发动机是汽车的心脏,其内部含有许多高速运动的部件并相互摩擦,导致温度高,环境差。机油(发动机机油)被誉为汽车的“血液”,作用便是减少发动机内部部件的磨损,延长发动机的使用寿命。同时,齿轮油对于变速器也有至关重要的作用。现阶段国内汽车制造企业针对发动机油品加注,大部分是采用人工操作加注设备来进行发动机加注工艺的,通过自动或人工扫码,设备自动识别发动机类型并匹配响应加注参数,对加注后的结果也有严格的把控及报警,但对未进行加注的现象却少有检测,一旦发动机或变速器漏加机油或齿轮油,发动机起动后将对发动机造成严重的损坏。因此,发动机加注工艺中还需进行机油或齿轮油的漏加检测,降低发动机工艺线的返修率、零件的损坏及报废率。
防漏加系统组成
防漏加系统由检测部分、控制分析部分、报警显示部分和联锁部分组成,如图1所示。以下是对防漏加系统各组成部分功能的说明。
1)检测部分 采用接近开关对发动机线、发动机托盘进行检测,判断发动机在该工位的位置。
2)报警显示部分 对于防漏加系统检测出的漏加现象进行声光报警,并在加注机触摸屏显示报警内容。
3)联锁部分 将发动机线运行信号与加注机设备进行联锁,一旦发生漏加现象,通过联锁控制发动机线停止运行。
4)控制分析部分 通过接收检测部分的检测信号,对发动机的位置与加注机加注信息进行对比判断,判断该发动机是否漏加,并将判断结果通过联锁信号传输给发动机线PLC及加注设备报警显示部分,进而控制发动机线运行。

图1 防漏加系统结构
防漏加系统的防漏加原理
1.检测原理
采用加注设备控制系统(AB品牌PLC)并编写相应的防漏加程序作为防漏加系统的控制部分。以机油为例,分别采用两个接近开关(检测开关1、2)检测机油漏加,触发对象为发动机托盘,检测开关1、2为机油漏加检测开关,如图2所示。

图2 检测开关实物
当启用发动机机油漏加程序后,发动机托盘触发检测开关1,程序输出信号m10、m20,计数加1;发动机托盘前行脱离检测开关1,触发检测开关2,在脱离检测开关2时,程序输出m11、m21,计数加1;在发动机托盘开始触发开关1到脱离开关2之前,员工按下加注开始按钮,m21不计数,且程序将m20归零;如没有加注,m20+m21≥1,程序将报警漏加。程序如图3所示。

图3 防漏加程序图
由于发动机线工位的长度为固定值,发动机托盘的长度相对于加注工位的长度来说并不可以忽略,托盘的长度将对加注工位的操作时间造成影响,因此检测开关的布置及检测输出的触发时间也是防漏加系统正常运行的关键点。检测开关布置于加注工位内,触发检测开关1至脱离检测开关 2的时间与距离应等于加注工位的时间与距离。
2.控制原理
出现防漏加情况时,m20和m21计数都为1,触发漏加报警输出。漏加报警输出又将作为其他两项结果输出的条件。一是作为声光报警及触摸屏文字报警的输出条件,输出至三色灯及触摸屏,三色灯红灯亮及蜂鸣器报警、触摸屏显示机油漏加;二是作为机运联锁信号的输出条件,通过继电器控制机运联锁信号通断,输入至机运设备控制系统,进而控制发动机线的运行与停止。
防漏加系统的控制及检测功能全部依托于加注设备的控制单元PLC实现,并未增加和采用独立的控制系统单元,大大节约了成本。同时,由于加注设备本身会对其加注结果进行分析,包括实际加注量与设定量的对比、加注结果及对应车型的数据上传等,防漏加系统只需对员工是否执行了加注操作(是否按下了加注开始按钮)进行检测即可,至于加注结果是否符合工艺标准的问题,将由加注设备自身进行分析及报警。
防漏加系统的应用及拓展
防漏加系统采用感应开关及简单逻辑程序,对发动机机油在发动机流水线加注工位的加注作业是否漏加进行预防,本质功能为检测某工序在该工序工作区域是否正常进行,防止遗漏操作或装配。该系统及理念适用于大部分的流水作业,例如汽车制造企业中用电动扭力枪施加扭力操作时,可将该车辆的扭力数据反馈上传,作为是否对该工位车辆进行扭力施加操作的判断依据,控制原理相同。该系统理念的作用在于,通过设备自动检测判断,以及后续人工质检,双重预防控制,大大降低了由于遗漏某工序工作而导致的质量及安全风险,保证了制造产品的质量。
后续可将此防漏加系统与加注机(或其他工艺设备)集成,即工艺设备增加防漏操作系统,进入此工序工作区域的工件,只有得到工艺设备输出的工序工作结果信号为合格时,该工件才可输送出此工位。与机运输送系统RFID系统联锁,自动识别所在工位的工件序列号或代码,并自动判断工件的加工或装配状态,以此实现现代制造工艺的精益生产,避免对不合格产品进行线下返修,提高生产线一次下线合格率。
结语
汽车发动机制造工艺中,必须对发动机及变速器进行机油及齿轮油的加注,这对发动机起到润滑减摩、辅助冷却降温、密封防漏、防锈防蚀、减振缓冲及对变速器齿轮润滑等作用,因此防漏加系统至关重要。设备自动识别工序是否正常进行,对提高生产自动化意义重大,是现代生产工艺提高制造质量的重要方法。