王天豐

摘 要：鎖片壓裝不合格可以說是缸蓋分裝的一大難題。該工序的合格率較低，將直接制約生產線的產出，成本的增加并帶來不必要的返工與浪費。為了應對這一挑戰(zhàn)、解決實際問題，生產線不斷的進行研究和實踐。本文通過對目前在上海大眾動力總成有限公司使用的鎖片壓裝設備的研究、分析與實踐，分析了零件不合格問題產生的原因，并對要因得出了相應的解決方法，從而解決了生產線的實際問題，并得到了相應的結論與結果。

關鍵詞：鎖片 壓裝 壓力

Abstract：Unqualified pressing of lock plates can be said to be a major problem in cylinder head assembly. The low pass rate of this process will directly restrict the output of the production line， increase the cost and bring unnecessary rework and waste. In order to meet this challenge and solve practical problems， the production line is constantly researching and practicing. Through the research， analysis and practice of the lock plate pressing equipment currently used in Shanghai Volkswagen Powertrain Co.， Ltd.， this paper analyzes the causes of unqualified parts， and draws corresponding solutions to the causes， so as to solve the actual problems of the production line and obtain corresponding conclusions and results.

Key words：lock plate， press-fitting， pressure

1 引言

在發(fā)動機中，氣缸蓋需要在精加工后裝配輔料才能裝機的零件。缸蓋的機加工工序完成后，需要進行彈簧、鎖片等輔料的裝配后才可以變?yōu)槌善匪椭裂b配線進行安裝，而鎖片壓裝工位是將已經裝配好的彈簧緊固在氣門上，故該工序可以說是缸蓋總成生產環(huán)節(jié)中的最后一道工序。鎖片壓裝不合格可以說是缸蓋分裝的一大難題。若該工序的合格率較低，將直接制約生產線的產出，并帶來不必要的返工與浪費。

因此，研究并提高鎖片壓裝工位一次合格率，減少因該問題引發(fā)的返工與產能損失，是提高缸蓋分裝產能與質量的重要課題。另外，通過對于此問題的分析，還會提高對于設備的理解和判斷，對保證生產過程的平順性有重要意義。

2 氣門鎖片壓裝工位概況

AF120氣門鎖片壓裝工位是缸蓋線的最后一道裝配工序，公司所使用的鎖片壓裝工位是一個人機交互型設備，人員安裝彈簧，通過機器人運輸，在自動化工位進行彈簧上座、鎖片的壓裝，再進行激光掃描確認裝配是否合格，如圖1所示。

通過對每日的設備開動率進行統(tǒng)計，如表1所示，缸蓋線的產量，所有工序都很平穩(wěn)，卻在AF120產生了斷崖式的下降，此工位為缸蓋下線前最后一道工序，直接制約了生產線的產出。據(jù)統(tǒng)計，該工位的零件一次合格率只有73.8%，日均比其他工位少產出大約200臺零件，導致大量的在制品堆積在AF120工序前，嚴重影響了生產線的產出與效率，增加了生產運營成本。同時缺陷數(shù)量及種類過多提高了生產線漏檢放行至成品的幾率，導致客戶的抱怨。故對該工位的優(yōu)化勢在必行。

通過對氣門鎖片壓裝設備長期的觀察，并通過對其產生的不合格零件進行分析與總結，可以將其分為四種類型：鎖片壓裝不合格、激光掃描誤報警、底平面壓傷與其他缺陷。如表2所示，其中前三類為主要缺陷，占到所產生所有缺陷的95%以上。

2.1 鎖片壓裝不合格

鎖片的工作原理是，彈簧上座通過用兩片鎖片將彈簧固定在氣門的卡槽內。如果無法將鎖片裝配在正確的位置，則會導致氣門與彈簧產生相對的移動，從而產生發(fā)動機配氣機構的故障甚至是敲缸，后果十分嚴重。而鎖片壓裝時，不合格共有兩種形式，第一種為鎖片漏壓，第二種為鎖片一高一低。如圖2所示。

2.2 激光掃描誤報警

在壓裝結束后，設備通過激光掃描判定其壓裝是否合格。除了1.1所提到的兩種缺陷外，還會產生產品實際合格，卻被集體判定為不合格的情況，我們將其稱為激光掃描誤報警，如圖3所示。該缺陷的處理方式為進行清潔后再次進行激光掃描，零件即可通過檢測。

2.3 底平面壓傷

在壓裝完成后，零件通過下線目檢時，發(fā)現(xiàn)零件底平面有不同程度的損傷，導致需要返工，由于燃燒室附近有一類密封區(qū)域，如果在此處產生壓傷不允許進行返工，則需要直接報廢。增加了生產線的運營成本，缺陷如圖4所示。

必須解決這些問題，才可以提高該設備一次合格率，首先要進行問題的要因確認。通過對設備的觀察與分析，從“人”、“機”、“料”、“法”、“環(huán)”這五個最基本的生產要素，使用石川馨魚骨圖分析的質量方法，如圖5所示，可以從五個方面列舉出很多可能產生導管壓裝不合格問題的原因。

在這共計16條可能導致缺陷產生的原因中，通過對于該設備的原理、缺陷產生的形式與特征進行科學的分析與研究，并且進行對生產現(xiàn)場的實地考察，對各類懷疑點進行篩查。最終，將問題產生的原因鎖定在“吹氣壓力不足”與“激光頭臟”這兩個問題點。

2.3.1 吹氣壓力不足導致不合格零件產生

在壓槍下壓彈簧與上座時，鎖片通過上料機構運送至料道進口處，通過壓縮空氣吹送至安裝位置，兩片鎖片分開吹送。我們通過觀察后發(fā)現(xiàn)，如果在規(guī)定的時間內，鎖片并沒有被吹送到位，則在壓槍上抬，鎖片卡在非正常壓裝位置，產生了高低的情況。如果鎖片未達到卡槽，則這片鎖片則會隨著槍頭上臺而掉落在外，產生了漏壓的情況。而這片掉落的鎖片還有可能遺留在壓裝工位上，下一個被運送至此工位的零件底平面壓在了這片鎖片上，導致了底平面的壓傷，如圖7所示。

如果吹氣壓力足夠，在壓力的作用下鎖片快速的移動到了正確的安裝位置，則這些缺陷都可以避免。

2.3.2 激光頭臟導致不合格零件產生

安裝完成后的零件，會通過激光掃描來確認鎖片安裝是否合格。通過掃描標準件輪廓制定標準線，零件掃描后走線在我們設定的寬度內即為合格，超過即為不合格。通過對設備的觀察后發(fā)現(xiàn)，掃描走線在應有高低的零件輪廓卻產生了直線，未經過規(guī)定區(qū)域而造成造成激光掃描不合格，而該缸蓋總成的零件并沒有相應的問題。故原因產生于激光頭，通過對設備的分析，發(fā)現(xiàn)表面有一層灰塵，極易粘附異物。

4 提高鎖片壓裝工位一次合格率的解決措施

針對以上提到的兩種造成壓裝不合格的問題點進行全面分析后，通過大量的研究與實驗，決定以優(yōu)化設備吹氣壓力與激光頭定期保養(yǎng)作為方案對該工位進行優(yōu)化與解決。

4.1 設備吹氣壓力優(yōu)化

改進前，吹氣壓力低導致鎖片未在規(guī)定的時間內送至裝配位置，導致鎖片壓裝的不合格。通過分析設備，發(fā)現(xiàn)設備的工作方式是在壓槍下壓的時候，壓縮空氣工作，1.5bar的壓力使料道中的鎖片通過信號，通過后吹氣停止，0.5s后壓槍上移。

根據(jù)設備的上述特性，首先將設備的吹氣壓力由原先1.5bar調整至2bar，同時為了保證壓縮空氣的穩(wěn)定性，對輸送料道的氣密性進行優(yōu)化，在兩端的連接處加強密封保證壓力在輸送過程中沒有衰減。同時，我們在程序上也進行優(yōu)化，將原先通過信號后0.5s停止吹氣這樣的加工方式取消，改為不斷吹氣直至壓槍上移，讓鎖片可以有充分的時間與動力下落到位并到達安裝位置，不會因為鎖片含油或者管路不暢導致無法及時落的情況發(fā)生。同時因為鎖片及時的下落，不會掉落在壓裝平臺上，因此導致的底平面壓傷也隨之徹底解決。

4.2 激光頭定期保養(yǎng)

針對激光頭容易粘異物的問題，通過分析誤報警零件產生的頻率，發(fā)現(xiàn)在連續(xù)工作5天后，激光頭表面的附著的灰塵極易粘附異物。于是，生產線制定了每工作五天停機清潔一次激光頭的保養(yǎng)計劃，通過增加保養(yǎng)頻次以保證激光頭附著的灰塵不足以粘附異物。同時，每月利用每季度TPM保養(yǎng)校準一次激光頭位置，保證激光頭掃描正確位置。

5 措施實施后的效果

在上述措施實施后，跟蹤其實施效果三個月，未再出現(xiàn)底平面壓傷的缺陷，而鎖片壓裝不合格與激光掃描誤報警的零件數(shù)量大大減少，如見表3所示。因三種缺陷導致的AF120鎖片壓裝設備的不合格率大大降低，AF120的鎖片壓裝一次合格率達到了99.2%，在大眾中國區(qū)缸蓋模塊排名第一，該問題可以關閉。與此同時，該工位的設備開動率從從原先的63.2%提高到83.1%。生產線的產出得到提升的同時，生產線的平順性得以保證，如表4所示，減少了生產線在制品的堆積。

因避免了大量不合格零件產生的返工與工廢，節(jié)約人工返工的工時成本0.65萬元，工廢成本10.75萬元，共計節(jié)約質量成本11.4萬元。

同時，該措施具有極強的經濟性與推廣性，可以在沒有增加任何投入的情況下大大提高鎖片壓裝的合格率，適用于Elwema以及其他類似的氣門鎖片壓裝設備。

6 結語

本文通過對缸蓋氣門導管常溫壓裝設備的實際生產過程進行分析，結合壓裝工藝、設備原理，從實際問題入手，通過各種實際案例以及實驗探討造成氣門導管壓裝不合格的的原因，從而找出相應的解決辦法與措施。做到從源頭消除此類壓裝不合格缺陷的產生，保證生產的平順性。

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