汽车零部件自动化装配线防错设计分析

凌莎

摘 要：汽车零部件自动化装配线是非常重要的内容，做好防错设计关系着汽车的整体质量和性能。所以，我们必须要对防错设计引起重视。基于此，本文对装配线防错设计的流程入手，提出了防错的具体方法，以供参考。

关键词：汽车零部件 自动化 装配线 防错设计

1 前言

从广义角度看，防错也就是怎样设计一个系统，降低错误出现的几率，即设备机构防错;从狭义层面看，防错也就是怎样设计一个系统，让错误绝不出现，即产品设计防错。通过防错设计，能够省去很多的检验操作，简化操作过程，还可以减少人为错误而引发的一些问题，以使产品质量达标。

2 汽车零部件自动化装配线防错的原理原则及设计流程

对广大汽车零部件供应商来说，尤其是一些核心零部件供应商，其所面对的主机厂很多，各主机厂的产品类型也比较相似，怎样科学的做好防错设计，提高产品质量使很关键的。图1为防错系统设计流程。

2.1 防错原则

从现在的情况看，在汽车零部件自动化装配过程中涉及到的工作量大，产品配置类型多，自动化实现的难度较大，出现的错误也很多。在防错工作中，有关技术人员要坚持“安全、自动化、高效化”的原则，严格按照标准顺序来执行。

2.2 防错设计流程

2.2.1 PFEMA分析识别

实际上，防错项目来源主要有产品潜在失效模式、影响分析。在研发新产品时需要对其防错来源加以分析，整理出具体的防错项目，并构建完善的防错清单，即哪些项目有必要防错。防错项目具体要防止的错误是哪几种，如，是漏装、误装、重复装、装配不科学等等[1]。

2.2.2 防错方式分类

结合整理出的防错项目类型，并依据产线规划设计要求及安全稳定性的考虑，来设定防错机构。通常依据各种防错类型可选取的防错机构如下：第一，防错类型是漏装的情况下，防错机构有光电传感器检测等;第二，防错类型是误装的情况下，防错机构有机械仿形等;第三，防错类型是重复安装的情况下，防错机构有CCD等;第四，防错类型是装配不科学的情况下，防错机构有接触式位移传感器等[2]。

2.2.3 防错方式的验证

在防错项目和方式确立后，结果的验证是很重要的。因为在平时的生产活动中设备的使用并非是固定不变的，必须要对防错机构的科学性加以确认，也就是在正式生产前要做好防错验证，保证设备防错的效果才可以提升产品质量。

通常防错频次都是依据产品批量来设置的，可以设置成每班次、每换型做好防错验证，如，对于漏装项目的防错，就可以使用位移传感器来检测，将漏装零件的缺损位置在设备上检测，若是设备可以识别缺件，就表明防错性能是完好的，否则是无效的。

2.2.4 放错件制作

在制作防错件时一般利用所属工位的一些防错项目，如漏装检测等，配备漏装零件或缺陷件用颜色来标记，以避免放错件和正规产品混合出现质量问题[3]。

2.2.5 防错指导书

在完成了上述操作人物后，就需要确定防错频次及验证方式，包含怎样进行设备的操作，怎样设置放错件，怎样判断防错的效果，有完整的步骤验证防错，并依据防错指导书确认防错是否有效。

2.2.6 防错记录

防错验证结束后，就要将防错验证结果记录好，可以将其记录与设备或产品放行记录整合起来。

3 汽车零部件自动化装配防错及追随技术

3.1 装配防错于追溯技术的构成及功能

装配防错与追溯技术是使用物料条码自带的信息和系统信息的比较，实现装配防错的目的，通过所存储的物料条码信息和VIN码信息的追溯以掌握各类零部件的质量信息。在零部件装配种种那个若是存在问题，可以通过追溯系统获取相关的信息，以便于采用有效的手段进行防错。

3.2 追溯技术要求

在汽车制造过程中，零部件信息都是通过条形码来存储的，其包含追溯件代码、供应商代码等等几部分，各条码编号都是唯一的[4]。其技术涉及以下要求。

3.2.1 信息化平台

该项技术依赖于企业本身的管理信息系统（ERP），大部分的数据都来自于该系统，特别是生产管理信息，在装配一些重要的零部件时，技术人员要将零部件条码和系统进行比较，在保证没有错误零部件的情况下才可以装配至整车上，且各类零部件条码都要和VIN码绑定起来[5]。

3.2.2 整车信息数据

汽车各类零部件质量的追溯必然需要整车信息数据表，表内的数据是质量追溯的参考依据，其包含整车VIN码、生产批次等各方面信息。

3.2.3 条形码要求

各类重要零部件都必须要有对应的条形码，其是由供应商设计的，并粘贴至零部件最明显的位置[6]。

3.2.4 换件管理要求

若是在装配时发现由一些零部件不达标，技术人员要通过人工干预的手段，经过系统将换掉的零部件条码删除，将新零部件条码更新，以保证数据信息的真实可靠性。

4 汽車零部件自动化装配线防错实例分析

4.1 汽车线束防错设计

4.1.1 插接件防错设计

为了避免插接件安装错误，尽量在同一区域使用相同的插接件。例如，看在设备管梁上设置位置相近，但功能、插件要求不一样的管理器。同时，在同一条流水线上生产若干汽车，设置位置不同，所安装的插接件也存在差异。以安全气囊管理器来说，通常设置于下车体中心通道处，因汽车结构、发动机类型的擦会议，碰撞参数的不同，安全气囊管理器也有区别。可以选择适配不同的插件件进行区分，可以防止在总装的过程中将安全气囊管理器位置设置错。对于同一系列的插接件防错最重要的是要根据防错特征来区分，插接件于各设备要一一对接。若是不匹配就无法顺利安装[7]。

4.1.2 线束支架防错设计

线束支架的主要功能是未定插接件，控制线束走向。在汽车中，线束支架一般都是不对称设置，左右件大小一样，而结构不同。在制造线束的过程中，因物料卡数量的控制，并不是只要是支架都配有物料卡，可能会存在左右件混合安装的问题。对于该问题，一般都是通过做标记来识别。但该种方式无法进行“盲插”，仍然面临着用错物料卡的情况。为了解决该问题，可以将左右件加工为同一零件，即插件、支架的重组。在完成了左侧支架安装人物后，右侧支架基于左侧支架旋转180度，在保证侧围板孔中心对称的情况下，让其中心点和插接件重合起来。

4.1.3 卡扣防错设计

线束卡扣一般是使用的固定线束，在整车装配中，卡扣数量是很多的。受到安装空间的限制，经常会出现同个地方要固定许多卡扣的问题，这时，可能会出现卡扣安装不正确，导致线束走向错误，无法装配的问题。此时就需要先将卡扣拆除再进行装配。如果执意要安装，就会导致线束走向出现问题，被周围的一些零部件损坏，出现故障。为了有效解决这一问题，就需要考虑使用不同的卡扣或者是钣金板加以区分，即再同个地方设置钥匙孔、腰形孔两种不同的钣金板来完成线束的装配。除此之外，还可以再同一线束商，避免用外形结构相似的卡扣来混用[8]。

4.2 汽车电动拧紧机防错设计

依据电动拧紧机的各元器件功能，可以设PLC防错控制系统，具体如下：

第一，整车进入到装配工位时，相应的传感器将信号传输到PLC控制器，装配人员利用条形码阅读器获取相应的信息条形码，此时，电动拧紧机处在拧紧状态。

第二，对处在同条生产先的各种车型，装配人员也能够利用条形码月底去获取各不同整车的VIN条形码，拧紧主机就能够将各种拧紧程序激活，按照预先设置的程序完成装配拧紧。

第三，电动拧紧机将全部的螺栓、螺母拧紧后，控制器要将拧紧数据输入到终点数据采集计算机中，并将整体合格信号传输到设备管理计算机中，当生产线输送设备获取到这一信号之后就可以继续运行，将车身输送到下个装配工位生产。

第四，若是螺栓、螺母没有全部装完，车辆快要离开本装配工位时，出工位传感器就会输出相应的信号给PLC控制器，PLC控制器就可以将这一信号输入到计算机系统中，这时生产线输送设备会停止工作，直至全部螺栓装配达标，设备才可以继续运行。

第五，电动拧紧机的应用、程序编辑等都使用权限分级管理模式，以免在应用时存在混乱的问题。

通过以上PLC防错控制系统的科学运用，能够保证整车核心零部件在装配拧紧的过程中都达标，拧紧数据、政策信息都能够有效对应起来，以实现对产品质量的有效控制。经过终端数据采集计算机，能够全面查看各装配工位生产情况。

5 结束语

总而言之，汽车零部件自动化装配线防错设计是汽车生产制造厂商需要重点关注和考虑的问题，要对防错流程、设计的技术要求有一个全面的认识和了解，在实际零部件装配过程中要做好防错设计，以保证汽车生产制造的安全性、可靠性，进一步推动汽车行业的持续健康发展。

参考文献：

[1]张杰，钟为超，李小玲.汽车配件生产环节中的物料防错纠错系统设计[J].企业科技与发展，2019（05）：39-40.

[2]张震华，赵旺增，李林锋.防错技术在汽车线束设计与制造中应用研究[J].汽车电器，2020（12）：49-53+56.

[3]张玉平，张震华，闫亮亮，杨三军，安贺，梁靖汶. 谈汽车线束制造中的防错设计[C]. 河南省汽车工程学会.第十五届河南省汽车工程科技学术研讨会论文集.河南省汽车工程学会：河南省汽车工程学会，2018：147-149.

[4]高丹，孟广双.双目立体视觉技术在汽车零件自动分检生产线的应用[J].机床与液压，2018，46（09）：42-46.

[5]周健，姚仁晖.AYM工厂调角器装配线的自动化智能防错系统的设计与应用[J].智能城市，2019，5（18）：198-200.

[6]蘇祺，刘宏伟，赵新平，邓志鹏.汽车钣金件自动化生产线转台夹具的防错类型及应用[J].装备制造技术，2020（02）：148-151+161.

[7]刘泉晶，沈俊杰.机器视觉技术在汽车发电机部件自动装配线上的应用[J].工业控制计算机，2017，30（04）：32-33.

[8]唐渊，胡莹，汪雷.油泵装配线零部件追溯中数据采集的改进与实现[J].组合机床与自动化加工技术，2020（05）：103-105+108.