焊装夹具结构可重构化设计的关键是对焊装夹具零部件进行标准化、通用化、系列化，以及采用 可调式结构设计。焊装夹具的重构大部分工作是将标准化元件重新组合的过程，也就是将焊装夹具中 普遍具有不同功能的元件，如定位块、支架、压紧块支架、导向座、工作台、工作台支架等抽出来， 预先设计成通用的标准化系列元部件，在重构设计时，设计者根据需要调用这些元部件任意组合构成 一套夹具。一套夹具重构设计是否合理，主要取决于设计者的组合水平，更主要的是通用化标准元件 的编制设计程度，编制越多越细，设计时越得心应手。设计者的组合水平是焊装夹具重构设计的成败 的关键，标准化元部件是焊装夹具设计的基础，两者互为因果、不可偏费。
加工”，主要用于机械零件的机加工。60 年代中期，英国的 Burbidge 提出了生产流程分析原理，以找 到工艺相似的零件组，建立与之对应的制造单元，从而使企业的物流路线和生产流程更趋合理。由此 而使成组工艺进一步发展成为一种把生产技术与组织管理揉合成一体的综合技术即成组技术。它是将 工程技术与管理技术集于一体的生产组织管理方法，它利用产品零件间的相似性对零件分类成组，然 后根据每组零件所特有的相似特征为同组零件找出相对统一的最佳处理方法，从而在基本不改变原有 工艺和设备的条件下，取得提高效率、节省资源、降低生产成本的目的。该设计方法是通过成组技术 的编码系统，对夹具库中原有的相似的夹具单元做相应的调整，从而适应新的工作的加工要求。若无 法选择相似的夹具时，就可以使用生成式夹具设计方法，产生新的夹具设计方案，将新产生的夹具编 码添加到夹具库中，为下次设计作参考用。
交互式夹具设计步骤以传统夹具设计步骤为基础。首先根据工件特征、工序信息及夹具信息，调 用有关的程序和数据协助技术人员来完成夹具的定位方案、导向方案、夹紧方案的设计，并通过人机
交互的方式完成各功能元件和部件的选择和设计。然后进入三维绘图环境，采用人工交互的方式进行 参数化驱动，以获得尺寸满足要求的零件和部件，装配后绘出装配图和零件图。
（4）可重构焊装夹具设计 上世纪末，一些学者提出了可重构制造系统（RMS，ReconfigurableManufacturingSystem）其关
键技术是可重构生产技术，追求的目标是快速响应市场、占有市场，可重构制造系统是一种能适应市 场需求的产品变换，按系统规划的要求，以重排、重复利用、革新组元或子系统的方式，快速调整制 造过程、制造功能和制造生产能力的一类新型可变制造系统。它是基于可利用的现有的或可获得的新 设备和其他组元、可动态组态的新一代制造系统。与传统的制造系统的区别在于：企业可随时根据产 品变化，由产品工艺过程变化驱动、快速进行组态规划和重构。
（1）计算机辅助夹具设计 计算机辅助汽车焊装夹具设计是最早的把计算机应用于汽车焊装夹具设计工作的阶段，但目前仍
有不少焊装夹具设计企业应用这种设计方法。应用这种设计方法时，计算机本身没有任何智能行为， 仅仅是一种辅助工具。设计夹具的经验和知识靠设计人员来掌握。夹具的检测、调整等工作也由专业 人员来完成。
毕业设计开题报告
学生姓名 指导教师姓名
系部 职称
汽车与交通工程学 院
教授Leabharlann 从事 专业专业、班级 车辆工程 是否外聘 □是√否
题目名称
汽车车轮轮罩焊装夹具设计
一、课题研究现状、选题目的和意义 1、课题研究现状 国内外对汽车焊装夹具的设计进行了多方面的研究，1988 年，Youcef-Toumi 等人提出一种关于
（2）交互式夹具设计 最初的交互式设计系统是由设计人员简单应用 CAD 软件的图形功能，建立一个标准夹具元件数
据库，设计者根据经验选择元件，并装配成夹具。随后开发的 CAFD 系统建立了定位方法选择、工 件信息检索等模块，大大提高了 CAFD 系统的实用性。这些都是基于二维平台开发的。随着计算机 技术的发展，三维绘图成了计算机辅助设计的有力工具。多数三维绘图软件都建立了标准件库，同时 允许用户建立自己的元件库。这为交互式夹具设计提供了更好的平台。
薄板钢件的夹具分析的方法,研究了用于平板和壳体的三点和四点夹具定位系统，该方法没有考虑薄 板变形减少问题；1991 年，Menassa 和 DeVies 提出基于“3-2-1”定位方案的使工件第一基准面法向 变形量最小的夹具定位布置，但没有考虑夹具的特征；1996 年,Cai、Hu 和 Yuan 在采用变分法确定传 统“3-2-1 定位”夹具定位点位置的基础上,针对柔性车身薄板零件易变形的特点提出了“N-2-1 定位” 法,在薄板件法方向即第一基准面应用多于 3 个定位点来限制工件多余变形，利用有限元分析和非线 性规划方法找到最优的定位点数“N”。陈猛，郭钢等人在 2001 年提出汽车焊接夹具 CAD 系统的设 计目标并开发了三维汽车焊装夹具 CAD 系统；周至强、罗来军和林忠钦在 2002 年采用模块化设计 和参数化设计技术开发了汽车覆盖件焊装夹具设计参数库等；岁波等在 2003 提出采用树状模型与关 系模型来描述车身装焊工艺信息的混合建模方法，并在此数据模型基础上借助人机交互式三维仿真平 台，建立了白车身虚拟装焊可视化工艺信息模型；2005 年，刘海江，罗生斌针对国内汽车企 6 华中 科技大学硕士学位论文业中白车身焊接机器人作业顺序不合理的问题，采用启发式的节约算法，有效 的解决了机器人规划中的最短路问题，实现了机器人路径的优化；2006 年，熊晓萍等提出将知识工 程技术引入到传统 CAD 系统中，有效地支持车身焊接夹具智能化 CAD 技术的快速实现。
交互式夹具设计系统适合于开发新产品和需要加工新工件、没有已有夹具信息可以利用的情况。 对于大多数制造业企业来说，待加工的工件相似性高，因此要设计的夹具只需要在尺寸或结构上进行 部分修改，这就使夹具设计中重复性工作多，需要繁琐的人工绘图工作。如何充分利用已有夹具信息 成为 CAFD 系统的关键环节。
（3）基于成组技术的焊装夹具设计 成组技术（GT）是上个世纪 50 年代由前苏联学者 c.n 米特洛夫首先提出来的，当时称作“成组