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三維柔性組合夾具優(yōu)化設(shè)計(jì)基礎(chǔ)
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(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備及解決方案的研發(fā)和運(yùn)營(yíng)，是一家工裝夾具及夾具定位系統(tǒng)、機(jī)器人工裝系統(tǒng)集成的專業(yè)提供商。
一.三維柔性?shī)A具行業(yè)簡(jiǎn)述：
三維柔性?shī)A具是一種新型的數(shù)字化、標(biāo)準(zhǔn)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(tái)為基礎(chǔ)，配備多種形狀、多種規(guī)格的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)模塊，相互間用它特有的定位連接銷拴連接，在工作臺(tái)上需要焊接或裝配的工件用帶有補(bǔ)償?shù)男问蕉鄻拥膶Ｓ檬謩?dòng)夾緊器夾緊;根據(jù)需要，也可以配備液壓、氣動(dòng)、鏈型等多種形式的夾緊方式。已廣泛應(yīng)用于汽車制造、工程機(jī)械、船舶修造、航空航天、軌道交通、結(jié)構(gòu)件焊接、鈑金箱體、自行車(摩托車)制造、與焊接機(jī)器人或?qū)Ｓ煤笝C(jī)配套等等;
三維柔性?shī)A具具有經(jīng)濟(jì)性、靈活性、精確性和耐用性等特點(diǎn)。在焊裝生產(chǎn)過(guò)程中，選用性能優(yōu)越的焊接工裝夾具對(duì)提高焊接產(chǎn)品的精度和質(zhì)量、縮短加工時(shí)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(kāi)發(fā)和制造過(guò)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(shè)計(jì)、制造時(shí)間，而且可以反復(fù)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(jìn)行焊接生產(chǎn)，則是非常經(jīng)濟(jì)而實(shí)用的方法。
在世界先進(jìn)國(guó)家的汽車焊裝生產(chǎn)中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，在德國(guó)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(shù)中心、二汽、神龍汽車等汽車生產(chǎn)廠家的實(shí)際應(yīng)用中已經(jīng)得到了有力證實(shí)。
二.三維柔性?shī)A具技術(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本理念：
1、工裝平臺(tái)
工作臺(tái)的五個(gè)工作面都有100mm×100mm(D28系列)或50mm×50mm(D16系列)的帶有網(wǎng)格標(biāo)注的孔。其五個(gè)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(tái)面上的定位和臺(tái)面與其它模塊之間的組合都具有足夠的使用精度要求?；A(chǔ)臺(tái)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(tái)面與臺(tái)面組合后的精度要求很高，則可以使用導(dǎo)軌將它們連接起來(lái)。
2、標(biāo)準(zhǔn)模塊
標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)孔(Φ28或Φ16)，可以實(shí)現(xiàn)工件快速定位和夾緊。
3、定位連接銷
這是實(shí)現(xiàn)孔系工裝夾緊系統(tǒng)的基礎(chǔ)零件，也是我們的拳頭產(chǎn)品，用以實(shí)現(xiàn)快速的定位和夾緊。銷栓前端有5個(gè)**，插入定位孔后，手動(dòng)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)銷栓(或扳動(dòng)快速手柄)，5個(gè)**彈出并鎖緊在孔的斜面上，完成定位和夾緊;松開(kāi)時(shí)，反向旋轉(zhuǎn)銷栓，即可拔出。每個(gè)銷栓的鎖緊力可達(dá)5t，剪切力25t。銷栓的形狀和長(zhǎng)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(dòng)或液壓三種夾緊方式。其中帶補(bǔ)償?shù)穆菪龏A緊器最為常用，這種夾緊器在懸臂中增加了彈性伸縮，用來(lái)抵消夾緊時(shí)的側(cè)向分力，以補(bǔ)償夾具本身的變形和插入過(guò)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(diǎn)夾緊橋，可以同時(shí)夾緊不同高度的兩個(gè)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?shī)A具的優(yōu)越性能：
1、柔性?shī)A具的經(jīng)濟(jì)性
柔性?shī)A具工裝是一種可以自由組合的萬(wàn)能夾具，可適應(yīng)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(fèi)用和時(shí)間。在多品種、多規(guī)格、個(gè)性化的汽車生產(chǎn)中，它的經(jīng)濟(jì)性尤為明顯。國(guó)外有數(shù)據(jù)表明，9套以上專用焊接夾具的成本(我國(guó)5～6套)就超過(guò)一套柔性?shī)A具工裝。目前我國(guó)汽車制造企業(yè)每年增加幾十套專用焊接夾具是很常見(jiàn)的，選用柔性?shī)A具的經(jīng)濟(jì)性顯而易見(jiàn)。
2、柔性?shī)A具的柔性化
柔性組合工裝平臺(tái)可以在三維空間進(jìn)行組合。標(biāo)準(zhǔn)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(diǎn)更加突出。柔性化的另一面體現(xiàn)在操作簡(jiǎn)便，可以實(shí)現(xiàn)傻瓜式操作。在工裝平臺(tái)和標(biāo)準(zhǔn)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(zhǔn)確定位。
3、柔性?shī)A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(tái)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(guò)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(gè)定位點(diǎn)或定位面上。如果工件本身的幾何尺寸不準(zhǔn)確，也可以很快被檢測(cè)出來(lái)，在初加工工序中便被消除。
4、柔性?shī)A具的重復(fù)性
柔性?shī)A具的所有模塊都使用CAD及Pro/E設(shè)計(jì)系統(tǒng)，可以非常簡(jiǎn)便地對(duì)樣件進(jìn)行模擬裝配，精確的模塊尺寸能保證裝配精度。
5、柔性?shī)A具的耐用性
在工裝平臺(tái)和模塊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，充分考慮了使用剛性和強(qiáng)度的要求，每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的2000mm×1000mm的工作平臺(tái)載重量可達(dá)10t，并能保證其重復(fù)定位和夾緊的精度。工裝平臺(tái)和模塊的表面經(jīng)過(guò)特殊處理，使焊接時(shí)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(guò)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(gòu)、基礎(chǔ)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。
