电机铝壳打码等级偏低问题改善

王禧欢（马勒电驱动太仓有限公司 江苏太仓 215400）摘要：本文首先对小电机铝壳激光打码等级偏低问题影响因素的介绍， 并从机壳加工工艺， 打码及扫码过程工艺分析， 通过试验验证讨论处理码等级偏低问题的方法，并对各个方法的优缺点进行了分析， 供读者根据自身条件选取合适的方案关键词：激光打码，二维码质量等级，抛丸处理，基恩士The improvement of motor housing QR code grade lowproblemXihuan Wang(MAHLE Electric Drives (Taicang) Co., Ltd.   TaicangJiangsu province 215400)Abstract: Firstly, introduce the factors of motor housing QR code grade lowproblem; secondly, analyze the process of shot peening of housing, QR codemarking and QR code scanning; finally get 4 possible methods through test andverify the 4 factors, also clear the advantage and disadvantage of these 4methods. The reader could get the suitable actions according to himself specialsituation.Keyword: laser marking, QR code quality grade, shot peening, Keyence1.       引言：随着铝制机壳在汽车行业各类电机中的普及，激光刻码等级不良的问题逐渐成为一个比较普遍的现象。目前主流的主机厂对二维码等级要求为C级及以上， 实际上受到铝壳表面粗糙度，打码设备功率以及拍照设备光照条件等因素的影响，二维码判定等级低于要求逐渐成为一种常见的现象。2.       工艺介绍：2.1工艺过程：上料à型号检测à打码à扫码判定（码的质量等级）本文试验用的设备为基恩士MD-X2000， 扫码设备为基恩士SR-2000

图1.打码扫码设备2.2二维码信息项目                                                                                                        参数类型                                                                                                    ECC200单元尺寸                                                                                             0.25mm大小                                                                                    24x24单元（边缘留白尺寸2单元）质量要求规格                                                                  ISO/IECTR29158(AIM DPM-1-2006)2.3改善前不良率数据（平均不良率为1.5%）：11.01白11.01夜11.02白11.02夜11.03白11.03夜11.04白11.04夜打码不良个数96772101011产出合格数431670576722572756487773打码不良率2.09%0.09%1.22%0.97%0.35%1.32%2.05%1.42%2.4相关的因素有：2.4.1铝壳表面粗糙度    铝壳在铸造后会不可避免出现毛刺，多料的问题， 目前常规的处理方式为抛丸清理， 在这个清理过程中铝壳表面的粗糙度会变差， 受制于抛丸过程中丸粒尺寸， 抛丸速度和抛丸时间的影响， 机壳表面粗糙度表现会出现较大的差异，尤其是不同供应商之间可能会有明显的差异；2.4.2打码设备的功率    在其他条件不变的情况下提高打码设备的功率会显著提高码的等级，实际中考虑到成本因素一般不会留太大的功率冗余； 同时考虑到配件可使用周期尽可能长一些， 实际使用过程中功率输出还会打折扣， 一般设定值都小于100%；2.4.3 扫码条件  一般基恩士扫码枪会携带照明的功能， 文中SR-2000就具备这种功能， 实际上扫码枪对光照的要求比较高， 单纯依靠自带的照明功能无法取得良好的效果；3.       改善试验：3.1铝壳表面粗糙度   采用小丸粒大功率和长时间代替大丸粒短时间， 这样对设备的要求更高一些， 如小电机机壳粗糙度要求应该设定Ra≤1.5， 对应的丸粒尺寸0.2mm为最佳， 除此抛丸机上关键配件叶轮片至少2个月更换一次（具体根据产量确定）粗糙度/ Ra产品图片机壳扫码不良率0.3mm丸粒3-61.5%0.2mm丸粒<1.50备注：上述信息基于每组各1000件的生产信息3.2 打码设备功率   以基恩士MD-X2000为例设备打码功率为13W， 如果可以采用20W的更大功率设备，码的质量等级提升到A级， 对应的报废率为0. 除此在参数设定时没有必要留太大的功率冗余， 根据设备供应商的推荐一般90%-95%甚至98%都是可以的；3.3 扫码条件  主要针对光照条件， 一般分为光的强度（不同流明）， 在合适的光照条件下码的质量等级会有不同程度的提高，试验结果如下：编号1000lm-D1000lm-D & 180lm-F180lm-F无光10lm-F133444233433334433433434534443634443734434823343934423103433411444341244443133443314344431534333163444317334431833423194444220444342144444224344423444342434443253343426333332734424283444429144333044434备注： 实验中数据4对应A级， 3对应B级，2对应C级， 1对应D级，0对应F级从实验数据分析180lm聚拢型光源对二维码质量等级有明显的提升， 具体参见下表:编号.原假设条件备择假设条件P值是否改善1无外加光源10lm-F0.338否2无外加光源180lm-F0是3无外加光源1000lm-D0.836否410lm-F1000lm-D0.929否51000lm-D180lm-F0是61000lm-D1000lm-D & 180lm-F0是71000lm-D& 180lm-F180lm-F0.061否备注： D 代表发散型光源； F代表聚拢型光源3.4 打码时间  在其他参数都无法改善的情况下提高打码时间也可以改善打码质量等级， 同时我们也对比试验了高速度下多次重复打码的可行性²  试验计划  我们将扫码条件那一组中无光源数据作为对照组

²  试验数据

备注： 实验中数据4对应A级， 3对应B级，2对应C级， 1对应D级，0对应F级，对比组为扫码条件中无光源从试验结果看打码时间从7秒提高到9.5秒后（A组），码等级明显提高， C等级码都被提升到B级及以上， 同时B级码的比例由46%降低到20%； 相对于A组， C组（10.3秒内3次重复打码）的效果要差一些， 主要体现在B级码的比例较大； 同样相同B级码在扫码枪的判定结果中Reflectance Margin 和 Modulation两个项目上的打分， C组要低于A组。

图2. A组和C组B级码扫码枪判定对比4.总结：4.1 提高铝壳粗糙度能力Ra<1.5,二维码等级在C级及以上， 缺点是会增加机壳抛丸的生产成本；4.2 采用更大功率的打码机可以使二维码等级在C级及以上， 缺点是会增加设备投资（不建议太大的功率冗余）；4.3 增加打码时间可以提高二维码质量等级， 缺点是会增加打码工位节拍时间；4.4 增加额外的光源可以提高二维码的扫码判定等级，需要增加的设备投资也远远小于第1，和第2点， 缺点是二维码扫码等级提升的幅度会受到其他因素的制约；