防呆防錯在工程機械裝配中的創(chuàng)新應用

秦立山

（山東臨工工程機械有限公司挖掘機事業(yè)部，山東臨沂 276023）

防呆防錯在工程機械裝配中的創(chuàng)新應用

秦立山

（山東臨工工程機械有限公司挖掘機事業(yè)部，山東臨沂 276023）

在挖掘機單線多品種的混線裝配過程中，有混裝、漏裝、漏緊等潛在風險，影響生產(chǎn)效率和制造成本。為避免漏裝現(xiàn)象，設計開發(fā)了一套螺栓擰緊自動檢測系統(tǒng)，通過掃碼自動識別車輛機型，螺栓擰緊自動計數(shù)，實現(xiàn)防呆防錯的目的。

挖掘機裝配；防呆防錯；掃碼；螺栓擰緊

10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2017.09.70

1 現(xiàn)狀

在挖掘機裝配過程中采用單線多機型混線生產(chǎn)，滿足13.5 t到46 t機型的多機型裝配，因此對裝配人員的操作技能、注意力等提出了較高的要求，在裝配現(xiàn)場配備不同機型的裝配工藝，不易查找而且容易混淆，不同的機型螺栓擰緊數(shù)量不一樣，擰緊過程中由于螺栓的數(shù)量較多，操作人員容易出現(xiàn)漏緊，增加了返修成本，影響產(chǎn)品質(zhì)量。

2 智能型預防防錯裝置的需求

在挖掘機裝配過程中螺栓的裝配和擰緊必須滿足扭矩的數(shù)量同時達到要求，需要進行檢測性防錯，防錯系統(tǒng)需要接收機型信息、螺栓數(shù)量、擰緊扭矩等綜合信息，自動與標準值進行比對，判斷工作過程的準確性。

每種機型裝配完畢，擰緊完畢后所有螺栓達到要求才可放行，在不符合工藝要求的情況下，系統(tǒng)會自動發(fā)出報警，提示操作人員重新檢查擰緊過程出現(xiàn)的問題，并且自動顯示擰緊數(shù)量。

3 智能型防呆防錯裝置的設計

3.1 硬件的總體設計

本裝置采用條形碼掃描槍、PLC、觸摸屏、壓力傳感器、液壓擰緊機等硬件組成，系統(tǒng)具有自動機型切換、自動報警、自動檢查螺栓擰緊數(shù)量、具備驗證功能，即使操作人員有人為疏忽、專業(yè)知識或技能不足也不會發(fā)生漏緊質(zhì)量問題（圖 1）。

圖1 系統(tǒng)信號傳遞控制

3.2 防呆防錯的控制方案

根據(jù)公司條形碼整體推進方案，關(guān)鍵零部件已經(jīng)實施條碼管理，使用條形碼后準確率可達到100%，更利于后市場追溯，通過條形碼可以解決零部件和整機車型的自動識別問題。

（1）在挖掘機裝配線上的所有車型都附帶整機條碼信息，條碼信息包括整機車型，通過使用掃碼槍掃描整機的條形碼，在觸摸屏上自動顯示當前的車型，并自動切換到相應的車型，調(diào)用相應的擰緊工藝參數(shù)，防止人為失誤造成的質(zhì)量損失。

（2）在所有螺栓擰緊操作完畢后，通過確認鍵調(diào)用相應的內(nèi)部數(shù)據(jù)庫，自動比對當前擰緊的關(guān)鍵參數(shù)與標準工藝是否存在差異，確保每臺車都符合工藝要求，防止出現(xiàn)漏緊等影響產(chǎn)品質(zhì)量的問題出現(xiàn)。

（3）在進行確認后，系統(tǒng)自動將比對的結(jié)果在觸摸屏上進行顯示，如果當前的狀態(tài)與數(shù)據(jù)庫內(nèi)的結(jié)果存在差異，將進行報警提示，如果無差異將自動顯示正常（圖2）。

3.3 軟件設計

在軟件設計方面主要有3個模塊。

圖2 工藝流程

（1）條形碼信息收集與數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)。條形碼掃描系統(tǒng)將實時掃描的信息與系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)進行交換，在第一時間得到裝配工位的車型條碼信息，并且將信息傳遞到系統(tǒng)中進行判斷車型。

（2）控制系統(tǒng)。與擰緊機、掃碼設備進行數(shù)據(jù)通信，接收來自擰緊機和掃碼設備的信息，實時進行運算處理，根據(jù)不同車型和設置，判斷擰緊結(jié)果是否符合標準工藝要求，如果判定結(jié)果符合要求，系統(tǒng)自動在顯示系統(tǒng)上顯示符合要求；否則進行報警提示，并將結(jié)果在顯示屏上不符合要求。當出現(xiàn)報警時，需要操作人員進行確認，否則擰緊機將無法再次使用，防止不合格產(chǎn)品流入市場。

（3）設定系統(tǒng)。可以設定不同車型的標準值，不同車型設置的擰緊數(shù)量和擰緊扭矩不一樣，通過設定多種車型的標準值，實現(xiàn)挖掘機裝配線的混線生產(chǎn)（圖3）。

圖3 控制顯示畫面

4 結(jié)束語

在市場競爭越來越激烈的制造業(yè)，將制造品質(zhì)作為市場競爭的法寶已經(jīng)越來越重要。企業(yè)已經(jīng)將質(zhì)量作為企業(yè)發(fā)展的金鑰匙，通過開展質(zhì)量年活動提升產(chǎn)品質(zhì)量，將防呆防錯的理念應用到工程機械裝配中。

針對工程機械裝配中容易出現(xiàn)質(zhì)量缺陷的關(guān)鍵工位，該系統(tǒng)用于裝配過程中的預防性防錯，通過智能化防呆防錯系統(tǒng)的應用，避免將缺陷產(chǎn)品流入市場，提升公司產(chǎn)品的競爭力。

［1］劉靜,李理.產(chǎn)品的無障礙設計思想與研究［J］.商場現(xiàn)代化.2008（13）：165.

［2］楊建民.對無障礙設計“平等地使用”原則的檢驗［J］.楊建民.北京理工大學學報（社會科學版）.2008（4）：95-99.

［3］John Condon.設計工具技術(shù)發(fā)展要服務于設計者“無障礙設計”的目標［J］.John Condon.工業(yè)設計.2009（11）：8.

［4］向昭穎.無障礙設計理念及應用研究［J］.向昭穎.機械設計.2013（7）：112-114.

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〔編輯 吳建卿〕