焊装夹具的虚拟调试研究开题报告

1. 研究目的与意义

随着时代的进步，我国汽车行业飞速发展。消费者对汽车产品的多样化需求也越来越高，这种情况导致汽车使用周期变得越来越短，汽车行业之间的竞争日益激烈，不断刺激着汽车的研发和生产节奏加快。

焊装过程是汽车车身制造的一个重要步骤，焊装夹具是车身总体及其零部件在装焊时所需的定位和加紧机械，它将直接影响到车身的设计制造的周期和质量。在汽车车身生产的过程中，焊装夹具设计的合理性除了对焊接精度和焊接质量起到决定性作用，还会对生产效率和生产成本有着重要的影响，它是保证车身设计质量和制造质量的关键。

汽车车身的焊装作业时，夹具的相对运动状态和各种相关辅助设备的空间分配的难度很大，步骤也非常复杂，因此，在虚拟环境下协助设计人员完成焊装的运动模拟，进行焊装夹具结构布置的干涉检测以及进一步进行结构布置的优化，可以提高焊装夹具设计效率，对缩短研发周期具有重要意义。虚拟调试技术是在计算机虚拟环境下,对产品的部件装配、装夹定位点的布置、装夹顺序以及焊装时焊枪运动轨迹等内容实施仿真，能够检验设计的有效性，一旦发现问题可以立即修改，不再使用传统的实物调试法，减少报废节约成本，提高效率缩短周期，可以有效解决汽车生产企业因生产周期长而影响竞争力的问题。

2. 国内外研究现状分析

从参考文献中我了解到，夹具有许多不同的种类和形式，但从基本原理来说还是存在一些相同的特性。目前国内的汽车制造业普遍是一个焊接工位对应设计一套夹具，但是当工件改变，特别是发生较大变化时，生产者就不得不另外设计制造一套新的夹具，这样不但会消耗过多的生产资料，而且导致制造效率的下降，在很大程度上制约了我国汽车制造业焊接工艺水平的提高，延长了新车型的研发周期，这在市场竞争如此激烈的社会环境中必将处于劣势。

计算机辅助夹具设计技术是一种缩短夹具开发周期的有效手段，国内外在该领域已广泛开展研究，但针对汽车用的夹具研究和对车身焊装特性的考虑都还不够。国内国外有在不同的虚拟环境下对机械机构进行模拟设计和干涉，但在ug环境下模拟的虚拟装配和干涉分析的并不算很多。

合肥工业大学的王健强教授在《白车身焊装中干涉区控制方案》中该研究了德国kuka机器人某汽车焊装线使用过程中预防干涉的情况。每条车身焊装线上都有近60台焊装机器人，为避免多台设备同时工作时在空间上易产生干涉的问题，他提出了干涉区这一概念，即在容易发生干涉的地方划分出一定的区域，通过计算机模拟编程，使这个空间在某一个时刻只能有一个机器构件运动，实现了焊接中的机器人和设备之间的运动互锁，一定程度上解决了传统的时间互锁形式浪费时间的问题。

3. 研究的基本内容与计划

1. 研究学习国内外汽车车门焊装夹具的相关设计课题报告。

从国内外相关或相似课题中初步学习通过计算机软件对运动机构进行仿真模拟、干涉检测这方面的知识，对自己的课题产生一定的了解。

2. 自学掌握ug计算机软件相关的装配和运动仿真模块。

4. 研究创新点

这次设计将试着从UG平台中直接提取数字模型，按照生产厂家提供的工艺卡要求，通过UG软件的装配和运动模块对汽车车门焊接过程中的装配运动和干涉问题进行模拟和调试，省去了实际制造实物调试的过程，节约生产成本和时间，为焊装夹具的设计提供方便。