防錯(cuò)在焊接夾具中的應(yīng)用

蘇中堅(jiān)

(上汽通用五菱汽車股份有限公司，廣西 柳州 545007)

在汽車白車身零部件焊接總成中，有很多焊點(diǎn)同時(shí)需要焊接許多小附件，如焊接螺母、焊接螺栓、螺母支架等。在大批量生產(chǎn)中,操作者在長時(shí)間的重復(fù)動(dòng)作中，總難免漏裝夾這些小附件在焊接夾具上，而造成漏焊小附件，焊點(diǎn)數(shù)沒達(dá)到設(shè)定要求，就結(jié)束工作過程，造成焊點(diǎn)漏焊。為了避免由于操作者人為因素造成的差錯(cuò)，這就要求在焊接夾具上增設(shè)防錯(cuò)裝置，來解決這一難題。

1 采用接近傳感器探測防錯(cuò)系統(tǒng)

1.1 防錯(cuò)系統(tǒng)的目標(biāo)要求

防錯(cuò)系統(tǒng)目標(biāo)要求是：

（1）漏裝零件時(shí)，夾緊氣缸控制開關(guān)無法啟動(dòng)，進(jìn)而夾緊器無法夾緊，同時(shí)指示燈顯示是哪一個(gè)零件漏裝，焊鉗無法工作；

（2）焊點(diǎn)沒達(dá)到設(shè)定焊點(diǎn)數(shù)要求時(shí)，夾緊氣缸控制開關(guān)無法啟動(dòng)，進(jìn)而夾緊器無法打開，工件無法取出。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 防錯(cuò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

1.2 工作原理

放置被檢測零件，如圖2所示。

圖2 放置被檢測零件

接近傳感器輸出檢測到有零件信號(hào)，此時(shí)綠燈亮，否則是燈不亮（沒檢到零件），如圖3所示，每一個(gè)指示燈代表需要檢測的零件數(shù)1，當(dāng)所有綠燈亮起，啟動(dòng)夾緊氣缸控制開關(guān)，此時(shí)此焊裝夾具處于夾緊狀態(tài)，焊鉗可進(jìn)入焊接狀態(tài)。

圖3 指示燈

如綠燈沒有全部亮起，則夾緊氣缸控制開關(guān)沒法啟動(dòng)，焊鉗也無法進(jìn)入焊接狀態(tài)。焊鉗按設(shè)定的焊點(diǎn)數(shù)進(jìn)行焊接，焊點(diǎn)數(shù)顯示器同時(shí)顯示已完成了的焊的數(shù)，如圖4所示。

圖4 焊點(diǎn)數(shù)顯示器

如焊點(diǎn)數(shù)沒達(dá)到設(shè)定要求而停止，夾緊氣缸控制開關(guān)無法啟動(dòng)，進(jìn)而夾緊器無法打開,工件無法取出。焊點(diǎn)數(shù)達(dá)到設(shè)定要求時(shí)報(bào)警器發(fā)出聲音報(bào)警，焊接工作結(jié)束，啟動(dòng)夾緊氣缸控制開關(guān)，打開夾緊器，取出工件。

2 采用行程開關(guān)防錯(cuò)系統(tǒng)

2.1 防錯(cuò)系統(tǒng)目標(biāo)要求

本防錯(cuò)裝置要求檢測3顆螺母是否漏焊，若有螺母漏焊，夾緊氣缸控制開關(guān)無法啟動(dòng)，進(jìn)而夾緊器無法夾緊。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖5。

圖5 防錯(cuò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

2.2 工作原理

放置被檢測零件，若被檢測的零件3顆螺母沒有漏焊，螺母壓下（零件的自重必須能達(dá)到壓下行程開關(guān)頂桿）行程開關(guān)頂桿，如圖6所示，行程開關(guān)處于接通狀態(tài)，控制電路接通，電磁閥通電，啟動(dòng)控制開關(guān)，氣缸夾緊裝置起動(dòng)夾緊。

圖6 沒漏焊螺母

由于3個(gè)行程開關(guān)是采用串聯(lián)聯(lián)接，若被檢測的零件3顆螺母，只要其中有一螺母漏焊，其對應(yīng)的行程開關(guān)頂桿不能壓緊，如圖7所示，電路即處于斷路狀態(tài)，電磁閥不能通電，控制開關(guān)無法啟動(dòng)，從而氣缸夾緊裝置不能起動(dòng)夾緊。

圖7 漏焊螺母

3 安裝及維護(hù)注意事項(xiàng)

由于采用的傳感器是非接觸式接近傳感器，其工作原理是利用電磁感應(yīng)引起的檢測對象的金屬體中產(chǎn)生的渦電流的方式，被檢測體的接近引起電信號(hào)容量變化的方式，輸出開關(guān)信號(hào)。因此，對接近傳感器的安裝及所處環(huán)境有較高要求。傳感器應(yīng)盡可能避免焊接飛濺物吸附在其表面及其周圍，確保被檢測零件與傳感器之間的距離，穩(wěn)定在接近傳感器要求的精度范圍內(nèi)，避免接近傳感器安裝支架在生產(chǎn)過程被焊鉗和零件磕碰導(dǎo)致失效。

由于采用的行程開關(guān)，是利用零件自身重力推動(dòng)開關(guān)頂桿，達(dá)到打開開關(guān)的作用。因此零件自身的重力，要遠(yuǎn)大于開關(guān)頂桿所需的力。行程開關(guān)安裝時(shí)，開關(guān)頂桿的位移量達(dá)到能打開開關(guān)即可；過度的位移量，會(huì)把行程開關(guān)頂壞，應(yīng)避免零件對開關(guān)頂桿的沖擊，造成行程開關(guān)損壞失效。

采取的措施有：定期檢查清理接近傳感器表面，保持其表面清潔；增強(qiáng)接近傳感器安裝支架的強(qiáng)度，增加接近傳感器保護(hù)罩，增加焊鉗導(dǎo)向。

4 防錯(cuò)系統(tǒng)的驗(yàn)證

防錯(cuò)系統(tǒng)的驗(yàn)證，就是確保在產(chǎn)品制造和裝配過程中，防錯(cuò)裝置能正常運(yùn)行不失效。所有防錯(cuò)裝置，都有發(fā)生潛在失效的可能，因此需要對其進(jìn)行驗(yàn)證，至少每班一次，在開班前或在生產(chǎn)過程中，由操作員工或生產(chǎn)線班組長來實(shí)施防錯(cuò)驗(yàn)證。方法是將一個(gè)已知的好或壞零件分別通過防錯(cuò)裝置，以確認(rèn)防錯(cuò)功能是否有效。

對于焊點(diǎn)數(shù)防錯(cuò)驗(yàn)證：操作焊鉗試焊接，焊點(diǎn)數(shù)達(dá)到或沒達(dá)到設(shè)定數(shù)時(shí)，啟動(dòng)夾緊氣缸控制開關(guān)，看其是否有效。

5 結(jié)束語

防錯(cuò)技術(shù)在汽車焊裝夾具中的應(yīng)用越來越廣泛，防錯(cuò)的方法形式多樣。在應(yīng)用方面應(yīng)根據(jù)零件的難易程度、要求的高低及成本控制的要求，來選擇防錯(cuò)的方法形式。第一例較復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)的功能較多，成本相對也高；第二例相對簡單，實(shí)現(xiàn)的功能單一，成本也低。

本文介紹的兩案例，經(jīng)過實(shí)際生產(chǎn)使用證實(shí)其可靠、有效。

[1]陸鑫盛，周 洪.氣動(dòng)自動(dòng)化系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)[M].上海：上?？茖W(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社，2005.