全自動折邊中心在商用空調(diào)電控箱加工中的應(yīng)用

文/資明庚·格力電器（珠海）股份有限公司

隨著我司商用空調(diào)板塊的持續(xù)增量發(fā)展，客戶對商用空調(diào)整機(jī)交付的要求也越來越高，而商用空調(diào)作為我司定制化產(chǎn)品的典型代表，其零部件的生產(chǎn)組裝同樣存在大量定制化元素，目前涉及折彎工序的零件已多達(dá)3萬余種，因此實際生產(chǎn)中小批量、多品種切換已是常態(tài)化的生產(chǎn)模式。鈑金件作為商用空調(diào)內(nèi)外機(jī)殼體與結(jié)構(gòu)的主要零部件，傳統(tǒng)的人員密集型折彎生產(chǎn)方式已無法跟上行業(yè)的發(fā)展步伐，逐漸成為鈑金零件工序流中的瓶頸，急需發(fā)展自動化、柔性化的加工模式。

折邊中心的應(yīng)用背景

目前空調(diào)行業(yè)普遍采用人機(jī)結(jié)合的鈑金折彎方式，主要由人工手持零件在數(shù)控折彎設(shè)備上進(jìn)行操作，如圖1所示，這種人機(jī)配合的操作方式存在零件質(zhì)量一致性差、勞動強(qiáng)度高、技術(shù)要求高、操作安全無法得到有效保障等問題，對折邊效率的提高與零件質(zhì)量的保障極為不利。

圖1 人機(jī)配合進(jìn)行折彎操作

隨著工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，由數(shù)控折彎設(shè)備與工業(yè)機(jī)器人聯(lián)動的組合折彎方式正逐步取代人工，而工業(yè)機(jī)器人動作需示教編程，導(dǎo)致其僅適用于批量大、切換少的鈑金零件折彎生產(chǎn)模式。

單機(jī)折邊中心作為一種新的鈑金折彎設(shè)備，其研發(fā)設(shè)計的目的就是為了解決人工折彎勞動強(qiáng)度高、質(zhì)量一致性差、工業(yè)機(jī)器人折彎切換慢、維護(hù)頻繁等問題，因此折邊中心在解決商用空調(diào)鈑金件折彎生產(chǎn)方面存在巨大的應(yīng)用潛力。

折邊中心的整體結(jié)構(gòu)

商用空調(diào)零部件通常長度尺寸超過1250mm，單個零件重量達(dá)10kg，搬運(yùn)勞動強(qiáng)度大，因此折邊中心配置了全自動化的分區(qū)上、下料裝置。設(shè)備單元包括上料臺車、翻轉(zhuǎn)工作臺、穿梭輸送裝置、折邊主機(jī)、操作機(jī)和出料裝置等，如圖2所示。操作機(jī)位于折邊主機(jī)正前方，自動上、下料系統(tǒng)分別位于數(shù)控板料折邊機(jī)的兩側(cè)。自動分區(qū)上、下料裝置和穿梭輸送裝置代替人工將板材或工件輸送到或輸送出工作臺，操作機(jī)對加工板材進(jìn)行定位、送料，折邊主機(jī)完成板材彎曲成形的工作，全自動折邊中心如圖3所示。

圖2 全自動折邊中心整體結(jié)構(gòu)示意圖

圖3 全自動折邊中心

折邊中心的在線編程

對于數(shù)控設(shè)備，NC程序是從數(shù)控系統(tǒng)外部輸入的直接用于加工的程序，在設(shè)備加工時依據(jù)特定的指令進(jìn)行相應(yīng)的動作。折邊中心應(yīng)用程序主要由四個部分組成：基本參數(shù)、定位參數(shù)、折彎參數(shù)及NC代碼，操作界面如圖4所示。

圖4 折邊中心應(yīng)用程序操作界面

基本參數(shù)用于識別零件的定位尺寸、材料種類、材料厚度等，包含了自動上、下料以及對中定位的全過程操作參數(shù)；定位參數(shù)是通過基本參數(shù)來進(jìn)行位置判斷，保障零件在折彎過程中與刀具設(shè)備的相對位置處于精準(zhǔn)控制狀態(tài)；折彎參數(shù)用于零件的折邊順序、折邊長度、折邊高度、壓腳讓位、模具切換等信息記錄，實現(xiàn)零件在生產(chǎn)過程中按照要求的三維形狀進(jìn)行折邊加工，所有參數(shù)信息均可在NC代碼中通過指定代碼指令進(jìn)行修改調(diào)整。

折邊中心的實際應(yīng)用

實際生產(chǎn)過程中，零件的外形設(shè)計應(yīng)與設(shè)備的加工性能相匹配，有些零件在滿足尺寸要求的情況下無法在折邊中心加工，大多是因為外形特征對設(shè)備加工的限制，因此零件的設(shè)計審核者應(yīng)當(dāng)熟悉應(yīng)用設(shè)備，保障零件的各項參數(shù)能夠正常生產(chǎn)，減少因零件不符合實際生產(chǎn)造成的交期被動局面。

電控箱類零件的實際加工應(yīng)用

電控箱箱體一般由后側(cè)板和左、右側(cè)板組成。后側(cè)板是三個面的整體（U形），其兩端折彎高度一般大于165mm，超過了設(shè)備加工范圍，左、右側(cè)板為對稱結(jié)構(gòu)，其最初在中間設(shè)計有大片百葉窗，設(shè)備操作機(jī)在定位時無法對零件進(jìn)行壓緊。為實現(xiàn)該類零件在折邊中心進(jìn)行自動化生產(chǎn)，我們聯(lián)合商用空調(diào)技術(shù)部與工藝部技術(shù)人員對該類零件進(jìn)行設(shè)計優(yōu)化，考慮將百葉窗放在后側(cè)板上，如圖5所示，從而保證左、右側(cè)板可以在多邊折彎中心加工，最終該項設(shè)計通過了客戶體驗中心部門的評審，形成了公司級的產(chǎn)品設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。

圖5 電控箱后側(cè)板改進(jìn)前后對比

左側(cè)板如圖6所示，有13道折邊，且有多個不規(guī)則的過線孔，手工折彎需2人配合進(jìn)行，折邊過程中易劃傷零件表面，造成質(zhì)量隱患，完成整個零件的折邊加工平均需8min，且操作人員勞動強(qiáng)度高。使用折邊中心加工時，左側(cè)板由立庫自動對接折邊中心送料臺車，在上料過程中由板料輸送翻面裝置對零件坯料進(jìn)行翻面，再由推桿對零件進(jìn)行對中定位，從而保障零件坯料能夠精準(zhǔn)完成傳輸上料，整個過程無需人工進(jìn)行干涉，加工時長縮短為2.2min，因此該零件的生產(chǎn)效率得到大幅提升。右側(cè)板的加工方法與左側(cè)板基本相同。

圖6 電控箱箱體左側(cè)板

實際加工過程中的異常問題

⑴零件加工中的壓痕問題。零件表面粘附小廢料是導(dǎo)致壓痕的主要原因，由于前工序加工時模具排出廢料不流暢，廢料粘附到模具沖頭上，在加工下一道工序時帶出廢料落到零件表面，若前工序采用自動碼垛功能，零件表面粘附的小廢料則被層層壓緊，經(jīng)碼垛后的零件隨托盤自動入庫。

表面帶有小廢料的零件在折邊中心加工時被操作機(jī)的壓腳壓緊，因此在零件表面留下廢料凹坑，如圖7所示，造成零件報廢。為解決該類問題，在碼垛前增加了自動滾輪毛刷，零件通過皮帶傳送時表面被毛刷清理，并且在折邊中心上料時對零件表面進(jìn)行吹氣，去除表面雜物。

圖7 折邊后表面凹坑異常

⑵零件加工時的扭曲變形問題。由于折邊中心采用壓腳進(jìn)行定位壓緊，在加工時若壓腳不能完成壓住零件本體，且零件本身存在結(jié)構(gòu)性薄弱部分，則可能會導(dǎo)致零件在折邊時產(chǎn)生扭曲變形現(xiàn)象，如圖8所示，兩個邊角位置會出現(xiàn)S形的變形，從而導(dǎo)致零件需額外的平整返修，增加了企業(yè)的生產(chǎn)成本。因此在加工零件前還需測量壓腳到零件各邊的距離，保證壓腳能夠完成壓緊零件本體，減少扭曲變形等問題的發(fā)生。

圖8 折邊時產(chǎn)生扭曲變形

前生： 戈、矛

此生： 方天畫戟

優(yōu)點： 攻擊和防守空間大

解讀： 鉤啄刺割組戟兵 戈矛合體青出藍(lán)持棘英豪知多少 三國呂布楚霸王

九長之一 古稱“棘”，頭帶刃刀，是戈和矛的合成體，呈“十”字或“卜”字形，主要技法有鉤、啄、刺、割等。主要用于獨斗。