据统计，焊接生产线的60%-70%的工作量落在了装夹和辅助两项环节上，而所有的装夹都需在夹具上完成，因此夹具对整个 汽车焊接 占有不可估量的地位。今天为大家分享一篇文章，分析 汽车生产线上机器人焊接 夹具的设计要点以及采用此设计方案所达到的效果。

一焊接夹具设计要点

1.1 汽车 焊接工艺

       汽车焊接工艺是由零件到总成的组合过程，每个组合过程之间相互独立，互不干扰，但又具有承前启后的顺序关系。这种关系的存在保证了汽车焊接工艺的精确度，每一个组合过程都会影响总成焊接精度。因此车身每一个焊接总成夹具须建立统一、连续的定位基准。

1.2 机器人

       在汽车设计与制造领域，为减轻劳动量，提升工作效率，机器人被广泛应用。事实证明机器人因缺乏灵活性，焊接质量难以得到保障。为解决因缺乏灵活性和判断能力所带来的困扰，设计人员不但要确保夹具可靠性，而且还须留有足够空间和路径供 焊枪使用，为机器人提供舒适的焊接姿态；另外还要提升夹具的精度，确保机器人执行既定程序，减小焊接误差。

1.3 安全性

       从劳动者的角度来看，焊接夹具设计的目的是在保障人身与设备安全的基础上减轻劳动量。故焊接夹具设计在满足人机工程的同时，方便工人在安全环境下装配和取出零部件总成。

二焊接夹具的构成

2.1 夹具体

       夹具体是由定位和夹紧两项装置组成，它作为夹具基础单元起到吊装、三坐标检测及校验作用。检查工作面平整度，保证加工夹具体时，提升其精度来影响定位机构的准确度。夹具体设计时，要以实际装配和测量为目的，确保夹具体的设计强度和空间高度契合，减小夹具体自重。比如按照工件的外形，遵守焊接原则，以减少夹具自重、便于管路连接，以及为机器人提供足够焊接空间为目的，选择单梁或框架结构。

2.2 定位装置

       定位装置中的核心部件为定位件，定位件种类多样，既有按照焊件实际形状来确认的定位块，也有如V形块、档铁、插销以及固定销等定位件。

       对于夹具体，定位件必须选择孔定位或外形定位以保证定位精准，从定位件选择角度来看，夹具定位设计需注意以下几点：

       （1）选择合适的材料及强度。定位件只有满足焊接所需的刚性与硬度才可确保定位件使用精度、减缓定位件磨损。通常定位件应选择45号钢，且为增大定位件的耐磨性需对其热处理； 65Mn可用于制作胀销；而铜亦可充当定位件材料。

      （2）选择合适定位结构。定位件设计成具有可调性的定位结构，是为了应对零部件的复杂结构。可调性定位结构在设计时，定位件通常与支撑件分体设计。如图3所示，可利用垫片实现三个方向上的自由调整。

      （3）低碳钢板材是机器人焊接中应用多的一类材料，其表面呈不规则形态。若选择如图4 所示的三圆柱销支撑式定位件，不但节材省料，而且加工成本也将大大降低，定位准确性将大大提高。

      （4）选择可拆工件。由于汽车零部件定位精度要求高，焊缝长，焊后易变形，工件难以拆卸，建议选择图5所示定位件，即胀销结构定位件。

2.3 夹紧装置

夹紧装置的设计需注意以下几点：

      （1）夹紧力作用点：针对薄板冲压件而言，夹紧力在支承点上作用需保证工件刚性良好，以防止工件受夹紧力影响而出现弯曲，甚至脱离定位基准；

      （2）夹紧力大小：夹紧力一方面为防止工件变形，另一方面维持工件装配位置相对应，以此来贴合导电电极或定位支承。针对1.5-2.5mm 冲压件，夹紧力为500-3000N，贴合间隙≤1.5mm；针对≤1.2mm 冲压件，夹紧力为300-750N之间，贴合间隙≤0.8mm。

      （3）夹紧装置需具有可调性：如图6所示，这种桥形夹紧装置，采用多点夹紧的形式，特别适用于形状复杂、高度不一的工件，即可确保工件与压紧点完全接触，还可满足复杂表面工件的加工要求。

       在整个 汽车制造中，汽车焊接生产线是一项核心环节，其中机器人焊接夹具属于重中之重。充分考虑焊接夹具设计要点，努力创新设计理念，以确保设计出的夹具能切实符合汽车生产要求，并推动现代化工业发展。