防錯技術(shù)（Poka—Yoke）在油泵裝配線上的應(yīng)用

羅遠(yuǎn)揚+陶麗

摘 要 防錯技術(shù)是現(xiàn)代加工裝配行業(yè)中保證產(chǎn)品質(zhì)量的一個基本手段?？梢詮漠a(chǎn)生缺陷的根源入手來及時發(fā)現(xiàn)或消除缺陷的發(fā)生，保證出廠產(chǎn)品“零缺陷”。本文以自動變速箱油泵總成裝配為例進(jìn)行防錯技術(shù)（Poka-Yoke）在油泵總裝線上的應(yīng)用介紹，總結(jié)防錯技術(shù)在汽車零部件裝配質(zhì)量控制有重要的實用價值。

關(guān)鍵詞 油泵;裝配;質(zhì)量;防錯

中圖分類號：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）22-0109-02

當(dāng)今國內(nèi)汽車工業(yè)，顧客對汽車整車以及零部件的質(zhì)量要求越來越高。國內(nèi)自動變速箱企業(yè)在包括產(chǎn)品設(shè)計、機械加工、材料性能、試驗手段、總成裝配等各個環(huán)節(jié)都與國外企業(yè)存在較大差距，我們也認(rèn)識到了這些差距，應(yīng)用先進(jìn)的質(zhì)量管理工具或手段，通過不斷的經(jīng)驗積累，正在快速的追趕先進(jìn)企業(yè)的步伐。

1 防錯技術(shù)思維和目的

防錯設(shè)計的技術(shù)思維源于兩大內(nèi)容：特性識別和流程識別。

合格品與不合格品本質(zhì)上就是產(chǎn)品的特性有差異。為了識別這種差異，物體的外形、重量、顏色、光澤度、比重、磁場、電場、電阻、粘度、溫度、聲音、振動等等特性，在一定的檢測手段下均可以作為防錯的設(shè)計原理。

人的操作動作順序會有錯誤的可能，機器也會因故障而不按照標(biāo)準(zhǔn)的程序運行。當(dāng)流程發(fā)生錯誤的時候.往往意味著不合格品的產(chǎn)生。防錯的另一個目的就是監(jiān)測流程。不僅監(jiān)測，還可以促進(jìn)作業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化。一旦標(biāo)準(zhǔn)化的作業(yè)被作業(yè)者培養(yǎng)為操作習(xí)慣，就能夠最大幅度地減少人為操作中的變異，從而實現(xiàn)生產(chǎn)過程的更穩(wěn)定.確保加工出來的產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。

2 油泵裝配中工藝路線

1）油泵結(jié)構(gòu)。由油泵體、油泵蓋—軸、襯套、內(nèi)轉(zhuǎn)子、外轉(zhuǎn)子、O形密封圈、油封、定位銷、隔板、墊片、M6螺釘和M5螺釘組成（圖1）。

圖1

2）油泵裝配工藝路線介紹。油泵總成由多個零件組成，裝配動作較多，為了滿足整線60S/件的生產(chǎn)節(jié)拍，就必須分解各個裝配動作，降低操作者工作難度，減少錯裝、漏裝機率。以下流程圖（圖2）即為油泵總成自動化裝配工藝路線。

該裝配線的工藝路線基本上囊括了油泵裝配的大多數(shù)工序，有壓裝、深度檢測、間隙檢測、轉(zhuǎn)子正反面檢測、自動擰緊、扭矩檢測、氣密檢測、激光刻印、性能試驗。從零件上來看，有油泵體、油封、O形密封圈、內(nèi)外轉(zhuǎn)子、定位銷、螺釘、隔板、密封墊片，基本上也囊括了油泵產(chǎn)品的大多數(shù)零件。

圖2

3 油泵裝配線上的防錯技術(shù)應(yīng)用

1）保險原理。

用兩個以上的動作必須共同或依序執(zhí)行才能完成工作。

①“共同”動作才能完成。

雙手啟動開關(guān)，是常見的共同動作保險原理。在油泵的定位銷壓裝工位和油封壓裝工位，為了避免壓裝時發(fā)生安全事故，采用了雙手同時按啟動按鈕才能啟動壓裝設(shè)備，這樣就可防止操作者在壓裝工作時另一只手伸入危險區(qū)域。

②“依序”動作才能完成。

同時有些動作通過一定的邏輯性，可以實現(xiàn)防錯功能。在壓裝油泵蓋上的兩個定位銷時，為了杜絕定位銷的漏裝，故在程序設(shè)計時，必須按照順序進(jìn)行兩次壓裝動作，否則設(shè)備會報警提示。

2）自動原理。以各種光學(xué)、電學(xué)、力學(xué)、機構(gòu)學(xué)、化學(xué)等原理來限制某些動作的執(zhí)行或不執(zhí)行，以避免錯誤之發(fā)生。目前這些自動開關(guān)非常普遍，也是非常簡易的“自動化”之應(yīng)用。

①以“壓力”控制的方式來完成。

在壓定位銷、壓油封工位時，都使用了壓力傳感器進(jìn)行壓裝過程監(jiān)控，過大的配合公差或過小的配合公差，都會引起壓裝力的變化，我們以最大配合公差和最小配合公差的壓裝力作為合格產(chǎn)品壓裝力的判定范圍，只要是在此范圍內(nèi)的定位銷壓裝我們都是認(rèn)為合格的，這樣通過壓力的判定，可有效監(jiān)控定位銷的壓裝質(zhì)量，避免出現(xiàn)定位銷脫落、油泵蓋損壞等缺陷。

圖3

②以“光線“控制的方式來完成。

以光線來實現(xiàn)防錯在油泵裝配線上也得到了很多應(yīng)用，往往可使防錯做到更簡化。

在裝油泵體O形密封圈和裝油泵蓋O形密封圈工位就利用了紅外線對射光電來檢測O形密封圈的漏裝。

在所有的壓裝工位都利用了安全光柵來實現(xiàn)安全防護(hù)，避免人身傷害。

在取料工位的利用紅外線對射傳感器可以防止取料錯誤。

在性能試驗時，只有零件裝載后才能反射傳感器發(fā)出的紅外線，設(shè)備才能正常啟動，避免人員誤操作造成設(shè)備損壞。

在翻轉(zhuǎn)工位時，可用兩組光電傳感器來檢測確認(rèn)油泵總成翻轉(zhuǎn)后狀態(tài)，是否與平面貼平，避免氣密密封時造成油泵損壞。

③以“氣體“控制的方式來完成。

在氣密檢測工位，可使用氣密檢漏儀，通過氣體的泄漏量來確認(rèn)油泵體O形密封圈的安裝狀態(tài)以及油泵體的鑄造缺陷。如在安裝油泵體O形密封圈時造成了損壞，那么通過氣體泄漏量也是能進(jìn)行有效判定的。

④以“電阻“大小的方式來完成。

圖4

在裝墊片和隔板工位中，利用了電阻傳感器，通過檢測油泵蓋上墊片的電阻的不同來防止墊片的漏裝以及多裝。

⑤以“電流“用量的方式來完成。

在預(yù)裝M5螺釘和預(yù)裝M6螺釘工位，為了防止螺釘?shù)穆┭b，都通過探針接觸螺釘?shù)姆绞絹碛|動開關(guān)，如果系統(tǒng)檢測到有電流信號，則代表該探針對應(yīng)處已裝螺釘，否則漏裝螺釘。

在壓油封工位，也用一個微動開關(guān)來檢測油封的正反面。如果油封正面朝上，將會打開微動開關(guān)，相反如果油封反面朝上，微動開關(guān)不會打開產(chǎn)生電流信號。

⑥以“扭矩”控制的方式來完成。

在性能試驗時，為了避免轉(zhuǎn)子端面間隙過小、轉(zhuǎn)子安裝傾斜、轉(zhuǎn)子孔有毛刺等、內(nèi)外轉(zhuǎn)子齒頂間隙過小等一系列問題，在進(jìn)行驅(qū)動轉(zhuǎn)子的同時采用扭力傳感器對其驅(qū)動扭矩進(jìn)行監(jiān)控，系統(tǒng)設(shè)定的扭矩值可通過合格油泵多次試驗得出。endprint

在總裝線的擰緊工位，每把擰緊槍都帶有扭矩傳感器，用以檢測每顆螺釘?shù)臄Q緊扭矩是否在要求的范圍內(nèi)。

圖4

⑦以“角度”控制的方式來完成。

在總裝線的擰緊工位，在通過扭矩實現(xiàn)自動防錯的同時，同時通過角度傳感器來監(jiān)控扭轉(zhuǎn)的角度，實現(xiàn)正確的擰入深度要求。

3）警告原理。

如有不正常的現(xiàn)象發(fā)生，能以聲光或其它方式顯示出各種“警告”的訊號，以避免錯誤的發(fā)生。

在油泵總裝線上，基本上每個工位都應(yīng)用了警告原理，蜂鳴器發(fā)出警告聲音，報警燈發(fā)出紅色報警信號，通過聲光告訴操作者誤操作、注意安全、數(shù)據(jù)超差、動作錯誤等警示信息，以及時發(fā)現(xiàn)、更改錯誤，避免缺陷發(fā)生。例壓定位銷時只壓裝了一顆定位銷、壓裝時有異物伸入危險區(qū)、漏裝了油泵蓋O形密封圈、壓裝壓力或位移超差等都會報警，警告原理在自動化生產(chǎn)線上得到了大量的應(yīng)用。

4 結(jié)論

傳統(tǒng)的管理者認(rèn)為缺陷主要是由工人造成的，出現(xiàn)問題后總是試圖通過“批評并培訓(xùn)員工”以期改進(jìn)質(zhì)量。但管理大師戴明早已明確指出，大部分的產(chǎn)品缺陷都是由系統(tǒng)造成的。雖然沒有十全十美的系統(tǒng)，但能通過不斷改進(jìn)并完善系統(tǒng)，預(yù)防或及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中的錯誤，這將大大減少缺陷的產(chǎn)生。而防錯技術(shù)正是實現(xiàn)早期預(yù)防檢驗的有力工具。

隨著現(xiàn)代控制技術(shù)的發(fā)展，防錯防漏的技術(shù)也從原來的機械式、過程后發(fā)現(xiàn)不斷地朝著電子化、生產(chǎn)過程自動化、智能化檢測方向發(fā)展，防錯防漏的內(nèi)容也不斷的擴展，許多在過去認(rèn)為是不可能的技術(shù)今天卻已經(jīng)實現(xiàn)和廣泛使用。

通過對防錯技術(shù)的研究及應(yīng)用，油泵裝配線利用了多種防錯原理，實現(xiàn)了不制造缺陷的防錯，達(dá)到了最主動、最經(jīng)濟、可預(yù)見并防止錯誤的質(zhì)量控制方式，使該總裝線的出廠合格率達(dá)到了較高水平，同時也大大降低了制造成本。

參考文獻(xiàn)

[1]趙華堅，奚立峰.應(yīng)用防錯技術(shù)實現(xiàn)質(zhì)量零缺陷[J].工業(yè)工程與管理，2002（04）.

[2]黎海萍.視覺系統(tǒng)在發(fā)動機裝配生產(chǎn)線上的防錯應(yīng)用[J].裝備制造技術(shù)，2011（03）.

[3]張曉軍.面向變速箱總成裝配的防錯系統(tǒng)研究及應(yīng)用[J].機械工程與自動化，2014（05）.

[4]陳思濤，何萍，朱志坤.防錯技術(shù)在工藝與質(zhì)量管理中的探討與應(yīng)用[J].制造技術(shù)與機床，2013（03）.

[5]何卓.防錯技術(shù)在汽車制造中的應(yīng)用[J].汽車工藝與材料，2013（10）.endprint

在總裝線的擰緊工位，每把擰緊槍都帶有扭矩傳感器，用以檢測每顆螺釘?shù)臄Q緊扭矩是否在要求的范圍內(nèi)。

圖4

⑦以“角度”控制的方式來完成。

在總裝線的擰緊工位，在通過扭矩實現(xiàn)自動防錯的同時，同時通過角度傳感器來監(jiān)控扭轉(zhuǎn)的角度，實現(xiàn)正確的擰入深度要求。

3）警告原理。

如有不正常的現(xiàn)象發(fā)生，能以聲光或其它方式顯示出各種“警告”的訊號，以避免錯誤的發(fā)生。

在油泵總裝線上，基本上每個工位都應(yīng)用了警告原理，蜂鳴器發(fā)出警告聲音，報警燈發(fā)出紅色報警信號，通過聲光告訴操作者誤操作、注意安全、數(shù)據(jù)超差、動作錯誤等警示信息，以及時發(fā)現(xiàn)、更改錯誤，避免缺陷發(fā)生。例壓定位銷時只壓裝了一顆定位銷、壓裝時有異物伸入危險區(qū)、漏裝了油泵蓋O形密封圈、壓裝壓力或位移超差等都會報警，警告原理在自動化生產(chǎn)線上得到了大量的應(yīng)用。

4 結(jié)論

傳統(tǒng)的管理者認(rèn)為缺陷主要是由工人造成的，出現(xiàn)問題后總是試圖通過“批評并培訓(xùn)員工”以期改進(jìn)質(zhì)量。但管理大師戴明早已明確指出，大部分的產(chǎn)品缺陷都是由系統(tǒng)造成的。雖然沒有十全十美的系統(tǒng)，但能通過不斷改進(jìn)并完善系統(tǒng)，預(yù)防或及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中的錯誤，這將大大減少缺陷的產(chǎn)生。而防錯技術(shù)正是實現(xiàn)早期預(yù)防檢驗的有力工具。

隨著現(xiàn)代控制技術(shù)的發(fā)展，防錯防漏的技術(shù)也從原來的機械式、過程后發(fā)現(xiàn)不斷地朝著電子化、生產(chǎn)過程自動化、智能化檢測方向發(fā)展，防錯防漏的內(nèi)容也不斷的擴展，許多在過去認(rèn)為是不可能的技術(shù)今天卻已經(jīng)實現(xiàn)和廣泛使用。

通過對防錯技術(shù)的研究及應(yīng)用，油泵裝配線利用了多種防錯原理，實現(xiàn)了不制造缺陷的防錯，達(dá)到了最主動、最經(jīng)濟、可預(yù)見并防止錯誤的質(zhì)量控制方式，使該總裝線的出廠合格率達(dá)到了較高水平，同時也大大降低了制造成本。

參考文獻(xiàn)

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[4]陳思濤，何萍，朱志坤.防錯技術(shù)在工藝與質(zhì)量管理中的探討與應(yīng)用[J].制造技術(shù)與機床，2013（03）.

[5]何卓.防錯技術(shù)在汽車制造中的應(yīng)用[J].汽車工藝與材料，2013（10）.endprint

在總裝線的擰緊工位，每把擰緊槍都帶有扭矩傳感器，用以檢測每顆螺釘?shù)臄Q緊扭矩是否在要求的范圍內(nèi)。

圖4

⑦以“角度”控制的方式來完成。

在總裝線的擰緊工位，在通過扭矩實現(xiàn)自動防錯的同時，同時通過角度傳感器來監(jiān)控扭轉(zhuǎn)的角度，實現(xiàn)正確的擰入深度要求。

3）警告原理。

如有不正常的現(xiàn)象發(fā)生，能以聲光或其它方式顯示出各種“警告”的訊號，以避免錯誤的發(fā)生。

在油泵總裝線上，基本上每個工位都應(yīng)用了警告原理，蜂鳴器發(fā)出警告聲音，報警燈發(fā)出紅色報警信號，通過聲光告訴操作者誤操作、注意安全、數(shù)據(jù)超差、動作錯誤等警示信息，以及時發(fā)現(xiàn)、更改錯誤，避免缺陷發(fā)生。例壓定位銷時只壓裝了一顆定位銷、壓裝時有異物伸入危險區(qū)、漏裝了油泵蓋O形密封圈、壓裝壓力或位移超差等都會報警，警告原理在自動化生產(chǎn)線上得到了大量的應(yīng)用。

4 結(jié)論

傳統(tǒng)的管理者認(rèn)為缺陷主要是由工人造成的，出現(xiàn)問題后總是試圖通過“批評并培訓(xùn)員工”以期改進(jìn)質(zhì)量。但管理大師戴明早已明確指出，大部分的產(chǎn)品缺陷都是由系統(tǒng)造成的。雖然沒有十全十美的系統(tǒng)，但能通過不斷改進(jìn)并完善系統(tǒng)，預(yù)防或及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中的錯誤，這將大大減少缺陷的產(chǎn)生。而防錯技術(shù)正是實現(xiàn)早期預(yù)防檢驗的有力工具。

隨著現(xiàn)代控制技術(shù)的發(fā)展，防錯防漏的技術(shù)也從原來的機械式、過程后發(fā)現(xiàn)不斷地朝著電子化、生產(chǎn)過程自動化、智能化檢測方向發(fā)展，防錯防漏的內(nèi)容也不斷的擴展，許多在過去認(rèn)為是不可能的技術(shù)今天卻已經(jīng)實現(xiàn)和廣泛使用。

通過對防錯技術(shù)的研究及應(yīng)用，油泵裝配線利用了多種防錯原理，實現(xiàn)了不制造缺陷的防錯，達(dá)到了最主動、最經(jīng)濟、可預(yù)見并防止錯誤的質(zhì)量控制方式，使該總裝線的出廠合格率達(dá)到了較高水平，同時也大大降低了制造成本。

參考文獻(xiàn)

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[5]何卓.防錯技術(shù)在汽車制造中的應(yīng)用[J].汽車工藝與材料，2013（10）.endprint