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摘 要：汽车产业的发展推动了全民经济，而汽车焊装夹具在整个汽车生产加工以及装配过程中发挥着重要作用。本文基于CATIA平台，通过研发汽车焊装夹具专用设计模块，旨在提高汽车焊装夹具设计速度与质量，便于在设计模型中完成零件的快速设计、赋值以及方案优化，进而为汽车优化设计创造更多有利条件。
关键词：汽车焊装夹具;专用设计模块;CATIA
焊装夹具指的是可以把零件定位在固定的位置上，同时保证零件固定速度以及准确性，避免零件固定后出现偏移的一种装置，焊装夹具是进行汽车焊装生产的重要手段。汽车的实际生产过程中需要重复性生产相同的产品，夹具如果出现变形或移动，则生产的零部件不能满足后期装配要求，影响到整个汽车加工质量[1]。目前国内对焊装夹具的研究多通过建立参数化零件库，实现零件的有效生产与加工，当然因为数据库中涉及内容较多，实际应用存在较多问题。本文基于CATIA平台，通过构建数据库，开发汽车焊装夹具设计模块，提高汽车焊装夹具的工作效率，现就相关内容分析如下：
1 汽车焊装夹具的结构组成
现阶段使用的焊装夹具有多种类型，不过其总体结构却较相似。汽车焊装夹具主要结构有：（1）底板，底板是夹具的基础，其结构多为孔系结构或者槽系结构，承担着整体支撑作用，底板加工以及安装精度对整个焊装夹具的精度影响较大，加工期间要求其表面粗糙度、形位公差需要严格处于限定范围内;（2）定位模块，该模块属于焊装夹具的主要组成部分，设计过程中要求较多，比如刚度、定位精度、硬度、可维修性、可调性、尺寸的標准化与系列化，上述要求都是保证其定位准确的前提[2];（3）夹紧模块，该模块也是汽车焊装夹具的主要组成，设计过程中对其夹紧力有严格要求，同时整个结构要求有较高的自动化程度、结构简单、有较强的可操作性与安全性。气动夹紧单元也有较多的组成，比如连接板、销轴、支撑块、限位块、气缸等等;（4）其它必要性辅助系统，汽车焊装夹具在实际夹紧过程中，还需要完成一些操作，比如移动、旋转等这些都需要有其它的辅助系统。总之，汽车焊装夹具的结构组成包含多个部位，不同部位以及构成均有相应的设计要求。
2 汽车焊装夹具设计特点分析
汽车焊装夹具通常采取模块化形式进行拆分设计，这种设计方法不仅有助于提高设计效能，同时对后期的制造、组装、调试、维修以及检测等均有较高要求，通过多个设计模块的设计与联合，共同形成结构复杂与体积庞大的汽车焊装夹具。根据汽车结构特点，冲压成型的薄壁板是汽车车身的主要组成，该夹具定位以“N-2-1”定位形式为主，一般情况下N超过3，为保证系统刚度要求，减少在夹具使用期间可能出现的变形，夹具定位需要应用过定位形式。夹具应用过程中不仅有较多的夹紧点，同时零件为薄壁型，因而夹紧形式需要采取高效快速装置。夹紧点与支撑点距离较近，不同厚度钢板对应的夹紧力取值也有不同，如果钢板厚度不足1.2mm，夹紧力在300-750N，1.5-2.5mm之间的钢板，其夹紧力可选择500-3000N。不同设计构件还应满足标准化、通用化以及系列化要求，这种设计特点开发耗时少，成本也较低。
3 CATIA二次开发技术分析
3.1 开发方式分析
目前航空、汽车以及船舶等行业均可使用CATIA，这与其强大的功能有着密切关系，同时CATIA二次开发接口可满足不同用户的实际需求，兼顾专业化与个性化要求。CATIA二次开发有进程内应用程序与进程外应用程序，一些简单重复性操作可通过进程内借助CATIA宏命令完成。设计技术要求较高的情况下可使用进程外应用程序，其中应用频繁的以CAA V5以及自动化编程CATIA Autom ation方法。CAA V5开发环境为RADE，载体为VC++，虽然有强大功能，不过整体编程复杂;CATIA Autom ation方法具有自动化编程特点，可减少编程难度，且同样可满足本次设计要求[3]。
3.2 CATIA API与开发对象分析
CATIA API属于接口函数，所有数据通过API封装成对象，不同数据依据继承、聚合关系构建成树状结构。整个结构中Application为根对象，根对象下可派生出其它Object以及Collection，其中Object如System Service，Collection如Printers、Documents。不同对象有相应的方法操纵结合，并有相应的属性。操作几何的方法比如Add（）、Remove（），属性比如Count。
4 设计模块关键性技术分析
4.1 数据库技术分析
汽车焊装夹具在应用过程中需要兼顾较多零件，不同零件均需要依靠相应的参数完成控制，这也就决定了设计模块中需要建立数据库系统，通过数据库系统便于根据实际需要及时调取数据，当然不同零件参数应满足零件库的设计标准。数据库技术可满足模块高效实用，便于及时调取数据。模块中建模参数存取、参考图片等均属于数据库范畴。
鉴于不同零件有着不同的参数，因而不同零件需要设计一个表格，并在表格中记录其属性，不同属性表标识成零件类别，然后将其作为外键。按照不同零件类型存储数据，这样可避免数据库冗余度。鉴于较多数据以Excel表格形式存放，因而模块设计中需要能完成对Excel的批量导出与利用功能，同时还能够完成对不同数据的分析，数据库是进行整个汽车焊装夹具专用设计模块的关键性技术之一，通过Access2007完成数据库建设。
4.2 人机界面设计
数据库和CATIA建模之间还需要依靠人机界面进行相关操作，比如根据实际情况完成对数据库相关内容的增加、修改、删除、数据查找等操作。系统从数据库中获取的数据信息需要显示，且能显示在DataGrid中，双击DataGrid可将数据库中的数据填充到人机界面的Text控件中，CATIA函数能够通过控件完成参数传递，进而用于模型创建。建模参数可采取两种方法，一种是直接输入参数，另外一种是从已有数据库中调取信息，依据设计零件实际情况从数据库中读取信息，选择合适的参数将其添加到Text中，调取的参数还可以作出修改，并按照修改后的数据属性完成自动填充，相关属性信息可加入CATIA模块零件中，最终会记录参数，并输出生成BOM表。考虑到不同企业实际需要的BOM表形式可能有所不同，依据程序中的遍历零件属性可自动生成BOM，提高工作效率，减少工作强度[4]。 4.3 建模程序的开发
程序开发前，需要完成不同零件的参数分析，建模过程可使用CATIA宏文件进行录制，使其成为VBScrpt角本文件，提高CATIA函数查找效率。角本信息可直接复制到VB中，通过API进行修改。比如角座零件建模需要用到的Method有add（Product iproduct）、AddNewPadFromName（CTTBSSTRiLabel）等。创建属性方法也较多，比如part UserRefProperties、CreateString（CATBSTR iName）。
5 设计实例分析
夹具中“角座”承担着支撑作用，也是主要的连接元件，“角座”在同连接板连接方面发挥着重要作用。现阶段型材拼焊使用情况较多，为有效缩短生产周期，提高系统的灵活性，设计期间需要满足互换性、系列化特点，确保存在问题后可及时更换。整个型材拼焊宽度约为100mm，高度不超过600mm，加工后的厚度为16mm、19mm或者20mm。定位孔直径在10mm，同底板相连接的螺孔直径12mm，同连接板相连位置的孔径直径为14mm，孔宽间距为70mm，棱边为倒圆角，需要加强筋，掌握上述信息是进行建模与后续处理的关键。“角座”建模需要完成参数分类，包括驱动参数与可选参数，建模界面通过直接输入参数，也可以从数据库调取参数，“Footseat”数据表中有“角座”参数的存储，共包括了13个字段，具体为ID（主键）、H、W、L、Rid、TH、W1、Φ1、Φ2、Φ3、R1、R2。“PartPropetties”中是相关的属性参数，也包含了13个字段，从数据库中获得相应的零件模型参数，且能够从属性数据中获取数据，视情况对相关参数作出调整，使用开发软件可生产角座零件，其能够自动生成BOM表，接着通过遍历零件属性进行属性取舍。
6 結束语
汽车焊装夹具专用设计模块的开发与设计能够兼顾多种零件的设计，依靠数据库技术、人机界面以及程序开发，可较好地完成零件设计，同时能够生成BOM表，有效的提高了不同零件设计时效性与科学性。伴随着汽车制造业的不断发展，焊装夹具专用设计模块能够更好地将设计系统与汽车焊接有效联系起来，保证汽车生产中不同零件的有效装配，提高汽车装配质量，推动汽车产业的持续发展。
参考文献：
[1]周方明，陈丽丽，颜益，等.基于UG的三维汽车后桥焊接零件库系统的设计[J].焊接技术，2016，45（03）：56-59.
[2]于东林，李智博，王春雷.基于成组技术的汽车夹具循环利用研究[J].成组技术与生产现代化，2018，35（03）：25-27.
[3]安南，于东林，龚奕境，李聪，张博，徐国龙.基于大数据理念的汽车焊装夹具成组利用研究[J].河南科技，2018（17）：83-85.
[4]朱立达，张小丽.基于CATIA的汽车焊装夹具专用设计模块研究[J].制造业自动化，2015，37（12）：15-18.
关键词：汽车焊装夹具;专用设计模块;CATIA
焊装夹具指的是可以把零件定位在固定的位置上，同时保证零件固定速度以及准确性，避免零件固定后出现偏移的一种装置，焊装夹具是进行汽车焊装生产的重要手段。汽车的实际生产过程中需要重复性生产相同的产品，夹具如果出现变形或移动，则生产的零部件不能满足后期装配要求，影响到整个汽车加工质量[1]。目前国内对焊装夹具的研究多通过建立参数化零件库，实现零件的有效生产与加工，当然因为数据库中涉及内容较多，实际应用存在较多问题。本文基于CATIA平台，通过构建数据库，开发汽车焊装夹具设计模块，提高汽车焊装夹具的工作效率，现就相关内容分析如下：
1 汽车焊装夹具的结构组成
现阶段使用的焊装夹具有多种类型，不过其总体结构却较相似。汽车焊装夹具主要结构有：（1）底板，底板是夹具的基础，其结构多为孔系结构或者槽系结构，承担着整体支撑作用，底板加工以及安装精度对整个焊装夹具的精度影响较大，加工期间要求其表面粗糙度、形位公差需要严格处于限定范围内;（2）定位模块，该模块属于焊装夹具的主要组成部分，设计过程中要求较多，比如刚度、定位精度、硬度、可维修性、可调性、尺寸的標准化与系列化，上述要求都是保证其定位准确的前提[2];（3）夹紧模块，该模块也是汽车焊装夹具的主要组成，设计过程中对其夹紧力有严格要求，同时整个结构要求有较高的自动化程度、结构简单、有较强的可操作性与安全性。气动夹紧单元也有较多的组成，比如连接板、销轴、支撑块、限位块、气缸等等;（4）其它必要性辅助系统，汽车焊装夹具在实际夹紧过程中，还需要完成一些操作，比如移动、旋转等这些都需要有其它的辅助系统。总之，汽车焊装夹具的结构组成包含多个部位，不同部位以及构成均有相应的设计要求。
2 汽车焊装夹具设计特点分析
汽车焊装夹具通常采取模块化形式进行拆分设计，这种设计方法不仅有助于提高设计效能，同时对后期的制造、组装、调试、维修以及检测等均有较高要求，通过多个设计模块的设计与联合，共同形成结构复杂与体积庞大的汽车焊装夹具。根据汽车结构特点，冲压成型的薄壁板是汽车车身的主要组成，该夹具定位以“N-2-1”定位形式为主，一般情况下N超过3，为保证系统刚度要求，减少在夹具使用期间可能出现的变形，夹具定位需要应用过定位形式。夹具应用过程中不仅有较多的夹紧点，同时零件为薄壁型，因而夹紧形式需要采取高效快速装置。夹紧点与支撑点距离较近，不同厚度钢板对应的夹紧力取值也有不同，如果钢板厚度不足1.2mm，夹紧力在300-750N，1.5-2.5mm之间的钢板，其夹紧力可选择500-3000N。不同设计构件还应满足标准化、通用化以及系列化要求，这种设计特点开发耗时少，成本也较低。
3 CATIA二次开发技术分析
3.1 开发方式分析
目前航空、汽车以及船舶等行业均可使用CATIA，这与其强大的功能有着密切关系，同时CATIA二次开发接口可满足不同用户的实际需求，兼顾专业化与个性化要求。CATIA二次开发有进程内应用程序与进程外应用程序，一些简单重复性操作可通过进程内借助CATIA宏命令完成。设计技术要求较高的情况下可使用进程外应用程序，其中应用频繁的以CAA V5以及自动化编程CATIA Autom ation方法。CAA V5开发环境为RADE，载体为VC++，虽然有强大功能，不过整体编程复杂;CATIA Autom ation方法具有自动化编程特点，可减少编程难度，且同样可满足本次设计要求[3]。
3.2 CATIA API与开发对象分析
CATIA API属于接口函数，所有数据通过API封装成对象，不同数据依据继承、聚合关系构建成树状结构。整个结构中Application为根对象，根对象下可派生出其它Object以及Collection，其中Object如System Service，Collection如Printers、Documents。不同对象有相应的方法操纵结合，并有相应的属性。操作几何的方法比如Add（）、Remove（），属性比如Count。
4 设计模块关键性技术分析
4.1 数据库技术分析
汽车焊装夹具在应用过程中需要兼顾较多零件，不同零件均需要依靠相应的参数完成控制，这也就决定了设计模块中需要建立数据库系统，通过数据库系统便于根据实际需要及时调取数据，当然不同零件参数应满足零件库的设计标准。数据库技术可满足模块高效实用，便于及时调取数据。模块中建模参数存取、参考图片等均属于数据库范畴。
鉴于不同零件有着不同的参数，因而不同零件需要设计一个表格，并在表格中记录其属性，不同属性表标识成零件类别，然后将其作为外键。按照不同零件类型存储数据，这样可避免数据库冗余度。鉴于较多数据以Excel表格形式存放，因而模块设计中需要能完成对Excel的批量导出与利用功能，同时还能够完成对不同数据的分析，数据库是进行整个汽车焊装夹具专用设计模块的关键性技术之一，通过Access2007完成数据库建设。
4.2 人机界面设计
数据库和CATIA建模之间还需要依靠人机界面进行相关操作，比如根据实际情况完成对数据库相关内容的增加、修改、删除、数据查找等操作。系统从数据库中获取的数据信息需要显示，且能显示在DataGrid中，双击DataGrid可将数据库中的数据填充到人机界面的Text控件中，CATIA函数能够通过控件完成参数传递，进而用于模型创建。建模参数可采取两种方法，一种是直接输入参数，另外一种是从已有数据库中调取信息，依据设计零件实际情况从数据库中读取信息，选择合适的参数将其添加到Text中，调取的参数还可以作出修改，并按照修改后的数据属性完成自动填充，相关属性信息可加入CATIA模块零件中，最终会记录参数，并输出生成BOM表。考虑到不同企业实际需要的BOM表形式可能有所不同，依据程序中的遍历零件属性可自动生成BOM，提高工作效率，减少工作强度[4]。 4.3 建模程序的开发
程序开发前，需要完成不同零件的参数分析，建模过程可使用CATIA宏文件进行录制，使其成为VBScrpt角本文件，提高CATIA函数查找效率。角本信息可直接复制到VB中，通过API进行修改。比如角座零件建模需要用到的Method有add（Product iproduct）、AddNewPadFromName（CTTBSSTRiLabel）等。创建属性方法也较多，比如part UserRefProperties、CreateString（CATBSTR iName）。
5 设计实例分析
夹具中“角座”承担着支撑作用，也是主要的连接元件，“角座”在同连接板连接方面发挥着重要作用。现阶段型材拼焊使用情况较多，为有效缩短生产周期，提高系统的灵活性，设计期间需要满足互换性、系列化特点，确保存在问题后可及时更换。整个型材拼焊宽度约为100mm，高度不超过600mm，加工后的厚度为16mm、19mm或者20mm。定位孔直径在10mm，同底板相连接的螺孔直径12mm，同连接板相连位置的孔径直径为14mm，孔宽间距为70mm，棱边为倒圆角，需要加强筋，掌握上述信息是进行建模与后续处理的关键。“角座”建模需要完成参数分类，包括驱动参数与可选参数，建模界面通过直接输入参数，也可以从数据库调取参数，“Footseat”数据表中有“角座”参数的存储，共包括了13个字段，具体为ID（主键）、H、W、L、Rid、TH、W1、Φ1、Φ2、Φ3、R1、R2。“PartPropetties”中是相关的属性参数，也包含了13个字段，从数据库中获得相应的零件模型参数，且能够从属性数据中获取数据，视情况对相关参数作出调整，使用开发软件可生产角座零件，其能够自动生成BOM表，接着通过遍历零件属性进行属性取舍。
6 結束语
汽车焊装夹具专用设计模块的开发与设计能够兼顾多种零件的设计，依靠数据库技术、人机界面以及程序开发，可较好地完成零件设计，同时能够生成BOM表，有效的提高了不同零件设计时效性与科学性。伴随着汽车制造业的不断发展，焊装夹具专用设计模块能够更好地将设计系统与汽车焊接有效联系起来，保证汽车生产中不同零件的有效装配，提高汽车装配质量，推动汽车产业的持续发展。
参考文献：
[1]周方明，陈丽丽，颜益，等.基于UG的三维汽车后桥焊接零件库系统的设计[J].焊接技术，2016，45（03）：56-59.
[2]于东林，李智博，王春雷.基于成组技术的汽车夹具循环利用研究[J].成组技术与生产现代化，2018，35（03）：25-27.
[3]安南，于东林，龚奕境，李聪，张博，徐国龙.基于大数据理念的汽车焊装夹具成组利用研究[J].河南科技，2018（17）：83-85.
[4]朱立达，张小丽.基于CATIA的汽车焊装夹具专用设计模块研究[J].制造业自动化，2015，37（12）：15-18.