本文對焊接工裝（以下簡稱焊裝）夾具設計過程中易發生設計延誤及設計錯誤的階段進行歸納總結，分析焊裝夾具設計的共性問題及常規流程，總結出適合大部分焊裝夾具設計的設計流程，供焊裝夾具設計人員參考和借鑒，實現焊裝夾具設計工作的高效化、標準化。
1 序言
在“中國制造2025”的時代背景下，中國制造向自動化、智能化邁進，機器人裝備作為自動化生產的主力軍，在改革的大潮中得到了長足的發展。本文針對機器人焊接的焊裝夾具設計過程進行研究，焊裝夾具作為機器人自動化焊接的重要輔助設備，即保證了焊接工作的高效安全，也保證了焊接產品的質量穩定性。
2 焊裝夾具的應用領域及主要作用
焊裝夾具是汽車生產線上的重要工藝設備，事關整個汽車的產品質量，在焊接生產中，焊裝夾具即能完成本工序的零件組裝、定位焊接，同時還能夠檢驗和校正上一道工序的焊接質量；焊裝夾具依靠可靠的定位和夾緊系統，有效地防止和減輕焊接變形，減小制品的尺寸偏差，以自動化設備代替手工勞動，大大改善了工人的作業條件，實現機械化及自動化焊接生產過程。本文針對某項目焊裝夾具設計過程進行分析，夾具布置如圖1所示，簡述焊裝夾具的設計流程及基本原則。
3 焊裝夾具設計流程
3.1 焊裝夾具設計依據
設計依據是以客戶提供的產品三維模型、產品圖樣、產品技術要求和有關技術要求等輸入信息，在設計焊裝夾具之前，應了解產品結構特征、工藝需要等信息，并結合企業自身的加工制作水平進行設計。認真分析用戶提供的產品圖樣，將各零部件的基準定位信息記錄并標記。
3.2 設計前準備工作
在正式開始焊裝夾具設計之前，應根據之前分析圖樣得到的信息，在產品三維模型上，將產品需要焊接的位置標記焊縫位置分布，如圖3所示，以免在設計過程中丟漏焊縫，造成設計時間延誤。
根據產品圖樣的定位信息，確定產品在焊裝夾具底板上的擺放位置，在滿足支撐定位的前提下，盡量使產品離夾具底板近一些，方便產品靠近夾具底板一側焊縫在變位機旋轉180°時，機器人可以更好的焊接姿態進行焊接；同時確定焊接所采用的焊槍型號，并要求提供焊槍的完整數模，將焊槍以合理的角度擺放至產品焊縫上，直觀的反應焊接過程，一般每條焊縫放置兩把焊槍，位于焊縫兩端，焊槍布置應與產品對接面有45°夾角，如圖4所示，與焊縫走向有75°夾角。
3.3 產品的定位系統
產品的定位分為定位銷及定位面，其中，定位銷分為圓形定位銷和菱形定位銷，圓形定位銷作為主要定位基準，菱形定位銷為防轉定位銷；定位面一般為支撐面，支撐面應有對應的壓緊機構進行壓緊，實現產品焊裝作業中一直保持在確定的位置上。在產品定位過程中，應注意以下常見問題，以免浪費設計時間。
1）在零件與焊接總成基準不一致時，通常按焊接總成基準定位。
2）在零件單件基準無法使用時，可以選擇總成中此件的功能性位置進行定位。
3）支撐面一般選擇在零件的基準面上，以保證不同批次產品定位基準相同，產品焊接質量穩定。
4）壓緊位置應選擇在距離焊縫近且底部有支撐的位置，原則上無支撐不壓緊，在底部無支撐的情況下仍需要壓緊來固定零件，則可以采用彈簧壓頭和增加壓緊限位擋塊，以免壓緊導致零件變形，影響產品焊接質量。
5）壓緊機構一般采用壓臂缸進行壓緊，壓臂的打開角度是由裝件時夾具平臺的角度決定的，例如，夾具平臺人工裝件的角度為15°，則遠離人側的壓臂缸打開角度需>105°，以免壓臂在裝件過程中落下，影響裝件效率。
