防呆防錯在工程機械裝配中的創新應用

秦立山

（山東臨工工程機械有限公司挖掘機事業部，山東臨沂 276023）

防呆防錯在工程機械裝配中的創新應用

秦立山

（山東臨工工程機械有限公司挖掘機事業部，山東臨沂 276023）

在挖掘機單線多品種的混線裝配過程中，有混裝、漏裝、漏緊等潛在風險，影響生產效率和制造成本。為避免漏裝現象，設計開發了一套螺栓擰緊自動檢測系統，通過掃碼自動識別車輛機型，螺栓擰緊自動計數，實現防呆防錯的目的。

挖掘機裝配；防呆防錯；掃碼；螺栓擰緊

10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2017.09.70

1 現狀

在挖掘機裝配過程中采用單線多機型混線生產，滿足13.5 t到46 t機型的多機型裝配，因此對裝配人員的操作技能、注意力等提出了較高的要求，在裝配現場配備不同機型的裝配工藝，不易查找而且容易混淆，不同的機型螺栓擰緊數量不一樣，擰緊過程中由于螺栓的數量較多，操作人員容易出現漏緊，增加了返修成本，影響產品質量。

2 智能型預防防錯裝置的需求

在挖掘機裝配過程中螺栓的裝配和擰緊必須滿足扭矩的數量同時達到要求，需要進行檢測性防錯，防錯系統需要接收機型信息、螺栓數量、擰緊扭矩等綜合信息，自動與標準值進行比對，判斷工作過程的準確性。

每種機型裝配完畢，擰緊完畢后所有螺栓達到要求才可放行，在不符合工藝要求的情況下，系統會自動發出報警，提示操作人員重新檢查擰緊過程出現的問題，并且自動顯示擰緊數量。

3 智能型防呆防錯裝置的設計

3.1 硬件的總體設計

本裝置采用條形碼掃描槍、PLC、觸摸屏、壓力傳感器、液壓擰緊機等硬件組成，系統具有自動機型切換、自動報警、自動檢查螺栓擰緊數量、具備驗證功能，即使操作人員有人為疏忽、專業知識或技能不足也不會發生漏緊質量問題（圖 1）。

圖1 系統信號傳遞控制

3.2 防呆防錯的控制方案

根據公司條形碼整體推進方案，關鍵零部件已經實施條碼管理，使用條形碼后準確率可達到100%，更利于后市場追溯，通過條形碼可以解決零部件和整機車型的自動識別問題。

（1）在挖掘機裝配線上的所有車型都附帶整機條碼信息，條碼信息包括整機車型，通過使用掃碼槍掃描整機的條形碼，在觸摸屏上自動顯示當前的車型，并自動切換到相應的車型，調用相應的擰緊工藝參數，防止人為失誤造成的質量損失。

（2）在所有螺栓擰緊操作完畢后，通過確認鍵調用相應的內部數據庫，自動比對當前擰緊的關鍵參數與標準工藝是否存在差異，確保每臺車都符合工藝要求，防止出現漏緊等影響產品質量的問題出現。

（3）在進行確認后，系統自動將比對的結果在觸摸屏上進行顯示，如果當前的狀態與數據庫內的結果存在差異，將進行報警提示，如果無差異將自動顯示正常（圖2）。

3.3 軟件設計

在軟件設計方面主要有3個模塊。

圖2 工藝流程

（1）條形碼信息收集與數據交換系統。條形碼掃描系統將實時掃描的信息與系統內數據進行交換，在第一時間得到裝配工位的車型條碼信息，并且將信息傳遞到系統中進行判斷車型。

（2）控制系統。與擰緊機、掃碼設備進行數據通信，接收來自擰緊機和掃碼設備的信息，實時進行運算處理，根據不同車型和設置，判斷擰緊結果是否符合標準工藝要求，如果判定結果符合要求，系統自動在顯示系統上顯示符合要求；否則進行報警提示，并將結果在顯示屏上不符合要求。當出現報警時，需要操作人員進行確認，否則擰緊機將無法再次使用，防止不合格產品流入市場。

（3）設定系統。可以設定不同車型的標準值，不同車型設置的擰緊數量和擰緊扭矩不一樣，通過設定多種車型的標準值，實現挖掘機裝配線的混線生產（圖3）。

圖3 控制顯示畫面

4 結束語

在市場競爭越來越激烈的制造業，將制造品質作為市場競爭的法寶已經越來越重要。企業已經將質量作為企業發展的金鑰匙，通過開展質量年活動提升產品質量，將防呆防錯的理念應用到工程機械裝配中。

針對工程機械裝配中容易出現質量缺陷的關鍵工位，該系統用于裝配過程中的預防性防錯，通過智能化防呆防錯系統的應用，避免將缺陷產品流入市場，提升公司產品的競爭力。

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［4］向昭穎.無障礙設計理念及應用研究［J］.向昭穎.機械設計.2013（7）：112-114.

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〔編輯 吳建卿〕