Design of a spot welding fixture system

This thesis deals with the design of fixture that is used in the Automobile industry. The fixture that is designed is for the purpose of holding the panels during the spot welding operation. The design is done by using the Catia V5 R18 software. The fixtures are fixed to the ground and there are many Line/Platforms in the Industry for the continuous operation of spot welding and the panels are moved for each operation. The panel that has been taken into account for the design is the Rear Floor panel of a car. The input data consisted of the panels that are required for spot welding. The design of the total fixture shall include the Gauges, Clamps, Ejectors, Locators and Sensors. There is sequence of operations that has to be carried out in order for proper functioning of welding of the panel. Push buttons are placed for the operator to start and end such operations. Another source of input data would consist of the distance of the panel from the floor and it is considered to be an average height where a worker can perform normal operation. The parts are loaded by operators manually. The actuation method for clamping, unclamping and ejecting the panels is done using the pneumatic valves. The design of each component is discussed in detail in this thesis. The purposes of each component, the materials used and the manufacturing process are also stated. Some of the standard parts are used for the design and the standard designation is also stated. The fixture is designed carefully by considering the constraints of gun interference with the fixtures. The interference check has also been conducted so that the fixture does not collide with the guns that are used for spot welding. The aim of this thesis is to design a spot welding fixture for a specified panel used in the Automobile Industry that is cost effective and has a good service life.

Questa tesi ha come oggetto la progettazione di attrezzature per la produzione automobilistica. Il dispositivo da progettare ha lo scopo di mantenere in posizione le parti durante un’operazione di saldatura per punti. I vari dispositivi di fissaggio, fissati a terra, costituiscono unità operative attraverso la quale fluiscono i componenti da assemblare. Per la progettazione, infine, si è fatto uso del software CAD Catia V5 R18. In particolare, si e’ fatto specifico riferimento alla realizzazione della parte posteriore del pavimento di una vettura (Rear Floor Panel). I dati di input richiesti sono relativi ai componenti da unire mediante saldatura; in particolare erano forniti le geometrie dei pannelli e la posizione dei punti di saldatura. Il progetto complessivo dell’attrezzatura comprende diversi componenti che sono stati oggetto di studio, quali Supporti, Afferraggi, Eiettori, Riscontri e Sensori. Si e’ supposto inoltre che la sequenza di operazioni elementari di saldatura, che condiziona la buona riuscita dell’operazione, fosse stata gia’ definita. Anche la posizione dei pulsanti di avvio e arresto e’ definita in questa fase. Ulteriori informazioni da tenere in conto sono legate al fattore umano. Si definisce l’altezza dei pannelli da terra, cosi’ da consentire l’esecuzione delle operazioni manuali nel modo piu’ efficiente; anche il carico e scarico dei pannelli, quasi sempre manuali, devono essere studiati. La gestione del fissaggio, rilascio ed espulsione dei pannelli e’ generalmente assistita con attuatori pneumatici. Il progetto di tutti i componenti menzionati e’ discusso in dettaglio nella presente tesi. Sono riportate le funzioni svolte dai singoli componenti, insieme con i materiali impiegati e i dettagli costruttivi relativi. Alcuni componenti standard impiegati nel progetto sono definiti in questa sede. In particolare, il progetto dell’attrezzatura tiene conto dei vincoli di accessibilita’ da parte dell’unita’ di saldatura. Sono state percio’ condotte verifiche dell’interferenza per evitare collisioni tra le varie posizioni assunte dall’unita’ di saldatura e gli afferraggi. Il risultato finale del lavoro e’ la definizione di un sistema di fissaggio pezzo per la saldatura a punti di un componente automobilistico che risulti economico ed affidabile.