這是夾具俠（jiajoin）發佈的第 1289 篇技術文章
焊裝生產線多品種、小批量和短週期是現代機械製造業的主要特徵。這一特徵的出現，促進了柔性夾具理念的產生與技術的發展。隨著產品更新的週期越來越短，如何短平快地在老車型切換新車型並縮短項目週期是各主機廠研究的方向。
Part.1 焊接夾具設計典型結構
焊接夾具主要包括夾具底板（BASE）、夾具體（UNIT）、輔助機構、控制系統幾大部分。其中BASE是放置夾具元件、自動焊槍、舉升器等夾具組件的底盤，是焊接夾具的基礎元件，它的精度直接影響定位機構的準確性。
夾具體是確定零件位置及起夾緊作用的部分，包括定位裝置及夾緊機構。
典型設計結構
下面先來看一些典型的設計結構：
•簡單定位結構（LOCATOR PIN）
主要用在主定位銷位置。
•簡單支撐夾緊（CLAMP）
•勾銷（PIN CLAMP）
主要使用在主線、往復線以及底板線等的主定位。
• STOPPER限位結構
為防止壓緊力或衝擊過大造成工件變形或劃傷工件表面；夾緊臂板厚方向有精度要求（定位銷）；雙翻機構或者搖臂長度過大時；託壓面角度過大時；有偏心距離較大的壓頭時。
• PIN CLAMP（搖銷、翻銷）
銷與工件不干涉—轉點與工件在一條線上；必須有限位STOPPER。
• H LINK結構
設計中遇到夾緊臂打開高度受限制且開啟角度要求大，或者夾緊臂運動軌跡受限制時，考慮使用H－Link，它與普通Link在使用上有區別，選擇帶CYL BRACKET的氣缸，在運動過程中氣缸無擺動，選用防轉架將氣缸固定。
• SWING結構
• 快速夾緊器結構
• 二次SWING結構（雙翻）
Part.2 雙BASE夾具
典型結構之外，還有一種柔性化組合快換夾具——雙BASE板夾具，可以大幅度縮短夾具更換調整時間、降低生產成本;BASE旋轉工作臺在分裝二級總成夾具的利用，使分裝夾具的智能高柔性成為現實，這種快速切換方式大幅度縮短了夾具更換調試時間，降低了生產成本。
雙BASE概念
雙BASE夾具是以組合夾具為基礎的能適應於不同產品或同一產品不同規格的夾具，它由一套夾具線體部分及夾具本體部分組成，夾具設計階段提前預先製造好夾具BASE板並開矩陣連接孔，後續夾具通過雙層BASE板及相應連接機構組合拼裝而成，因此稱這種夾具為雙BASE夾具。
雙BASE夾具特點
雙BASE夾具結構簡單、拼裝環節少且剛性好，易於車型切換、產品更新換代與自動化加工的需要，其主要特點包括：
1)雙BASE夾具具有通用性，夾具系統有足夠的柔性，可適應不同車型的加工要求，整體線體可以重複利用。
2)雙BASE夾具結構簡單，組裝和拆卸方便迅速，利於後續車型快速切換。
3)雙BASE夾具具備足夠的強度和剛度，夾具組裝、切換過程能夠有效保障零件的加工精度。
4)雙BASE夾具的BASE規格應統一化，重複使用可調整，組裝管理微機化。
Part.3 雙BASE夾具組成
雙BASE夾具由夾具線體部分及專用夾具兩部分組成，夾具線體部分由夾具通用部分及各標準元器件組成，夾具專用部分根據產品零件的機構及用途而定。
組成結構
1.夾具線體
雙BASE夾具的基礎元件，包括夾具通用線體、夾具框架及標準矩陣BASE面組成(見圖2);
2.支撐座
夾具骨架主要元件包括各種墊片、墊板和角座等;
3.定位件元件間定位和工件真正定位的元件
包括各種定位塊、定位銷、定位支撐和型麵點燈。
4.緊固件
包括標準銷及柱銷，是用於連接兩層BASE板的主要零件。
夾具技術要求
雙BASE夾具在設計階段除一般夾具相應技術要求外需重點考慮以下技術要求：
▲夾具BASE及支撐座
夾具線體部分主要結構按照GB2804設計，主要元件採用優質低碳合金鋼製造，經過滲碳淬火後元件表面硬度要求HRC達到58～65，內部硬度達到HRC35～40，從而保證夾具底座具有足夠的強度、韌性、搞耐磨性及穩定性等。
夾具元件的主要尺寸精度與一般夾具相同，達到ISO6～7級別即可，水平面上定位孔與基準面的公差為±0.05 mm，定位孔與定位孔之間的公差為±0.02 mm，基準面粗糙度為1.6 μm。
主BASE板孔徑有D28和D16兩個系列。在高精度的檯面上，每隔100 mm均布D28的圓孔或每隔50 mm均布φ16 mm的圓孔，這些孔可用於拼接各種功能的定位模塊和夾具連接。
Part.4 雙BASE夾具的應用
柔性夾具的組裝是按照一定的原則，將專用夾具及夾具線體部分通過緊固標準柱銷裝配成具有一定切換能力的柔性夾具的全過程。後續根據不同的產品和不同的零件的加工需求，將夾具專用部分直接廢除，並切換至夾具線體部分，通過兩層BASE連接起來，可以充分發揮夾具線體部分功效，減少後續夾具開發費用。
BASE旋轉工作臺
BASE旋轉工作臺是在一個360°旋轉工作臺均勻佈置了三套夾具BASE基礎，A車型夾具BASE通過螺栓方式固定在旋轉工作臺的基礎BASE上，同時也可以將BC車型夾具以同樣的方式固定在對應的基礎BASE上，當生產A車型時，旋轉工作臺將A車型夾具旋轉到機器人工作的位置，然後相應的機器人完成取件焊接塗膠等工藝。同理，生產B、C車型時，旋轉臺將相應車型的夾具旋轉到機器人工作位置，完成B、C車型的相應工藝。
▲旋轉工作臺3D形式
這種BASE旋轉工作臺可以實現A、B和C三款車型同一工位生產，顯著節省了生產線的佈線面積，至少可以節省兩款車型的設備投資和廠房面積。不僅如此，A、B和C三款車型任一款退市後，BASE旋轉工作臺可以快速利用旋轉工作臺基礎BASE進行切換新車型，不需要重新購置新設備和佈置新場地，無需重新調試，縮短項目週期完成真正意義的高柔性快速切換。
利用旋轉工作臺使夾具備智能、高柔性
BASE旋轉工作臺不只是用在單一工位，還可以組線於整條生產線。某項目中，由於受到場地資源限制，側圍生產佈線始終存在問題，BASE旋轉工作臺結合工位間機器運轉和工藝，實現了焊裝多車型柔性化生產線佈線，解決了側圍線難以柔性化的行業難題。
▲智能柔性化旋轉工作臺佈線方式
在某項目中，採用BASE旋轉工作臺結合機器人佈線方式，利用BASE旋轉工作臺1、BASE旋轉工作臺2和BASE旋轉工作臺3配合機器人焊接、塗膠和運轉，完美地解決了側圍分裝柔性化線生產線面積不足、多車型切換難以實現的問題，節約了設備及場地資源，縮短了產品的開發週期。BASE旋轉工作臺使雙BASE夾具備了智能化和高柔性，生產過程中工位間的智能切換以及左右側圍的高柔性化得到了實現。
以雙BASE夾具為基礎的柔性夾具是根據上述要求組裝製造的，可以通過組裝→使用→分解→再組裝週而復始循環使用，可以大量減少製造夾具材料和動力消耗，避免車型下市後大批量機械線體及動力總成的浪費，降低汽車行業的製造費用，減少夾具的設計、製造和安裝調試時間。
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