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工艺装备通常是指机械制造过程中用到的夹具、刀具、模具、量具、辅具等的总称（简称工装）[5]。焊接夹具是将焊件正确定位并夹紧后用于装配和焊接的工艺装备，基本结构包括定位机构、夹紧机构、夹具体三部分。其中，除夹具体是根据焊件结构形状进行专门设计外，夹紧机构和定位器多是通用结构形式。焊接夹具的特点是由装配焊接工艺和焊接结构的形式决定的，总结如下：50233
○1由于焊件一般由多个简单零件组焊而成，这些零件的装配和定位方式在焊接工装夹具上是按顺序进行的，因而焊件的定位和夹紧是单独进行的；
○2由于焊接过程中会产生大量热量而引起焊接变形，因而焊接夹具应控制零件变形或者刚性的固定，并且允许某些零件在特定方向自由伸缩；
○3焊接夹具装焊完成之后，尺寸增大，重量增加，形状变得复杂，因而增加了从工装夹具上卸下来的难度；
○4焊接夹具的形状精度，除精密焊件所用的夹具外，一般焊接夹具本身的制造精度和焊件的定位精度均低于机床夹具的相应标准。随着计算机技术和 CAD 技术的发展，特别是焊接产品的数字化、智能化，广泛应用CAD技术来进行焊接夹具设计已经成为当前设计的主流。从开始采用二维绘图软件AutoCAD 代替手工绘图，逐渐发展到利用三维CAD软件进行产品的辅助设计，焊接夹具已经发展到数字化工装设计阶段，即在工装的设计与制造过程中采用数字量传递尺寸[6]。数字化工装设计以数字化产品为依据，利用CAD系统设计出工装三维装配模型，对复杂接触型面采用数控加工的方法进行加工，是先进工装设计技术的集成[7]。
在国内，管件焊接柔性夹具主要是在各个高校和一些企业合作开发下进行，以汽车焊接夹具和航空焊接夹具为主。甘肃工业大学的王政在焊接工装上具有多年的研究经验，以AutoCAD软件为开发平台，采用模块化、渐增式系统开发方式和面向对象的程序设计方法，开发了基于Windows平台的焊接工装夹具三维参数化CAD系统（简称WFCAD）[7]，并在PRO/ENGINEER 的基础上实现第一、二类杠杆－铰链焊接工装夹具的计算机辅助设计。北京航空航天大学开发的汽车焊接夹具CAD系统，以夹具的分析为设计基础，对焊接夹具设计误差计算进行了研究，并在标准件库的基础上实现了对汽车焊接夹具设计的标准化支持论文网。南航开发数控导管焊接夹具CAD系统，主要实现应用旋转法和最小二乘法两类方法完成焊接夹具底面的优化设计，并采用特征联系的思想封装设计知识，实现了焊接底座零件建模与装配连续完成。
(2) 国外研究现状
美国南伊利诺大学的 W.Ma、Z.Lei、Y.Rong 等人研制的计算机辅助标准夹具构型设计系统，当定义了几何模型和夹具元素功能后，最终输出夹具装配图[8]。德国西格蒙焊接工作台，将成组技术模块化的思想融入到管件焊接夹具中，使夹具的组装更易操作，目前并没有开发出相应的焊接夹具CAD系统平台。尽管人们认识到夹具在生产过程中的重要性，但夹具设计和装配手段仍未从计算机辅助工程中得到更多的受益，它仍是现代制造系统的瓶颈问题之一。要缩短产品生产周期，必须构建一个能支持快速产品制造的生产准备系统。作为制约企业快速响应的一个关键环节，国内外专家学者对CADF做了大量研究工作，已经出现一些原型系统。有些系统已得到实际应用，少数已商品化。但是总的来说，CADF在研究开发上存在严重不足，已取得的实际效益和投入的力量很不相称，开发多，应用少，大部分研究仅仅局限夹具某个设计阶段的理论研究上，缺乏实用性。焊接夹具CAD系统的实现，提供了焊接夹具设计的辅助设计工具，加快了设计的效率。然而这些系统停留在局部的辅助设计上，没有充分考虑到人在生产中的重要地位与作用，忽视了知识与经验在计算机辅助夹具设计系统中指导与检测功能，知识的处理和重用等方面还不能提供有效的计算机辅助设计的支持技术。缺少一个能够将夹具设计知识与CAD模型完全集成的工具，因此CAFD的发展使得人工智能的引入成为必然的趋势[9]。