防錯(cuò)技術(shù)在柔性總裝生產(chǎn)線的應(yīng)用

高豐 梁伶伶 滿勝 袁玉柱

【關(guān)鍵詞】總裝生產(chǎn)線;防錯(cuò)技術(shù);電子檢測;視覺識(shí)別

【中圖分類號(hào)】U466 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-0688（2021）05-0090-03

隨著生產(chǎn)線多種車型柔性需要，生產(chǎn)制造過程中的錯(cuò)裝、漏裝風(fēng)險(xiǎn)相應(yīng)增長，導(dǎo)致返修、零件損耗等問題，影響制造周期，增加制造過程的運(yùn)行成本[1]。防錯(cuò)成為汽車制造企業(yè)管理者和生產(chǎn)工藝技術(shù)人員重點(diǎn)關(guān)注的問題，防錯(cuò)技術(shù)研究及應(yīng)用將成為制造行業(yè)工藝與質(zhì)量管理水平提升的重要方向。

1 設(shè)計(jì)防錯(cuò)

從新產(chǎn)品項(xiàng)目設(shè)計(jì)開始，工程人員只有在設(shè)計(jì)上采取措施使新產(chǎn)品具有主動(dòng)性防錯(cuò)能力，才能從根本上減少出錯(cuò)的機(jī)會(huì)，這種錯(cuò)誤預(yù)防方式是不會(huì)失效的。例如：在汽車的零部件設(shè)計(jì)過程中，針對(duì)左右前后對(duì)稱件、配置差異件、線束插頭件、裝配方向及標(biāo)準(zhǔn)件力矩差異等易出現(xiàn)錯(cuò)裝、漏裝等質(zhì)量問題，應(yīng)采取有效的設(shè)計(jì)防錯(cuò)方式進(jìn)行防錯(cuò)。

2 過程防錯(cuò)

工藝技術(shù)的防錯(cuò)一般在前期設(shè)計(jì)遺漏或者工裝設(shè)備投入成本較大的情況下使用，可以通過改變操作步驟、工藝順序等方式防止出錯(cuò)。對(duì)于使用不同裝配方法會(huì)造成不同結(jié)果的裝配過程，通過限制唯一裝配方向或裝配角度等手段，可防止錯(cuò)誤的產(chǎn)生。例如，在同一工位安裝不同車型的相似零件，外觀相似，不易區(qū)分，為了進(jìn)行區(qū)分，可以將不同車型的安裝零件排布到不同的安裝工位下進(jìn)行安裝。

2.2 設(shè)備防錯(cuò)

2.2.1 設(shè)備加注防錯(cuò)

流水線設(shè)備加注工位操作過程中，通過設(shè)備檢測操作是否完成，標(biāo)準(zhǔn)是否符合要求，如果不符合工藝要求，設(shè)備將會(huì)自動(dòng)報(bào)警提醒，加注車輛到達(dá)FPS終點(diǎn)生產(chǎn)線停線，防止質(zhì)量缺陷逃逸。例如，總裝生產(chǎn)線的加注設(shè)備通過PLC關(guān)聯(lián)到車間Andon系統(tǒng)，當(dāng)車輛到達(dá)相應(yīng)加注工位時(shí)，操作工按照掃描操作對(duì)每臺(tái)車進(jìn)行相應(yīng)VIN或者加注代碼掃描，掃描后，加注設(shè)備自動(dòng)選擇相應(yīng)車型的加注程序并進(jìn)入自動(dòng)模式進(jìn)行加注，如果車輛加注量等監(jiān)控信息不能滿足產(chǎn)品設(shè)定要求，設(shè)備將會(huì)自動(dòng)報(bào)警，流水線加注車輛到工位FPS終點(diǎn)停線，等待管理人員響應(yīng)處理。

2.2.2 電槍防錯(cuò)

總裝生產(chǎn)線的電槍防錯(cuò)，車輛進(jìn)入工位觸發(fā)進(jìn)位感應(yīng)開關(guān)后，感應(yīng)開關(guān)發(fā)信號(hào)給電槍控制器，電槍控制器進(jìn)站車輛數(shù)量計(jì)數(shù)加1，根據(jù)電槍車型設(shè)置，擰緊完預(yù)定顆數(shù)的螺栓且合格后，電槍控制器進(jìn)站車輛數(shù)量計(jì)數(shù)進(jìn)行減1，進(jìn)站車輛數(shù)量在0與1時(shí)，線體正常運(yùn)行，當(dāng)進(jìn)站車輛數(shù)量達(dá)到2時(shí)，電槍持續(xù)發(fā)停線請(qǐng)求給PLC，PCL發(fā)停線指令，暗燈看板上的 “設(shè)備”顯示對(duì)應(yīng)工位（如圖1所示）。

2.2.3 環(huán)保/追溯件防錯(cuò)

環(huán)保/追溯零件在安裝前進(jìn)行掃描操作，通過掃描VIN碼和環(huán)保件二維碼信息、追溯條碼系統(tǒng)設(shè)定的零件信息進(jìn)行對(duì)比，如果發(fā)現(xiàn)不匹配的情況，系統(tǒng)將會(huì)自動(dòng)報(bào)警，顯示屏?xí)棾鰧?duì)應(yīng)提示，防止物料選用錯(cuò)誤情況發(fā)生。環(huán)保作業(yè)執(zhí)行系統(tǒng)操作流程如圖2所示。追溯件掃碼系統(tǒng)操作流程如圖3所示。

2.2.4 電子檢測防錯(cuò)

通過研究電子檢測方式實(shí)現(xiàn)防錯(cuò)功能，應(yīng)用漫反射開關(guān)、指示燈、計(jì)數(shù)器等電子元件，檢測物體有無，檢測操作動(dòng)作和操作方式。例如，工具拿取檢測、內(nèi)視鏡選取檢測、管夾拉環(huán)計(jì)數(shù)、點(diǎn)漆動(dòng)作檢測等電子檢測類型。

電子檢測防錯(cuò)原理（零件選取檢測案例）：光電開關(guān)是由發(fā)射器、接收器和檢測電路3個(gè)部分組成，利用被檢測物體，通過感應(yīng)開關(guān)對(duì)光束的遮擋或反射進(jìn)行檢測，由同步回路接通電路，從而檢測物體形狀及結(jié)構(gòu)的有無作為判斷被檢測物識(shí)別。光電開關(guān)將輸入的電流通過發(fā)射器轉(zhuǎn)換為光信號(hào)射出，接收器再根據(jù)接收到的光信號(hào)強(qiáng)弱或有無對(duì)被檢測物體進(jìn)行檢測（如圖4所示）。

2.2.5 視覺識(shí)別檢測防錯(cuò)

視覺識(shí)別檢測是智能制造領(lǐng)域中一個(gè)重要的研究課題，與傳統(tǒng)的人工檢測方法相比，使用機(jī)器視覺技術(shù)進(jìn)行裝配過程中的質(zhì)量檢測具有智能化、柔性化、高度自動(dòng)化的特點(diǎn)，可滿足生產(chǎn)線多車型柔性大批量生產(chǎn)時(shí)對(duì)于穩(wěn)定性與可靠性的要求，具有極大的發(fā)展和應(yīng)用價(jià)值。例如，終線入口升降機(jī)車身識(shí)別視覺系統(tǒng)、終線滑板線承載輪視覺識(shí)別檢測、尾門字牌視覺識(shí)別檢測、輪胎安裝視覺識(shí)別檢測等。

視覺識(shí)別原理（輪胎視覺識(shí)別檢測案例）：通過使用工業(yè)數(shù)字相機(jī)、鏡頭、光源、控制器和圖像處理工具等，對(duì)輪胎進(jìn)行視覺識(shí)別檢測，主要檢測4個(gè)輪胎規(guī)格、型號(hào)、品牌等信息是否一致，否則發(fā)出報(bào)警提示管理人員快速響應(yīng)處理，有效解決了裝配過程中合格種類與缺陷種類的快速判別檢測問題，實(shí)現(xiàn)制造質(zhì)量過程防錯(cuò)（如圖5所示）。

3 防錯(cuò)流程體系

防錯(cuò)體系的建設(shè)要從生產(chǎn)工藝技術(shù)人員職責(zé)、防錯(cuò)內(nèi)容制定和防錯(cuò)驗(yàn)證方案、驗(yàn)證記錄、變壞點(diǎn)管理等方面進(jìn)行，同時(shí)通過防錯(cuò)與FMEA的結(jié)合，將防錯(cuò)工作貫徹于每個(gè)產(chǎn)品項(xiàng)目啟動(dòng)和量產(chǎn)階段，從前期FMEA高風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的控制方案制訂開始，加強(qiáng)防錯(cuò)改進(jìn)，降低風(fēng)險(xiǎn)的級(jí)別。

4 總裝生產(chǎn)線防錯(cuò)技術(shù)的發(fā)展趨勢

通過調(diào)查各汽車制造主機(jī)廠總裝生產(chǎn)線的防錯(cuò)技術(shù)[2]應(yīng)用發(fā)現(xiàn)，隨著國家科技的發(fā)展、環(huán)保要求的提高及客戶多元化的需求增長，汽車行業(yè)單線多品種的柔性生產(chǎn)工藝系統(tǒng)要求將會(huì)提升到一個(gè)新的高水準(zhǔn)平臺(tái)，其中總裝生產(chǎn)線防錯(cuò)技術(shù)的要求越來越高，零部件設(shè)計(jì)、工裝設(shè)備裝置及工藝防錯(cuò)技術(shù)的重心在發(fā)生變化，而防錯(cuò)技術(shù)正是為了預(yù)防并盡量減少和控制制造過程中出現(xiàn)的錯(cuò)誤或缺陷而采用的工藝防錯(cuò)方法，杜絕人為因素（記憶、行為習(xí)慣等）造成重復(fù)操作，防止出現(xiàn)批量錯(cuò)裝、漏裝及混裝等質(zhì)量問題。

5 結(jié)語

在疫情及中美貿(mào)易戰(zhàn)的雙重沖擊下，汽車制造業(yè)面臨著巨大的轉(zhuǎn)型壓力。隨著生產(chǎn)線柔性制造模式的發(fā)展，汽車制造企業(yè)在產(chǎn)品品質(zhì)、交期、成本等方面面臨較大的挑戰(zhàn)，柔性總裝生產(chǎn)線的質(zhì)量控制策略成為工程團(tuán)隊(duì)的重要課題。對(duì)于汽車制造企業(yè)柔性總裝生產(chǎn)線來說，加強(qiáng)防錯(cuò)技術(shù)的設(shè)計(jì)應(yīng)用及低成本防錯(cuò)方式研究，具有十分重要的意義和作用。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]蔣斌，胡世東，馬春武，等.防錯(cuò)技術(shù)在總裝工藝中的運(yùn)用及提升[J].時(shí)代汽車，2019（5）：125-126，132.

[2]傅文，汪飛，杭優(yōu).淺談防錯(cuò)技術(shù)在總裝工藝中的應(yīng)用[J].汽車制造業(yè)，2019（10）：40-42.