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摘 要：随着技术的进步，对于动力总成的装配要求日益提高。由于动力总成装配的特点，失效模式多有发生。为了提高装配线产品质量，需要配置多种措施进行预防和探测。本文通过对动力总成装配线几种典型的失效模式进行分析，并提出切实可行的控制措施。
关键词：动力总成；装配线；质量保证；检测；预防
1.概述
装配的概念是指按照规定的技术要求，将若干个零件接合成部件，或将若干个零件和部件接合成产品，并使之具备达到一定要求的劳动过程。生产线的目的是按照产能要求生产合格的产品。
随着行业内动力总成产能的提高，对于动力总成装配线的质量保证能力也提出了一定的要求。本文通过对动力总成装配线上失效模式进行分析，并提出相对应的控制措施。
2.装配线上失效模式分析
2.1.拧紧力矩不达标
2.1.1.螺纹连接是产品装配过程中的主要接合方式，因此拧紧在装配生产线上占有很大的比例。在产品状态合格的状态下，拧紧作业的失效模式主要是拧紧力矩的不合格。它主要表现在两方面：一是工位操作时拧紧力矩不合格或拧紧未到位；二是工位操作拧紧力矩合格，但放行后经过一段时间拧紧力矩发生衰减。
扭矩衰减是指拧紧工作完毕后发生在紧固件上的扭矩降低现象，衰减后的扭矩低于目标值但较为稳定。一般在拧紧操作完成后的30ms内会发生60%以上的扭矩衰减。对于扭矩衰减首先要明确的是，对于任何连接，随着时间的推移都会有一定程度的扭矩衰减，只是其程度大小是否在能接受的范围内。
在现阶段技术水平的装配线，一般扭矩衰减多发生在涂有密封胶的大平面工件上螺栓拧紧。
2.2.漏装
漏装主要发生在安装部件小而多的手动安装工位。如缸盖螺栓垫片、轴瓦、连杆瓦、机械挺柱、定位销、水套堵棒以及其他一些垫片等，操作工易遗漏安装或安装数目不足。
2.3.错装
错装主要包括三种情况：
1）一是在一条生产线多种机型共线生产的情况下，部分零部件不同机型间差异不大，导致安装错误。
2）二是同一机型，部分零部件差异很小，导致安装错误。例如需要选配的轴瓦，安装位置错误；或者同一零部件的紧固螺栓有多种类型，其中存在螺栓直径相同，但长度不同的情况，则有可能发生安装错误的情况。
3）三是部分零部件有安装方向要求，而安装时装反。如活塞连杆总成，安装时活塞上箭头标识须指向缸体前端。
2.4.安装不到位
安装不到位一般指在手动工位上，由于操作人员未按照标准作业规范操作而导致工件安装不到位；或者自动设备上工件未安装到位。如活塞销卡簧安装不到位，或者锁夹自动压装设备后锁夹未压装到位
2.5.其他失效模式
装配线上还有其他的失效模式，但本文仅分析以上幾种主要的失效模式。
3.装配线质量保证措施
3.1.预防与检测
生产线各项质量保证措施的实施是为了在安全生产的前提下，保证产品合格。装配线上的质量保证措施主要分为预防和检测两种。其中以预防为主，检测为辅。下文将针对前述的装配线上几种主要失效模式分析其预防及检测措施。
3.1.1.预防
预防是指在装配过程之前或过程中，通过一定的措施手段，避免失效模式的发生。
3.1.2.检测
检测是工位操作完成后，在本工位或后续工位，配置一定的手段，对产品进行检测或测量，评价其是否满足产品要求。
由于检测是事后的检测。检测时，产品的特性已被固化，无法更改。若预防措施不到位，仅靠事后的检测，若失效模式已发生，则会造成轻则影响生产节拍、返修，重则产品报废的结果。因此，生产线质量保证是以预防为主，尽量避免失效模式的发生。
3.2.拧紧不到位的预防与检测
3.2.1.拧紧不到位
拧紧不到位是指工位拧紧操作完成后，施加在工件上的拧紧力矩未满足扭矩要求。可能是由于员工操作失误所造成的拧紧中断导致未达到最终的目标扭矩。
对于前者，由于目前装配线上所有的存在力矩要求的拧紧均采用电动拧紧工具或拧紧轴拧紧，二者对于拧紧力矩均采用闭环控制。在启动状态下，电动拧紧工具对拧紧力矩处于实时监控，只有在达到目标扭矩的情况下，工具控制器才会发送合格信号。因此在拧紧工具精度合格的前提下，拧紧力矩不合格的情况基本被杜绝。
3.2.2.扭矩衰减
采用全轴拧紧，可以有效减轻扭矩的衰减程度。
若未采用全轴的形式，而是多轴分步骤拧紧，也可采用多种措施解决问题。首先可以采用复紧的方式，待全部螺栓被拧紧后，将最先拧紧的几个螺栓再次进行拧紧。另外也可以通过调整拧紧程序，适当放慢拧紧速度来延长拧紧时间增加应力释放。同时可以适当增加扭矩的目标值例如可以增加0.5Nm～1N.m的扭矩进行衰减的补偿。
3.3.漏装的预防与检测
漏装主要是由于员工操作失误导致装配内容遗漏。
首先可以通过拿料检测对该失效模式进行预防。例如可将将易漏装的工件放置在料架上，料架的拿料口安装有对射开关，可以感应到人的拿料动作。员工拿料时会触发对射开关信号。该信号与线体放行互锁。可降低漏装的可能性。该措施属于预防。
其次可以通过装配完成后的检测，来判定是否装配完全。如轴瓦安装后，在安装工位增加检测工装。检测工装上可通过接近开关判定轴瓦是否全部安装到位。
3.4.错装的预防与检测
对于属于不同机型间、但外形类似的零部件，可以对此类部件配置条形码或二维码。然后通过扫码对将要安装的部件型号进行判断。若将要安装的部件与线上机型不符，则系统会对操作者进行提示。此手段属于预防措施，但无法完全避免该失效模式的发生。 对于同一机型，部分零部件差异很小所导致的安装错误，可以通过配置智能料架指示拿料及射灯指示安装位置来降低该失效模式的发生率。如链轮室盖M6的螺栓存在多种规格长度，且差异不多，同时螺栓数量又较多，则安装错误的发生率就会增加。如果将部分螺栓放置在智能料架内，可通过亮灯指示人员拿料，也可检测人员拿料动作。感应到人员的拿料动作后，还可通过激光射灯，指示安装位置。
而对于部分工件安装方向错误的情况，可以通过视觉检测，判断工件安装方向是否正确。
3.5.安装不到位的检测
安装不到位多属于员工操作失误，除了员工培训、作业指导书提示，无其他预防措施。可通过视觉传感器来检测安装不到位的情况。如锁夹检测、活塞销卡簧安装检测。
3.6.综合检测
除了上述的针对单个特性的预防与检测，发动机装配线上还会配置综合的检测手段，对发动机总成的综合性能进行判断。此类检测是对其之前所有操作工位所形成的产品特性的综合检测，因此不具备预防作用。
1）冷试
目前冷试技术在装配线上的应用愈加普及。在测试过程中，发动机不是通过传统的油、气、电等能源驱动，而是由外部动力（即电机驱动器）连接曲轴，带动飞轮，在扭矩法兰的控制，实现不同转速下的运转。发动机在仅有空气阻力的情况下运行，系统通过传感器采集机油压力、扭矩、点火、振動、进排气压力等数据，经计算机处理后，与标准合格的数据进行比对，进而判定装配质量是否合格。
冷试技术测试效率高，精度也优于热试，且易于实现自动化。
2）热试
热试在对于发动机总成综合性能的判定上，还无法彻底被冷试所替代。因此也是对发动机综合性能测试的关键技术。
3）电检
电检可对发动机电控系统进行检测。测试线路与产品线束对接后，通过信号源触发信号，首先判定线束及各传感器的导通性，然后对传感器和电磁阀的工作状态进行判定。
4.总结
以上失效模式是动力总成装配线上几种典型的失效模式，发生后会对产品质量造成较大的影响，因此需要对其进行控制。针对这些失效模式，本文列举了几种行之有效的预防和检测手段，降低其发生的可能性，或将不合格品检测出来。通过以上措施的实施，可大大提高动力总成装配线的质量保证能力，提高产品质量。
参考文献：
[1]蒋文海.使用防错提升发动机装配下线一次合格率.广西质量协会，2002.
[2]王军.浅谈放错技术在汽车制造的应用.中国机械，2004.
[3]曹慧建.何泉延浅谈SGMW发动机工厂装配线防错技术的应用.汽车实用技术.2017.3
作者简介：
张玉龙，1988年，男，山东菏泽人，本科，主要从事动力总成工艺工作
关键词：动力总成；装配线；质量保证；检测；预防
1.概述
装配的概念是指按照规定的技术要求，将若干个零件接合成部件，或将若干个零件和部件接合成产品，并使之具备达到一定要求的劳动过程。生产线的目的是按照产能要求生产合格的产品。
随着行业内动力总成产能的提高，对于动力总成装配线的质量保证能力也提出了一定的要求。本文通过对动力总成装配线上失效模式进行分析，并提出相对应的控制措施。
2.装配线上失效模式分析
2.1.拧紧力矩不达标
2.1.1.螺纹连接是产品装配过程中的主要接合方式，因此拧紧在装配生产线上占有很大的比例。在产品状态合格的状态下，拧紧作业的失效模式主要是拧紧力矩的不合格。它主要表现在两方面：一是工位操作时拧紧力矩不合格或拧紧未到位；二是工位操作拧紧力矩合格，但放行后经过一段时间拧紧力矩发生衰减。
扭矩衰减是指拧紧工作完毕后发生在紧固件上的扭矩降低现象，衰减后的扭矩低于目标值但较为稳定。一般在拧紧操作完成后的30ms内会发生60%以上的扭矩衰减。对于扭矩衰减首先要明确的是，对于任何连接，随着时间的推移都会有一定程度的扭矩衰减，只是其程度大小是否在能接受的范围内。
在现阶段技术水平的装配线，一般扭矩衰减多发生在涂有密封胶的大平面工件上螺栓拧紧。
2.2.漏装
漏装主要发生在安装部件小而多的手动安装工位。如缸盖螺栓垫片、轴瓦、连杆瓦、机械挺柱、定位销、水套堵棒以及其他一些垫片等，操作工易遗漏安装或安装数目不足。
2.3.错装
错装主要包括三种情况：
1）一是在一条生产线多种机型共线生产的情况下，部分零部件不同机型间差异不大，导致安装错误。
2）二是同一机型，部分零部件差异很小，导致安装错误。例如需要选配的轴瓦，安装位置错误；或者同一零部件的紧固螺栓有多种类型，其中存在螺栓直径相同，但长度不同的情况，则有可能发生安装错误的情况。
3）三是部分零部件有安装方向要求，而安装时装反。如活塞连杆总成，安装时活塞上箭头标识须指向缸体前端。
2.4.安装不到位
安装不到位一般指在手动工位上，由于操作人员未按照标准作业规范操作而导致工件安装不到位；或者自动设备上工件未安装到位。如活塞销卡簧安装不到位，或者锁夹自动压装设备后锁夹未压装到位
2.5.其他失效模式
装配线上还有其他的失效模式，但本文仅分析以上幾种主要的失效模式。
3.装配线质量保证措施
3.1.预防与检测
生产线各项质量保证措施的实施是为了在安全生产的前提下，保证产品合格。装配线上的质量保证措施主要分为预防和检测两种。其中以预防为主，检测为辅。下文将针对前述的装配线上几种主要失效模式分析其预防及检测措施。
3.1.1.预防
预防是指在装配过程之前或过程中，通过一定的措施手段，避免失效模式的发生。
3.1.2.检测
检测是工位操作完成后，在本工位或后续工位，配置一定的手段，对产品进行检测或测量，评价其是否满足产品要求。
由于检测是事后的检测。检测时，产品的特性已被固化，无法更改。若预防措施不到位，仅靠事后的检测，若失效模式已发生，则会造成轻则影响生产节拍、返修，重则产品报废的结果。因此，生产线质量保证是以预防为主，尽量避免失效模式的发生。
3.2.拧紧不到位的预防与检测
3.2.1.拧紧不到位
拧紧不到位是指工位拧紧操作完成后，施加在工件上的拧紧力矩未满足扭矩要求。可能是由于员工操作失误所造成的拧紧中断导致未达到最终的目标扭矩。
对于前者，由于目前装配线上所有的存在力矩要求的拧紧均采用电动拧紧工具或拧紧轴拧紧，二者对于拧紧力矩均采用闭环控制。在启动状态下，电动拧紧工具对拧紧力矩处于实时监控，只有在达到目标扭矩的情况下，工具控制器才会发送合格信号。因此在拧紧工具精度合格的前提下，拧紧力矩不合格的情况基本被杜绝。
3.2.2.扭矩衰减
采用全轴拧紧，可以有效减轻扭矩的衰减程度。
若未采用全轴的形式，而是多轴分步骤拧紧，也可采用多种措施解决问题。首先可以采用复紧的方式，待全部螺栓被拧紧后，将最先拧紧的几个螺栓再次进行拧紧。另外也可以通过调整拧紧程序，适当放慢拧紧速度来延长拧紧时间增加应力释放。同时可以适当增加扭矩的目标值例如可以增加0.5Nm～1N.m的扭矩进行衰减的补偿。
3.3.漏装的预防与检测
漏装主要是由于员工操作失误导致装配内容遗漏。
首先可以通过拿料检测对该失效模式进行预防。例如可将将易漏装的工件放置在料架上，料架的拿料口安装有对射开关，可以感应到人的拿料动作。员工拿料时会触发对射开关信号。该信号与线体放行互锁。可降低漏装的可能性。该措施属于预防。
其次可以通过装配完成后的检测，来判定是否装配完全。如轴瓦安装后，在安装工位增加检测工装。检测工装上可通过接近开关判定轴瓦是否全部安装到位。
3.4.错装的预防与检测
对于属于不同机型间、但外形类似的零部件，可以对此类部件配置条形码或二维码。然后通过扫码对将要安装的部件型号进行判断。若将要安装的部件与线上机型不符，则系统会对操作者进行提示。此手段属于预防措施，但无法完全避免该失效模式的发生。 对于同一机型，部分零部件差异很小所导致的安装错误，可以通过配置智能料架指示拿料及射灯指示安装位置来降低该失效模式的发生率。如链轮室盖M6的螺栓存在多种规格长度，且差异不多，同时螺栓数量又较多，则安装错误的发生率就会增加。如果将部分螺栓放置在智能料架内，可通过亮灯指示人员拿料，也可检测人员拿料动作。感应到人员的拿料动作后，还可通过激光射灯，指示安装位置。
而对于部分工件安装方向错误的情况，可以通过视觉检测，判断工件安装方向是否正确。
3.5.安装不到位的检测
安装不到位多属于员工操作失误，除了员工培训、作业指导书提示，无其他预防措施。可通过视觉传感器来检测安装不到位的情况。如锁夹检测、活塞销卡簧安装检测。
3.6.综合检测
除了上述的针对单个特性的预防与检测，发动机装配线上还会配置综合的检测手段，对发动机总成的综合性能进行判断。此类检测是对其之前所有操作工位所形成的产品特性的综合检测，因此不具备预防作用。
1）冷试
目前冷试技术在装配线上的应用愈加普及。在测试过程中，发动机不是通过传统的油、气、电等能源驱动，而是由外部动力（即电机驱动器）连接曲轴，带动飞轮，在扭矩法兰的控制，实现不同转速下的运转。发动机在仅有空气阻力的情况下运行，系统通过传感器采集机油压力、扭矩、点火、振動、进排气压力等数据，经计算机处理后，与标准合格的数据进行比对，进而判定装配质量是否合格。
冷试技术测试效率高，精度也优于热试，且易于实现自动化。
2）热试
热试在对于发动机总成综合性能的判定上，还无法彻底被冷试所替代。因此也是对发动机综合性能测试的关键技术。
3）电检
电检可对发动机电控系统进行检测。测试线路与产品线束对接后，通过信号源触发信号，首先判定线束及各传感器的导通性，然后对传感器和电磁阀的工作状态进行判定。
4.总结
以上失效模式是动力总成装配线上几种典型的失效模式，发生后会对产品质量造成较大的影响，因此需要对其进行控制。针对这些失效模式，本文列举了几种行之有效的预防和检测手段，降低其发生的可能性，或将不合格品检测出来。通过以上措施的实施，可大大提高动力总成装配线的质量保证能力，提高产品质量。
参考文献：
[1]蒋文海.使用防错提升发动机装配下线一次合格率.广西质量协会，2002.
[2]王军.浅谈放错技术在汽车制造的应用.中国机械，2004.
[3]曹慧建.何泉延浅谈SGMW发动机工厂装配线防错技术的应用.汽车实用技术.2017.3
作者简介：
张玉龙，1988年，男，山东菏泽人，本科，主要从事动力总成工艺工作