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)代化加工設備的廣泛應用，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，轉變?yōu)檠b夾、定位。而數(shù)字化的設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)濟和技術的發(fā)展很快，世界的競爭已經(jīng)轉變?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、柔性制造技術發(fā)展才能保證適應市場需要。與此同時產(chǎn)品全壽命周期的精度質量也要得到相應保證。這也是現(xiàn)代高效加工理念下的并行工程、快速反應制造策略。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)代化加工技術能夠得到更快的發(fā)展，就要使夾具設計和數(shù)字化、現(xiàn)代化加工技術相結合，所以必須大力推廣KBE夾具。只要能解決好夾具設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，是領域專家知識的繼承、集成、創(chuàng)新和管理，是計算機輔助技術（CAX）與人工智能技術的集成。
（2）KBE夾具的設計 KBE把知識、技能、經(jīng)驗、原理、規(guī)范等結合到三維CAD系統(tǒng)中，使得設計人員只要輸入工程參數(shù)或應用要求，系統(tǒng)就能依據(jù)相關的知識，推理構造出符合特定要求的工程設計結果KBE夾具。KBE的重點在于知識的積累和知識的重復應用，并以最快速度開發(fā)出優(yōu)質、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計并行方式，建立三維夾具設計系統(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計過程的整合。實現(xiàn)的功能如下：
①基于設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技術的夾具快速三維設計：建立夾具典型結構庫、夾具強度計算經(jīng)驗知識庫、專家設計知識庫，規(guī)范夾具設計，提高夾具設計效率和質量，針對夾具設計中各專業(yè)的薄弱環(huán)節(jié)，提供相應的技術支持和方便快捷的設計手段，使夾具設計、裝配、使用及管理發(fā)展到基于信息/知識的夾具設計新階段。提高夾具設計的效率，使夾具設計經(jīng)驗得以保存、重用、實現(xiàn)真正意義上的計算機輔助設計，而不再是單純的電子圖板。使企業(yè)在夾具設計方面實現(xiàn)基于知識的快速設計，提高企業(yè)夾具設計管理水平。
③計算機輔助夾具定位準確性分析及設計優(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。其結構組成以組合夾具為基礎，結合各行業(yè)企業(yè)的特點，建立行業(yè)夾具零件標準，構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，應用企業(yè)自主裝配，檢測并應用到生產(chǎn)線上。使用結束后，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。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廠商進行密切的合作，共同研發(fā)出高效的接口結構。
3、結語
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)展與應用展與應用.gif)