淺談SGMW發(fā)動(dòng)機(jī)工廠裝配線在線檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用

曹慧建，聶燦明，李冰

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淺談SGMW發(fā)動(dòng)機(jī)工廠裝配線在線檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用

曹慧建，聶燦明，李冰

（上汽通用五菱汽車股份有限公司，廣西 柳州 545001）

針對(duì)SGMW發(fā)動(dòng)機(jī)工廠制造過(guò)程中經(jīng)常發(fā)生的由于零件相似度高、小零件多而錯(cuò)裝、漏裝的現(xiàn)象，緊靠人員目視檢查不能完全杜絕治質(zhì)量逃逸的風(fēng)險(xiǎn)，從而SGMW發(fā)動(dòng)機(jī)裝配線近幾年采用了比較先進(jìn)的在線檢測(cè)智能化檢測(cè)設(shè)備，防止質(zhì)量問(wèn)題逃逸，提升產(chǎn)品質(zhì)量。

發(fā)動(dòng)機(jī)制造；在線檢測(cè)設(shè)備；質(zhì)量逃逸

1 引言

隨著社會(huì)的迅猛發(fā)展，汽車制造業(yè)的生產(chǎn)形式也變得越來(lái)越復(fù)雜，尤其是近幾年來(lái)，汽車的低端化、多樣化的發(fā)展，使汽車制造業(yè)開(kāi)始出現(xiàn)小批量、多品種、換代快的柔性化生產(chǎn)，各個(gè)類型的汽車零部件配置差異也越來(lái)越明顯，所以在汽車的生產(chǎn)過(guò)程中裝配時(shí)需要頻繁的切換零件，導(dǎo)致車間員工重復(fù)性操作出現(xiàn)大量的錯(cuò)裝、漏裝以及混裝等質(zhì)量問(wèn)題，給企業(yè)造成了很大的損失。本文從SGMW 發(fā)動(dòng)機(jī)工廠在線檢測(cè)技術(shù)類在發(fā)動(dòng)機(jī)制造中的具體應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)的論述。

2 裝配在線檢測(cè)技術(shù)在SGMW發(fā)動(dòng)機(jī)制造過(guò)程的應(yīng)用

目前，在SGMW發(fā)動(dòng)機(jī)裝配車間，主要采用影像識(shí)別、氣壓監(jiān)控等在線檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用于裝配過(guò)程中裝配結(jié)果確認(rèn)、零部件尺寸監(jiān)控、泄漏測(cè)試、性能測(cè)試、零件錯(cuò)漏裝等過(guò)程，從而避免眾多的失效模式逃逸，保證發(fā)動(dòng)機(jī)的裝配質(zhì)量，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的裝配一次下線合格率。

2.1 影像在線檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用

2.1.1 活塞連桿方向相機(jī)視覺(jué)檢測(cè)設(shè)備介紹

裝配線活塞連桿安裝，容易出現(xiàn)活塞連桿裝配方向錯(cuò)誤的質(zhì)量問(wèn)題，活塞連桿作為發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的關(guān)鍵零部件，決定了發(fā)動(dòng)機(jī)的性能和使用壽命，一旦裝反將嚴(yán)重影響發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量。在活塞連桿安裝工位后開(kāi)發(fā)一種視覺(jué)檢測(cè)設(shè)備設(shè)備原理是識(shí)別特定標(biāo)識(shí)，以及標(biāo)識(shí)的狀態(tài)（方向/位置）（如下圖1、2所示）來(lái)確認(rèn)零件安裝方向是否正確。該套設(shè)備使用區(qū)域PLC控制，相機(jī)安裝在固定機(jī)架上，曲軸旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)將曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)至正確位置，相機(jī)在滑臺(tái)的帶動(dòng)下進(jìn)入拍照區(qū)域，PC對(duì)照片進(jìn)行判斷存儲(chǔ)。發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)入工位后，頂升機(jī)構(gòu)將發(fā)動(dòng)機(jī)頂起，人工翻轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)至工作姿態(tài)；壓緊機(jī)構(gòu)和曲軸回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)降下到位，同時(shí)相機(jī)移動(dòng)動(dòng)作到位，曲軸回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)一圈檢查曲軸卡槽位置卡扣到位；相機(jī)開(kāi)始拍照，其中4缸機(jī)拍照1次后曲軸回轉(zhuǎn)180°拍第1次；3缸機(jī)拍照1次后曲軸回轉(zhuǎn)120°拍第2次，之后再旋轉(zhuǎn)120°拍第3次；拍照結(jié)束后所有機(jī)構(gòu)自動(dòng)復(fù)位，托盤出工位。

圖1 活塞標(biāo)識(shí)

圖2 連桿標(biāo)識(shí)

2.1.2 活塞連桿方向相機(jī)視覺(jué)檢測(cè)設(shè)備質(zhì)量控制

相機(jī)滑臺(tái)的氣缸均由THK導(dǎo)軌進(jìn)行動(dòng)作導(dǎo)向，氣缸的起始、終點(diǎn)位置均帶液壓緩沖器、機(jī)械阻擋器和位置監(jiān)控，且所用的機(jī)械阻擋器位置可調(diào)，從而可實(shí)現(xiàn)相機(jī)動(dòng)作的精確控制。

曲軸旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)采用精度高的伺服電機(jī)，保證工件達(dá)到拍照狀態(tài)的位置的一致性。曲軸旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中卡銷采用低載荷彈簧，避免壓力過(guò)大壓傷曲軸芯軸表面。

視覺(jué)檢測(cè)設(shè)備的防錯(cuò)功能，相機(jī)識(shí)別活塞類型與方向、識(shí)別連桿方向，若出現(xiàn)錯(cuò)裝、裝反缺陷，視覺(jué)系統(tǒng)程序評(píng)價(jià)結(jié)果NOK，同時(shí)發(fā)送結(jié)果到下工位，下工位員工進(jìn)行二次確認(rèn)，確保無(wú)誤判才進(jìn)行返修。

設(shè)備采集的相片以發(fā)動(dòng)機(jī)號(hào)碼進(jìn)行命名，并包含設(shè)備判定結(jié)果，以便追溯。

2.2 氣壓監(jiān)控檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用

2.2.1 軸瓦氣檢設(shè)備介紹

發(fā)動(dòng)機(jī)軸瓦漏裝檢測(cè)設(shè)備能夠在軸瓦完成裝配后實(shí)現(xiàn)對(duì)軸瓦的探測(cè)，挑選一個(gè)缸體油道孔作為充氣孔，連接穩(wěn)定氣壓源；挑選另一個(gè)油道孔作為壓力檢測(cè)孔，連接壓力傳感器；對(duì)剩余所有油道孔進(jìn)行密封，并驅(qū)動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)（如下圖5所示）。

根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)工作原理，缸體油道在曲軸旋轉(zhuǎn)到某一角度后，會(huì)與曲軸的油道相通，形成一個(gè)腔體；主軸瓦介于兩者油道之間，連桿瓦處于兩者油道末端。

根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能要求，缸體、曲軸、活塞連桿與軸瓦的間隙極小，則缸體油道與曲軸油道形成的腔體泄漏點(diǎn)也極小，當(dāng)出現(xiàn)軸瓦漏裝時(shí)，該腔體的泄漏會(huì)明顯變大。

應(yīng)用流體力學(xué)原理，采用恒定氣壓源往該油道腔體內(nèi)持續(xù)充氣，根據(jù)腔體不同的泄漏情況，腔體的壓力值會(huì)發(fā)生明顯變化

2.2.2 軸瓦氣檢設(shè)備應(yīng)用質(zhì)量控制

應(yīng)用氣檢技術(shù)，封堵缸體上其他的油道孔，往主油道充氣，在另一端監(jiān)測(cè)壓力的變化，可以在軸瓦完成裝配后檢測(cè)軸瓦是否漏裝；提高質(zhì)量缺陷的在線探測(cè)能力，確保產(chǎn)品質(zhì)量。

發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)入該設(shè)備后，托盤頂升，通過(guò)程序控制設(shè)備完成封堵及對(duì)接；對(duì)接完成后，恒定氣壓源啟動(dòng)持續(xù)充氣，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)開(kāi)始旋轉(zhuǎn)曲軸，壓力傳感器連續(xù)采集信號(hào)并反饋到軟件測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行判定。軟件通過(guò)設(shè)定的壓力閥值來(lái)判定軸瓦是否安裝，并將結(jié)果反饋給控制程序。

氣檢設(shè)備兼容安裝在上汽通用SGMW河西發(fā)動(dòng)機(jī)工廠裝配線扭矩測(cè)試設(shè)備，已投入使用，運(yùn)行至今每次進(jìn)行的軸瓦漏裝防錯(cuò)驗(yàn)證均100%有效，設(shè)備開(kāi)動(dòng)率大于99.7%，設(shè)備一次下線合格率大于99.5%，氣檢過(guò)程在扭矩測(cè)試過(guò)程中完成，氣檢節(jié)拍只需要20秒，低于扭矩測(cè)試設(shè)備節(jié)拍的39秒，遠(yuǎn)低于主線生產(chǎn)節(jié)拍46秒。提高發(fā)動(dòng)機(jī)裝配過(guò)程對(duì)軸瓦漏裝的探測(cè)能力。該設(shè)備能夠自動(dòng)、快速、準(zhǔn)確地識(shí)別軸瓦漏裝缺陷，加快檢測(cè)節(jié)拍，確保探測(cè)結(jié)果的可靠性，能夠?qū)崿F(xiàn)不同結(jié)構(gòu)缸體的兼容性

2.3 傳感器檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用

2.3.1 活塞銷擋圈獨(dú)立檢測(cè)設(shè)備介紹

將原有壓裝及檢測(cè)一體式設(shè)備改為壓裝及檢測(cè)相互獨(dú)立的設(shè)備，活塞銷擋圈壓裝后再進(jìn)行防錯(cuò)檢測(cè)，避免了原設(shè)備在壓裝過(guò)程中產(chǎn)生的震動(dòng)對(duì)檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生影響，同時(shí)使用獨(dú)立壓裝設(shè)備增強(qiáng)了壓裝的穩(wěn)定性?；钊B桿總成到達(dá)獨(dú)立檢測(cè)設(shè)備后，定位銷伸出對(duì)活塞銷進(jìn)行定位，檢測(cè)環(huán)形探頭伸出推動(dòng)活塞銷?；钊N擋圈獨(dú)立檢測(cè)機(jī)構(gòu)基于機(jī)械方式進(jìn)行開(kāi)發(fā)，使用高精度位移傳感器作為防錯(cuò)探測(cè)工具，滿足活塞銷擋圈漏裝、安裝不到位等問(wèn)題的檢測(cè)。

2.3.2 活塞銷擋圈獨(dú)立檢測(cè)設(shè)備應(yīng)用質(zhì)量控制

通過(guò)位移傳感器感應(yīng)環(huán)形探頭的移動(dòng)距離進(jìn)行活塞銷擋圈是否安裝及是否安裝到位的檢測(cè)，新增的活塞銷擋圈獨(dú)立檢測(cè)設(shè)備可100%探測(cè)出活塞銷擋圈漏裝、壓裝不到位問(wèn)題。有效增強(qiáng)設(shè)備探測(cè)能力，降低缺陷逃逸風(fēng)險(xiǎn)。

活塞銷擋圈獨(dú)立檢測(cè)設(shè)備具備4個(gè)活塞連桿檢測(cè)臺(tái)，每次同時(shí)檢測(cè)四件活塞連桿，四個(gè)活塞連桿放置到位后，檢測(cè)設(shè)備自動(dòng)檢測(cè)活塞銷擋圈安裝狀態(tài)，每一個(gè)活塞連桿檢測(cè)臺(tái)有兩個(gè)狀態(tài)指示燈，合格時(shí)綠燈亮松開(kāi)夾具，不合格時(shí)紅燈亮且?jiàn)A具不松開(kāi)，防止檢測(cè)不合格的工件被誤取走使用。

活塞銷擋圈獨(dú)立檢測(cè)設(shè)備具備復(fù)位按鈕，如出現(xiàn)不合格報(bào)警，員工將不合格工件更換后，按下復(fù)位按鈕，檢測(cè)設(shè)備重新進(jìn)行一次檢測(cè)。

3 總結(jié)

SGMW發(fā)動(dòng)機(jī)工廠運(yùn)行生產(chǎn)中，人工、設(shè)備進(jìn)行著大批量的重復(fù)性工作，人為疏忽，設(shè)備故障都是生產(chǎn)中常見(jiàn)的現(xiàn)象，在線檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用有效的降低了漏裝、錯(cuò)裝的逃逸，保證發(fā)動(dòng)機(jī)裝配質(zhì)量良好，是發(fā)動(dòng)機(jī)制造缺陷的可靠屏障。

[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[R],廣西質(zhì)量協(xié)會(huì),2002.

SGMW engine plant assembly line on-line detection equipment application

Cao Huijian, Nie Canming, Li Bing

( SGMW automobile co., Ltd. Guangxi Liuzhou 545001 )

For SGMW engine factory often occur due to the parts in the process of high similarity, the small parts and the phenomenon of mistake packing, packing, close to the visual inspection personnel can't completely put an end to put to run the risk of quality, thus SGMW engine assembly line in recent years have adopted more advanced intelligent on-line detection device, prevent quality problem escape, improve product quality.

Engine manufacturing;online detection equipment;the quality of escape

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1671-7988(2018)18-237-02

U467.2

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1671-7988(2018)18-237-02

CLC NO.: U467.2

曹慧建，就職于上汽通用五菱汽車股份有限公司。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2018.18.082