基于汽車車身柔性焊接夾具的夾緊機構仿真探析

申營輝 黃金寶 徐佳佳

摘 要：在當前工業(yè)化生產(chǎn)時代背景下，機械自動化水平的不斷提升和廣泛應用，在推動工業(yè)化建設進程的同時，也為國民經(jīng)濟的進一步發(fā)展奠定良好基礎，尤其在機械制造中，機械自動化技術的應用不僅簡化了制造流程，還降低了人力資源的消耗，為預期工業(yè)化建設目標的實現(xiàn)奠定了良好基礎。鑒于此，本文主要基于汽車車身柔性焊接夾具夾緊機構仿真制造，對柔性化焊接設計和夾緊機構的靜力學進行了系統(tǒng)化剖析，并針對設計過程中存在的問題提出了相應的優(yōu)化處理對策，為預期產(chǎn)業(yè)發(fā)展目標的實現(xiàn)創(chuàng)造良好條件。

關鍵詞：汽車車身;柔性焊接夾具;柔性自動化設計;靜力學剖析

1 汽車車身柔性焊接夾具的夾緊機構仿真設計剖析

就目前來看，隨著我國工業(yè)化建設進程的不斷加快，機械制造過程中將自動化技術應用其中，從某方面而言，不僅能顯著地提高制造質(zhì)量和制造效率，與此同時還能有效地規(guī)避因人為因素引發(fā)的各種制造問題，為預期生產(chǎn)效益目標的實現(xiàn)奠定良好基礎。

柔性自動化技術是機械自動化在機械制造中最常應用的一種技術手段，據(jù)調(diào)查在以往機械產(chǎn)品制造和生產(chǎn)過程中，生產(chǎn)的單向性導致企業(yè)往往只能生產(chǎn)某一種產(chǎn)品，若要生產(chǎn)新產(chǎn)品則需要大規(guī)模改變亦或是重新引進生產(chǎn)線，在增加生產(chǎn)成本的同時也給企業(yè)經(jīng)濟效益帶來了巨大損失，更無法滿足現(xiàn)階段人們對于產(chǎn)品的多樣化需求，企業(yè)的整體發(fā)展勢必將受到一定影響。柔性自動化技術的引進，從某方面而言可實現(xiàn)對多品種小批量的產(chǎn)品進行生產(chǎn)，以此在滿足市場產(chǎn)品需求的基礎上，提高企業(yè)在多元化市場中的競爭力和競爭優(yōu)勢，最終為預期企業(yè)可持續(xù)發(fā)展目標的實現(xiàn)奠定良好基礎，具體而言，以計算機為平臺的柔性自動化技術在機械制造過程中，操作者可將相應自動化設計作為幾何模型，通過計算機對生產(chǎn)加工進行精細化設計和數(shù)字化控制，由此在提高產(chǎn)品生產(chǎn)控制精準度以及企業(yè)生產(chǎn)效率的同時，也確保產(chǎn)品實現(xiàn)了參數(shù)化，最終為機械自動化設計提供有效數(shù)據(jù)支持的同時，為企業(yè)可持續(xù)發(fā)展目標的實現(xiàn)創(chuàng)造良好條件。

在汽車車身柔性焊接夾具夾緊機構仿真機構設計過程中，設計者以車身焊接加工工藝為基礎，依據(jù)車身柔性焊接夾具的特點，以待焊工件的焊接精度和夾具定位夾緊精度為要求，對柔性焊接夾具進行的設計，具體設計圖如下。通過下圖可知汽車車身柔性焊接夾具夾緊機構主要由主要包括夾具底座（焊接夾具的基礎元件，支撐夾具體和工件）、定位機構（保證待焊工件精確位置）、夾緊機構（規(guī)避焊接時發(fā)生位移）等組成。

柔性焊接夾具夾緊機構的靜力學分析。柔性焊接夾具中最為重要的機構是夾緊機構。為了校核夾緊機構的強度，將夾緊機構的簡易模型導入Ansys Workbench軟件進行靜力學分析可計算得到應力云圖，根據(jù)夾緊機構的工作方式，對夾緊機構的簡易模型施加載荷和設定約束條件，進行計算分析后得到夾緊機構的總變形云圖。

2 汽車車身柔性焊接夾具的夾緊機構仿真設計的優(yōu)化策略

就目前來看，在汽車車身柔性焊接夾具的夾緊機構仿真設計中應用柔性焊接，從某方面而言不僅提高了企業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率，與此同時在提高生產(chǎn)安全性和可靠性的基礎上，汽車車身柔性焊接夾具的夾緊機構仿真設計與先進工藝的有效融合還能從根本上縮短產(chǎn)品制造生產(chǎn)時間，最終在滿足市場產(chǎn)品需求的基礎上，提高制造業(yè)企業(yè)的核心競爭力，由此為預期企業(yè)發(fā)展目標的實現(xiàn)奠定良好基礎。但縱觀在當前柔性焊接應用過程中，技術水平落后、自動化技術人才素質(zhì)不足以及自動化技術管理水平較低等問題的存在，不僅限制了制造業(yè)的進一步發(fā)展，與此同時也嚴重阻礙了企業(yè)的進一步發(fā)展，故此為從根本上有效地解決上述問題，在后期汽車車身柔性焊接夾具的夾緊機構仿真設計過程中，企業(yè)需做好如下工作：

2.1 不斷優(yōu)化和提高柔性焊接水平

在當前柔性焊接在汽車車身柔性焊接夾具的夾緊機構仿真設計應用中，自動化技術水平的高低是影響企業(yè)核心競爭力的重要因素，因此在當前多元化市場競爭環(huán)境中，為有效地推動制造業(yè)的進一步發(fā)展，不斷優(yōu)化和提高柔性焊接水平時推動企業(yè)進一步發(fā)展的重要戰(zhàn)略基礎，具體而言就是在自動化技術應用過程中，企業(yè)需大力發(fā)展相關學科，由此在不斷提高自動化技術水平的基礎上，為預期企業(yè)制造目標的實現(xiàn)創(chuàng)造良好條件。

2.2 構建科學完善的企業(yè)培訓體系

人才作為二十一世界企業(yè)核心競爭的重要元素，人員自身綜合素養(yǎng)有待提高是影響企業(yè)市場核心競爭力以及機械自動化應用效益的重要因素，換言之要想從根本上改善當前企業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，構建科學完善的企業(yè)培訓體系，確保人員管理培訓作業(yè)落實到位，是現(xiàn)階段推動企業(yè)進一步發(fā)展，提高企業(yè)核心競爭力的重要戰(zhàn)略基礎。在進行專業(yè)人員培訓過程中，高校作為人員培訓的主要場所，企業(yè)需加強與高校的合作交流，在提高培訓專業(yè)性和針對性的同時，確保自動化技術人才培養(yǎng)的有效性，此外企業(yè)還需提高自動化技術人員選拔標準，并通過定期開展培訓活動對自動化從業(yè)人員的技能再教育、再培訓，亦或是定期派高級技術人員出國學習國外先進自動化技術，來改善當前我國自動化技術水平。

3 結語

簡而言之，在當前新市場經(jīng)濟常態(tài)下，隨著消費者對于車型產(chǎn)品化要求的不斷提高，傳統(tǒng)加工工藝現(xiàn)已無法滿足當下生產(chǎn)方式的制造要求，柔性自動化技術由此應運而生，在汽車車身零部件的設計制造過程中，利用有限元軟件對夾具體關鍵部件夾緊機構進行了靜力學分析，得到應力、總變形云圖，并以此為依據(jù)進行設計不僅有助于提高柔性焊接夾具的整體結構設計質(zhì)量，與此同時也是促進機械化工領域可持續(xù)發(fā)展的重要基礎和根本前提。

參考文獻：

[1]賈建華，范建蓓，徐海洋.柔性夾具在現(xiàn)代制造業(yè)中的應用與展望[J].機電工程，2015，13（12）：53-55.

[2]鄭立斌，張家華，李雯雯.車身焊接夾具設計的研究[J].機械設計與制造，2013，13（01）：250-251.