國五國六標準并存下的車身制造防錯策略

湯政憲，蒙慶根，朱永輝

（上汽通用五菱汽車股份有限公司重慶分公司，重慶 401120）

國五國六排放標準在全國范圍內不同時間段的逐步切換，造成現有車型存在多項配置，以我公司某車型為例，不同配置的白車身總共有七種。而國五國六的白車身總成，只是部分支架，安裝定位點的更改，這種不明顯的小改動增加了白車身制造的難度，在批量生產中如何精準識別零件，杜絕錯裝漏裝，防止逃逸流出車身車間，成為當前白車身生產的難點。針對車身制造防錯，介紹幾種防錯策略在我公司的生產車間的具體應用。

1 工裝防錯

工裝防錯通過識別零件差異特征，在正式焊接之前控制夾具設備關夾動作發揮防錯作用。一般設計在設備一序或二序關夾動作之前。通過識別差異特征有無控制某部分夾具的關夾動作，以控制設備正常或異常來提醒操作者選裝零件是否存在錯漏裝。在本工位正式焊接生產前發現問題，操作者重新根據產品要求替換正確零件，避免逃逸事件以及事后帶來的返修成本損失。

根據生產線設備以及控制程序原理的不同，我公司現有生產線配置的工裝防錯一般有以下四種策略。

1.1 氣控識別防錯

當制造設備為純氣控控制拼臺，在零件差異特征位置增加行程開關以及邏輯閥控制氣控按鈕操作，當零件裝配正確時夾具正常關夾，當錯裝零件時拼臺夾具不能關夾。通過控制設備動作提醒操作者是否錯漏裝零件，當設備不能正常工作時提醒操作者需更換正確零件。

以某車型國五國六車型為例為匹配下車體更改，該車型國六后側圍內板下部增加缺口（如圖1所示），該零件差異不明顯可能會導致裝錯，所以在工裝夾緊壓頭上增加氣動行程開關，用于檢測缺口位置。原理如圖2所示：采用常閉氣動行程開關，氣路中串聯兩位氣動開關。生產國五車型時，旋鈕旋到國五擋位，且當行程開關壓到國五零件狀態（如圖3所示）零件時，氣路導通則下一組夾具可以正常關夾，若下一組夾具不能繼續關夾，提醒操作者檢查確認車型是否選擇正確或者零件是否裝錯；反之生產國六車型一樣。

圖1 國六后側圍內板（增加避讓缺口）

圖2 氣控防錯識別原理圖

圖3 國五后側圍內板

1.2 接近開關識別防錯

在底層單元，氣控邏輯元件只能識別1，識別0的檢測較為復雜。而電控信號可識別1和0兩種狀態。故當拼臺設備為電控拼臺時，可選擇接近開關檢測有無，或者電控行程開關。根據零件的差異大小來觸發通斷狀態來識別零件裝配是否正確。

某車型國六零件右后輪罩內板（如圖4所示）重新設計，相比國五零件（如圖5所示）變得更“長”，且在該上件工位已有基本型/標準型、5座/78座、兩種車型等超過10組識別開關，已經不適用氣控防錯。其電控防錯如圖6所示，在右后輪罩內板增加一處接近開關識別國六，而國五零件不能被識別，配合車型匹配旋鈕進行防錯。

圖4 國六右后輪罩內板

圖5 國五右后輪罩內板

圖6 增加接近開關識別國六右后輪罩內板

1.3 電控行程開關防錯

某車型前地板存在燃油車（如圖7所示）與電動車（如圖8所示）區別，變化較大，分析判斷利用地板橫梁上的孔進行防錯區分，可實施性和可維護性均較好。其電控防錯如圖9所示，在工裝壓臂安裝一個歐姆龍行程開關（常閉），當生產電動車時，行程開關行程改變，內部電路導通，導通型號與PLC中車型匹配，匹配成功則給機器人動作的信號，否則，機器人不動作并發出警報提示員工檢查。反之，生產燃油車一樣。

圖7 燃油車前地板

圖8 電動車前地板

圖9 防錯行程開關

1.4 氣控+電控防錯

國六排放主要包括電子控制器（ECU）系統軟硬件開發，相比于國五的ECU支架（如圖10所示），國六的ECU支架新增了安裝點關聯更改（如圖11所示），兩種狀態的右前大梁焊合總成共存（ECU支架為大梁總成的下一級零件），需要進行防錯裝識別。

但由于工裝的干涉，現有直接開關識別的方式無法實現，項目團隊研究設計出氣動伸出機構+接近開關識別進行防錯。原理：接近開關安裝在氣缸活塞2桿的一端，夾具關夾時氣缸伸出，接近開關識別有無感應。當生產國六車型時，接近開關有感應信號，PLC中匹配車型，匹配正確則給出繼續動作的信號，否則，夾具停止繼續關夾并報警。反之，國五車型也一樣。

以上4種工裝防錯策略為我公司主要使用的策略，根據生產反饋及使用經驗，如圖12所示，從防錯識別準確性以及投資成本兩個因子對4種策略做簡單評價以及選用參考。

圖1 0國五ECU支架

圖1 1國六ECU支架（新增國六安裝點）

2 智能防錯

智能防錯主要指自動識別零件、分析，做出反饋。通過攝像頭拍照識別，差異對比分析確定是否執行正確操作。因其識別有效性較高，目前逐漸成為車身制造中的主流防錯策略以焊點防錯為例，一般焊接主要控制焊接缺陷如漏焊、虛焊及毛刺等，虛焊、毛刺由焊接參數、搭接狀態和員工操作等多種因素影響，通常根據流程文件規范執行，并進行定期工藝紀律檢查。但是，漏焊依然時有發生，即使是機器人焊接也不能100%保證，而且人工檢查難免出錯，由此帶來潛在的質量風險較高，所以車身制造團隊自主研究焊點視覺報警系統，該系統流程如圖13所示，基于Python開發，通過高清攝像頭拍攝焊點圖片，輸入程序分析，現場使用狀態如圖14所示，若焊點位置和數量異常，則發出警報，提示現場管理人員進行確認。

圖1 4程序自動識別標記焊點位置和數量

圖1 3視覺系統檢測流程

圖1 2防錯策略評價圖

3 結束語

目前本公司主要采用前期設計防錯和制造過程自主設計防錯，不僅平衡了防錯和錯漏裝產生效益之間的關系，還充分發揮員工創新創造能力。在實踐中摸索出的這一套防錯方法，防錯效果好，有很好的推廣價值。未來，更智能的新設備，更先進的材料，更巧妙的思路，會持續運用到車身防錯中，助推汽車制造向智能化、精準化發展。