黃耀 姜磊 張海峰

摘 要：文章介紹了整車制造廠采用的自動(dòng)化輪胎裝配線工藝流程，分析了輪胎裝配過程中動(dòng)平衡合格率低問題，提出了優(yōu)化落料沖孔模上壓模R角、適當(dāng)增加平衡機(jī)卡爪高度等措施，以優(yōu)化輪胎動(dòng)平衡檢測(cè)過程中輪轂與設(shè)備卡爪匹配程度，從而提高輪胎總成裝配過程中的動(dòng)平衡合格率。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)化輪胎裝配;動(dòng)平衡合格率;動(dòng)平衡機(jī)

輪胎作為汽車唯一與地面直接接觸的部件，在車輛行駛使用過程中起著承受載荷、驅(qū)動(dòng)、制動(dòng)、緩沖、減震、改變方向的作用，是保證汽車舒適和安全性的重要組件。隨著汽車產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展和人們對(duì)汽車品質(zhì)需求的不斷提升，用戶對(duì)產(chǎn)品性能及質(zhì)量要求越來越嚴(yán)格。而動(dòng)平衡作為輪胎的關(guān)鍵參數(shù)之一，直接影響到行駛過程中是否會(huì)出現(xiàn)顛簸、抖動(dòng)、方向跑偏、轉(zhuǎn)向異常、油耗增加、輪胎磨損等現(xiàn)象，嚴(yán)重者甚至?xí)?dǎo)致傳動(dòng)系統(tǒng)出現(xiàn)異常磨損。

目前主流整車廠輪胎總成均采用廠內(nèi)自動(dòng)化組裝線完成輪胎裝配工作，而在輪胎自動(dòng)化裝配過程中，常常遇到輪胎動(dòng)平衡合格率偏低的問題，造成嚴(yán)重的返修成本浪費(fèi)，以及質(zhì)量、成本損失。如何提高輪胎總成動(dòng)平衡合格率，在保障產(chǎn)品質(zhì)量和效率上面就尤為重要。

1 輪胎裝配自動(dòng)化線簡介

主流的輪胎自動(dòng)化裝配線一般由傳送帶、抓取機(jī)器人、潤滑機(jī)器人、裝胎機(jī)器人、爆充機(jī)、動(dòng)平衡機(jī)等設(shè)備組成。員工分別將輪轂和輪胎放到傳送帶上，機(jī)器人抓取輪胎/輪轂配合潤滑液噴涂機(jī)器人將其潤滑，潤滑完成后通過鋼托盤傳動(dòng)帶輸送到自動(dòng)裝配工位，裝胎機(jī)器人將輪轂和輪胎組裝為一體，爆充設(shè)備對(duì)裝配好后的輪胎進(jìn)行充氣操作，塑膠履帶式傳送帶將輪胎輸送到動(dòng)平衡測(cè)試工位，由初檢平衡機(jī)對(duì)輪胎進(jìn)行動(dòng)平衡初次檢測(cè)，翻轉(zhuǎn)站工位員工對(duì)不平衡輪胎進(jìn)行補(bǔ)償，復(fù)檢動(dòng)平衡機(jī)對(duì)輪胎動(dòng)平衡進(jìn)行復(fù)測(cè)，復(fù)測(cè)合格輪胎通過滾筒輸送帶傳輸?shù)街骶€輪胎裝配崗位，見圖1。

2 輪胎動(dòng)平衡

2.1 動(dòng)平衡檢測(cè)工藝

整個(gè)系統(tǒng)由3臺(tái)平衡機(jī)組成，其中1#和2#平衡機(jī)采用并聯(lián)方式進(jìn)行動(dòng)平衡初檢，經(jīng)由翻轉(zhuǎn)站補(bǔ)償平衡塊后，再由3#平衡機(jī)進(jìn)行動(dòng)平衡復(fù)檢，見圖2。

2.2 動(dòng)平衡檢測(cè)原理

如圖3和圖4所示，車輪及輪胎總成通過平衡機(jī)卡爪被固定在平衡機(jī)上（卡爪夾住輪胎中心孔），通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輪及輪胎總成轉(zhuǎn)動(dòng)，平衡機(jī)上的測(cè)力傳感器檢測(cè)離心力并生成波形圖，通過軟件計(jì)算出輪胎不平衡量和位置。

2.3 動(dòng)平衡合格率影響因素

動(dòng)平衡機(jī)卡爪與輪轂中心孔匹配程度會(huì)直接影響動(dòng)平衡合格率，匹配度差輪胎在旋轉(zhuǎn)過程中容易晃動(dòng)，導(dǎo)致F不穩(wěn)定，軟件計(jì)算出的值偏差較大，導(dǎo)致合格率偏低。匹配程度主要受卡爪設(shè)計(jì)形式和輪轂中心孔型面影響。

3 動(dòng)平衡合格率低

自項(xiàng)目投產(chǎn)以來，輪胎自動(dòng)化裝配線155/165型輪胎動(dòng)平衡合格率持續(xù)偏低，嚴(yán)重影響輪胎裝配線效率和質(zhì)量輸出，造成大量返修成本浪費(fèi)。近兩月下線復(fù)檢動(dòng)平衡合格率僅為84.4%，連續(xù)兩月不達(dá)標(biāo)（車間過程監(jiān)控指標(biāo)合格率≥95%）。提高155/165型輪胎動(dòng)平衡合格率迫在眉睫，輪胎裝配線屬于全自動(dòng)化生產(chǎn)線，各項(xiàng)質(zhì)量數(shù)據(jù)記錄完善，團(tuán)隊(duì)決定用“層別法”將各數(shù)據(jù)對(duì)比分析，尋找問題癥結(jié)。

3.1 輪胎型號(hào)別

輪胎裝配線共生產(chǎn)155/165/175/185四種輪胎，小組決定按輪胎型號(hào)別分析三個(gè)月合格率數(shù)據(jù)，尋找可疑癥結(jié)點(diǎn)。

將數(shù)據(jù)制作成折線圖，見表2：

通過輪胎別合格率數(shù)據(jù)分析可得出，155/165型輪胎動(dòng)平衡合格率明顯低于175/185型輪胎。說明輪胎總成存在較大差異，155/165型共用1種鐵輪轂，175用1種鐵輪轂，185為鋁合金輪轂，進(jìn)一步分析輪胎與設(shè)備接觸中心孔，發(fā)現(xiàn)鐵輪轂中心孔為沖壓孔，底面與中心孔結(jié)合處有倒角圓弧偏大（查詢數(shù)模發(fā)現(xiàn)112車型為R6.5，111車型為R7），動(dòng)平衡機(jī)卡爪夾住的是倒角圓弧處;鋁合金車輪中心孔為機(jī)加工孔，底面與中心孔結(jié)合處倒角圓弧角很小，與卡爪配合處為機(jī)加工面，見圖5 。

將該處差異輸入供應(yīng)商整改，優(yōu)化壓型2序模上模芯結(jié)構(gòu)，成型圓角由R7改進(jìn)為R6，改進(jìn)后跟蹤驗(yàn)證1000件，合格率穩(wěn)定在96.5%左右。

綜上所述，我們可以得出鐵輪轂與底面連接處倒角大小直接影響卡爪與輪胎中心孔接觸面大小，若出現(xiàn)鐵輪轂動(dòng)平衡合格率偏低時(shí)，可以測(cè)量該處倒角值，并適當(dāng)調(diào)小R角度。

3.2 設(shè)備別

輪胎裝配線動(dòng)平衡設(shè)備有1#、2#、3# 3臺(tái)設(shè)備，小組決定在115/165胎型情況下，

按設(shè)備別分析三個(gè)月合格率數(shù)據(jù)，尋找可疑癥結(jié)點(diǎn)。

通過同型號(hào)輪胎設(shè)備別數(shù)據(jù)分析可得出，2#設(shè)備合格率明顯高于1# 3#。說明設(shè)備存在較大差異，對(duì)比三套設(shè)備發(fā)現(xiàn)卡爪設(shè)計(jì)有明顯不同，2#動(dòng)平衡機(jī)是將卡爪深入到車輪中心孔上端，卡爪與中心孔的圓柱面接觸，配合良好合格率較高;1# 3#動(dòng)平衡機(jī)卡爪夾入車輪中心孔較淺，僅夾住車輪中心孔下端的圓弧面上，配合不良合格率較低。

將該處差異輸入給設(shè)備供應(yīng)商，將1# 3#設(shè)備卡爪高度增加5mm，改進(jìn)后跟蹤驗(yàn)證1000件，合格率穩(wěn)定在98.5%左右。

綜上所述，我們可以得出動(dòng)平衡設(shè)備卡爪高度直接影響卡爪與輪胎中心孔接觸面大小，卡爪過短，不能卡住車輪中心孔圓弧段，僅僅卡住車輪倒角位置，卡爪與車輪中心孔匹配不良，導(dǎo)致動(dòng)平衡合格率偏低。為提高動(dòng)平衡合格率，可以改造平衡機(jī)卡爪，適當(dāng)增加平衡機(jī)卡爪高度。

4 結(jié)語

通過分析在全自動(dòng)化輪胎裝配線生產(chǎn)條件下，輪轂中心孔與動(dòng)平衡機(jī)卡爪匹配程度影響因素，針對(duì)生產(chǎn)過程出現(xiàn)的動(dòng)平衡合格率低的問題，從輪轂中心孔型面和制造設(shè)計(jì)，以及動(dòng)平衡機(jī)卡爪高度設(shè)計(jì)方面提出相應(yīng)的改進(jìn)提升措施及建議，有助于提高輪胎動(dòng)平衡合格率，減少企業(yè)制造生產(chǎn)過程中的返修浪費(fèi)和質(zhì)量成本損失。

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