一種冷柜內(nèi)膽自動(dòng)成形線的研究

本文詳細(xì)介紹了一種冷柜內(nèi)膽自動(dòng)成形技術(shù)。本項(xiàng)目在研制過程中，重點(diǎn)開發(fā)了柔性加工自動(dòng)成形線技術(shù)，形成自主專有的制造工藝體系，為今后研發(fā)此類設(shè)備積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。該設(shè)備成功投入運(yùn)行后，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化流水線生產(chǎn)，顯著提高生產(chǎn)效率，改善了產(chǎn)品質(zhì)量管控水平，并帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益。家電產(chǎn)業(yè)作為我國國民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)，在七十年間經(jīng)歷了從無到有、從引進(jìn)模仿到自主研發(fā)、從起步到跟隨再到領(lǐng)導(dǎo)的地位演變，完成了飛速擴(kuò)張。隨著國家“一帶一路”戰(zhàn)略的實(shí)施，為我國家電企業(yè)“走出去”創(chuàng)造了機(jī)會(huì)，為“中國制造”向“中國品牌”過渡提供了契機(jī)，同時(shí)也對(duì)國產(chǎn)家電及家電制造裝備提出了更加嚴(yán)格的要求。冷柜作為家電產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，廣泛應(yīng)用于農(nóng)產(chǎn)品、食品、醫(yī)藥以及其他特殊冷藏冷凍場合。常用的冷柜主要由箱體、制冷系統(tǒng)、溫度控制裝置及附件四部分組成。其中，箱體中的內(nèi)膽鈑金件是與冷藏對(duì)象直接接觸的部分，由側(cè)圍板和內(nèi)底板組成。內(nèi)膽鈑金件用于隔斷制冷系統(tǒng)和箱體，其導(dǎo)熱性、抗腐蝕性的好壞直接影響設(shè)備運(yùn)行效果，因此內(nèi)膽鈑金件材料以壓花鋁板和不銹鋼板（304）為主，圖1所示為冷柜及其內(nèi)膽鈑金件。圖1冷柜及其內(nèi)膽鈑金件以往生產(chǎn)此類產(chǎn)品主要采取單機(jī)制造，取料、沖切、折彎等。每個(gè)單機(jī)都要人工操作，中間還要涉及到搬運(yùn)、物流。單機(jī)與單機(jī)之間的銜接難，效率非常低，而且對(duì)每道工序的操作人員技術(shù)要求都較高，需要耗費(fèi)大量的人力資源。尤其沖壓設(shè)備有很多的安全隱患，不利于操作員工的人身安全。在此背景下，開展冷柜內(nèi)膽自動(dòng)成形線柔性技術(shù)研發(fā)，通過開發(fā)可振動(dòng)吸盤上料分張裝置、五聯(lián)動(dòng)伺服輸送機(jī)械以及橫向伸縮式折彎機(jī)構(gòu)，解決傳統(tǒng)冷柜內(nèi)膽自動(dòng)成形線在生產(chǎn)過程中存在的上料、輸送、定位及壓痕等問題，提升冷柜內(nèi)膽自動(dòng)成形線的自動(dòng)化程度。工藝技術(shù)方案板料粘連與振動(dòng)吸盤冷柜內(nèi)膽用鋁板、不銹鋼板，料片因存在油膜，且由于料垛長時(shí)間堆放及板料平整度高，板料之間形成負(fù)壓，造成了兩張板料甚至是多張粘連。目前，板料之間的粘連是不可避免的，一旦粘連兩張或者是多張板料轉(zhuǎn)運(yùn)到模具上進(jìn)行沖壓，極易造成產(chǎn)品和模具損傷。因此，傳統(tǒng)上料方式一般采用人工上料或吸盤上料，外加人工監(jiān)測，生產(chǎn)效率低。板料的粘連已經(jīng)嚴(yán)重影響了自動(dòng)線的穩(wěn)定性、可靠性、連貫性、產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。因此，板料的粘連成為本項(xiàng)目產(chǎn)品開發(fā)迫切需要解決的一大難題，常見鋁板粘連如圖2所示。圖2鋁板料粘連本研究通過開發(fā)可振動(dòng)吸盤式上料分張系統(tǒng)來解決板料粘連問題，其由兩組吸盤、振動(dòng)氣缸組成，在兩組吸盤裝置（吸附用）兩側(cè)設(shè)置有驅(qū)動(dòng)振動(dòng)氣缸的小型吸盤，在吸盤吸附板料上升一定高度后，振動(dòng)氣缸進(jìn)行反復(fù)充放氣，對(duì)板料兩邊進(jìn)行高頻振動(dòng)，加速空氣進(jìn)入板料間隙，促使板料分離。由此有效地解決了多張板料同時(shí)上料時(shí)損傷板料和模具的問題。圖3為改進(jìn)后的上料機(jī)。圖3上料機(jī)板料運(yùn)輸跑偏與五聯(lián)動(dòng)伺服輸送冷柜內(nèi)膽板材多采用鋁板、不銹鋼板，具有重量輕、無磁性等特性，在輸送過程中，無法采用常規(guī)鋼板成形線上的磁性輸送方式。因此在板料輸送過程中，因板料振動(dòng)極易發(fā)生板料跑偏的現(xiàn)象，使后續(xù)沖切、折彎等工序無法進(jìn)行準(zhǔn)確定位，對(duì)于產(chǎn)品的質(zhì)量有很大影響。如何解決鋁板、不銹鋼板在輸送過程中，易跑偏、定位不準(zhǔn)等問題是本項(xiàng)目的難點(diǎn)。五聯(lián)動(dòng)伺服輸送機(jī)械手運(yùn)輸板料，其中每一組機(jī)械手由前夾持部分和后夾持部分組成，前夾持部分位置固定，后夾持部分可由伺服電機(jī)任意調(diào)節(jié)位置夾緊，減少產(chǎn)品自由移動(dòng)空間，并可適用于不同規(guī)格產(chǎn)品的生產(chǎn)。五組調(diào)整機(jī)械手固定在同一個(gè)底座上串聯(lián)成一個(gè)組合聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)，依靠動(dòng)力總成牽引整體輸送。動(dòng)力牽引總成由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，接電連通后驅(qū)動(dòng)滾珠絲桿，轉(zhuǎn)動(dòng)滾珠螺母在直線導(dǎo)軌上運(yùn)行，從而牽引五組產(chǎn)品調(diào)整機(jī)械手在直線導(dǎo)軌上固定式循環(huán)往復(fù)輸送，提高生產(chǎn)效率，克服了傳統(tǒng)皮帶輸送過程中，板料跑偏和定位不準(zhǔn)的現(xiàn)象。具體輸送流程如圖4所示：板料在第一個(gè)工位由前調(diào)整機(jī)械手前夾持部分感應(yīng)定位后夾持→后夾持部分通過伺服電機(jī)運(yùn)行將板料夾持牢固→夾持機(jī)械手氣缸頂升→動(dòng)力牽引總成的伺服電機(jī)通過滾珠絲杠推動(dòng)調(diào)整機(jī)械手運(yùn)動(dòng)，將板料向前輸送→后面的四組調(diào)整機(jī)械手串聯(lián)在一起，安置在機(jī)座上同步向前運(yùn)行，快速移動(dòng)板料。圖4五聯(lián)動(dòng)伺服輸送機(jī)械手過料與可伸縮折彎五聯(lián)動(dòng)伺服輸送機(jī)械手解決了整線穩(wěn)定輸送問題，但是在折彎過程中，刀具橫亙在輸送線路上，伺服機(jī)械手無法通過。公司上一代技術(shù)采用的是90°折彎機(jī)構(gòu)，刀具采用分體式，由兩個(gè)單體45°刀對(duì)立拼接成一個(gè)90°空間。此技術(shù)可以解決機(jī)械手通過問題，但是板料折彎在刀口對(duì)立處受力不均，產(chǎn)生壓痕，影響板料外觀質(zhì)量。為了解決上述問題，研究開發(fā)了一種橫向可伸縮折彎機(jī)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)如圖5所示，垂直于輸送線方向，設(shè)計(jì)有刀具自動(dòng)伸縮機(jī)構(gòu)，板料折彎時(shí)，刀具自動(dòng)伸出，板料折彎后，刀具自動(dòng)縮回。五聯(lián)動(dòng)伺服輸送機(jī)械手順暢通過的同時(shí)，可伸縮機(jī)構(gòu)有效保證刀具的一體性，避免了分體式刀具造成板料受力不均，易產(chǎn)生痕跡及精度不高等問題。圖5刀具伸縮機(jī)構(gòu)圖研制結(jié)果與結(jié)論本產(chǎn)品技術(shù)水平與傳統(tǒng)同類產(chǎn)品對(duì)比見表1。表1本產(chǎn)品技術(shù)水平