的精確性和高效性。本文主要對汽車座椅焊接環(huán)節(jié)中的工裝夾技術(shù)進(jìn)行分析和研究，探討夾具的設(shè)計流程，同時闡述和分析其在生產(chǎn)環(huán)節(jié)和調(diào)試環(huán)節(jié)的方式，以保障能為相關(guān)工作提供必要的參考和經(jīng)驗。

關(guān)鍵詞：汽車座椅骨架；機(jī)械手焊接工藝；工裝夾具技術(shù)；技術(shù)優(yōu)化

中圖分類號： U463 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）14-195-2

0 引言

汽車行業(yè)作為我國工業(yè)制造環(huán)節(jié)中的重要支柱性產(chǎn)業(yè)，在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占有重要的作用和地位，同時也是現(xiàn)代人生產(chǎn)、生活不可或缺的必備工具。在汽車的駕駛過程中，座椅的舒適程度對于實用效果具有非常重要的影響，同時也是保證用戶安全的重要因素。因此要求在焊接過程中必須提升操作的質(zhì)量和效率，而現(xiàn)代化的氣動自動裝置夾具能夠有效提升座椅骨架焊接過程中的精確性，提升整個汽車的整體適駕程度和耐用程度。

1 工裝夾具的具體設(shè)計流程

1.1 確定適宜的設(shè)計工藝

在對氣動自動化夾具設(shè)計技術(shù)進(jìn)行確定的過程中，首先應(yīng)該對相關(guān)夾具所需要生產(chǎn)的骨架進(jìn)行結(jié)構(gòu)細(xì)化和分析，根據(jù)骨架的結(jié)構(gòu)確定相關(guān)的機(jī)械手焊接技術(shù)，從而達(dá)到優(yōu)化自動化夾具技術(shù)的效果。在目前國內(nèi)的相關(guān)工藝中，主要的軟件包括UG、CATIA等軟件，主要的方式是運(yùn)用圖像導(dǎo)入技術(shù)實現(xiàn)對各個骨架的各個構(gòu)件進(jìn)行分析和研究。此外，在整體設(shè)計環(huán)節(jié)，還需要將自動化工裝夾具和產(chǎn)業(yè)工人進(jìn)行系統(tǒng)性培訓(xùn)和溝通，全面掌握實際生產(chǎn)環(huán)節(jié)面臨的問題，同時根據(jù)座椅骨架的復(fù)雜性和機(jī)械操作的難易程度對相關(guān)技術(shù)進(jìn)行修正和改良，通過有限元分析的原則，保證整個設(shè)計方案達(dá)到最優(yōu)化的效果。

1.2 對工裝夾具構(gòu)建的優(yōu)化設(shè)計

夾具的主要構(gòu)建包括聯(lián)動環(huán)節(jié)、夾具環(huán)節(jié)以及調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)等部分，由于自動化夾具本身的特點，因此在設(shè)計過程中應(yīng)該充分考慮座椅焊接座椅骨架的擺放位置和放置空間，而無須考慮工人操作的空間，因此可以最大程度提升夾具環(huán)節(jié)的空間使用情況，提升座椅制造的精確性和高效性。在調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)主要包括轉(zhuǎn)向、翻轉(zhuǎn)以及夾具松緊調(diào)節(jié)的構(gòu)件等，其在設(shè)計過程中需要滿足整體焊接過程中的機(jī)械臂要求，同時可以保證焊接環(huán)節(jié)的順利、流暢進(jìn)行。

1.3 三維建模技術(shù)方面的設(shè)計內(nèi)容

在自動化夾具的主體和輔助性設(shè)備設(shè)計完成之后，就需要通過UG、CAITA等優(yōu)化型輔助軟件進(jìn)行三維建模工作。在建模的過程中，需要采用標(biāo)準(zhǔn)化元件進(jìn)行構(gòu)建，同時需要滿足流水線式的生產(chǎn)需求。在三維建模的過程中，通過充分利用有限元分析的方式，對夾具的相關(guān)工作環(huán)節(jié)進(jìn)行分析和研究，總結(jié)出存在的問題和不足，進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化設(shè)計方案，從而全面提升夾具設(shè)計環(huán)節(jié)的實用性和高效性，保證符合大規(guī)模生產(chǎn)的基本需求。

1.4 完成對設(shè)計方案的修正和校對工作

在設(shè)計方案修改完畢之后，應(yīng)該根據(jù)三維建模的具體裝備情況對設(shè)計方案進(jìn)行系統(tǒng)性校對和修改工作，主要是通過校對夾具各部分結(jié)構(gòu)的合理性、實際焊接環(huán)節(jié)中夾具的固定性和穩(wěn)定性、操作空間能否滿足機(jī)械手焊接的實際需求等方面進(jìn)行分析。在經(jīng)過對設(shè)計方案校對之后，確保在準(zhǔn)確無誤的基礎(chǔ)上，進(jìn)行設(shè)計圖紙的打印工作，然后將其送往生產(chǎn)加工企業(yè)進(jìn)行相關(guān)的座椅骨架加工工作。

2 在焊接環(huán)節(jié)的工裝夾具設(shè)計優(yōu)化內(nèi)容

使用機(jī)械臂對焊縫進(jìn)行自動焊接工作，要求待焊部分在焊接過程中能夠準(zhǔn)確穩(wěn)定的完成定位和夾緊工作。因此對工裝夾具的設(shè)計合理性提出了更高的要求，這也是保證焊接精度和質(zhì)量的關(guān)鍵所在。工裝夾具系統(tǒng)通過柔性孔系組合的方式實現(xiàn)對工件定位和夾緊工作。夾具一般由標(biāo)準(zhǔn)化、系統(tǒng)化的模塊構(gòu)成，且模塊之間的鏈接、壓縮以及固定環(huán)節(jié)都是通過孔為基本單位進(jìn)行完成，通過鎖緊銷實現(xiàn)快速鎖緊的目標(biāo)。在模塊和模塊之間通過工件的實際大小進(jìn)行調(diào)整夾具可以根據(jù)相關(guān)功能劃分為基礎(chǔ)件、支撐件、定位件以及組合件等部件。

在工裝夾具的設(shè)計方面，首先應(yīng)該對產(chǎn)品的圖紙進(jìn)行深化和分析，根據(jù)具體的工藝需求和關(guān)鍵的尺寸要求確定定位的具體情況，從而確定各部件的壓縮方式和定位方式。然后對焊接環(huán)節(jié)進(jìn)行分析，盡可能保證較多的焊接面位于統(tǒng)一平面之上，在朝下一面的焊接過程中，保證位置設(shè)置較高，確保機(jī)械臂焊槍能夠伸入下方進(jìn)行焊接工作。同時還需要考量組裝順序和人工操作的便捷性。從而實現(xiàn)一次裝卡就能實現(xiàn)全部焊接的需求，減少多次操作帶來的誤差。為防止焊接環(huán)節(jié)出現(xiàn)變形，在定位點的選擇方面需要調(diào)整墊片的位置，做好相關(guān)的調(diào)整工作。

3 汽車座椅骨架機(jī)械手焊接的工裝夾具的調(diào)試技術(shù)

在自動化夾具加工完成之后，生產(chǎn)人員需要根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行夾具的調(diào)試工作，主要的方法是通過三維建模數(shù)據(jù)、裝配圖參數(shù)等進(jìn)行分析和調(diào)試。針對夾具的實際操作情況檢測各構(gòu)件的尺寸能否達(dá)到預(yù)期效果、保證數(shù)模的尺寸、預(yù)期效果能夠符合實際需求，最后在完全確認(rèn)數(shù)據(jù)之后，開始試焊工作。

試焊技術(shù)主要是在座椅各部件環(huán)節(jié)和固定的過程中對配件進(jìn)行固定性和夾緊性測試，對于不符合要求的構(gòu)建進(jìn)行及時調(diào)整和更換，確保整體設(shè)備的工作效率。在試焊完成之后，應(yīng)該針對三維坐標(biāo)測量之后的座椅進(jìn)行總體性考量，重點對各細(xì)節(jié)進(jìn)行分析和檢測，保證焊接尺寸符合標(biāo)準(zhǔn)要求。同時還應(yīng)對座椅骨架的安裝孔進(jìn)行檢測和分析，保證誤差在公差范圍之內(nèi)，并確保安全帶和支座結(jié)構(gòu)的高度符合汽車的整體設(shè)計需求。如果測試結(jié)果為滿足骨架的基本需求，應(yīng)該及時對夾具進(jìn)行基數(shù)調(diào)整，保證成品符合汽車的生產(chǎn)需求。

4 結(jié)束語

汽車座椅的骨架作為汽車整體支撐的重要組成部分，也是保證汽車舒適程度的有效部件。隨著現(xiàn)代化自動生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，汽車行業(yè)使用工裝夾具的范圍也在日益凸顯，使得工裝夾具在骨架焊接方面的作用日益顯著。優(yōu)化夾具系統(tǒng)和焊接系統(tǒng)，能夠保證企業(yè)在生產(chǎn)和設(shè)計環(huán)節(jié)的質(zhì)量，提升夾具使用過程的穩(wěn)定性，保證了整個工作的精確性。

參 考 文 獻(xiàn)

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