防错技术在柔性总装生产线的应用

高丰 梁伶伶 满胜 袁玉柱

【关键词】总装生产线;防错技术;电子检测;视觉识别

【中图分类号】U466 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2021）05-0090-03

随着生产线多种车型柔性需要，生产制造过程中的错装、漏装风险相应增长，导致返修、零件损耗等问题，影响制造周期，增加制造过程的运行成本[1]。防错成为汽车制造企业管理者和生产工艺技术人员重点关注的问题，防错技术研究及应用将成为制造行业工艺与质量管理水平提升的重要方向。

1 设计防错

从新产品项目设计开始，工程人员只有在设计上采取措施使新产品具有主动性防错能力，才能从根本上减少出错的机会，这种错误预防方式是不会失效的。例如：在汽车的零部件设计过程中，针对左右前后对称件、配置差异件、线束插头件、装配方向及标准件力矩差异等易出现错装、漏装等质量问题，应采取有效的设计防错方式进行防错。

2 过程防错

工艺技术的防错一般在前期设计遗漏或者工装设备投入成本较大的情况下使用，可以通过改变操作步骤、工艺顺序等方式防止出错。对于使用不同装配方法会造成不同结果的装配过程，通过限制唯一装配方向或装配角度等手段，可防止错误的产生。例如，在同一工位安装不同车型的相似零件，外观相似，不易区分，为了进行区分，可以将不同车型的安装零件排布到不同的安装工位下进行安装。

2.2 设备防错

2.2.1 设备加注防错

流水线设备加注工位操作过程中，通过设备检测操作是否完成，标准是否符合要求，如果不符合工艺要求，设备将会自动报警提醒，加注车辆到达FPS终点生产线停线，防止质量缺陷逃逸。例如，总装生产线的加注设备通过PLC关联到车间Andon系统，当车辆到达相应加注工位时，操作工按照扫描操作对每台车进行相应VIN或者加注代码扫描，扫描后，加注设备自动选择相应车型的加注程序并进入自动模式进行加注，如果车辆加注量等监控信息不能满足产品设定要求，设备将会自动报警，流水线加注车辆到工位FPS终点停线，等待管理人员响应处理。

2.2.2 电枪防错

总装生产线的电枪防错，车辆进入工位触发进位感应开关后，感应开关发信号给电枪控制器，电枪控制器进站车辆数量计数加1，根据电枪车型设置，拧紧完预定颗数的螺栓且合格后，电枪控制器进站车辆数量计数进行减1，进站车辆数量在0与1时，线体正常运行，当进站车辆数量达到2时，电枪持续发停线请求给PLC，PCL发停线指令，暗灯看板上的 “设备”显示对应工位（如图1所示）。

2.2.3 环保/追溯件防错

环保/追溯零件在安装前进行扫描操作，通过扫描VIN码和环保件二维码信息、追溯条码系统设定的零件信息进行对比，如果发现不匹配的情况，系统将会自动报警，显示屏会弹出对应提示，防止物料选用错误情况发生。环保作业执行系统操作流程如图2所示。追溯件扫码系统操作流程如图3所示。

2.2.4 电子检测防错

通过研究电子检测方式实现防错功能，应用漫反射开关、指示灯、计数器等电子元件，检测物体有无，检测操作动作和操作方式。例如，工具拿取检测、内视镜选取检测、管夹拉环计数、点漆动作检测等电子检测类型。

电子检测防错原理（零件选取检测案例）：光电开关是由发射器、接收器和检测电路3个部分组成，利用被检测物体，通过感应开关对光束的遮挡或反射进行检测，由同步回路接通电路，从而检测物体形状及结构的有无作为判断被检测物识别。光电开关将输入的电流通过发射器转换为光信号射出，接收器再根据接收到的光信号强弱或有无对被检测物体进行检测（如图4所示）。

2.2.5 视觉识别检测防错

视觉识别检测是智能制造领域中一个重要的研究课题，与传统的人工检测方法相比，使用机器视觉技术进行装配过程中的质量检测具有智能化、柔性化、高度自动化的特点，可满足生产线多车型柔性大批量生产时对于稳定性与可靠性的要求，具有极大的发展和应用价值。例如，终线入口升降机车身识别视觉系统、终线滑板线承载轮视觉识别检测、尾门字牌视觉识别检测、轮胎安装视觉识别检测等。

视觉识别原理（轮胎视觉识别检测案例）：通过使用工业数字相机、镜头、光源、控制器和图像处理工具等，对轮胎进行视觉识别检测，主要检测4个轮胎规格、型号、品牌等信息是否一致，否则发出报警提示管理人员快速响应处理，有效解决了装配过程中合格种类与缺陷种类的快速判别检测问题，实现制造质量过程防错（如图5所示）。

3 防错流程体系

防错体系的建设要从生产工艺技术人员职责、防错内容制定和防错验证方案、验证记录、变坏点管理等方面进行，同时通过防错与FMEA的结合，将防错工作贯彻于每个产品项目启动和量产阶段，从前期FMEA高风险等级的控制方案制订开始，加强防错改进，降低风险的级别。

4 總装生产线防错技术的发展趋势

通过调查各汽车制造主机厂总装生产线的防错技术[2]应用发现，随着国家科技的发展、环保要求的提高及客户多元化的需求增长，汽车行业单线多品种的柔性生产工艺系统要求将会提升到一个新的高水准平台，其中总装生产线防错技术的要求越来越高，零部件设计、工装设备装置及工艺防错技术的重心在发生变化，而防错技术正是为了预防并尽量减少和控制制造过程中出现的错误或缺陷而采用的工艺防错方法，杜绝人为因素（记忆、行为习惯等）造成重复操作，防止出现批量错装、漏装及混装等质量问题。

5 结语

在疫情及中美贸易战的双重冲击下，汽车制造业面临着巨大的转型压力。随着生产线柔性制造模式的发展，汽车制造企业在产品品质、交期、成本等方面面临较大的挑战，柔性总装生产线的质量控制策略成为工程团队的重要课题。对于汽车制造企业柔性总装生产线来说，加强防错技术的设计应用及低成本防错方式研究，具有十分重要的意义和作用。

参 考 文 献

[1]蒋斌，胡世东，马春武，等.防错技术在总装工艺中的运用及提升[J].时代汽车，2019（5）：125-126，132.

[2]傅文，汪飞，杭优.浅谈防错技术在总装工艺中的应用[J].汽车制造业，2019（10）：40-42.