Trong dây chuyền lắp ráp phụ tùng ô tô, siết chặt vít là một mắt xích rất quan trọng trong quá trình lắp ráp, đồng thời cũng là một phần lớn khối lượng công việc của nhiều trạm. Do số lượng lớn các loại vít và tính tương đồng cao nên nhân viên dễ mắc lỗi trong quá trình vận hành, dẫn đến các vấn đề về chất lượng. Theo danh sách vấn đề về chất lượng và bảng ghi chép sửa chữa của một công ty nào đó, tình trạng trượt vít, lắp nhầm vít và lỏng vít là những vấn đề thường gặp, phần lớn là do nhân viên siết chặt nhiều lần, siết thiếu và siết không đầy đủ trong quá trình vận hành, mặc dù khả năng mắc lỗi có thể giảm thông qua một số khóa đào tạo và hoạt động lâu dài. Tuy nhiên, do hạn chế của con người nên không thể hoàn toàn không có lỗi. Do đó, để giải quyết vấn đề một cách cơ bản, không chỉ dựa vào các yêu cầu nghiêm ngặt đối với nhân viên mà còn cần bắt đầu từ thiết bị và tìm cách đạt được phạm vi bao phủ đầy đủ các chức năng phòng ngừa lỗi.
Hiện nay, có nhiều loại thiết bị siết chặt vít, thường được sử dụng là dụng cụ siết chặt bằng điện, vì độ chính xác và độ ổn định cao, trong trạm lắp ráp phụ tùng ô tô đã được sử dụng rộng rãi. Có nhiều loại dụng cụ siết chặt, những loại phổ biến trong xưởng lắp ráp là dụng cụ siết chặt tay cầm thẳng và dụng cụ siết chặt súng. Trong số đó, dụng cụ siết chặt tay cầm thẳng phù hợp hơn để thực hiện siết chặt mô-men xoắn lớn và có thể hoạt động ở mọi góc của phôi, trong khi dụng cụ siết chặt súng phù hợp hơn để thực hiện siết chặt mô-men xoắn nhỏ và thuận tiện hơn khi vận hành theo hướng ngang của phôi. Có nhiều loại siết chặt mô-men xoắn cho cả dụng cụ siết chặt thẳng và súng, và tính năng này cho phép chuyển đổi chương trình siết chặt thông qua bộ chọn bit/ống. Vị trí của từng bit hoặc ống trên bộ chọn được khớp với vít và mô-men xoắn tương ứng
Bản thân dụng cụ siết chặt có chức năng phát hiện mô-men xoắn siết chặt đầu ra, Góc và thời gian, đây là cơ sở để kiểm soát chống lỗi của nó. Tuy nhiên, do quá trình sản xuất phức tạp và sự phối hợp của ốc vít, phạm vi giám sát giới hạn trên và dưới của các thông số này không thể chỉ dựa vào kinh nghiệm trong quá khứ và không có tiêu chuẩn liên quan để kiểm tra, vì vậy vẫn cần nhiều nỗ lực hơn để phát huy chức năng chống lỗi của dụng cụ siết chặt.
Những khó khăn và giải pháp phòng ngừa lỗi siết chặt lặp lại
Để xác định xem một con vít có được siết chặt nhiều lần hay không, có thể xác định bằng Góc mà nó được vặn. Trong những trường hợp bình thường, con vít từ khi bắt đầu quay đến khi kết thúc việc siết chặt, cần phải quay nhiều hoặc thậm chí hàng chục vòng và siết chặt một con vít nhiều lần, nếu mô-men xoắn được áp dụng là như nhau, thì Góc của con vít sẽ rất nhỏ, gần như bằng không. Về vấn đề này, có thể xác định xem một con vít có được siết chặt nhiều lần hay không bằng cách theo dõi Góc siết chặt của nó. Trong quá trình vận hành, miễn là giới hạn dưới của Góc siết chặt được đặt thành hệ thống điều khiển công cụ siết chặt, thì phát hiện ra rằng Góc quay của con vít nhỏ hơn Góc giới hạn dưới trong quá trình siết chặt, cho biết rằng con vít đang được siết chặt nhiều lần và hệ thống điều khiển công cụ siết chặt sẽ đưa ra cảnh báo. Tuy nhiên, cần xem xét hai thông số quan trọng khi tính toán Góc của công cụ siết chặt: mô-men xoắn lắp và mô-men xoắn ngưỡng. Mô-men xoắn lắp là khởi đầu của việc kiểm soát chính xác công cụ siết chặt và giá trị mô-men xoắn không được đặt quá nhỏ, nếu không sẽ gây ra sự không ổn định của tốc độ siết chặt và dữ liệu phát hiện; Mô-men xoắn ngưỡng là mô-men xoắn khi bắt đầu tính toán Góc, cần phải lớn hơn hoặc bằng mô-men xoắn lắp, và mô-men xoắn không thể đạt đến mô-men xoắn lắp hầu hết thời gian khi vít được siết chặt, chứ đừng nói đến mô-men xoắn ngưỡng. Do đó, ngay cả trong trường hợp siết chặt thông thường, Góc siết chặt của vít do dụng cụ siết chặt tính toán cũng rất nhỏ, thường nhỏ hơn 100°, điều này làm nén nghiêm trọng phạm vi cài đặt của giới hạn dưới của Góc siết chặt, nghĩa là nếu giới hạn dưới của Góc siết chặt được đặt quá cao nhiều lần, dụng cụ siết chặt sẽ có một số lượng lớn các kết quả dương tính giả. Do sự khác biệt về nhân sự, phôi và độ cứng của vật liệu vít, lực phản ứng của dụng cụ siết chặt và liệu vòng đệm giữa phôi có mềm hay cứng hay không, Góc siết chặt nhiều lần thay đổi rất nhiều: một số gần bằng không, và một số có thể đạt tới ba mươi hoặc bốn mươi độ hoặc thậm chí cao hơn. Điều này đòi hỏi phải tăng giá trị giới hạn dưới của Góc siết chặt, nếu không chức năng ngăn ngừa lỗi siết chặt nhiều lần sẽ vô dụng. Từ hai ràng buộc đối lập này, khó khăn trong việc thực hiện ngăn ngừa lỗi siết chặt nhiều lần nằm ở cách xác định giới hạn dưới của Góc của nó. Góc giới hạn dưới chỉ suy ra từ kinh nghiệm và các thông số cứng không đáng tin cậy. Để có được các giá trị đáng tin cậy, cần phải trải qua quá trình kiểm tra chi tiết tại hiện trường và phân tích nhiều dữ liệu. Sau khi thu thập và phân tích dữ liệu siết chặt vít, Góc giới hạn dưới của Góc siết chặt lặp lại ban đầu được xác định. Đồng thời, Góc được điều chỉnh chính xác theo lực cổ tay của nhân viên thực địa, độ cứng vật liệu của vít và phôi,độ cong thẳng của dụng cụ siết chặt, độ dày và độ cứng của miếng đệm giữa các chi tiết gia công.
Giải pháp ngăn ngừa lỗi siết chặt rò rỉ
Phòng ngừa lỗi siết chặt rò rỉ chủ yếu được thực hiện bằng chức năng đếm. Ví dụ, khi lắp ráp một phụ tùng tại một trạm nhất định, cần siết chặt 10 vít giống hệt nhau, thì dụng cụ siết chặt sẽ tích lũy 10 lần; Nếu số lần đếm ít hơn 10 lần, thân máy dây chuyền sản xuất hoặc thiết bị liên quan sẽ phản hồi để hạn chế nhả pallet hoặc báo động; Nếu số lần đếm đã đạt 10 lần, dụng cụ siết chặt sẽ tự khóa, không cho phép nhân viên siết chặt thêm và không mở khóa cho đến khi có phôi mới chảy vào. Việc thực hiện chế độ điều khiển này cần đáp ứng hai điều kiện tiên quyết: thứ nhất, siết chặt súng để hỗ trợ tương tác dữ liệu; Hai, phòng ngừa lỗi siết chặt lặp lại hoàn toàn có hiệu quả.
Đối với điều kiện tiên quyết trên, có hai cách để đáp ứng: một là cải tiến thân máy, thông qua đầu đọc và ghi và khay trên thân máy để tự động nhận dạng các phôi khác nhau; Cách khác là nhận dạng các hiện vật khác nhau bằng cách nhập thông tin thủ công. Đối với phương pháp trước đây, đầu đọc/ghi được lắp trên thân máy và mô-đun đánh dấu (thẻ) được lắp trên vị trí tương ứng của pallet. Khi mỗi phôi được đưa vào dây chuyền, nhân viên sẽ ghi số sê-ri động cơ vào thẻ của pallet thông qua đầu đọc/ghi. Vì phôi luôn được liên kết với pallet trên dây chuyền sản xuất nên số sê-ri trên pallet có thể được coi là dấu hiệu duy nhất của phôi. Khi khay chảy vào một trạm, thông tin số sê-ri của khay trước sẽ bị xóa và số sê-ri của nó sẽ được tải lên thông qua đầu đọc và ghi, để công cụ siết chặt có thể nhanh chóng xác định xem có phôi mới hay không. Đối với phương pháp sau, có một thiết bị quét bên cạnh thân máy. Trình tự quy trình của phương pháp này là: phôi chảy vào trạm → súng quét quét mã vạch/mã hai chiều → siết chặt bộ điều khiển súng làm mới thông tin phôi → siết chặt vít → đếm vượt qua giải phóng → phôi mới chảy vào trạm. Do các quy trình quét thủ công tăng lên, phương pháp này có hiệu quả sản xuất tương đối thấp so với phương pháp trước. Đối với điều kiện tiên quyết sau, vì việc siết chặt vít nhiều lần bị báo cáo nhầm là đủ tiêu chuẩn, thì việc siết chặt ít hơn có thể đáp ứng các yêu cầu đếm, chỉ cần nhân viên không chú ý đến nó, nó có thể gây rò rỉ khi siết chặt. Do đó, để giải quyết vấn đề siết chặt rò rỉ, cần phải đảm bảo rằng chức năng ngăn ngừa lỗi của việc siết chặt nhiều lần được thực hiện đầy đủ.
Giải pháp phòng ngừa lỗi không đủ tiêu chuẩn của Torque
Mô-men xoắn không đủ tiêu chuẩn khi siết chặt vít trạm chủ yếu là do các điểm sau đây gây ra:
(1) Nhân viên nới lỏng công tắc dụng cụ siết chặt trước khi nó được siết chặt hoàn toàn, dẫn đến mô-men xoắn không đủ;
(2) Tốc độ của dụng cụ siết quá cao, quán tính khi siết quá lớn, dẫn đến mô men xoắn vượt quá phạm vi cho phép;
(3) Đối với các dụng cụ siết chặt mô-men xoắn đa dạng, do một số ống lót trạm có mô-men xoắn khác nhau nên nhân viên dễ bị nhầm lẫn khi chọn ống lót, gây nhầm lẫn mô-men xoắn, dẫn đến siết chặt quá mức.
Do bản thân dụng cụ siết chặt có chức năng phán đoán mô-men xoắn tốt, nên dụng cụ siết chặt sẽ gửi tín hiệu báo động để nhắc nhở nhân viên sửa lỗi khi hầu hết mô-men xoắn siết chặt không đạt yêu cầu. Tuy nhiên, do âm thanh ồn ào tại nơi lắp ráp, nhân viên có thể bỏ qua thông tin báo động trong lúc vội vã. Do đó, sau khi xảy ra mô-men xoắn không đạt yêu cầu, cần phải khiến dụng cụ siết chặt phản ứng nghiêm ngặt và đáng tin cậy hơn để hạn chế bước tiếp theo trong thao tác của nhân viên, nhằm tránh 100% xảy ra tai nạn do sơ suất và thiếu sót. Giải pháp là thiết lập chương trình trong bộ điều khiển dụng cụ siết chặt, sao cho chức năng báo động của dụng cụ siết chặt và chức năng đảo ngược được liên kết với nhau, khi bộ điều khiển dụng cụ siết chặt nhận được tín hiệu mô-men xoắn không đạt yêu cầu, nó sẽ kích hoạt chương trình, nghĩa là nếu nhân viên không đảo ngược dụng cụ siết chặt, nó không thể tiếp tục vặn chặt, điều này có thể tránh hiệu quả tình trạng (1) và (2) nêu trên do các nguy hiểm và rủi ro tiềm ẩn gây ra.
Đối với (3), vì việc siết chặt súng trong trường hợp mô-men xoắn không đúng vẫn sẽ bị siết “sai” đến giá trị mô-men xoắn đủ tiêu chuẩn, việc siết chặt súng sẽ không báo động, do đó chương trình ngăn ngừa lỗi trên không thể được kích hoạt. Về vấn đề này, bộ chọn ống lót nên được bắt đầu bằng cách sắp xếp trình tự lựa chọn và thời gian siết chặt của từng ống lót theo yêu cầu kỹ thuật của việc siết chặt vít. Trình tự siết chặt và số lượng của từng công cụ siết chặt là duy nhất, nếu chọn ống lót sai, công cụ siết chặt sẽ không hoạt động, nếu số lần siết chặt của một ống lót là đủ, công cụ siết chặt không thể tiếp tục siết chặt cho đến khi thay thế một ống lót mới. Điều này không chỉ có thể điều chỉnh hiệu quả hành vi vận hành của nhân viên mà còn loại bỏ các vấn đề về chất lượng do lựa chọn mô-men xoắn không đúng gây ra.
Trên đây là một số hành vi vận hành phổ biến có thể gây ra các vấn đề về chất lượng trong quá trình siết chặt của dụng cụ siết chặt và chương trình phòng ngừa lỗi tương ứng, nhưng việc kiểm soát phòng ngừa lỗi trong quá trình sản xuất không phải là một sớm một chiều hay một lần và mãi mãi, và cần phải xây dựng một kế hoạch kiểm soát hiệu quả theo yêu cầu chất lượng của sản phẩm và kiểm tra nghiêm ngặt dây chuyền sản xuất định kỳ theo kế hoạch kiểm soát. Để đảm bảo hiệu quả lâu dài của chức năng phòng ngừa lỗi.
