浅谈动力总成装配防错

莫燕　杨青　韦淇山　黄胜

摘 要：动力总成结构复杂、零件众多、精度要求高，它决定着汽车的动力性、经济性及环保性等，是汽车企业具有核心竞争价值的关键。因此，动力总成的产品制造质量尤为重要。而动力总成的装配过程，存在零件错装、漏装、多装、及缺陷逃逸等风险。在制造过程中，需构建严谨的防错管理体系，并严格执行。

关键词：动力总成;防错;装配

1 前言

近年来，汽车业飞速发展，随着客户对汽车款式多样化需求，车辆配置不断提升，发动机、变速器的款式及配置也多样化，多种机型共线生产容易造成零件的错装漏装风险，导致发动机、变速器拆解返修，严重的甚至导致报废的情况，增加制造成本。面对“零缺陷”质量目标，我们在质量上的控制手段非缺陷产生后的“救火”，而应在前期制定严谨的过程防错。

本文针对动力总成零件装配的防错方式进行分类归纳，并列举实例加以说明。

2 产品设计防错

在产品设计阶段进行防错设计，使产品零件本身具备防错能力，从根本上杜绝了错装、漏装、反装等风险，从而减少返修浪费降低制造成本。可以说是防错中最可靠、最有效且安全经济的方式。以下从3个方面展开讨论：

2.1 零件兼容性

在产品开发时，需遵循零件平台化及模块化原则，不同机型之间尽可能的达到零件兼容差异件最少化，杜绝不同机型切换时混装零件的可能。此类方法缩短了设计周期，减少了供应链管理范围，同时降低了现场管理及物流成本。如，变速器机型A使用的齿轮硬度为600HV，机型B使用的硬度为700HV，而同时存在两种硬度齿轮情况下，机型B存在错装600HV齿轮的风险。因此，满足整箱性能的前提下，两款机型的齿轮可兼容统一为700HV。

2.2 装配唯一性

零件装配唯一性，属于结构防错。此方法通过不同定位、或利用结构干涉等方法来避免错装、反装，当使用错误的零件或装配方法时将无法进行安装。如，变速器机型A有两种喷油嘴，要求出油口位置不同。可从喷油嘴的定位方法进行防错—将喷油嘴圆心至固定螺栓孔中心的距离设计不同，见图1;错装时，螺栓孔无法对位安装，见图2。

2.3 标识防错

零件设计上无法实现兼容性及装配唯一性的情况下，通常可考虑增加标识防错，通过目视识别区分。如，平面推力轴承安装有正反面要求，可在其中一面喷三角符号标识来区分;机型A与机型B的电磁阀阀芯直径相差仅1mm，目视直径区分风险大，可在机型A的阀芯开环形凹槽进行标识;机型A、B的中间隔板阻尼孔设计不一致，但孔径细微目视困难，可在机型B的中间隔板边缘去除部分材料做缺口标识。要注意的是，标识防错需建立在不影响产品性能及外观的前提下。

3 工艺设备防错

工艺方案防错，及工装设备防错致力于不制造、不传递缺陷，减少返修浪费。此类防错具备自动报警功能，它们对操作准确性及检测结果进行判断，判断正确则正常放行，错误则设备报警中断操作，直至错误纠正，方可继续进行下一步操作。工艺设备防错具有实效性，且简单高效。

3.1 工艺方案防错

产线设计时，需进行工艺方案防错的制定，一般通过设备自检及或复测实现。如，

1）完成测量选垫之后，后工序增加复测设备，以检验选垫的准确性;

2）密封环或活塞安装后，增加泄露测试，制定合理的泄露范围;若密封件损坏或密封不良，则泄露测试结果超差，不合格件进入返修站待处理;

3）同工位多种规格螺栓拧紧，通过套筒选择器与拧紧控制器关联，当拧紧不同螺栓时候，提示选择对应的套筒及拧紧扭矩值;如所选的套筒与提示拧紧的螺栓不匹配，则出现报警拧紧枪不工作，直至选择对应的套筒时方可继续操作;

4）同工位一种螺栓需拧紧多颗时，通过拧紧计数器计数;若螺栓漏拧，则拧紧控制器报警，直至拧紧达到设定的次数时方可进行下个循环;

5）过盈配合零件压装，通过选择伺服压机监控压装力、压装行程，以判断零件是否配合合格、压装到位且零件无压溃等;如压机顶升及压头不对中时，零件偏压导致压装力过大，设备报警中断压装;

3.2 设备装置防错

设备装置防错，为通过增加工装、设备装置来识别防错的手段。如，

1）增加相机识别涂胶轨迹、胶宽，若不符合设定的路径及宽度，则设备报警，直至错误纠正后相机拍照通过则可进行下个循环;

2）增加视觉传感器匹配图案，判断零件是否漏装;如卡簧检测案例（见图3及图4），若卡簧已装，则视觉传感器识别OK;若卡簧漏装，则视觉传感器判断NG报警，需纠正操作至识别卡簧已装，方可进行下步操作;

3）增加测距、激光、光电等传感器，感应分析判断零件是否多装、少装、错装;若判定错误则报警灯亮，至纠正合格方可放行;

4）增加随行/KIT料架或托盤，搭配自动拣配系统，每个料架或托盘上拣配单台机型用料，托盘或料架的各零件具备外轮廓防错，必要时联合视觉系统或传感器功能，保证零件取料无错漏，安装无错漏，以此达到防错目的;此方法适用于单工位安装多种小零件而又难以目视区分的情况。

4 扫描系统防错

扫描防错的主要原理：首先，使用扫描设备（如扫描枪）扫描零件一维码或二维码，将获取的零件序列号传送至PLC。其次，PLC逻辑将获得的序列号与程序中的零件号进行匹配，若获得的零件号与程序规定的零件匹配合格，则PLC将获取的零件号上传至质量追溯系统数据库存储;若获得的零件号为程序非规定的零件，则PLC面板将出现零件匹配错误报警（如某变速器机型A，需匹配机型A的前壳体，若扫描枪扫描变速器机型B的前壳体，此时将出现零件匹配错误报警）;第三，PLC将获取的零件号通过工厂网络上传至QC&A（质量追溯系统）数据库进行存储，为下道工序质检门工位检索提供零件序列号过站匹配信息。即，质检门工位扫描枪扫码上传QC&A系统，其零件序列号会与前工序质量门工位进行匹配，确认零件经过质量门工位合格后，扫码方为匹配正确，否则本工位扫码质检门报错。此防错及追溯方法，可获取QC&A系统定义的所有关键零部件信息，每一台整机建造的信息。适用于建造过程的零件断点记录、机型切换的零件匹配防错、零部件绑定准确性防错、以及问题排查时进行可疑范围的锁定等情况。

5 程序逻辑防错

程序逻辑防错，是PLC结合QC&A系统制定的一个质量门防错，致力于不传递缺陷。一、程序逻辑用于环路本身。如某分装环路的下线站为质量门工位，若前工序建造合格，PLC将自动前馈下工序继续建造;若前工序建造不合格，PLC自动前馈下工序不进行建造。而环路上的任意站出现的不合格工件，都将经过下线站（即本环路质量门）并在此站通过工厂网络，将不合格件序列号上传至QC&A系统存储，同时本站报警，工件停留无法放行，此时需人为介入，确认不合格件状态点击返修按钮，不合格工件进入返修站待处理。二、程序逻辑同样可应用于分装环路与主环路之间。如，分装环路的下线站记录不合格（包括分装环路内的任一站不合格、建造数据缺失、或未进行下线站操作）的工件，将在主环路下线站被质检门拦截。程序逻辑防错，可有效拦截建造过程出现的不合格工件，防止缺陷逃逸。

6 其他防错

若产品设计、工艺方案、设备装置、扫描系统及程序逻辑防错均实施后，仍存在防错风险，在节拍允许的情况下，可进行以下较基本的防错抑制手段：

1）本工位安装后目检、点漆;

2）后工序通过200%目视或点漆互检;

3）设计简易工装或检具定时抽检;

4）开班首台工件防错验证;

5）分解工序，不同工位安装2种易错漏装的零件等。

7 結束语

本文简要地介绍了动力总成装配的防错方法原理及实例。随着科技发展进步，工业4.0的推进，防错技术也越来越先进有效。每个企业文化、每种产品结构及每条产线工艺规划的不同，采取的防错手段也存在差异。应根据实际情况，制定合理的防错策略，遵循质量“三不”原则，保证质量的前提下，同时提高下线合格率，降低成本，以打造高质量、高价值的动力总成。

参考文献：

[1]葛海亮，宋占鹏，浅谈汽车总装过程防错[J]，建筑工程技术与设计，2018年6月中.

[2]刘飞飞，罗远霞，浅谈汽车总装零件的防错方式[J]，装备制造技术，2013年第3期.

[3]吕金柱，过程防错在白车身制造过程中的应用[J]，Equipment Manufacturing Technology No.10，2016.