多車型表調(diào)生產(chǎn)線的防錯(cuò)技術(shù)應(yīng)用

郭海洋 姚曉春 朱北芳

摘 要：隨著生產(chǎn)技術(shù)的不斷提高，汽車焊裝車間的自動(dòng)化和柔性化不斷提高，隨之而來(lái)的是防錯(cuò)技術(shù)應(yīng)用的增加，但是對(duì)于生產(chǎn)自動(dòng)化低下的柔性表調(diào)生產(chǎn)線，由于人員操作的重復(fù)性和不穩(wěn)定性，防錯(cuò)技術(shù)尤為重要。文章主要從設(shè)計(jì)、制造與檢測(cè)三個(gè)過(guò)程來(lái)探討多車型柔性表調(diào)線的防錯(cuò)技術(shù)應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)化;柔性化;防錯(cuò)技術(shù)

中圖分類號(hào)：U466? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? 文章編號(hào)：1671-7988（2019）04-151-03

前言

隨著汽車生產(chǎn)技術(shù)的日漸成熟和汽車行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的日趨激烈，汽車制造業(yè)只能通過(guò)提高生產(chǎn)效率、縮短開(kāi)發(fā)周期和節(jié)約投資成本來(lái)提升競(jìng)爭(zhēng)力與利潤(rùn)率，而為了同時(shí)滿足市場(chǎng)多樣化的需求，汽車柔性化生產(chǎn)線應(yīng)運(yùn)而生，并受到眾多汽車制造商的青睞。伴隨著柔性化的普及應(yīng)用，防錯(cuò)問(wèn)題日漸受到重視。在車身焊裝車間，表調(diào)線由于受到各種條件的限制，自動(dòng)化水平最低，仍然需要操作人員的重復(fù)性操作[1]，且隨著表調(diào)線車型種類的增多，可能會(huì)出現(xiàn)漏裝、混裝等風(fēng)險(xiǎn)[2]，導(dǎo)致白車身報(bào)廢或返工等問(wèn)題，從而增加造車成本，而通過(guò)防錯(cuò)技術(shù)的應(yīng)用可以有效避免以上問(wèn)題。

本文將重點(diǎn)探討車身焊裝車間表調(diào)線的防錯(cuò)識(shí)別技術(shù)，主要通過(guò)設(shè)計(jì)、制造與在線檢測(cè)等三個(gè)過(guò)程來(lái)介紹表調(diào)線的防錯(cuò)技術(shù)應(yīng)用[3]。設(shè)計(jì)過(guò)程的防錯(cuò)作為一種預(yù)防性防錯(cuò)手段，是指在產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)時(shí)就充分考慮相似零件、對(duì)稱零件、不同扭矩等的防錯(cuò)問(wèn)題，避免在生產(chǎn)過(guò)程中實(shí)施防錯(cuò)手段，在此階段進(jìn)行防錯(cuò)設(shè)計(jì)是最優(yōu)手段，可節(jié)省后續(xù)的防錯(cuò)投入。制造過(guò)程的防錯(cuò)也是預(yù)防性防錯(cuò)手段，是指在生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)過(guò)程中采用防錯(cuò)技術(shù)，防止錯(cuò)誤的產(chǎn)生，有效避免錯(cuò)裝、漏裝等。在線檢測(cè)過(guò)程的防錯(cuò)是指在表調(diào)線末或線中， 對(duì)是否產(chǎn)生錯(cuò)裝、漏裝等進(jìn)行檢查。

1 設(shè)計(jì)過(guò)程的防錯(cuò)應(yīng)用

1.1 零件通用化

對(duì)同一車型或不同車型相似的零部件（在表調(diào)主要是一些小支架、鉸鏈等），在不影響產(chǎn)品安全及功能性的前提下，盡量設(shè)計(jì)成相同的零件。這樣既可以減少模具開(kāi)發(fā)的成本，又可以有效避免錯(cuò)裝的產(chǎn)生。因此在產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)階段應(yīng)優(yōu)先考慮將相似零件通用化，例如不同的車型應(yīng)盡量設(shè)計(jì)為通用鉸鏈，可以有效降低防錯(cuò)需求。

1.2 螺栓扭矩統(tǒng)一化

在表調(diào)線主要是進(jìn)行螺栓類的連接安裝，通常不同車型的同一位置、同一車型的不同位置會(huì)存在螺栓或扭矩的差異，例如相同型號(hào)的螺栓而扭矩不同、同尺寸的螺栓而型號(hào)有差異（如長(zhǎng)度差異）或不同車型的同一位置螺栓型號(hào)與扭矩不同，這些對(duì)表調(diào)線的人工安裝操作是一種潛在的隱患，有可能會(huì)出現(xiàn)扭矩錯(cuò)打、螺栓錯(cuò)裝的問(wèn)題。因此在設(shè)計(jì)優(yōu)化時(shí)，應(yīng)盡量將螺栓的型號(hào)和扭矩統(tǒng)一化。從而可以有效的避免螺栓錯(cuò)裝、扭矩打錯(cuò)等問(wèn)題，且可以節(jié)省返工成本、提高工具利用率。

1.3 放大零件差異性

對(duì)于表調(diào)安裝的零件中，一些相似的或差異微小的零部件不能做到通用化，那么就需要放大兩者的差異性，以便于員工在安裝過(guò)程中能夠識(shí)別區(qū)分，如特征面、孔徑、孔距（圖1）、型面差異。

1.4 設(shè)計(jì)防錯(cuò)標(biāo)識(shí)

在表調(diào)線經(jīng)常涉及到一些小支架、加強(qiáng)件等零件，同一車型涉及到左右件，不同車型也比較相似，因此可以設(shè)計(jì)防錯(cuò)標(biāo)識(shí)來(lái)進(jìn)行識(shí)別，常見(jiàn)的方法有設(shè)置字母、L/R（圖2）[3]、凸點(diǎn)、到位線、豁口、凸臺(tái)及圓形等防錯(cuò)標(biāo)識(shí)。

2 制造過(guò)程的防錯(cuò)應(yīng)用

探討制造過(guò)程防錯(cuò)技術(shù)前，首先需要對(duì)表調(diào)生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)做一個(gè)簡(jiǎn)單的介紹，其主要組成部分為控制系統(tǒng)、車輛編碼識(shí)別系統(tǒng)、車輛信息輸出系統(tǒng)、車輛信息檢測(cè)系統(tǒng)等組成，如圖3所示。車輛進(jìn)入表調(diào)線時(shí)，通過(guò)車輛編碼識(shí)別系統(tǒng)將車輛編碼輸入控制系統(tǒng)中，控制系統(tǒng)通過(guò)編碼分析車倆配置信息并將此配置信息分配到相應(yīng)操作工位、物料臺(tái)、檢測(cè)工位等。

2.1 上料防錯(cuò)

上料防錯(cuò)是多車型表調(diào)線中重要的防錯(cuò)途徑，如門、蓋等的上料，同一工位要完成不同配置的零件上料，那么在上料時(shí)可以通過(guò)對(duì)線旁料架的防錯(cuò)識(shí)別進(jìn)行選料。常見(jiàn)的方式是在線旁的料架旁安裝電子看板或塔燈（圖4）等，當(dāng)白車身到達(dá)本工位時(shí)，對(duì)應(yīng)的料架電子看板或塔燈亮起，指示員工選擇正確的零件。同時(shí)也可以將不同車型的料架噴涂不同的顏色，作為輔助防錯(cuò)手段。

2.2 設(shè)備防錯(cuò)

在表調(diào)線中安裝的螺栓、螺母的數(shù)量和種類較多，在多車型混線裝配時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)裝或漏裝等問(wèn)題，所以很有必要使用具有防錯(cuò)功能的電動(dòng)工具進(jìn)行防錯(cuò)。目前電動(dòng)工具系統(tǒng)主要通過(guò)兩種方式識(shí)別車輛信息，一種是掃描識(shí)別方式，另一種是RFID識(shí)別方式，主要是根據(jù)車輛編碼識(shí)別方式的不同進(jìn)行區(qū)分。

2.2.1 掃描識(shí)別方式

掃描識(shí)別系統(tǒng)必須在需要防錯(cuò)的工位前安裝掃描識(shí)別儀（圖5、6），在車輛進(jìn)入本工位時(shí)掃描識(shí)別車型配置信息并通過(guò)控制系統(tǒng)傳遞至電動(dòng)扭槍等設(shè)備，然后電動(dòng)設(shè)備選擇正確的零件和扭矩值等進(jìn)行作業(yè)。

2.2.2 RFID識(shí)別方式

RFID識(shí)別系統(tǒng)是在每個(gè)雪橇上安裝TAG記錄車型信息（圖7），并在表調(diào)線需要防錯(cuò)工位的滾床下安裝RFID用來(lái)識(shí)別流入本工位的車型信息，并通過(guò)控制系統(tǒng)傳遞至電動(dòng)扭槍等設(shè)備，然后電動(dòng)設(shè)備選擇正確的作業(yè)信息。

2.2.3 防錯(cuò)電動(dòng)工具

對(duì)于多車型混線的車身表調(diào)線，防錯(cuò)要求較高，氣動(dòng)工具已經(jīng)無(wú)法滿足現(xiàn)場(chǎng)需求，而電動(dòng)工具由于其多種優(yōu)點(diǎn)（如表1），如精度高、扭矩可調(diào)、可防錯(cuò)（如圖8）、可通信等，可以滿足車身表調(diào)線的防錯(cuò)需求。防錯(cuò)電動(dòng)工具（如圖9）接收到表調(diào)控制系統(tǒng)發(fā)出的車輛配置信息，電動(dòng)工具從自己的信息庫(kù)中調(diào)用對(duì)應(yīng)的螺栓型號(hào)、數(shù)量及扭矩值等，可有效防止操作人員的錯(cuò)誤操作。

2.2.4 工藝防錯(cuò)

多車型表調(diào)線的工藝防錯(cuò)主要是指通過(guò)對(duì)表調(diào)線的工藝規(guī)劃等手段將不同車型的相似零件分配在不同工位安裝來(lái)達(dá)到防錯(cuò)的目的。例如柔性表調(diào)線上不同車型配置的門、蓋等

存在差異，如果都放在同一工位安裝，則會(huì)有錯(cuò)裝風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)線旁庫(kù)位的空間也可能不足，因而可以通過(guò)工藝規(guī)劃將不同車型的門、蓋等零件分配在不同的工位上安裝，從而有效的減少錯(cuò)裝，起到防錯(cuò)的目的。

3 在線檢測(cè)過(guò)程的防錯(cuò)應(yīng)用

在線檢測(cè)過(guò)程的防錯(cuò)相對(duì)于本工位或本線體來(lái)說(shuō)是一種被動(dòng)型的防錯(cuò)手段，是保證本工位或本線體的錯(cuò)裝產(chǎn)品及時(shí)被發(fā)現(xiàn)處理，使其不流入下一工位或線體，可以作為預(yù)防性防錯(cuò)的補(bǔ)充防錯(cuò)手段。例如在表調(diào)線末端安裝工業(yè)攝像頭（圖10），并與線體控制系統(tǒng)通訊，對(duì)配置差異點(diǎn)進(jìn)行拍照匹配確認(rèn)。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著智能化和自動(dòng)化在生產(chǎn)中的逐步應(yīng)用，汽車車身車間的柔性化應(yīng)用越來(lái)越受到重視。而柔性化應(yīng)用中，防錯(cuò)技術(shù)不可忽視，特別是焊裝車間的表調(diào)線，人工作業(yè)量大，生產(chǎn)情況復(fù)雜，更加需要防錯(cuò)技術(shù)的提升。因此，應(yīng)不斷的將新技術(shù)、新工藝應(yīng)用在表調(diào)防錯(cuò)技術(shù)中，從而提升生產(chǎn)質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率。

參考文獻(xiàn)

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