商用車生產裝配新策略：“零出錯擰緊”

陳佳華

近年來，隨著我國汽車產業的不斷升級，商用車也緊跟乘用車的步伐，在發動機、變速器、車橋等汽車設計的幾大核心技術領域，通過引入國外先進技術或者自主創新，取得了長足的進步；但是在商用車的制造領域，從工藝設計到生產制造，我們仍與國外先進的商用車企業有著不小的差距。其中，工藝設計理念的提升和制造裝備的升級將是未來發展的趨勢。

阿特拉斯·科普柯作為世界領先的商用車生產解決方案供應商，在制造擰緊技術領域有著獨到的見解和理念。在商用車生產過程中，部件間的連接是一個重要的工藝步驟。通常有多種方法可以將2個部件進行相互連接，如粘合、鉚接和焊接。不過到目前為止，最常用的部件連接方法是用螺栓和螺母夾緊連接部件，或將螺栓直接安裝在其中一個部件的螺紋孔內。螺栓連接這一方法的優點在于設計和安裝簡單、易于拆除、生產效率高，而且成本較低。一般一輛重卡上的螺栓數量會達到上千個，如何保證并逐步提高螺栓擰緊質量，成為提高整車質量的一個關鍵課題。

阿特拉斯·科普柯首先提出了“零出錯擰緊”的概念。這里的“零出錯擰緊”并不是指在生產過程中運用阿特拉斯·科普柯的技術不會出錯；由于部件螺栓的一致性以及操作人員的原因，出錯再所難免，問題的關鍵是如何發現錯誤并對其進行修正。提升工藝質量也是降低運營成本的一個重要環節。一般情況下，任何出錯在被發現之前進入下一生產階段后，修正的成本會比立即發現并修正要高出10倍，比如需要多報廢一些零件，浪費更多的時間來進行拆卸和重新裝配。這一點毫無疑問，更不用說如果一旦在最終用戶使用產品之后發現裝配錯誤，那就會給企業帶來不可挽回的聲譽損失。

通常，汽車工業標準VDI 2862會對螺栓進行分級：安全關鍵、功能關鍵和客戶關鍵連接，這在乘用車企業中已經廣泛采用，在商用車企業中目前還未普及。螺栓分級是制定裝配擰緊工藝的指導性文件，不同的螺栓等級采用不同的工藝參數和不同性能的裝備是改善工藝、提高質量和生產效率的有效方法。阿特拉斯·科普柯的“零出錯擰緊”就是基于此而提出的全面解決方案。

下面我們來談談“零出錯擰緊”是如何實現的？

第1步，確保正確的擰緊轉矩。阿特拉斯·科普柯建議使用能夠精確提供預先設定轉矩的裝配工具，這是獲得零出錯生產的第1步，該步僅僅控制擰緊轉矩，監控過程中并不涉及到操作人員和工件對擰緊結果的影響。在這一階段使用離合器式的氣動螺絲刀和轉矩扳手就是很好的選擇。這一系列的氣動螺絲刀和轉矩扳手能在達到預設轉矩時斷氣，保證轉矩。另一個選擇是斷氣式油壓脈沖工具，但在這個過程中，工藝質量依然取決于操作人員，并且僅以工具的本身轉矩精度為基礎。

第2步，確保所有螺栓均擰緊。裝配出錯的一個主要原因是操作人員忘記擰緊某一個螺栓，或者再次擰緊一個早已擰緊的螺栓。解決這一可能發生的錯誤的辦法是使用被稱為RE控制器的設備。該設備能監控整個擰緊周期，并能識別工具是否到達正確的轉矩。有了它，就不必再擔心螺栓被遺漏和重復擰緊了。

第3步，確保擰緊正確。在“零出錯擰緊”過程中，第1步和第2步考慮到了工具和操作人員，但是連接本身也有可能導致錯誤的擰緊。原因有幾種，比如：遺漏類似密封圈或者墊片這樣的零件會改變連接的特性；螺栓的質量一致性問題，如壞螺紋或者螺紋上存有雜質，螺栓質量不高會導致螺栓在其塑性范圍內變形，并導致連接特性出現變化，最終影響擰緊轉矩。要實現第3步，必須使用帶有轉矩和角度傳感器的工具。Tensor DS/DL工具就是很好的選擇，它能實現轉矩控制和角度監控的功能。通過角度監控就能發現上面提及的所有問題。作為阿特拉斯·科普柯高級擰緊工具的入門，工藝人員能夠通過控制器進行擰緊策略的程序編譯，實現復雜及精確的轉矩結果控制。

“零出錯擰緊”步驟

第4步，確保安全關鍵連接正確擰緊。安全關鍵擰緊是指如果出錯可能給最終用戶帶來安全風險的擰緊。如果是車輛內的擰緊，這會給駕車者或乘客的個人安全造成風險，比如安全帶的擰緊、轉向盤的擰緊等。為限制或避免產品召回，制造商必須證明安全關鍵緊固件均被正確擰緊，這一點絕對必要。通常的做法是在這些工位有存儲擰緊數據和上傳擰緊數據的系統，這些數據被用來備份和追溯。為了實現這一步，需要使用先進的工業控制工具，如Tensor S/ST和QMX系列產品，以及擰緊控制系統，如Power Focus和Power MACS。這些系統組合在一起能提供：轉矩控制；在本地將轉矩結果儲存在控制器內的能力；將轉矩結果發送至更高級別系統，具有長期保存的能力；不僅使用轉矩傳感器和角度傳感器，也使用其它參數如電流對整個擰緊過程中的轉矩和角度實現持續監控；運用統計過程控制發現并修正結果偏差，在出現超差的趨勢之后，立即采取行動。

第5步，確?！傲愠鲥e擰緊”。在“零出錯擰緊”生產中達到第4步，還是有可能發生錯誤。第5步引入了零出錯生產的另外2個要素，一種是零件識別，另一種是不合格品管理。在第5步中，工具控制器不但被連接成網，也與工廠網絡連接在一起。有關零件的信息可以被工廠的網絡系統發送，何種零件需要裝配，使用什么參數進行裝配，這些相關信息和參數可以通過網絡傳輸至工具控制器。這能保證操作人員使用正確的參數裝配正確的零件。

阿特拉斯·科普柯的5步“零出錯擰緊”概念，目前被國內外的乘用車和商用車制造商所廣泛采用。實踐證明，這套理念對于工廠的裝配系統工藝制定和管理有著巨大幫助。目前國內商用車企業大部分的制造工廠中的整個裝配系統管理仍然處于初級階段，依靠操作人員的“傳幫帶”和主觀經驗居多。隨著市場對于車輛性能和質量要求的不斷提高，這種模式也會隨之而改變，從單純強調產量過渡到重視質量是發展方向。在這種背景下，“零出錯擰緊”策略必將發揮越來越大的作用。

相關鏈接

阿特拉斯·科普柯及阿特拉斯·科普柯工業工具中國客戶中心

阿特拉斯·科普柯是一家在壓縮機、膨脹機與空氣處理系統、建筑與采礦設備、動力工具和裝配系統領域占據全球領先地位的工業集團。通過創新的產品與服務，阿特拉斯·科普柯為實現可持續生產力提供各種解決方案。

阿特拉斯·科普柯成立于1873年，總部位于瑞典斯德哥爾摩，業務范圍遍及全球170多個國家和地區。2011年，阿特拉斯?科普柯擁有約3萬7 500名員工，營業額達到810億瑞典克朗(90億歐元)。目前，阿特拉斯·科普柯在中國擁有18家公司，120多家辦事處，員工超過5 500名，從事生產和銷售壓縮機技術、建筑及采礦技術和工業技術領域的產品，并提供售后服務。

阿特拉斯·科普柯工業工具中國客戶中心在中國銷售近3 000種工具，并進行相應的服務和市場開拓業務。工具種類涵蓋氣動、電動手持式工具，系列齊全的氣路附件、擰緊機系統、擰緊質量保證系統、材料去除、氣動馬達等工具。通過創新的工業工具和裝配系統為汽車、航空航天和通用制造等行業領域提供先進的生產力。