防錯技術(shù)在汽車車身零部件螺母螺柱焊接領(lǐng)域的應(yīng)用
梁媛媛，趙仲前，王曉紅，馬書濤
（上汽通用五菱汽車股份有限公司 青島分公司，山東 青島 266555）
【摘 要】當(dāng)前，國內(nèi)汽車行業(yè)針對車身零件的螺母螺柱錯漏焊有許多防錯方式，文章針對汽車車身零部件常見的螺母螺柱錯焊、漏焊現(xiàn)象，用螺母輸送機、接近開關(guān)及機械閥等方式來防錯，降低故障頻次。企業(yè)可以根據(jù)自身產(chǎn)品特點、設(shè)備狀況和技術(shù)能力采用適合自己的防錯方式，在產(chǎn)品設(shè)備、工裝設(shè)計和采購時需充分考慮防錯的應(yīng)用。
【關(guān)鍵詞】螺母；螺柱；螺母輸送機；接近開關(guān)；機械閥
【中圖分類號】U463.8 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2019）02-0129-04

國內(nèi)汽車行業(yè)針對車身零件的螺母螺柱錯漏焊有許多防錯方式，上汽通用五菱汽車股份有限公司對車身零部件的供應(yīng)商進行類似經(jīng)驗的推廣，并取得了良好的效果。現(xiàn)將一些做法介紹如下。
1 常見防錯方式
1.1 螺母規(guī)格焊錯的預(yù)防
螺母規(guī)格容易焊錯，尤其是M5與M6螺母外坯尺寸相近，人工放置螺母焊接時出錯概率更高。預(yù)防螺母規(guī)格焊錯，可推廣購置自動螺母輸送機。自動螺母輸送機一般與焊接設(shè)備配套使用，基于以下特點，在汽車行業(yè)中應(yīng)用廣泛。
優(yōu)點：杜絕安全隱患；提高生產(chǎn)效率，代替手工放置，平均單顆螺母焊接時間可縮短約1.5 s；降低質(zhì)量風(fēng)險，可以起到螺母規(guī)格防錯及正反面防錯。
工作原理：①由振動盤振動，帶動螺母旋轉(zhuǎn)，并按照振動盤事先設(shè)定好的軌跡運動，篩選符合標準的螺母使之進入輸送軌道，規(guī)格過大的螺母無法進入輸送軌道，由槍內(nèi)頂桿將正確規(guī)格的螺母送至指定位置，完成輸送過程（如圖1所示）。②振動盤可通過其結(jié)構(gòu)內(nèi)的防錯來避免螺母焊腳反置導(dǎo)致虛焊，螺母放反和過大規(guī)格螺母在進入剔除齒槽時，會因為無法保持平衡而掉落到下方（如圖2所示）。③規(guī)格過小的螺母可通過螺母輸送機輸送，但無法放入座焊機的臺階銷。通過以上預(yù)防模式，實現(xiàn)規(guī)避用錯螺母規(guī)格和螺母反置導(dǎo)致虛焊的效果。
1.2 螺母（或螺桿） 漏焊的探測防錯
1.2.1 接近開關(guān)
電感式接近傳感器由高頻振蕩、檢波、放大、觸發(fā)及輸出電路等組成。振蕩器在傳感器檢測面產(chǎn)生一個交變電磁場，當(dāng)金屬物體接近傳感器檢測面時，金屬中產(chǎn)生的渦流吸收了振蕩器的能量，使振蕩減弱直至停振。振蕩器的振蕩及停振兩種狀態(tài)，轉(zhuǎn)換為電信號通過整形放大轉(zhuǎn)換成二進制的開關(guān)信號，經(jīng)功率放大后輸出。常用探測防漏的傳感器與被探測物體超過3mm感應(yīng)失效。主要在焊接總成時用來探測金屬子零件是否漏螺母、支架、螺栓過短。其特點是靈敏度高，應(yīng)用范圍廣，所需空間小，但所檢測零件必須是金屬零件。電感式接近開關(guān)及原理圖如圖3、圖4所示。
接近開關(guān)常規(guī)探測的使用方式有兩種，常見的是接近開關(guān)外置（如圖5所示）。

【作者簡介】梁媛媛，上汽通用五菱汽車股份有限公司青島分公司采購及供應(yīng)鏈管理科SQE主任、工程師；趙仲前，上汽通用五菱汽車股份有限公司青島分公司采購及供應(yīng)鏈管理科SQE工程師；王曉紅，上汽通用五菱汽車股份有限公司青島分公司采購及供應(yīng)鏈管理科SQE工程師；馬書濤，上汽通用五菱汽車股份有限公司青島分公司采購及供應(yīng)鏈管理科VAC經(jīng)理。
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使用接近開關(guān)進行防錯主要有以下3種模式。

模式一：如圖6所示，接近開關(guān)與焊槍關(guān)聯(lián)，漏焊螺母/ 加強板時焊槍無法通電。此模式的配置見表1。接近開關(guān)與夾具電控箱關(guān)聯(lián)，以實現(xiàn)在出現(xiàn)漏焊時無法開關(guān)夾具，接線原理同樣參考圖6。
模式二：如圖7所示，接近開關(guān)與夾具氣路關(guān)聯(lián)，漏焊螺母/加強板時夾具無法關(guān)閉。相對于接近開關(guān)關(guān)聯(lián)到電路的方式，部分供應(yīng)商反饋關(guān)聯(lián)到氣路的模式會影響氣壓的穩(wěn)定性，開夾速度慢，稍影響生產(chǎn)節(jié)拍。此模式的配置見表2。
模式三：如圖8所示，如果以上兩種模式無法實現(xiàn)，可用接近開關(guān)與報警器關(guān)聯(lián)，在感應(yīng)到漏焊時，報警器會蜂鳴報警，提醒員工排除漏焊。通過接近開關(guān)或壓力閥探測，在漏焊時會報警，但是不能實現(xiàn)與焊機/夾具關(guān)聯(lián)，漏焊發(fā)生時

130 qiyekejiyufazhan
員工還可以繼續(xù)工作，該種模式可以應(yīng)用在多螺母/螺桿的檢測工序，制作專用檢測工裝來檢測是否漏焊。此模式的配置見表3。
表1 接近開關(guān)與焊槍關(guān)聯(lián)配置表
序號 名稱 作用 常用品牌 / 型號 / 參考價格
1 接近開關(guān) 探測 歐姆 龍 PS12-4DN72 元 / 件；
歐姆龍 PS12-4DNU
97元 / 件
2 接近開關(guān)固定支架 固定接近開關(guān) 可自制，3～5元 / 個
3 接近開關(guān)保護套 保護接近開關(guān) 可自制，3～5元 / 個
4 電線 連接控制柜 20元 /m
5 中間繼電器 增加觸點的數(shù)量及容量 正泰、施耐德 20～30元
6 保護開關(guān) 保護接近開關(guān)與繼電器 30元 / 個

圖7 接近開關(guān)與夾具氣路關(guān)聯(lián)圖示
表2 接近開關(guān)與夾具關(guān)聯(lián)配置表
序號 名稱 作用 品牌 / 型號 / 參考價格
1 接近開關(guān) 探測 歐姆龍 PS12-4DN72元 /
件；歐姆龍 PS12-4DNU 97元 / 件
2 接近開關(guān)保護套 固定接近開關(guān) 2～3元
3 信號線 連接控制柜 20元 /m
4 中間繼電器 增加觸點的數(shù)量及容量 正泰、施耐德 20～30元
5 保護開關(guān) 保護接近開關(guān)與繼電器 30元 / 個
6 電磁單向閥 氣路開關(guān) 40元 / 個

圖8 接近開關(guān)與報警器關(guān)聯(lián)圖示表3 接近開關(guān)與報警器關(guān)聯(lián)配置表
序號 名稱 作用 品牌 / 型號 / 參考價格
1 接近開關(guān) 探測 歐姆龍 PS12-4DN72元 / 件歐姆龍 PS12-4DNU
97元 / 件
2 接近開關(guān)保護套 固定接近開關(guān) 2～3元
3 信號線 連接控制柜 20元 /m
4 中間繼電器 增加觸點的數(shù)量及容量 正泰、施耐德 20～30元
5 報警器 報警 30～50元
；
接近開關(guān)的保護：如圖9所示，接近開關(guān)的價格較高，而且容易損壞，為避免其在使用過程中被碰壞，可以加工尼龍保護套或者金屬防護套，并給焊槍做導(dǎo)向，避免反復(fù)碰撞造成接近開關(guān)損壞。
1.2.2 機械閥
如圖10所示，機械閥防錯的工作原理是對于螺母、螺柱、支架等漏焊的情況，把單向閥串聯(lián)到氣路上，零件漏裝時，單向閥處于關(guān)閉狀態(tài)，后續(xù)氣缸不工作，裝上零件關(guān)夾后，單向閥壓輪被壓下，氣路暢通，夾具才能實現(xiàn)關(guān)夾（如靠自重壓下單向閥開關(guān)，被測零件自重最小需大于0.25 kg）。這種模式的主要應(yīng)用是在焊接總成時用來探測是否漏焊支架、螺母、螺柱及是否漏沖孔。特點：成本低，每個20～30元；不容易損壞；非金屬件也可探測；可實現(xiàn)探測孔位；所需空間大；對零件自重輕的物體不敏感。
如圖11所示，如螺柱未漏焊，可壓下機械閥壓輪，氣路可導(dǎo)通，夾具可關(guān)夾；如螺柱漏焊，機械閥切斷氣路，夾具無法關(guān)夾。
機械閥其他防錯方式應(yīng)用：對于孔位漏沖也可以采用這

圖11 機械閥應(yīng)用螺柱防漏焊圖示
種防錯方式（如圖12所示）。如未漏沖孔，關(guān)夾后，上端銷子可進銷，同步移動的模塊觸碰到機械閥壓輪，開夾操作后氣路可導(dǎo)通，夾具可開夾。如漏沖孔，關(guān)夾后，銷子不可進銷，同步移動的模塊無法觸碰到機械閥壓輪，開夾時氣路不可導(dǎo)通，夾具不可打開。
2 防錯方式對比
將上面所述的各種防錯方式的特點進行列表對比可以發(fā)現(xiàn)，使用接近開關(guān)并關(guān)聯(lián)焊槍或夾具控制箱的防錯方式不僅可有效杜絕問題逃逸，且對安裝空間的需求小，成本可接受，推薦推廣使用（見表4）。
3 防錯推廣工作建議開展方式
關(guān)于零部件防錯的工作，企業(yè)可以列為專題進行推廣應(yīng)用，其具體的推廣過程大體分為學(xué)習(xí)階段、策劃階段、實施階段、標準化階段和運行監(jiān)控階段。各階段的主要工作內(nèi)容、相關(guān)負責(zé)人及交付物見表5。
4 結(jié)語
（1） 通過螺母輸送機、接近開關(guān)或者機械閥防錯方式的應(yīng)用，可以有效避免螺母螺柱漏焊及錯焊等問題的發(fā)生，降低人工檢驗成本。

圖12 機械閥應(yīng)用防漏沖孔原理圖示
表4 各種防錯方式的優(yōu)缺點對照表
序號 防錯模式 經(jīng)濟性 優(yōu)缺點 備注
1 接近開關(guān)+ 報警燈
（僅能報警） 150元固定+
接近開關(guān)100 元 / 個 優(yōu)點：N/A。缺點：只能報警，不能根本杜絕問題發(fā)生。 不推薦
2 接近開關(guān)
+關(guān)聯(lián)夾具氣路 130元固定+
接近開關(guān)100 元 / 個 優(yōu)點：可根本杜絕問題逃逸，員工容易發(fā)現(xiàn)故障。缺點：影響氣壓穩(wěn)定性，開夾速度慢，稍影響節(jié)拍。
3 接近開關(guān)+關(guān)聯(lián)焊槍或夾具控制箱 150元固定+
接近開關(guān)100 元 / 個 優(yōu)點：可根本杜絕問題逃逸。對安裝空間的需求小，對生產(chǎn)效率影響小。 ★最推薦
4 機械閥 費用30元 / 個 優(yōu)點：非金屬件也可探測；可實現(xiàn)探測孔位；成本低；缺點：所需空間大；對零件自重輕的物體不敏感。
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表5 防錯工作推進步驟 （2） 企業(yè)可以根據(jù)自身產(chǎn)品特點、設(shè)備狀況和技術(shù)能力采用適合自己的防錯方式，在產(chǎn)品設(shè)備、工裝設(shè)計和采購時需充分考慮防錯的應(yīng)用。
參 考 文 獻
［1］顧劍青．別克轎車副車架CCD防漏焊檢測系統(tǒng)［J］．上海汽車，2008（8）：37-40．
［2］孫占杰．防錯技術(shù)（Poka-yoke）在汽車底盤零部件焊接領(lǐng)域應(yīng)用［J］．中小企業(yè)管理與科技（上旬刊），2010（8）：
階段 工作內(nèi)容 相關(guān)負責(zé)人 交付物
學(xué)習(xí)階段 對各種防錯方式進行內(nèi)部培訓(xùn)宣貫或向其他供應(yīng)商參觀學(xué)習(xí)。 焊接工程師、焊接車間主任、焊接班段長、質(zhì)量工程師、采購員、設(shè)備人員 —
策劃階段 論證防錯可實施性，有空間的都需要增加防錯，建立防錯推廣進度跟蹤表。 焊接工程師、焊接車間主任、焊接班
段長、質(zhì)量工程師、設(shè)備人員 防錯推廣推進計劃表
實施階段 根據(jù)策劃采購相關(guān)器材，安裝防錯；驗證防錯的有效性。 采購員、焊接工程
師、焊接班段長、設(shè)備人員 實際防錯
標準化階段 更新防錯清單；防錯裝置更新進TPM 檢查表；將增加防錯后的
TPM 檢查表培訓(xùn)員工。 焊接工程師、焊接班段長、焊接員工 防錯臺賬、
TPM 檢查表培訓(xùn)記錄表
運行階段 員工每班開班時進行防錯驗證，班長每班次審計一次防錯有效性并填寫記錄表；工程師每周和工段審計一輪防錯運行狀態(tài)，并就可能改善的防錯提出方案。 焊接班段長、焊接工程師、焊接員工 審計記錄
、
244．
［3］韋國健，蘇世棟．防錯技術(shù)在汽車車身制造過程中的應(yīng)用［J］．企業(yè)科技與發(fā)展，2014（7）：45-47．
［責(zé)任編輯：陳澤琦］

（
#service heartbeat start
2.7 科技云盤的應(yīng)用服務(wù)器
提供應(yīng)用服務(wù)，tomcat的項目為filemanager和 serv-
er。
服務(wù)器啟動方法：
#/opt/yliyun/node start
#/opt/yliyun/tomcat start
#/opt/yliyun/redis start
2.8 科技云盤的存儲服務(wù)器
提供文件服務(wù)，存儲用戶上傳的文件，安裝FastDFS。
服務(wù)器啟動方法：
#/opt/yliyun/nginx start
#/opt/yliyun/fdfs_storaged start
2.9 科技云盤的負載均衡服務(wù)器提供高可用服務(wù)，通過 nginx實現(xiàn)業(yè)務(wù)負載均衡，當(dāng)節(jié)點出現(xiàn)故障時由Heartbeat 進行心跳檢測產(chǎn)生虛擬 IP地址
10.137.172.194，轉(zhuǎn)移至另一臺服務(wù)器接替工作。服務(wù)器啟動方法：
#/opt/yliyun/nginx start
#service heartbeat start
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3 結(jié)語
借鑒云計算的基本思想，我們提出科技云盤這種全新的科技信息資源開發(fā)與利用方式，在不改變科技信息資源所有權(quán)的情況下實現(xiàn)了資源云化及服務(wù)整合，為提高資源的利用效率、加快科技創(chuàng)新進程、提升科技活動效率提供了新的思路[7]。
科技云盤的推出，為科技工作者和科技資源提供了扁平化的交互方式。對于科技工作者而言，是一種創(chuàng)新的信息服務(wù)模式。使用科技云盤，有助于科技工作者方便快捷地獲取科技資源，高效有序地管理科技資源，有的放矢地利用科技資源?？萍荚票P打造了一個“互聯(lián)網(wǎng)+知識管理”的云服務(wù)平臺，使科技資源的管理更具生命力與活力。
參 考 文 獻
［1］李青．科技云平臺的數(shù)據(jù)存儲管理技術(shù)研究［D］．北京：北方工業(yè)大學(xué)，2016．
［2］南凱．社區(qū)云的關(guān)鍵技術(shù)、架構(gòu)及挑戰(zhàn)———以科技云為例［J］．科研信息化技術(shù)與應(yīng)用，2016，7（1）：10-14．
［3］亓巍，張云川，陳晟，等．科技信息資源開發(fā)與利用的新范式———科技云［J］．科技管理研究，2014，302（4）：
190-194．
［4］錢進進．私有云安全存儲技術(shù)的研究與實現(xiàn)［D］．廣州：廣東工業(yè)大學(xué)，2013．
［5］樊超．云計算環(huán)境下基于標識的用戶身份認證技術(shù)研究
［D］．廣州：廣東工業(yè)大學(xué)，2014．
［6］陸峰．基于 FastDFS 的企業(yè)私有云盤的設(shè)計與實現(xiàn)
［D］．長春：吉林大學(xué)，2016．
［7］劉巖，張文宇，蔣婷婷，等．農(nóng)業(yè)科技云服務(wù)平臺設(shè)計與實現(xiàn)［J］．安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2016，44（29）：240-242．
［責(zé)任編輯：鐘聲賢］