1.3 课题研究现状

(1) 国内研究现状

(2) 国外研究现状

1.4 课题研究内容

(1) 课题研究内容

本课题在分析现有各种管件类零件特征的基础上，从管件焊接装夹方式的框架考虑，设计一套管件焊接柔性夹具。本文研究的主要目标是进行智能化装夹各类管件进行焊接。设计师在构思新工件的装夹方式时，往往是根据个人的设计或制造经验将新工件的结构特征、制造特征与已有工件特征相比较，经过调整来获得新的装夹方式，这样既节省了时间又具有高的可靠性。随着计算机技术飞速发展，基于知识的推理技术不断涌现，使得以计算机为工具，基于知识推理技术为基础，使实现知识驱动的计算机辅助设计装夹方案成为可能。本文主要内容如下：

(2) 课题研究的意义

管件焊接夹具是船用柴油机制造过程中必不可少的专用装备。目前企业一般采用专用夹具焊接管件，这造成了一系列问题，如夹具制作周期长、资金重复投入，夹具使用后的存放占用空间大、使用范围小、功能单一化、工装管理难度增加等，这些缺点极大地影响了柴油机的成本，同时也降低了在市场上的竞争力。因此，针对管件的特殊性，如何设计出一套行之有效地管件焊接夹具就成为了一个至关重要的问题。焊装夹具的柔性化克服传统专用工装制造周期长、资金重复投入、工装使用后存放占用空间大等缺陷。

 第二章 方案设计

方案设计是设计中的重要阶段，它是一个极富有创造性的设计阶段，同时也是一个十分复杂的问题，它涉及到设计者的知识水平、经验、灵感和想象力等。方案设计包括设计要求分析、系统功能分析、原理方案设计几个过程。该阶段主要是从分析需求出发，确定实现产品功能和性能所需要的总体对象(技术系统)，决定技术系统，实现产品的功能与性能到技术系统的映像，并对技术系统进行初步的评价和优化。设计人员根据设计任务书的要求，运用自己掌握的知识和经验，选择合理的技术系统，构思满足设计要求的原理解答方案。

2.1设计要求分析

船用柴油机管件形状复杂，两端法兰空间位置要求严格，使管件焊接夹具设计非常困难。柴油机管件焊接时，要求把各种形状不同的管件按照一定的顺序焊接在一起源Z自)751/文\论,文]网[www.751com.cn，焊接之后的管件占用空间大，形状变的更加复杂，焊接变得更加困难。法兰的相对位置决定了管件的焊接是否成功，这对管件焊接夹具提出了更高的要求。管件的装夹方式多变性，法兰的位置多样性，焊接人员的安全性，操作可靠性都要得到保证。焊接现场环境恶劣，焊接时产生的热量很容易使管件产生变形，夹具对这种变形要有很好的抵抗能力，使变形不会影响整个管件的焊接精度。

2.2系统功能分析

    管件焊接柔性夹具主要完成柴油机管件的定位，确定管件的空间位置以及法兰的相对位置，然后进行夹紧。管件焊接柔性夹具能完成多段管件的焊接而且方便焊接人员操作，不需要专门人员，焊接人员就可以独立完成定位、夹紧、焊接、拆卸整个过程。

2.3方案设计

整体方案设计成三个直线机械臂，直线机械臂在x、y、z轴移动的同时，而且拥有两个转动。管件装夹在夹具上时，管件自身的5个自由度被限制，通过两个机械臂的组合可以限制最后一个自由度，管件在夹具中的位置是固定的。法兰的位置要求可移动，可转动，通过机械臂实现三个坐标轴的移动。