湯政憲，蒙慶根，朱永輝

（上汽通用五菱汽車股份有限公司重慶分公司，重慶 401120）

國(guó)五國(guó)六排放標(biāo)準(zhǔn)在全國(guó)范圍內(nèi)不同時(shí)間段的逐步切換，造成現(xiàn)有車型存在多項(xiàng)配置，以我公司某車型為例，不同配置的白車身總共有七種。而國(guó)五國(guó)六的白車身總成，只是部分支架，安裝定位點(diǎn)的更改，這種不明顯的小改動(dòng)增加了白車身制造的難度，在批量生產(chǎn)中如何精準(zhǔn)識(shí)別零件，杜絕錯(cuò)裝漏裝，防止逃逸流出車身車間，成為當(dāng)前白車身生產(chǎn)的難點(diǎn)。針對(duì)車身制造防錯(cuò)，介紹幾種防錯(cuò)策略在我公司的生產(chǎn)車間的具體應(yīng)用。

1 工裝防錯(cuò)

工裝防錯(cuò)通過(guò)識(shí)別零件差異特征，在正式焊接之前控制夾具設(shè)備關(guān)夾動(dòng)作發(fā)揮防錯(cuò)作用。一般設(shè)計(jì)在設(shè)備一序或二序關(guān)夾動(dòng)作之前。通過(guò)識(shí)別差異特征有無(wú)控制某部分夾具的關(guān)夾動(dòng)作，以控制設(shè)備正常或異常來(lái)提醒操作者選裝零件是否存在錯(cuò)漏裝。在本工位正式焊接生產(chǎn)前發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，操作者重新根據(jù)產(chǎn)品要求替換正確零件，避免逃逸事件以及事后帶來(lái)的返修成本損失。

根據(jù)生產(chǎn)線設(shè)備以及控制程序原理的不同，我公司現(xiàn)有生產(chǎn)線配置的工裝防錯(cuò)一般有以下四種策略。

1.1 氣控識(shí)別防錯(cuò)

當(dāng)制造設(shè)備為純氣控控制拼臺(tái)，在零件差異特征位置增加行程開關(guān)以及邏輯閥控制氣控按鈕操作，當(dāng)零件裝配正確時(shí)夾具正常關(guān)夾，當(dāng)錯(cuò)裝零件時(shí)拼臺(tái)夾具不能關(guān)夾。通過(guò)控制設(shè)備動(dòng)作提醒操作者是否錯(cuò)漏裝零件，當(dāng)設(shè)備不能正常工作時(shí)提醒操作者需更換正確零件。

以某車型國(guó)五國(guó)六車型為例為匹配下車體更改，該車型國(guó)六后側(cè)圍內(nèi)板下部增加缺口（如圖1所示），該零件差異不明顯可能會(huì)導(dǎo)致裝錯(cuò)，所以在工裝夾緊壓頭上增加氣動(dòng)行程開關(guān)，用于檢測(cè)缺口位置。原理如圖2所示：采用常閉氣動(dòng)行程開關(guān)，氣路中串聯(lián)兩位氣動(dòng)開關(guān)。生產(chǎn)國(guó)五車型時(shí)，旋鈕旋到國(guó)五擋位，且當(dāng)行程開關(guān)壓到國(guó)五零件狀態(tài)（如圖3所示）零件時(shí)，氣路導(dǎo)通則下一組夾具可以正常關(guān)夾，若下一組夾具不能繼續(xù)關(guān)夾，提醒操作者檢查確認(rèn)車型是否選擇正確或者零件是否裝錯(cuò)；反之生產(chǎn)國(guó)六車型一樣。

圖1 國(guó)六后側(cè)圍內(nèi)板（增加避讓缺口）

圖2 氣控防錯(cuò)識(shí)別原理圖

圖3 國(guó)五后側(cè)圍內(nèi)板

1.2 接近開關(guān)識(shí)別防錯(cuò)

在底層單元，氣控邏輯元件只能識(shí)別1，識(shí)別0的檢測(cè)較為復(fù)雜。而電控信號(hào)可識(shí)別1和0兩種狀態(tài)。故當(dāng)拼臺(tái)設(shè)備為電控拼臺(tái)時(shí)，可選擇接近開關(guān)檢測(cè)有無(wú)，或者電控行程開關(guān)。根據(jù)零件的差異大小來(lái)觸發(fā)通斷狀態(tài)來(lái)識(shí)別零件裝配是否正確。

某車型國(guó)六零件右后輪罩內(nèi)板（如圖4所示）重新設(shè)計(jì)，相比國(guó)五零件（如圖5所示）變得更“長(zhǎng)”，且在該上件工位已有基本型/標(biāo)準(zhǔn)型、5座/78座、兩種車型等超過(guò)10組識(shí)別開關(guān)，已經(jīng)不適用氣控防錯(cuò)。其電控防錯(cuò)如圖6所示，在右后輪罩內(nèi)板增加一處接近開關(guān)識(shí)別國(guó)六，而國(guó)五零件不能被識(shí)別，配合車型匹配旋鈕進(jìn)行防錯(cuò)。

圖4 國(guó)六右后輪罩內(nèi)板

圖5 國(guó)五右后輪罩內(nèi)板

圖6 增加接近開關(guān)識(shí)別國(guó)六右后輪罩內(nèi)板

1.3 電控行程開關(guān)防錯(cuò)

某車型前地板存在燃油車（如圖7所示）與電動(dòng)車（如圖8所示）區(qū)別，變化較大，分析判斷利用地板橫梁上的孔進(jìn)行防錯(cuò)區(qū)分，可實(shí)施性和可維護(hù)性均較好。其電控防錯(cuò)如圖9所示，在工裝壓臂安裝一個(gè)歐姆龍行程開關(guān)（常閉），當(dāng)生產(chǎn)電動(dòng)車時(shí)，行程開關(guān)行程改變，內(nèi)部電路導(dǎo)通，導(dǎo)通型號(hào)與PLC中車型匹配，匹配成功則給機(jī)器人動(dòng)作的信號(hào)，否則，機(jī)器人不動(dòng)作并發(fā)出警報(bào)提示員工檢查。反之，生產(chǎn)燃油車一樣。

圖7 燃油車前地板

圖8 電動(dòng)車前地板

圖9 防錯(cuò)行程開關(guān)

1.4 氣控+電控防錯(cuò)

國(guó)六排放主要包括電子控制器（ECU）系統(tǒng)軟硬件開發(fā)，相比于國(guó)五的ECU支架（如圖10所示），國(guó)六的ECU支架新增了安裝點(diǎn)關(guān)聯(lián)更改（如圖11所示），兩種狀態(tài)的右前大梁焊合總成共存（ECU支架為大梁總成的下一級(jí)零件），需要進(jìn)行防錯(cuò)裝識(shí)別。

但由于工裝的干涉，現(xiàn)有直接開關(guān)識(shí)別的方式無(wú)法實(shí)現(xiàn)，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)研究設(shè)計(jì)出氣動(dòng)伸出機(jī)構(gòu)+接近開關(guān)識(shí)別進(jìn)行防錯(cuò)。原理：接近開關(guān)安裝在氣缸活塞2桿的一端，夾具關(guān)夾時(shí)氣缸伸出，接近開關(guān)識(shí)別有無(wú)感應(yīng)。當(dāng)生產(chǎn)國(guó)六車型時(shí)，接近開關(guān)有感應(yīng)信號(hào)，PLC中匹配車型，匹配正確則給出繼續(xù)動(dòng)作的信號(hào)，否則，夾具停止繼續(xù)關(guān)夾并報(bào)警。反之，國(guó)五車型也一樣。

以上4種工裝防錯(cuò)策略為我公司主要使用的策略，根據(jù)生產(chǎn)反饋及使用經(jīng)驗(yàn)，如圖12所示，從防錯(cuò)識(shí)別準(zhǔn)確性以及投資成本兩個(gè)因子對(duì)4種策略做簡(jiǎn)單評(píng)價(jià)以及選用參考。

圖1 0國(guó)五ECU支架

圖1 1國(guó)六ECU支架（新增國(guó)六安裝點(diǎn)）

2 智能防錯(cuò)

智能防錯(cuò)主要指自動(dòng)識(shí)別零件、分析，做出反饋。通過(guò)攝像頭拍照識(shí)別，差異對(duì)比分析確定是否執(zhí)行正確操作。因其識(shí)別有效性較高，目前逐漸成為車身制造中的主流防錯(cuò)策略以焊點(diǎn)防錯(cuò)為例，一般焊接主要控制焊接缺陷如漏焊、虛焊及毛刺等，虛焊、毛刺由焊接參數(shù)、搭接狀態(tài)和員工操作等多種因素影響，通常根據(jù)流程文件規(guī)范執(zhí)行，并進(jìn)行定期工藝紀(jì)律檢查。但是，漏焊依然時(shí)有發(fā)生，即使是機(jī)器人焊接也不能100%保證，而且人工檢查難免出錯(cuò)，由此帶來(lái)潛在的質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)較高，所以車身制造團(tuán)隊(duì)自主研究焊點(diǎn)視覺報(bào)警系統(tǒng)，該系統(tǒng)流程如圖13所示，基于Python開發(fā)，通過(guò)高清攝像頭拍攝焊點(diǎn)圖片，輸入程序分析，現(xiàn)場(chǎng)使用狀態(tài)如圖14所示，若焊點(diǎn)位置和數(shù)量異常，則發(fā)出警報(bào)，提示現(xiàn)場(chǎng)管理人員進(jìn)行確認(rèn)。

圖1 4程序自動(dòng)識(shí)別標(biāo)記焊點(diǎn)位置和數(shù)量

圖1 3視覺系統(tǒng)檢測(cè)流程

圖1 2防錯(cuò)策略評(píng)價(jià)圖

3 結(jié)束語(yǔ)

目前本公司主要采用前期設(shè)計(jì)防錯(cuò)和制造過(guò)程自主設(shè)計(jì)防錯(cuò)，不僅平衡了防錯(cuò)和錯(cuò)漏裝產(chǎn)生效益之間的關(guān)系，還充分發(fā)揮員工創(chuàng)新創(chuàng)造能力。在實(shí)踐中摸索出的這一套防錯(cuò)方法，防錯(cuò)效果好，有很好的推廣價(jià)值。未來(lái)，更智能的新設(shè)備，更先進(jìn)的材料，更巧妙的思路，會(huì)持續(xù)運(yùn)用到車身防錯(cuò)中，助推汽車制造向智能化、精準(zhǔn)化發(fā)展。