防錯技術(shù)在機(jī)加工缸蓋加工中心的應(yīng)用

梁忠耀?竭盡超

摘 要：缸蓋是發(fā)動機(jī)的3C件之一，同時也是是發(fā)動機(jī)燃燒室的組成部分。缸蓋尺寸對發(fā)動機(jī)性能有重大影響，故缸蓋在加工過程的防錯功能尤為重要。本文主要分析探討防錯技術(shù)在機(jī)加工缸蓋加工中心的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：缸蓋 加工中心 防錯

1 概述

缸蓋作為發(fā)動機(jī)總成中的關(guān)鍵部件之一，其加工精度將直接影響到發(fā)動機(jī)的質(zhì)量與使用性能。目前國內(nèi)大多數(shù)具備缸蓋生產(chǎn)加工能力的發(fā)動機(jī)工廠都是柔性生產(chǎn)線，生產(chǎn)的缸蓋產(chǎn)品不止一種。因此，缸蓋在加工中心如何防止缸蓋錯漏加工尤為重要。

本文通過介紹幾種已經(jīng)在成熟缸蓋加工中心運(yùn)用的防錯技術(shù)，說明如何避免缸蓋錯漏加工的問題。

2 目前缸蓋錯漏加工現(xiàn)狀

2.1 缸蓋型號錯誤

柔性生產(chǎn)線生產(chǎn)不同型號的缸蓋，選定缸蓋型號加工時，如果混入另一個型號的缸蓋。輕則導(dǎo)致缸蓋和加工刀具報(bào)廢，重則加工中心主軸和絲杠也可能因撞擊導(dǎo)致報(bào)廢。

2.2 缸蓋方向錯誤

加工中心對缸蓋方向和位置有明確要求，缸蓋在進(jìn)入加工中心時如果方向錯誤，易造成加工位置錯誤造成報(bào)廢。嚴(yán)重的會造成撞刀，使得缸蓋和刀具都報(bào)廢。

2.3 加工刀具錯誤

柔性缸蓋加工中心機(jī)床里一般為了滿足多型號缸蓋生產(chǎn)，會裝有各種型號的刀具，一旦用錯刀具，易造成加工的缸蓋和刀具報(bào)廢。

2.4 刀具問題導(dǎo)致錯漏加工

市面上大部分缸蓋都是鋁合金，其硬度相對加工刀具來說都偏軟。但是在日常加工時還是會出現(xiàn)加工刀具崩刀導(dǎo)致缸蓋加工尺寸超差。自動化程度高的生產(chǎn)線，如沒有有效的檢測刀具崩刀的功能，極易出現(xiàn)批量加工不合格，造成嚴(yán)重?fù)p失。

2.5 缸蓋重復(fù)加工

已完成的缸蓋被重復(fù)加工，導(dǎo)致尺寸超差。

3 缸蓋防錯應(yīng)用

3.1 缸蓋類型防錯

3.1.1 傳感器防錯

根據(jù)缸蓋外觀類型差異，通過接近傳感器感應(yīng)，區(qū)分缸蓋類型。傳感器信號反饋缸蓋類型和加工中心選擇的類型不一致的，加工中心報(bào)警類型不匹配，無法加工。

根據(jù)兩者缸蓋紅圈差異，可以用接近傳感器感應(yīng)紅圈位置（如上圖2）。傳感器1亮則表示是非增壓缸蓋，傳感器2亮則表示是增壓缸蓋。以此和加工中心選擇的類型進(jìn)行匹配，一致的加工中心正常加工，不一致則報(bào)警，達(dá)到類型識別的目的。

傳感器防錯成本低，但只適合于外觀有明顯差異的缸蓋防錯。

3.1.2 二維碼防錯

設(shè)置好二維碼的編碼規(guī)則，如生產(chǎn)日期，缸蓋類型，生產(chǎn)線，生產(chǎn)班次等。給缸蓋打上二維碼，進(jìn)入加工中心加工前，通過二維碼識別判斷缸蓋類型和加工中心選取的缸蓋類型是否一致（如上圖3）。

二維碼防錯，適合所有類型的缸蓋防錯，但需要打碼和讀碼設(shè)備，成本相對傳感器較高。而且需要在打碼設(shè)備增加機(jī)械防錯功能，避免不同類型的缸蓋打成一樣的二維碼，導(dǎo)致二維碼防錯失效。但配合數(shù)據(jù)庫，可以對缸蓋進(jìn)行加工追溯，一旦缸蓋加工有問題，可以通過二維碼查詢缸蓋進(jìn)入加工中心的時間。

3.1.3 相機(jī)防錯

針對缸蓋外觀相近，但類型不一樣的缸蓋，難以通過傳感器進(jìn)行防錯。可以通過相機(jī)拍照，針對差異點(diǎn)識別缸蓋類型進(jìn)行防錯。例如下圖4，B系列缸蓋排氣口為圓形，N系列缸蓋排氣口為橢圓。目視檢查或者傳感器難以進(jìn)行防錯。通過相機(jī)拍照則可以很好的進(jìn)行缸蓋類型防錯。

相機(jī)防錯，適合外觀差異小的缸蓋防錯，需要相機(jī)和存儲設(shè)備，拍照對比缸蓋外觀判斷缸蓋類型。成本比傳感器防錯和二維碼防錯要高，但識別效果較好，并且還能識別缸蓋表面缺陷。

3.2 導(dǎo)向工裝防錯

機(jī)床工裝夾具可以根據(jù)缸蓋外觀，設(shè)計(jì)仿形工裝或者導(dǎo)向工裝，使得缸蓋只能由某個特定方向進(jìn)入機(jī)床工裝夾具，以此來進(jìn)行防錯，避免錯誤方向的缸蓋進(jìn)入加工中心（如下圖5，圖6，圖7）。

導(dǎo)向工裝防錯，能保證缸蓋按特定方向進(jìn)入加工中心，配合位置傳感器，可以100%避免缸蓋方向錯誤導(dǎo)致加工中心撞刀等問題。

3.3 刀具防錯

刀具使用錯誤、刀具斷刀等都會影響機(jī)床加工質(zhì)量。可以通過傳感器，感應(yīng)刀具是否斷刀確保刀具完好。通過刀具芯片讀取，判斷刀具型號是否正確。現(xiàn)場加工中心換刀門旁，可以粘貼刀具對比圖，方便員工換刀對應(yīng)，避免換錯刀。

斷刀檢測原理：刀具長度通過芯片讀入機(jī)床系統(tǒng)。刀具每次加工完后，傳感器對刀具長度進(jìn)行檢測并和機(jī)床系統(tǒng)讀取的刀具長度對比，如長度誤差達(dá)到0.1mm，則機(jī)床報(bào)警停止加工。該防錯方法適用于鉆頭，絲錐等刀具（如下圖8）。

刀具型號檢測防錯：刀具型號通過芯片讀入機(jī)床系統(tǒng)，通過和程序設(shè)定的刀具型號對比，一致則可正常加工，不一致則機(jī)床報(bào)警（如下圖9）。

刀具對比圖防錯：在機(jī)床換刀門上粘貼正確刀具目視圖。員工換刀前可以和目視圖進(jìn)行對比，避免換上錯誤的刀具（如下圖10）。

刀具目視圖防錯，成本低，制作簡單，可以有效提醒員工換刀時正確刀具的外觀。刀具芯片讀取可以確保刀具型號和加工中心程序刀具型號一致性，避免用錯刀具導(dǎo)致加工超差。斷刀檢測功能，能有效檢測刀具加工是否出現(xiàn)崩刀，避免刀具崩刀造成大批量工件加工報(bào)廢。

3.4 防重復(fù)加工防錯

通過進(jìn)入傳感器和在位傳感器配合感應(yīng)，加工中心加工完缸蓋后。需要將缸蓋取出，重新推入缸蓋，進(jìn)入傳感器和在位傳感器都感應(yīng)有缸蓋進(jìn)出后，缸蓋加工中心才能加工，避免重復(fù)加工導(dǎo)致缸蓋尺寸超差（如下圖11）。

通過進(jìn)入和在位傳感器來判斷缸蓋是否重復(fù)加工，成本低，效果好。

4 防錯運(yùn)用效果

以上介紹防錯技術(shù)均已運(yùn)用在上汽通用五菱汽車股份有限公司河西發(fā)動機(jī)工廠，其運(yùn)用后防錯效果如下圖12。

5 結(jié)語

防錯技術(shù)的運(yùn)用對提高缸蓋的加工質(zhì)量意義重大。同時合理的運(yùn)用防錯技術(shù)才能讓缸蓋加工質(zhì)量滿足精益生產(chǎn)三大原則：不制造缺陷、不接受缺陷、不傳遞缺陷。并且中國制造2025實(shí)現(xiàn)制造業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化發(fā)展，防錯技術(shù)也是其不可缺少的重要一環(huán)。

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