秦立山

（山東臨工工程機(jī)械有限公司挖掘機(jī)事業(yè)部，山東臨沂 276023）

防呆防錯(cuò)在工程機(jī)械裝配中的創(chuàng)新應(yīng)用

秦立山

（山東臨工工程機(jī)械有限公司挖掘機(jī)事業(yè)部，山東臨沂 276023）

在挖掘機(jī)單線多品種的混線裝配過程中，有混裝、漏裝、漏緊等潛在風(fēng)險(xiǎn)，影響生產(chǎn)效率和制造成本。為避免漏裝現(xiàn)象，設(shè)計(jì)開發(fā)了一套螺栓擰緊自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，通過掃碼自動(dòng)識(shí)別車輛機(jī)型，螺栓擰緊自動(dòng)計(jì)數(shù)，實(shí)現(xiàn)防呆防錯(cuò)的目的。

挖掘機(jī)裝配；防呆防錯(cuò)；掃碼；螺栓擰緊

10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2017.09.70

1 現(xiàn)狀

在挖掘機(jī)裝配過程中采用單線多機(jī)型混線生產(chǎn)，滿足13.5 t到46 t機(jī)型的多機(jī)型裝配，因此對(duì)裝配人員的操作技能、注意力等提出了較高的要求，在裝配現(xiàn)場(chǎng)配備不同機(jī)型的裝配工藝，不易查找而且容易混淆，不同的機(jī)型螺栓擰緊數(shù)量不一樣，擰緊過程中由于螺栓的數(shù)量較多，操作人員容易出現(xiàn)漏緊，增加了返修成本，影響產(chǎn)品質(zhì)量。

2 智能型預(yù)防防錯(cuò)裝置的需求

在挖掘機(jī)裝配過程中螺栓的裝配和擰緊必須滿足扭矩的數(shù)量同時(shí)達(dá)到要求，需要進(jìn)行檢測(cè)性防錯(cuò)，防錯(cuò)系統(tǒng)需要接收機(jī)型信息、螺栓數(shù)量、擰緊扭矩等綜合信息，自動(dòng)與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比對(duì)，判斷工作過程的準(zhǔn)確性。

每種機(jī)型裝配完畢，擰緊完畢后所有螺栓達(dá)到要求才可放行，在不符合工藝要求的情況下，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)發(fā)出報(bào)警，提示操作人員重新檢查擰緊過程出現(xiàn)的問題，并且自動(dòng)顯示擰緊數(shù)量。

3 智能型防呆防錯(cuò)裝置的設(shè)計(jì)

3.1 硬件的總體設(shè)計(jì)

本裝置采用條形碼掃描槍、PLC、觸摸屏、壓力傳感器、液壓擰緊機(jī)等硬件組成，系統(tǒng)具有自動(dòng)機(jī)型切換、自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)檢查螺栓擰緊數(shù)量、具備驗(yàn)證功能，即使操作人員有人為疏忽、專業(yè)知識(shí)或技能不足也不會(huì)發(fā)生漏緊質(zhì)量問題（圖 1）。

圖1 系統(tǒng)信號(hào)傳遞控制

3.2 防呆防錯(cuò)的控制方案

根據(jù)公司條形碼整體推進(jìn)方案，關(guān)鍵零部件已經(jīng)實(shí)施條碼管理，使用條形碼后準(zhǔn)確率可達(dá)到100%，更利于后市場(chǎng)追溯，通過條形碼可以解決零部件和整機(jī)車型的自動(dòng)識(shí)別問題。

（1）在挖掘機(jī)裝配線上的所有車型都附帶整機(jī)條碼信息，條碼信息包括整機(jī)車型，通過使用掃碼槍掃描整機(jī)的條形碼，在觸摸屏上自動(dòng)顯示當(dāng)前的車型，并自動(dòng)切換到相應(yīng)的車型，調(diào)用相應(yīng)的擰緊工藝參數(shù)，防止人為失誤造成的質(zhì)量損失。

（2）在所有螺栓擰緊操作完畢后，通過確認(rèn)鍵調(diào)用相應(yīng)的內(nèi)部數(shù)據(jù)庫，自動(dòng)比對(duì)當(dāng)前擰緊的關(guān)鍵參數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)工藝是否存在差異，確保每臺(tái)車都符合工藝要求，防止出現(xiàn)漏緊等影響產(chǎn)品質(zhì)量的問題出現(xiàn)。

（3）在進(jìn)行確認(rèn)后，系統(tǒng)自動(dòng)將比對(duì)的結(jié)果在觸摸屏上進(jìn)行顯示，如果當(dāng)前的狀態(tài)與數(shù)據(jù)庫內(nèi)的結(jié)果存在差異，將進(jìn)行報(bào)警提示，如果無差異將自動(dòng)顯示正常（圖2）。

3.3 軟件設(shè)計(jì)

在軟件設(shè)計(jì)方面主要有3個(gè)模塊。

圖2 工藝流程

（1）條形碼信息收集與數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)。條形碼掃描系統(tǒng)將實(shí)時(shí)掃描的信息與系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)進(jìn)行交換，在第一時(shí)間得到裝配工位的車型條碼信息，并且將信息傳遞到系統(tǒng)中進(jìn)行判斷車型。

（2）控制系統(tǒng)。與擰緊機(jī)、掃碼設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，接收來自擰緊機(jī)和掃碼設(shè)備的信息，實(shí)時(shí)進(jìn)行運(yùn)算處理，根據(jù)不同車型和設(shè)置，判斷擰緊結(jié)果是否符合標(biāo)準(zhǔn)工藝要求，如果判定結(jié)果符合要求，系統(tǒng)自動(dòng)在顯示系統(tǒng)上顯示符合要求；否則進(jìn)行報(bào)警提示，并將結(jié)果在顯示屏上不符合要求。當(dāng)出現(xiàn)報(bào)警時(shí)，需要操作人員進(jìn)行確認(rèn)，否則擰緊機(jī)將無法再次使用，防止不合格產(chǎn)品流入市場(chǎng)。

（3）設(shè)定系統(tǒng)?？梢栽O(shè)定不同車型的標(biāo)準(zhǔn)值，不同車型設(shè)置的擰緊數(shù)量和擰緊扭矩不一樣，通過設(shè)定多種車型的標(biāo)準(zhǔn)值，實(shí)現(xiàn)挖掘機(jī)裝配線的混線生產(chǎn)（圖3）。

圖3 控制顯示畫面

4 結(jié)束語

在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)越來越激烈的制造業(yè)，將制造品質(zhì)作為市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的法寶已經(jīng)越來越重要。企業(yè)已經(jīng)將質(zhì)量作為企業(yè)發(fā)展的金鑰匙，通過開展質(zhì)量年活動(dòng)提升產(chǎn)品質(zhì)量，將防呆防錯(cuò)的理念應(yīng)用到工程機(jī)械裝配中。

針對(duì)工程機(jī)械裝配中容易出現(xiàn)質(zhì)量缺陷的關(guān)鍵工位，該系統(tǒng)用于裝配過程中的預(yù)防性防錯(cuò)，通過智能化防呆防錯(cuò)系統(tǒng)的應(yīng)用，避免將缺陷產(chǎn)品流入市場(chǎng)，提升公司產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。

［1］劉靜,李理.產(chǎn)品的無障礙設(shè)計(jì)思想與研究［J］.商場(chǎng)現(xiàn)代化.2008（13）：165.

［2］楊建民.對(duì)無障礙設(shè)計(jì)“平等地使用”原則的檢驗(yàn)［J］.楊建民.北京理工大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版）.2008（4）：95-99.

［3］John Condon.設(shè)計(jì)工具技術(shù)發(fā)展要服務(wù)于設(shè)計(jì)者“無障礙設(shè)計(jì)”的目標(biāo)［J］.John Condon.工業(yè)設(shè)計(jì).2009（11）：8.

［4］向昭穎.無障礙設(shè)計(jì)理念及應(yīng)用研究［J］.向昭穎.機(jī)械設(shè)計(jì).2013（7）：112-114.

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〔編輯 吳建卿〕