淺談SGMW發(fā)動機工廠裝配線在線檢測技術應用

曹慧建，聶燦明，李冰

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淺談SGMW發(fā)動機工廠裝配線在線檢測技術應用

曹慧建，聶燦明，李冰

（上汽通用五菱汽車股份有限公司，廣西 柳州 545001）

針對SGMW發(fā)動機工廠制造過程中經常發(fā)生的由于零件相似度高、小零件多而錯裝、漏裝的現(xiàn)象，緊靠人員目視檢查不能完全杜絕治質量逃逸的風險，從而SGMW發(fā)動機裝配線近幾年采用了比較先進的在線檢測智能化檢測設備，防止質量問題逃逸，提升產品質量。

發(fā)動機制造；在線檢測設備；質量逃逸

1 引言

隨著社會的迅猛發(fā)展，汽車制造業(yè)的生產形式也變得越來越復雜，尤其是近幾年來，汽車的低端化、多樣化的發(fā)展，使汽車制造業(yè)開始出現(xiàn)小批量、多品種、換代快的柔性化生產，各個類型的汽車零部件配置差異也越來越明顯，所以在汽車的生產過程中裝配時需要頻繁的切換零件，導致車間員工重復性操作出現(xiàn)大量的錯裝、漏裝以及混裝等質量問題，給企業(yè)造成了很大的損失。本文從SGMW 發(fā)動機工廠在線檢測技術類在發(fā)動機制造中的具體應用進行詳細的論述。

2 裝配在線檢測技術在SGMW發(fā)動機制造過程的應用

目前，在SGMW發(fā)動機裝配車間，主要采用影像識別、氣壓監(jiān)控等在線檢測技術應用于裝配過程中裝配結果確認、零部件尺寸監(jiān)控、泄漏測試、性能測試、零件錯漏裝等過程，從而避免眾多的失效模式逃逸，保證發(fā)動機的裝配質量，提高發(fā)動機的裝配一次下線合格率。

2.1 影像在線檢測技術應用

2.1.1 活塞連桿方向相機視覺檢測設備介紹

裝配線活塞連桿安裝，容易出現(xiàn)活塞連桿裝配方向錯誤的質量問題，活塞連桿作為發(fā)動機內部的關鍵零部件，決定了發(fā)動機的性能和使用壽命，一旦裝反將嚴重影響發(fā)動機質量。在活塞連桿安裝工位后開發(fā)一種視覺檢測設備設備原理是識別特定標識，以及標識的狀態(tài)（方向/位置）（如下圖1、2所示）來確認零件安裝方向是否正確。該套設備使用區(qū)域PLC控制，相機安裝在固定機架上，曲軸旋轉機構將曲軸轉動至正確位置，相機在滑臺的帶動下進入拍照區(qū)域，PC對照片進行判斷存儲。發(fā)動機進入工位后，頂升機構將發(fā)動機頂起，人工翻轉發(fā)動機至工作姿態(tài)；壓緊機構和曲軸回轉機構降下到位，同時相機移動動作到位，曲軸回轉機構旋轉一圈檢查曲軸卡槽位置卡扣到位；相機開始拍照，其中4缸機拍照1次后曲軸回轉180°拍第1次；3缸機拍照1次后曲軸回轉120°拍第2次，之后再旋轉120°拍第3次；拍照結束后所有機構自動復位，托盤出工位。

圖1 活塞標識

圖2 連桿標識

2.1.2 活塞連桿方向相機視覺檢測設備質量控制

相機滑臺的氣缸均由THK導軌進行動作導向，氣缸的起始、終點位置均帶液壓緩沖器、機械阻擋器和位置監(jiān)控，且所用的機械阻擋器位置可調，從而可實現(xiàn)相機動作的精確控制。

曲軸旋轉機構采用精度高的伺服電機，保證工件達到拍照狀態(tài)的位置的一致性。曲軸旋轉機構中卡銷采用低載荷彈簧，避免壓力過大壓傷曲軸芯軸表面。

視覺檢測設備的防錯功能，相機識別活塞類型與方向、識別連桿方向，若出現(xiàn)錯裝、裝反缺陷，視覺系統(tǒng)程序評價結果NOK，同時發(fā)送結果到下工位，下工位員工進行二次確認，確保無誤判才進行返修。

設備采集的相片以發(fā)動機號碼進行命名，并包含設備判定結果，以便追溯。

2.2 氣壓監(jiān)控檢測技術應用

2.2.1 軸瓦氣檢設備介紹

發(fā)動機軸瓦漏裝檢測設備能夠在軸瓦完成裝配后實現(xiàn)對軸瓦的探測，挑選一個缸體油道孔作為充氣孔，連接穩(wěn)定氣壓源；挑選另一個油道孔作為壓力檢測孔，連接壓力傳感器；對剩余所有油道孔進行密封，并驅動曲軸旋轉（如下圖5所示）。

根據(jù)發(fā)動機潤滑系統(tǒng)工作原理，缸體油道在曲軸旋轉到某一角度后，會與曲軸的油道相通，形成一個腔體；主軸瓦介于兩者油道之間，連桿瓦處于兩者油道末端。

根據(jù)發(fā)動機的性能要求，缸體、曲軸、活塞連桿與軸瓦的間隙極小，則缸體油道與曲軸油道形成的腔體泄漏點也極小，當出現(xiàn)軸瓦漏裝時，該腔體的泄漏會明顯變大。

應用流體力學原理，采用恒定氣壓源往該油道腔體內持續(xù)充氣，根據(jù)腔體不同的泄漏情況，腔體的壓力值會發(fā)生明顯變化

2.2.2 軸瓦氣檢設備應用質量控制

應用氣檢技術，封堵缸體上其他的油道孔，往主油道充氣，在另一端監(jiān)測壓力的變化，可以在軸瓦完成裝配后檢測軸瓦是否漏裝；提高質量缺陷的在線探測能力，確保產品質量。

發(fā)動機進入該設備后，托盤頂升，通過程序控制設備完成封堵及對接；對接完成后，恒定氣壓源啟動持續(xù)充氣，驅動機構開始旋轉曲軸，壓力傳感器連續(xù)采集信號并反饋到軟件測試系統(tǒng)進行判定。軟件通過設定的壓力閥值來判定軸瓦是否安裝，并將結果反饋給控制程序。

氣檢設備兼容安裝在上汽通用SGMW河西發(fā)動機工廠裝配線扭矩測試設備，已投入使用，運行至今每次進行的軸瓦漏裝防錯驗證均100%有效，設備開動率大于99.7%，設備一次下線合格率大于99.5%，氣檢過程在扭矩測試過程中完成，氣檢節(jié)拍只需要20秒，低于扭矩測試設備節(jié)拍的39秒，遠低于主線生產節(jié)拍46秒。提高發(fā)動機裝配過程對軸瓦漏裝的探測能力。該設備能夠自動、快速、準確地識別軸瓦漏裝缺陷，加快檢測節(jié)拍，確保探測結果的可靠性，能夠實現(xiàn)不同結構缸體的兼容性

2.3 傳感器檢測技術應用

2.3.1 活塞銷擋圈獨立檢測設備介紹

將原有壓裝及檢測一體式設備改為壓裝及檢測相互獨立的設備，活塞銷擋圈壓裝后再進行防錯檢測，避免了原設備在壓裝過程中產生的震動對檢測結果產生影響，同時使用獨立壓裝設備增強了壓裝的穩(wěn)定性。活塞連桿總成到達獨立檢測設備后，定位銷伸出對活塞銷進行定位，檢測環(huán)形探頭伸出推動活塞銷。活塞銷擋圈獨立檢測機構基于機械方式進行開發(fā)，使用高精度位移傳感器作為防錯探測工具，滿足活塞銷擋圈漏裝、安裝不到位等問題的檢測。

2.3.2 活塞銷擋圈獨立檢測設備應用質量控制

通過位移傳感器感應環(huán)形探頭的移動距離進行活塞銷擋圈是否安裝及是否安裝到位的檢測，新增的活塞銷擋圈獨立檢測設備可100%探測出活塞銷擋圈漏裝、壓裝不到位問題。有效增強設備探測能力，降低缺陷逃逸風險。

活塞銷擋圈獨立檢測設備具備4個活塞連桿檢測臺，每次同時檢測四件活塞連桿，四個活塞連桿放置到位后，檢測設備自動檢測活塞銷擋圈安裝狀態(tài)，每一個活塞連桿檢測臺有兩個狀態(tài)指示燈，合格時綠燈亮松開夾具，不合格時紅燈亮且夾具不松開，防止檢測不合格的工件被誤取走使用。

活塞銷擋圈獨立檢測設備具備復位按鈕，如出現(xiàn)不合格報警，員工將不合格工件更換后，按下復位按鈕，檢測設備重新進行一次檢測。

3 總結

SGMW發(fā)動機工廠運行生產中，人工、設備進行著大批量的重復性工作，人為疏忽，設備故障都是生產中常見的現(xiàn)象，在線檢測技術的應用有效的降低了漏裝、錯裝的逃逸，保證發(fā)動機裝配質量良好，是發(fā)動機制造缺陷的可靠屏障。

[1] 蔣文海.使用防錯提升發(fā)動機裝配下線一次合格率[R],廣西質量協(xié)會,2002.

SGMW engine plant assembly line on-line detection equipment application

Cao Huijian, Nie Canming, Li Bing

( SGMW automobile co., Ltd. Guangxi Liuzhou 545001 )

For SGMW engine factory often occur due to the parts in the process of high similarity, the small parts and the phenomenon of mistake packing, packing, close to the visual inspection personnel can't completely put an end to put to run the risk of quality, thus SGMW engine assembly line in recent years have adopted more advanced intelligent on-line detection device, prevent quality problem escape, improve product quality.

Engine manufacturing;online detection equipment;the quality of escape

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U467.2

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CLC NO.: U467.2

曹慧建，就職于上汽通用五菱汽車股份有限公司。

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