本文对焊接工装（以下简称焊装）夹具设计过程中易发生设计延误及设计错误的阶段进行归纳总结，分析焊装夹具设计的共性问题及常规流程，总结出适合大部分焊装夹具设计的设计流程，供焊装夹具设计人员参考和借鉴，实现焊装夹具设计工作的高效化、标准化。
1 序言
在“中国制造2025”的时代背景下，中国制造向自动化、智能化迈进，机器人装备作为自动化生产的主力军，在改革的大潮中得到了长足的发展。本文针对机器人焊接的焊装夹具设计过程进行研究，焊装夹具作为机器人自动化焊接的重要辅助设备，即保证了焊接工作的高效安全，也保证了焊接产品的质量稳定性。
2 焊装夹具的应用领域及主要作用
焊装夹具是汽车生产线上的重要工艺设备，事关整个汽车的产品质量，在焊接生产中，焊装夹具即能完成本工序的零件组装、定位焊接，同时还能够检验和校正上一道工序的焊接质量；焊装夹具依靠可靠的定位和夹紧系统，有效地防止和减轻焊接变形，减小制品的尺寸偏差，以自动化设备代替手工劳动，大大改善了工人的作业条件，实现机械化及自动化焊接生产过程。本文针对某项目焊装夹具设计过程进行分析，夹具布置如图1所示，简述焊装夹具的设计流程及基本原则。
3 焊装夹具设计流程
3.1 焊装夹具设计依据
设计依据是以客户提供的产品三维模型、产品图样、产品技术要求和有关技术要求等输入信息，在设计焊装夹具之前，应了解产品结构特征、工艺需要等信息，并结合企业自身的加工制作水平进行设计。认真分析用户提供的产品图样，将各零部件的基准定位信息记录并标记。
3.2 设计前准备工作
在正式开始焊装夹具设计之前，应根据之前分析图样得到的信息，在产品三维模型上，将产品需要焊接的位置标记焊缝位置分布，如图3所示，以免在设计过程中丢漏焊缝，造成设计时间延误。
根据产品图样的定位信息，确定产品在焊装夹具底板上的摆放位置，在满足支撑定位的前提下，尽量使产品离夹具底板近一些，方便产品靠近夹具底板一侧焊缝在变位机旋转180°时，机器人可以更好的焊接姿态进行焊接；同时确定焊接所采用的焊枪型号，并要求提供焊枪的完整数模，将焊枪以合理的角度摆放至产品焊缝上，直观的反应焊接过程，一般每条焊缝放置两把焊枪，位于焊缝两端，焊枪布置应与产品对接面有45°夹角，如图4所示，与焊缝走向有75°夹角。
3.3 产品的定位系统
产品的定位分为定位销及定位面，其中，定位销分为圆形定位销和菱形定位销，圆形定位销作为主要定位基准，菱形定位销为防转定位销；定位面一般为支撑面，支撑面应有对应的压紧机构进行压紧，实现产品焊装作业中一直保持在确定的位置上。在产品定位过程中，应注意以下常见问题，以免浪费设计时间。
1）在零件与焊接总成基准不一致时，通常按焊接总成基准定位。
2）在零件单件基准无法使用时，可以选择总成中此件的功能性位置进行定位。
3）支撑面一般选择在零件的基准面上，以保证不同批次产品定位基准相同，产品焊接质量稳定。
4）压紧位置应选择在距离焊缝近且底部有支撑的位置，原则上无支撑不压紧，在底部无支撑的情况下仍需要压紧来固定零件，则可以采用弹簧压头和增加压紧限位挡块，以免压紧导致零件变形，影响产品焊接质量。
5）压紧机构一般采用压臂缸进行压紧，压臂的打开角度是由装件时夹具平台的角度决定的，例如，夹具平台人工装件的角度为15°，则远离人侧的压臂缸打开角度需>105°，以免压臂在装件过程中落下，影响装件效率。
