防錯技術(shù)在汽車車身零部件螺母螺柱焊接領(lǐng)域的應(yīng)用

梁媛媛 趙仲前 王曉紅 馬書濤

【摘 要】當前，國內(nèi)汽車行業(yè)針對車身零件的螺母螺柱錯漏焊有許多防錯方式，文章針對汽車車身零部件常見的螺母螺柱錯焊、漏焊現(xiàn)象，用螺母輸送機、接近開關(guān)及機械閥等方式來防錯，降低故障頻次。企業(yè)可以根據(jù)自身產(chǎn)品特點、設(shè)備狀況和技術(shù)能力采用適合自己的防錯方式，在產(chǎn)品設(shè)備、工裝設(shè)計和采購時需充分考慮防錯的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】螺母;螺柱;螺母輸送機;接近開關(guān);機械閥

【中圖分類號】U463.8 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2019）02-0129-04

國內(nèi)汽車行業(yè)針對車身零件的螺母螺柱錯漏焊有許多防錯方式，上汽通用五菱汽車股份有限公司對車身零部件的供應(yīng)商進行類似經(jīng)驗的推廣，并取得了良好的效果。現(xiàn)將一些做法介紹如下。

1 常見防錯方式

1.1 螺母規(guī)格焊錯的預(yù)防

螺母規(guī)格容易焊錯，尤其是M5與M6螺母外坯尺寸相近，人工放置螺母焊接時出錯概率更高。預(yù)防螺母規(guī)格焊錯，可推廣購置自動螺母輸送機。自動螺母輸送機一般與焊接設(shè)備配套使用，基于以下特點，在汽車行業(yè)中應(yīng)用廣泛。

優(yōu)點：杜絕安全隱患;提高生產(chǎn)效率，代替手工放置，平均單顆螺母焊接時間可縮短約1.5 s;降低質(zhì)量風(fēng)險，可以起到螺母規(guī)格防錯及正反面防錯。

工作原理：？譹？訛由振動盤振動，帶動螺母旋轉(zhuǎn)，并按照振動盤事先設(shè)定好的軌跡運動，篩選符合標準的螺母使之進入輸送軌道，規(guī)格過大的螺母無法進入輸送軌道，由槍內(nèi)頂桿將正確規(guī)格的螺母送至指定位置，完成輸送過程。振動盤可通過其結(jié)構(gòu)內(nèi)的防錯來避免螺母焊腳反置導(dǎo)致虛焊，螺母放反和過大規(guī)格螺母在進入剔除齒槽時，會因為無法保持平衡而掉落到下方。規(guī)格過小的螺母可通過螺母輸送機輸送，但無法放入座焊機的臺階銷。通過以上預(yù)防模式，實現(xiàn)規(guī)避用錯螺母規(guī)格和螺母反置導(dǎo)致虛焊的效果。

1.2 螺母（或螺桿）漏焊的探測防錯

1.2.1 接近開關(guān)

電感式接近傳感器由高頻振蕩、檢波、放大、觸發(fā)及輸出電路等組成。振蕩器在傳感器檢測面產(chǎn)生一個交變電磁場，當金屬物體接近傳感器檢測面時，金屬中產(chǎn)生的渦流吸收了振蕩器的能量，使振蕩減弱直至停振。振蕩器的振蕩及停振兩種狀態(tài)，轉(zhuǎn)換為電信號通過整形放大轉(zhuǎn)換成二進制的開關(guān)信號，經(jīng)功率放大后輸出。常用探測防漏的傳感器與被探測物體超過3 mm感應(yīng)失效。主要在焊接總成時用來探測金屬子零件是否漏螺母、支架、螺栓過短。其特點是靈敏度高，應(yīng)用范圍廣，所需空間小，但所檢測零件必須是金屬零件。

接近開關(guān)常規(guī)探測的使用方式有兩種，常見的是接近開關(guān)外置。

使用接近開關(guān)進行防錯主要有以下3種模式。

模式一：接近開關(guān)與焊槍關(guān)聯(lián)，漏焊螺母/加強板時焊槍無法通電。此模式的配置見表1。接近開關(guān)與夾具電控箱關(guān)聯(lián)，以實現(xiàn)在出現(xiàn)漏焊時無法開關(guān)夾具。

模式二：接近開關(guān)與夾具氣路關(guān)聯(lián)，漏焊螺母/加強板時夾具無法關(guān)閉。相對于接近開關(guān)關(guān)聯(lián)到電路的方式，部分供應(yīng)商反饋關(guān)聯(lián)到氣路的模式會影響氣壓的穩(wěn)定性，開夾速度慢，稍影響生產(chǎn)節(jié)拍。此模式的配置見表2。

模式三：如果以上兩種模式無法實現(xiàn)，可用接近開關(guān)與報警器關(guān)聯(lián)，在感應(yīng)到漏焊時，報警器會蜂鳴報警，提醒員工排除漏焊。通過接近開關(guān)或壓力閥探測，在漏焊時會報警，但是不能實現(xiàn)與焊機/夾具關(guān)聯(lián)，漏焊發(fā)生時員工還可以繼續(xù)工作，該種模式可以應(yīng)用在多螺母/螺桿的檢測工序，制作專用檢測工裝來檢測是否漏焊。此模式的配置見表3。

接近開關(guān)的保護：接近開關(guān)的價格較高，而且容易損壞，為避免其在使用過程中被碰壞，可以加工尼龍保護套或者金屬防護套，并給焊槍做導(dǎo)向，避免反復(fù)碰撞造成接近開關(guān)損壞。

1.2.2 機械閥

機械閥防錯的工作原理是對于螺母、螺柱、支架等漏焊的情況，把單向閥串聯(lián)到氣路上，零件漏裝時，單向閥處于關(guān)閉狀態(tài)，后續(xù)氣缸不工作，裝上零件關(guān)夾后，單向閥壓輪被壓下，氣路暢通，夾具才能實現(xiàn)關(guān)夾（如靠自重壓下單向閥開關(guān)，被測零件自重最小需大于0.25 kg）。這種模式的主要應(yīng)用是在焊接總成時用來探測是否漏焊支架、螺母、螺柱及是否漏沖孔。特點：成本低，每個20～30元;不容易損壞;非金屬件也可探測;可實現(xiàn)探測孔位;所需空間大;對零件自重輕的物體不敏感。

如螺柱未漏焊，可壓下機械閥壓輪，氣路可導(dǎo)通，夾具可關(guān)夾;如螺柱漏焊，機械閥切斷氣路，夾具無法關(guān)夾。

機械閥其他防錯方式應(yīng)用：對于孔位漏沖也可以采用這種防錯方式。如未漏沖孔，關(guān)夾后，上端銷子可進銷，同步移動的模塊觸碰到機械閥壓輪，開夾操作后氣路可導(dǎo)通，夾具可開夾。如漏沖孔，關(guān)夾后，銷子不可進銷，同步移動的模塊無法觸碰到機械閥壓輪，開夾時氣路不可導(dǎo)通，夾具不可打開。

2 防錯方式對比

將上面所述的各種防錯方式的特點進行列表對比可以發(fā)現(xiàn)，使用接近開關(guān)并關(guān)聯(lián)焊槍或夾具控制箱的防錯方式不僅可有效杜絕問題逃逸，且對安裝空間的需求小，成本可接受，推薦推廣使用（見表4）。

3 防錯推廣工作建議開展方式

關(guān)于零部件防錯的工作，企業(yè)可以列為專題進行推廣應(yīng)用，其具體的推廣過程大體分為學(xué)習(xí)階段、策劃階段、實施階段、標準化階段和運行監(jiān)控階段。各階段的主要工作內(nèi)容、相關(guān)負責(zé)人及交付物見表5。

4 結(jié)語

（1）通過螺母輸送機、接近開關(guān)或者機械閥防錯方式的應(yīng)用，可以有效避免螺母螺柱漏焊及錯焊等問題的發(fā)生，降低人工檢驗成本。

（2）企業(yè)可以根據(jù)自身產(chǎn)品特點、設(shè)備狀況和技術(shù)能力采用適合自己的防錯方式，在產(chǎn)品設(shè)備、工裝設(shè)計和采購時需充分考慮防錯的應(yīng)用。

參 考 文 獻

[1]顧劍青.別克轎車副車架CCD防漏焊檢測系統(tǒng)[J].上海汽車，2008（8）：37-40.

[2]孫占杰.防錯技術(shù)（Poka-yoke）在汽車底盤零部件焊接領(lǐng)域應(yīng)用[J].中小企業(yè)管理與科技（上旬刊），2010（8）：244.

[3]韋國健，蘇世棟.防錯技術(shù)在汽車車身制造過程中的應(yīng)用[J].企業(yè)科技與發(fā)展，2014（7）：45-47.

[責(zé)任編輯：陳澤琦]