陳佳華

近年來，隨著我國汽車產(chǎn)業(yè)的不斷升級，商用車也緊跟乘用車的步伐，在發(fā)動機(jī)、變速器、車橋等汽車設(shè)計(jì)的幾大核心技術(shù)領(lǐng)域，通過引入國外先進(jìn)技術(shù)或者自主創(chuàng)新，取得了長足的進(jìn)步；但是在商用車的制造領(lǐng)域，從工藝設(shè)計(jì)到生產(chǎn)制造，我們?nèi)耘c國外先進(jìn)的商用車企業(yè)有著不小的差距。其中，工藝設(shè)計(jì)理念的提升和制造裝備的升級將是未來發(fā)展的趨勢。

阿特拉斯·科普柯作為世界領(lǐng)先的商用車生產(chǎn)解決方案供應(yīng)商，在制造擰緊技術(shù)領(lǐng)域有著獨(dú)到的見解和理念。在商用車生產(chǎn)過程中，部件間的連接是一個重要的工藝步驟。通常有多種方法可以將2個部件進(jìn)行相互連接，如粘合、鉚接和焊接。不過到目前為止，最常用的部件連接方法是用螺栓和螺母夾緊連接部件，或?qū)⒙菟ㄖ苯影惭b在其中一個部件的螺紋孔內(nèi)。螺栓連接這一方法的優(yōu)點(diǎn)在于設(shè)計(jì)和安裝簡單、易于拆除、生產(chǎn)效率高，而且成本較低。一般一輛重卡上的螺栓數(shù)量會達(dá)到上千個，如何保證并逐步提高螺栓擰緊質(zhì)量，成為提高整車質(zhì)量的一個關(guān)鍵課題。

阿特拉斯·科普柯首先提出了“零出錯擰緊”的概念。這里的“零出錯擰緊”并不是指在生產(chǎn)過程中運(yùn)用阿特拉斯·科普柯的技術(shù)不會出錯；由于部件螺栓的一致性以及操作人員的原因，出錯再所難免，問題的關(guān)鍵是如何發(fā)現(xiàn)錯誤并對其進(jìn)行修正。提升工藝質(zhì)量也是降低運(yùn)營成本的一個重要環(huán)節(jié)。一般情況下，任何出錯在被發(fā)現(xiàn)之前進(jìn)入下一生產(chǎn)階段后，修正的成本會比立即發(fā)現(xiàn)并修正要高出10倍，比如需要多報(bào)廢一些零件，浪費(fèi)更多的時間來進(jìn)行拆卸和重新裝配。這一點(diǎn)毫無疑問，更不用說如果一旦在最終用戶使用產(chǎn)品之后發(fā)現(xiàn)裝配錯誤，那就會給企業(yè)帶來不可挽回的聲譽(yù)損失。

通常，汽車工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)VDI 2862會對螺栓進(jìn)行分級：安全關(guān)鍵、功能關(guān)鍵和客戶關(guān)鍵連接，這在乘用車企業(yè)中已經(jīng)廣泛采用，在商用車企業(yè)中目前還未普及。螺栓分級是制定裝配擰緊工藝的指導(dǎo)性文件，不同的螺栓等級采用不同的工藝參數(shù)和不同性能的裝備是改善工藝、提高質(zhì)量和生產(chǎn)效率的有效方法。阿特拉斯·科普柯的“零出錯擰緊”就是基于此而提出的全面解決方案。

下面我們來談?wù)劇傲愠鲥e擰緊”是如何實(shí)現(xiàn)的？

第1步，確保正確的擰緊轉(zhuǎn)矩。阿特拉斯·科普柯建議使用能夠精確提供預(yù)先設(shè)定轉(zhuǎn)矩的裝配工具，這是獲得零出錯生產(chǎn)的第1步，該步僅僅控制擰緊轉(zhuǎn)矩，監(jiān)控過程中并不涉及到操作人員和工件對擰緊結(jié)果的影響。在這一階段使用離合器式的氣動螺絲刀和轉(zhuǎn)矩扳手就是很好的選擇。這一系列的氣動螺絲刀和轉(zhuǎn)矩扳手能在達(dá)到預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)矩時斷氣，保證轉(zhuǎn)矩。另一個選擇是斷氣式油壓脈沖工具，但在這個過程中，工藝質(zhì)量依然取決于操作人員，并且僅以工具的本身轉(zhuǎn)矩精度為基礎(chǔ)。

第2步，確保所有螺栓均擰緊。裝配出錯的一個主要原因是操作人員忘記擰緊某一個螺栓，或者再次擰緊一個早已擰緊的螺栓。解決這一可能發(fā)生的錯誤的辦法是使用被稱為RE控制器的設(shè)備。該設(shè)備能監(jiān)控整個擰緊周期，并能識別工具是否到達(dá)正確的轉(zhuǎn)矩。有了它，就不必再擔(dān)心螺栓被遺漏和重復(fù)擰緊了。

第3步，確保擰緊正確。在“零出錯擰緊”過程中，第1步和第2步考慮到了工具和操作人員，但是連接本身也有可能導(dǎo)致錯誤的擰緊。原因有幾種，比如：遺漏類似密封圈或者墊片這樣的零件會改變連接的特性；螺栓的質(zhì)量一致性問題，如壞螺紋或者螺紋上存有雜質(zhì)，螺栓質(zhì)量不高會導(dǎo)致螺栓在其塑性范圍內(nèi)變形，并導(dǎo)致連接特性出現(xiàn)變化，最終影響擰緊轉(zhuǎn)矩。要實(shí)現(xiàn)第3步，必須使用帶有轉(zhuǎn)矩和角度傳感器的工具。Tensor DS/DL工具就是很好的選擇，它能實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩控制和角度監(jiān)控的功能。通過角度監(jiān)控就能發(fā)現(xiàn)上面提及的所有問題。作為阿特拉斯·科普柯高級擰緊工具的入門，工藝人員能夠通過控制器進(jìn)行擰緊策略的程序編譯，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜及精確的轉(zhuǎn)矩結(jié)果控制。

“零出錯擰緊”步驟

第4步，確保安全關(guān)鍵連接正確擰緊。安全關(guān)鍵擰緊是指如果出錯可能給最終用戶帶來安全風(fēng)險的擰緊。如果是車輛內(nèi)的擰緊，這會給駕車者或乘客的個人安全造成風(fēng)險，比如安全帶的擰緊、轉(zhuǎn)向盤的擰緊等。為限制或避免產(chǎn)品召回，制造商必須證明安全關(guān)鍵緊固件均被正確擰緊，這一點(diǎn)絕對必要。通常的做法是在這些工位有存儲擰緊數(shù)據(jù)和上傳擰緊數(shù)據(jù)的系統(tǒng)，這些數(shù)據(jù)被用來備份和追溯。為了實(shí)現(xiàn)這一步，需要使用先進(jìn)的工業(yè)控制工具，如Tensor S/ST和QMX系列產(chǎn)品，以及擰緊控制系統(tǒng)，如Power Focus和Power MACS。這些系統(tǒng)組合在一起能提供：轉(zhuǎn)矩控制；在本地將轉(zhuǎn)矩結(jié)果儲存在控制器內(nèi)的能力；將轉(zhuǎn)矩結(jié)果發(fā)送至更高級別系統(tǒng)，具有長期保存的能力；不僅使用轉(zhuǎn)矩傳感器和角度傳感器，也使用其它參數(shù)如電流對整個擰緊過程中的轉(zhuǎn)矩和角度實(shí)現(xiàn)持續(xù)監(jiān)控；運(yùn)用統(tǒng)計(jì)過程控制發(fā)現(xiàn)并修正結(jié)果偏差，在出現(xiàn)超差的趨勢之后，立即采取行動。

第5步，確?！傲愠鲥e擰緊”。在“零出錯擰緊”生產(chǎn)中達(dá)到第4步，還是有可能發(fā)生錯誤。第5步引入了零出錯生產(chǎn)的另外2個要素，一種是零件識別，另一種是不合格品管理。在第5步中，工具控制器不但被連接成網(wǎng)，也與工廠網(wǎng)絡(luò)連接在一起。有關(guān)零件的信息可以被工廠的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)發(fā)送，何種零件需要裝配，使用什么參數(shù)進(jìn)行裝配，這些相關(guān)信息和參數(shù)可以通過網(wǎng)絡(luò)傳輸至工具控制器。這能保證操作人員使用正確的參數(shù)裝配正確的零件。

阿特拉斯·科普柯的5步“零出錯擰緊”概念，目前被國內(nèi)外的乘用車和商用車制造商所廣泛采用。實(shí)踐證明，這套理念對于工廠的裝配系統(tǒng)工藝制定和管理有著巨大幫助。目前國內(nèi)商用車企業(yè)大部分的制造工廠中的整個裝配系統(tǒng)管理仍然處于初級階段，依靠操作人員的“傳幫帶”和主觀經(jīng)驗(yàn)居多。隨著市場對于車輛性能和質(zhì)量要求的不斷提高，這種模式也會隨之而改變，從單純強(qiáng)調(diào)產(chǎn)量過渡到重視質(zhì)量是發(fā)展方向。在這種背景下，“零出錯擰緊”策略必將發(fā)揮越來越大的作用。

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阿特拉斯·科普柯成立于1873年，總部位于瑞典斯德哥爾摩，業(yè)務(wù)范圍遍及全球170多個國家和地區(qū)。2011年，阿特拉斯?科普柯?lián)碛屑s3萬7 500名員工，營業(yè)額達(dá)到810億瑞典克朗(90億歐元)。目前，阿特拉斯·科普柯在中國擁有18家公司，120多家辦事處，員工超過5 500名，從事生產(chǎn)和銷售壓縮機(jī)技術(shù)、建筑及采礦技術(shù)和工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域的產(chǎn)品，并提供售后服務(wù)。

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