淺談養(yǎng)路機(jī)械按鍵模塊制造質(zhì)量提升

摘要：隨著鐵路行業(yè)的不斷發(fā)展，養(yǎng)路機(jī)械產(chǎn)品逐步趨向網(wǎng)絡(luò)化，目前生產(chǎn)的大型養(yǎng)路機(jī)械網(wǎng)絡(luò)控制平臺(tái)控制箱是采用底層模塊與顯示模塊實(shí)現(xiàn)功能的異型柜，都是通過(guò)操作按鍵模塊的功能鍵來(lái)實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)作業(yè)功能。本文介紹了用于養(yǎng)路機(jī)械網(wǎng)絡(luò)電氣控制系統(tǒng)按鍵模塊裝配過(guò)程中的問(wèn)題及處理方法，針對(duì)裝配過(guò)程中發(fā)生的問(wèn)題，提出了相應(yīng)的改進(jìn)方案，為類(lèi)似按鍵產(chǎn)品在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造過(guò)程中質(zhì)量控制提供參考。

關(guān)鍵詞：按鍵模塊；裝配問(wèn)題；改進(jìn)方案

中圖分類(lèi)號(hào)：U216 文獻(xiàn)識(shí)別碼：A 文章編號(hào)：1001-828X（2018）004-0-01

一、緒論

背景：

網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的按鍵模塊是大型養(yǎng)路機(jī)械網(wǎng)絡(luò)控制平臺(tái)的重要組成部分，目前已裝備了多種大型養(yǎng)路機(jī)械。由于型號(hào)較多、批次較小等原因，一直由外協(xié)廠生產(chǎn)，即整體外購(gòu)。因存在電路設(shè)計(jì)及PCB設(shè)計(jì)不合理、電路板裝配不良、電子元器件質(zhì)量差等原因，為了消除網(wǎng)絡(luò)控制平臺(tái)的質(zhì)量隱患，加速推廣網(wǎng)絡(luò)控制平臺(tái)，公司決定從設(shè)計(jì)、工藝、原材料等方面入手大幅提升按鍵模塊的質(zhì)量，生產(chǎn)模式由整體外購(gòu)逐步轉(zhuǎn)換為自制。

二、養(yǎng)路機(jī)械按鍵模塊產(chǎn)品特點(diǎn)

各大車(chē)型按鍵模塊均由7種零件組成，分別為插頭安裝盒、后蓋板、電路板、導(dǎo)光板、按鍵帽、面板、導(dǎo)光柱。

以下為各按鍵模塊組件功能簡(jiǎn)述：

插頭安裝盒：固定電路板上的2個(gè)M12圓形連接器，通過(guò)4個(gè)螺釘與后蓋板連接；

后蓋板：支撐插頭安裝盒，同時(shí)與面板連接成一個(gè)整體；

電路板：安裝三角形金屬?gòu)椘⒈彻鉄?、信?hào)指示燈等；

導(dǎo)光板：將背光、信號(hào)指示分別傳導(dǎo)到按鍵帽、導(dǎo)光柱；

按鍵帽：將按壓力傳導(dǎo)到三角形金屬?gòu)椘希?/p>

面板：支撐按鍵帽及導(dǎo)光柱，作為按鍵模塊的主框架；

導(dǎo)光柱：將電路板上信號(hào)指示燈傳導(dǎo)到面板正面。

三、按鍵模塊生產(chǎn)過(guò)程問(wèn)題現(xiàn)狀

（一）按鍵帽油漆脫落問(wèn)題

按鍵模塊在使用過(guò)程中，出現(xiàn)批量按鍵帽油漆脫落的問(wèn)題。

（二）導(dǎo)光板串光問(wèn)題

在上電測(cè)試過(guò)程中發(fā)現(xiàn)黃色背光被導(dǎo)向面板正面，存在背光燈和信號(hào)指示燈串光的情況，不符合正常情況下不點(diǎn)亮的設(shè)計(jì)要求。

（三）按鍵帽下壓出現(xiàn)無(wú)觸感及卡滯問(wèn)題

按鍵模塊組裝完成后，由于面板鍵帽框與按鍵帽的累積誤差，造成兩者配合存在問(wèn)題，導(dǎo)致按鍵帽卡死，無(wú)法正常彈起。

四、按鍵模塊生產(chǎn)過(guò)程問(wèn)題分析與處理

針對(duì)按鍵模塊生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，我們從外協(xié)加工、圖紙標(biāo)準(zhǔn)、模塊組裝等方面進(jìn)行了改善并進(jìn)行優(yōu)化。

（一）改變按鍵帽材質(zhì)及加工方式，解決油漆附著力不合格問(wèn)題

根據(jù)售后反饋的問(wèn)題及對(duì)裝車(chē)現(xiàn)場(chǎng)的作業(yè)環(huán)境的反饋，組織了由工藝、質(zhì)量及設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)質(zhì)量、外協(xié)廠家技術(shù)人員參加的質(zhì)量分析會(huì)。并進(jìn)行了油漆成分驗(yàn)證、油漆脫落問(wèn)題重現(xiàn)及對(duì)比試驗(yàn)， 從以上推測(cè)結(jié)果及各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析油漆脫落主要與下列因素有關(guān)：

1.鍵帽的素材：PC料注塑成型，表面成鏡面；

2.油漆：底漆是白色透光油漆，面漆是黑色油漆，都不是耐高溫和UV的油漆；

3.油漆噴涂的工藝過(guò)程管控，前期按鍵帽的油漆是手工噴漆，噴的油漆厚度控制不準(zhǔn)確，厚度在0.15mm～0.3mm，誤差較大。

針對(duì)上述可能出現(xiàn)問(wèn)題的原因，制定以下改善措施：

1.鍵帽的素材：PC料注塑成型，表面做了細(xì)微的砂紋，增加油漆的附著力；

2.油漆：底漆是白色透光油漆，面漆是黑色油漆都改成耐高溫和UV的油漆；

3.油漆噴涂的工藝過(guò)程管控，鍵帽的油漆改成自動(dòng)化得流水線噴漆，漆膜的厚度一般控制在0.05mm～0.07mm之間。

后續(xù)加工的經(jīng)過(guò)砂紋處理后的按鍵帽，通過(guò)劃格實(shí)驗(yàn)和布基膠帶粘貼實(shí)驗(yàn)，未出現(xiàn)油漆脫落的現(xiàn)象。

（二）導(dǎo)光板內(nèi)鑲嵌不透光黑色PC解決漏光問(wèn)題

導(dǎo)光板采用8mm亞克力材料進(jìn)行加工，信號(hào)指示燈位置進(jìn)行避空并遮光處理，目前的遮光處理措施為噴涂黑色漆。

電路板上采用兩種不同顏色的SMD發(fā)光二極管，單個(gè)黃色背光燈和單個(gè)綠色信號(hào)指示燈的發(fā)光強(qiáng)度分別為1400mcd（max）和2.8mcd（min），背光燈和信號(hào)指示燈分別被嵌套入導(dǎo)光板中，套入尺寸深度約為2mm。背光燈的光強(qiáng)度遠(yuǎn)大于信號(hào)指示燈的強(qiáng)度，而目前使用的導(dǎo)光柱為透明PC，透光性能良好，故極易發(fā)生漏光現(xiàn)象。

經(jīng)過(guò)分析，在8mm的臺(tái)階孔內(nèi)采用手工涂油漆存在噴涂不受控，噴涂不到位，兩個(gè)?6.3mm和?3.5mm的臺(tái)階孔相交面棱角無(wú)法上漆，故導(dǎo)致背光投射到導(dǎo)光柱上導(dǎo)致漏光被點(diǎn)亮。

針對(duì)該串光問(wèn)題，提出了采用在導(dǎo)光板內(nèi)鑲嵌不透光黑色PC，對(duì)導(dǎo)光柱進(jìn)行遮蔽的方案，以提高其遮光性。

該方案的實(shí)施解決了導(dǎo)光板因涂油漆不到位導(dǎo)致的漏光問(wèn)題。

（三）完善按鍵帽、按鍵框的加工標(biāo)準(zhǔn)，提高加工精度，解決按鍵卡死問(wèn)題

按鍵模塊部件在裝配過(guò)程中出現(xiàn)尺寸偏差的現(xiàn)狀，造成組裝難度大、效率低，并且容易出現(xiàn)卡死或者晃動(dòng)的情況。對(duì)按鍵帽尺寸進(jìn)行測(cè)量并進(jìn)行分析：

（1）按鍵帽的基準(zhǔn)尺寸為29mm，其面板安裝孔基準(zhǔn)尺寸為29.2mm；

（2）面板安裝孔尺寸低于下偏差，部分孔X方向尺寸小于29.2mm，按鍵帽下壓時(shí)與按鍵面板干涉；按鍵帽尺寸超過(guò)上偏差，超過(guò)29mm，導(dǎo)致按鍵帽無(wú)法回彈或下壓卡滯；

（3）面板安裝孔內(nèi)面存在臺(tái)階，導(dǎo)致按鍵下壓無(wú)觸感。

針對(duì)以上問(wèn)題制定以下措施：

（1）修改按鍵帽和按鍵面板安裝孔的基準(zhǔn)尺寸，均修改為29mm；

（2）按鍵面板加工時(shí)尺寸按照29.20mm～29.25mm控制，同時(shí)消除氧化著色過(guò)程對(duì)安裝孔尺寸的影響；按鍵帽四周油漆噴涂保證不透光的情況下盡量少噴涂，以保證按鍵帽的尺寸滿足公差要求；同時(shí)制作專用檢具檢查安裝孔及按鍵帽，防止不合格品流入裝配現(xiàn)場(chǎng)；

（3）核對(duì)并修改數(shù)控加工程序。

通過(guò)以上措施的實(shí)施，按鍵模塊一次裝配合格率由原來(lái)的不到10%提升到90%以上。

五、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)生的問(wèn)題和現(xiàn)象進(jìn)行分析，完善了圖紙尺寸和技術(shù)要求，改變了按鍵帽材質(zhì)及油漆加工工藝，優(yōu)化了導(dǎo)光板的結(jié)構(gòu)，改進(jìn)加工過(guò)程公差控制、油漆噴涂要求，保證加工配合公差滿足設(shè)計(jì)要求，提高了外協(xié)件加工精度，整體提升了養(yǎng)路機(jī)械按鍵模塊制造質(zhì)量。

作者簡(jiǎn)介：劉衡香（1972-），女，漢族，湖南株洲人，株洲南車(chē)時(shí)代電氣股份有限公司-制造中心-質(zhì)量部，質(zhì)量工程師。