汽车工业是先进生产制造技术的集中领域,其中激光焊技术以其高效可控、可连续加工且热量集中的优势被越来越广泛地应用在新车型的白车身焊接上。国内外知名汽车企业的生产制造厂已逐渐向焊接车间无人化的方向转变,这就对激光焊夹具的精度及其他附属装置有更为严格的要求。特别是样车制造环节,需采用和量产尽可能相同的工艺并达到相同的质量目标,但此阶段的冲压工件质量不高、钣金匹配难度又大,在实际激光焊作业过程中,如何消除工件间的匹配间隙并稳定地夹紧是其难点。本文结合国内外研究现状和趋势,针对上汽大众样板中心的生产需求和特点,创新设计了一种侧围激光熔焊的随动夹紧装置,以夹紧现状分析为基础,从结构设计、干涉仿真和对比实验等方面展开研究,从而改善耗时费力的生产状态,提高焊接质量和效率。首先,通过对实际生产中原夹紧方式存在的问题进行深入剖析,并结合侧围结构特征和激光熔焊工艺特点,提出夹紧装置的优化方向和功能设计方案。将侧围激光熔焊工位的传统C型夹人工夹紧的处理方式用随动夹紧装置代替,同时增设双点滚动夹紧、曲率补偿、焊接平面自适应、恒定夹紧力控制及调节等功能。利用CATIA软件建立夹紧装置结构的三维模型,并对相关气动控制部分进行配套设计。其次,针对夹紧装置中间传力单元的关键零件做了力学分析,校核其是否具有足够的强度以满足夹紧力需求。因为激光熔焊镜组附近可用空间大小有限,所以在确定夹紧装置的设计结构之前,通过Process Simulate软件干涉检查模块进行焊接路径的仿真,检查夹紧装置在运动过程中是否存在干涉现象,然后对结构设计做进一步调整,直至路径仿真的全过程完全无干涉现象产生,即确定夹紧装置的最终结构。最后,将理论研究和工程实践相结合,把设计完成的夹紧装置应用在样板中心激光焊工作站中,以某车型的白车身为实验对象,进行激光熔焊功能性验证的预实验和焊接质量的对比实验。实验结果表明,本设计的侧围激光熔焊随动夹紧装置,在工序时间方面,节省了人工C型夹夹紧处理近120分钟的时间,省时省力,比传统工艺有明显好转;在实践效果方面,可达到理想的夹紧和焊接效果,甚至优于传统工艺;在经济效益方面,价格便宜、交货期短、可及时响应维修和服务,具有较高的实践应用价值,适合产业化发展。夹紧技术的创新为企业积累了很好的设计经验,也对今后柔性化和自动化生产线上相关技术的开发具有极大的借鉴价值。