鎖片壓裝工位一次合格率低問題的分析與解決

王天豐

摘 要：鎖片壓裝不合格可以說是缸蓋分裝的一大難題。該工序的合格率較低，將直接制約生產(chǎn)線的產(chǎn)出，成本的增加并帶來不必要的返工與浪費(fèi)。為了應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)、解決實(shí)際問題，生產(chǎn)線不斷的進(jìn)行研究和實(shí)踐。本文通過對(duì)目前在上海大眾動(dòng)力總成有限公司使用的鎖片壓裝設(shè)備的研究、分析與實(shí)踐，分析了零件不合格問題產(chǎn)生的原因，并對(duì)要因得出了相應(yīng)的解決方法，從而解決了生產(chǎn)線的實(shí)際問題，并得到了相應(yīng)的結(jié)論與結(jié)果。

關(guān)鍵詞：鎖片 壓裝 壓力

Abstract：Unqualified pressing of lock plates can be said to be a major problem in cylinder head assembly. The low pass rate of this process will directly restrict the output of the production line， increase the cost and bring unnecessary rework and waste. In order to meet this challenge and solve practical problems， the production line is constantly researching and practicing. Through the research， analysis and practice of the lock plate pressing equipment currently used in Shanghai Volkswagen Powertrain Co.， Ltd.， this paper analyzes the causes of unqualified parts， and draws corresponding solutions to the causes， so as to solve the actual problems of the production line and obtain corresponding conclusions and results.

Key words：lock plate， press-fitting， pressure

1 引言

在發(fā)動(dòng)機(jī)中，氣缸蓋需要在精加工后裝配輔料才能裝機(jī)的零件。缸蓋的機(jī)加工工序完成后，需要進(jìn)行彈簧、鎖片等輔料的裝配后才可以變?yōu)槌善匪椭裂b配線進(jìn)行安裝，而鎖片壓裝工位是將已經(jīng)裝配好的彈簧緊固在氣門上，故該工序可以說是缸蓋總成生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的最后一道工序。鎖片壓裝不合格可以說是缸蓋分裝的一大難題。若該工序的合格率較低，將直接制約生產(chǎn)線的產(chǎn)出，并帶來不必要的返工與浪費(fèi)。

因此，研究并提高鎖片壓裝工位一次合格率，減少因該問題引發(fā)的返工與產(chǎn)能損失，是提高缸蓋分裝產(chǎn)能與質(zhì)量的重要課題。另外，通過對(duì)于此問題的分析，還會(huì)提高對(duì)于設(shè)備的理解和判斷，對(duì)保證生產(chǎn)過程的平順性有重要意義。

2 氣門鎖片壓裝工位概況

AF120氣門鎖片壓裝工位是缸蓋線的最后一道裝配工序，公司所使用的鎖片壓裝工位是一個(gè)人機(jī)交互型設(shè)備，人員安裝彈簧，通過機(jī)器人運(yùn)輸，在自動(dòng)化工位進(jìn)行彈簧上座、鎖片的壓裝，再進(jìn)行激光掃描確認(rèn)裝配是否合格，如圖1所示。

通過對(duì)每日的設(shè)備開動(dòng)率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，如表1所示，缸蓋線的產(chǎn)量，所有工序都很平穩(wěn)，卻在AF120產(chǎn)生了斷崖式的下降，此工位為缸蓋下線前最后一道工序，直接制約了生產(chǎn)線的產(chǎn)出。據(jù)統(tǒng)計(jì)，該工位的零件一次合格率只有73.8%，日均比其他工位少產(chǎn)出大約200臺(tái)零件，導(dǎo)致大量的在制品堆積在AF120工序前，嚴(yán)重影響了生產(chǎn)線的產(chǎn)出與效率，增加了生產(chǎn)運(yùn)營成本。同時(shí)缺陷數(shù)量及種類過多提高了生產(chǎn)線漏檢放行至成品的幾率，導(dǎo)致客戶的抱怨。故對(duì)該工位的優(yōu)化勢(shì)在必行。

通過對(duì)氣門鎖片壓裝設(shè)備長(zhǎng)期的觀察，并通過對(duì)其產(chǎn)生的不合格零件進(jìn)行分析與總結(jié)，可以將其分為四種類型：鎖片壓裝不合格、激光掃描誤報(bào)警、底平面壓傷與其他缺陷。如表2所示，其中前三類為主要缺陷，占到所產(chǎn)生所有缺陷的95%以上。

2.1 鎖片壓裝不合格

鎖片的工作原理是，彈簧上座通過用兩片鎖片將彈簧固定在氣門的卡槽內(nèi)。如果無法將鎖片裝配在正確的位置，則會(huì)導(dǎo)致氣門與彈簧產(chǎn)生相對(duì)的移動(dòng)，從而產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)的故障甚至是敲缸，后果十分嚴(yán)重。而鎖片壓裝時(shí)，不合格共有兩種形式，第一種為鎖片漏壓，第二種為鎖片一高一低。如圖2所示。

2.2 激光掃描誤報(bào)警

在壓裝結(jié)束后，設(shè)備通過激光掃描判定其壓裝是否合格。除了1.1所提到的兩種缺陷外，還會(huì)產(chǎn)生產(chǎn)品實(shí)際合格，卻被集體判定為不合格的情況，我們將其稱為激光掃描誤報(bào)警，如圖3所示。該缺陷的處理方式為進(jìn)行清潔后再次進(jìn)行激光掃描，零件即可通過檢測(cè)。

2.3 底平面壓傷

在壓裝完成后，零件通過下線目檢時(shí)，發(fā)現(xiàn)零件底平面有不同程度的損傷，導(dǎo)致需要返工，由于燃燒室附近有一類密封區(qū)域，如果在此處產(chǎn)生壓傷不允許進(jìn)行返工，則需要直接報(bào)廢。增加了生產(chǎn)線的運(yùn)營成本，缺陷如圖4所示。

必須解決這些問題，才可以提高該設(shè)備一次合格率，首先要進(jìn)行問題的要因確認(rèn)。通過對(duì)設(shè)備的觀察與分析，從“人”、“機(jī)”、“料”、“法”、“環(huán)”這五個(gè)最基本的生產(chǎn)要素，使用石川馨魚骨圖分析的質(zhì)量方法，如圖5所示，可以從五個(gè)方面列舉出很多可能產(chǎn)生導(dǎo)管壓裝不合格問題的原因。

在這共計(jì)16條可能導(dǎo)致缺陷產(chǎn)生的原因中，通過對(duì)于該設(shè)備的原理、缺陷產(chǎn)生的形式與特征進(jìn)行科學(xué)的分析與研究，并且進(jìn)行對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)地考察，對(duì)各類懷疑點(diǎn)進(jìn)行篩查。最終，將問題產(chǎn)生的原因鎖定在“吹氣壓力不足”與“激光頭臟”這兩個(gè)問題點(diǎn)。

2.3.1 吹氣壓力不足導(dǎo)致不合格零件產(chǎn)生

在壓槍下壓彈簧與上座時(shí)，鎖片通過上料機(jī)構(gòu)運(yùn)送至料道進(jìn)口處，通過壓縮空氣吹送至安裝位置，兩片鎖片分開吹送。我們通過觀察后發(fā)現(xiàn)，如果在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，鎖片并沒有被吹送到位，則在壓槍上抬，鎖片卡在非正常壓裝位置，產(chǎn)生了高低的情況。如果鎖片未達(dá)到卡槽，則這片鎖片則會(huì)隨著槍頭上臺(tái)而掉落在外，產(chǎn)生了漏壓的情況。而這片掉落的鎖片還有可能遺留在壓裝工位上，下一個(gè)被運(yùn)送至此工位的零件底平面壓在了這片鎖片上，導(dǎo)致了底平面的壓傷，如圖7所示。

如果吹氣壓力足夠，在壓力的作用下鎖片快速的移動(dòng)到了正確的安裝位置，則這些缺陷都可以避免。

2.3.2 激光頭臟導(dǎo)致不合格零件產(chǎn)生

安裝完成后的零件，會(huì)通過激光掃描來確認(rèn)鎖片安裝是否合格。通過掃描標(biāo)準(zhǔn)件輪廓制定標(biāo)準(zhǔn)線，零件掃描后走線在我們?cè)O(shè)定的寬度內(nèi)即為合格，超過即為不合格。通過對(duì)設(shè)備的觀察后發(fā)現(xiàn)，掃描走線在應(yīng)有高低的零件輪廓卻產(chǎn)生了直線，未經(jīng)過規(guī)定區(qū)域而造成造成激光掃描不合格，而該缸蓋總成的零件并沒有相應(yīng)的問題。故原因產(chǎn)生于激光頭，通過對(duì)設(shè)備的分析，發(fā)現(xiàn)表面有一層灰塵，極易粘附異物。

4 提高鎖片壓裝工位一次合格率的解決措施

針對(duì)以上提到的兩種造成壓裝不合格的問題點(diǎn)進(jìn)行全面分析后，通過大量的研究與實(shí)驗(yàn)，決定以優(yōu)化設(shè)備吹氣壓力與激光頭定期保養(yǎng)作為方案對(duì)該工位進(jìn)行優(yōu)化與解決。

4.1 設(shè)備吹氣壓力優(yōu)化

改進(jìn)前，吹氣壓力低導(dǎo)致鎖片未在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)送至裝配位置，導(dǎo)致鎖片壓裝的不合格。通過分析設(shè)備，發(fā)現(xiàn)設(shè)備的工作方式是在壓槍下壓的時(shí)候，壓縮空氣工作，1.5bar的壓力使料道中的鎖片通過信號(hào)，通過后吹氣停止，0.5s后壓槍上移。

根據(jù)設(shè)備的上述特性，首先將設(shè)備的吹氣壓力由原先1.5bar調(diào)整至2bar，同時(shí)為了保證壓縮空氣的穩(wěn)定性，對(duì)輸送料道的氣密性進(jìn)行優(yōu)化，在兩端的連接處加強(qiáng)密封保證壓力在輸送過程中沒有衰減。同時(shí)，我們?cè)诔绦蛏弦策M(jìn)行優(yōu)化，將原先通過信號(hào)后0.5s停止吹氣這樣的加工方式取消，改為不斷吹氣直至壓槍上移，讓鎖片可以有充分的時(shí)間與動(dòng)力下落到位并到達(dá)安裝位置，不會(huì)因?yàn)殒i片含油或者管路不暢導(dǎo)致無法及時(shí)落的情況發(fā)生。同時(shí)因?yàn)殒i片及時(shí)的下落，不會(huì)掉落在壓裝平臺(tái)上，因此導(dǎo)致的底平面壓傷也隨之徹底解決。

4.2 激光頭定期保養(yǎng)

針對(duì)激光頭容易粘異物的問題，通過分析誤報(bào)警零件產(chǎn)生的頻率，發(fā)現(xiàn)在連續(xù)工作5天后，激光頭表面的附著的灰塵極易粘附異物。于是，生產(chǎn)線制定了每工作五天停機(jī)清潔一次激光頭的保養(yǎng)計(jì)劃，通過增加保養(yǎng)頻次以保證激光頭附著的灰塵不足以粘附異物。同時(shí)，每月利用每季度TPM保養(yǎng)校準(zhǔn)一次激光頭位置，保證激光頭掃描正確位置。

5 措施實(shí)施后的效果

在上述措施實(shí)施后，跟蹤其實(shí)施效果三個(gè)月，未再出現(xiàn)底平面壓傷的缺陷，而鎖片壓裝不合格與激光掃描誤報(bào)警的零件數(shù)量大大減少，如見表3所示。因三種缺陷導(dǎo)致的AF120鎖片壓裝設(shè)備的不合格率大大降低，AF120的鎖片壓裝一次合格率達(dá)到了99.2%，在大眾中國區(qū)缸蓋模塊排名第一，該問題可以關(guān)閉。與此同時(shí)，該工位的設(shè)備開動(dòng)率從從原先的63.2%提高到83.1%。生產(chǎn)線的產(chǎn)出得到提升的同時(shí)，生產(chǎn)線的平順性得以保證，如表4所示，減少了生產(chǎn)線在制品的堆積。

因避免了大量不合格零件產(chǎn)生的返工與工廢，節(jié)約人工返工的工時(shí)成本0.65萬元，工廢成本10.75萬元，共計(jì)節(jié)約質(zhì)量成本11.4萬元。

同時(shí)，該措施具有極強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)性與推廣性，可以在沒有增加任何投入的情況下大大提高鎖片壓裝的合格率，適用于Elwema以及其他類似的氣門鎖片壓裝設(shè)備。

6 結(jié)語

本文通過對(duì)缸蓋氣門導(dǎo)管常溫壓裝設(shè)備的實(shí)際生產(chǎn)過程進(jìn)行分析，結(jié)合壓裝工藝、設(shè)備原理，從實(shí)際問題入手，通過各種實(shí)際案例以及實(shí)驗(yàn)探討造成氣門導(dǎo)管壓裝不合格的的原因，從而找出相應(yīng)的解決辦法與措施。做到從源頭消除此類壓裝不合格缺陷的產(chǎn)生，保證生產(chǎn)的平順性。

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