1、UGWAVE技術在汽車焊裝夾具設計中的應用     1 概述    汽車車身是具有復雜型面的殼體件，焊裝、總裝、涂裝是車身制造的核心工作。由于焊接夾具是保證車身焊接質量的重要因素，因此，為滿足汽車市場更新換代的需要，在短時間內使新車型投放市場，用最短的時間設計最優質的焊接夾具勢在必行。    焊接夾具設計具有自身的特點：設計中存在相似之處，圖紙數量大，重復利用率高以及設計趨向系列化和標準化。然而目前焊接夾具設計，存在著以下幾個較難克服的問題：    （1）設計在二維下進行，不

2、能直觀地表達夾具三維模型；（2）車身覆蓋件大多是線框圖表示，從而導致數據殘缺或不準確，設計時憑估算、手工測量獲得的數據缺乏科學依據；（3）繪圖工作占據了設計者較多的時間；（4）資料文檔的手工檔案式管理方式不適應企業的進一步發展；（5）計算、優化、干涉問題是設計的難點和重點。    中國大部分汽車制造業目前并未進入真正的CAD時代，仍停留在采用AutoCAD繪圖以甩掉圖板的階段。由于AutoCAD作為通用的作圖軟件只能提高出圖效率，無法滿足焊接夾具專業化設計的需要，因而迫切需要專業化程度較高的設計軟件，以改進汽車焊接夾具的設計質量。   

3、; WAVE（Whatif Alternative Value Engineering）是美國UGS公司核心產品Unigraphics（簡稱UG）中有關裝配模型關聯設計的有力工具，是一種基于裝配建模的相關性參數化設計技術，利用它可以在不同部件之間建立參數之間的相關關系，即所謂“部件間關聯”關系，實現部件之間的幾何對象的相關復制口。    WAVE是在概念設計和最終產品之間建立一種相關聯的設計方法，能對復雜產品f如汽車車身焊裝夾具）的總裝配設計、相關零部件結構設計進行有效的控制。通過WAVE工具，可以嚴格控制總裝配與單元裝配及零部件中車身數據的傳遞，同時也能保證裝配

4、零件之間的裝配數據傳遞，從而避免了零部件重復設計的浪費，使得后續零部件的細節設計得到有效的管理和再利用，大大縮短了產品的開發周期，提高了設計效率。    2 應用背景    焊裝設備是指在焊接生產過程中與焊接工序相配合，有利于實現焊接生產機械化、自動化，有利于提高裝配一焊接質量，促使焊接生產過程加速進行的各種輔助機械裝置和設備。汽車車身焊裝夾具設計是一項復雜的工作，車身零件大都是薄壁板件，其剛性很差，零件表面（特別是轎車）均為復雜的三維空間曲面，在焊裝過程中必須使用多點定位夾緊的專用焊裝夾具，以保證各零件或組件在焊接處準確定位并且緊密

5、貼合，保證整個車身的裝配精度和焊接質量。    車身焊裝夾具定位面的形狀復雜，精度要求高，設計制造難度大。因為車身沖壓件大多為空間曲面，這就要求夾具定位元件的工作表面必須與車身上相應的定位表面形狀保持一致，這樣才能在焊裝過程中保證車身的外形。因而定位件的定位表面大多是型面，而且其布置亦具有空間位置特點。在夾具中定位的表面往往是取車身各重要部位的斷在，而且各定位零件的斷面數據要和車身數據一致，即焊裝夾具設計采用的坐標系與汽車車身產品設計的空間三維坐標系一致，這樣才能使夾具的定位面坐標尺寸和被焊車身零件所對應的坐標尺寸相同，保證焊好的車身零件符合其設計尺寸和位置。所以

6、，采用的坐標系是焊裝夾具的設計基準，也是加工制造基準，同時也是夾具的檢測基準。    在車身焊裝夾具設計中，正是利用了WAVE這種基于裝配建模的相關性參數化設計技術，使得車身數據一級一級的自頂向下傳遞，實現了“部件間關聯”關系，實現部件之間的幾何對象的相關復制。    3 技術方法與應用    WAVE技術起源于車身設計，采用關聯性復制幾何體方法來控制總體裝配結構（在不同的組件之間關聯性復制幾何體），從而保證整個裝配和零部件的參數化和關聯性。    3.1技術方法 

7、   3.1.1相關零件建模    用于簡單產品的設計，可以在產品的裝配結構中建立二個或多個組件之間的幾何體的相關性。    3.1.2自頂向下設計    適合于中等復雜產品的設計，使用基準平面或草圖來控制整個裝配中所有零部件的基本形狀、尺寸和裝配位置。用概念設計控制結構設計，主要是組件之間的相關性設計，可以使得設計變更自動進行，避免了大量重復設計的浪費。    3.1.3系統工程方法    適合于大型產品的裝配設計，采用控制

8、結構方法定義產品的總體裝配結構，再將總體裝配結構分為若干個子系統（或子裝配），用于進行分組并行設計。    3.2在焊裝夾具設計中的應用    在焊裝夾具的整個設計流程中，都要用到車身產品數據，這個數據就是三維車身數據一車線，車線數據存在于車身零件中，而車線以及車身零件數據從車身零件到焊裝夾具的定位件就是依靠的UG/WAVE技術，下面以焊裝夾具的設計步驟來說明WAVE技術的一般應用。    （1）如圖1在UG建模模塊中利用自頂向下方法建立焊裝夾具裝配目錄，以車線坐標系裝配車身零件。  

9、  （2）根據夾具設計基準書給出的焊裝夾具定位位置做出車身斷面線。    （3）利用WAVE技術把車身斷面圖鏈接到相應的夾具單元中，應用UG草圖模塊根據車身斷面圖對夾具單元做概念設計。    （4）在UG建模模塊中，對零件做詳細的結構設計，利用WAVE把車身斷面鏈接到定位零件中，利用車身型面切出定位零件的定位面。    （5）在夾具的總裝配中，根據車身坐標系做出車線，把車線WAVE到單元裝配中，做為單元裝配圖的設計、裝配、檢測基準。    （6）把車線WAVE到定位

10、零件中，做為定位零件的設計、制造、檢測基準。    （7）在進行定位銷等零件的設計中，可以從車身零件中直接把銷孔的位置WAVE到定位銷支架零件中，做為定位銷的裝配基準。    （8）在進行孔聯接的結構設計中，可以只設計其中一個聯接件的孔的具體位置，另一個零件上的孔位置直接利用WAVE技術鏈接，以形成零件之間的相關性，例如在圖2車身夾具裝配設計中，連接板上的銷孔需要利用定位塊上的銷孔來定位，這樣當需要調整銷孔的位置時，只需要調整定位塊上的銷孔位置即可，連接板上通過WAVE功能鏈接的孔隨之自動改變，我們可以隨時在單元夾具結構中設置諸如此類的細節結構設計，后續的結構設計會自動更新，極大地提高了設計效率。    4 結論    由于汽車市場的競爭激烈，汽車發展的趨勢由大批量生產向多品種小批量生產轉化，汽車生產廠家必須不斷縮短車型變化周期、加快車型的更新，使得車身設計、模具設計與夾具設計重疊并行進行，汽車焊裝夾具的設計過程中經常會遇到車身數據時常改變的情況，WAVE技術的應用，使得焊裝夾具設計開發與車身產品開發的并行進行成