汽车焊装夹具智能设计系统的研发
汽车车身焊装夹具设计概述
汽车车身焊装夹具设计概述1. 引言1.1 汽车车身焊装夹具设计概述汽车车身焊装夹具设计在汽车生产中起着至关重要的作用，它直接影响着汽车的质量和生产效率。
夹具设计的好坏不仅关系到焊装工艺的精准度和稳定性，也直接影响了车身焊装的质量和成本。
夹具设计的重要性夹具设计是汽车制造中的关键环节，它决定了车身焊装过程中的定位、固定和连接方式。
一个良好的夹具设计可以确保焊接位置的准确性和稳定性，同时能够提高焊接的效率和质量。
夹具设计的原则包括结构简单、操作方便、稳定可靠、适应性强等。
在设计夹具时，需要考虑到生产工艺、工作效率、成本控制等因素，以确保夹具在实际生产中能够发挥最佳作用。
夹具设计包括夹具的结构设计、定位设计、固定设计等多个方面。
夹具的结构设计是夹具设计中最基本的内容，它直接影响着夹具的使用效果和寿命。
夹具设计的流程包括需求分析、方案设计、细化设计、制作调试等多个步骤。
在设计过程中，需要与生产、技术、质量等部门密切合作，确保夹具设计符合实际生产需求。
夹具设计的优化方法夹具设计的优化方法包括结构优化、材料优化、工艺优化等多个方面。
通过不断优化夹具设计，可以提高焊装生产效率，降低生产成本，提高焊装质量。
结论2. 正文2.1 夹具设计的重要性夹具设计在汽车车身焊装过程中起着至关重要的作用。
夹具是用来固定工件，保证工件在焊接过程中的位置和形状不变，从而保证焊接质量。
夹具设计的质量直接影响到焊接工艺参数的选择和焊接质量的稳定性，因此夹具设计的重要性不可忽视。
夹具设计能够提高生产效率。
通过合理设计夹具，可以缩短工人的操作时间，提高工作效率，减少生产成本，提高生产效率。
夹具设计还能够提高焊接质量。
通过精准的夹具设计，可以确保焊接工件的位置和形状稳定，避免焊接变形和缺陷，从而提高焊接质量。
夹具设计还能够保证产品的一致性。
通过统一的夹具设计标准，可以确保同一型号的车身焊装过程中使用的夹具保持一致，保证产品的一致性和标准化。
汽车焊装夹具智能设计系统的研发
Ｍａ ｃ ｈｉ ｎｅ ｒ ｙ Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ＆ Ｍａ ｎ ｕ ｆ ａ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ
第 ２期 ０ １ ４年 ２月
汽车焊装 夹具智能设计 系统的研 发
禹化 宝 ， 张俊华
（ 烟台大学 机 电汽车工程学院， 山东 烟台 ２ ６ ４ ０ ０ ５ ）
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｂ ａ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｏ ｖ ｅ ｒ ｖ ｉ ｅ ｗ ｆａ ｏ ｕ ｔ ｏ ｍ ｏ ｔ ｉ ｖ ｅ ｗ ｅ ｌ ｄ ｉ ｎ ｇ ｉ ｆ ｘ ｔ ｕ ｒ ｅ ｓ ， ｉ ｔ ｎ ｏ ｔ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｄ ｉ ｓ ａ ｄ ｖ ａ ｎ ｔ ａ ｇ ｅ ｓ ｉ ｎ Ｃ ｕ ｒ ｅ ｎ ｔ ｒ ｅ ｓ ｅ ｒｃ ａ ｈ ， ｗ ｈ ｉ ｃ ｈ ｄ ｉ ｓ ｃ ｕ ｓ ｓ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ￣ ｉ ｃ ａ ｎ ｃ ｅ ｆ ｏ ａ ｕ ｔ ｏ ｍ ｏ ｔ ｉ ｖ ｅ ｒ ｅ ｓ ｅ ｒ ａ ｃ ｈ ａ ｎ ｄ ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｍ ｅ ｎ ｔ ｆ ｏ ｉ ｎ ｔ ｅ ｌ ｌ ｉ ｇ ｅ ｎ ｔ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｓ ￣ｔ ｅ ｍ ｆ ｏ ｒ ｗ ｅ ｌ ｄ ｉ ｎ ｇ ｉ ｆ ｘ ｔ ｕ ｒ ｅ ． Ｉ ｔ ａ ｄ ｏ ｐ ｔ ｓ ｇ ｒ ｏ ｕ ｐ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ （ Ｇ Ｔ ） ｔ ｏ ｃ ｏ ｄ ｅ ｎｄ ａ ｂ ｕ ｉ ｌ ｄ ｆ ｏ ｕ ｎ ｄ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ｌ ｓｓ ａ ｌ ｉ ｂ ｒ ａ ｒ ｙ ｆｉ ｏ ｎ ｔ ｅ ｌ ｌ ｉ ｇ ｅ ｎ ｔ ｓ ￣ｔ ｅ ｍ ． Ｕ ｓ ｉ ｎ ｇ ｈ ｙ ｂ ｒ ｉ ｄ ｒ ｅ ｓｏ ａ ｎ ｉ ｎ ｇ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｆＲ ｏ Ｂ Ｒ ｎｄ ａ Ｃ Ｂ Ｒ， ｔ ｈ ｅ ｌｏ ｆ ｗ ｃ ｈ ｒｔ ａ ｆｉ ｏ ｎ ｔ ｅ ｌ ｌ ｉ ｇ ｅ ｎ ｔ ｄ ｅ ｓ ｉ ｎ ｇ ｉ ｓ ｇ ｉ ｖ ｅ ｎ ． Ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｔ ｅ ｌ ｌ ｉ ｇ ｅ ｎ ｔ ｄ ｅ ｓ ｉ ｎ ｇ ｓ ￣ｔ ｅ ｍｆ ｏ ｒ ｗ ｅ ｌ ｄ ｉ ｎ ｇ ｉｘ ｆ ｔ ｕ ｒ ｅ ｓ ｉ ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｅ ｄ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｆ ｏ ｒ ， ｎ ｆ ｏ ｄ ｙ ｎ ａ ｍ ｉ ｃ ｌ ｉ ｎ ｋ ｌ ｉ ｂ ｒ ａ ｒ ｙ ｆ ｏ Ｖ Ｃ ＋ ＋ ６ ． ０ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｓ ｉ ｍｉ ｌ ａ ｒ ｉ ｔ ｙ ａ ｌ ｇ ｏ ｒ ｉ ｔ ｈ ｍ．ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｆ ｏ ｒ ｍ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍａ ｔ ｒ ｉ ｘ ｌ ａ ｇ ｏ ｉ ｒ ｔ ｈ ｍ ａ ｎ ｄ ｍ ｏ ｅｌ ｄ ｓ ｉ ｎ Ｎ Ｘ ８ ． ０ Ｃ Ａ Ｄ￥ ｏ ｆ ｔ ｗ ｒｅ ａ ． ｈｅ Ｔ ｓ ￣ｔ ｅ ｍ ｃ ａ ｎ ｅ ｘ ｐ ｏ ｒ ｔ ｔ ｈ ｅ ｔ ｈ ｒ ｅ ｅ ｄ ｉ ｍ ｅ ｎ ｓ ｉ ｏ ｎ ｌ ａ ｃ ｏ ｍ ｐ ｏ ｎ ｅ ｎ ｔ ｓ ｆ ｒ ｏ ｍ ｃ ｏ ｍ ｐ ｏ ｎ ｅ ｎ ｔ ｄ ａ ｔ ａ ｂ ｓｅ ａ ， ｍｏ ｄ ｕ ｌ ｅ ｄ ｔ ａ ｂａ ａ ｓｅ ｎｄ ａ ｃ ｓｅ ａ ｄ ｔａ ａ ｂ ｓｅ ａ ｏ ｆｗ ｅ ｌ ｄ ｉ ｎ ｇｆ ｉ ｘ ｔ ｕ ｒ ｅ ，ｗ ｈ ｉ ｃ ｈ ｓ ｔ ａ ＠ ｔ ｈ ｅ ｐ ｏ ｒ ｔ ｂｉ ａ ｌ ｉ ｔ ｙ ｆ ｏ ｓ ｔ ａ ｎ ｄ ｒｄ ａ ｐ ａ ｒ ｔ ｓ ｌ ｉ ｂ ｒ ｒｙ ａ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ｓ ｉ ｎ ｇ ｒ ｅ ｑ ｕ ｉ ｒ ｅ ｍ ｅ ｎ ｔ ｆ ｏ ｓ ｈ ｏ ｒ ｔ ｅ ｎ ｉ ｎ ｇ ｄ ｅ ｓ ｉ ｎｐ ｇ ｅ ｒ ｉ ｏ ｄ ， ｅｃ ｄ ｅａ ｓｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｅ ｒ ｒ ｏ ｒ ｆ ｓ ｏ ａ ｎｄ ｍ ａ ｎ ｕ ｆ ａ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ａ ｎ ｄ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｃ ｏ ｓ ｔ ．
白车身焊装生产线数字化夹具设计系统及应用
白车身焊装生产线数字化夹具设计系统及应用郑联语;高浩;吴约旺【摘要】针对多平台与高节拍汽车车身柔性焊装自动化生产线研发过程的用户化和专业化,基于CATIA软件平台设计开发了汽车白车身焊装生产线数字化夹具设计系统.进行了涵盖从白车身焊装生产线布局规划到夹具设计工程图生成各个模块功能研究与开发,尤其创新性地基于MBD技术实现了夹具二维工程图自动批量出图,解决了夹具设计数字化与我国以二维图纸作为加工标准现状的衔接问题,提高了汽车白车身夹具设计自动化与数字化程度,实现了夹具设计的快速高效,缩短了产品开发周期.本系统已得到企业工程应用,实际应用本系统对夹具设计效率提高在40％以上.【期刊名称】《汽车工程师》【年(卷),期】2015(000)005【总页数】5页(P55-59)【关键词】白车身;生产线;数字化;焊装夹具;设计系统【作者】郑联语;高浩;吴约旺【作者单位】北京航空航天大学机械工程及自动化学院;数字化设计与制造北京市重点实验室;北京航空航天大学机械工程及自动化学院;数字化设计与制造北京市重点实验室;北京航空航天大学机械工程及自动化学院;数字化设计与制造北京市重点实验室【正文语种】中文在汽车制造过程中，相对于涂装线和总装线来说，焊装线的刚性强，不同车型间通用性差，新车型生产线部署均需重新设计焊装夹具，从而造成市场滞后，影响企业效益[1]。
因此，许多学者在三维CAD系统中对焊装夹具辅助设计进行了研究，如文献[2-3]等，但是研究多集中在库的归类整理以及资源文件的机智调用上，在与焊枪的可达性干涉关系、定位夹紧块以及夹具二维与三维关联等设计上鲜见涉及。
文章在对焊装夹具整个设计过程，尤其是工作内容重复、繁琐及效率低的环节，进行分析研究的基础上，设计开发了汽车白车身焊装生产线数字化工艺与夹具设计系统，以提高设计的工作效率。
1 结构与功能汽车白车身焊装生产线工艺及夹具设计软件系统是面向汽车白车身焊装工艺的辅助软件系统，主要由6个模块组成，其功能与结构，如图1所示。
汽车车身焊装夹具设计概述
汽车车身焊装夹具设计概述一、汽车车身焊装夹具的概念汽车车身焊装夹具是用于固定汽车车身焊接部件的一种专用工装设备，它能够确保焊接部件的正确位置和角度，保证焊接的质量和精度。
它主要包括夹具主体、夹具夹具和定位元件等部件，可以根据焊接部位的不同，设计相应的夹具结构和功能。
二、汽车车身焊装夹具设计的原则1. 精准度和稳定性：夹具设计必须保证焊接部件的精准度和稳定性，确保焊接的质量和一致性。
2. 生产效率和灵活性：夹具设计要考虑生产效率和灵活性，以适应不断变化的焊接需求和车型种类。
3. 成本控制和可维护性：夹具设计要尽可能控制成本，降低制造和维护成本，并考虑夹具的可维护性和寿命问题。
三、汽车车身焊装夹具的主要类型1. 手工夹具：手工夹具是最基础的夹具类型，主要用于小批量生产和定制车型，需要人工操作和调整。
2. 气动夹具：气动夹具利用气动装置实现夹紧和释放的功能，适用于中小型车身焊装生产线。
3. 液压夹具：液压夹具采用液压系统实现夹紧和释放的功能，适用于大型车身焊装生产线。
4. 智能夹具：智能夹具结合了传感器、控制系统和机电一体化技术，能够实现自动调整和自适应功能，适用于高效率、高精度的大规模生产。
四、汽车车身焊装夹具设计流程1. 确定夹具类型：根据焊接部位和生产需求，确定适合的夹具类型，包括手工夹具、气动夹具、液压夹具和智能夹具。
2. 确定夹具结构：根据焊接部位的形状和特点，设计夹具结构和功能，包括夹具主体、夹具夹具、定位元件等部件。
3. 材料选型和制造：选择适合的材料和制造工艺，既要考虑夹具的强度和刚度，又要兼顾制造成本和周期。
4. 装配调试和调整：对设计好的夹具进行装配和调试，确保夹具的稳定性和精确度，以便进行后续的生产。
5. 生产应用和维护保养：将设计好的夹具投入生产应用，不断进行维护保养和改进优化，持续提高生产效率和质量。
五、结语汽车车身焊装夹具设计是汽车焊装工艺中非常重要的一环，它直接影响着汽车焊接质量和生产效率。
汽车焊装夹具路气路设计要点与优化思路分析
汽车焊装夹具路气路设计要点与优化思路分析摘要气动夹具因其操作方便快捷、动力源洁净成本低廉等优点，在汽车焊装夹具中得到广泛应用。
车身焊装是车身制造的重要工序，是汽车制造水平的重要保证。
车身的焊接质量对车辆的制造水平、使用年限和驾驶舒适性有直接的影响。
本文就汽车焊装夹具路气路设计要点与优化思路展开探讨。
关键词汽车；焊装夹具；气路；设计与优化引言伴随人们的生活水平提高，在城市里汽车的保有量不断上升。
作为汽车生产一个主要工艺的焊装，会对汽车整体美观与外形产生直接影响。
所以需要汽车生产厂家高度重视，将汽车车身焊装水平与焊装工艺设计水平提高。
1 车身焊装的工艺设计在汽车制造的四大工艺（冲压工艺、焊装工艺、涂装工艺、总装工艺）中，每一道工艺都汽车制造质量产生重要的影响。
而其中焊装工艺对于汽车产品的外观美观与否有着直接关联，这也是用户接触汽车产品最直接的印象。
因此，必须重视车身焊装工艺的合理性与科学性，在有限的资源背景下，提高焊接工作质量，提升焊接工作效率。
这就需要工艺设计人员熟悉和了解不同车体车身特性，加强与车身设计人员、内饰设计人员、焊接生产人员的多方沟通，为车身焊装工艺设计科学的可行性方案，保证焊装工艺设计的科学性与先进性。
车身的焊装过程实际上是零件的组合或部件组装，然后几个组件或零件形成一个整体。
在焊装工作之前，应有详细焊装工艺文件来指导焊装工艺开展，保证每一批次焊装工艺质量，提高焊装效率。
焊装工艺设计的焊装工艺卡，是指导焊装工艺装配与焊接的工作依据，同时，针对不同零部件焊装衔接工作，就根据焊装工艺要求、生产设备自动化程度、输送距离等，确定焊接每一道工序的生产时间，从而确保焊接工序科学有序地开展。
汽车车身焊装工艺设计的要点主要有：一是焊装工序卡制定：根据车身设计要求，对焊装工艺的每一道工序提出详细要求，并对整个工艺流程中每个部件的装配与焊接顺序提出要求。
二是提出满足一中规定的工序内容所需的通用焊接设备清单，清单应包含设备规格、型号和台数等。
关于白车身装焊夹具的设计及点焊机器人的焊接仿真分析
关于白车身装焊夹具的设计及点焊机器人的焊接仿真分析葛国华【摘要】整车产品想要实现质量和生产效率的稳步提升,离不开白车身焊接技术的帮助,其对于整车质量有着至关重要的影响作用,同时对整车产品设计及其行驶安全等也同样起到了直接的正向影响.在此背景下,本文将从简单介绍白车身及焊装夹具入手,以左前纵梁轮罩分总成为例,简要分析研究白车身装焊夹具的设计及点焊机器人的焊接仿真,希望能够为相关研究人员提供必要参考.【期刊名称】《电子世界》【年(卷),期】2017(000)019【总页数】2页(P44-45)【关键词】白车身;装焊夹具;点焊机器人;焊接仿真【作者】葛国华【作者单位】浙江农业商贸职业学院【正文语种】中文在轿车白车身焊装夹具的设计当中，最为重要的部分便是白车身左前纵梁轮罩分总成，其焊装夹具设计直接影响这后续的焊接工作。
而在白车身焊接当中，又以点焊技术使用最为频繁。
因此本文将通过从主要指标、逻辑结构以及典型结构等出发，对左前纵梁轮罩分总成的三维夹具设计进行分析，并在此基础之上配合相应的仿真软件，利用虚拟建模的方式对点焊机器人的焊接仿真进行分析。
所谓的白车身指的就是未进行涂装以及内饰件总装的车身，通常是由装焊的薄板冲压零件冲压件构成，也就是在安装之前四门两盖的车身骨架。
其作为轿车子系统包括电气、行驶、动力系统等在内的重要载体之一，不仅直接影响着轿车的外观质量，同时也对轿车的动力、舒适、平顺等性能有着至关重要的影响。
在轿车总车的生产制造当中，白车身的制造技术显得尤为重要。
装焊夹具则指的是在装焊阶段当中所用夹具，鉴于其在规格方面尚未统一，因此并不是一种标准化的设计与制造工艺设备，不同车型、不同结构特点、不同生产条件等需要的装焊夹具也各不相同。
但总体来说，一般的装焊夹具主要包括定位件和夹紧件、支撑件和限位件、基础件以及传动件+源动件，依照具体要求对各零部件位置进行明确，而后通过适当调整焊点与焊缝从而顺利完成焊接工作。
基于CATIA VBA二次开发汽车焊装夹具智能设计系统的技术方案V1.0
基于CATIA VBA二次开发汽车焊装夹具智能设计系统的技术方案一.绪论随着市场竞争日益激烈，制造业中起着重要作用的人工夹具设计已经不能满足生产的需要，有着高效快捷特点的计算机辅助夹具设计(CAFD)应运而生。
计算机辅助夹具设计经历了不同的发展阶段，技术日趋成熟并且正在逐步应用到生产实际之中，起到缩短生产周期、提高设计质量、降低生产成本、提高设计和生成效率等等多方面的作用。
1.1项目的研究背景和意义随着世界经济飞速发展和市场的全球化，制造业空前激烈发展。
传统的制造技术已经不能适应经济的高速发展，也不能满足多样性的要求，为了改进传统的制造技术，提高生产效率，使企业在竞争中获胜，对工艺装备的柔性化提出了迫切的要求。
计算机辅助夹具设计技术就是在上述背景下产生的，即利用计算机辅助人工进行夹具设计的一种先进制造技术。
最初的CAFD系统是交互式设计界面，可以完成相对复杂的夹具设计任务，在一定程度上节省了设计绘图和修改的时间。
随着计算机水平的提高和各种理论的成熟，在基于成组技术和知识工程的基础上CAFD带有一定的智能性，提高了夹具设计自动化程度。
目前的CAFD 系统正在朝着以实际生产应用为导向的计算机辅助夹具设计上发展，使其更具智能化和自动化。
最终，带来工程设计速度加快和节约设计成本两方面的益处，改善汽车焊装夹具建模过程，减少夹具设计所需的经验，使设计过程便捷省力，使设计过程更加灵活。
1.1.1项目的研究背景在现代汽车生产中，焊装夹具是必不可少的工具。
它们用于保持汽车零部件在正确的位置并确保焊接的准确性和一致性。
然而，传统的焊装夹具设计方法存在许多不足之处，如设计效率低下、重复劳动等。
因此，开发一种基于CATIA VBA的二次开发汽车焊装夹具智能设计系统具有重要的研究意义。
1.1.2项目的研究意义通过开发智能设计系统，可以提高焊装夹具的设计效率和精确度。
智能设计系统可以利用计算机的案例推理和规则推理技术，根据之前的经验和规则来生成夹具设计方案，减少设计师的重复工作。
汽车车身焊装夹具的设计对策
汽车车身焊装夹具的设计对策摘要：近年来，随着汽车制造技术的不断发展，机器人视觉抓件技术由于其高柔性和高效率的优势，近几年来不断被应用到各汽车厂家的焊装作业中。
从钣金件到门盖总成件的抓取和装配，其技术也日趋成熟。
虽然视觉技术和机器人抓件有机的结合，能最大程度释放机器人的柔性能力，但在实际的应用过程中仍然存在许多问题需要进行解决。
关键词：汽车车身；焊装夹具；设计对策引言汽车是一个集成了车身结构、电子电气、管路系统、内外饰系统和底盘悬架系统等综合性能结合体的装置。
其中车身结构是整个装置的基础，其他子系统都是安装在车身上的附属装置。
附属装置需要通过安装点固定在车身上，目前大多数都是通过螺栓连接固定，因此需要提前在车身相应位置植焊螺柱或者螺母。
1汽车焊装夹具概述汽车焊装夹具是一种在汽车制造厂作为工装夹具使用的设备，用于实现焊件的精准定位、固定夹紧和支撑辅助等一系列操作的机械设备。
依据焊件的不同，该焊装夹具的类型一般不同。
汽车焊装夹具就是在进行焊件过程中作为工艺辅助，确保车身焊件上焊接部位所在的位置固定不动工装夹具。
近些年来，消费者不断追求汽车性能高品质和高舒适度下，汽车各个零部件在朝着简洁化和轻量化发展。
对车身的外表、结构以及材料等有了新的要求，这也意味着焊接方法需要进一步优化。
在焊接零件生产中，优秀的的焊装夹具往往可以节约生产时间，减轻工人劳动强度，在大型汽车企业，一般多功能的焊装夹具使用更多，大大提高车间的生产效率。
本文主要围绕设计汽车车身通用的焊装夹具，介绍焊装夹具的构造组成及设计思路，工件的尺寸精度及材料的选用。
希望可以在目前车间焊接工艺有待提高的现状下，做出调整及改进，以适应不断更新换代的智能化发展需求。
2汽车车身焊装夹具的设计对策2.1侧围内外板高节拍柔性预装方案侧围预装工位是主焊线生产的第一序，是总拼工位的前提。
在侧围内板的预装工位中，需要在侧围内板上完成和地板搭接位置的涂胶工艺以及和地板连接的搭扣工艺。
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展。
智能化汽车焊接夹具设计－１等５个阶段。
从２０世纪７０年代开始，一些工业大国先后对夹具设计进 行了大量研究。德国的夹具ＣＡＤ系统、法国的面向夹具功能的 ＳＥＲＦ专家系统、美国的ＡＩＦＩＸ系统等对夹具智能化设计的开发 做出了贡献，他们结合Ｐｒｏｌｏｇ语言、Ｌｉｓｐ语言阐述了焊装夹具的 参数化设计方法及创成式设计方法旧。国内在２０世纪８０年代也 开始了这方面的研究，科研人员组合夹具设计系统ＭＦＤＳ— ＨＴＩ＇０１，科研人员开发的ＢＭＦＣＡＤ２．０系统，科研人员夹具敏捷设 计系统等在ＶＢ、ｖｃ＋＋等软件工具的辅助下进行了流程分析、结
作者简介：禹化宝，（１９８８一），男，山东泰安人，硕士研究生，主要研究方向：ＣＡＤ／ＣＡＭ／ＣＡＥ；
万方数据
张俊华，（１９７１一），男，山东腾州人，博士，副教授，主要研究方向：ＣＡＤ／ＣＡＥ、车身工程
第２期
禹化宝等：汽车焊装夹具智能设计系统的研发
表１定位块元件编码表
Ｔａｂ．１ Ｅｎｃｏｄｉｎｇ Ｔａｂｌｅ ｏｆ Ｌｏｃａｔｅｄ Ｂｌｏｃｋ
来稿日期：２０１３－０７—２８ 基金项目：山东省科技发展计划项目（２０１２ＹＤ０３１ １３）
（３）推理研究方面多种模式联合较少，很多研究只停留在理 论层次，实际应用较少，定位方面很难实现，自动化程度较低。 因此，对汽车焊装夹具智能设计系统的研究与开发显得尤 为重要，它不仅具有一定的经济意义，而且具有很大的社会价值。 随着汽车工业的高速发展，人们对汽车的需求量越来越大，汽车
１６ｍｍ，２—１９ｒａｍ
①设计规则库主要是指零件选用规则、零件位置规则、设计
顺序规则、旋转点的相对位置规则、压块打开状态要求、夹紧力要 求等，如图１所示，旋转点与车身零件相对位置要求高度方向变 动小于２５ｍｍ，与汽车冲压件基本平齐，保证加紧的稳定性；压块
ｏ其中图ｌ的夹具单元，如表２所示。 表２案例库
３推理模式的研究
３．１
ＣＢＲ和ＲＢＲ混合推理模式
系统推理机的构建是系统运行的保证。系统推理机以外部知
识为原始依据，按照混合并且有一定优先次序的推理方法，进行推
万方数据
ＮＯ．２ ２４８
机械设计与制造
Ｆｅｂ．２０１４
理，完成夹具智能化设计。到目前为止，汽车焊装夹具的研究主要 有ＣＢＲ（Ｃａｓｅ—Ｂａｓｅｄ Ｒｅａｓｏｎｉｎｇ）和ＲＢＲ（Ｒｕｌｅ—Ｂａｓｅｄ Ｒｅａｓｏｎｉｎｇ） 两种推理模式。基于案例推理（ＣＢＲ）是近年来人工智能领域中兴 起的一项重要的推理技术，与基于规则模式不同的是，它通过访 问案例库中的同类案例（源案例）的求解从而获得当前问题（目标 案例）的解决方法。一个典型的ＣＢＲ问题求解过程基本步骤可以 归纳为Ｒ４：案例检索（Ｒｅｔｒｉｅｖｅ）、案例重用（Ｒｅｕｓｅ）、案例修改 （Ｒｅｖｉｓｅ）和案例保留（Ｒｅｔａｉｎ）ｍ。 基于规则的推理（ＲＢＲ）是指把相关领域知识形式转化为由 规则来描述出来，将相关领域问题与解答联系起来，再通过规则 来模仿专家在求解过程中的关联推理过程。２０世纪７０年代， Ｎｅｗｅｌｌ和Ｓｉｍｏｎ等学者在对人类认知模型研究中，开发了基于规 则的产生式系统等１８１。从那时开始，产生式系统成为专家系统的最 基本的结构。从此，产生知识表示在人工智能中得到了广泛的应 用，按推理方向分为正向推理、逆向推理和双向推理。 两种推理模式各有优缺点，在汽车焊装夹具智能设计系统 中将ＣＢＲ与ＲＢＲ联合使用能够形成互补，较好的解决单一推 理方式存在的孤立工作、冗余诊断等问题。其中流程，如图３ 所示。
Ｔａｂ．２ Ｃａｓｅ Ｄａｔａｂａｓｅ
端夹紧力大于５００Ｎ；夹具设计顺序规则：断面信息一定位块、压
块一压臂、连接板—选取气缸、支架；压块打开状态与车身零件 最小边距大于２５ｍｍ。
裂骠嚣蛩繁嚣譬警赣髅麓器
Ｃ２Ｂｌｉｌｌｌｌ２１１１ ｌ ｌ ｌ ｌ ｌ ２ ｌ ｌ ｌ ２ ｌ
２．２构建汽车焊装夹具智能设计系统的数据库
２４７
车身是汽车的重要组成部分，是整个汽车零部件的载体，它通常 是由（３００～５００）个具有复杂空间曲面的薄板焊装而成，焊装夹具 是保证车身焊接质量的重要因素，影响整个汽车的制造精度和生 产周期，我国每年投入汽车焊装线的资金多达上千万，汽车焊装 夹具智能系统的开发不仅能降低成本、缩短设计周期还能保证质
量保证精度，按将设计失误率降低１０％其带来的经济效益非常可 观。汽车焊装夹具智能系统的研究内容涉及计算机辅助设计、计
算机辅助工程、人工智能和车身制造工程等，是多项前沿科学在 汽车开发中的应用基础研究。
２焊装夹具智能系统基础类库的构建
２．１构建汽车焊装夹具智能设计系统的知识库
主要包括汽车焊装夹具系统工艺知识库和设计知识库。 （１）工艺知识库主要是指焊装夹具工艺方案知识和设计规 范知识，即焊装夹具式样书中的夹具单元数量、断面位置信息、夹 具的打开方向、夹具加紧方式以及生产数量、生产周期、上料顺序 等。 （２）设计知识库主要包括规则库、模块库、案例库和元件库。
ｓｏｆｔｗａｒｅ．Ｔｈｅ
Ｃａｎ
ｔｈｅ ｔｈｒｅｅ
ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ
ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ
ｆｒｏｍ
ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ
ｏｆ ｗｅｌｄｉｎｇｆｉｘｔｕｒｅ，ｗｈ＆ｈ
ｅｒｒｏｒ
ｓａｔ＠ｔｈｅ
ｏｆｄｅｓｉｇｎ
ｐｏｒｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ
ｓｔａｎｄａｒｄ ｐａｒｔｓ ｌｉｂｒａｒｙ ａｎｄ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ
图１汽车焊装夹具单兀
Ｆｉｇ．１ Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ
定位块长，Ⅳ指定位块宽，Ｂ．指定位块两孔之见的距离。
ｋ——Ｊ
ｌ＝Ｉ ５
Ｗｅｌｄｉｎｇ
Ｆｉｘｔｕｒｅ Ｕｎｉｔ
②模块库主要指各种销模块，包括固定定位销模块、旋转定 位销模块、移动定位销模块等。
③元件库主要包括定位块、压块、连接板、压臂。
焊装夹具的设计研发在保证质量、降低成本的前提下，采用 原有经证明有效的零部件约占全部零件的６０％以上，因此建立可 移植性好的元件库必不可少，现采用成组技术（ＧＴ）构建公司内 部的标准元件库，能够缩短建模时间，便于管理调用。 首先，我们将具有相同功能的元件划为一组，并进行编码，
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ｅｘｐｏｒｔ
ｓｉｍｉｌａｒｉｔ）’ａｌｇｏｒｉｔｈｍ，ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ
ｍａｔｒｉｘ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ａｎｄ ｍｏｄｅｌｓ ｉｎ ｄａｔａｂａｓｅ，ｍｏｄｕｌｅ ｄａｔａｂａｓｅ
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图２定位块数据厍
Ｆｉｇ．２ Ｄａｔａｂａｓｅ Ｆｉｌｅ ｏｆ Ｌｏｃａｔｅｄ Ｂｌｏｃｋ
定位块一ｌ，压块一２，连接板一３，压臂—４；然后根据不同的形状 对同一组的元件编号，其中定位块分为Ｌ型定位块一ｌ，Ｔ型定位
块一２，ｕ型定位块一３；最后对不同型号的元件根据具体的尺寸 进行编码，具体如表１所示。
Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｙａｎｔａｉ
２６４００５，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｏｎ ｔｈｅ ｂａｓｉｓ ｗｈｗｈ ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ ｔｈｅ
ｏｆ￡＾ｅ
ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｖｅｒｖｉｅｗ
ｏｆａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ ｗｅｌｄｉｎｇｆｉｘｔｕｒｅｓ，ｉｔ ｏｆ
ｎｏｔｅｓ
ｔｈｅ ｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｉｎ ｃｕｒｒｅｎｔ ｒｅｓｅａｒｃｈ，
构变异、资源管理、误差校验等各方面的开发和研究㈣，但国内的 研究普遍存在以下问题： （１）目前的夹具设计主要集中在组合夹具和敏捷夹具设计 上，针对汽车焊装夹具的智能化ＣＡＤ设计非常少，对基于知识的 汽车车身焊装生产线的研究还处于初始阶段。 （２）知识的获取不够完善。知识获取一直是构造基于知识的 汽车焊装夹具系统的“瓶颈”问题，设计领域的知识复杂多变，相 当一部分是非文字数据，设计经验占有很重要的地位，而设计经 验只能从设计专家那里获得，一些公司出于保密使得设计经验很 难公开，也难以表示成数据的形式，很大程度上制约了ＣＡＤ的发
ｏｆｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｓｙｓｔｅｍ．Ｕｓｉｎｇ
ｈｙｂｒｉｄ ｒｅａｓｏｎｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ ｉｓ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ｉｎ
ｏｆＲＢＲ
ＣＢＲ，ｔｈｅｆｌｏｗｃｈａｒｔ ｏｆｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｄｅｓｉｇｎ
ｌｉｎｋ ｌｉｂｒａｒｙ ｓｙｓｔｅｍ
ｉｓ ｇｉｖｅｎ．Ｔｈｅ ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｄｅｓｉｇｎ
④案例库主要是按照夹具单元功用、加紧方式、旋转次数、
压紧面个数等分类，建立案例的三维模型库，并以参数驱动，对于 不同的案例考虑其属性参数，用成组技术进行编码可以表示为 ＣＢｂｌｂ２ｂ３ｂ４ｂ５ｂ６ｂ７ｂ８ｂ９ｂ１０其中以大写字母ＣＢ开头，ｂ。代表该
案例的加紧方式（ｏ－无动力，ｌ一气动打开，２一手动打开）；６：代表该
Ｆｏｒ ｔｈｅＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ
Ｗｅｌｄｉｎｇ Ｊｉｇ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｄｅｓｉｇｎ Ｓｙｓｔｅｍ
Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｙａｎｔａｉ
ＹＵ Ｈｕａ—ｂａｏ，ＺＨＡＮＧ Ｊｕｎ—ｈｕａ （Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍｅｅｈａｔｒｏｎｉｅａｌ ａｎｄ Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ