近些年來，隨著數(shù)控機床、加工中心、柔性制造單元、柔性制造系統(tǒng)等現(xiàn)代化加工設(shè)備的廣泛應(yīng)用，使傳統(tǒng)的機械加工的制造方法發(fā)生了重大變革，由一次裝夾多面加工，代替了傳統(tǒng)的多次裝夾和多次加工，由大批量生產(chǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗥贩N小批量的生產(chǎn)。夾具的功能已經(jīng)從過去的裝夾、定位、引導刀具，轉(zhuǎn)變?yōu)檠b夾、定位。而數(shù)字化的設(shè)備加工功能的擴大化，已經(jīng)裝夾具的引導刀具的功能完全替代，給今后夾具的快速定位、快速裝夾提出了更高的要求。
當前經(jīng)濟和技術(shù)的發(fā)展很快，世界的競爭已經(jīng)轉(zhuǎn)變?yōu)槠髽I(yè)之間的競爭，這種競爭在機械工業(yè)中表現(xiàn)的尤為突出。表現(xiàn)為：
（1）新產(chǎn)品開發(fā)研制加快、產(chǎn)品的品種和系列越來越多樣化。
（2）用戶要求交貨期越來越短，精度越來越高，這些特點決定了生產(chǎn)過程必須向敏捷化、柔性制造技術(shù)發(fā)展才能保證適應(yīng)市場需要。與此同時產(chǎn)品全壽命周期的精度質(zhì)量也要得到相應(yīng)保證。這也是現(xiàn)代高效加工理念下的并行工程、快速反應(yīng)制造策略。具體到企業(yè)實際，在機床功能確定、工藝相對完善的情況下，工藝裝備的快速設(shè)計制造就成為當今生產(chǎn)過程中縮短周期的有效途徑。因此解決夾具的問題，特別是采用KEB夾具，能夠提高生產(chǎn)各類產(chǎn)品和零部件的綜合制造能力。
1、機械制造業(yè)夾具應(yīng)用現(xiàn)狀
機械制造業(yè)經(jīng)過了漫長的發(fā)展歷程，從遠古簡單的石器打造，到現(xiàn)代工業(yè)的數(shù)控加工，已經(jīng)擺脫了手工作坊的作業(yè)方式，進入集團化生產(chǎn)、專業(yè)化協(xié)作的生產(chǎn)階段。而夾具隨著機械制造模式的改變也經(jīng)歷了變革。
最早的夾具是專用夾具的模式，在發(fā)展一個時期后，隨著加工技術(shù)的發(fā)展和需求，組織夾具，通用夾具，慢慢出現(xiàn)在各個生產(chǎn)企業(yè)中。近年來，由于數(shù)控裝備日益推廣，產(chǎn)品的加工能力和加工效率的提高，使專用夾具生產(chǎn)周期長，保存占地面積大的行點表現(xiàn)出來，使得傳統(tǒng)的夾具已經(jīng)成為各生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益發(fā)展的阻礙。
同時，在單件小批量生產(chǎn)中，由于批量小，設(shè)計制造夾具增加研發(fā)成本和延長生產(chǎn)周期。因此，這時候最多采用的生產(chǎn)模式是簡易生產(chǎn)，即土法上馬以犧牲產(chǎn)品質(zhì)量為代價來保證生產(chǎn)需求，這在科技高速發(fā)展的今天，明顯不適應(yīng)社會發(fā)展的需求。為了使企業(yè)整體的數(shù)字化和現(xiàn)代化加工技術(shù)能夠得到更快的發(fā)展，就要使夾具設(shè)計和數(shù)字化、現(xiàn)代化加工技術(shù)相結(jié)合，所以必須大力推廣KBE夾具。只要能解決好夾具設(shè)計制造過程中的一系列問題，企業(yè)主產(chǎn)品制造過程中的許多疑難問題就會迎刃而解。
2、KBE夾具
（1）KBE KBE是Knowledge Based Engineering的縮寫，是基于知識的工程。知識工程KBE是通過知識驅(qū)動和繁衍對工程問題提供最佳解決方案的計算機集成處理技術(shù)，是領(lǐng)域?qū)＜抑R的繼承、集成、創(chuàng)新和管理，是計算機輔助技術(shù)（CAX）與人工智能技術(shù)的集成。
（2）KBE夾具的設(shè)計 KBE把知識、技能、經(jīng)驗、原理、規(guī)范等結(jié)合到三維CAD系統(tǒng)中，使得設(shè)計人員只要輸入工程參數(shù)或應(yīng)用要求，系統(tǒng)就能依據(jù)相關(guān)的知識，推理構(gòu)造出符合特定要求的工程設(shè)計結(jié)果KBE夾具。KBE的重點在于知識的積累和知識的重復(fù)應(yīng)用，并以最快速度開發(fā)出優(yōu)質(zhì)、高知識含量的新產(chǎn)品。
發(fā)展趨勢見附圖。
依據(jù)以上原理，我們可以采用完全基于三維平臺的設(shè)計并行方式，建立三維夾具設(shè)計系統(tǒng)，和CAPP工藝系統(tǒng)的數(shù)據(jù)連接和共享，利用并行方式進行夾具和工藝設(shè)計過程的整合。實現(xiàn)的功能如下：
①基于設(shè)計意圖捕捉的三維裝配過程：建立夾具標準件庫、部件庫。以產(chǎn)品模型裝配體中已有的零件、部件的裝配特征為捕捉對象，輔之以動態(tài)的干涉檢驗。自動進行三維模型的增強裝配。
②基于KBE技術(shù)的夾具快速三維設(shè)計：建立夾具典型結(jié)構(gòu)庫、夾具強度計算經(jīng)驗知識庫、專家設(shè)計知識庫，規(guī)范夾具設(shè)計，提高夾具設(shè)計效率和質(zhì)量，針對夾具設(shè)計中各專業(yè)的薄弱環(huán)節(jié)，提供相應(yīng)的技術(shù)支持和方便快捷的設(shè)計手段，使夾具設(shè)計、裝配、使用及管理發(fā)展到基于信息/知識的夾具設(shè)計新階段。提高夾具設(shè)計的效率，使夾具設(shè)計經(jīng)驗得以保存、重用、實現(xiàn)真正意義上的計算機輔助設(shè)計，而不再是單純的電子圖板。使企業(yè)在夾具設(shè)計方面實現(xiàn)基于知識的快速設(shè)計，提高企業(yè)夾具設(shè)計管理水平。
③計算機輔助夾具定位準確性分析及設(shè)計優(yōu)化。
④計算機輔助夾緊力及夾緊順序分析與優(yōu)化：這種軟件雖然各大軟件廠商都在進行研究，然而只是西安易博軟件公司有相應(yīng)的商用軟件，并正在大力推廣。我們希望他們一直走下去，為加快我國的工藝軟件事業(yè)作出貢獻。
（3）KBE夾具制造 KBE夾具制造與其稱為制造，還不如稱為裝配來得更直接一些�，F(xiàn)代夾具的制造，已經(jīng)從過去的傳統(tǒng)方式脫離出來，在產(chǎn)品制造企業(yè)中，只應(yīng)用不生產(chǎn)，夾具制造功能完全交由專業(yè)夾具生產(chǎn)廠家來生產(chǎn)制造。其結(jié)構(gòu)組成以組合夾具為基礎(chǔ)，結(jié)合各行業(yè)企業(yè)的特點，建立行業(yè)夾具零件標準，構(gòu)建一個由標準夾具元件、通用元件及少量專用件的新型組裝式KBE夾具。同時要突破組裝式夾具的強度問題、定位精準性的問題。這種夾具是應(yīng)用企業(yè)根據(jù)自身主產(chǎn)品特點提出要求亦或夾具制造廠家按企業(yè)特點提供元件、組件，應(yīng)用企業(yè)自主裝配，檢測并應(yīng)用到生產(chǎn)線上。使用結(jié)束后，拆裝并入庫保管。
其特點為：
①保存占地面積小，制造周期短。
②滿足循環(huán)經(jīng)濟的要求，最大的生產(chǎn)利用率。
③可實現(xiàn)工序間精確定位轉(zhuǎn)換。
由于各個企業(yè)自身特點，因此KBE夾具以行業(yè)定制和標準化為基礎(chǔ)。特別是和機床的通用接口，同一零件的機床夾具在不同工序、不同機床上應(yīng)有統(tǒng)一的接口，以保證快速準確的裝夾定位。這方面的工作現(xiàn)在還需機床廠和夾具供應(yīng)廠商進行密切的合作，共同研發(fā)出高效的接口結(jié)構(gòu)。
3、結(jié)語
KBE夾具以其高效、經(jīng)濟的特點，正在逐步為各大企業(yè)公司所認同，但其大面積的推廣需要做大量的細致的工作。
硬件方面，由于組合夾具元件一次投入過高因此使好多企業(yè)望而卻步，但是它的長期效益是不可估量的。不過我們可以采取夾具中心站的解決方案，在同一機械工業(yè)區(qū)，可引進一個中心站，或由一個企業(yè)建立中心站，中心站除了供應(yīng)本企業(yè)使用外還可對外實現(xiàn)租賃，即解決了企業(yè)建站投資回收問題，又滿足了小企業(yè)的夾具需求。
現(xiàn)在我們越來越重視環(huán)保，提倡綠色制造，循環(huán)經(jīng)濟，那么組裝式的KBE夾具正在為這一時代提供有力的保證。
專題信息 => 新一代夾具的發(fā)展與應(yīng)用展與應(yīng)用.gif)