淺談動力總成裝配防錯

莫燕 楊青 韋淇山 黃勝

上汽通用五菱汽車股份有限公司 廣西柳州市 545000

1 前言

近年來，汽車業飛速發展，隨著客戶對汽車款式多樣化需求，車輛配置不斷提升，發動機、變速器的款式及配置也多樣化，多種機型共線生產容易造成零件的錯裝漏裝風險，導致發動機、變速器拆解返修，嚴重的甚至導致報廢的情況，增加制造成本。面對“零缺陷”質量目標，我們在質量上的控制手段非缺陷產生后的“救火”，而應在前期制定嚴謹的過程防錯。

本文針對動力總成零件裝配的防錯方式進行分類歸納，并列舉實例加以說明。

2 產品設計防錯

在產品設計階段進行防錯設計，使產品零件本身具備防錯能力，從根本上杜絕了錯裝、漏裝、反裝等風險，從而減少返修浪費降低制造成本。可以說是防錯中最可靠、最有效且安全經濟的方式。以下從3個方面展開討論：

2.1 零件兼容性

在產品開發時，需遵循零件平臺化及模塊化原則，不同機型之間盡可能的達到零件兼容差異件最少化，杜絕不同機型切換時混裝零件的可能。此類方法縮短了設計周期，減少了供應鏈管理范圍，同時降低了現場管理及物流成本。如，變速器機型A使用的齒輪硬度為600HV，機型B使用的硬度為700HV，而同時存在兩種硬度齒輪情況下，機型B存在錯裝600HV齒輪的風險。因此，滿足整箱性能的前提下，兩款機型的齒輪可兼容統一為700HV。

2.2 裝配唯一性

零件裝配唯一性，屬于結構防錯。此方法通過不同定位、或利用結構干涉等方法來避免錯裝、反裝，當使用錯誤的零件或裝配方法時將無法進行安裝。如，變速器機型A有兩種噴油嘴，要求出油口位置不同。可從噴油嘴的定位方法進行防錯—將噴油嘴圓心至固定螺栓孔中心的距離設計不同，見圖1；錯裝時，螺栓孔無法對位安裝，見圖2。

2.3 標識防錯

零件設計上無法實現兼容性及裝配唯一性的情況下，通常可考慮增加標識防錯，通過目視識別區分。如，平面推力軸承安裝有正反面要求，可在其中一面噴三角符號標識來區分；機型A與機型B的電磁閥閥芯直徑相差僅1mm，目視直徑區分風險大，可在機型A的閥芯開環形凹槽進行標識；機型A、B的中間隔板阻尼孔設計不一致，但孔徑細微目視困難，可在機型B的中間隔板邊緣去除部分材料做缺口標識。要注意的是，標識防錯需建立在不影響產品性能及外觀的前提下。

圖1 噴油嘴安裝設計防錯

圖2 噴油嘴錯裝示意圖（螺栓孔不對位）

3 工藝設備防錯

工藝方案防錯，及工裝設備防錯致力于不制造、不傳遞缺陷，減少返修浪費。此類防錯具備自動報警功能，它們對操作準確性及檢測結果進行判斷，判斷正確則正常放行，錯誤則設備報警中斷操作，直至錯誤糾正，方可繼續進行下一步操作。工藝設備防錯具有實效性，且簡單高效。

3.1 工藝方案防錯

產線設計時，需進行工藝方案防錯的制定，一般通過設備自檢及或復測實現。如，

1）完成測量選墊之后，后工序增加復測設備，以檢驗選墊的準確性；

2）密封環或活塞安裝后，增加泄露測試，制定合理的泄露范圍；若密封件損壞或密封不良，則泄露測試結果超差，不合格件進入返修站待處理；

3）同工位多種規格螺栓擰緊，通過套筒選擇器與擰緊控制器關聯，當擰緊不同螺栓時候，提示選擇對應的套筒及擰緊扭矩值；如所選的套筒與提示擰緊的螺栓不匹配，則出現報警擰緊槍不工作，直至選擇對應的套筒時方可繼續操作；

4）同工位一種螺栓需擰緊多顆時，通過擰緊計數器計數；若螺栓漏擰，則擰緊控制器報警，直至擰緊達到設定的次數時方可進行下個循環；

5）過盈配合零件壓裝，通過選擇伺服壓機監控壓裝力、壓裝行程，以判斷零件是否配合合格、壓裝到位且零件無壓潰等；如壓機頂升及壓頭不對中時，零件偏壓導致壓裝力過大，設備報警中斷壓裝；

3.2 設備裝置防錯

設備裝置防錯，為通過增加工裝、設備裝置來識別防錯的手段。如，

1）增加相機識別涂膠軌跡、膠寬，若不符合設定的路徑及寬度，則設備報警，直至錯誤糾正后相機拍照通過則可進行下個循環；

2）增加視覺傳感器匹配圖案，判斷零件是否漏裝；如卡簧檢測案例（見圖3及圖4），若卡簧已裝，則視覺傳感器識別OK；若卡簧漏裝，則視覺傳感器判斷NG報警，需糾正操作至識別卡簧已裝，方可進行下步操作；

3）增加測距、激光、光電等傳感器，感應分析判斷零件是否多裝、少裝、錯裝；若判定錯誤則報警燈亮，至糾正合格方可放行；

4）增加隨行/KIT料架或托盤，搭配自動揀配系統，每個料架或托盤上揀配單臺機型用料，托盤或料架的各零件具備外輪廓防錯，必要時聯合視覺系統或傳感器功能，保證零件取料無錯漏，安裝無錯漏，以此達到防錯目的；此方法適用于單工位安裝多種小零件而又難以目視區分的情況。

圖3 卡簧已裝（OK效果）

圖4 卡簧漏裝（NG效果）

4 掃描系統防錯

掃描防錯的主要原理：首先，使用掃描設備（如掃描槍）掃描零件一維碼或二維碼，將獲取的零件序列號傳送至PLC。其次，PLC邏輯將獲得的序列號與程序中的零件號進行匹配，若獲得的零件號與程序規定的零件匹配合格，則PLC將獲取的零件號上傳至質量追溯系統數據庫存儲；若獲得的零件號為程序非規定的零件，則PLC面板將出現零件匹配錯誤報警（如某變速器機型A，需匹配機型A的前殼體，若掃描槍掃描變速器機型B的前殼體，此時將出現零件匹配錯誤報警）；第三，PLC將獲取的零件號通過工廠網絡上傳至QC&A（質量追溯系統）數據庫進行存儲，為下道工序質檢門工位檢索提供零件序列號過站匹配信息。即，質檢門工位掃描槍掃碼上傳QC&A系統，其零件序列號會與前工序質量門工位進行匹配，確認零件經過質量門工位合格后，掃碼方為匹配正確，否則本工位掃碼質檢門報錯。此防錯及追溯方法，可獲取QC&A系統定義的所有關鍵零部件信息，每一臺整機建造的信息。適用于建造過程的零件斷點記錄、機型切換的零件匹配防錯、零部件綁定準確性防錯、以及問題排查時進行可疑范圍的鎖定等情況。

5 程序邏輯防錯

程序邏輯防錯，是PLC結合QC&A系統制定的一個質量門防錯，致力于不傳遞缺陷。一、程序邏輯用于環路本身。如某分裝環路的下線站為質量門工位，若前工序建造合格，PLC將自動前饋下工序繼續建造；若前工序建造不合格，PLC自動前饋下工序不進行建造。而環路上的任意站出現的不合格工件，都將經過下線站（即本環路質量門）并在此站通過工廠網絡，將不合格件序列號上傳至QC&A系統存儲，同時本站報警，工件停留無法放行，此時需人為介入，確認不合格件狀態點擊返修按鈕，不合格工件進入返修站待處理。二、程序邏輯同樣可應用于分裝環路與主環路之間。如，分裝環路的下線站記錄不合格（包括分裝環路內的任一站不合格、建造數據缺失、或未進行下線站操作）的工件，將在主環路下線站被質檢門攔截。程序邏輯防錯，可有效攔截建造過程出現的不合格工件，防止缺陷逃逸。

6 其他防錯

若產品設計、工藝方案、設備裝置、掃描系統及程序邏輯防錯均實施后，仍存在防錯風險，在節拍允許的情況下，可進行以下較基本的防錯抑制手段：

1）本工位安裝后目檢、點漆；

2）后工序通過200%目視或點漆互檢；

3）設計簡易工裝或檢具定時抽檢；

4）開班首臺工件防錯驗證；

5）分解工序，不同工位安裝2種易錯漏裝的零件等。

7 結束語

本文簡要地介紹了動力總成裝配的防錯方法原理及實例。隨著科技發展進步，工業4.0的推進，防錯技術也越來越先進有效。每個企業文化、每種產品結構及每條產線工藝規劃的不同，采取的防錯手段也存在差異。應根據實際情況，制定合理的防錯策略，遵循質量“三不”原則，保證質量的前提下，同時提高下線合格率，降低成本，以打造高質量、高價值的動力總成。