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摘要：文章主要是分析了焊接工装设备系统柔性化设计，在此基础上讲解了工装的轻量化设计，望可以为有关人员提供到一定的参考和帮助。
关键字：焊接工装设备系统;柔性化设计;轻量化设计
1、前言
当前我国科学技术的不断发展，使得各工业生产线工装设备系统柔性化的要求也随之而增加，在能够滿足到生产的需求、确保到质量的前提下各类工装的设备应当有着标准化、自动化的设计，且需要各类新型信息技术的结合才可以实现到柔性化的生产。
2、焊接工装设备系统柔性化设计
从焊接工装设备的机械设计上来说，厂房大小、生产规划布局和生产工艺的需求一旦确定，相关生产线的各工位空间就已经被限制，设计工程师需通过平面或立体上对工装设备系统进行设计，以满足柔性生产要求以下设定一个待焊接后成为总成件的工位为例，为便于后续说明，先将相关条件罗列如下：将工件的空间坐标按X、 Y、Z轴定义，其中X轴和Y轴平行于厂房的地平面（地平面在此被定义为厂房最低点，厂房所有设备均直接或间接落位在此之上），Z轴垂直于XY平面，代表了高度方向。该生产线能满足多种同类型工艺工件进行柔性生产，这些工件均能定义同个零位坐标，在此定义下上述所有工件停在生产线每一个工位时均能零位重合。在上述零位定义的前提下，假设工件物流方向朝X轴负向传输，即X负方向为前端，X正方向为后端。工件的左右端则按Y轴方向负正定义（图1）。空间中垂直于厂房地平面朝向厂房顶部定义为轴正方向，即高端：反之，z轴负方向为低端（图2）。
2.2、滑移及旋转模块组合式柔性系统
该工件的底架已在前序的工位焊接完成，在总成件焊接工位（后续简称为“总拼工位”）的前一上件工位，在左右端及高端预先上好总成件的零件，最后在总拼工位上通过各类夹具工装在左右、高端方向上对总成件进行定位。该工位的夹具工装数根据工件类型的数量进行匹配，在生产线的物流线体过件时均需与其保持安全距离，由此可知，该总拼工位还需布置与这些夹具工装相关的传输设备系统、存储设备系统和其他辅助系统。这些设备系统、夹具工装以及其他各类如能源系统构成了该总拼工位上的柔性制造系统。
针对上述前提条件，以下对几种典型的柔性焊接工装设备系统进行说明。
3、工装的轻量化设计
3.1、传统钢材焊接工装
传统工具中有许多钢结构焊接工作。为可以灵活的制造和生产节要求制造车间，在确保产品焊接稳定的条件下，保证了携带工具的安装设备的强度和安全性。为可以确保工具的稳定性和生产线的有限空间，需要更多基本的机械设计周期，使用更高强度材料甚至更多配件可以满足相关的设计要求，导致设计周期长，复杂类型的工具中的非标准产品，更多类型的外标部件，更大的因素，更高的因素，以及项目计划中的安装和调试。这些因素将直接或间接地提高项目成本的成本，并消耗太多资源。在实施过程中达到各种困难，项目周期可能会变得更长，利润将受到影响。建立生产线的困难，然后维护生产线和工具和设备管理将增加，甚至影响线路恢复的进展。
3.2、铝材焊接工装
当前在维持模具的稳定性和强度的前提下，已经采用了一些制造商（如普通铝型材框架和特殊的八角形，铝合金管等）。通过使用由铝型材或铝合金制成的特殊材料比和工具设备结构，已经实现了大多数钢制工具设备的所需功能，甚至比传统的工具设备更好，例如，在一些特殊的焊接过程中，铝的抗衡性使这种工具相对较小，甚至可以在传统的工具中使用甚至抗磁性装置。对于由于工艺要求，需要在生产线上的相对空间中移动的设备，传统的大型复合体和庞大的工具传输系统小于工具的重量，这可以更简化设计，以确保原始功能或直接通过机器人。加载动作，这可以使生产线更容易且直观，生产线的尺寸可以正确压缩，转移装置的标准化变得更高，因此调试和安装的难度小，所以相关项目的设计周期很短，标准化的议案已经变得更加统一，这大大降低了项目的成本。
3.3、碳纤维焊接工装
对于有着复杂的空间结构和生产线的高工艺要求的一些工件，尽管上述铝合金工具也可以满足轻质的要求，但它不可避免地导致一些相关的工具转移设备和存储设备之间的不一致生产线的电台和一般站的工具转移设备和存储设备。为可以确保零件的标准化和统一，一些国内外制造商使用碳纤维工具来解决这个问题。但在项目的早期阶段，由于碳纤维工具的特殊制造过程，成本相对较高。然而，项目中间和后期阶段的碳纤维工具的生产受益明显，是显而易见的。
4、结束语
由上可知，焊接工装设备系统柔性化主要是依据生产前提的规划和布局采用到最合适的工装设备，其可以通过相关传送设备和存储设备的布置和应用有效的保障到工装的切换不会影响生产的进程，在确保到工位满足实际需求的情况下节约到项目的成本。
[1]王巍， 林博文. 可移动柔性工装对接稳定性研究[J]. 航空制造技术， 2020， 63（1/2）.
[2]李卫强. 自动变速器生产线柔性化改造分析与实施[D]. 山东大学， 2020.
关键字：焊接工装设备系统;柔性化设计;轻量化设计
1、前言
当前我国科学技术的不断发展，使得各工业生产线工装设备系统柔性化的要求也随之而增加，在能够滿足到生产的需求、确保到质量的前提下各类工装的设备应当有着标准化、自动化的设计，且需要各类新型信息技术的结合才可以实现到柔性化的生产。
2、焊接工装设备系统柔性化设计
从焊接工装设备的机械设计上来说，厂房大小、生产规划布局和生产工艺的需求一旦确定，相关生产线的各工位空间就已经被限制，设计工程师需通过平面或立体上对工装设备系统进行设计，以满足柔性生产要求以下设定一个待焊接后成为总成件的工位为例，为便于后续说明，先将相关条件罗列如下：将工件的空间坐标按X、 Y、Z轴定义，其中X轴和Y轴平行于厂房的地平面（地平面在此被定义为厂房最低点，厂房所有设备均直接或间接落位在此之上），Z轴垂直于XY平面，代表了高度方向。该生产线能满足多种同类型工艺工件进行柔性生产，这些工件均能定义同个零位坐标，在此定义下上述所有工件停在生产线每一个工位时均能零位重合。在上述零位定义的前提下，假设工件物流方向朝X轴负向传输，即X负方向为前端，X正方向为后端。工件的左右端则按Y轴方向负正定义（图1）。空间中垂直于厂房地平面朝向厂房顶部定义为轴正方向，即高端：反之，z轴负方向为低端（图2）。
2.2、滑移及旋转模块组合式柔性系统
该工件的底架已在前序的工位焊接完成，在总成件焊接工位（后续简称为“总拼工位”）的前一上件工位，在左右端及高端预先上好总成件的零件，最后在总拼工位上通过各类夹具工装在左右、高端方向上对总成件进行定位。该工位的夹具工装数根据工件类型的数量进行匹配，在生产线的物流线体过件时均需与其保持安全距离，由此可知，该总拼工位还需布置与这些夹具工装相关的传输设备系统、存储设备系统和其他辅助系统。这些设备系统、夹具工装以及其他各类如能源系统构成了该总拼工位上的柔性制造系统。
针对上述前提条件，以下对几种典型的柔性焊接工装设备系统进行说明。
3、工装的轻量化设计
3.1、传统钢材焊接工装
传统工具中有许多钢结构焊接工作。为可以灵活的制造和生产节要求制造车间，在确保产品焊接稳定的条件下，保证了携带工具的安装设备的强度和安全性。为可以确保工具的稳定性和生产线的有限空间，需要更多基本的机械设计周期，使用更高强度材料甚至更多配件可以满足相关的设计要求，导致设计周期长，复杂类型的工具中的非标准产品，更多类型的外标部件，更大的因素，更高的因素，以及项目计划中的安装和调试。这些因素将直接或间接地提高项目成本的成本，并消耗太多资源。在实施过程中达到各种困难，项目周期可能会变得更长，利润将受到影响。建立生产线的困难，然后维护生产线和工具和设备管理将增加，甚至影响线路恢复的进展。
3.2、铝材焊接工装
当前在维持模具的稳定性和强度的前提下，已经采用了一些制造商（如普通铝型材框架和特殊的八角形，铝合金管等）。通过使用由铝型材或铝合金制成的特殊材料比和工具设备结构，已经实现了大多数钢制工具设备的所需功能，甚至比传统的工具设备更好，例如，在一些特殊的焊接过程中，铝的抗衡性使这种工具相对较小，甚至可以在传统的工具中使用甚至抗磁性装置。对于由于工艺要求，需要在生产线上的相对空间中移动的设备，传统的大型复合体和庞大的工具传输系统小于工具的重量，这可以更简化设计，以确保原始功能或直接通过机器人。加载动作，这可以使生产线更容易且直观，生产线的尺寸可以正确压缩，转移装置的标准化变得更高，因此调试和安装的难度小，所以相关项目的设计周期很短，标准化的议案已经变得更加统一，这大大降低了项目的成本。
3.3、碳纤维焊接工装
对于有着复杂的空间结构和生产线的高工艺要求的一些工件，尽管上述铝合金工具也可以满足轻质的要求，但它不可避免地导致一些相关的工具转移设备和存储设备之间的不一致生产线的电台和一般站的工具转移设备和存储设备。为可以确保零件的标准化和统一，一些国内外制造商使用碳纤维工具来解决这个问题。但在项目的早期阶段，由于碳纤维工具的特殊制造过程，成本相对较高。然而，项目中间和后期阶段的碳纤维工具的生产受益明显，是显而易见的。
4、结束语
由上可知，焊接工装设备系统柔性化主要是依据生产前提的规划和布局采用到最合适的工装设备，其可以通过相关传送设备和存储设备的布置和应用有效的保障到工装的切换不会影响生产的进程，在确保到工位满足实际需求的情况下节约到项目的成本。
[1]王巍， 林博文. 可移动柔性工装对接稳定性研究[J]. 航空制造技术， 2020， 63（1/2）.
[2]李卫强. 自动变速器生产线柔性化改造分析与实施[D]. 山东大学， 2020.