凌莎

摘 要：汽車零部件自動化裝配線是非常重要的內(nèi)容，做好防錯設(shè)計關(guān)系著汽車的整體質(zhì)量和性能。所以，我們必須要對防錯設(shè)計引起重視。基于此，本文對裝配線防錯設(shè)計的流程入手，提出了防錯的具體方法，以供參考。

關(guān)鍵詞：汽車零部件 自動化 裝配線 防錯設(shè)計

1 前言

從廣義角度看，防錯也就是怎樣設(shè)計一個系統(tǒng)，降低錯誤出現(xiàn)的幾率，即設(shè)備機(jī)構(gòu)防錯;從狹義層面看，防錯也就是怎樣設(shè)計一個系統(tǒng)，讓錯誤絕不出現(xiàn)，即產(chǎn)品設(shè)計防錯。通過防錯設(shè)計，能夠省去很多的檢驗(yàn)操作，簡化操作過程，還可以減少人為錯誤而引發(fā)的一些問題，以使產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)標(biāo)。

2 汽車零部件自動化裝配線防錯的原理原則及設(shè)計流程

對廣大汽車零部件供應(yīng)商來說，尤其是一些核心零部件供應(yīng)商，其所面對的主機(jī)廠很多，各主機(jī)廠的產(chǎn)品類型也比較相似，怎樣科學(xué)的做好防錯設(shè)計，提高產(chǎn)品質(zhì)量使很關(guān)鍵的。圖1為防錯系統(tǒng)設(shè)計流程。

2.1 防錯原則

從現(xiàn)在的情況看，在汽車零部件自動化裝配過程中涉及到的工作量大，產(chǎn)品配置類型多，自動化實(shí)現(xiàn)的難度較大，出現(xiàn)的錯誤也很多。在防錯工作中，有關(guān)技術(shù)人員要堅持“安全、自動化、高效化”的原則，嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)順序來執(zhí)行。

2.2 防錯設(shè)計流程

2.2.1 PFEMA分析識別

實(shí)際上，防錯項(xiàng)目來源主要有產(chǎn)品潛在失效模式、影響分析。在研發(fā)新產(chǎn)品時需要對其防錯來源加以分析，整理出具體的防錯項(xiàng)目，并構(gòu)建完善的防錯清單，即哪些項(xiàng)目有必要防錯。防錯項(xiàng)目具體要防止的錯誤是哪幾種，如，是漏裝、誤裝、重復(fù)裝、裝配不科學(xué)等等[1]。

2.2.2 防錯方式分類

結(jié)合整理出的防錯項(xiàng)目類型，并依據(jù)產(chǎn)線規(guī)劃設(shè)計要求及安全穩(wěn)定性的考慮，來設(shè)定防錯機(jī)構(gòu)。通常依據(jù)各種防錯類型可選取的防錯機(jī)構(gòu)如下：第一，防錯類型是漏裝的情況下，防錯機(jī)構(gòu)有光電傳感器檢測等;第二，防錯類型是誤裝的情況下，防錯機(jī)構(gòu)有機(jī)械仿形等;第三，防錯類型是重復(fù)安裝的情況下，防錯機(jī)構(gòu)有CCD等;第四，防錯類型是裝配不科學(xué)的情況下，防錯機(jī)構(gòu)有接觸式位移傳感器等[2]。

2.2.3 防錯方式的驗(yàn)證

在防錯項(xiàng)目和方式確立后，結(jié)果的驗(yàn)證是很重要的。因?yàn)樵谄綍r的生產(chǎn)活動中設(shè)備的使用并非是固定不變的，必須要對防錯機(jī)構(gòu)的科學(xué)性加以確認(rèn)，也就是在正式生產(chǎn)前要做好防錯驗(yàn)證，保證設(shè)備防錯的效果才可以提升產(chǎn)品質(zhì)量。

通常防錯頻次都是依據(jù)產(chǎn)品批量來設(shè)置的，可以設(shè)置成每班次、每換型做好防錯驗(yàn)證，如，對于漏裝項(xiàng)目的防錯，就可以使用位移傳感器來檢測，將漏裝零件的缺損位置在設(shè)備上檢測，若是設(shè)備可以識別缺件，就表明防錯性能是完好的，否則是無效的。

2.2.4 放錯件制作

在制作防錯件時一般利用所屬工位的一些防錯項(xiàng)目，如漏裝檢測等，配備漏裝零件或缺陷件用顏色來標(biāo)記，以避免放錯件和正規(guī)產(chǎn)品混合出現(xiàn)質(zhì)量問題[3]。

2.2.5 防錯指導(dǎo)書

在完成了上述操作人物后，就需要確定防錯頻次及驗(yàn)證方式，包含怎樣進(jìn)行設(shè)備的操作，怎樣設(shè)置放錯件，怎樣判斷防錯的效果，有完整的步驟驗(yàn)證防錯，并依據(jù)防錯指導(dǎo)書確認(rèn)防錯是否有效。

2.2.6 防錯記錄

防錯驗(yàn)證結(jié)束后，就要將防錯驗(yàn)證結(jié)果記錄好，可以將其記錄與設(shè)備或產(chǎn)品放行記錄整合起來。

3 汽車零部件自動化裝配防錯及追隨技術(shù)

3.1 裝配防錯于追溯技術(shù)的構(gòu)成及功能

裝配防錯與追溯技術(shù)是使用物料條碼自帶的信息和系統(tǒng)信息的比較，實(shí)現(xiàn)裝配防錯的目的，通過所存儲的物料條碼信息和VIN碼信息的追溯以掌握各類零部件的質(zhì)量信息。在零部件裝配種種那個若是存在問題，可以通過追溯系統(tǒng)獲取相關(guān)的信息，以便于采用有效的手段進(jìn)行防錯。

3.2 追溯技術(shù)要求

在汽車制造過程中，零部件信息都是通過條形碼來存儲的，其包含追溯件代碼、供應(yīng)商代碼等等幾部分，各條碼編號都是唯一的[4]。其技術(shù)涉及以下要求。

3.2.1 信息化平臺

該項(xiàng)技術(shù)依賴于企業(yè)本身的管理信息系統(tǒng)（ERP），大部分的數(shù)據(jù)都來自于該系統(tǒng)，特別是生產(chǎn)管理信息，在裝配一些重要的零部件時，技術(shù)人員要將零部件條碼和系統(tǒng)進(jìn)行比較，在保證沒有錯誤零部件的情況下才可以裝配至整車上，且各類零部件條碼都要和VIN碼綁定起來[5]。

3.2.2 整車信息數(shù)據(jù)

汽車各類零部件質(zhì)量的追溯必然需要整車信息數(shù)據(jù)表，表內(nèi)的數(shù)據(jù)是質(zhì)量追溯的參考依據(jù)，其包含整車VIN碼、生產(chǎn)批次等各方面信息。

3.2.3 條形碼要求

各類重要零部件都必須要有對應(yīng)的條形碼，其是由供應(yīng)商設(shè)計的，并粘貼至零部件最明顯的位置[6]。

3.2.4 換件管理要求

若是在裝配時發(fā)現(xiàn)由一些零部件不達(dá)標(biāo)，技術(shù)人員要通過人工干預(yù)的手段，經(jīng)過系統(tǒng)將換掉的零部件條碼刪除，將新零部件條碼更新，以保證數(shù)據(jù)信息的真實(shí)可靠性。

4 汽車零部件自動化裝配線防錯實(shí)例分析

4.1 汽車線束防錯設(shè)計

4.1.1 插接件防錯設(shè)計

為了避免插接件安裝錯誤，盡量在同一區(qū)域使用相同的插接件。例如，看在設(shè)備管梁上設(shè)置位置相近，但功能、插件要求不一樣的管理器。同時，在同一條流水線上生產(chǎn)若干汽車，設(shè)置位置不同，所安裝的插接件也存在差異。以安全氣囊管理器來說，通常設(shè)置于下車體中心通道處，因汽車結(jié)構(gòu)、發(fā)動機(jī)類型的擦?xí)h，碰撞參數(shù)的不同，安全氣囊管理器也有區(qū)別。可以選擇適配不同的插件件進(jìn)行區(qū)分，可以防止在總裝的過程中將安全氣囊管理器位置設(shè)置錯。對于同一系列的插接件防錯最重要的是要根據(jù)防錯特征來區(qū)分，插接件于各設(shè)備要一一對接。若是不匹配就無法順利安裝[7]。

4.1.2 線束支架防錯設(shè)計

線束支架的主要功能是未定插接件，控制線束走向。在汽車中，線束支架一般都是不對稱設(shè)置，左右件大小一樣，而結(jié)構(gòu)不同。在制造線束的過程中，因物料卡數(shù)量的控制，并不是只要是支架都配有物料卡，可能會存在左右件混合安裝的問題。對于該問題，一般都是通過做標(biāo)記來識別。但該種方式無法進(jìn)行“盲插”，仍然面臨著用錯物料卡的情況。為了解決該問題，可以將左右件加工為同一零件，即插件、支架的重組。在完成了左側(cè)支架安裝人物后，右側(cè)支架基于左側(cè)支架旋轉(zhuǎn)180度，在保證側(cè)圍板孔中心對稱的情況下，讓其中心點(diǎn)和插接件重合起來。

4.1.3 卡扣防錯設(shè)計

線束卡扣一般是使用的固定線束，在整車裝配中，卡扣數(shù)量是很多的。受到安裝空間的限制，經(jīng)常會出現(xiàn)同個地方要固定許多卡扣的問題，這時，可能會出現(xiàn)卡扣安裝不正確，導(dǎo)致線束走向錯誤，無法裝配的問題。此時就需要先將卡扣拆除再進(jìn)行裝配。如果執(zhí)意要安裝，就會導(dǎo)致線束走向出現(xiàn)問題，被周圍的一些零部件損壞，出現(xiàn)故障。為了有效解決這一問題，就需要考慮使用不同的卡扣或者是鈑金板加以區(qū)分，即再同個地方設(shè)置鑰匙孔、腰形孔兩種不同的鈑金板來完成線束的裝配。除此之外，還可以再同一線束商，避免用外形結(jié)構(gòu)相似的卡扣來混用[8]。

4.2 汽車電動擰緊機(jī)防錯設(shè)計

依據(jù)電動擰緊機(jī)的各元器件功能，可以設(shè)PLC防錯控制系統(tǒng)，具體如下：

第一，整車進(jìn)入到裝配工位時，相應(yīng)的傳感器將信號傳輸?shù)絇LC控制器，裝配人員利用條形碼閱讀器獲取相應(yīng)的信息條形碼，此時，電動擰緊機(jī)處在擰緊狀態(tài)。

第二，對處在同條生產(chǎn)先的各種車型，裝配人員也能夠利用條形碼月底去獲取各不同整車的VIN條形碼，擰緊主機(jī)就能夠?qū)⒏鞣N擰緊程序激活，按照預(yù)先設(shè)置的程序完成裝配擰緊。

第三，電動擰緊機(jī)將全部的螺栓、螺母擰緊后，控制器要將擰緊數(shù)據(jù)輸入到終點(diǎn)數(shù)據(jù)采集計算機(jī)中，并將整體合格信號傳輸?shù)皆O(shè)備管理計算機(jī)中，當(dāng)生產(chǎn)線輸送設(shè)備獲取到這一信號之后就可以繼續(xù)運(yùn)行，將車身輸送到下個裝配工位生產(chǎn)。

第四，若是螺栓、螺母沒有全部裝完，車輛快要離開本裝配工位時，出工位傳感器就會輸出相應(yīng)的信號給PLC控制器，PLC控制器就可以將這一信號輸入到計算機(jī)系統(tǒng)中，這時生產(chǎn)線輸送設(shè)備會停止工作，直至全部螺栓裝配達(dá)標(biāo)，設(shè)備才可以繼續(xù)運(yùn)行。

第五，電動擰緊機(jī)的應(yīng)用、程序編輯等都使用權(quán)限分級管理模式，以免在應(yīng)用時存在混亂的問題。

通過以上PLC防錯控制系統(tǒng)的科學(xué)運(yùn)用，能夠保證整車核心零部件在裝配擰緊的過程中都達(dá)標(biāo)，擰緊數(shù)據(jù)、政策信息都能夠有效對應(yīng)起來，以實(shí)現(xiàn)對產(chǎn)品質(zhì)量的有效控制。經(jīng)過終端數(shù)據(jù)采集計算機(jī)，能夠全面查看各裝配工位生產(chǎn)情況。

5 結(jié)束語

總而言之，汽車零部件自動化裝配線防錯設(shè)計是汽車生產(chǎn)制造廠商需要重點(diǎn)關(guān)注和考慮的問題，要對防錯流程、設(shè)計的技術(shù)要求有一個全面的認(rèn)識和了解，在實(shí)際零部件裝配過程中要做好防錯設(shè)計，以保證汽車生產(chǎn)制造的安全性、可靠性，進(jìn)一步推動汽車行業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]張杰，鐘為超，李小玲.汽車配件生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的物料防錯糾錯系統(tǒng)設(shè)計[J].企業(yè)科技與發(fā)展，2019（05）：39-40.

[2]張震華，趙旺增，李林鋒.防錯技術(shù)在汽車線束設(shè)計與制造中應(yīng)用研究[J].汽車電器，2020（12）：49-53+56.

[3]張玉平，張震華，閆亮亮，楊三軍，安賀，梁靖汶. 談汽車線束制造中的防錯設(shè)計[C]. 河南省汽車工程學(xué)會.第十五屆河南省汽車工程科技學(xué)術(shù)研討會論文集.河南省汽車工程學(xué)會：河南省汽車工程學(xué)會，2018：147-149.

[4]高丹，孟廣雙.雙目立體視覺技術(shù)在汽車零件自動分檢生產(chǎn)線的應(yīng)用[J].機(jī)床與液壓，2018，46（09）：42-46.

[5]周健，姚仁暉.AYM工廠調(diào)角器裝配線的自動化智能防錯系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用[J].智能城市，2019，5（18）：198-200.

[6]蘇祺，劉宏偉，趙新平，鄧志鵬.汽車鈑金件自動化生產(chǎn)線轉(zhuǎn)臺夾具的防錯類型及應(yīng)用[J].裝備制造技術(shù)，2020（02）：148-151+161.

[7]劉泉晶，沈俊杰.機(jī)器視覺技術(shù)在汽車發(fā)電機(jī)部件自動裝配線上的應(yīng)用[J].工業(yè)控制計算機(jī)，2017，30（04）：32-33.

[8]唐淵，胡瑩，汪雷.油泵裝配線零部件追溯中數(shù)據(jù)采集的改進(jìn)與實(shí)現(xiàn)[J].組合機(jī)床與自動化加工技術(shù)，2020（05）：103-105+108.