摘 要:隨著技術(shù)的進(jìn)步,對(duì)于動(dòng)力總成的裝配要求日益提高。由于動(dòng)力總成裝配的特點(diǎn),失效模式多有發(fā)生。為了提高裝配線產(chǎn)品質(zhì)量,需要配置多種措施進(jìn)行預(yù)防和探測(cè)。本文通過對(duì)動(dòng)力總成裝配線幾種典型的失效模式進(jìn)行分析,并提出切實(shí)可行的控制措施。
關(guān)鍵詞:動(dòng)力總成;裝配線;質(zhì)量保證;檢測(cè);預(yù)防
1.概述
裝配的概念是指按照規(guī)定的技術(shù)要求,將若干個(gè)零件接合成部件,或?qū)⑷舾蓚€(gè)零件和部件接合成產(chǎn)品,并使之具備達(dá)到一定要求的勞動(dòng)過程。生產(chǎn)線的目的是按照產(chǎn)能要求生產(chǎn)合格的產(chǎn)品。
隨著行業(yè)內(nèi)動(dòng)力總成產(chǎn)能的提高,對(duì)于動(dòng)力總成裝配線的質(zhì)量保證能力也提出了一定的要求。本文通過對(duì)動(dòng)力總成裝配線上失效模式進(jìn)行分析,并提出相對(duì)應(yīng)的控制措施。
2.裝配線上失效模式分析
2.1.擰緊力矩不達(dá)標(biāo)
2.1.1.螺紋連接是產(chǎn)品裝配過程中的主要接合方式,因此擰緊在裝配生產(chǎn)線上占有很大的比例。在產(chǎn)品狀態(tài)合格的狀態(tài)下,擰緊作業(yè)的失效模式主要是擰緊力矩的不合格。它主要表現(xiàn)在兩方面:一是工位操作時(shí)擰緊力矩不合格或擰緊未到位;二是工位操作擰緊力矩合格,但放行后經(jīng)過一段時(shí)間擰緊力矩發(fā)生衰減。
扭矩衰減是指擰緊工作完畢后發(fā)生在緊固件上的扭矩降低現(xiàn)象,衰減后的扭矩低于目標(biāo)值但較為穩(wěn)定。一般在擰緊操作完成后的30ms內(nèi)會(huì)發(fā)生60%以上的扭矩衰減。對(duì)于扭矩衰減首先要明確的是,對(duì)于任何連接,隨著時(shí)間的推移都會(huì)有一定程度的扭矩衰減,只是其程度大小是否在能接受的范圍內(nèi)。
在現(xiàn)階段技術(shù)水平的裝配線,一般扭矩衰減多發(fā)生在涂有密封膠的大平面工件上螺栓擰緊。
2.2.漏裝
漏裝主要發(fā)生在安裝部件小而多的手動(dòng)安裝工位。如缸蓋螺栓墊片、軸瓦、連桿瓦、機(jī)械挺柱、定位銷、水套堵棒以及其他一些墊片等,操作工易遺漏安裝或安裝數(shù)目不足。
2.3.錯(cuò)裝
錯(cuò)裝主要包括三種情況:
1)一是在一條生產(chǎn)線多種機(jī)型共線生產(chǎn)的情況下,部分零部件不同機(jī)型間差異不大,導(dǎo)致安裝錯(cuò)誤。
2)二是同一機(jī)型,部分零部件差異很小,導(dǎo)致安裝錯(cuò)誤。例如需要選配的軸瓦,安裝位置錯(cuò)誤;或者同一零部件的緊固螺栓有多種類型,其中存在螺栓直徑相同,但長(zhǎng)度不同的情況,則有可能發(fā)生安裝錯(cuò)誤的情況。
3)三是部分零部件有安裝方向要求,而安裝時(shí)裝反。如活塞連桿總成,安裝時(shí)活塞上箭頭標(biāo)識(shí)須指向缸體前端。
2.4.安裝不到位
安裝不到位一般指在手動(dòng)工位上,由于操作人員未按照標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)規(guī)范操作而導(dǎo)致工件安裝不到位;或者自動(dòng)設(shè)備上工件未安裝到位。如活塞銷卡簧安裝不到位,或者鎖夾自動(dòng)壓裝設(shè)備后鎖夾未壓裝到位
2.5.其他失效模式
裝配線上還有其他的失效模式,但本文僅分析以上幾種主要的失效模式。
3.裝配線質(zhì)量保證措施
3.1.預(yù)防與檢測(cè)
生產(chǎn)線各項(xiàng)質(zhì)量保證措施的實(shí)施是為了在安全生產(chǎn)的前提下,保證產(chǎn)品合格。裝配線上的質(zhì)量保證措施主要分為預(yù)防和檢測(cè)兩種。其中以預(yù)防為主,檢測(cè)為輔。下文將針對(duì)前述的裝配線上幾種主要失效模式分析其預(yù)防及檢測(cè)措施。
3.1.1.預(yù)防
預(yù)防是指在裝配過程之前或過程中,通過一定的措施手段,避免失效模式的發(fā)生。
3.1.2.檢測(cè)
檢測(cè)是工位操作完成后,在本工位或后續(xù)工位,配置一定的手段,對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè)或測(cè)量,評(píng)價(jià)其是否滿足產(chǎn)品要求。
由于檢測(cè)是事后的檢測(cè)。檢測(cè)時(shí),產(chǎn)品的特性已被固化,無法更改。若預(yù)防措施不到位,僅靠事后的檢測(cè),若失效模式已發(fā)生,則會(huì)造成輕則影響生產(chǎn)節(jié)拍、返修,重則產(chǎn)品報(bào)廢的結(jié)果。因此,生產(chǎn)線質(zhì)量保證是以預(yù)防為主,盡量避免失效模式的發(fā)生。
3.2.擰緊不到位的預(yù)防與檢測(cè)
3.2.1.擰緊不到位
擰緊不到位是指工位擰緊操作完成后,施加在工件上的擰緊力矩未滿足扭矩要求。可能是由于員工操作失誤所造成的擰緊中斷導(dǎo)致未達(dá)到最終的目標(biāo)扭矩。
對(duì)于前者,由于目前裝配線上所有的存在力矩要求的擰緊均采用電動(dòng)擰緊工具或擰緊軸擰緊,二者對(duì)于擰緊力矩均采用閉環(huán)控制。在啟動(dòng)狀態(tài)下,電動(dòng)擰緊工具對(duì)擰緊力矩處于實(shí)時(shí)監(jiān)控,只有在達(dá)到目標(biāo)扭矩的情況下,工具控制器才會(huì)發(fā)送合格信號(hào)。因此在擰緊工具精度合格的前提下,擰緊力矩不合格的情況基本被杜絕。
3.2.2.扭矩衰減
采用全軸擰緊,可以有效減輕扭矩的衰減程度。
若未采用全軸的形式,而是多軸分步驟擰緊,也可采用多種措施解決問題。首先可以采用復(fù)緊的方式,待全部螺栓被擰緊后,將最先擰緊的幾個(gè)螺栓再次進(jìn)行擰緊。另外也可以通過調(diào)整擰緊程序,適當(dāng)放慢擰緊速度來延長(zhǎng)擰緊時(shí)間增加應(yīng)力釋放。同時(shí)可以適當(dāng)增加扭矩的目標(biāo)值例如可以增加0.5Nm~1N.m的扭矩進(jìn)行衰減的補(bǔ)償。
3.3.漏裝的預(yù)防與檢測(cè)
漏裝主要是由于員工操作失誤導(dǎo)致裝配內(nèi)容遺漏。
首先可以通過拿料檢測(cè)對(duì)該失效模式進(jìn)行預(yù)防。例如可將將易漏裝的工件放置在料架上,料架的拿料口安裝有對(duì)射開關(guān),可以感應(yīng)到人的拿料動(dòng)作。員工拿料時(shí)會(huì)觸發(fā)對(duì)射開關(guān)信號(hào)。該信號(hào)與線體放行互鎖??山档吐┭b的可能性。該措施屬于預(yù)防。
其次可以通過裝配完成后的檢測(cè),來判定是否裝配完全。如軸瓦安裝后,在安裝工位增加檢測(cè)工裝。檢測(cè)工裝上可通過接近開關(guān)判定軸瓦是否全部安裝到位。
3.4.錯(cuò)裝的預(yù)防與檢測(cè)
對(duì)于屬于不同機(jī)型間、但外形類似的零部件,可以對(duì)此類部件配置條形碼或二維碼。然后通過掃碼對(duì)將要安裝的部件型號(hào)進(jìn)行判斷。若將要安裝的部件與線上機(jī)型不符,則系統(tǒng)會(huì)對(duì)操作者進(jìn)行提示。此手段屬于預(yù)防措施,但無法完全避免該失效模式的發(fā)生。
對(duì)于同一機(jī)型,部分零部件差異很小所導(dǎo)致的安裝錯(cuò)誤,可以通過配置智能料架指示拿料及射燈指示安裝位置來降低該失效模式的發(fā)生率。如鏈輪室蓋M6的螺栓存在多種規(guī)格長(zhǎng)度,且差異不多,同時(shí)螺栓數(shù)量又較多,則安裝錯(cuò)誤的發(fā)生率就會(huì)增加。如果將部分螺栓放置在智能料架內(nèi),可通過亮燈指示人員拿料,也可檢測(cè)人員拿料動(dòng)作。感應(yīng)到人員的拿料動(dòng)作后,還可通過激光射燈,指示安裝位置。
而對(duì)于部分工件安裝方向錯(cuò)誤的情況,可以通過視覺檢測(cè),判斷工件安裝方向是否正確。
3.5.安裝不到位的檢測(cè)
安裝不到位多屬于員工操作失誤,除了員工培訓(xùn)、作業(yè)指導(dǎo)書提示,無其他預(yù)防措施。可通過視覺傳感器來檢測(cè)安裝不到位的情況。如鎖夾檢測(cè)、活塞銷卡簧安裝檢測(cè)。
3.6.綜合檢測(cè)
除了上述的針對(duì)單個(gè)特性的預(yù)防與檢測(cè),發(fā)動(dòng)機(jī)裝配線上還會(huì)配置綜合的檢測(cè)手段,對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)總成的綜合性能進(jìn)行判斷。此類檢測(cè)是對(duì)其之前所有操作工位所形成的產(chǎn)品特性的綜合檢測(cè),因此不具備預(yù)防作用。
1)冷試
目前冷試技術(shù)在裝配線上的應(yīng)用愈加普及。在測(cè)試過程中,發(fā)動(dòng)機(jī)不是通過傳統(tǒng)的油、氣、電等能源驅(qū)動(dòng),而是由外部動(dòng)力(即電機(jī)驅(qū)動(dòng)器)連接曲軸,帶動(dòng)飛輪,在扭矩法蘭的控制,實(shí)現(xiàn)不同轉(zhuǎn)速下的運(yùn)轉(zhuǎn)。發(fā)動(dòng)機(jī)在僅有空氣阻力的情況下運(yùn)行,系統(tǒng)通過傳感器采集機(jī)油壓力、扭矩、點(diǎn)火、振動(dòng)、進(jìn)排氣壓力等數(shù)據(jù),經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后,與標(biāo)準(zhǔn)合格的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì),進(jìn)而判定裝配質(zhì)量是否合格。
冷試技術(shù)測(cè)試效率高,精度也優(yōu)于熱試,且易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。
2)熱試
熱試在對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)總成綜合性能的判定上,還無法徹底被冷試所替代。因此也是對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)綜合性能測(cè)試的關(guān)鍵技術(shù)。
3)電檢
電檢可對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)。測(cè)試線路與產(chǎn)品線束對(duì)接后,通過信號(hào)源觸發(fā)信號(hào),首先判定線束及各傳感器的導(dǎo)通性,然后對(duì)傳感器和電磁閥的工作狀態(tài)進(jìn)行判定。
4.總結(jié)
以上失效模式是動(dòng)力總成裝配線上幾種典型的失效模式,發(fā)生后會(huì)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量造成較大的影響,因此需要對(duì)其進(jìn)行控制。針對(duì)這些失效模式,本文列舉了幾種行之有效的預(yù)防和檢測(cè)手段,降低其發(fā)生的可能性,或?qū)⒉缓细衿窓z測(cè)出來。通過以上措施的實(shí)施,可大大提高動(dòng)力總成裝配線的質(zhì)量保證能力,提高產(chǎn)品質(zhì)量。
參考文獻(xiàn):
[1]蔣文海.使用防錯(cuò)提升發(fā)動(dòng)機(jī)裝配下線一次合格率.廣西質(zhì)量協(xié)會(huì),2002.
[2]王軍.淺談放錯(cuò)技術(shù)在汽車制造的應(yīng)用.中國(guó)機(jī)械,2004.
[3]曹慧建.何泉延淺談SGMW發(fā)動(dòng)機(jī)工廠裝配線防錯(cuò)技術(shù)的應(yīng)用.汽車實(shí)用技術(shù).2017.3
作者簡(jiǎn)介:
張玉龍,1988年,男,山東菏澤人,本科,主要從事動(dòng)力總成工藝工作