柜機(jī)后板組件全自動(dòng)生產(chǎn)過(guò)程研究及實(shí)施

在傳統(tǒng)鈑金加工制造中，點(diǎn)焊始終是不可缺少的一環(huán)。以空調(diào)器柜機(jī)后板組件的生產(chǎn)為例，該零件生產(chǎn)需要投入點(diǎn)焊作業(yè)人員不少于7人，在生產(chǎn)過(guò)程中零件外觀除點(diǎn)焊工藝帶來(lái)的焊渣、黑點(diǎn)外，還存在劃傷、碰傷等質(zhì)量隱患，對(duì)員工作業(yè)技能與熟練程度均有一定要求。本文以上述鈑金零件為例，重點(diǎn)對(duì)鈑金全自動(dòng)無(wú)鉚鉚接加工工藝的生產(chǎn)過(guò)程及實(shí)施情況進(jìn)行介紹。

柜機(jī)后板組件生產(chǎn)流程

整體作業(yè)工序流程為后板、電機(jī)安裝板組件上料進(jìn)行點(diǎn)焊，放置固定塊進(jìn)行點(diǎn)焊，放置固定條進(jìn)行點(diǎn)焊，放置擋風(fēng)板進(jìn)行點(diǎn)焊，最后裝箱碼垛。由于柜機(jī)后板組件面積約為2平方米、單件重量可達(dá)10公斤以上，零件傳遞過(guò)程中難以避免因拖拽動(dòng)作造成劃傷、碰傷。

工藝流程為傳統(tǒng)點(diǎn)焊流程即電極焊接法。在拿取工件后，將接頭送入上、下電極之間并夾緊，工件接觸點(diǎn)在通電后利用電能轉(zhuǎn)化成熱能的形式熱熔化形成熔核。隨后斷電，保持壓力，熔核冷卻形成焊點(diǎn)，接著去除壓力，取出工件。

生產(chǎn)作業(yè)人員在此過(guò)程中將面對(duì)高勞動(dòng)強(qiáng)度、低生產(chǎn)效率的窘境。同時(shí)點(diǎn)焊加工的工作環(huán)境較差，生產(chǎn)時(shí)經(jīng)常會(huì)伴隨著火花飛濺的現(xiàn)象，產(chǎn)生的焊渣、黑點(diǎn)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量存在巨大威脅，亟需改善。

自動(dòng)化生產(chǎn)方案設(shè)計(jì)

基于上文所描述的點(diǎn)焊工藝的各類弊端，為更好地提高客戶滿意度以及生產(chǎn)作業(yè)人員的作業(yè)體驗(yàn)，在質(zhì)量可靠性得到驗(yàn)證的前提下，項(xiàng)目組結(jié)合產(chǎn)品本身與生產(chǎn)實(shí)際情況，設(shè)計(jì)了自動(dòng)化生產(chǎn)方案，得到的零件成品示意圖如圖1所示。

點(diǎn)焊改鉚接工藝

⑵多點(diǎn)位多工序可切換線體設(shè)計(jì)。深度研究產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，結(jié)合零件特性設(shè)計(jì)的鉚接點(diǎn)位與模具進(jìn)行適配，并安裝模具器與移模臂，滿足通用性與快速切換要求，對(duì)線體柔性與生產(chǎn)效率進(jìn)行保障。

⑴多種料厚復(fù)合鉚接聯(lián)動(dòng)技術(shù)。單點(diǎn)鉚接模具采用薄板使用狀況更好的三瓣模，通過(guò)調(diào)整技術(shù)參數(shù)即可實(shí)現(xiàn)使不同料厚配合達(dá)到連接強(qiáng)度的要求。在進(jìn)氣口增加氣源壓力傳感器，實(shí)現(xiàn)鉚接強(qiáng)度與增壓力即時(shí)提醒功能。

后板成品上料到后板左右橫移機(jī)構(gòu)，傳感器檢測(cè)到工件，把零件往下一個(gè)工序輸送。后板移動(dòng)到位后，由機(jī)械手抓取上料。同時(shí)，關(guān)節(jié)機(jī)器人將工裝中的電機(jī)安裝板組件放入鉚接模具，通過(guò)氣缸壓力在模具中進(jìn)行鉚接(圖4)。在前一工序鉚接的同時(shí)下一工序的配合組件也提前放入對(duì)應(yīng)工裝內(nèi)，為下次鉚接作準(zhǔn)備。通過(guò)工件傳遞與配合，依次完成后面的鉚接工序。鉚接完成的成品由輸送線傳送出去，循環(huán)以上工序，可實(shí)現(xiàn)零件的批量生產(chǎn)。

柜機(jī)后板自動(dòng)鉚接生產(chǎn)線

河南省旅游資源豐富，近年來(lái)旅游產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速。但由于旅游資源、旅游接待設(shè)施等客觀原因，河南省旅游經(jīng)濟(jì)發(fā)展不均衡，城市間的旅游經(jīng)濟(jì)聯(lián)系差異也較大。鄭州市雖作為河南省中心城市，但增長(zhǎng)極作用沒(méi)有得到充分發(fā)揮，各城市間旅游經(jīng)濟(jì)聯(lián)系不足，缺乏進(jìn)一步發(fā)展的動(dòng)力。而學(xué)者們對(duì)河南旅游經(jīng)濟(jì)的研究側(cè)重于旅游經(jīng)濟(jì)的演化和發(fā)展對(duì)策[20-21]，對(duì)河南省旅游經(jīng)濟(jì)聯(lián)系的網(wǎng)絡(luò)化探討不足。本文借助萬(wàn)有引力模型，以旅游經(jīng)濟(jì)聯(lián)系為基礎(chǔ)，運(yùn)用社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析方法，對(duì)2010-2016年河南省18個(gè)城市之間旅游經(jīng)濟(jì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征及其影響因素進(jìn)行深入探討，以期為河南省旅游業(yè)的持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展提供理論指導(dǎo)。

多點(diǎn)位多工序可切換線體設(shè)計(jì)，根據(jù)后板的尺寸將后板均分為3個(gè)工位，線體主體由三個(gè)大型鉚接機(jī)組成，每個(gè)工位根據(jù)產(chǎn)品特征設(shè)置鉚點(diǎn)，根據(jù)多次調(diào)整、試驗(yàn)驗(yàn)證，在原點(diǎn)焊工藝焊點(diǎn)數(shù)量的基礎(chǔ)上增加鉚點(diǎn)數(shù)量，提高關(guān)鍵部位(電機(jī)固定部位)強(qiáng)度；每個(gè)工位鉚接機(jī)配置一副模具，模具根據(jù)鉚點(diǎn)分布進(jìn)行偏心設(shè)計(jì)，均布?jí)毫?，模具可?shí)現(xiàn)快換。線體共規(guī)劃3類模具，可滿足十余款組件產(chǎn)品，后續(xù)可在此基礎(chǔ)上通過(guò)更換模具提高其通用性，通過(guò)驗(yàn)證不同后板組件連接方式的鉚接力，最終確定鉚接點(diǎn)數(shù)量及鉚接直徑。

結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際需求，根據(jù)各后板組件零件鉚接點(diǎn)確定鉚接設(shè)備數(shù)量及鉚接模具。柜機(jī)后板自動(dòng)鉚接生產(chǎn)線由輸送線、鉚接模具3組、無(wú)鉚接壓力機(jī)3臺(tái)、關(guān)節(jié)型機(jī)器人3臺(tái)、機(jī)械手3臺(tái)和電控系統(tǒng)等組成，圖2、圖3分別為該生產(chǎn)線的側(cè)視圖和俯視圖。同時(shí)考慮線體能夠?qū)崿F(xiàn)模具快速切換，包括鉚接模具的切換，機(jī)械手夾具及輸送線調(diào)整設(shè)備參數(shù)設(shè)置等，推進(jìn)工藝革新與標(biāo)準(zhǔn)化制定，開(kāi)展生產(chǎn)柔性提升工作提供支撐與保障。采用舉模器和移模臂滿足了快速輕松的換模，把模具推到定位腔后按下按鈕，氣缸對(duì)模具實(shí)現(xiàn)自動(dòng)鎖緊功能。較傳統(tǒng)點(diǎn)焊生產(chǎn)線減少人力投入60%并提升生產(chǎn)效率20%以上。

自動(dòng)線運(yùn)行模式

近些年來(lái)青海藏毯生產(chǎn)幾乎占據(jù)了全國(guó)藏毯生產(chǎn)的90%以上，出口量為全國(guó)手工地毯的30%，每年產(chǎn)值達(dá)40億元。從2004年至今，青海已連續(xù)成功舉辦了14屆“藏毯國(guó)際博覽會(huì)”。2016年、2017年、2018年青?！安靥赫埂边_(dá)成的意向簽約和合同訂單分別為19050萬(wàn)美元、1.96億美元、1.96億美元。

佛羅里達(dá)的迪士尼樂(lè)園里主要的云霄飛車，最高點(diǎn)“只有”兩百尺（約十五層樓高）。云霄飛車從十五層樓高的地方俯沖下來(lái)，很恐怖吧，怎么會(huì)說(shuō)“只有”呢？

核心技術(shù)攻關(guān)點(diǎn)

針對(duì)薄板材料不同料厚連接鉚接力不達(dá)標(biāo)問(wèn)題，項(xiàng)目組通過(guò)采用圓點(diǎn)鉚接下模TOX結(jié)構(gòu)系列鉚接方式與BTM三瓣鉚接結(jié)構(gòu)模具對(duì)抗拉脫力進(jìn)行比較，針對(duì)0.65+0.50超薄板鉚接，采用三瓣鉚接結(jié)構(gòu)模具可基本滿足鉚接拉力要求，解決了傳統(tǒng)鉚接材料厚度不同時(shí)需更換沖頭的難題。通過(guò)調(diào)整技術(shù)參數(shù)即可實(shí)現(xiàn)不同料厚配合達(dá)到連接強(qiáng)度的要求。鉚接過(guò)程通過(guò)氣液增力缸氣推油產(chǎn)生鉚接壓力，為保證氣源充足，將所有進(jìn)氣口設(shè)計(jì)為2英寸氣管(一般現(xiàn)場(chǎng)支線最大管徑)，在進(jìn)氣口增加氣源壓力傳感器，實(shí)現(xiàn)鉚接強(qiáng)度與增壓力即時(shí)提醒技術(shù)，在無(wú)法達(dá)到連接強(qiáng)度時(shí)的即時(shí)提醒，可避免在批量生產(chǎn)時(shí)出現(xiàn)大量質(zhì)量不合格的情況，確保鉚接質(zhì)量的穩(wěn)定性。通過(guò)設(shè)定增力缸壓力，若沖壓力達(dá)不到設(shè)定值，表示無(wú)鉚連接質(zhì)量不合格，模內(nèi)壓力傳感器檢測(cè)到壓力值并傳送給PLC，控制上模停在原點(diǎn)并報(bào)警，從而保證壓鉚質(zhì)量?；谝陨洗胧?shí)現(xiàn)了無(wú)鉚鉚接工藝替代點(diǎn)焊的新工藝技術(shù)，改善了作業(yè)環(huán)境、消除了點(diǎn)焊煙塵污染，同時(shí)降低焊接作業(yè)的能耗，奠定了工藝革新的基礎(chǔ)。

自動(dòng)化的前提是標(biāo)準(zhǔn)化，對(duì)主流生產(chǎn)的多款零件進(jìn)行鉚接工藝驗(yàn)證，設(shè)計(jì)鉚點(diǎn)分布，通過(guò)軸向力使零件連接處之間完成連接。剛性鉚接的方式使鉚接后零件不能活動(dòng)，鉚接處嚴(yán)密，不會(huì)發(fā)生漏水、漏氣等現(xiàn)象。

2.提出了建設(shè)文化強(qiáng)國(guó)的重要舉措。“建設(shè)社會(huì)主義文化強(qiáng)國(guó)，必須走中國(guó)特色社會(huì)主義文化發(fā)展道路”［1］，“關(guān)鍵是增強(qiáng)全民族文化創(chuàng)造活力。要深化文化體制改革，……發(fā)揚(yáng)學(xué)術(shù)民主、藝術(shù)民主，……讓一切文化創(chuàng)造源泉充分涌流?！保?］

⑶多功能端拾器及創(chuàng)新型工裝應(yīng)用。后板組件涉及多種需要鉚接到后板主體上的小件，在保證效率的前提下開(kāi)發(fā)了多功能端拾器完成上料(圖5)，使用仿型定位一備一用的工裝(圖6)進(jìn)行備料。

項(xiàng)目成效

通過(guò)推進(jìn)鈑金零件工藝革新，從點(diǎn)焊變更為自動(dòng)化鉚接后，每條生產(chǎn)線直接減少人力投入2人，將生產(chǎn)節(jié)拍從低于30PCS/h提升至120PCS/h。在實(shí)現(xiàn)效率提升的同時(shí)，極大地改善了員工作業(yè)環(huán)境，降低了技能要求，對(duì)制造業(yè)作業(yè)人員穩(wěn)定工作做出了積極貢獻(xiàn)。零件外觀品質(zhì)的提升，也帶給客戶更好的使用體驗(yàn)。

結(jié)束語(yǔ)

隨著市場(chǎng)需求的日新月異、客戶要求的逐漸提升以及制造轉(zhuǎn)型升級(jí)的驅(qū)動(dòng)，通過(guò)鉚接工藝替代部分傳統(tǒng)點(diǎn)焊工藝，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)將會(huì)給企業(yè)注入新的動(dòng)力。項(xiàng)目組以柜機(jī)后板組件為例進(jìn)行項(xiàng)目成果介紹，過(guò)程中展現(xiàn)制造業(yè)技術(shù)人員與生產(chǎn)作業(yè)人員協(xié)同開(kāi)展項(xiàng)目、攻堅(jiān)克難，發(fā)揚(yáng)艱苦奮斗與創(chuàng)新精神，為中國(guó)制造的升級(jí)添磚加瓦。