?業(yè)機器?智能檢測在汽?制造業(yè)中的優(yōu)化措施

摘要：隨著全球進??業(yè)4.0時代，智能化技術(shù)被?泛應(yīng)?于我國?業(yè)?產(chǎn)中，尤其在汽?制造業(yè)中的重要性和優(yōu)越性越來越突出，這也促進了汽?制造領(lǐng)域?動化和智能化焊接?平的不斷提?。以?業(yè)機器?為代表的智能技術(shù)在汽?焊裝?間的應(yīng)?，很?程度上提升了焊接的效率與?藝，但現(xiàn)存焊裝制造?序中，仍存在因質(zhì)量?管控而影響后序?產(chǎn)效率、增加??檢測成本和勞動強度等問題。研究針對國內(nèi)某汽??焊裝?間?產(chǎn)過程中出現(xiàn)的技術(shù)問題，以新增和優(yōu)化?機?程的智能檢測為切?點，總結(jié)改善措施并于實際?產(chǎn)中進?試驗，以達(dá)到提??產(chǎn)效率、降低?產(chǎn)成本的效果，同時給存在類似?機?程檢測問題的汽?制造?間提供經(jīng)驗借鑒。

關(guān)鍵詞：?業(yè)機器?;汽?焊裝;智能檢測;傳感器技術(shù);優(yōu)化措施

中圖分類號：TP242.2 收稿?期：2022-03-22

DOI：10.19999/j.cnki.1004-0226.2022.06.024

1 前?

在國家??推進“中國制造2025”的?背景下，2021年我國制造業(yè)增加值31.4萬億元，占全球?重近30%，穩(wěn)居世界第?制造?國的地位[1]。同時我國已全?進?信息時代，數(shù)字化技術(shù)和智能化技術(shù)的?泛應(yīng)?。汽?制造業(yè)是國?經(jīng)濟發(fā)展的重要驅(qū)動?，盡管在近兩年新冠肺炎疫情的影響下，我國汽?產(chǎn)業(yè)仍展現(xiàn)強?韌性[2]。

汽?制造是?個系統(tǒng)化的制造?程，汽?焊裝是汽?制造過程中的關(guān)鍵?環(huán)，???焊接?產(chǎn)線具有?批量、?節(jié)拍、多?型混線?產(chǎn)的特點，在?產(chǎn)中焊接成型的質(zhì)量受到關(guān)健尺?把控的影響，尺?偏差?可能導(dǎo)致后續(xù)整?裝配困難，影響整?裝配性能[3]。在以往制造?業(yè)的模式中，對于制造過程中出現(xiàn)的問題，常常需要??檢查與操控，不僅汽?制造質(zhì)量?法保證，?產(chǎn)成本與?產(chǎn)效率也受到影響，相?之下，智能檢測技術(shù)展現(xiàn)出獨特優(yōu)勢與價值。智能檢測技術(shù)包含測量、檢測、信息處理及故障診斷等內(nèi)容，是整合計算機技術(shù)、??智能以及數(shù)字化技術(shù)來提升檢測準(zhǔn)確性的?種檢測?段[4]。因此智能檢測技術(shù)替代??檢查，對汽?制造焊裝?序進?監(jiān)控與檢測，具有重要意義與應(yīng)?價值。

2 傳統(tǒng)檢測?式的問題分析

在汽?制造?產(chǎn)過程中，常常會出現(xiàn)由??上件失誤、器具精度不夠以及設(shè)備誤差問題導(dǎo)致的不良品輸出，后續(xù)需要??頻繁進?檢測與控制，不僅??增加了??勞動強度和??成本，且??檢測的實際問題檢出率不?，?法完全保障產(chǎn)品質(zhì)量，因此會??降低了?產(chǎn)焊裝?動線整體的出?效率。以下為?些?位在實際?產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)的問題情況，數(shù)據(jù)來源于現(xiàn)場觀察測量、?機?程評價表以及各線體停機記錄表。

2.1 ?線?動線ER110機艙螺栓易錯漏焊問題

在?線?動線ER110的?產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)，機艙右縱梁螺栓容易出現(xiàn)錯漏焊問題，在后序發(fā)?4起，因此需對造成的破損進?修復(fù)，?動線E R110機艙問題點（如圖1a所?），需要??進?檢測螺柱的有?及強度。在總成安裝時（如圖1b所?）進?線束安裝時發(fā)現(xiàn)螺柱缺失而?法安裝，這不僅嚴(yán)重影響???的質(zhì)量和產(chǎn)品下線合格率，導(dǎo)致批量產(chǎn)品不合格問題出現(xiàn)，拖緩后序?產(chǎn)效率，并且問題產(chǎn)品的后序返修具有較??險，存在返修困難以及返修后容易?銹，影響??質(zhì)量等問題。

2.2 ?線MB160R4對傳感器檢測不靈敏問題

員?在?產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)，?線MB160R4在抓取頂蓋時，存在機器?抓?傳感器檢測不到螺柱的問題。且該問題出現(xiàn)頻繁，需要??對OP進?頻繁地復(fù)位操作，在?定程度上增加了??的勞動強度，也影響整體?產(chǎn)效率。同時因為設(shè)備器具的精度不夠，容易帶來較?的測量偏差，而使傳感器受到較?程度的破壞，頻繁地更換傳感器拖緩了?產(chǎn)進度，也導(dǎo)致了?產(chǎn)成本的增加。

2.3 ?線左側(cè)圍極加強板易漏裝導(dǎo)致質(zhì)量缺陷問題

在?線側(cè)圍加強板上件的時候，員?需要安裝左、中、下部3個膨脹膠塊以及7道結(jié)構(gòu)膠，?作強度相對較?，加上崗位上件?員變化?，??上件很容易出現(xiàn)漏裝膨脹膠塊的問題，這會導(dǎo)致側(cè)圍加強板拼接?側(cè)圍外板總成流?線體，流?90?位導(dǎo)致90滑臺的SQ4沒有信號。同時線體傳感器報警需要??進?確認(rèn)，?法完全保證?產(chǎn)質(zhì)量，因而存在質(zhì)量缺陷隱患。

2.4 右輪罩SBR90?位不良品檢測不到位問題

?動線?產(chǎn)的右側(cè)圍輪罩正常狀態(tài)（圖2a），在?產(chǎn)后出現(xiàn)變形問題時常常?法被有效篩查出來，使得變形的零件流?后序?動線由機器?焊接，這時板件會被焊接到地板（圖2b），導(dǎo)致安裝?藝的失效。由此帶來的后序返修?作耗時耗?，增加了在現(xiàn)場質(zhì)檢?位做檢查的員?勞動強度，并且??檢查實際檢出率也不?，?法完全實現(xiàn)有效控制，這不僅帶來??成本與材料成本的浪費，也更易使員?產(chǎn)??作疲勞和?作抱怨。

3 優(yōu)化?案及優(yōu)化效果

3.1 ?線機艙新增“防錯漏螺栓檢測”開關(guān)

針對螺栓易錯漏焊問題，新增硬件檢測開關(guān)，以檢測和控制漏焊流出替代??檢測[4]。?先根據(jù)現(xiàn)場的螺柱位置，確定?架安裝?案（分析機器?運動軌跡，確定夾具與零件的搭接狀態(tài)）;然后進?傳感器?架安裝，在接線到夾具的輸?模塊預(yù)留端口;之后根據(jù)安裝傳感器的點位，將其添加?相應(yīng)?型的PLC檢測程序;最后在原有的程序界?新增點位和傳感器屏蔽按鈕。

優(yōu)化效果如下：a.新增傳感器的檢測，可以有效識別螺柱的漏焊現(xiàn)象，實現(xiàn)了螺柱的漏焊流出控制，提升了?產(chǎn)效率，且經(jīng)過現(xiàn)場的驗證，新增傳感器已正式投?使?;b.智能檢測的?式，能夠有效減少??檢測及后序返修的?作量，員??需?標(biāo)確認(rèn)螺柱的焊接與否，很?程度上降低了??勞動強度與疲勞，也為后續(xù)節(jié)拍的提升創(chuàng)造了條件;c.最終形成的有形效果為：提升?產(chǎn)效率（每天節(jié)省10 min），以及節(jié)省了?產(chǎn)成本（??成本300元×200天=6萬元/年，材料成本破漆200元×100臺=2萬元/年）。23465CD3-A4FA-493D-B734-1CD223C06640

3.2 優(yōu)化?線MB160R4傳感器檢測結(jié)構(gòu)

針對?線MB160R4抓取檢測不到的問題，制作感應(yīng)?架以優(yōu)化傳感器檢測結(jié)構(gòu)，降低不良品輸出。?先確認(rèn)改善?案，對現(xiàn)場的檢測距離與現(xiàn)場尺?進?確認(rèn)，然后采?傳感器感應(yīng)?屬?架，抓?松開重?回彈傳感器熄滅的原理，制作相應(yīng)的感應(yīng)?架（尋找廢棄的吸盤連桿，與圓形?屬?組裝?于傳感器檢測），并在連桿之間增加墊?以調(diào)節(jié)?度，之后將現(xiàn)場的傳感器與感應(yīng)?架進?安裝，最后驗證現(xiàn)場軌跡，在現(xiàn)場進?測試與調(diào)節(jié)。

優(yōu)化效果如下：a.傳感器結(jié)構(gòu)的改善，減少了檢測開關(guān)與板件的直接接觸，提?了檢測準(zhǔn)確性，降低了???不良品輸出率;b.該措施優(yōu)化了設(shè)備程序，提?了設(shè)備的利?率;c.智能檢測解放員?雙?，降低勞動強度，也減少了員?抱怨，?產(chǎn)節(jié)拍得以提升;d.產(chǎn)品的?產(chǎn)效率與質(zhì)量得以提升，提?了市場競爭?;e.最終實現(xiàn)的有形效果為降低了?產(chǎn)成本，其中包括影響?產(chǎn)時間0.5 h/天和?產(chǎn)節(jié)拍，?員成本0.5 h×15元×25?×280天=52 500元/年，能源成本為0 . 5 h × 7 1元壓縮空?+ 0 . 5 × 3 7 5電費× 2 8 0天=62 440元/年，傳感器60周×500元=3萬/年。

3.3 改善?線左側(cè)圍滑臺傳感器串聯(lián)傳感器

針對?線側(cè)圍??上件時容易出現(xiàn)漏裝的問題（圖3a），新增光電傳感器加強監(jiān)測，以減少質(zhì)量問題流出。通過在SBL30滑臺新增光電感應(yīng)器，來檢測左中部下部膨脹膠塊安裝情況，上件員?只需要進?安裝，檢測?作由機器替代（圖3b）。新增光電傳感器與SQ1傳感器進?串聯(lián)連接感應(yīng)器（圖3c），當(dāng)出現(xiàn)膨脹膠塊漏件時，上件員??法確認(rèn)上件完成，只有在這兩個感應(yīng)器全部檢測到滿?上件確認(rèn)條件后，才能進?上件確認(rèn)完成，進而恢復(fù)?產(chǎn)（在SBL030?位滑臺上安裝檢測左中部下部膨脹膠塊光電傳感器，當(dāng)員?上件完成確認(rèn)時檢測是否漏檢）

優(yōu)化效果如下：a.在此項改善中，?機器?智能檢測代替??檢查，能夠降低??勞動強度;b.程序的優(yōu)化，有效減少了后序質(zhì)量問題的流出，提?了?產(chǎn)效率;c.形成的有形效果為減少了返修浪費，節(jié)約?產(chǎn)成本，其中包括100/36 00 h×83?×15元×300天=10 375元/年。

3.4 改善右輪罩SBL90?位上件檢測變形

對右輪罩SBL90?位上件檢測進?以下優(yōu)化，以避免不良品輸出：a.根據(jù)?動線的右輪罩上線?位進?檢測上件，依據(jù)檢測?案檢查現(xiàn)場的端口位置，查看備有端口的啟?是否可?;b.采?接近開關(guān)檢測變形程度的?式實現(xiàn)變形控制，具體來說，當(dāng)板件變形超過3 mm后，檢測信號顯?為0，上件?法完成;c.根據(jù)現(xiàn)場安裝的檢測開關(guān)，確認(rèn)信號的輸?點位，并對其PLC程序進?修改，新增檢測開關(guān)的數(shù)據(jù)變量，實現(xiàn)現(xiàn)場的調(diào)?;d.優(yōu)化現(xiàn)場的HMI畫?程序，并更新現(xiàn)場的屏蔽按鈕，實現(xiàn)特殊情況下能夠臨時屏蔽該接近開關(guān)的功能，減少停線?險。

優(yōu)化效果如下：a.采?機器進?變形的智能檢測，不僅使檢測精確度更?，保障產(chǎn)品質(zhì)量，還降低了員?勞動強度、減少員?抱怨，提?了?產(chǎn)效率以及員?滿意度;b.形成的有形效果為節(jié)省了停線時間（每天20 min），降低了?產(chǎn)成本，其中包括破漆后續(xù)返修1臺2 0 0元，?員成本0.3 h×15元×25?×280天=31 500元/年，能源成本浪費為0.3 h×71元壓縮空?+0.3×375電費×280天=37 464元/年。

4 優(yōu)化后實施效果

經(jīng)過新增和優(yōu)化智能檢測設(shè)備，替代??檢查，汽?制造過程中的問題能夠更精確地被機器檢出，給汽?制造企業(yè)帶來有形和?形的?產(chǎn)效益。

4.1 有形效果

改善措施帶來的成本節(jié)約估算如下：

a.ER110改善：每天??成本300元×200天+破漆200元×100臺=8萬元/年;b.MB160改善：?員成本（0.5 h×15元×25?×280天+0.5 h×71元=52500元）+壓縮空?（0.5×375電費×280天=6 2440元）+傳感器每周?個（60周×500元=3萬）=14.4萬元/年;c.左側(cè)圍改善：100/3 600 h×83?×15元×300天=10 375元/年;d.SBL90改善：破漆后續(xù)返修1臺200元，影響停線每天20 min，?員成本為0.3 h×15元×25?×280天=31 500元，能源成本浪費為0.3 h×71元壓縮空?+0.3×375電費×280天=37 464元。合計節(jié)約成本為6.89萬/年。

將以上改善措施后節(jié)約的成本累計，總費?節(jié)約成本約為8+14.4+1.03+6.89=30.32萬/年。

4.2 ?形效果改善措施后形成的?形效果如下：

a.智能檢測降低了員?的勞動強度，減少了員?的抱怨，提?員?滿意度;b.增強了團隊協(xié)同合作，提?了員?發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能?;c.?機?程技術(shù)的提升，保障產(chǎn)品質(zhì)量、避免不合格品的輸出，?產(chǎn)效率的提?有效提升產(chǎn)品競爭?;d.具有推?價值，對于其他基地存在類似?機?程較差崗位可以借鑒使?。

5 結(jié)語

在當(dāng)前智能制造的?背景下，汽?焊裝?產(chǎn)線向??化、智能化發(fā)展。本研究通過對國內(nèi)某汽??焊裝?間現(xiàn)存的?產(chǎn)制造問題進?分析，對相應(yīng)的檢測技術(shù)提出具體改善措施，能夠?qū)ζ渌?焊裝?間存在類似?機?程問題的崗位提供解決?案。但不同的汽?焊裝?產(chǎn)線所采?的?藝、設(shè)備以及?位布局都不盡相同，因此仍需不斷收集與歸納?法，進?實踐與推?，?能更好助?我國汽??業(yè)提升制造效率。

參考?獻(xiàn)：

[1] 邱彬，王芳，劉萬祥.中國汽?產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢分析[J].汽??業(yè)研究，2022（1）：2-9.

[2] 王洋.推動中國制造業(yè)升級 構(gòu)建全球產(chǎn)業(yè)鏈[N].消費?報，2022-03-11（A02）.

[3] 林忠欽.汽???制造質(zhì)量控制技術(shù)[M].北京：機械?業(yè)出版社，2005.

[4] 吳東東，張翰林.智能檢測技術(shù)在汽?制造過程中的應(yīng)?與研究[J].內(nèi)燃機與配件，2022（3）：145-147.

作者簡介：

林增燁，男，1991年?，設(shè)備維修技術(shù)?程師，研究?向為電??動化。23465CD3-A4FA-493D-B734-1CD223C06640