引言

　　隨著機(jī)械制造業(yè)的飛速發(fā)展，產(chǎn)品的更新?lián)Q代越來(lái)越快胞讯，傳統(tǒng)的大批量生產(chǎn)模式逐步被中小批量生產(chǎn)模式所取代很刃，機(jī)械制造系統(tǒng)欲適應(yīng)這種變化須具備較高的柔性。國(guó)外已把柔性制造系統(tǒng)（FMS）作為開發(fā)新產(chǎn)品的有效手段炸涝，并將其作為機(jī)械制造業(yè)的主要發(fā)展方向昼浦。

　　柔性化的著眼點(diǎn)主要在機(jī)床和工裝兩個(gè)方面，而組合夾具又是工裝柔性化的重點(diǎn)燥撞。組合夾具是一種標(biāo)準(zhǔn)化座柱、系列化、通用化程度很高的工藝裝備物舒，它是由一套預(yù)先制造好的各種不同形狀色洞、不同規(guī)格、不同尺寸、具有完全互換性的標(biāo)準(zhǔn)元件和組合件火诸，按工件的加工要求組裝而成的夾具锦针。由于組合夾具使用完畢后，可以拆卸置蜀、清洗奈搜，重新組裝新的夾具，因此盯荤，組合夾具的應(yīng)用非常普遍馋吗，尤其適合于多品種、中小批量的生產(chǎn)秋秤。

　　然而福咙，多年來(lái)，對(duì)組合夾具的設(shè)計(jì)和組裝纷辈，由于時(shí)間秋孕、環(huán)境條件的限制，總體設(shè)計(jì)與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)只能串行不能并行膛躁。夾具工藝師對(duì)工件的定位绞胡、裝夾設(shè)計(jì)主要依賴經(jīng)驗(yàn)，定性分析較多赢虚，定量分析較少覆逊，且計(jì)算復(fù)雜，同時(shí)缺乏必要的優(yōu)化設(shè)計(jì)舰秀，設(shè)計(jì)的圖紙不夠直觀涵蔓。在裝夾過(guò)程中工人要認(rèn)真消化圖紙，設(shè)計(jì)過(guò)程前期的潛在問(wèn)題苫治，在總裝時(shí)匯總，達(dá)不到預(yù)期的效果蟀思，甚至造成返工零院。設(shè)計(jì)過(guò)程中的裝配干涉問(wèn)題，無(wú)法在設(shè)計(jì)中提前發(fā)現(xiàn)村刨，造成工人的勞動(dòng)強(qiáng)度增大告抄。已經(jīng)很難適應(yīng)當(dāng)今快速、多樣化的制造需求嵌牺。這一特點(diǎn)為計(jì)算機(jī)輔助裝配系統(tǒng)的研制與開發(fā)打洼，提出了亟待解決的問(wèn)題。

　　傳統(tǒng)的組合夾具設(shè)計(jì)主要依靠手工完成逆粹，CAD 設(shè)計(jì)系統(tǒng)主要采用以交互式為主的半創(chuàng)成式設(shè)計(jì)方法∧即現(xiàn)在，大量三維實(shí)體造型軟件崛起，如Pro/E 阿浓、Solidworks他嚷、UG、Solidedge 等芭毙，推動(dòng)了設(shè)計(jì)領(lǐng)域的新革命筋蓖，由于這些三維軟件，不僅僅可創(chuàng)建三維實(shí)體模型魁跷，還可利用設(shè)計(jì)出三維模型進(jìn)行模擬裝配和靜態(tài)干涉檢查孟若、機(jī)構(gòu)分析、動(dòng)態(tài)干涉檢查洗念、動(dòng)力學(xué)分析炮方、強(qiáng)度分析等。同時(shí)由于組合夾具的組件全部是標(biāo)準(zhǔn)件誊桅，而且數(shù)量有限崇旺，易于儲(chǔ)存和檢索等特點(diǎn)，使建立組合夾具站成為可能难踱。若將計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)應(yīng)用到組合夾具設(shè)計(jì)中设哀，尤其是將Pro/E 應(yīng)用到組合夾具設(shè)計(jì)中，則可使組合夾具的設(shè)計(jì)非乘⒙纾快捷甥迷，裝配生產(chǎn)率得以顯著提高。

　　1 建庫(kù)

　　1.1 建庫(kù)必要性

　　盡管系統(tǒng)本身有一個(gè)數(shù)量龐大的特征庫(kù)：其中包括少部分組合夾具標(biāo)準(zhǔn)件丽优，但各種不同規(guī)格尺寸的組合夾具標(biāo)準(zhǔn)件數(shù)量非常多是不爭(zhēng)的事實(shí)歹恬，況且一般情況下組合夾具組裝站只配置其中一部分標(biāo)準(zhǔn)件，同時(shí)不同廠家生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)件規(guī)格略有不同手趣，這種情況勢(shì)必影響設(shè)計(jì)效果和效率晌该。若能根據(jù)組裝站實(shí)際配置的標(biāo)準(zhǔn)件重新創(chuàng)建標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)，既可充分利用現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)件進(jìn)行組合夾具的設(shè)計(jì)绿渣，又可免去重復(fù)煩瑣地創(chuàng)建標(biāo)準(zhǔn)件模型朝群，同時(shí)標(biāo)準(zhǔn)件的回取比較快捷。這樣中符，設(shè)計(jì)者可以直接在標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)中選取零件姜胖，非常快捷地實(shí)現(xiàn)組合夾具的動(dòng)態(tài)模擬裝配淀散。

　　2.2 組合夾具庫(kù)的結(jié)構(gòu)

　　組合夾具是在夾具零部件標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種新型的工藝裝備右莱。它由一套預(yù)先定制好的、具有各種不同形狀的規(guī)格尺寸的標(biāo)準(zhǔn)元件和組合件組成档插。在加工工件前慢蜓，根據(jù)工件的工藝要求亚再、采用的設(shè)備和夾具設(shè)計(jì)原則，選擇夾具元件胀瞪，確定元件間的位置關(guān)系针余，組裝出機(jī)械加工使用的工裝夾具。組合夾具基本組件數(shù)量繁多领明，為便于歸類和方便檢索標(biāo)準(zhǔn)件标宪，將組合夾具可分為九大類，即基礎(chǔ)件袋凶、支承件励普、定位件、導(dǎo)向件弦捶、壓緊件铜氛、緊固件、其它件党砸、合件蟀委，其中每一類型中又包括多個(gè)品種，每個(gè)品種中又有不同的規(guī)格莉狠。

　　1.3 建庫(kù)的步驟

　　創(chuàng)建夾具標(biāo)準(zhǔn)件圖形庫(kù)的主要任務(wù)是圖形生成猜艇。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)件等相似性強(qiáng)的圖形生成可采用變量法即參數(shù)法：對(duì)于原始模型的所有幾何特征，給定它的組成參數(shù)及其參數(shù)值的變化范圍堪俩，這些可變參數(shù)稱為變量跳昼，通過(guò)輸入這些變量值，便可得到所需形狀及尺寸肋乍。組合夾具的標(biāo)準(zhǔn)件上都設(shè)計(jì)有尺寸相同鹅颊、間隔均勻的T 形槽、長(zhǎng)方槽墓造、螺紋孔等結(jié)構(gòu)堪伍，因此，采用以下兩個(gè)步驟建庫(kù)便可簡(jiǎn)化煩瑣重復(fù)的標(biāo)準(zhǔn)件創(chuàng)建過(guò)程觅闽。

　　第一步杠娱，創(chuàng)建用戶定義特征。UDF 把標(biāo)準(zhǔn)件上都具有的T形槽谱煤、螺紋孔等特征建立UDF，一般根據(jù)組合夾具系列的不同禽拔，需創(chuàng)建的主要UDF 如附表所示刘离。在創(chuàng)建各標(biāo)準(zhǔn)件時(shí)只需把UDF 特征加載到基本幾何體上，便可非扯闷埽快捷地創(chuàng)建標(biāo)準(zhǔn)件硫惕。

　　第二步茧痕，創(chuàng)建簇表Family Table。既然同一類型中的組件其形狀相似察贵，用Pro/E 中的族表功能則會(huì)事半功倍慢况。Pro/E 中的簇表（Family Table）是本質(zhì)上相似的零件（或組件、特征）的集合旋喊，但在大小或詳細(xì)特征等一兩個(gè)方面稍有不同阀秤。對(duì)于重復(fù)性高、相似性大的零件（如螺絲哲陷、扳手等）或者標(biāo)準(zhǔn)件鼠台，不需要每個(gè)規(guī)格都建立一個(gè)零件，而可以使用一個(gè)原始樣本零件（Generic Part）及一簇表（Family Table）即可代表無(wú)數(shù)個(gè)零件墙议。任何時(shí)候确缩，只要調(diào)出簇表內(nèi)任一個(gè)零件的名稱，即可自動(dòng)產(chǎn)生一個(gè)照簇表所示尺寸比例的零件久挖。

　　顯然缎苞，族表大大提高了標(biāo)準(zhǔn)化組件的用途。它們不但允許在Pro/E 中表示實(shí)際的零件清單歹对，而且使得組件中的零件和子組件容易互換（因?yàn)閬?lái)自同一族的實(shí)例互相之間可以自動(dòng)互換）售碳。但在創(chuàng)建簇表的過(guò)程中，對(duì)于原始模型的選擇要注意兩個(gè)問(wèn)題：一是往往選擇同類型標(biāo)準(zhǔn)件中尺寸最大的標(biāo)準(zhǔn)件作為原始模型佩迟。二是當(dāng)尺寸最大的標(biāo)準(zhǔn)件不能包含同類型標(biāo)準(zhǔn)件的所有特征時(shí)团滥，應(yīng)在尺寸最大的標(biāo)準(zhǔn)件基礎(chǔ)上添加上未包含的特征才能作為原始模型。

　　2 用Pro/E 進(jìn)行組合夾具設(shè)計(jì)步驟

　　2.1 創(chuàng)建工件模型

　　創(chuàng)建工件模型是在標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)創(chuàng)建工作完成之后進(jìn)行的报强。首先需要分析的內(nèi)容包括：工序圖灸姊、工件的結(jié)構(gòu)形狀特征、本道工序的加工要求秉溉。然后創(chuàng)建出工件三維實(shí)體模型力惯，以便于進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬裝配。

　　2.2 夾具裝配

　　根據(jù)零部件之間的裝配關(guān)系和約束條件召嘶，進(jìn)行虛擬設(shè)計(jì)組裝父晶，并進(jìn)行相應(yīng)檢驗(yàn)，進(jìn)而對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行分析弄跌，對(duì)不合理的設(shè)計(jì)進(jìn)行修改甲喝。首先分析工序圖，初步確定定位铛只、夾緊及導(dǎo)向贵本、對(duì)刀方案，然后可在標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)中直接選取合適的定位尸校、夾緊穴愕、導(dǎo)向债鼎、對(duì)刀元件，并要選擇合適的基礎(chǔ)板來(lái)支承這些元件渗蜀。接下來(lái)便可進(jìn)行組合夾具的動(dòng)態(tài)裝配蚂旁，在模擬裝配時(shí)應(yīng)注意裝配的順序，在基礎(chǔ)夾具體上安裝定位元件历喊，實(shí)現(xiàn)工件定位后粤搂，再安裝夾緊元件及導(dǎo)向?qū)Φ对?/p>

　　2.3 裝配體的分析

　　對(duì)夾具裝配體的結(jié)構(gòu)、大小冶媚、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量等的分析是總體設(shè)計(jì)必不可少的環(huán)節(jié)之一聪戳。在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，這一過(guò)程一般靠手工計(jì)算彭旬，大多數(shù)情況只是依靠經(jīng)驗(yàn)而使準(zhǔn)確度不易保證缰俊，增加總體設(shè)計(jì)的困難。應(yīng)用Pro/E 軟件娩梨，會(huì)使裝配間隙的調(diào)整和裝配干涉的檢查變得更加準(zhǔn)確沿腰、直觀、快捷狈定。而且對(duì)于檢驗(yàn)設(shè)備不能接近的部位颂龙，間隙也能得到控制，使得干涉問(wèn)題消除在方案階段纽什。

　　第一步措嵌，在菜單【Model】→【Part】→【Setup】→【Densit.】的提示行給出材料密度，在菜單【Model】→【Part】→【Setup】→【Units】下定義質(zhì)量芦缰、長(zhǎng)度單位企巢。

　　第二步，進(jìn)入【Analysis】主菜單让蕾，可以對(duì)距離浪规、模型、曲線探孝、曲面等進(jìn)行實(shí)時(shí)分析笋婿。

　　調(diào)換不合理的組件，修改不合理的位置迈堂，Pro/E 的全相關(guān)性能夠?qū)M件的尺寸列啃、大小、規(guī)格稍作變化耀佣，裝配體隨之會(huì)相應(yīng)更改屉馋，達(dá)到完全滿足設(shè)計(jì)要求為止。

　　2.4 信息處理

　　相關(guān)信息的處理包括裝配圖和爆炸圖的生成和明細(xì)表的提取拂是。

　〕犟伞（1）裝配圖和爆炸圖的生成

　　Pro/E 擁有強(qiáng)健的裝配圖繪制功能。在三維空間實(shí)現(xiàn)了組合夾具模擬裝配后逃缔，即可在菜單上指定一個(gè)命令葱有，快捷地創(chuàng)建二維裝配圖。若基本視圖或向視圖不能清楚表達(dá)較復(fù)雜裝配關(guān)系時(shí)泄廓，則作必要的剖面复做，選擇這些剖面作局部放大、旋轉(zhuǎn)权浸、展開等種類視圖旬渤。對(duì)于三維組裝模型，可將其作為獨(dú)立視圖奄容，縮放后放于圖紙右上角冰更，以提高工程人員的閱讀速度。這樣昂勒，既可節(jié)省校對(duì)蜀细、審核和批準(zhǔn)人員的圖面檢查時(shí)間，又可以使其投入更多的精力進(jìn)行功能性審查戈盈。

　〉煜巍（2）明細(xì)表的提取

　　在視圖完成后，Pro/E 平臺(tái)能自動(dòng)地完成零件數(shù)量的統(tǒng)計(jì)和明細(xì)表的填寫等相關(guān)信息塘娶，而在傳統(tǒng)的組合夾具設(shè)計(jì)中归斤，對(duì)組合組件的信息統(tǒng)計(jì)需耗費(fèi)夾具工藝師不少的時(shí)間和精力。在主菜單【Info】列表中可以顯示出特性信息刁岸、裝配體模型的所有組成組件脏里、特征主從關(guān)系、模型尺寸等难捌。例如【Info】→【Model】→【Top】→【Leve】→【Apply】可以列出裝配順序膝宁、主從關(guān)系、基本尺寸等垮允，建立基本信息明細(xì)表籍喧，工藝師可以編輯明細(xì)表，為組裝工人提供組裝依據(jù)蒿缎，使實(shí)際組裝更加條理化铃踪。最后是組裝工人依靠建立的三維裝配模型、爆炸圖菠告、二維視圖漏碰、信息明細(xì)表進(jìn)行實(shí)際裝配。

　　3 結(jié)束語(yǔ)

　　采用Pro/E 軟件創(chuàng)建組合夾具標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)蚜冀，設(shè)計(jì)人員通過(guò)合理選擇標(biāo)準(zhǔn)件肯铣，可迅速進(jìn)行模擬裝配蠢耻，對(duì)不合理的裝配結(jié)構(gòu)可及時(shí)調(diào)整更改。隨著機(jī)器人的發(fā)展诉鸯，組合夾具的實(shí)際裝配更趨于自動(dòng)化威视，由Pro/E 設(shè)計(jì)完成裝配體后，建立的裝配信息控制機(jī)器人自動(dòng)裝配躬挺，可將工人工作量減到最低捂齐，可使裝配技術(shù)更加適合現(xiàn)代制造的需要。Pro/E 智能化的三維軟件為組合夾具設(shè)計(jì)帶來(lái)方便缩抡，也使組合夾具更加適合應(yīng)用于柔性制造系統(tǒng)奠宜。

聲明：本網(wǎng)站所收集的部分公開資料來(lái)源于互聯(lián)網(wǎng)，轉(zhuǎn)載的目的在于傳遞更多信息及用于網(wǎng)絡(luò)分享瞻想，并不代表本站贊同其觀點(diǎn)和對(duì)其真實(shí)性負(fù)責(zé)压真，也不構(gòu)成任何其他建議。本站部分作品是由網(wǎng)友自主投稿和發(fā)布内边、編輯整理上傳榴都，對(duì)此類作品本站僅提供交流平臺(tái)，不為其版權(quán)負(fù)責(zé)漠其。如果您發(fā)現(xiàn)網(wǎng)站上所用視頻嘴高、圖片、文字如涉及作品版權(quán)問(wèn)題和屎，請(qǐng)第一時(shí)間告知拴驮，我們將根據(jù)您提供的證明材料確認(rèn)版權(quán)并按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)支付稿酬或立即刪除內(nèi)容，以保證您的權(quán)益柴信！聯(lián)系電話：010-58612588 或 Email:editor@mmsonline.com.cn守犯。