防錯技術（Poka—Yoke）在油泵裝配線上的應用

羅遠揚+陶麗

摘 要 防錯技術是現代加工裝配行業中保證產品質量的一個基本手段。可以從產生缺陷的根源入手來及時發現或消除缺陷的發生，保證出廠產品“零缺陷”。本文以自動變速箱油泵總成裝配為例進行防錯技術（Poka-Yoke）在油泵總裝線上的應用介紹，總結防錯技術在汽車零部件裝配質量控制有重要的實用價值。

關鍵詞 油泵;裝配;質量;防錯

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）22-0109-02

當今國內汽車工業，顧客對汽車整車以及零部件的質量要求越來越高。國內自動變速箱企業在包括產品設計、機械加工、材料性能、試驗手段、總成裝配等各個環節都與國外企業存在較大差距，我們也認識到了這些差距，應用先進的質量管理工具或手段，通過不斷的經驗積累，正在快速的追趕先進企業的步伐。

1 防錯技術思維和目的

防錯設計的技術思維源于兩大內容：特性識別和流程識別。

合格品與不合格品本質上就是產品的特性有差異。為了識別這種差異，物體的外形、重量、顏色、光澤度、比重、磁場、電場、電阻、粘度、溫度、聲音、振動等等特性，在一定的檢測手段下均可以作為防錯的設計原理。

人的操作動作順序會有錯誤的可能，機器也會因故障而不按照標準的程序運行。當流程發生錯誤的時候.往往意味著不合格品的產生。防錯的另一個目的就是監測流程。不僅監測，還可以促進作業的標準化。一旦標準化的作業被作業者培養為操作習慣，就能夠最大幅度地減少人為操作中的變異，從而實現生產過程的更穩定.確保加工出來的產品質量穩定。

2 油泵裝配中工藝路線

1）油泵結構。由油泵體、油泵蓋—軸、襯套、內轉子、外轉子、O形密封圈、油封、定位銷、隔板、墊片、M6螺釘和M5螺釘組成（圖1）。

圖1

2）油泵裝配工藝路線介紹。油泵總成由多個零件組成，裝配動作較多，為了滿足整線60S/件的生產節拍，就必須分解各個裝配動作，降低操作者工作難度，減少錯裝、漏裝機率。以下流程圖（圖2）即為油泵總成自動化裝配工藝路線。

該裝配線的工藝路線基本上囊括了油泵裝配的大多數工序，有壓裝、深度檢測、間隙檢測、轉子正反面檢測、自動擰緊、扭矩檢測、氣密檢測、激光刻印、性能試驗。從零件上來看，有油泵體、油封、O形密封圈、內外轉子、定位銷、螺釘、隔板、密封墊片，基本上也囊括了油泵產品的大多數零件。

圖2

3 油泵裝配線上的防錯技術應用

1）保險原理。

用兩個以上的動作必須共同或依序執行才能完成工作。

①“共同”動作才能完成。

雙手啟動開關，是常見的共同動作保險原理。在油泵的定位銷壓裝工位和油封壓裝工位，為了避免壓裝時發生安全事故，采用了雙手同時按啟動按鈕才能啟動壓裝設備，這樣就可防止操作者在壓裝工作時另一只手伸入危險區域。

②“依序”動作才能完成。

同時有些動作通過一定的邏輯性，可以實現防錯功能。在壓裝油泵蓋上的兩個定位銷時，為了杜絕定位銷的漏裝，故在程序設計時，必須按照順序進行兩次壓裝動作，否則設備會報警提示。

2）自動原理。以各種光學、電學、力學、機構學、化學等原理來限制某些動作的執行或不執行，以避免錯誤之發生。目前這些自動開關非常普遍，也是非常簡易的“自動化”之應用。

①以“壓力”控制的方式來完成。

在壓定位銷、壓油封工位時，都使用了壓力傳感器進行壓裝過程監控，過大的配合公差或過小的配合公差，都會引起壓裝力的變化，我們以最大配合公差和最小配合公差的壓裝力作為合格產品壓裝力的判定范圍，只要是在此范圍內的定位銷壓裝我們都是認為合格的，這樣通過壓力的判定，可有效監控定位銷的壓裝質量，避免出現定位銷脫落、油泵蓋損壞等缺陷。

圖3

②以“光線“控制的方式來完成。

以光線來實現防錯在油泵裝配線上也得到了很多應用，往往可使防錯做到更簡化。

在裝油泵體O形密封圈和裝油泵蓋O形密封圈工位就利用了紅外線對射光電來檢測O形密封圈的漏裝。

在所有的壓裝工位都利用了安全光柵來實現安全防護，避免人身傷害。

在取料工位的利用紅外線對射傳感器可以防止取料錯誤。

在性能試驗時，只有零件裝載后才能反射傳感器發出的紅外線，設備才能正常啟動，避免人員誤操作造成設備損壞。

在翻轉工位時，可用兩組光電傳感器來檢測確認油泵總成翻轉后狀態，是否與平面貼平，避免氣密密封時造成油泵損壞。

③以“氣體“控制的方式來完成。

在氣密檢測工位，可使用氣密檢漏儀，通過氣體的泄漏量來確認油泵體O形密封圈的安裝狀態以及油泵體的鑄造缺陷。如在安裝油泵體O形密封圈時造成了損壞，那么通過氣體泄漏量也是能進行有效判定的。

④以“電阻“大小的方式來完成。

圖4

在裝墊片和隔板工位中，利用了電阻傳感器，通過檢測油泵蓋上墊片的電阻的不同來防止墊片的漏裝以及多裝。

⑤以“電流“用量的方式來完成。

在預裝M5螺釘和預裝M6螺釘工位，為了防止螺釘的漏裝，都通過探針接觸螺釘的方式來觸動開關，如果系統檢測到有電流信號，則代表該探針對應處已裝螺釘，否則漏裝螺釘。

在壓油封工位，也用一個微動開關來檢測油封的正反面。如果油封正面朝上，將會打開微動開關，相反如果油封反面朝上，微動開關不會打開產生電流信號。

⑥以“扭矩”控制的方式來完成。

在性能試驗時，為了避免轉子端面間隙過小、轉子安裝傾斜、轉子孔有毛刺等、內外轉子齒頂間隙過小等一系列問題，在進行驅動轉子的同時采用扭力傳感器對其驅動扭矩進行監控，系統設定的扭矩值可通過合格油泵多次試驗得出。endprint

在總裝線的擰緊工位，每把擰緊槍都帶有扭矩傳感器，用以檢測每顆螺釘的擰緊扭矩是否在要求的范圍內。

圖4

⑦以“角度”控制的方式來完成。

在總裝線的擰緊工位，在通過扭矩實現自動防錯的同時，同時通過角度傳感器來監控扭轉的角度，實現正確的擰入深度要求。

3）警告原理。

如有不正常的現象發生，能以聲光或其它方式顯示出各種“警告”的訊號，以避免錯誤的發生。

在油泵總裝線上，基本上每個工位都應用了警告原理，蜂鳴器發出警告聲音，報警燈發出紅色報警信號，通過聲光告訴操作者誤操作、注意安全、數據超差、動作錯誤等警示信息，以及時發現、更改錯誤，避免缺陷發生。例壓定位銷時只壓裝了一顆定位銷、壓裝時有異物伸入危險區、漏裝了油泵蓋O形密封圈、壓裝壓力或位移超差等都會報警，警告原理在自動化生產線上得到了大量的應用。

4 結論

傳統的管理者認為缺陷主要是由工人造成的，出現問題后總是試圖通過“批評并培訓員工”以期改進質量。但管理大師戴明早已明確指出，大部分的產品缺陷都是由系統造成的。雖然沒有十全十美的系統，但能通過不斷改進并完善系統，預防或及時發現系統中的錯誤，這將大大減少缺陷的產生。而防錯技術正是實現早期預防檢驗的有力工具。

隨著現代控制技術的發展，防錯防漏的技術也從原來的機械式、過程后發現不斷地朝著電子化、生產過程自動化、智能化檢測方向發展，防錯防漏的內容也不斷的擴展，許多在過去認為是不可能的技術今天卻已經實現和廣泛使用。

通過對防錯技術的研究及應用，油泵裝配線利用了多種防錯原理，實現了不制造缺陷的防錯，達到了最主動、最經濟、可預見并防止錯誤的質量控制方式，使該總裝線的出廠合格率達到了較高水平，同時也大大降低了制造成本。

參考文獻

[1]趙華堅，奚立峰.應用防錯技術實現質量零缺陷[J].工業工程與管理，2002（04）.

[2]黎海萍.視覺系統在發動機裝配生產線上的防錯應用[J].裝備制造技術，2011（03）.

[3]張曉軍.面向變速箱總成裝配的防錯系統研究及應用[J].機械工程與自動化，2014（05）.

[4]陳思濤，何萍，朱志坤.防錯技術在工藝與質量管理中的探討與應用[J].制造技術與機床，2013（03）.

[5]何卓.防錯技術在汽車制造中的應用[J].汽車工藝與材料，2013（10）.endprint

在總裝線的擰緊工位，每把擰緊槍都帶有扭矩傳感器，用以檢測每顆螺釘的擰緊扭矩是否在要求的范圍內。

圖4

⑦以“角度”控制的方式來完成。

在總裝線的擰緊工位，在通過扭矩實現自動防錯的同時，同時通過角度傳感器來監控扭轉的角度，實現正確的擰入深度要求。

3）警告原理。

如有不正常的現象發生，能以聲光或其它方式顯示出各種“警告”的訊號，以避免錯誤的發生。

在油泵總裝線上，基本上每個工位都應用了警告原理，蜂鳴器發出警告聲音，報警燈發出紅色報警信號，通過聲光告訴操作者誤操作、注意安全、數據超差、動作錯誤等警示信息，以及時發現、更改錯誤，避免缺陷發生。例壓定位銷時只壓裝了一顆定位銷、壓裝時有異物伸入危險區、漏裝了油泵蓋O形密封圈、壓裝壓力或位移超差等都會報警，警告原理在自動化生產線上得到了大量的應用。

4 結論

傳統的管理者認為缺陷主要是由工人造成的，出現問題后總是試圖通過“批評并培訓員工”以期改進質量。但管理大師戴明早已明確指出，大部分的產品缺陷都是由系統造成的。雖然沒有十全十美的系統，但能通過不斷改進并完善系統，預防或及時發現系統中的錯誤，這將大大減少缺陷的產生。而防錯技術正是實現早期預防檢驗的有力工具。

隨著現代控制技術的發展，防錯防漏的技術也從原來的機械式、過程后發現不斷地朝著電子化、生產過程自動化、智能化檢測方向發展，防錯防漏的內容也不斷的擴展，許多在過去認為是不可能的技術今天卻已經實現和廣泛使用。

通過對防錯技術的研究及應用，油泵裝配線利用了多種防錯原理，實現了不制造缺陷的防錯，達到了最主動、最經濟、可預見并防止錯誤的質量控制方式，使該總裝線的出廠合格率達到了較高水平，同時也大大降低了制造成本。

參考文獻

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[4]陳思濤，何萍，朱志坤.防錯技術在工藝與質量管理中的探討與應用[J].制造技術與機床，2013（03）.

[5]何卓.防錯技術在汽車制造中的應用[J].汽車工藝與材料，2013（10）.endprint

在總裝線的擰緊工位，每把擰緊槍都帶有扭矩傳感器，用以檢測每顆螺釘的擰緊扭矩是否在要求的范圍內。

圖4

⑦以“角度”控制的方式來完成。

在總裝線的擰緊工位，在通過扭矩實現自動防錯的同時，同時通過角度傳感器來監控扭轉的角度，實現正確的擰入深度要求。

3）警告原理。

如有不正常的現象發生，能以聲光或其它方式顯示出各種“警告”的訊號，以避免錯誤的發生。

在油泵總裝線上，基本上每個工位都應用了警告原理，蜂鳴器發出警告聲音，報警燈發出紅色報警信號，通過聲光告訴操作者誤操作、注意安全、數據超差、動作錯誤等警示信息，以及時發現、更改錯誤，避免缺陷發生。例壓定位銷時只壓裝了一顆定位銷、壓裝時有異物伸入危險區、漏裝了油泵蓋O形密封圈、壓裝壓力或位移超差等都會報警，警告原理在自動化生產線上得到了大量的應用。

4 結論

傳統的管理者認為缺陷主要是由工人造成的，出現問題后總是試圖通過“批評并培訓員工”以期改進質量。但管理大師戴明早已明確指出，大部分的產品缺陷都是由系統造成的。雖然沒有十全十美的系統，但能通過不斷改進并完善系統，預防或及時發現系統中的錯誤，這將大大減少缺陷的產生。而防錯技術正是實現早期預防檢驗的有力工具。

隨著現代控制技術的發展，防錯防漏的技術也從原來的機械式、過程后發現不斷地朝著電子化、生產過程自動化、智能化檢測方向發展，防錯防漏的內容也不斷的擴展，許多在過去認為是不可能的技術今天卻已經實現和廣泛使用。

通過對防錯技術的研究及應用，油泵裝配線利用了多種防錯原理，實現了不制造缺陷的防錯，達到了最主動、最經濟、可預見并防止錯誤的質量控制方式，使該總裝線的出廠合格率達到了較高水平，同時也大大降低了制造成本。

參考文獻

[1]趙華堅，奚立峰.應用防錯技術實現質量零缺陷[J].工業工程與管理，2002（04）.

[2]黎海萍.視覺系統在發動機裝配生產線上的防錯應用[J].裝備制造技術，2011（03）.

[3]張曉軍.面向變速箱總成裝配的防錯系統研究及應用[J].機械工程與自動化，2014（05）.

[4]陳思濤，何萍，朱志坤.防錯技術在工藝與質量管理中的探討與應用[J].制造技術與機床，2013（03）.

[5]何卓.防錯技術在汽車制造中的應用[J].汽車工藝與材料，2013（10）.endprint