全自動(dòng)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(duì)商用空調(diào)整機(jī)交付的要求也越來(lái)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(wàn)余種，因此實(shí)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(wú)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(dòng)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(dòng)強(qiáng)度高、技術(shù)要求高、操作安全無(wú)法得到有效保障等問(wèn)題，對(duì)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(dòng)的組合折彎方式正逐步取代人工，而工業(yè)機(jī)器人動(dòng)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(jì)的目的就是為了解決人工折彎勞動(dòng)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(wèn)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(zhǎng)度尺寸超過(guò)1250mm，單個(gè)零件重量達(dá)10kg，搬運(yùn)勞動(dòng)強(qiáng)度大，因此折邊中心配置了全自動(dòng)化的分區(qū)上、下料裝置。設(shè)備單元包括上料臺(tái)車、翻轉(zhuǎn)工作臺(tái)、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(dòng)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(dòng)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(tái)，操作機(jī)對(duì)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(dòng)折邊中心如圖3所示。

圖2 全自動(dòng)折邊中心整體結(jié)構(gòu)示意圖

圖3 全自動(dòng)折邊中心

折邊中心的在線編程

對(duì)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(shí)依據(jù)特定的指令進(jìn)行相應(yīng)的動(dòng)作。折邊中心應(yīng)用程序主要由四個(gè)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(shí)別零件的定位尺寸、材料種類、材料厚度等，包含了自動(dòng)上、下料以及對(duì)中定位的全過(guò)程操作參數(shù)；定位參數(shù)是通過(guò)基本參數(shù)來(lái)進(jìn)行位置判斷，保障零件在折彎過(guò)程中與刀具設(shè)備的相對(duì)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(zhǎng)度、折邊高度、壓腳讓位、模具切換等信息記錄，實(shí)現(xiàn)零件在生產(chǎn)過(guò)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(guò)指定代碼指令進(jìn)行修改調(diào)整。

折邊中心的實(shí)際應(yīng)用

實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，零件的外形設(shè)計(jì)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(wú)法在折邊中心加工，大多是因?yàn)橥庑翁卣鲗?duì)設(shè)備加工的限制，因此零件的設(shè)計(jì)審核者應(yīng)當(dāng)熟悉應(yīng)用設(shè)備，保障零件的各項(xiàng)參數(shù)能夠正常生產(chǎn)，減少因零件不符合實(shí)際生產(chǎn)造成的交期被動(dòng)局面。

電控箱類零件的實(shí)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(gè)面的整體（U形），其兩端折彎高度一般大于165mm，超過(guò)了設(shè)備加工范圍，左、右側(cè)板為對(duì)稱結(jié)構(gòu)，其最初在中間設(shè)計(jì)有大片百葉窗，設(shè)備操作機(jī)在定位時(shí)無(wú)法對(duì)零件進(jìn)行壓緊。為實(shí)現(xiàn)該類零件在折邊中心進(jìn)行自動(dòng)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(duì)該類零件進(jìn)行設(shè)計(jì)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(xiàng)設(shè)計(jì)通過(guò)了客戶體驗(yàn)中心部門的評(píng)審，形成了公司級(jí)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

圖5 電控箱后側(cè)板改進(jìn)前后對(duì)比

左側(cè)板如圖6所示，有13道折邊，且有多個(gè)不規(guī)則的過(guò)線孔，手工折彎需2人配合進(jìn)行，折邊過(guò)程中易劃傷零件表面，造成質(zhì)量隱患，完成整個(gè)零件的折邊加工平均需8min，且操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度高。使用折邊中心加工時(shí)，左側(cè)板由立庫(kù)自動(dòng)對(duì)接折邊中心送料臺(tái)車，在上料過(guò)程中由板料輸送翻面裝置對(duì)零件坯料進(jìn)行翻面，再由推桿對(duì)零件進(jìn)行對(duì)中定位，從而保障零件坯料能夠精準(zhǔn)完成傳輸上料，整個(gè)過(guò)程無(wú)需人工進(jìn)行干涉，加工時(shí)長(zhǎng)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(shí)際加工過(guò)程中的異常問(wèn)題

⑴零件加工中的壓痕問(wèn)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(shí)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(shí)帶出廢料落到零件表面，若前工序采用自動(dòng)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(dòng)入庫(kù)。

表面帶有小廢料的零件在折邊中心加工時(shí)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(bào)廢。為解決該類問(wèn)題，在碼垛前增加了自動(dòng)滾輪毛刷，零件通過(guò)皮帶傳送時(shí)表面被毛刷清理，并且在折邊中心上料時(shí)對(duì)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(shí)的扭曲變形問(wèn)題。由于折邊中心采用壓腳進(jìn)行定位壓緊，在加工時(shí)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(huì)導(dǎo)致零件在折邊時(shí)產(chǎn)生扭曲變形現(xiàn)象，如圖8所示，兩個(gè)邊角位置會(huì)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(cè)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(wèn)題的發(fā)生。

圖8 折邊時(shí)產(chǎn)生扭曲變形

前生： 戈、矛

此生： 方天畫戟

優(yōu)點(diǎn)： 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(guó)呂布楚霸王

九長(zhǎng)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(dú)斗。