基于CATIA的汽车焊装夹具专用设计模块研究

1王浩然2李洪起

长城汽车生产技术开发中心天津市300462

摘要：汽车车身的焊接是汽车制造过程中较为重要的一个环节，而对于车身焊接而言，焊接夹具是进行焊接过程中，生产线上所用到的一种较为重要的、关键的工具、工艺设备。焊接夹具本身的质量和性能，以及在使用过程中所遵循的工艺流程直接影响到所生产汽车的质量。因此，汽车焊接夹具的设计和制造，是保证汽车生产和制造质量的一个关键性步骤，同时也是需要大量制造、设计经验的一项工作。只有做好对目前使用夹具的研究工作，最终才能使得我国的夹具发展更加具有潜力。

关键词：CATIA，汽车焊装夹具，设计模块

引言：在进行车身焊装夹具的设计时，主要需要考虑是夹具的设计。在通常情况下，夹具的精度高低对于车身的焊接质量有着直接的影响。车身是整个汽车的核心部分，车身整体是由多个不同制件进行焊接而成，所以掌握好夹具的设计显得尤为重要。在未来的汽车车身夹具的应用过程中，需要注意夹具的调试工作，夹具要想充分的发挥出自身的作用，就必须保证夹具的调试科学化和规范化，只有这样才能使得车身焊接质量有较高的突破。

一、汽车焊装夹具设计特点

焊装夹具的设计首先需要考虑，设计简单化和制造方便化两方面。由于夹具不是长期和多用途性的使用特殊性，一般情况下夹具的更换周期时间较短，因此在设计过程中需要充分的考虑到这个因素，夹具在制造过程中需要严格要求尺寸，往往夹具的使用要保证一次成功，在制造的过程中也是单一的制造，没有重复制造的机会，所以在设计过程中要更加的谨慎，设计者要熟悉夹具的制造流程和方法，以满足设计的工艺要求。以上这些问题将决定夹具的设计质量、制造质量。焊接技术在车身工程中处于重要地位，然而随着汽车轻量化的要求，轻型材料的普及应用，如铝合金的焊接等等，促进了焊接新技术的发展，同时这也给汽车焊装夹具的设计带来了新的难题，因此夹具在未来的还有很长的路要走。

合理分解汽车车身零部件，确定所需夹具种类。

车身整体是由零部件进行焊接而成，经过两种及多种制件所焊接而成的工件称为焊合件，例如车身驾驶室是由不同的焊合件进行组装而成。根据实际的车身状况设计夹具的尺寸规格，这样能够保证在进行焊接过程中的车身质量和焊接效率。

二、CATIA设计模块研究

CATIA模块技术在我国的制造行业的运用十分广泛，但是随着人们对于汽车的功能要求多元化，汽车焊装夹具的设计选用改变设计模式，在CATIA技术的支持下，用户可以通过二次接口进入，并且提供了进程内应用程序（In-ProcessApplication）和进程外应用程序（Ou-ProcessApplication）两种开发方式。进程内应用主要通过CATIA的宏命令运行，能够实现一些相对简单重复性操作过程，但不具备参数传递修改等功能，相对功能强大的进程外方式的应用较少，因此，二次开发技术多指进程外方式。在多种进程外方式中，基于构件的CAAV5及基于自动化编程的CATIAAutomation方法应用最为普遍，其中CAAV5需要以VC++为载体的RADE开发环境，能够创建新的CATIA函数，功能强大。但编程复杂。而CATIAAutomation则利用CATIA自身提供的AP接口函数，能够实现二次开发的大部分功能，且具有COM组件的特点，上手快并且开发效率高，能够满足本课题开发所需的功能要求，因此，在汽车焊装夹具的设计选择应用CATIAAutomation开发技术创建适合的CATIA程序。

CATIAAPI及重要对象

CATIAAPI是CATIA本身提供的一组已编译好的应用程序编程接口函数，位于模块安装目录XDassault：Systemes\B20hintel.alcode'bin下的CATIAVSSurfaceMachiningInterfacesOhjoctL.ibrary动态链接库中，相关函数说明在同一个目录下的V5Automationchm文档内。API将所有的数据都被封装成对象，并按继承与聚合关系构建成树装结构。在所有对象中Application是根对象，在其下深生出Documents.Windows.SettingControllers.Printers等Collection及FileSystem.SystemService、SystemConfiguration等Object.每个对象都有其操纵集合的方法和属性。

界面定制

人机界面设计主要实现CATIA建模与数据库之向的联系，具备对现有数据库内容的增、则，改，查及在数据库中创建新表的功能。设计时从数据库内读取的内容在DataGrid中，当双击DataGrid中数据时对照条记录能够填充到相关的Text控件中，控件中的内容作为参数传输给CATIA涵数用于创建模型，模块的界面如图4所示。建模参数可直接输入或从数据库读取。并根据零件类型自动从数据库中读取相关特性并将其添加到属性相关的Texr中做相应修改后将零件属性自动填充到CATIA模块的零件属性中，用于自动生产BOM表。每个汽车夹具设计对于BOM表的形式不同，通过程序遍历零件属性自动生成BOM。这样可以大幅度减少人工重复劳动强度。

3.3CATIA建模程序开发

为加快程序开发进程，首先分析零件的参数化设计特点。然后利用CATIA宏录制的方法将建模过程录制为VBScript角本文件，快速的找到相关的CATIA消数，再特角本复制到VB中配合API进行相关修改。如角座零件建模过程涉及到的主要Method包括add（ProductiProduc）.iemlCATVariantiIndex）、CreaicReferenceFromName（CATBSTRiLabel）.AddNewPadFromRef（ReferenceiProfileElt，doubleiHeight），GettemICATBSTRIDName），CreatePointidoubleix，doubleiY））.CreateLine（doubleiX1，doubleiYI，doubleiUX.doubleiUY）.CreateReferenceFromObjecto）.AddBiEliCsu（CaiConstraintTypeiCsiType，ReferenceiFirstElem，ReferenceiSecondElem）.CreateProjections（CATBSTRiLabel））.CreateClosedCircleidoubleiCenterX，doubleiCenterY.doubleiRadius）等。属性赋值主要涉及part.UserRefProperies及相关CrealcRel（CATBSTRiName，doubleiValuc）.CreateString（CATBSTRiName，CATBSTRiValue）等创建属性的方法。

三、结束语

通过对于CATIA技术的使用设计出来的汽车焊装夹具专业模块，可以在实际的设计过程中加快设计和快速生产汽车焊装所需要的零件，同时借助属性库中的相同种类的零件的属性进行快速便捷的设计零件的属性，利用软件进行自动生产尺寸表格进行生产，汽车焊装夹具的模块化设计减轻了设计者的工作压力和负担，提升了汽车夹具的设计效率，进而推动我国的焊装夹具设计的发展，大大减少了在汽车夹具设计上所花费的时间，为我国的汽车制造打下坚实的基础。

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