缸蓋導管壓裝機導管壓反防錯的應用研究

任學浩，陶定，宋一飛，任志強

北汽福田汽車股份有限公司歐康動力系統事業部 山東濰坊 261031

氣缸蓋是發動機的重要組成部分，而導管、座圈是缸蓋上的關鍵零部件，在缸蓋機加工過程中，導管與座圈的壓裝是一道關鍵的工序[1]，這是因為導管閥座壓裝質量直接影響到精加工工序的加工質量和缸蓋分裝時的裝配質量，并間接影響著發動機性能。公司缸蓋線導管座圈壓裝工位為OP50工序，導管、座圈壓裝機從導管、座圈上料及壓裝為全自動設備，該設備的基本構造如圖1所示。壓裝的工藝流程為機器人抓取缸蓋，先對導管、座圈底孔涂油，涂油完畢后進入壓裝站位進行導管、座圈的自動壓裝，壓裝完畢后利用電子壓機的力和位移進行判斷壓裝是否合格，并將信息寫進缸蓋數據載體。

圖1 壓裝工位

在缸蓋分裝線以及缸蓋最終目視檢查工位頻繁發現有導管壓反的情況（見圖2），累計統計16周的生產數據（見圖3）壓反的情況發生概率為0.536%左右，ppm值為5360，過程能力Cpk為0.928，與行業標準Cpk1.33相差很大，過程能力不受控，并且大量的導管在壓反后難識別，流入到裝配線，造成了一定的質量隱患，同時也增加了制造成本[2]。

圖2 導管壓反

圖3 導管壓反比例

導管上料正反識別及防錯優化

1.導管自動上料流程

氣門導管通過階梯送料機構（見圖4）將料送入合適的溜槽。導管進入分級輸送機，分級輸送機將導管依次通過分類料道傳送到圓分度工作臺的工位上。

圖4 階梯送料機構

圓分度工作臺（見圖5）工位及流程介紹：①導管進入分級輸送；②檢測導管外部直徑；③檢測導管長度尺寸及正反識別；（利用導管兩端結構不同進行判斷）；④剔料工位（不合格工件進入不合格箱子中）；⑤預留工位；⑥合格工件將通過軟管繼續引導，接著通過軟管送料裝置輸送到壓料位。

圖5 圓分度工作臺

2.檢測導管長度尺寸及正反識別

導管壓反的根本原因就是在圓分度工作臺③工位導管正反識別時出現誤判。當導管輸送到③工位時位移傳感器下移進行長度檢測，長度檢測完畢后與設備設定的標準值進行對比判斷，當導管檢測長度為L1時導管為正（見圖6），當檢測長度為L2導管為反（見圖7）。

圖6 導管為正

圖7 導管為反

3.措施優化

目前導管自動上料圓分度工作臺③工位為一次檢測判斷，這種正反識別裝邏輯在導管來料質量和設備識別精度上存在誤判，導致在導管壓裝時壓反。根據導管兩端結構的差異，設備判斷導管的有效長度不一致的特點，在識別導管正反時分別進行兩次檢測，利用兩次對比的結果進行上料（見圖8、圖9）。

圖8 導管正反識別裝邏輯（更改前）

圖9 導管正反識別裝邏輯（更改后）

4.二次防錯增加導管壓反后識別監控

利用電子壓機各種監控窗口的功能，增加壓反的二次防錯。由于導管兩端結構不同（見圖10），所以在導管壓入時產生壓力的位移點也不同，導管方向正確時產生壓力位置為342.5mm，導管方向錯誤時產生壓力位置為345.715mm，通過壓入點對比增加壓力監控NO-PASS曲線（見圖11），在X方向344～350mm區域禁止壓裝曲線進入。

圖10 導管

圖11 壓裝曲線及NO-PASS曲線

二次防錯的驗證：人工將導管放反，在導管壓裝完畢后，壓裝曲線報警提示，不合格缸蓋從剔料輥道剔除，監控功能達到預期效果（見圖12），能夠起到監控的目的，能夠防止不合格缸蓋流入到下一道工序。

圖12 導管壓反曲線

結語

通過本次防錯功能的增加，起到了根源預防、過程監控的雙保險，保證了產品的質量，提高了合格率，避免了壓裝過程中產生的廢品，同時減少了工時、降低了風險和控制了成本。防錯技術的運用有效地避免許多人為失誤和設備自身設計存在的缺陷。防錯技術在自動化工廠中已經是不可缺少的應用工具，在今后要加大力度推廣。