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德国西格芒三维组合工作台 |
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作者：上海韦泰工业器材有限公司 严海星 |
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焊接工装夹具在我国一贯比较落后，而且不受重视。各厂家都实行自己开发设计制造，专用性强，费时费工，工装成本非常高。柔性组合焊接工装基本上是一个空白。德国西格芒公司(system) 在自身承接客户变化多样的结构件的生产过程中，应用组合夹具的设计思想，以其创意和创新的巧妙构思、灵活多样的结构组合，独创了组合式三维焊接工作台，并逐渐从满足自我的使用到供应给各行各业的用户。柔性化的焊接工装免除了设计人员重复设计和制作工装的投入,在短短10年左右的时间内，就已经在几千家欧美著名的机械焊接与切削行业成功应用。在德国金属加工领域是有口皆碑的工装助手。西格芒公司(system)三维柔性化组合焊接工作台技术在欧洲、美国和中国已经获得了多项专利。
三维组合焊接夹紧系统介绍
德国西格芒公司(system) 三维组合焊接工作台有D28和D16两个系列。在高精度的台面上，每隔100mm均布D28的圆孔或每隔50mm均布D16的圆孔，这些孔可用于拼接各种功能的定位模块和夹具。各种功能模块除台面外，还有定位块，直角块，立柱，任意角度调整，V形块，销栓，各类快速夹具，间隙调整片及各种辅助模块。模块的设计构思巧妙，可以进行各种组合和反复应用。
system16系统
用于模块之间互相紧固连接的销栓，内部采用五个同心钢珠。销栓松开时，钢珠退入销栓内，此时销栓可方便地插入模块的孔内。当用手逐渐拧紧时，五个钢珠逐渐弹出，自动对中并夹紧模块。用扳手扳紧后，其对模块的夹紧力可达5吨，剪切力可达25吨。
system28系统
1.台面
台面采用带孔格板形式。在台面的上面和侧面，每隔100mm均布φ28mm的圆孔(system28系列)，或每隔50mm均布φ16mm的圆孔(system16系列)，并以同样的间隔划有尺寸线，台面边缘有毫米刻度线。这些圆孔可用于拼接各种功能的定位模块和夹具。台面尺寸从500mm×1000mm到2000mm×4000mm，并且可以根据需要组合成任意大小的尺寸和条块形状。台面的支撑脚有标准脚、伸缩脚、带移动轮脚、固定脚和剪式升降脚等，以适应各种不同的需要。这一系列的精心设计，给使用者提供了极大的方便。
2.销栓
一套孔系夹紧系统的关键就在于固定销栓。西格芒销栓采用钢球夹紧结构，既简单实用安全稳固，又便于清洁，而且只要单手就可以使用。夹紧销栓用优质材料制造，并具有一定的硬度。
3.直角块
直角块可用于止位、定直角、构建三维立体结构和延伸工作台面等。大型的直角块上还配有宽度为28mm或16mm的滑槽，可以前后、上下滑动，并在任意需要的位置用销栓紧固定位。
4.立柱
各种长度的立柱有(100*200*h)或(200*200*h)工作面，工作面上配有φ28mm或φ16mm的系统孔。立柱可用于构建三维立体结构，或者与台面配合，构成各种异形台面。
5.夹具
夹具品种繁多，可归纳为以下三种形式：
(1)悬臂夹具 按照夹具的插入方向与夹紧力方向，有180°、90°、45°三种。按照夹紧手柄的类型，有手工螺旋式、快速夹紧式、短六角螺钉式等。
(2)补偿悬臂夹具 由于夹具在台面上是采用圆棒插入孔中的形式，棒孔间的间隙和夹具本身的微小柔性，使得夹具在夹紧过程中有带动工件偏转的倾向。为了防止这种偏转，西格芒公司发明了补偿悬臂夹具。这种夹具在悬臂中增加了弹性伸缩，化解掉夹紧时的侧向分力，以补偿夹具本身的变形和插入过程中的间隙，保证夹具的夹紧力与夹紧方向一致。
(3)快速夹具 西格芒产品中揉合了德国另一家著名的AMF公司的手动或气动快速夹具。垂直压紧式、水平推拉式等品种繁多的手动、气动夹具，通过一φ28mm的过渡件，可方便地安装在需要的地方。
6.任意角度调整块
可以连续调节0°～225°的任意角度，在需要的角度处可以用油压的方式锁紧，可平卧或竖立使用。夹角臂上的两侧分别有系统孔和槽，可在其上面进一步安装模块定位或夹紧。
7.止位块
各种小型的止位块设计有系统孔或槽，以便在构建工装时方便地在需要的地方定位。止位块的尺寸设计非常科学合理，可以达到最小25mm的调整量。进一步调整25mm以下尺寸时可用配套的间距调整套件。理论上使用西格芒工作台构建工装时，量具变得是多余的了。
8.各种辅助模块
这类模块中包括：专门用于定位圆管的V形块和链式夹具；定位法兰的标准法兰板；台面角上45°方向延伸时用的角模块；间距调整套件；φ28mm和φ16mm系统过渡销；使用一件夹具压紧两点(夹紧圆管)的夹紧桥；用于用户自制件与西格芒标准件连接的过渡接口块；起重吊环；防止焊接时台面与焊接电缆间出现电火花的专用插头及防止焊接飞溅用的专用套件等。
三维组合焊接夹紧系统特点：
德国西格芒三维柔性组合焊接夹具系统广泛应用于各类钢结构、工程机械制造、压力容器、建筑框架、汽车工业、自行车(摩托车)制造、钣金加工、金属家具、工业管道(法兰)、机器人技术以及设备装配和检测设备等。这种组合夹具的突出优点是：
1） 模块化：所有组件分门别类，进行了标准化和系列化，互相匹配。选用最少的模块，就可以实现各种快速定位和夹紧的功能。
2） 柔性化：拼装方式多样，用户只要充分发挥想象力，几乎可达到任何专用夹具同样的定位和夹紧功能。拼装快速，装拆方便；工作台面可以根据工件形状、大小进行拼装组合。台面上的刻度和模块尺寸的设计，使操作工人不用量具就可以根据工件尺寸迅速搭出所需要的工装。
3） 高精度：工作台面和各种功能模块上每隔50或100mm配套的D16或D28的圆孔，任意孔的孔间距尺寸公差小于0.02mm，这种精度将会反映在用户所加工的产品中。所以，也有用户将此工作台用作检具的基准平台。
4） 专利设计：各功能模块中有不少是专利产品，如模块间连接采用的销栓，为防止工件在夹紧过程中移位而特殊设计的带补偿的弹性夹具等。
5） 三维立体设计：模块中的立柱，直角块可用于向三维空间拼接，便于生产各类立体构件。
三维组合焊接夹紧系统的应用实例
有了这种组合焊接工作台，对于不断重复设计工装的用户来说，就可大大节约重复投资耗费在工装上的设计制作时间和资金。用户可根据需要快速拼接出不同要求的工装，就像儿童玩拼装式玩具一样。这种三维柔性工装可用于汽车制造行业，工程机械行业，钢结构生产行业，扳金加工行业，自行车（摩托车）制造行业，与焊接机器人或专用焊机配套等等。如：德国Benz公司（斯图加特工厂）在汽车模具和检具上的应用； Liebherr和MAN公司在生产工程车辆和机械中应用siegmund工装, 焊接拼装底盘和车架；Schwing Stetter公司应用siegmund工装生产搅拌车和建筑机械；用siegmund工作台作为Trumpf 公司的激光焊接和切割设备的工作平台。当然，作为日常工作必不可少的辅助工具，siegmund产品更广泛地应用在各种焊接场合中。相信在我国焊接工艺不断发展中，siegmund产品一定能得到越来越多的中国用户欢迎。
(1)应用实例一 下图所示为某厂生产装载机的承重臂。由于这一承重臂规格多，批量不大，以前在焊接前必须制作专用焊接工装，以保证左右臂的平行度及弯角的角度。这样仅从设计到制作完成工装，就至少需要4周的时间，而且要投入大量资金；用完以后，工装还需要一定的空间存放，以备下次使用。有了西格芒柔性组合工装后，从考虑构思工装到拼装完成，最多一天时间(随着对西格芒柔性工装熟悉程度的提高还可大大缩短)。用完后这套工装可立即拆除，再搭建其他工装，不占用空间。即使过若干年后，用户再来订做更换备件，也不用担心工装的问题。这一实例中比较重要的定位尺寸为左右臂两端部及转角部位轴孔的同心度。建议焊接前使用辅助的芯棒对穿两孔，然后将芯棒夹持于工作台面上。完成焊接后松开并抽出芯棒。
(2)应用实例二 下图为某著名汽车厂在开发新车中使用的西格芒柔性工装。整个汽车的框架都用西格芒工装定位和夹紧。这样做的目的，一是这种车型本身的批量不大，不适用专用流水线焊装；另一种是为大批量生产的焊装生产寻找最佳的夹紧工艺。
(3)应用实例三 下图所示为某管道中一节弯管(法兰)的焊接实例，由于使用了西格芒柔性工装，保证了法兰定位的精确，避免了管道最后安装时的错位。
由于西格芒三维组合工装的灵活性，它的应用实例是大量的。对于较简单的平面构件、立体框架、箱体等焊接时的定位，它可以非常方便地实现。即使是较复杂的构件，实际上也可以通过分步焊接来实现。这样既实现了操作的方便性，又大大提高了工作台的利用率。实践证明，该三维组合焊接夹紧系统可以按照用户的充分想象，在绝大部分的焊接过程中获 得应用。
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(2/8/2006) |
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