防錯技術在發動機制造中的應用
時間:2006-09-04 10:08:00來源:wangsl
導語:?不同的發動機產品實施共線生產,這是未來轎車制造工業的發展趨勢。
不同的發動機產品實施共線生產,這是未來轎車制造工業的發展趨勢。在發動機制造中,防錯技術有著非常重要的意義,如果沒有防錯控制技術的應用,那么產品的制造過程就會導致較低的產品合格率和較高的制造成本。但防錯技術的應用需根據實際的生產狀況而定,如使用不當,則可能掩蓋加工中出現的缺陷,造成更大的浪費。
近年來,我國的汽車工業,尤其是轎車工業駛上了快速發展軌道。轎車品種日益繁多,使得發動機行業也逐漸加快新產品的開發力度,利用單線多品種生產技術來滿足消費者的不同需求,實施不同排量、不同型號發動機的共線生產。然而,在單線多品種的制造過程中,因產品的不同,共線制造中存在混裝、漏裝、漏加工、加工錯誤等潛在風險,因而造成發動機零件返修、報廢等情況,從而增加了發動機的制造成本。面對這一狀況,發動機制造過程中防錯技術的應用對降低生產制造中出現的產品質量問題的風險發揮了重要作用。
防錯控制的目的
防錯控制是指對不利于客戶并且造成浪費的錯誤進行預測、防止的過程。發動機制造過程中,如果沒有防錯控制技術的應用,那么產品的制造過程就會導致較低的產品合格率和較高的制造成本。實施防錯技術、增加防錯裝置,最終目的就是要“消滅把缺陷傳遞給客戶”、減少加工廢品、提高產品質量、降低制造成本。要達到這一目標,必須有合理的加工工藝和高精度的專用設備,并且在制造過程中,合理使用防錯設備或檢測技術來發現錯誤、減少浪費。防錯技術的實施過程,必須要建立設計防錯裝置、維護防錯裝置、驗證防錯裝置等一系列規范步驟。此外還必須考慮盡可能采用最簡單有效的防錯、多層次防錯以及幫助操作工更好完成本職工作的防錯。
防錯控制技術的簡單化要求達到如下幾點:
* 機床有更高的開動率;
* 設備趨向更低的維修率;
* 操作工對防錯系統的認識與了解得到提高。
防錯控制技術的多層次控制表現為:
* 有效的防錯系統采用的是多重的檢查手段或"分層"檢查;
* 防錯中的多層檢查極大地提高了檢查到缺陷的可能性,同時也幫助我們形成利用簡單、便宜的方法和系統的觀念。
防錯控制技術是對操作工工作的支持,因此:
* 應用的前提是操作工愿意好好工作;
* 防錯不是防止愚蠢錯誤或是防止破壞;
* 須知人是會因為疏忽而犯錯,機器也不會總是按規范工作;
* 防錯要能夠幫助操作工減少或預防犯這種因疏忽而產生的錯誤和機床失誤,以保證不生產缺陷產品;
* 防錯系統是被設計用來幫助操作工更容易更輕松地完成工作。
防錯措施的類別
目前,在發動機的機加工線及裝配線上,采用設備防錯和人工防錯相結合的防錯形式應用較廣,既有簡單實用的防錯手段,又有技術含量較高的高科技控制。防錯應用于發動機制造過程的型號識別、裝配驗證、尺寸檢測、泄漏測試、輸送過程、工件定位、零件盛放等過程,從而避免眾多的失效模式,保證發動機的制造質量。
一、設備上的防錯裝置技術應用
在發動機的制造過程中,設備上的防錯裝置技術應用主要有以下幾類:
(1) 定性的防錯
通過圖像識別技術,光電、限位、接近開關的邏輯控制技術等來完成防錯,比如:
* 即時攝片比較:區分裝配零件的方向是否正確;
* 傳感器感應檢測:機加工自動線根據不同產品型號的外形變化,傳感器將感應到的信息反饋給后面的加工工序,使后面的工序調用對應的加工程序,實施相應的加工內容;
* 加工孔探測:在機加工線中的鉆孔或攻絲后的工位,對加工孔的斷刀檢測及切屑沖洗;
* 硬靠山:認證工件的前后流向,如在缸體加工自動線的進料口,利用缸體前后端面的寬度差異,設定硬靠山,保證缸體進入機加工線時前端面流向在前(見圖3);
* 硬探頭:檢測零件的不同型號,實施不同的裝配或加工工藝,如用探頭探測零件的外形,實施不同的裝配,硬探頭探測缸孔,區分3.0L或3.4L缸體;
* 導向擋塊:區分零件的輸送導向;
* 光柵防錯:通過光柵的檢測控制,達到工件是否擺放到位的防錯;
* 夾具防錯:控制裝配零件在夾具上的擺放是否到位來防錯。
(2) 定量的防錯
通過測量探頭感應或經過氣電轉換的測量技術(氣體流量轉換成電量)來達到防錯的目的,如:
* 紅寶石探頭探測數據反饋:通過紅寶石探頭探測已壓裝氣門座圈的內徑來區別零件是3.0L還是3.1L發動機的缸蓋;
* BTS刀具長度檢測:CNC加工中心刀具檢測可防止錯誤長度的刀具安裝在刀庫中,防止加工過程中的斷刀現象,減少加工首件或加工過程中的廢品出現;
* 定位面氣孔壓力檢測:確認工件正確到位的防錯措施;
* 泄漏測試:發動機缸蓋、缸體的油道以及水道的在線測試等,控制泄漏件流入下道工序;
* 隨線檢具直徑測量:這在機加工自動線中鏜孔及鉸孔后的工位應用較廣,達到100%控制不合格產品的出現;
* 扭矩控制:發動機很多螺栓固定的擰緊程度均通過扭矩槍來控制。
(3) 顫動功能的防錯
通過顫動機的顫動,使零件隨著不斷的顫動并輸送至判別零件的方向正確與否處,只有零件處于正確的位置方向時,才能進入送料軌道;位置方向錯誤的零件則掉入零件顫動料箱里,從而達到預防零件的進給方向錯誤,避免工件報廢的目的,如:
* 缸體凸輪軸襯套的方向驗證,防止襯套壓反;
* 缸體水道悶蓋的壓裝方向防錯等。
二、物料防錯
工件盛放器具的防錯:加工完成的產品盛放實施防錯技術,有方向性地定置擺放,預防工件相互碰撞,保證加工零件的表面質量;
色標防錯:裝配區域零件的盛放料架,使用色標防錯。
三、人工防錯
(1) 建立標準的操作SOS:如加工過程中的成品、待制品、待處理品、料廢、工廢等下線零件必須馬上按照各類零件的處理規范掛上不同顏色的識別標簽(見圖9),刀具設定正常使用耐用度,防錯裝置建立TPM、PM維護保養制度等;
(2) 刀具安裝防錯:操作工按照刀具換刀規范進行調刀,如核對刀具號、長度類刀具進行長短比較等,預防出現由調刀中的差錯造成的不合格零件;
(3) 工件目檢、測量防錯:操作工按照檢驗頻次目檢、測量工件加工中及毛坯本身存在的缺陷,把不合格工件剔除出來,在本工位上使其離線(見圖10)。
防錯技術的等級
根據防錯的效果,防錯技術可分為如下三個等級:
(1) 不制造缺陷的防錯,即不可能制造出壞零件,可能損壞的零件數為零;
(2) 不傳遞缺陷的防錯,即不可能將壞零件傳遞到下一工位,預先假設所有零件是壞的,然后逐個審核通過,可能損壞的零件數為1;
(3) 不接受缺陷的防錯,即后續工位不接受壞零件,預先假設所有零件是壞的,然后逐個審核通過,可能損壞的零件數大于1。
防錯技術的理想狀態是不制造缺陷的防錯,這是最主動、最經濟、可預見并防止錯誤的控制技術。如加工前的探頭探測、導向限位、傳感器感應等的防錯就能達到不制造缺陷的目標。但是由于可能出現的缺陷或造成的原因不同及機床功能布局等原因,因此避免不了采用其他兩種不傳遞缺陷的防錯和不接受缺陷的防錯的防錯技術,這也是最被動、最昂貴的防錯措施。CNC加工中心及機加工自動線鉆孔工位在本工位對刀具加工后的斷刀檢測,能達到不傳遞缺陷的目標;自動線中的鉆孔、攻絲加工后面的探測工位的探測防錯就只能達到不接受缺陷的目標,這一防錯措施損壞的零件數就大于1。
防錯裝置的驗證
發動機制造的機加工線或裝配線在使用新的防錯裝置時,必須進行功能準確率的驗證,預防差錯率。只有通過PPAP(生產件批準程序)方式的驗證,方可使用。
防錯系統的認證
防錯系統的正常運作是實施、認證、維護的過程,在其應用中必須保證:
(1) 確認防錯系統運轉正常
實際生產中,對防錯裝置必須進行定期的維護與認證。如:缸體、缸蓋的泄漏量檢測,對泄漏測試機每天必須進行Master工件的泄漏量核定與認證;同樣,生產線的各種防錯裝置均需進行定期的維護認證,確認防錯功能正確運作。
(2) 確認人為因素處于受控狀態
對防錯系統的認證過程,認證檢查記錄必須存檔,如有差錯必須采取必要的措施進行規范的修正;實施防錯認證的操作工必須確保操作工經過培訓并且培訓內容記錄已存檔;保證防錯系統達到預期的檢驗能力,認證流程有效地按照計劃處于受控狀態。
結束語
不同的發動機產品實施共線生產,這是未來轎車制造工業的發展趨勢。利用原生產線設備稍加改造,實施多品種的共線生產,應用更多的防錯技術,達到降低制造成本的目的。但防錯技術的應用,需根據實際的生產狀況而定,使用得當,可以減少浪費、保證產品質量、提高機床的開動率;使用不當,則可能掩蓋加工中出現的缺陷,造成更大的浪費。人因疏忽會犯錯誤,機器也不會總是按規范工作,因此在使用過程中必須進行定期的維護與認證,這樣才能保證防錯裝置的正常運轉,真正起到防錯的作用,保證產品的加工質量。
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