汽車零部件自動化裝配線防錯設計分析

凌莎

摘 要：汽車零部件自動化裝配線是非常重要的內容，做好防錯設計關系著汽車的整體質量和性能。所以，我們必須要對防錯設計引起重視。基于此，本文對裝配線防錯設計的流程入手，提出了防錯的具體方法，以供參考。

關鍵詞：汽車零部件 自動化 裝配線 防錯設計

1 前言

從廣義角度看，防錯也就是怎樣設計一個系統，降低錯誤出現的幾率，即設備機構防錯;從狹義層面看，防錯也就是怎樣設計一個系統，讓錯誤絕不出現，即產品設計防錯。通過防錯設計，能夠省去很多的檢驗操作，簡化操作過程，還可以減少人為錯誤而引發的一些問題，以使產品質量達標。

2 汽車零部件自動化裝配線防錯的原理原則及設計流程

對廣大汽車零部件供應商來說，尤其是一些核心零部件供應商，其所面對的主機廠很多，各主機廠的產品類型也比較相似，怎樣科學的做好防錯設計，提高產品質量使很關鍵的。圖1為防錯系統設計流程。

2.1 防錯原則

從現在的情況看，在汽車零部件自動化裝配過程中涉及到的工作量大，產品配置類型多，自動化實現的難度較大，出現的錯誤也很多。在防錯工作中，有關技術人員要堅持“安全、自動化、高效化”的原則，嚴格按照標準順序來執行。

2.2 防錯設計流程

2.2.1 PFEMA分析識別

實際上，防錯項目來源主要有產品潛在失效模式、影響分析。在研發新產品時需要對其防錯來源加以分析，整理出具體的防錯項目，并構建完善的防錯清單，即哪些項目有必要防錯。防錯項目具體要防止的錯誤是哪幾種，如，是漏裝、誤裝、重復裝、裝配不科學等等[1]。

2.2.2 防錯方式分類

結合整理出的防錯項目類型，并依據產線規劃設計要求及安全穩定性的考慮，來設定防錯機構。通常依據各種防錯類型可選取的防錯機構如下：第一，防錯類型是漏裝的情況下，防錯機構有光電傳感器檢測等;第二，防錯類型是誤裝的情況下，防錯機構有機械仿形等;第三，防錯類型是重復安裝的情況下，防錯機構有CCD等;第四，防錯類型是裝配不科學的情況下，防錯機構有接觸式位移傳感器等[2]。

2.2.3 防錯方式的驗證

在防錯項目和方式確立后，結果的驗證是很重要的。因為在平時的生產活動中設備的使用并非是固定不變的，必須要對防錯機構的科學性加以確認，也就是在正式生產前要做好防錯驗證，保證設備防錯的效果才可以提升產品質量。

通常防錯頻次都是依據產品批量來設置的，可以設置成每班次、每換型做好防錯驗證，如，對于漏裝項目的防錯，就可以使用位移傳感器來檢測，將漏裝零件的缺損位置在設備上檢測，若是設備可以識別缺件，就表明防錯性能是完好的，否則是無效的。

2.2.4 放錯件制作

在制作防錯件時一般利用所屬工位的一些防錯項目，如漏裝檢測等，配備漏裝零件或缺陷件用顏色來標記，以避免放錯件和正規產品混合出現質量問題[3]。

2.2.5 防錯指導書

在完成了上述操作人物后，就需要確定防錯頻次及驗證方式，包含怎樣進行設備的操作，怎樣設置放錯件，怎樣判斷防錯的效果，有完整的步驟驗證防錯，并依據防錯指導書確認防錯是否有效。

2.2.6 防錯記錄

防錯驗證結束后，就要將防錯驗證結果記錄好，可以將其記錄與設備或產品放行記錄整合起來。

3 汽車零部件自動化裝配防錯及追隨技術

3.1 裝配防錯于追溯技術的構成及功能

裝配防錯與追溯技術是使用物料條碼自帶的信息和系統信息的比較，實現裝配防錯的目的，通過所存儲的物料條碼信息和VIN碼信息的追溯以掌握各類零部件的質量信息。在零部件裝配種種那個若是存在問題，可以通過追溯系統獲取相關的信息，以便于采用有效的手段進行防錯。

3.2 追溯技術要求

在汽車制造過程中，零部件信息都是通過條形碼來存儲的，其包含追溯件代碼、供應商代碼等等幾部分，各條碼編號都是唯一的[4]。其技術涉及以下要求。

3.2.1 信息化平臺

該項技術依賴于企業本身的管理信息系統（ERP），大部分的數據都來自于該系統，特別是生產管理信息，在裝配一些重要的零部件時，技術人員要將零部件條碼和系統進行比較，在保證沒有錯誤零部件的情況下才可以裝配至整車上，且各類零部件條碼都要和VIN碼綁定起來[5]。

3.2.2 整車信息數據

汽車各類零部件質量的追溯必然需要整車信息數據表，表內的數據是質量追溯的參考依據，其包含整車VIN碼、生產批次等各方面信息。

3.2.3 條形碼要求

各類重要零部件都必須要有對應的條形碼，其是由供應商設計的，并粘貼至零部件最明顯的位置[6]。

3.2.4 換件管理要求

若是在裝配時發現由一些零部件不達標，技術人員要通過人工干預的手段，經過系統將換掉的零部件條碼刪除，將新零部件條碼更新，以保證數據信息的真實可靠性。

4 汽車零部件自動化裝配線防錯實例分析

4.1 汽車線束防錯設計

4.1.1 插接件防錯設計

為了避免插接件安裝錯誤，盡量在同一區域使用相同的插接件。例如，看在設備管梁上設置位置相近，但功能、插件要求不一樣的管理器。同時，在同一條流水線上生產若干汽車，設置位置不同，所安裝的插接件也存在差異。以安全氣囊管理器來說，通常設置于下車體中心通道處，因汽車結構、發動機類型的擦會議，碰撞參數的不同，安全氣囊管理器也有區別。可以選擇適配不同的插件件進行區分，可以防止在總裝的過程中將安全氣囊管理器位置設置錯。對于同一系列的插接件防錯最重要的是要根據防錯特征來區分，插接件于各設備要一一對接。若是不匹配就無法順利安裝[7]。

4.1.2 線束支架防錯設計

線束支架的主要功能是未定插接件，控制線束走向。在汽車中，線束支架一般都是不對稱設置，左右件大小一樣，而結構不同。在制造線束的過程中，因物料卡數量的控制，并不是只要是支架都配有物料卡，可能會存在左右件混合安裝的問題。對于該問題，一般都是通過做標記來識別。但該種方式無法進行“盲插”，仍然面臨著用錯物料卡的情況。為了解決該問題，可以將左右件加工為同一零件，即插件、支架的重組。在完成了左側支架安裝人物后，右側支架基于左側支架旋轉180度，在保證側圍板孔中心對稱的情況下，讓其中心點和插接件重合起來。

4.1.3 卡扣防錯設計

線束卡扣一般是使用的固定線束，在整車裝配中，卡扣數量是很多的。受到安裝空間的限制，經常會出現同個地方要固定許多卡扣的問題，這時，可能會出現卡扣安裝不正確，導致線束走向錯誤，無法裝配的問題。此時就需要先將卡扣拆除再進行裝配。如果執意要安裝，就會導致線束走向出現問題，被周圍的一些零部件損壞，出現故障。為了有效解決這一問題，就需要考慮使用不同的卡扣或者是鈑金板加以區分，即再同個地方設置鑰匙孔、腰形孔兩種不同的鈑金板來完成線束的裝配。除此之外，還可以再同一線束商，避免用外形結構相似的卡扣來混用[8]。

4.2 汽車電動擰緊機防錯設計

依據電動擰緊機的各元器件功能，可以設PLC防錯控制系統，具體如下：

第一，整車進入到裝配工位時，相應的傳感器將信號傳輸到PLC控制器，裝配人員利用條形碼閱讀器獲取相應的信息條形碼，此時，電動擰緊機處在擰緊狀態。

第二，對處在同條生產先的各種車型，裝配人員也能夠利用條形碼月底去獲取各不同整車的VIN條形碼，擰緊主機就能夠將各種擰緊程序激活，按照預先設置的程序完成裝配擰緊。

第三，電動擰緊機將全部的螺栓、螺母擰緊后，控制器要將擰緊數據輸入到終點數據采集計算機中，并將整體合格信號傳輸到設備管理計算機中，當生產線輸送設備獲取到這一信號之后就可以繼續運行，將車身輸送到下個裝配工位生產。

第四，若是螺栓、螺母沒有全部裝完，車輛快要離開本裝配工位時，出工位傳感器就會輸出相應的信號給PLC控制器，PLC控制器就可以將這一信號輸入到計算機系統中，這時生產線輸送設備會停止工作，直至全部螺栓裝配達標，設備才可以繼續運行。

第五，電動擰緊機的應用、程序編輯等都使用權限分級管理模式，以免在應用時存在混亂的問題。

通過以上PLC防錯控制系統的科學運用，能夠保證整車核心零部件在裝配擰緊的過程中都達標，擰緊數據、政策信息都能夠有效對應起來，以實現對產品質量的有效控制。經過終端數據采集計算機，能夠全面查看各裝配工位生產情況。

5 結束語

總而言之，汽車零部件自動化裝配線防錯設計是汽車生產制造廠商需要重點關注和考慮的問題，要對防錯流程、設計的技術要求有一個全面的認識和了解，在實際零部件裝配過程中要做好防錯設計，以保證汽車生產制造的安全性、可靠性，進一步推動汽車行業的持續健康發展。

參考文獻：

[1]張杰，鐘為超，李小玲.汽車配件生產環節中的物料防錯糾錯系統設計[J].企業科技與發展，2019（05）：39-40.

[2]張震華，趙旺增，李林鋒.防錯技術在汽車線束設計與制造中應用研究[J].汽車電器，2020（12）：49-53+56.

[3]張玉平，張震華，閆亮亮，楊三軍，安賀，梁靖汶. 談汽車線束制造中的防錯設計[C]. 河南省汽車工程學會.第十五屆河南省汽車工程科技學術研討會論文集.河南省汽車工程學會：河南省汽車工程學會，2018：147-149.

[4]高丹，孟廣雙.雙目立體視覺技術在汽車零件自動分檢生產線的應用[J].機床與液壓，2018，46（09）：42-46.

[5]周健，姚仁暉.AYM工廠調角器裝配線的自動化智能防錯系統的設計與應用[J].智能城市，2019，5（18）：198-200.

[6]蘇祺，劉宏偉，趙新平，鄧志鵬.汽車鈑金件自動化生產線轉臺夾具的防錯類型及應用[J].裝備制造技術，2020（02）：148-151+161.

[7]劉泉晶，沈俊杰.機器視覺技術在汽車發電機部件自動裝配線上的應用[J].工業控制計算機，2017，30（04）：32-33.

[8]唐淵，胡瑩，汪雷.油泵裝配線零部件追溯中數據采集的改進與實現[J].組合機床與自動化加工技術，2020（05）：103-105+108.