莫燕 楊青 韋淇山 黃勝

上汽通用五菱汽車股份有限公司 廣西柳州市 545000

1 前言

近年來(lái)，汽車業(yè)飛速發(fā)展，隨著客戶對(duì)汽車款式多樣化需求，車輛配置不斷提升，發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器的款式及配置也多樣化，多種機(jī)型共線生產(chǎn)容易造成零件的錯(cuò)裝漏裝風(fēng)險(xiǎn)，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器拆解返修，嚴(yán)重的甚至導(dǎo)致報(bào)廢的情況，增加制造成本。面對(duì)“零缺陷”質(zhì)量目標(biāo)，我們?cè)谫|(zhì)量上的控制手段非缺陷產(chǎn)生后的“救火”，而應(yīng)在前期制定嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪^(guò)程防錯(cuò)。

本文針對(duì)動(dòng)力總成零件裝配的防錯(cuò)方式進(jìn)行分類歸納，并列舉實(shí)例加以說(shuō)明。

2 產(chǎn)品設(shè)計(jì)防錯(cuò)

在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段進(jìn)行防錯(cuò)設(shè)計(jì)，使產(chǎn)品零件本身具備防錯(cuò)能力，從根本上杜絕了錯(cuò)裝、漏裝、反裝等風(fēng)險(xiǎn)，從而減少返修浪費(fèi)降低制造成本?？梢哉f(shuō)是防錯(cuò)中最可靠、最有效且安全經(jīng)濟(jì)的方式。以下從3個(gè)方面展開(kāi)討論：

2.1 零件兼容性

在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)時(shí)，需遵循零件平臺(tái)化及模塊化原則，不同機(jī)型之間盡可能的達(dá)到零件兼容差異件最少化，杜絕不同機(jī)型切換時(shí)混裝零件的可能。此類方法縮短了設(shè)計(jì)周期，減少了供應(yīng)鏈管理范圍，同時(shí)降低了現(xiàn)場(chǎng)管理及物流成本。如，變速器機(jī)型A使用的齒輪硬度為600HV，機(jī)型B使用的硬度為700HV，而同時(shí)存在兩種硬度齒輪情況下，機(jī)型B存在錯(cuò)裝600HV齒輪的風(fēng)險(xiǎn)。因此，滿足整箱性能的前提下，兩款機(jī)型的齒輪可兼容統(tǒng)一為700HV。

2.2 裝配唯一性

零件裝配唯一性，屬于結(jié)構(gòu)防錯(cuò)。此方法通過(guò)不同定位、或利用結(jié)構(gòu)干涉等方法來(lái)避免錯(cuò)裝、反裝，當(dāng)使用錯(cuò)誤的零件或裝配方法時(shí)將無(wú)法進(jìn)行安裝。如，變速器機(jī)型A有兩種噴油嘴，要求出油口位置不同?？蓮膰娪妥斓亩ㄎ环椒ㄟM(jìn)行防錯(cuò)—將噴油嘴圓心至固定螺栓孔中心的距離設(shè)計(jì)不同，見(jiàn)圖1；錯(cuò)裝時(shí)，螺栓孔無(wú)法對(duì)位安裝，見(jiàn)圖2。

2.3 標(biāo)識(shí)防錯(cuò)

零件設(shè)計(jì)上無(wú)法實(shí)現(xiàn)兼容性及裝配唯一性的情況下，通常可考慮增加標(biāo)識(shí)防錯(cuò)，通過(guò)目視識(shí)別區(qū)分。如，平面推力軸承安裝有正反面要求，可在其中一面噴三角符號(hào)標(biāo)識(shí)來(lái)區(qū)分；機(jī)型A與機(jī)型B的電磁閥閥芯直徑相差僅1mm，目視直徑區(qū)分風(fēng)險(xiǎn)大，可在機(jī)型A的閥芯開(kāi)環(huán)形凹槽進(jìn)行標(biāo)識(shí)；機(jī)型A、B的中間隔板阻尼孔設(shè)計(jì)不一致，但孔徑細(xì)微目視困難，可在機(jī)型B的中間隔板邊緣去除部分材料做缺口標(biāo)識(shí)。要注意的是，標(biāo)識(shí)防錯(cuò)需建立在不影響產(chǎn)品性能及外觀的前提下。

圖1 噴油嘴安裝設(shè)計(jì)防錯(cuò)

圖2 噴油嘴錯(cuò)裝示意圖（螺栓孔不對(duì)位）

3 工藝設(shè)備防錯(cuò)

工藝方案防錯(cuò)，及工裝設(shè)備防錯(cuò)致力于不制造、不傳遞缺陷，減少返修浪費(fèi)。此類防錯(cuò)具備自動(dòng)報(bào)警功能，它們對(duì)操作準(zhǔn)確性及檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行判斷，判斷正確則正常放行，錯(cuò)誤則設(shè)備報(bào)警中斷操作，直至錯(cuò)誤糾正，方可繼續(xù)進(jìn)行下一步操作。工藝設(shè)備防錯(cuò)具有實(shí)效性，且簡(jiǎn)單高效。

3.1 工藝方案防錯(cuò)

產(chǎn)線設(shè)計(jì)時(shí)，需進(jìn)行工藝方案防錯(cuò)的制定，一般通過(guò)設(shè)備自檢及或復(fù)測(cè)實(shí)現(xiàn)。如，

1）完成測(cè)量選墊之后，后工序增加復(fù)測(cè)設(shè)備，以檢驗(yàn)選墊的準(zhǔn)確性；

2）密封環(huán)或活塞安裝后，增加泄露測(cè)試，制定合理的泄露范圍；若密封件損壞或密封不良，則泄露測(cè)試結(jié)果超差，不合格件進(jìn)入返修站待處理；

3）同工位多種規(guī)格螺栓擰緊，通過(guò)套筒選擇器與擰緊控制器關(guān)聯(lián)，當(dāng)擰緊不同螺栓時(shí)候，提示選擇對(duì)應(yīng)的套筒及擰緊扭矩值；如所選的套筒與提示擰緊的螺栓不匹配，則出現(xiàn)報(bào)警擰緊槍不工作，直至選擇對(duì)應(yīng)的套筒時(shí)方可繼續(xù)操作；

4）同工位一種螺栓需擰緊多顆時(shí)，通過(guò)擰緊計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)；若螺栓漏擰，則擰緊控制器報(bào)警，直至擰緊達(dá)到設(shè)定的次數(shù)時(shí)方可進(jìn)行下個(gè)循環(huán)；

5）過(guò)盈配合零件壓裝，通過(guò)選擇伺服壓機(jī)監(jiān)控壓裝力、壓裝行程，以判斷零件是否配合合格、壓裝到位且零件無(wú)壓潰等；如壓機(jī)頂升及壓頭不對(duì)中時(shí)，零件偏壓導(dǎo)致壓裝力過(guò)大，設(shè)備報(bào)警中斷壓裝；

3.2 設(shè)備裝置防錯(cuò)

設(shè)備裝置防錯(cuò)，為通過(guò)增加工裝、設(shè)備裝置來(lái)識(shí)別防錯(cuò)的手段。如，

1）增加相機(jī)識(shí)別涂膠軌跡、膠寬，若不符合設(shè)定的路徑及寬度，則設(shè)備報(bào)警，直至錯(cuò)誤糾正后相機(jī)拍照通過(guò)則可進(jìn)行下個(gè)循環(huán)；

2）增加視覺(jué)傳感器匹配圖案，判斷零件是否漏裝；如卡簧檢測(cè)案例（見(jiàn)圖3及圖4），若卡簧已裝，則視覺(jué)傳感器識(shí)別OK；若卡簧漏裝，則視覺(jué)傳感器判斷NG報(bào)警，需糾正操作至識(shí)別卡簧已裝，方可進(jìn)行下步操作；

3）增加測(cè)距、激光、光電等傳感器，感應(yīng)分析判斷零件是否多裝、少裝、錯(cuò)裝；若判定錯(cuò)誤則報(bào)警燈亮，至糾正合格方可放行；

4）增加隨行/KIT料架或托盤(pán)，搭配自動(dòng)揀配系統(tǒng)，每個(gè)料架或托盤(pán)上揀配單臺(tái)機(jī)型用料，托盤(pán)或料架的各零件具備外輪廓防錯(cuò)，必要時(shí)聯(lián)合視覺(jué)系統(tǒng)或傳感器功能，保證零件取料無(wú)錯(cuò)漏，安裝無(wú)錯(cuò)漏，以此達(dá)到防錯(cuò)目的；此方法適用于單工位安裝多種小零件而又難以目視區(qū)分的情況。

圖3 卡簧已裝（OK效果）

圖4 卡簧漏裝（NG效果）

4 掃描系統(tǒng)防錯(cuò)

掃描防錯(cuò)的主要原理：首先，使用掃描設(shè)備（如掃描槍）掃描零件一維碼或二維碼，將獲取的零件序列號(hào)傳送至PLC。其次，PLC邏輯將獲得的序列號(hào)與程序中的零件號(hào)進(jìn)行匹配，若獲得的零件號(hào)與程序規(guī)定的零件匹配合格，則PLC將獲取的零件號(hào)上傳至質(zhì)量追溯系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)；若獲得的零件號(hào)為程序非規(guī)定的零件，則PLC面板將出現(xiàn)零件匹配錯(cuò)誤報(bào)警（如某變速器機(jī)型A，需匹配機(jī)型A的前殼體，若掃描槍掃描變速器機(jī)型B的前殼體，此時(shí)將出現(xiàn)零件匹配錯(cuò)誤報(bào)警）；第三，PLC將獲取的零件號(hào)通過(guò)工廠網(wǎng)絡(luò)上傳至QC&A（質(zhì)量追溯系統(tǒng)）數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行存儲(chǔ)，為下道工序質(zhì)檢門工位檢索提供零件序列號(hào)過(guò)站匹配信息。即，質(zhì)檢門工位掃描槍掃碼上傳QC&A系統(tǒng)，其零件序列號(hào)會(huì)與前工序質(zhì)量門工位進(jìn)行匹配，確認(rèn)零件經(jīng)過(guò)質(zhì)量門工位合格后，掃碼方為匹配正確，否則本工位掃碼質(zhì)檢門報(bào)錯(cuò)。此防錯(cuò)及追溯方法，可獲取QC&A系統(tǒng)定義的所有關(guān)鍵零部件信息，每一臺(tái)整機(jī)建造的信息。適用于建造過(guò)程的零件斷點(diǎn)記錄、機(jī)型切換的零件匹配防錯(cuò)、零部件綁定準(zhǔn)確性防錯(cuò)、以及問(wèn)題排查時(shí)進(jìn)行可疑范圍的鎖定等情況。

5 程序邏輯防錯(cuò)

程序邏輯防錯(cuò)，是PLC結(jié)合QC&A系統(tǒng)制定的一個(gè)質(zhì)量門防錯(cuò)，致力于不傳遞缺陷。一、程序邏輯用于環(huán)路本身。如某分裝環(huán)路的下線站為質(zhì)量門工位，若前工序建造合格，PLC將自動(dòng)前饋下工序繼續(xù)建造；若前工序建造不合格，PLC自動(dòng)前饋下工序不進(jìn)行建造。而環(huán)路上的任意站出現(xiàn)的不合格工件，都將經(jīng)過(guò)下線站（即本環(huán)路質(zhì)量門）并在此站通過(guò)工廠網(wǎng)絡(luò)，將不合格件序列號(hào)上傳至QC&A系統(tǒng)存儲(chǔ)，同時(shí)本站報(bào)警，工件停留無(wú)法放行，此時(shí)需人為介入，確認(rèn)不合格件狀態(tài)點(diǎn)擊返修按鈕，不合格工件進(jìn)入返修站待處理。二、程序邏輯同樣可應(yīng)用于分裝環(huán)路與主環(huán)路之間。如，分裝環(huán)路的下線站記錄不合格（包括分裝環(huán)路內(nèi)的任一站不合格、建造數(shù)據(jù)缺失、或未進(jìn)行下線站操作）的工件，將在主環(huán)路下線站被質(zhì)檢門攔截。程序邏輯防錯(cuò)，可有效攔截建造過(guò)程出現(xiàn)的不合格工件，防止缺陷逃逸。

6 其他防錯(cuò)

若產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝方案、設(shè)備裝置、掃描系統(tǒng)及程序邏輯防錯(cuò)均實(shí)施后，仍存在防錯(cuò)風(fēng)險(xiǎn)，在節(jié)拍允許的情況下，可進(jìn)行以下較基本的防錯(cuò)抑制手段：

1）本工位安裝后目檢、點(diǎn)漆；

2）后工序通過(guò)200%目視或點(diǎn)漆互檢；

3）設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易工裝或檢具定時(shí)抽檢；

4）開(kāi)班首臺(tái)工件防錯(cuò)驗(yàn)證；

5）分解工序，不同工位安裝2種易錯(cuò)漏裝的零件等。

7 結(jié)束語(yǔ)

本文簡(jiǎn)要地介紹了動(dòng)力總成裝配的防錯(cuò)方法原理及實(shí)例。隨著科技發(fā)展進(jìn)步，工業(yè)4.0的推進(jìn)，防錯(cuò)技術(shù)也越來(lái)越先進(jìn)有效。每個(gè)企業(yè)文化、每種產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及每條產(chǎn)線工藝規(guī)劃的不同，采取的防錯(cuò)手段也存在差異。應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，制定合理的防錯(cuò)策略，遵循質(zhì)量“三不”原則，保證質(zhì)量的前提下，同時(shí)提高下線合格率，降低成本，以打造高質(zhì)量、高價(jià)值的動(dòng)力總成。