李云慧 董志遠(yuǎn)

汽車玻璃升降器拉索關(guān)鍵尺寸超差產(chǎn)生的原因分析和檢測(cè)方法

李云慧 董志遠(yuǎn)

（柳州市金元機(jī)械制造有限公司，廣西 柳州 545007）

汽車玻璃升降器一旦損壞會(huì)造成因雨雪天氣、高速行駛、行車時(shí)無法關(guān)閉車窗、升降器異響等問題，所以必須重視玻璃升降器的性能，影響其性能的直接原因之一為拉索組件關(guān)鍵A＋B長(zhǎng)度尺寸，是解決問題的重要關(guān)注點(diǎn)。文章介紹了一種汽車玻璃升降器總成拉索組件的制作過程中關(guān)鍵尺寸A＋B長(zhǎng)度尺寸偏差問題的原因和檢測(cè)方法，玻璃升降器總成拉索是汽車門窗玻璃升降裝置的重要零部件，拉索關(guān)鍵A＋B尺寸關(guān)系到整個(gè)電動(dòng)玻璃升降器使用性能。

玻璃升降器；拉索組件；尺寸

引言

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，帶動(dòng)了自動(dòng)化技術(shù)行業(yè)的飛速發(fā)展，汽車越來越多，質(zhì)量要求不斷提高，高精度要求產(chǎn)品已逐漸推廣。需求的設(shè)備越來越先進(jìn)，半自動(dòng)、自動(dòng)化生產(chǎn)、高精度檢測(cè)和現(xiàn)代化工藝已成為一種工業(yè)發(fā)展引進(jìn)趨勢(shì)。自動(dòng)化技術(shù)可以提高產(chǎn)品生產(chǎn)的效率、提高產(chǎn)品的質(zhì)量，因此目前的機(jī)械制造業(yè)不斷加大對(duì)自動(dòng)化技術(shù)的研究，努力實(shí)現(xiàn)在降低資源消耗的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)整體的自動(dòng)化控制，提高產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量和效率。自動(dòng)化檢測(cè)的使用是在提高產(chǎn)品一致性，快速識(shí)別產(chǎn)品裝配性能使用性能的直接辦法。檢測(cè)設(shè)備實(shí)現(xiàn)PLC控制，使用光柵檢測(cè)裝置。該裝置分辨率為0.001 mm，達(dá)到了微米級(jí)檢測(cè)的要求。實(shí)現(xiàn)了拉索組件關(guān)鍵A＋B長(zhǎng)度尺寸問題的零缺陷管控。當(dāng)今工業(yè)4.0已經(jīng)進(jìn)入國(guó)際合作新時(shí)代，所謂的系統(tǒng)應(yīng)用、智能生產(chǎn)工藝和工業(yè)制造，產(chǎn)品和設(shè)備的交流溝通時(shí)代，產(chǎn)品傳遞需求告訴設(shè)備如何實(shí)現(xiàn)PLC控制。生產(chǎn)智能自動(dòng)化在新領(lǐng)域、新制造、新工藝方向是可行的。市場(chǎng)需求、產(chǎn)品性能和生產(chǎn)設(shè)備、檢測(cè)設(shè)備緊密結(jié)合起來，將保證質(zhì)量的一個(gè)質(zhì)的飛躍時(shí)代。當(dāng)前在國(guó)際制造業(yè)中廣泛采用的“嵌入式系統(tǒng)”，正是將機(jī)械或電全嵌入到受控器件內(nèi)部，是一種特定應(yīng)用設(shè)計(jì)的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)元?dú)獠考?。文章結(jié)合某車型的電動(dòng)防夾玻璃升降器總成拉索組件的制造裝配、工藝分析與檢測(cè)方法，總結(jié)出了一套可行的半自動(dòng)化生產(chǎn)裝配工藝、檢測(cè)方法和經(jīng)驗(yàn)：玻璃升降器拉索組件的裝配使用；玻璃升降器拉索組件互換對(duì)比及檢測(cè)并分析數(shù)據(jù)，試驗(yàn)驗(yàn)證；玻璃升降器拉索組件檢具的應(yīng)用方法。以下就將逐一論述。

1　玻璃升降器總成拉索組件的裝配過程

玻璃升降器總成拉索組件半自動(dòng)化生產(chǎn)線工藝：結(jié)合人機(jī)工程、根據(jù)產(chǎn)品的特征、裝配方式方法、用途、精度要求等。

汽車玻璃升降器總成拉索組件的構(gòu)成：鋼絲繩夾頭（2件）、彈簧套管、彈簧、壓力管部件、鋼絲繩導(dǎo)套、鋼絲繩，如圖1所示。

圖1　拉索組件布置示意圖

生產(chǎn)線裝配工藝過程：鋼絲繩下料－沖鉚鋼絲繩夾頭－裝配（彈簧、彈簧套管與壓力管部件、鋼絲繩導(dǎo)套）－精切鋼絲繩－沖鉚另一端鋼絲繩夾頭－預(yù)拉檢測(cè)－包裝，有七大工序，如圖2所示。

圖2　工藝流程布置示意圖

（1）本裝配工藝滿足左前、左后、右前、右后的玻璃升降器拉索組件裝配要求（產(chǎn)品和工藝）。

（2）、每個(gè)工序采用不同的加工工藝,鋼絲繩下料：采用自動(dòng)化設(shè)備（自動(dòng)下料機(jī)）進(jìn)行下料。

（3）沖鉚鋼絲繩夾頭：采用六方（TD）模具沖鉚，人工手動(dòng)喂料；人工出料，利用模具限位裝置控制鋼絲繩露出夾頭尺寸（0～1 mm）。工位與工位間采用非標(biāo)準(zhǔn)箱（550×350×280）包裝50根/扎，10扎/箱中轉(zhuǎn)到下工序；最少周轉(zhuǎn)量為50根。

（4）裝配彈簧、彈簧套管與壓力管部件、鋼絲繩導(dǎo)套：采用手工裝配。

（5）精切鋼絲繩：采用半自動(dòng)化設(shè)備、限位模具，人工手動(dòng)喂料，人工出料。

（6）沖鉚另一端鋼絲繩夾頭：采用六方（TD）模具沖鉚，人工手動(dòng)喂料；人工出料，利用模具限位裝置控制鋼絲繩漏出長(zhǎng)度尺寸。工位與工位間采用非標(biāo)準(zhǔn)箱（550×350×280）包裝50根/扎，10扎/箱中轉(zhuǎn)到下工序；最少周轉(zhuǎn)量為50根。

（7）預(yù)拉檢測(cè)：采用自動(dòng)化預(yù)拉檢測(cè)設(shè)備100%檢測(cè)滿足升降器總成拉索組件總長(zhǎng)、A＋B尺寸、負(fù)載檢測(cè)；檢測(cè)數(shù)據(jù)通過工控機(jī)進(jìn)行分析，合格后設(shè)備翻轉(zhuǎn)裝置自動(dòng)翻轉(zhuǎn)輸送合格品到合格區(qū)。

（8）生產(chǎn)線總共設(shè)計(jì)7個(gè)工位，每個(gè)工位基本平衡，工位時(shí)間節(jié)拍為 36 S/件，每天 8 小時(shí)產(chǎn)量為 800 件。

（9）適當(dāng)應(yīng)用設(shè)備管理，快速切換參數(shù)切換產(chǎn)品、外觀等技術(shù)。

（10）合格品裝配到玻璃升降器總成的使用效果與影響：以某車型為例電動(dòng)玻璃升降器總成共3 根拉索組件，分別為A、B、C，作用是把整個(gè)玻璃升降器各零部件裝配連接起來。雖然看起來只是簡(jiǎn)單的連接組裝，拉索組件A＋B尺寸長(zhǎng)度直接影響著電動(dòng)玻璃升降器總成的裝配質(zhì)量，所以拉索組件A+B尺寸配合精度要求越來越被用戶所重視，拉索組件A＋B尺寸影響著整個(gè)電動(dòng)玻璃升降器總成的性能。關(guān)系到汽車車窗升降平穩(wěn)，升降順暢等重要因素，是生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵控制尺寸。

2　玻璃升降器拉索組件互換對(duì)比及檢測(cè)并分析數(shù)據(jù)

前期項(xiàng)目試制階段玻璃升降器總成的各零部件，裝配數(shù)據(jù)的有效性占據(jù)著問題總數(shù)的一半以上，快速響應(yīng)并解決問題就是基本的要求，而問題原因的快速分析查找是關(guān)鍵的第一步。結(jié)合某車型電動(dòng)玻璃升降器總成一些裝配性出現(xiàn)的問題處理經(jīng)驗(yàn)，我們總結(jié)出了產(chǎn)生問題原因查找的一般流程方法。

零件互換對(duì)比：零件互換對(duì)比是將故障件上的零件與非故障件零件進(jìn)行互換驗(yàn)證，然后對(duì)比裝配結(jié)果，明確故障的位置，縮小原因調(diào)查范圍。拉索組件A＋B尺寸偏差問題排除零件本身缺陷外都應(yīng)該對(duì)裝配方式方法進(jìn)行確認(rèn)，包括人、機(jī)、料、法、環(huán)、測(cè)六個(gè)方面是否正確。從零件的互換就可以驗(yàn)證裝配過程的正確性。當(dāng)然，也有零件互換時(shí)模擬故障重現(xiàn)故障消失的情況，這種情況就說明問題比較復(fù)雜，分析的方向不對(duì)或是設(shè)計(jì)上存在缺陷可能。

互換看似簡(jiǎn)單，其實(shí)有一些細(xì)節(jié)需要注意。第一，先確保零件是否有變形緊固失效；對(duì)于已經(jīng)被破壞的零件（例如一些鋼絲繩斷股散股等）互換裝配就已沒有意義。這時(shí)就需要重新裝配，現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)裝配過程問題。第二，重裝需要多次進(jìn)行，排除偶然因素，例如分析識(shí)別故障件的差異參數(shù)，區(qū)分識(shí)別玻璃升降器3根拉索尺寸差異及一致性，所使用零配件是否為相同廠家相同批次號(hào)，等等。若是均符合工藝卡片的要求，那么基本可以推斷零件不合格或者設(shè)計(jì)上存在缺陷。首先將5件合格左前門玻璃升降器總成，與5件玻璃升降器總成左前門總成故障件重裝互換拉索組件，尺寸進(jìn)行評(píng)估。彈簧彈出量要求為0～6 mm，超出6 mm（含6 mm）的為故障件設(shè)備自動(dòng)報(bào)警識(shí)別。將故障件與非故障件的拉索在總成上進(jìn)行互換裝配，零件上檢具檢測(cè)需要注意以下幾點(diǎn)：零件裝夾過程應(yīng)遵守SOS作業(yè)指導(dǎo)書操作，保證主定位點(diǎn)裝夾固定到位；盡量模擬裝配過程，勿用蠻力；檢測(cè)過程應(yīng)該多次測(cè)量取平均值，以減小測(cè)量誤差，檢測(cè)數(shù)據(jù)，如表1所示。

表1 互換的參數(shù)裝配記錄表

從互換裝配結(jié)果看故障件有4組數(shù)據(jù)彈簧彈出量大于6 mm（不合格），其中1組處于臨界參數(shù)。為保障質(zhì)量穩(wěn)定及產(chǎn)品零缺陷出廠，不建議使用到達(dá)臨界參數(shù)的產(chǎn)品，所以仍然判定為不合適件。由此分析零配件玻璃升降器總成拉索組件A＋B尺寸是影響故障的直接關(guān)系，在生產(chǎn)過程中必須嚴(yán)格進(jìn)行控制該尺寸，也是過程控制的關(guān)鍵工序。查看圖紙了解拉索組件A＋B尺寸公差，分析尺寸鏈，排查拉索組件A＋B尺寸超差的產(chǎn)生因素及制定遏制措施。

3　玻璃升降器拉索組件檢具的應(yīng)用方法

當(dāng)?shù)诙街袑⒘慵Q確定了問題故障因素后，需要將拉索組件進(jìn)行分析尺寸公差問題，及檢測(cè)并分析數(shù)據(jù)以確定問題的有效控制原因。彈簧彈出量參數(shù)并不是越小越好，參數(shù)越小增加了玻璃升降器總成裝車風(fēng)險(xiǎn)，裝配難度大、玻璃上升速度慢、升降器總成防夾電機(jī)堵轉(zhuǎn)力不足等影響玻璃上升效果。彈簧彈出量超差（≥6 mm），玻璃升降堵轉(zhuǎn)時(shí)彈簧異響、鋼絲繩容易脫槽造成產(chǎn)品失效等，影響客戶的滿意度。生產(chǎn)裝配過程中，人工操作及使用半自動(dòng)化設(shè)備結(jié)合生產(chǎn)制造，人工操作手法不統(tǒng)一存在的誤差及設(shè)備的穩(wěn)定性都會(huì)影響尺寸超差的產(chǎn)生。為防止拉索組件尺寸超差問題的產(chǎn)生，采用100%上預(yù)拉檢測(cè)設(shè)備檢驗(yàn)拉索組件總長(zhǎng)度及關(guān)鍵A＋B尺寸。

拉索組件A＋B尺寸誤差產(chǎn)生的原因有：精切鋼絲繩時(shí)限位塊松動(dòng)、動(dòng)作手法不規(guī)范，不按標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)指導(dǎo)書執(zhí)行；沖鉚另一頭鋼絲繩夾頭時(shí)，沖鉚限位模松動(dòng)、鋼絲繩未伸出鋼絲繩夾頭等，員工操作不規(guī)范。為避免以上問題的原因?qū)е虏缓细衿樊a(chǎn)生，對(duì)員工定期培訓(xùn)及嚴(yán)格要求按作業(yè)指導(dǎo)書執(zhí)行。開班前對(duì)設(shè)備、工裝進(jìn)行檢查且定期保養(yǎng)。根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙拉索組件A+B尺寸鏈得知其公差為±0.5 mm的高精度要求，采用預(yù)拉檢測(cè)設(shè)備進(jìn)行100%檢測(cè)，保障產(chǎn)品零缺陷出庫(kù)。

檢測(cè)設(shè)備主要有：①工作臺(tái)、②壓力管限位塊支撐座、③壓力管限位塊、④鋼絲繩限位塊（固定端）、⑤產(chǎn)品（拉索）、⑥讀數(shù)顯示器、⑦光柵尺、⑧鋼絲繩限位塊矮支撐座、⑨鋼絲繩限位塊（活定端）、⑩滑塊安裝座、?尼龍方形塑料扶手（C90）、?氣缸（TN16 40S）、?滑塊、?直線導(dǎo)軌（HSR25AM-2）、?砝碼活動(dòng)導(dǎo)向輪裝置、?齒條（20×20）、?50N砝碼、?預(yù)拉檢測(cè)按鈕、?電源開關(guān)、?基準(zhǔn)棒，如圖3所示。

圖3　拉索組件檢測(cè)設(shè)備示意圖

保證設(shè)備的耐磨性、檢測(cè)精度穩(wěn)定其有效性等高精度要求；鋼絲繩限位塊（含固定端、活動(dòng)端）采用Cr12材質(zhì)并通過真空熱處理并且TD處理增加耐磨性保證精度，基準(zhǔn)棒選用標(biāo)準(zhǔn)棒料減少加工誤差滿足其精度。鋼絲繩限位塊、基準(zhǔn)棒均上三坐標(biāo)檢測(cè)標(biāo)定，得出參數(shù)分別在實(shí)物上面刻上永久性標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)以便檢測(cè)標(biāo)定時(shí)取值輸入。標(biāo)定輸入?yún)?shù)是由兩端鋼絲繩限位塊尺寸與基準(zhǔn)棒尺寸累加之和得到的數(shù)值。這個(gè)數(shù)值作為固定值使用；每次使用設(shè)備檢測(cè)前必須按這個(gè)固定值在設(shè)備讀數(shù)顯示器輸入標(biāo)定參數(shù)。標(biāo)定時(shí)拉動(dòng)尼龍方形塑料扶手（C90），鋼絲繩限位塊支撐座、鋼絲繩限位塊（活定端）、滑塊安裝座沿著直線導(dǎo)軌往壓力管限位塊支撐座方向移動(dòng)。鋼絲繩限位塊（固定端）、基準(zhǔn)棒、鋼絲繩限位塊（活動(dòng)端）處于軸線狀態(tài)且壓緊，把鋼絲繩限位塊尺寸與基準(zhǔn)棒尺寸累加得到的值輸入讀數(shù)顯示器，設(shè)置光柵尺處于初始狀態(tài)（定值），如圖4所示。

圖4　鋼絲繩限位塊、基準(zhǔn)棒標(biāo)準(zhǔn)示意圖示

拉索組件檢測(cè)壓力管長(zhǎng)度定位：拉索一端鋼絲繩夾頭掛入鋼絲繩限位塊（活動(dòng)端），拉索管部件卡入另一端的壓力管限位塊預(yù)留的槽內(nèi)（鋼絲繩限位塊固定端）。按下設(shè)備按鈕啟動(dòng)后，（50 N）砝碼自動(dòng)下落并帶動(dòng)滑動(dòng)安裝座沿軸向方向進(jìn)行預(yù)拉，預(yù)拉時(shí)務(wù)必保證鋼絲繩與壓力管處于硼直狀態(tài)，兩端基準(zhǔn)固定處務(wù)必安放到位后，讀數(shù)顯示器上顯示拉索組件A＋B尺寸數(shù)值（小數(shù)點(diǎn)保留小數(shù)點(diǎn)后三位數(shù)）。讀取完數(shù)值后，按下設(shè)備復(fù)位按鈕退出檢測(cè)并取出拉索組件。目測(cè)檢查拉索組件鋼絲繩無破損、位移等不良現(xiàn)象，鋼絲繩外表面不允許有毛刺，鋼絲繩無彎折，鋼絲無斷股、散股、散頭；壓力管自然狀態(tài)順直，無局部折變變形。

4　結(jié)束語(yǔ)

自動(dòng)、半自動(dòng)化技術(shù)在汽車機(jī)械制造領(lǐng)域中做出了巨大貢獻(xiàn)，是汽車制造歷史上的一次重大變革。改變了汽車原有落后的制造生產(chǎn)模式、檢驗(yàn)檢測(cè)方式，逐步實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化工藝、新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)汽車制造系統(tǒng)應(yīng)用中達(dá)到舒適性、穩(wěn)定性、有效性、質(zhì)量的一致性，節(jié)能降耗、降低人工成本、時(shí)間成本等一系列質(zhì)的飛躍突破。為制造出企業(yè)放心、群眾放心，且首選的高質(zhì)量產(chǎn)品奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。整車零件車門系統(tǒng)中小小的電動(dòng)玻璃升降器拉索的制造、檢測(cè)運(yùn)用到了半自動(dòng)化設(shè)備，其拉索組件主要控制尺寸鏈中的關(guān)鍵A＋B尺寸。且本文主要結(jié)合工作中某車型玻璃升降器總成中拉索組件的關(guān)鍵A＋B超差問題作為案例，總結(jié)出了電動(dòng)玻璃升降器總成拉索組件A＋B尺寸超差原因的經(jīng)驗(yàn)，歸納了問題原因的產(chǎn)生及控制手段和檢測(cè)方法，作為新產(chǎn)品及其他車型拉索組件尺寸鏈超差問題提供了思路和參考。

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Cause Analysis and Detection Method of Out of Tolerance of Key Dimension of Automobile Window Regulator Cable

Once the window regulator is damaged, it will cause problems such as rain and snow weather, high-speed driving, inability to close the window when driving, abnormal noise of the regulator and so on. Therefore, we must pay attention to the performance of the window regulator. One of the direct reasons affecting its performance is the key A + B length dimension of the cable assembly, which is an important focus to solve the problem. This paper introduces the reason and detection method of the length deviation of the key dimension A+B in the manufacturing process of the cable assembly of the window regulator. The cable of the window regulator assembly is an important part of the window regulator, and the key dimension A+B of the cable is related to the service performance of the whole electric window regulator.

window regulator; cable components; dimension

U463

A

1008-1151(2022)06-0079-04

2022-03-25

李云慧，女，廣西柳州人，柳州市金元機(jī)械制造有限公司技術(shù)中心技術(shù)員，研究方向?yàn)槠嚵悴考O(shè)計(jì)工藝開發(fā)、項(xiàng)目管理。

董志遠(yuǎn)，男，廣西柳州人，柳州市金元機(jī)械制造有限公司技術(shù)中心主任助理，研究方向?yàn)槠嚵悴考O(shè)計(jì)開發(fā)與制造、項(xiàng)目管理、組織創(chuàng)新。