汽车焊装柔性生产线的设计

高云朋 李恒志 烟台达源自动化科技有限公司

科技的迅猛发展为制造业向自动化和智能发展开辟了新的机遇。在机械制造过程中，经常采用夹具对工件进行定位和压紧，实现快速装夹。相信随着CAFD 的发展和应用改变了夹具设计的传统方法，大大缩短了夹具的开发周期，提高了夹具实践的准确性，减少了劳动力，并将夹具设计发展成了自动化和智能化的方向。

一、汽车焊装夹具

1.汽车焊接夹具的设计步骤。首先，在汽车焊接机具的设计中，首先要提前了解产品的数字模型、产品技术要求等信息。根据上述关键信息确定夹具结构、自动化水平和一致性；二是结合焊接编号模块和技术规程中的焊接信息，确定夹具位置、夹紧方法和结构方案，优先考虑孔放置。统一上下定位座的夹具布置，统一形状、检验工具、夹具定位座。第三，建立夹具零件的数学模型，优化设计备选方案，优化夹具结构，简化操作，满足人体工程学要求，具有全面的防漏防错能力。应编制夹具的操作和操作说明；最后，焊接设计师最终设计只有在客户批准并签字后才能完成。

2.汽车焊接夹具的设计特点。（1）设计依据。夹具设计应与焊接件设计相匹配。并据此进行相关夹具间的协调。依据夹具的设计与产品设计相符，消除了不同基础的负面影响，装配夹具应焊接选择相同的设计基础。（2）确保刚度和精度。夹具是汽车零部件的矩阵。其刚度直接影响产品质量。夹具设计必须确保夹具具有足够的刚度，但不能大于夹具的刚度。过高的刚度毫无意义，增加了生产成本。夹具的精度不同。对于一些小零件，不需要更高的精度。但对于部件定位，必须保证高精度，如夹具连接的夹具的特定定位面、定位块的高度和尺寸、定位面形状等。（3）定位块布置合理。斜面定位块的布局应该合适，而不是更好。对于具有不同刚度的零件，可以使用多个点进行定位。如果杆形状保证了，则建议使用两点来确定位置。定位精度可能会受到影响，因为这三个点定位得过多。对于某些长零件或弯曲零件，可以使用多个点定位，但不能使用很多点定位。定位块最好放置在焊接位置附近。以限制焊接后零件的翘曲变形。（4）设计标准化。焊接夹具是一种消耗性设备，即使考虑到可调、多用途的因素，随着车辆类型的变化，今后还需要设计各种焊接夹具，因此，应尽可能考虑设计中结构元素。越高标准化程度，设计周期越短。同时，通过充分利用旧夹具零件，可以对夹具制造成本大大降低。

二、汽车焊装柔性生产线的设计

1.简介焊装生产线。焊装生产线是一个复杂的系统，由工业机器人、夹具设备、外围管线、物流设备和控制电路组成，配备有焊枪和抓手。焊接线上的工业机器人通常使用6 轴关节机器人。安装在每个轴上的伺服马达可让存取工作区中的所有位置。它抓取、焊装并插入对接焊缝。此外，工业机器人在编程方面提供了很大的灵活性，使它们能够根据过程调用正确的过程。选择焊接生产线而不是手工焊接可以极大地提高生产线的自动化、柔性和智能化，大大提高焊接的精确度和品质，降低人工成本，并缩短生产周期。

2.焊装生产线系统设计。生产设备焊接是大量的技术要求，困难的系统控制程序通常由API 系统程序和机器人系统程序组成。焊接线程序的编程和选择直接决定了系统调试和调试的难度和速度。本文包含面向对象编程技术。将设备分为不同类型时，控制对象被视为不同类型。这些设备的工作方式基本相同，但控制逻辑相似。使用面向对象编程忽略受监视对象类型的控制逻辑可以大大提高程序效率。可以多次调用该程序以方便维护和扩展。API 编程。PLC 是焊接线的控制中心，主要用于过程控制、设备控制、机器人运动控制等外围设备的控制。

3.机器人系统程序设计。工业机器人充当独立的智能单位，既包括机器人包括指挥人员。自动机解释器运行自动机运动程序，而控制解释器运行逻辑控制程序来控制自动机的运动。机器人编程过程中，通过面向对象编程和结构化编程，可以开发过程库或逻辑处理函数，从而开发系统的编程体系结构。采用结构化编程方法进行机器人技术具有以下优点：（1）不同结构的分段编程有助于故障诊断。（2）以明确易懂的形式介绍基本控制方法；（3）提高维护、变更和扩展过程的效率；（4）将复杂的监测程序分为简单的子程序；系统机器人编程技术。工业机器人作为由机器组成的独立智能单元。机器人解释器运行机器人运动程序，而命令解释器运行逻辑控制程序来控制机器人的运动。机器人编程时，可以使用面向对象编程来开发逻辑库过程或功能，并使用结构化编程思想来设计系统程序的结构。

目前，我国汽车行业销售增速逐步放缓，个性化需求日益增长，车型更新速度加快，对汽车制造生产线转型的需求旺盛。这给传统汽车焊接生产线的服务带来了新的挑战。现有的设计制造企业生产线必须不断升级，以适应当前市场需求，在日益竞争的市场环境中生存和发展。