二维码技术在发动机机加工生产线的运用

作者：胡劲松 汪道贵

欢迎访问e展厅 展厅 7 读码器/RFID展厅 条码读取器/扫描枪, 条码打印机, RFID电子标签, ... 随着汽车行业的快速发展，汽车生产线对产品的可跟踪追溯性和柔性化生产的需求日益增长，二维码由于自身的高数据容量、高可读率及实现金属表面的直接打码等特性，成为汽车发动机行业的标准的产品跟踪手段。 二维码（DPM）技术的具体应用 DPM（Direct Part Mark）是一种特殊的标识制作技术，而并不是一种条码标准，一般称之为“直接零部件标识”。该技术可以实现直接在零部件表面上做标识，而不需要纸张、标签一类的标识载体。 在二维码的打标应用方面，目前我厂主要采取自动打标的方式，工件定位加紧后，接近传感器将感应信号发送给PLC控制器，控制器根据控制逻辑，将零部件标识码、零部件号码、毛坯供应商代码及零部件序号按照一定格式通过RS232数据线发送给打标机控制器，打标机在接收到PLC的指令后将上述信息以二维码格式在工件上打印出来（见图1）。随后，扫描仪进行二维码扫描。我们在缸体线和缸盖线的上线处采用气动打标，在曲轴线的终检设备的出料口处采用激光打标。 以缸盖线为例，我们在OP10设置了二维码的上线打标扫描工位，在质量门（OP150）设置了二维码的下线扫描工位，OP50是中间的二维码扫描工位，类似二维码的下线扫描工位。 二维码的上线打标扫描工位介绍： 上线打标扫描工位主要设备包括针式（或激光）打标机、扫描仪、PLC等(见图2)。上线打标扫描工位主要设备连接方式如图2所示： 利用二维码技术进行上线打标扫描工位工艺流程如下： (1)在HMI主界面上点击“循环开始”按钮，系统开始运行，挡料夹具伸出； (2)当传感器感应到工件时，隔料机构动作，将第二个工件隔开； (3)夹紧机构伸出，定位、夹紧工件； (4)判定机构伸出，探测工件的供应商型号是否与Panel(控制板)上设置的型号一致，若一致，系统Panel上报警，报警灯报警，系统停止运行等待人工干预； (5)移动机构将打标机移动到位； (6)系统将打标序号发给打标机控制器，启动打标机打印二维码； (7)打印完成，打标机退回初始位置，扫描仪移动到位； (8)系统扫描工件上的二维码； (9)若扫描解码失败，系统Panel上报警，竹节灯亮红灯，重扫按钮灯亮；操作工可按重扫按钮，重新尝试描解；或者操作工可以通过观察Panel上图像，手动输入可读码； (10)若扫描解码成功，但是内容与上次的重复，系统Panel上报警，竹节灯亮红灯，重扫按钮灯亮；操作工可按实际情况操作； (11)若扫描解码成功，竹节灯亮绿灯闪烁，夹具松开放行工件。 二维码的下线扫描工位介绍： 下线扫描工位主要设备包括扫描仪、PLC、手持式扫描仪等（见图2）。 二维码的下线扫描工位工艺流程是： （1）当工件随滚道流至下线扫描工位时，传感器探测到该工件； （2）扫描仪自动进行扫描，即拍照解码，将解码信息传给PLC。 （3）若扫描解码成功，竹节灯亮绿灯闪烁，夹具松开放行工件。 （4）操作工可以通过PANEL上装有的人机监控界面，监控到2D扫描仪的扫描结果。 （5）若扫描仪扫描解码失败，系统竹节灯自动报警，操作工可根据PANEL上显示的照片，在系统提供的输入界面中人工输入该二维码数据，系统自动将该数据作为扫描获取的信息传至PLC，完成操作。 （6）系统提供硬件Rescan（重新扫描）按钮，用于手动重扫二维码。当自动扫描解码失败，可按此按钮使扫描仪重扫该二维码，再次尝试解码，若此按钮灯常亮，表示该功能有效。 （7）系统提供硬件ByPass（旁路功能）按钮，用于强制释放当前操作的工件。按下此按钮，系统释放夹具，无条件放弃当前操作的工件。 信息系统查询 如何实现产品的精确追溯？产品信息查询和产品测量数据查询是两个主要手段，我们是通过PT-MES进行产品信息查询，通过Q-DAS进行产品测量数据查询的。以下是具体的查询方法： PT-MES产品信息查询 以查询曲轴产品信息为例：登录PT-MES系统后，访问“生产控制>产品信息查询>产品信息查询”菜单。可以选择“产品”、“时间”等作为筛选条件，缩小查询范围（见图3）。 列名解释： （1）序列号——工件上二维码明码。 （2）钢印号——曲轴五位分组号。 （3）状态——产品状态（A表示正常状态；P表示报废状态；H表示锁定状态）。 （4）工位——工件最近经过的工位。 （5）操作码——工位执行的操作指令：OP170表示自动扫描二维码；OP170M表示手工输入二维码；QGH表示手工锁定质量门；QGR表示手工释放质量门；CPM表示手工置料废状态；SCPW表示手工置工废状态。 (6)质量门数——当前未关闭的质量门，曲轴线定义了OP170为人工目检质量门。工件上线（OP160）后， 质量门数为1；工件通过人工目检质量门（OP170）后，质量门数为0。 Q-DAS测量数据查询 我们以查询缸盖OP50 JWF泄漏测量值为例，按照以下步骤在Q-DAS软件上进行操作： 步骤1：打开Q-DAS软件后，确认是否为机加工线的数据库连接（见图4）； 步骤2:选择“从数据库读入”数据，缸盖OP50 JWF测量值的零件名称是：10020763，Cylinder Head（JWF）， op50（见图5）； 步骤3:弹出确认窗口，选择“是”（见图6）； 步骤4：选择“数值栏”以列表形式显示测量值（见图7）； 步骤5：右键“显示附件信息域”，以显示追溯码、测量日期、时间等附件信息（见图8）； 步骤6：最终显示样式（见图9）。 二维码追溯系统的常见问题及解决措施 二维码追溯系统中常见的一些问题有： 1、二维码扫描合格率低： 在项目验收阶段，我们经常遇到二维码扫描合格率低的问题，通过分析采取了以下措施： (1)增加辅助光源，降低背景干扰； (2)利用反显原理，将相机倾斜安装，增加光线的对比度； (3)调整相机的焦距； (4)加大针头的打印深度； （5）定期更换针头。 通过上诉措施的实施，目前我们的二维码扫描合格率达到99.9%，达到了预期的目标。 2、扫描效果的一致性问题： 我们曾经遇这样的情况：在曲轴生产线成功扫描的工件，装配线的二维码扫描枪无法读取该曲轴的二维码，造成生产组织的混乱，后来我们调整了曲轴线和装配线的两台扫描枪的设置参数，使之在读码能力和读码效果上做到完全一致，解决了该问题。 3、工废和料废的处理： 工料废处理后Andon的计数应该是减少，但是实际上Andon上的计数却是累加。我们要求供应商修改手工扫描枪的扫码程序，通过PT-MES的后台处理，确保在我们扫描工料废件时， Andon上的计数相应地自动减少。 二维码技术帮助实现精确追溯 2012年我们厂将二维码（DPM）技术应用到生产中，率先实现对缸体、缸盖、曲轴的精确追溯（连杆和凸轮轴因为零件可打标位置较小，不合适打印二维码，只能进行批次追溯）。我们在缸体线、缸盖线和曲轴线的9道工序（见下表）配置了二维码的打标和扫描装置：我们先在工件上打印二维码（包括：零部件标识码、零部件号码、毛坯供应商代码和零部件序号等信息），再通过二维码扫描，借助于PT-MES的数据采集和上传通道，由检测设备绑定工件的二维码及测量数据，把它们上传至Q-DAS系统。我们制造的缸体、缸盖和曲轴流入发动机装配线后，通过上线二维码的扫描，进行总成匹配和采集，从而实现产品精确追溯的可能性。 二维码技术在发动机的制造加工过程中有其独特的优势，是未来发展的趋势。但是,二维码追溯系统是一项系统工作，牵涉到操作流程、设备调整、数据上传、系统融合（PTMES、Q-DAS）及信息管理等多项工作的整合，只有协调好上述工作，严格按照流程办事，才能充分发挥出该项技术的优势，使其成为质量追溯和生产管理的有效工具。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (6/22/2013)