三维柔性焊接工装打造柔性焊接生产线

２ 三维柔性焊接工装的设计理念
三维柔性组合焊接工装是将金属切削加工领域 使用的组合夹具理论运用到钣金焊接加工领域 ， 是 从传统的 Ｔ型平 台， 槽 系平 台发展起来 的三维平面 孔系组合夹具系统。是一种新型的数字化 、 标准化 、 模块 化 、 通 用 化 的环保工 装夹 具 。
钣金制作 中不可缺少 的工序 ， 针对诸多结构件 的焊 接问题 ， 有些企业 只是 对要求高 的焊接件使用 了专 用工装 ， 有些企业为了减少投资从不使用工装 ， 只是 用简单的焊接平板 ， 凭借工人的技能进行焊接 ， 其结 果 是零 件 达不 到 图纸 要 求 ， 没 有 互 换 性 。甚 至 形 状 也不规则 ， 最终产品质量和产品档次都是严重欠缺。 所以， 笔者从纺机用钣金件 的结构分类着手 ， 借用成
作方式 ， 提高 标准 化 、 专业 化 和 自动化 程度 。在 机械
制造工程 中， 成组技术是计算机辅助制造的基础 ， 将 成组哲理用于设计 、 制造和管理等整个生产系统 ， 改
变 多 品种小 批量 生产 方式 ， 以获得 最 大 的经济 效益 。 纺 织 机 械企 业 大 多 具 有钣 金 加 工 能 力 ， 焊 接 是
工艺水平参差不齐。这些因素使得国产钢片综 的尺 寸 一致性 、 平 整度 以及 表 面处 理 等 方 面 的质 量 都低 于进 口钢片综 ， 无法适应 自动穿经以及速度高 、 冲击
力大和密度高 、 幅度大、 腐蚀性强的织机或织物的要
求。
为织造高速高密织物打下了基础 ； 新型综耳的设计 ， 使得综耳与穿综杆 的碰撞损坏降到最低 ； 超级抛光 处理 ， 使钢片综可织造超细旦纤维和最 细化纤长丝 织物 ； 高精密的制造使钢片综 的形状高度一致 ， 保证
二维的平面到三维 的立体都可以进行装夹 ， 随着工 件 的不 同可 以灵活 的调 整装 夹位 置 。而且 复杂 的组
件可 以分 步装 夹完 成 ， 适 用 性很 广 。
６ ． ２ ． ２ 装 夹的速 度
６ 与专用工装 比较
６ ． １ 工 装设 计 ６ ． １ ． １ 工装 的 设计 周期
序 分散 、 多次定位 ， 导致 累积误 差 大 ， 产 品的 一致性 和 平 整度 较 差 ， 已无 法适 应 速度 高、 冲击 力 大和
密度高、 幅度 大、 腐蚀性 强的织机或织物 的要求。为了改变优质钢 片综主要依 靠进 口的局 面， 从
２ ０ ０ ８年 开 始 ， 通过 对 生产 工 艺、 模具、 材料、 设备 研 发 ， 开发 出具有 表 面光 洁度 高、 外形 尺 寸 一 致 性
生产过程 ， 三维柔性焊接工装可改 变传统的专用工装品种 多、 占有效 面积 多、 难 以保管、 设计成本 高、 维护成本 高等弊端。利用 Ｃ Ａ Ｄ辅助设计建立焊接定位和夹紧模型， 使三维柔性焊接工装应用
更 为灵 活和 广 泛 。
关键 词 Ｃ Ｄ 辅 助设 计 焊接 模 型 三维 柔性 焊接 工装 柔性 焊接 生产 线 Ａ
了钢 片综 在 自动 穿 经 机 上 的高 效 运 行 。综 上 所 述 ， 钢片综 正 朝着更 加 可 靠 、 更加高效 、 更加耐用、 更 适
墙板 、 ０ ２底 盘 。
１ ． ４ 门罩类 ： 如与各机型框架相配套 的门类、 Ａ ０ ７ ６ 系列罩壳 。 １ ． ５ 撑挡类 ： 各机型内部支撑结合件 。 １ ． ６ 蜗壳类 ： 如各种风机蜗壳 。
１ ． ７ 其 他结 构件 。
成组技术会从根本上影响企业 内部的管理体制和工
传统综 眼相 比 ， 可提 升 ３ ０ ％的综 丝 密度 。经纱 密 度 的大 幅提升 ， 减 少 了 综 框数 ， 可 提升 织 机 运 转 速 度 ，
已初具规模 ， 并取得相当的效益 ， 但与国外先进技术 水平相 比， 差距仍然较大。首先是综眼不光滑 、 耐磨
性 较差 ， 由于机械 加工 水平 和模 具加 工水平 的限制 ，
制， 这样 会严 重 影 响 公 司研 发 的速 度 。使用 三 维 柔
性组合焊接工装模块 ， 根据新产 品的各种尺寸及焊 接要求进行组合 ， 能迅 速的设计 出焊接工装图并进 行组装 ， 满足新产品研发 的需要 ， 很好的节省了时间 和成本 。
６ ． ２ 工装 使 用
６ ． ２ ． １ 适 用范 围
的问题 ， 有很好 的应用价值。成组技术揭示和利用
事物间的相似性 ， 按照一定的准则分类成组 ， 同组事 物能够采用同一方法进行处理 ， 以便提高效益。它 已涉及各类工程技术、 计算机技术 、 系统工程 、 管理
科学 、 心 理学 、 社会 学 等学 科 的前沿 领 域 。全 面 采用
１ ． ３ 墙板类 ： 如 Ｆ Ａ ０ ３ ５系列 墙 板 、 Ｓ Ｆ Ａ１ ６ １系列 墙 板、 Ｆ Ａ ０ ２ ５系列 墙 板 、 Ｆ Ａ１ ０ ６系 列 墙 板 、 Ａ ０ ４ ５左 右
个工件的尺寸和焊接位置， 需要与使用者频繁交流 ， 对于较复杂的结合件要设 计几套方案 ， 经几个 月才 可以完成 图纸 ， 设计周期长。而三维柔性组合焊接 工装是一套标准化 、 模块化的通用型标准件 ， 应用设 计模块进行三维模拟 ， 几小时就可完成设计 。
６ ． １ ． ２ 工装 的调 试组 装 时 间
由变 化 。所 有标 准 件 全 部 用 定 位 销 连 接 ， 孔 对 孔 插 入 锁 紧 即可 。
６ ． １ ． ３ 工装 一 次性投入 的成本
由于专用 工装 涉及 到电控 、 气动或 者液压 等动力 方式 ， 其结构较为复杂 ， 易损 件 比较 多 ， 维 护 的成 本
高。三维柔性组合焊接整套工装全部是金属加工件 ， 没有涉及复杂的控制和传动 ， 几乎没有维护成本。
好、 成型速度快 、 综框数少等特点的钢片综， 满足 了无梭织机 高速 高密 自 动 穿经的工艺要求。
关键 词 钢 片综 级 进模 具 ＤＦ—Ｏ 综 眼 高速 高密 自动 穿经
１ 引言
２ １ 世纪以来 ， 国外钢片综的制造 出现了许多新 技术 、 新工艺。新 型综 眼形状的开发使钢片综综丝 与纱线 的摩 擦更 小 ， 经纱 穿越综 眼 更加 畅通无 阻 ， 与
二 十世纪五六 十年代我 国已有少数企业利用
成组 技 术组 织生 产 。二 十世 纪七 十年 代柔 性 制造 系
１ ． １ 框架类 ： 如Ａ ０ ０ ４总 柜 、 电柜 、 Ｊ Ｆ Ａ ２ ２ ８ Ａ系列框架 、 Ｆ Ａ １ ０ ２ Ｃ框
图 １
纺织 机械
２ ０ １ ３年第 ６期
・ 制造技术 ・ ４ ５
５ 柔性焊接生产线 的特 点
５ ． １ 经济 性 利用 Ｃ Ａ Ｄ 将各 类 所 需 焊 接 的零 件 进 行 数模 模
６ ． １ ． ４ 新 产 品 开发 时增加 的成 本
作 为 一 家公 司 ， 一 定 会 不 断 的进 行 现 有产 品的 改 良和新 产 品 的开 发 ， 而 开 发 试 制 的 过 程 中 同样 需
在前 期 工 装 调试 都 全 部 完 成 的情 况 下 ， 专 用工 装 的定位 点都 是 预定 好 的死 点 ， 不 存 在 工 装 变 动 的 情况 ， 所 以针 对某 一工 件 的整体 装 夹速度 较快 ， 三维 柔性 组合 焊接 工装 整套 工装 的定 位 辅助件 全 部是用
我们 在设 计 专用 工装 时必 须要 详 细 的 了解 每一
三维 焊 接 工作 台非 常 坚 固 ， 可 承 受 非 常高 的载 重量 ， 它 的五个 工作 面 可 以根据 需要 任 意扩 展延 伸 ，
在工作 台面范 围内的三维尺寸可以任意方便 的调整
定 位装 夹 ， 这个 模块 化 系统 在安 装 、 调整 和装 夹工 件 中完美 的体 现 了通 用柔 性 功能 。
销连接 ， 装夹的过程需根据工件不同做不 同的调整 ， 在批量生产的时候只需定好位置后锁死即可 ， 整体 装夹的速度也较快。
６ ． ２ ． ３ 焊接 工件尺 寸及 质量 的控 制
由于 有 了合 理 的工装 进 行 定 位 和夹 紧 ， 减 少 了 应 力 的反 弹和外 形 尺寸 的形 变 ， 都 能很 好 的 控制 尺
专 用 工装 设 计 和加 工 完 毕后 ， 要 在 车 间进 行 调
寸， 在焊工水平 同等状态下 ， 都能获得较好 的焊缝
质量。
６ ． ３ 工装 维护
试， 由于专用工装是针对单一工件开发的， 必须详细
的与相 关工 件 吻合 ， 所 以要 想达 到预 想 的效果 ， 必 须
要经过反复的调试才可完成 。 三维柔性组合焊接工 装整套产 品全部是标准件 ， 根据所焊接 的工件能 自
拟装配 ， 在一套柔性 焊接 夹具 系统上可组合不 同规 格形状的产品重复使用 ， 可 以免去高成本 的大量专 用工装的制件及储放 ， 更换一个产 品只需按数模组 合， 即可实现工装化操作。
５ ． ２ 柔性 化
要新的焊接工装。如果是用专用工装 ， 那么一定要 等专用 工装 的开发设 计 调试后 才 能进 行新 产 品的试
由于本公司是多品种生产 ， 精度要求较高的品 种都要有专用工装 ， 所 以工装投入 的成本很高。三 维柔性组合焊接工装只需根据所焊接的工件配置相 应大小的工作台以及一定数量 的附件 ， 一 次性投人
７ 结束语
三维柔性焊接工装夹具具有经济性 、 灵活性 、 精 确性和耐用性等特点。在焊装生产过程中， 选用性 能优越的焊接工装夹具对提高焊接产品的精度和质 量、 缩短加工时间起着非常重要 的作用 。随着产 品 焊接生产向小批量、 多样化方向发展 ， 在制造过程
组技 术原 理 ， 灵活 应用 三维 柔 性焊 接工 装组 件 ， 形成
３ 三维柔性焊接夹具 的组成
柔性焊接生产线 ， 在保证质量的前提下大大提 高了
生产 效率 。
１ 产 品中钣金件焊接零件分 类
在前纺设备里 ， 产品种类繁多 ， 开清棉流程 中零
部 件类 型 大体可 归纳 为 ：
架等。 １ ． ２ 机架类 ： 如Ｊ Ｓ Ｃ ２ ２ ８ Ａ 梳 棉 机 机架 、 Ｆ Ａ ０ ０ ８ Ｂ机
架、 Ｆ Ａ ０ ０ ２机 架 。
统（ Ｆ ＭＳ ） 出现并成为解决 中小批量生产新途径后 ， 成组 生 产组 织 的思 想 被 融 到 柔 性 生 产 系统 中 ， 有 效 提高 了生产柔性 ， 很好地解决 了多 品种小批量生产
５ ． ３ 精确 化
专用 工 装 只 是针 对 特 定 的工 件 而设 计 ， 所 以针
对性很强 ， 只适合单一产品的装夹需求 。三维柔性
组合 焊接工 装其 焊 接 平 台 的五 个 面都 可 以扩 展 ， 从
在 装 配 或 焊 接 过程 中 ， 按 照 焊 接装 夹 指导 卡 选
用标准的定位件 、 连接件 、 夹紧件 、 支撑块 ， 对工件进 行精确定位并装夹在各个定位点或定位面上。
的成本虽然较高 ， 但可以供多种结合件反复使用 ， 综
合成本较低。
４ ６ ・ 制造技术 ・
纺织机械
２ ０ １ ３年第 ６期
织机 用 钢 片 综 研 发 浅 谈
淡培 霞
（ 绍兴县 鼎丰纺 织器 材有限公 司 ３ １ ２ ０ ８ ０ ）
摘
要
随着 无梭 织机 已向高速 、 高 密、 宽 幅方 向的发展 ， 然而 与其 配套 的 国产 钢 片综 ， 由于冲切 工
纺 织机械
２ ０ １ ３年 第 ６期
・ 制造技 术・ ４ ３
三 维 柔 性 焊 接 工 装 打 造 柔性 焊 接 生产 线
李鑫生
（ 江 苏金 升实业股 份有限公司 ２ １ ３ ２ ０ ０ ）
摘
要
柔性焊 接 生产 线是 现代 焊接 领域 积极 推 广 的利用 成组技 术原理 而形 成 的 高效 流 转的焊 接