总装培训手册 转角篇

1、总装培训手册 转角篇 编制：石泉 编制单位：总装生产部工程平台、扭矩专项小组 版本：1.00 1 1 上海汽车集团股份有限公司乘用车公司 SAIC Motor Passenger Vehicle Co. 总装培训手册总装培训手册 转角篇转角篇 2 2 上海汽车集团股份有限公司乘用车公司 SAIC Motor Passenger Vehicle Co. 拧紧机目前已经广为使用，除了精度高，可集成等优点外，由于同时 集成了扭矩传感器和角度传感器，因此扭矩与转角相结合的拧紧策略得以 实现。 目前转角功能在上汽自主品牌还没有得到充分的开发和运用，但是相 信随着企业对质量要求的不断提高，以及工程、质量工

2、程师们业务能力的 不断提升，这方面的工作将不断完善。 也以此教材向大家介绍南汽浦口总装在转角运用工作中的实践经验。 总装培训手册总装培训手册 转角篇转角篇 3 3 上海汽车集团股份有限公司乘用车公司 SAIC Motor Passenger Vehicle Co. 目前使用比较广泛的拧紧机品牌：目前使用比较广泛的拧紧机品牌： 阿特拉斯 科普柯 浦口及临港总装的车轮拧紧机即为该品牌。 业内首屈一指的品牌。 博世 力士乐 浦口动力总成装配部整线均使用该品牌产品。 英格索兰 临港总装生产部均使用该品牌产品。 CP 笛索特 浦口总装生产部均使用该品牌产品。 总装培训手册总装培训手册 转角篇转角篇 4

3、4 上海汽车集团股份有限公司乘用车公司 SAIC Motor Passenger Vehicle Co. 拧紧机目前的拧紧策略大致有以下几种：拧紧机目前的拧紧策略大致有以下几种： 单一的目标扭矩策略，即目标扭矩及扭矩范围作为拧紧机的唯一参数； 预紧力矩+目标转角策略，即在拧紧机达到一定力矩后，再转动一定的 角度，最终完成拧紧动作； 目标扭矩+转角监控策略，即拧紧机以目标扭矩为最终的工作目标，而 同时用转角结果对拧紧过程进行判定； 其他更为复杂的拧紧策略，往往是将上述的一些策略与返松、停滞等动 作相结合的拧紧动作； 总装培训手册总装培训手册 转角篇转角篇 5 5 上海汽车集团股份有限公司乘用车公

4、司 SAIC Motor Passenger Vehicle Co. 预紧力矩+目标转角以及其他更为复杂的拧紧策略广泛使用在发动机 的装配上。其主要原因是由于发动机涉及多轴的同时拧紧，以及对螺纹摩 擦系数的考虑，详细原因本文不多做介绍； 单一的目标扭矩策略目前广泛使用在总装厂，但根据长期的使用效果 证明，这样的拧紧方式存在一定缺陷，并不能十分有效的防止缺陷外溢。 在根据不断的尝试与摸索后，我们发现目标扭矩+转角监控策略完全可以 替代前者，有效提高螺纹紧固件的装配质量。 本材料也即是对转角监控功能的介绍。 总装培训手册总装培训手册 转角篇转角篇 6 6 上海汽车集团股份有限公司乘用车公司 SAI

5、C Motor Passenger Vehicle Co. 目标扭矩目标扭矩+ +转角监控策略转角监控策略 设备参数（以设备参数（以CPCP拧紧机为例）：拧紧机为例）： 1.1.目标扭矩目标扭矩，拧紧机以此力矩为目标，达到该扭矩后，拧紧机停止工作； 2.2.最小扭矩最小扭矩，若拧紧机停转时，所拧紧力矩小于该扭矩，显示NOK； 3.3.最大扭矩最大扭矩，若拧紧机停转时，所拧紧力矩大于该扭矩，显示NOK； 上述扭矩，最小扭矩和最大扭矩一般来自工程输入，目标扭矩（结合设备精度）则在此范围内取值； 4. 4. 门槛扭矩门槛扭矩，拧紧机到达此扭矩后，开始记录转角； 门槛扭矩有两种，一种是用于转换转速的，

6、一种则是开始记录转角的。本教材主要涉及后者的介绍； 5. 5. 最小转角最小转角，若从门槛扭矩到拧紧结束，所转动的角度小于该角度，NOK； 6. 6. 最大转角最大转角，若从门槛扭矩到拧紧结束，所转动的角度大于该角度，NOK； 7. 7. 安全转角安全转角，若从门槛扭矩到拧紧结束，所转动的角度达到该角度，无论目 标扭矩是否达到，设备都将停转，并根据停转时的扭矩和角度判断OK或 NOK； 总装培训手册总装培训手册 转角篇转角篇 7 7 上海汽车集团股份有限公司乘用车公司 SAIC Motor Passenger Vehicle Co. 最大扭矩 最小扭矩 门槛扭矩 目标扭矩目标扭矩+ +转角监控

7、策略转角监控策略 & &拧紧曲线：拧紧曲线： 扭矩扭矩 角度角度 目标扭矩 最 小 转 角 最 大 转 角 安 全 转 角 总装培训手册总装培训手册 转角篇转角篇 8 8 上海汽车集团股份有限公司乘用车公司 SAIC Motor Passenger Vehicle Co. 角度角度 最大扭矩 最小扭矩 门槛扭矩 扭矩扭矩 目标扭矩 最 小 转 角 最 大 转 角 安 全 转 角 蓝色坐标区域有助于对转角要求的理解，拧紧机记录的转角是从门槛扭 矩到拧紧结束所转动的角度。 总装培训手册总装培训手册 转角篇转角篇 9 9 上海汽车集团股份有限公司乘用车公司 SAIC Motor Passenger

8、Vehicle Co. 这也就是为什么上页的前2条曲线均为合格曲线： 最大扭矩 最小扭矩 门槛扭矩 扭矩扭矩 角度角度 目标扭矩 最 小 转 角 最 大 转 角 安 全 转 角 总装培训手册总装培训手册 转角篇转角篇 1010 上海汽车集团股份有限公司乘用车公司 SAIC Motor Passenger Vehicle Co. 拧紧机通过继电器接入生产线的机运系统，车辆进入工位后，操作工使 用拧紧机开始装配，在每一次合格的拧紧工作后，拧紧机都会向机运系统发 送一个合格信号，在合格信号数量满足系统内设定的放行数量后，生产线才 得以正常运行，否则生产线自动停线报警。 使用目标扭矩+转角监控策略 后

9、，拧紧结果需在力矩和转角双OK的情况 下，才会向机运系统发送一次合格信号。 若需强行将不合格拧紧的车辆放离工位，需执行Bypass操作，并在返工表上做记录。 关于Bypass记录的查询，可进入查询； 用户名：shiquan；密码：shiquan123。 还可对机运系统的过点流水信息，暗灯等信息进行查询； 总装培训手册总装培训手册 转角篇转角篇 1111 上海汽车集团股份有限公司乘用车公司 SAIC Motor Passenger Vehicle Co. 目标扭矩目标扭矩+ +转角监控策略转角监控策略 所能实现的功能所能实现的功能对螺栓的重复拧紧进行报警： A AB BC C 单纯的目标扭矩拧紧

10、： T T A A T.maxT.max T.minT.min 1 1 2 2 3 3 OKOKOKOKOKOK 总装培训手册总装培训手册 转角篇转角篇 1212 上海汽车集团股份有限公司乘用车公司 SAIC Motor Passenger Vehicle Co. 目标扭矩目标扭矩+ +转角监控策略转角监控策略 所能实现的功能所能实现的功能对螺栓的重复拧紧进行报警： A AB B C C 单纯的目标扭矩拧紧： T T A A T.maxT.max T.minT.min 1 1 2 2 3 3 OKOKOKOK OKOK 重复拧紧 总装培训手册总装培训手册 转角篇转角篇 1313 上海汽车集团股

11、份有限公司乘用车公司 SAIC Motor Passenger Vehicle Co. 目标扭矩目标扭矩+ +转角监控策略转角监控策略 所能实现的功能所能实现的功能对螺栓的重复拧紧进行报警： A AB BC C 目标扭矩+转角监控策略拧紧： 1 1 2 2 3 3 OKOKOKOKOKOK T T A A T.maxT.max T.minT.min A.minA.minA.maxA.max 总装培训手册总装培训手册 转角篇转角篇 1414 上海汽车集团股份有限公司乘用车公司 SAIC Motor Passenger Vehicle Co. 目标扭矩目标扭矩+ +转角监控策略转角监控策略 所能实

12、现的功能所能实现的功能对螺栓的重复拧紧进行报警： A AB B C C 1 1 2 2 3 3 OKOKOKOK NOKNOK T T A A T.maxT.max T.minT.min A.minA.minA.maxA.max 目标扭矩+转角监控策略拧紧： 重复拧紧 总装培训手册总装培训手册 转角篇转角篇 1515 上海汽车集团股份有限公司乘用车公司 SAIC Motor Passenger Vehicle Co. 目标扭矩目标扭矩+ +转角监控策略转角监控策略 所能实现的功能所能实现的功能对螺栓的拧紧过程进行监控： 对螺栓拧紧过程的监控功能才是目标扭矩+转角监控拧紧策略的核心，也是较复 杂

13、的运用。 在螺栓拧紧的过程中，有约10%的拧 紧力转化为螺栓的轴向夹紧力；约 50%转化为螺栓头与零件接触面的摩 擦力；约40%转化为螺纹副中的摩擦 力。可见，整个连接副中摩擦系数的 大小或是变化，对紧固效果有着重要 影响。而转角所监控的，大多情况下 正是摩擦系数。 T T A A T.maxT.max T.minT.min A.minA.min A.maxA.max 门槛扭矩门槛扭矩 总装培训手册总装培训手册 转角篇转角篇 1616 上海汽车集团股份有限公司乘用车公司 SAIC Motor Passenger Vehicle Co. 1. 1. 转角对连接副中摩擦系数过大的报警转角对连接副中

14、摩擦系数过大的报警: : 摩擦系数过大会显示为转角过大。摩擦系数过大，即摩擦力所占比重提高， 而夹紧力的比重被降低，从而导致螺栓出现易松动的风险。 正常曲线正常曲线 异常曲线异常曲线 随着螺栓的拧入，摩擦力逐 渐增大，而由于摩擦系数大， 会使螺栓提前达到门槛扭矩， 从而使转角超差 总装培训手册总装培训手册 转角篇转角篇 1717 上海汽车集团股份有限公司乘用车公司 SAIC Motor Passenger Vehicle Co. 连接副中摩擦系数过大的一些原因: 螺纹中有杂质：如螺纹中有焊渣，这相当于增加了螺纹的表面粗糙度，摩 擦系数增大。 装配过程中，拧紧机转角超差 报警。螺栓拆卸下来后，发

15、现 螺栓螺纹烂牙。查看线边物料， 发现零件的焊接螺母座内螺纹 有焊渣。 总装培训手册总装培训手册 转角篇转角篇 1818 上海汽车集团股份有限公司乘用车公司 SAIC Motor Passenger Vehicle Co. 连接副中摩擦系数过大的一些原因: 螺纹匹配问题：如细微的螺纹尺寸超差；又如，车身上的焊接螺柱由于在 油漆过程中，没有做保护措施，螺纹表面会被沾染一定厚度的电泳漆和表漆， 这都是增加了其螺纹的尺寸（因此针对一些较为重要的力矩点，做油漆保护 是很有必要的）；又如，一些金属自锁螺母，但其顶部的自锁结构若形变尺 寸超差，同样可以通过转角监控功能报警。 装配过程中，拧紧机转角超 差报

16、警。现场发现螺纹有破 损现象，经过分析，安装在 该螺柱上的金属自锁螺母拧 入力超出图纸要求。 T T A A T.maxT.max T.minT.min A.minA.min A.maxA.max 门槛扭矩门槛扭矩 总装培训手册总装培训手册 转角篇转角篇 1919 上海汽车集团股份有限公司乘用车公司 SAIC Motor Passenger Vehicle Co. 1. 1. 转角对连接副中摩擦系数过大的报警转角对连接副中摩擦系数过大的报警: : 当然若螺纹中的摩擦力过大（如杂质堆积过多，螺纹严重损坏等），导致紧 固件突然抱死，则会出现转角过小的情况。 T T A A T.maxT.max T

17、.minT.min A.minA.min A.maxA.max 门槛扭矩门槛扭矩 总装培训手册总装培训手册 转角篇转角篇 2020 上海汽车集团股份有限公司乘用车公司 SAIC Motor Passenger Vehicle Co. 2. 2. 转角对连接副中摩擦系数过小的报警转角对连接副中摩擦系数过小的报警: : 磨擦系数过小同样会显示为转角过大。摩擦系数过小，即摩擦力所占比重减 少，而夹紧力的比重被增大，而夹紧力即螺栓所承受的拉伸力，螺栓将产生 断裂或塑性形变。若塑性形变未被察觉，那么缺陷将流入客户手中，这是很 危险的。 正常曲线正常曲线 摩擦系数小，会使门槛扭矩 滞后，而达到门槛扭矩后其

18、 扭矩与转角的斜率仍相对较 小，需转动更多的角度才可 以到达目标扭矩。 异常曲线异常曲线 总装培训手册总装培训手册 转角篇转角篇 2121 上海汽车集团股份有限公司乘用车公司 SAIC Motor Passenger Vehicle Co. 连接副中摩擦系数过小的一些原因: 零件表面沾染有润滑油脂，导致摩擦系数不可控。在发动机装配车间所使 用的拧紧轴，往往是多轴集成，并由一台控制器统一控制的，拧紧通常也都 采取“预紧力矩+目标转角策略”，或者其他更为复杂的拧紧策略。采用目标转 角的目的，就是为了保证装配效果不受连接副中摩擦系数的影响（发动机缸 体、缸盖在机加工和存放过程中，自身螺纹难免会过多过

19、少的沾染油污，摩 擦系数很难控制）。 零件表面处理的不同，表面镀锌和镀达克罗都会有不同的摩擦系数； 装配过程中，拧紧机转角超差报警。螺栓拆 下后，发现螺栓被过度拉伸，产生塑性形变。 经过验证，是零件焊接螺母座的表面处理工 艺有过变更，导致摩擦系数下降。 总装培训手册总装培训手册 转角篇转角篇 2222 上海汽车集团股份有限公司乘用车公司 SAIC Motor Passenger Vehicle Co. 3. 3. 转角对于其他一些异常情况的识别转角对于其他一些异常情况的识别 : : 总装培训手册总装培训手册 转角篇转角篇 2323 上海汽车集团股份有限公司乘用车公司 SAIC Motor Pa

20、ssenger Vehicle Co. 注意事项注意事项: : 上述很多情况同为转角过大报警，但是如螺纹杂质等情况往往关注的是预拧 紧阶段（零件尚未贴合）的转角，而摩擦系数过小的情况则关注的是最终的 紧固阶段（零件贴合到最终紧固阶段）的转角； 总装培训手册总装培训手册 转角篇转角篇 2424 上海汽车集团股份有限公司乘用车公司 SAIC Motor Passenger Vehicle Co. 总装现状：总装现状： 目前研发的输入参数只是单一的扭矩，转角监控功能的开发及转角参数 的设定，往往都是由制造部门在不断实践和摸索中得出的。 对于转角范围的设定及理解也都存在不少议论：有的意见认为应该运用

21、SPC方法统计范围，有的意见则认为可以通过实验分析出导致零件被破坏的 最大转角值。 目前总装使用的是SPC方法统计出的转角范围。 总装培训手册总装培训手册 转角篇转角篇 2525 上海汽车集团股份有限公司乘用车公司 SAIC Motor Passenger Vehicle Co. 概述：概述： 螺栓拉伸后回弹，从而实现对零件的夹紧效果。螺栓的合理拉伸状态才是紧 固操作的目的所在。 在零件完全贴合后（且零件不再受挤压形变）， 那么：螺距*（转角/360）=拉伸长度。 由此可见，目标扭矩+转角监控的拧紧策略，将帮助我们有效的监控紧固件的 装配情况，从而保证紧固件的装配质量。 总装培训手册总装培训手

22、册 转角篇转角篇 2626 上海汽车集团股份有限公司乘用车公司 SAIC Motor Passenger Vehicle Co. 后期可尝试的一些优化和探讨后期可尝试的一些优化和探讨: : 门槛扭矩的设定还有待探讨：门槛扭矩直接决定转角范围的宽窄，门槛扭 矩小了，转角范围会过大，则会产生缺陷漏判；门槛扭矩大了，则可能使最 终的转角结果无法反应拧紧过程； T T A A T.maxT.max T.minT.min A.minA.min A.maxA.max 门槛扭矩门槛扭矩B B 门槛扭矩门槛扭矩A A 门槛扭矩小， 转角范围会过 大，会产生缺 陷漏判 门槛扭矩大， 转角监控范围 小，无法反应 拧紧过程 总装培训手册总装培训手册 转角篇转角篇