发动机装配工艺中的防错技术分析

发动机装配工艺中的防错技术分析
摘要：着社会对产品个性化、多样化需求的不断提高，企业采用混流装配线
在同一条装配线上生产多种产品。

混流装配线可以降低库存，满足顾客的多样化
与个性化需求，缩短产品的上市时间，提高企业的竞争力。

近年来，汽车企业开
始采用混流装配线生产发动机，以应对激烈的市场竞争。

关键词：发动机；装配工艺；防错技术；质量问题
引言
随着汽车工业的不断发展，现代汽车对可靠性、安全性的要求不断提高，发
动机系统的日趋复杂化，生产中对发动机的快速全面诊断越来越受到人们的重视。

通常情况下，发动机热试试验时间比较长，整条装配线上需要布置数台热试试验
设备，试验过程中需消耗大量燃油、机油和冷却液，而且热试过程中发动机产生
的废气、废物不仅对环境造成污染，也给员工的身体健康带来危害。

在环境保护
以及发动机质量提升的综合需求下，冷试技术应运而生。

1防错技术的优势
①防错技术能够有效提高装配效率和装配质量。

一方面防错技术中的消除操
作能够极大提高发动机装配技术的成功率，防止在操作过程中出现失误和缺陷；
另一方面防错技术还能够有效减少发动机返工和检查的频率，从而达到产品质量
和效率的有效提高。

②防错技术能够有效降低人工的工作强度，从而减少人为问
题的产生。

除此之外，防错技术还能够有效降低工作人员的劳动强度，从而降低
对工作人员的工作技能要求。

③防错技术的优势还体现在能够具有一定的安全保障，减少因为工作人员在装配过程汇总所产生的失误或者其他原因所引起的安全
隐患，从而保证生产流程的顺利进行。

④防错技术的优势还体现在能够提供准确
的规范的装配流程，从而保证装配顺序的准确性，避免不规范行为的发生。

2发动机装配线描述
整个发动机装配线由发动机内、外装线和缸盖分装线组成。

发动机最终在外
装线的最后一个工位下线。

气门锁夹压装、气门锁夹装配状态检测、气门拍打、
气门与油封和座圈密封性检测等步骤，将缸盖异物排除。

内装线主要完成缸体、
曲轴、活塞连杆总成、缸盖、凸轮曲罩盖、正时链系统及前盖、后油封等零部件
的装配。

外装线完成排气歧管、增压器、飞轮和离合器安装以及发动机部分外围件、发动机线束等零部件的装配及发动机电信号测试与水道的检漏等检测工作。

缸盖分装线上缸盖通过机械手安装到内装线的缸体上，内装线上带托盘的发动机
通过有轨自动小车（RailGuidedVehicle，RGV）小车移动到外装线上，装配线上
有两种类型的托盘：缸盖托盘和缸体托盘。

缸盖托盘在缸盖装配线上循环移动，
缸体托盘在内装线和外装线上循环移动
3发动机装配工艺中的防错技术分析
3.1防错技术的应用能够保障施工的精确度
在装配发动机的过程中，装配错误的问题层出不穷。

目前常见的预防措施是
进行人工目视检查和分类检查两种方式。

一方面如果企业采用的是生产线制造，
那么人工目视检查就会消耗大量的人力和物力，使工作人员的工作任务和工作强
度都有所增加，从而导致在后续的工作中，工作人员的工作效率不高，较容易产
生工作失误，导致误差的产生；另一方面分类检查同样会消耗大量的人力，工作
任务过于繁重，导致员工工作效率低下。

因此，目前优化和更新生产车间是各个
企业的当务之急，采用机械化生产和自动化生产就需要配备相应的技术较高的装
配工艺，对于生产线上的零部件也能够及时进行分类，节省了大量的人力和物力，从而有效提高了发动机的装配质量。

3.2装配性能仿真
采用装配精度或装配性能仿真，可根据产品装配所需的各类零部件的实测数
据（如几何尺寸及公差、质量、偏心量等），确定合理的工艺参数，从而保证各
零部件装配的最佳配合及连接状态、同轴度或平衡性等性能要求。

装配性能仿真
涉及多种学科理论和发动机运行核心规律，需要大量的试验迭代验证，国内外公
开的成熟应用研究成果较少。

发动机转子装配堆叠仿真作为典型的专用装配验证
优化技术在GE、普惠和罗罗等发动机企业得到深入应用理，分析了堆叠仿真软件的应用情况，并指出集成机理模型和智能算法的综合模型是装配精度及性能仿真方面的研究及应用重点。

针对发动机压气机机匣，基于有限元仿真的方法分析了螺栓紧度分布及加载顺序对机匣装配同心度的影响规律，指出机匣类零件装配过程中通过对称、轮流对螺栓施加相同的预紧力，能保证机匣装配同心度要求。

针对铆接装配变形开展了有限元仿真和工艺试验验证，为大型薄壁件装配制造精度的提高奠定了技术基础。

3.3算法性能分析
程序采用Matlab进行编写，离散时间仿真软件采用PlantSimulation14.0。

经前期调试后，算法的参数设置如下：初始种群规模Pop=20，锦标赛选择竞赛规模Tour=2，交叉概率Pc=0.8，初始变异概率Pm=0.2，迭代次数Mg=100，离散事件仿真模拟时间24h。

首先分析本文提出的自适应多目标遗传算法（AMOGA）的性能。

随着迭代所展现出的解的变化。

进化开始时，解分布在零散区域内。

随着进化代数的增加，解开始向前端聚集，从第10代可以看到，解已经在前端聚集；在第90代时，解基本已经到达前沿。

从解的进化可以看到，这两个目标值是相互冲突的，不能同时优化两个目标。

3.4防错技术的应用能够保障装配部件的准确性
防错技术对发动机装配过程中零部件装配的准确性主要体现在装配活塞环方面。

具体步骤如下：一是在加载杆的位置设置大量的活塞环，这就需要通过防错技术来确定活塞环需要加载的准确位置。

二是在加载活塞环的过程中，要准确设置活塞环的位置，充分考虑活塞环的结构特点。

目前我们常见的活塞环是由两个端面所组成的，一面是没有标记的，另一面则是有标记的。

采用视觉传感器对其进行观察和检测，以标记和成像之间的差异为主要依据，从而确定活塞环的标记位置和操作方式，最终完成活塞环的加载。

3.4执行器动作过程监控
冷试时对传感器及执行器的检测，即是根据对传感器信号反馈以及执行器工作时其电压或电流信号会发生的变化来执行检测的。

例如:涡轮增压器在翻转到
不同位置时，会引起节气门位置传感器两端电压值的变化，而对于某一特定的节
气门位置，其对应的电压值有一定的范围要求，因此通过检测电压值的变化情况，便可以了解到节气门执行器是否正常翻转、节气门位置传感器是否正常工作等等。

只监测目标位置无法检测到执行器动作过程是否存在卡滞现象。

3.5数字化装配工艺仿真
数字化仿真技术是发动机自主研发的必要手段，能够显著降低研发成本、缩
短研制周期。

装配工艺仿真技术作为发动机数字化智能装配的关键技术之一，是
在部件装配和总装装配过程中，以发动机产品模型、工艺装备模型、产品实测数
据等为基础，结合装配路径、工艺参数、装配精度和人机工程等方面的要求，在
数字化虚拟环境中进行全装配过程的虚拟验证及工艺优化，从而保证装配方案的
合理性、准确性和可实施性。

发动机装配工艺仿真的研究内容包括两方面：一是
装配工艺路径及装配顺序仿真、干涉检查、人机工程仿真等可装配性方面的分析
验证，即虚拟装配；二是装配精度或装配性能方面的模拟验证，如转子堆叠模拟
优化、叶片排列仿真优化等内容。

结束语
综上所述，防错技术对发动机装配的质量和效率起着重要的促进作用。

不仅
能够有效的降低发动机的装配错误率，同时还能够大幅度提高发动机装配的质量
和效率，从而保障发动机装配过程的顺利开展。

除此之外，防错技术在避免资源
浪费方面也有一定的贡献。

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作者简介：赵韩松(1987年2月)，性别：男，民族：汉族，籍贯：山东省乳山市，学历：本科，职称：助理机械工程师，研究方向：工程机械。