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一、現(xiàn)代焊接生產現(xiàn)狀
現(xiàn)代工業(yè)隨著機器人的不斷滲人，自動化程度的不斷提高，傳統(tǒng)的裝配、焊接工藝裝備已經(jīng)很難適應生產的要求;如何提高生產效率、降低生產成本、提高產品質量已成為企業(yè)發(fā)展的主要目標。機器人在生產中的高效率、高精度、重復性等特點，對工裝夾具系統(tǒng)的精度要求越來越高，傳統(tǒng)的工裝夾具基本上是專用的，針對不同的產品工件需要不同的工裝夾具，而且設計和制造周期長，無形之中就提高了企業(yè)的生產成本;尤其是產品的試制無法快速、低費用的完成;對于小批量，多品種多規(guī)格的產品生產，傳統(tǒng)工裝夾具更是不利于生產;三維柔性組合工裝夾具系統(tǒng)便是填補了這一缺陷和空白，再加上必要的一些非標專用的夾具附件，就完全能完成實現(xiàn)產品的高效率、低成本的生產;目前，越來越多的企業(yè)都在使用機器人生產中選用三維焊接組合工裝夾具系統(tǒng)以滿足高效、優(yōu)質、經(jīng)濟和合理的生產要求。
二、柔性組合夾具概述
柔性組合工裝夾具是一種三維平面孔系定位夾緊系統(tǒng)，有D28和D16兩種系列;采用標準化、系列化、通用化的模塊組成，所有模塊的鏈接、固定和壓緊都是以孔來定位，用鎖緊銷來實現(xiàn)快速鎖緊，模塊與模塊之間根據(jù)工件的實際尺寸而調整。
其主要特點是模塊化、標準化、系列化和通用化;互換性強、穩(wěn)定性高、精度保證、性價比高;整個系統(tǒng)的組合可以實現(xiàn)二維和三維空間的搭建，像小孩子玩積木一樣簡單、容易、快捷;根據(jù)需要，也可以配備液壓、氣動、鏈型等多種形式的夾緊方式。
三、柔性組合夾具優(yōu)勢
1、生產高效化
高精度的焊接產品一般都是小批量生產，不僅需要快速地出樣品、出產品，而且形狀尺寸也頻繁變化，因此加工該類產品的特點之一就是高效化生產。采用傳統(tǒng)的專用焊接工裝進行生產，一般需要1～3個月的時間，如此長的周期遠遠不能滿足生產需要。而使用由高精度的標準模塊、定位件和夾緊件組成的焊接組合夾具，幾個小時就可以快速地完成一套焊接工裝，能夠快速適應高精度焊接生產的需求。
例1：在德國MAN客車生產廠，原來新產品的研制時間為11個月，三維柔性組合工裝夾具系統(tǒng)后研制時間縮短到6個月。
例2：上海一家汽車部件生產廠家，原來的出樣時間為2～3個月，選用了三維柔性組合工裝夾具系統(tǒng)后，現(xiàn)在的出樣時間為7～15天。
例3：安徽一家工程機械生產廠家，原來新產品的出樣時間為4個月，使用三維柔性組合工裝夾具系統(tǒng)后時間僅為30天。
2、產品優(yōu)質化
目前，高精度焊接產品的精度要求已經(jīng)達到了機械切削加工的水平，因此，工裝必須滿足焊接工件的精度，并且其精度應該高于焊接工件的精度。工裝的工作臺、模塊、角鋼和定位塊材料有兩種：第一種為DIN ST53C，該材料屬于優(yōu)質合金結構鋼，針束珠光體金相結構;第二種為GGG50，該材料為優(yōu)質高強度球墨鑄鐵。以上兩種材料都經(jīng)過特殊的處理，具有高度防蠕變和防飛濺的功能。
此外，當加工精度為IT7時，通過特有的快速鎖緊銷連接(快速鎖緊銷對防止飛濺、延長使用壽命特別有益)，夾具的安裝精度一般可以達到IT8以上，完全可以滿足IT8以上的高精度焊接加工工藝。
快速鎖緊銷是柔性組合夾具的主要關鍵元件。所有鎖緊銷系列產品都經(jīng)過國內最權威的檢測機構完成質量檢測，品質優(yōu)良、經(jīng)久耐用、使用方便。
3、經(jīng)濟費用低
高精度焊接加工一般都是小批量、多品種的產品，傳統(tǒng)的焊接夾具由于不具備通用的特點，使用頻率很低，一些發(fā)展幾年以上的廠家都有一大批不用或很少用的工裝夾具，場地費用、保管等隱性費用很高。三維柔性組合工裝夾具是一種通用的焊接工裝，可以反復使用，可以提高使用者的熟練程度、加工效率和工件質量，具有很高的經(jīng)濟價值。
根據(jù)我公司的調查報告：一套三維柔性組合工裝夾具的價格等于4～5套專用焊接工裝的價格。也就是說如果一個廠一年或幾年內需要的焊接工裝大于4～5 套，就可以產生經(jīng)濟效果，當然，這其中還不包括高效率產生的經(jīng)濟效果。在目前產品更新日新月異的市場環(huán)境下，一個生產廠家如果自制專用焊接工裝夾具，每年的花費是巨大的。
工裝夾具投入費用的比較表
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設計費 |
使用費 |
維護費 |
培訓費 |
優(yōu)劣性 |
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柔性組合工裝 |
無 |
多次循環(huán)使用，利用率高，幾乎沒有使用費 | 模塊質量保證，容易保管，幾乎沒有維護費 | 免費提供長期應用培訓，易學易用 | 模塊拼組，傻瓜式操作，人人可以操作 |
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非標專用工裝 |
高 |
針對每種產品制作，做一次得支付一次錢 | 占用保管空間大，不易保管，占工裝費用10-30% | 培訓一次，下次換產品又得重新開始培訓，操作技術不穩(wěn)定 | 需要有經(jīng)驗的專業(yè)人員操作，換人后得重新開始學習操作 |
下面以我公司的客戶的實際使用情況為例，簡單說明三維柔性組合工裝夾具的特點：
(1)上海的一家汽車制造廠家需要的是同時六工位的焊接工裝，具體是1500×500×850(mm)的焊接組合夾具兩套、 1200×500×850(mm)一套，為此，我公司的方案是配置了375件套包括3個1000×500(mm)的柔性工作臺在內的組合夾具，價格為 25萬元人民幣。和專用焊接工裝的價格一般在10萬元人民幣左右。在購買我公司產品后的一年時間里，該公司共計研制開發(fā)了9套新工件，節(jié)省開支65萬元。此外，由于開發(fā)的時間大大的縮短，為此得到的定單由30%上升到80%，經(jīng)濟效率明顯提高。
(2)德國的一家企業(yè)用2套我公司組合夾具替代了4500套傳統(tǒng)的焊接專用工裝，大大節(jié)省了場地費用。
(3)在奧地利費特勞地鐵公司，焊接的地鐵車輛長度為30m，寬度3m，由于地鐵車輛也是屬于小批量生產的產品，往往根據(jù)具體城市的要求生產，我公司的產品配置需花80～100萬元人民幣，盡管傳統(tǒng)的焊接工裝僅需30～40萬元，但我公司的配置帶來的經(jīng)濟價值是無法估量的，其對比結果如表所示。
4、生產合理化
專用的焊接工裝在生產批量大的產品上有其合理性，而三維柔性組合工裝夾具主要是針對高精度、小批量和多品種的產品。
高精度焊接產品工裝的設計，一般10%～15%的工作量與需要焊接的工件有關，由于定位夾緊、工裝基礎結構、材料、連接以及加工方式等都可以在手冊里找到。為此，一套夾具的完成，85%～90%都是重復工作，效率低下。柔性焊接夾具是用機床組合夾具的原理，在焊接生產中，它能有效減少85%～90%的重復工作，能夠大大提高生產效率。
該柔性焊接夾具作用還體現(xiàn)在：為生產廠家增加了工裝儲備能力;增加了對新產品開發(fā)的快速反應能力;提高了在同業(yè)中的競爭能力。
5、適用行業(yè)廣
工程機械、軌道交通、船舶修造、航空航天、汽車工業(yè)、機箱柜體、汽車工業(yè)、工業(yè)管道(法蘭) 、各類鋼結構、壓力容器、建筑框架、地磅衡器、機器人自動化集成、自行車(摩托車)制造、設備裝配和檢測設備
近年來中國工業(yè)市場發(fā)展迅速，在焊接行業(yè)中，用戶對產品的要求越來越高，也越來越多，對服務商有“提供焊接整體解決方案”更高的需求;那么工件的夾具工裝及自動化自然是一個重要環(huán)節(jié); 在市場終端服務的商家為客戶服務時感覺到產品少，專業(yè)提供資源不夠，我公司作為夾具工裝及工裝自動化的專業(yè)廠家，可以達到與用戶“資源共享 合作共贏” 的目標。
