简单分析螺栓RFID在发动机装配中的应用

在汽车制造行业，通常采用纸质条码、激光蚀刻二维码、RFID标签等多种形式进行车辆或发动机的识别。

而在RFID标签方面，也会封装成各种形式，如高速公路ETC的矩形标签、南京地铁的圆形筹码标签、汽车总装车间的带磁铁标签、发动机机加的螺栓标签。

本文介绍螺栓RFID标签在发动机制造中的应用。

在2013年，通用汽车与巴鲁夫合作，在通用纽约工厂应用巴鲁夫的高频螺栓RFID标签，用于机加车间缸体线和缸盖线的识别和追溯。

巴鲁夫的螺栓RFID标签有M6和M8等规格，存储容量最高可达128KB，其外观和普通螺栓非常相似，如下图红圈所示：



以缸体加工为例，缸体上线时，先将RFID螺栓安装、拧紧、写入工单及序列号信息；当缸体经过关键加工工位时，PLC将关键作业信息如拧紧值、试漏检测结果等写入螺栓RFID；当缸体进入下一工位，PLC读取RFID并检查上道工序结果；缸体下线时，PLC读取RFID数据并同步给MES系统。
巴鲁夫螺栓RFID标签提供IP68等级的防护，可以应用于有润滑剂、金属屑、清洗设备的环境中。
在一台发动机的完整制造流程中，会使用多个RFID标签，如：

缸体机架的螺栓RFID
缸盖机架的螺栓RFID
内装线的托盘RFID
缸盖分装的托盘RFID
活塞连杆分装的托盘RFID
外装线的托盘RFID
卡车发动机的测试线托盘RFID
当发动机从内装转运到外装时，或者需要离线返修时，由于发动机和托盘分离，这时就需要将RFID数据与MES之间进行备份和恢复，较为繁琐。

因此，如果能够将缸体上的螺栓RFID标签一直延用到完整的制造过程中，就不存在数据转运的问题，可以大量减少MES和PLC之间的数据交互，但是面临很大的困难。

由于发动机工位间距小，因此采用了高频而不是超高频RFID技术，这就造成了RFID标签阅读距离短(一般<0.2米)、角度小，因此一般要求阅读器要正对标签、紧贴安装。

而缸体在经过装配之后，大部分被包裹在发动机内部，如果螺栓RFID安装在内部则难以识别；安装在外部的话，也可能在装配过程中，造成和零件设备的干涉，也难以识别。

那么假如我们希望做到利用缸体螺栓RFID进行全程跟踪的话，则需要从设计入手，和工艺、控制专家一起制订方案：

在缸体上设计螺栓RFID专用的工艺安装孔；此孔不会影响发动机的刚性；在装配后也一直暴露在发动机的外侧；在出厂前用普通螺栓或橡胶塞进行封闭。
螺栓RFID在缸体机加安装后，全程不会和其它零件、设备形成干涉。
设备和OEM工程师，要根据螺栓RFID的位置和角度，调整各工位RFID阅读器的安装位置。
此方案能够有效地确保数据安全，但是增加了工艺的复杂性，可谓各有利弊。