三維柔性組合夾具優(yōu)化設計基礎

　　我們專注于智能焊接工藝裝備、焊接工裝夾具、三維柔性組合工裝、自動化生產(chǎn)設備及解決方案的研發(fā)和運營，是一家工裝夾具及夾具定位系統(tǒng)、機器人工裝系統(tǒng)集成的 提供商。

　　一.三維柔性夾具行業(yè)簡述：

　　三維柔性夾具是一種新型的數(shù)字化、標準化、模塊化、通用化的環(huán)保工裝夾具，它是一種三維平面孔系夾緊系統(tǒng)，有D28和D16兩種系列。它以多種形式的工作臺為基礎，配備多種形狀、多種規(guī)格的標準結(jié)構模塊，相互間用它特有的定位連接銷拴連接，在工作臺上需要焊接或裝配的工件用帶有補償?shù)男问蕉鄻拥膶Ｓ檬謩訆A緊器夾緊;根據(jù)需要，也可以配備液壓、氣動、鏈型等多種形式的夾緊方式。已廣泛應用于汽車制造、工程機械、船舶修造、航空航天、軌道交通、結(jié)構件焊接、鈑金箱體、自行車(摩托車)制造、與焊接機器人或?qū)Ｓ煤笝C配套等等;

　　三維柔性夾具具有經(jīng)濟性、靈活性、精確性和耐用性等特點。在焊裝生產(chǎn)過程中，選用性能優(yōu)越的焊接工裝夾具對提高焊接產(chǎn)品的精度和質(zhì)量、縮短加工時間起著非常重要的作用。隨著產(chǎn)品焊接生產(chǎn)向小批量、多樣化方向發(fā)展，在新產(chǎn)品的開發(fā)和制造過程中，利用柔性化、模塊化的三維組合工裝替代傳統(tǒng)的專用工裝，不僅可以縮短設計、制造時間，而且可以反復使用，節(jié)約成本。尤其在專用車輛、工程車輛和大型客車等小批量汽車的生產(chǎn)中，使用柔性組合工裝進行焊接生產(chǎn)，則是非常經(jīng)濟而實用的方法。

　　在世界 國家的汽車焊裝生產(chǎn)中已經(jīng)得到了廣泛的應用，在德國奔馳公司、寶馬汽車公司、MAN公司、LIEBHERR公司、施維英公司、泛亞汽車技術中心、二汽、神龍汽車等汽車生產(chǎn)廠家的實際應用中已經(jīng)得到了有力證實。

　　二.三維柔性夾具技術優(yōu)化設計的基本理念：

　　1、工裝平臺

　　工作臺的五個工作面都有100mm×100mm(D28系列)或50mm×50mm(D16系列)的帶有網(wǎng)格標注的孔。其五個面的平面、平行、垂直公差精度以及孔與孔的位置精度都是非常高的，保證在臺面上的定位和臺面與其它模塊之間的組合都具有足夠的使用精度要求。基礎臺面的尺寸從 1000mm×1000mm到4000mm×2000mm可以任意選擇，特殊尺寸可以訂做。如果臺面與臺面組合后的精度要求很高，則可以使用導軌將它們連接起來。

　　2、標準模塊

　　標準模塊包括：定位和夾緊直角塊、L型定位塊、U型定位塊、通用擋塊、通用夾緊和定位角模(0～225°任意調(diào)節(jié))、V型塊和V型角模。所有模塊上每間隔50mm或25mm均有標準孔(Φ28或Φ16)，可以實現(xiàn)工件快速定位和夾緊。

　　3、定位連接銷

　　這是實現(xiàn)孔系工裝夾緊系統(tǒng)的基礎零件，也是我們的拳頭產(chǎn)品，用以實現(xiàn)快速的定位和夾緊。銷栓前端有5個**，插入定位孔后，手動順時針旋轉(zhuǎn)銷栓(或扳動快速手柄)，5個**彈出并鎖緊在孔的斜面上，完成定位和夾緊;松開時，反向旋轉(zhuǎn)銷栓，即可拔出。每個銷栓的鎖緊力可達5t，剪切力25t。銷栓的形狀和長度有多種規(guī)格可供選擇。

　　4、夾緊模塊

　　按照夾緊方向有平面、垂直和45°夾緊器;按照操作方式有螺栓夾緊、快速夾緊、手柄螺旋夾緊，此外，還有手工、氣動或液壓三種夾緊方式。其中帶補償?shù)穆菪龏A緊器 為常用，這種夾緊器在懸臂中增加了彈性伸縮，用來抵消夾緊時的側(cè)向分力，以補償夾具本身的變形和插入過程中的間隙，保證夾緊力與受力面垂直。夾緊頭部由碳鋼、不銹鋼、尼龍材料制成，以適合不同的工件要求。也有兩點夾緊橋，可以同時夾緊不同高度的兩個位置的工件。另外也可以按照夾緊的型面加工特殊的夾緊頭。

　　三.三維柔性夾具的優(yōu)越性能：

　　1、柔性夾具的經(jīng)濟性

　　柔性夾具工裝是一種可以自由組合的萬能夾具，可適應不同的工件形狀，幾套工裝夾具系統(tǒng)就可以替代大量高成本的專用工裝夾具，使用該柔性工裝后，可以省去因產(chǎn)品變化而投入的專用工裝夾具的費用和時間。在多品種、多規(guī)格、個性化的汽車生產(chǎn)中，它的經(jīng)濟性尤為明顯。國外有數(shù)據(jù)表明，9套以上專用焊接夾具的成本(我國5～6套)就超過一套柔性夾具工裝。目前我國汽車制造企業(yè)每年增加幾十套專用焊接夾具是很常見的，選用柔性夾具的經(jīng)濟性顯而易見。

　　2、柔性夾具的柔性化

　　柔性組合工裝平臺可以在三維空間進行組合。標準化、模塊化夾具系統(tǒng)在安裝、調(diào)整和夾緊工件中完美地體現(xiàn)了它的通用性功能，在大型工件的焊接上，該特點更加突出。柔性化的另一面體現(xiàn)在操作簡便，可以實現(xiàn)傻瓜式操作。在工裝平臺和標準模塊上，所有以 12.5mm和25mm為倍數(shù)的尺寸均可直接找到，再配上少量的調(diào)整片，可以非常方便地準確定位。

　　3、柔性夾具的精確性

　　柔性組合工裝的所有模塊加工精度均較高，工作平臺在2000mm的范圍內(nèi)確保定位孔的位置誤差在±0.1mm以內(nèi)，完全可以滿足焊接加工的需要。在裝配或焊接過程中，使用定位塊、連接塊、夾緊器和支撐塊，能夠?qū)ぜ_定位，需要裝配或焊接的工件可以被穩(wěn)定地固定在各個定位點或定位面上。如果工件本身的幾何尺寸不準確，也可以很快被檢測出來，在初加工工序中便被消除。

　　4、柔性夾具的重復性

　　柔性夾具的所有模塊都使用CAD及Pro/E設計系統(tǒng)，可以非常簡便地對樣件進行模擬裝配，精確的模塊尺寸能保證裝配精度。

　　5、柔性夾具的耐用性

　　在工裝平臺和模塊結(jié)構設計中，充分考慮了使用剛性和強度的要求，每個標準的2000mm×1000mm的工作平臺載重量可達10t，并能保證其重復定位和夾緊的精度。工裝平臺和模塊的表面經(jīng)過特殊處理，使焊接時產(chǎn)生的飛濺不容易粘在其工作表面。定位件、支撐件和鎖緊銷表面經(jīng)過淬火處理，使其不易磨損、經(jīng)久耐用。

　　目前全世界使用三維柔性組合夾具的工廠有7000多家。作為定位和夾緊的裝配或焊接專用工裝，該產(chǎn)品已經(jīng)成為鋼結(jié)構、基礎件以及一切裝配或焊接件加工中不可缺少的環(huán)保型工具。