溶接治具は部品を正確な位置に保持します。推測ややり直しは必要ありません。公差が ±0.1 mm まで縮小し、サイクル タイムで 500 以上のユニットにわたる再現性が要求される場合、従来の治具は機能しません。そこです 3D溶接治具 システムはアドオンとしてではなく、溶接工の意図を拡張したものとして組み込まれます。
「3D」がなぜ器具のできることを変えるのか
3D 溶接治具は、軸の数によって定義されるわけではありません。これは、シャーシ ブラケットの複合角、油圧マニホールドの入れ子になったフランジ、アルミニウムとステンレス鋼の間で熱膨張が異なる複数材料のアセンブリなど、現実世界の制約をどのように解決するかによって定義されます。従来の治具では曲がった取り付け耳とレーザーカットされた取り付け面の間の垂直性を維持できなかったため、お客様が初回生産バッチの 12% を廃棄するのを見てきました。修正は、より厳密なクランプではなく、X、Y、*、および* Z のデータム点を同時にロックする座標ベースのレイアウトでした。
真の 3D 機能とは、実際には次の 3 つのことを意味します。
モジュール式ベースプレート 精密研磨された T スロットと再現可能なノックピン位置 (±0.01 mm) 交換可能なロケータ- ピンとストップだけでなく、高さ調整可能なサポート、角張ったネスト ブロック、校正されたトルク保持機能を備えたクイックチェンジ クランプ アームも備えています。 統合された参照ジオメトリしたがって、すべてのパーツは、別のパーツの一貫性のないエッジに対してではなく、同じ一次データム平面に対してネストされます。 これは理論的なものではありません。ある農業機械プロジェクトでは、2D ツールからカスタム 3D 治具に切り替えることで、溶接歪みが 63% 削減され、溶接後の修正時間がサブアセンブリごとに 18 分から 90 秒未満に短縮されました。
フィクスチャを単に保持するだけではなくフィットさせるもの
一部のメーカーはフィクスチャを静的テンプレートとして扱います。私たちはそれらを動的プロセスイネーブラーとして扱います。フィクスチャは、ロケータの完全性を失うことなく 5,000 回以上のサイクルに耐える必要があります。分解することなく、MIG トーチ、ロボット溶接ヘッド、溶接後の検査にアクセスできるようにする必要があります。また、同じベース プレート、異なるロケーター、15 ユニットのプロトタイプの実行と 3,000 の生産バッチに合わせて拡張する必要があります。
実際の導入中に、譲れない 3 つの問題が見つかりました。
材料の安定性: 熱サイクルを繰り返しても反る鋳鉄ベースはありません。当社では、応力緩和された 42CrMo4 合金鋼または陽極酸化処理された 7075-T6 アルミニウムを使用しており、80°C で 72 時間にわたって寸法の変動がテストされています。 クランプ力の安定性: バネ仕掛けのクランプはグリップを失います。空気圧式のものはエアラインが必要です。当社の標準では、確実な機械的ロックを備えた硬化鋼製トグル クランプを使用しています。保持力は 12 kN で検証され、再現性は ±3% 以内です。 保守性：ロケーターが摩耗します。ピンが傷ついてしまいます。そのため、すべての 3D 溶接治具には、機械加工された機能ではなく、交換可能な硬化インサートが含まれており、リードタイムが 72 時間未満の完全な BOM が含まれています。 ある北米の Tier-1 自動車サプライヤーは、ロボット パス プランナーが正確な TCP オフセットを必要としたため、私たちの最初の提案を拒否しました。これらのオフセットをフィクスチャ CAD モデルに直接埋め込み、ロボット コントローラーの座標系に合わせた GD&T コールアウトを含む STEP ファイルとして提供されました。彼らは最初の部分の検証を 4.2 時間で実行しました。
最初の溶接前に精度がどのように始まるか
3D 溶接治具は設計の欠陥を補うものではなく、設計の欠陥を露呈してしまいます。私たちは、溶接シームが曲げ線と交差し、高応力ゾーンで微小亀裂を引き起こしている 200 を超える顧客の図面をレビューしました。あるいは、各部品が個別の検査に合格したとしても、公差スタックにより最終組み立てが不可能になった場合。
そのため、当社のエンジニアリング サポートは治具の製造「前」から始まります。
DFM による溶接シームの配置: 入熱分布をシミュレーションし、歪みを最小限に抑えるために継ぎ目の位置を変更することを提案します。熱等高線マップで文書化されています。 データム戦略のレビュー: 一次データムはマシニング センターと一致していますか?鋳造パーティングラインあり？下流の CMM 検査ポイントはありますか? 3 つすべてをマッピングします フィクスチャからプロセスへのハンドオフ: フィクスチャだけでなく、同一の材料厚さ、フィラー ワイヤ タイプ、および接合部形状で検証された溶接パラメータ シートも提供します。 「万能の」キットはありません。毎 3D溶接治具 当社の製造は、カタログ番号ではなく、お客様の部品の機能要件から始まります。
ベンチマークではなく実際の結果
Botou Haijun Metal Products Co., Ltd. では、静的な重量だけでなく、模擬生産リズムなどの負荷をかけて治具をテストします。 3 mm 軟鋼の定格の治具は、周囲温度 120°C で 3 秒のクランプ作動と 15 秒の溶接滞留を伴う 100 回の連続サイクルに耐える必要があり、すべて埋め込まれたひずみゲージと熱画像によって記録されます。
当社のクライアントは一貫した結果を報告しています。
最初の製品のフィッティング調整を 92% 削減 溶接サイクル時間の 18 ～ 27% の短縮、時間動作研究によって検証 7 つ以上の溶接継手を備えた複雑なアセンブリのスクラップ率が 4.7% から 0.3% に低下 備品の販売は行っておりません。当社は、ミクロン単位で測定し、分単位で追跡し、書面で保証する再現性を提供します。製品が移動したり、持ち上げたり、荷重を伝えたりするとき、溶接は単なる接合部ではないからです。それが基礎です。
