淺談發動機裝配行業中防錯技術的應用

張軍鵬

摘 要：在發動機裝配生產中，經常出現零件的錯裝和漏裝，從而影響發動機的裝配質量。文章重點介紹了MES視覺、螺栓擰緊和貨架防錯三種技術防錯在我們公司的應用。

關鍵詞：防錯技術；發動機；研究分析

1 概述

在汽車制造行業中，發動機是制造技術最復雜、裝配零件種類最繁多的關鍵零件。裝配作為發動機制造過程中關鍵工序，對發動機質量的優劣起著至關重要的作用。如今發動機裝配已經更加自動化、流水線方式的裝配，已引用了在線自動裝配、自動檢測等技術功能，保證了發動機高精度、高效率和高質量的裝配。隨著發動機排放標準國4和國5的執行，同時隨著發動機多樣化，種類復雜化的出現，對發動機的零件裝配質量提出了更高的要求。但是在實際生產中由于發動機零件的多樣化和不一致性，在裝配中無法避免的出現錯裝、漏裝等潛在風險，從而造成發動機裝配返工、返修和報廢等情況，嚴重的影響了產品質量和生產進度，大大的提高了發動機的制造成本。文章主要結合某公司的生產裝配過程中導入的防錯技術，淺談一下MES視覺、螺栓擰緊計數和貨架防錯在發動機裝配線的應用。

發動機裝配過程中常見的錯誤：

（1）同一工位不同型號零件的裝配。在發動機裝配過程中，經常出現同一個工位，因發動機型號或者功能要求不一樣，裝配的零件有時會不同或者有些需要裝配而有些不需要裝配，此時可能存在錯裝、漏裝等潛在風險，引起發動機的質量問題或者造成返工。

（2）螺栓漏擰。在發動機裝配工程中，螺栓緊固屬于很關鍵的一個工序，但是由于在整個發動機裝配過程至少有上百甚至上千個螺栓需要擰緊，由于工作量大或者人員問題，經常會出現漏擰的現象，從而引起發動機的質量問題或者返工和報廢。

根據發動機裝配工程中容易出現的問題及錯誤，其預防措施是：人工目測、人工標識。當發動機大批量、連續混合生產時，人員容易出現視覺疲勞和勞動強度的影響，裝配過程中分辨率低下，因疏忽容易出現錯漏裝。為了適應高精度的裝配和高自動化的生產要求，有效地避免的各種錯裝、漏裝等問題，防錯技術的應用是必不可少的。根對以上的發動機裝配工程中的常見錯誤，我們已經在發動機裝配過程中應用MES視覺防錯系統、貨架防錯、擰緊工具計數防錯技術，避免了眾多的錯漏裝現象，有效地控制了發動機裝配質量。

（3）同一工位不同型號零件的裝配。傳統的根據同一工位不同型號零件的裝配方式是人工目測鑒別。我們生產線采用MES（manufacturing execution system制造執行系統），因而我們在貨架的每個零件位置安裝有光幕檢測器和指示燈時貨架系統與MES通過IO板硬件連接。每個工位的MES工控機配有條形掃描槍，發動機的零件裝配信息存儲于MES系統中。當發動機運行到某工位時，操作人員用條碼掃描槍掃描發動機上的條形碼，MES視覺系統顯示本工位需要組裝的零備件，同時貨架上相對應的零件位置的指示燈亮。人員如果正確拿取相應的零件后，貨架上的對射傳感器動作，傳送信號給MES視覺系統，對應零件的行變為綠色，貨架上對應零件的指令燈熄滅，此零件裝配完畢。如果人員錯誤拿取零件，貨架上的對射傳感器動作，此時MES視覺系統顯示紅色，提示員工錯誤拿取零件，同時貨架上相對應的指令燈不停地閃爍。如果裝配人員正確同時完整的裝配完此工位的所有零件后，所有的指示燈熄滅，MES視覺系統變為綠色，同時傳送信號給本工位的小車防錯控制程序，此時小車滿足自動放行的條件，人工按下完成按按鈕信號，小車自動運行到下一裝配工位。MES視覺系統、貨架防錯互相配合應用，極大地提高了發動機同一工位不同零件的裝配的質量和效率。（如圖1所示）

（4）螺栓擰緊。我們公司從國外引進J-HOOK單軌道生產線，該生產線實際使用的前幾年，根據螺栓漏擰采取人工用記號筆標識的人工防錯方式，但是由于產量大勞動強度大經常出現漏裝、錯裝，從而引起發動機的質量問題，造成返工或者零件報廢等現象，在客戶那里造成不良的影響。為了解決此問題，公司設備工藝等部門與設備廠家經過多次討論，決定在整個裝配線實行螺栓擰緊計數防錯功能。每個工位安裝一個計數防錯控制箱，控制箱由1771-ASB通訊模塊和兩個16點的IO模塊組成，1771-ASB模塊與主控制柜的1756PLC通過Device Net方式通訊。上位機軟件采用美國NI公司的Labview軟件，在上位機上根對每個工位設置了內線和外線計數防錯功能，內外線的計數防錯功能各位10個信號，同時每個信號都有根據需求決定是否開啟防錯按鈕和設定計數值功能。阿特拉斯電動工具擰緊的合格信號傳送到防錯控制箱，通過通訊方式傳送到主控制柜的1756PLC工位控制程序，當合格信號達到本工位設定的擰緊次數后，本工位的裝配小車允許自動到下一工位。通過螺栓計數防錯，解決了發動機裝配中的螺栓漏擰緊質量問題。（見圖2、圖3所示）

圖3防錯技術在發動機等實際裝配過程中已經得到應用，我們每周都會對相關數據進行核定和認證，從而對裝配線的各種防錯設備進行定期維護和改進，以確保防錯系統的正常運行。在實施過程中，我們確保每個操作工都必須經過認證培訓方可上崗，以確保人為因素處于可控范圍之內，有效地確保防錯系統達到我們的預期效果。

2 結束語

自動化技術和IT網絡化技術發展，極大促進了裝配制造行業設備的發展，同時隨著產品復雜化和零件多樣化的出現，傳統的依靠人工意識防錯和工藝防錯將無法滿足生產要求。因而在裝配制造行業中，合理地應用防錯技術，對精益生產、確保產品質量、提高生產效率、降低企業制造成本以及提高產品在市場中競爭力，將發揮更大的作用。