新型冰箱壓縮機保護器自動裝配技術應用分析

許明峰

（合肥華凌股份有限公司，安徽 合肥 230601）

近年來，我國人民的整體生活水平得到了極大改善，不同種類家電的應用也越來越普遍，而冰箱在人們日常生活中發揮著日益重要的作用，同時也極大地提高了人們的生活質量，被更多的人們所認可。而壓縮機作為冰箱的重要部件，其運行的可靠性和安全性同樣至關重要。一旦運行出現差錯，將會影響冰箱制冷系統的運轉，不但會導致食物的變質，還會對電器的線路和其他部件帶來嚴重影響，從而對使用者的人身安全和財產安全帶來威脅。鑒于此，本文提出了一種壓縮機保護器裝置，且為了擴大產量，滿足生產需求，還需設計一條自動裝配生產線，以此來擴大新型保護器的生產規模，保障生產質量，提升競爭優勢，具體內容如下。

1 自動裝配技術在現代工業中的應用優勢

當前，現代制造業大多選取自動裝配生產線的生產方式，該種生產模式的效率相對較高，且是大規模生產形式的代表。例如，儀表、家電等制造業，其生產方式主要為裝配制造，當全部制造好所有的零部件后，需完成相應的裝配工作，并在裝配生產線上生產各種產品。該類制造業的生產方式主要為裝配制造，例如人力、設備、物料等重要資源，為了實現產品的增值目的，其具體分配和配置需圍繞裝配線來完成。在當前的現代化制造業中，裝配線呈現出較高的生產優勢，其生產方式和組織形式都具有相對較高的效率，因此，更多的生產廠家選擇淘汰傳統的生產工藝，并將該種方式應用到不同的制造企業中來，創造的經濟效益非?？捎^。近年來，自動裝配生產線越來越普遍，且廣泛存在于大多數的制造型企業中，對于一些簡單的產品，其裝配工位較少，而產品具有繁雜的工序和機構時，則其工位將高達幾十個，從而得以組裝較多的零部件。

為保持競爭優勢，生產冰箱壓縮機保護器的廠家在選擇生產模式時，需確保生產成本較低、質量較好，為達到該目的，就需采取自動化裝配生產方式。冰箱壓縮機保護器的科技含量較低，相同的產品，也具有多個生產廠家，產品具有固定的工作原理，無法進一步改進產品結構，因此為了占領市場優勢，需結合質量和價格兩方面進行考慮。采取自動化裝配生產線的方式，可自動化裝配產品，在保證裝配質量的基礎上，將生產成本大大降低，從而使企業時刻保持競爭優勢。

2 壓縮機保護器簡介

在冰箱電動制冷器中，壓縮機是一個重要部件，且常常工作在超負荷、高溫、高壓的惡劣環境中，因此壓縮機能否安全、穩定運行，決定著用戶的人身和財產安全。壓縮機在電氣絕緣方面存在著安全隱患，從而引發火災和人員觸電事故。在生產制造中，若壓縮機具有不合理的加工工藝和制造缺陷，或電機散熱不充分，將會導致安全隱患。溫度較高，絕緣層出現老化，將會損壞電氣絕緣性；當電機長期處于高溫高壓的工作環境中時，將會導致電機工作的可靠性大大降低，從而使其使用年限縮短。由于電機溫升較高、電網電壓不穩定等，極易導致壓縮機處于一種非正常的工作狀態，從而造成電機出現堵轉等。冰箱在長期運行的過程中，不可避免地會遇到非正常工作工況。因此，冰箱壓縮機的材料需具備較強的壓力和熱量承受能力，且具有特殊元件的保護作用。在冰箱壓縮機工作線路中，為其串聯保護器，可隨時監視其溫度變化情況，并在工作電流較大時，為保護壓縮機，將其工作回路切斷。具體來說，即當出現非標準工作狀況，壓縮機殼體溫度大于額定值時，為避免事故發生，過載保護器就會將壓縮機的工作電源切斷。當前市場上應用較多的保護器為圓盤型突跳式雙金屬片過熱過流保護器。

3 新型保護器自動裝配總體技術

3.1 系統總體技術方案

3.1.1 新型保護器自動裝配方案

擬定保護器自動裝配生產線工藝實為一項關鍵環節，同時還是裝配線設計的根基所在。工藝過程所具有的合理性，無論是對裝配線機構的運動方式，還是裝配線的體積，再或者是設備的整體結構，均起到重要影響。

對于傳統的手工裝配方法而言，其有著比較低的效率，并且裝配品質優劣不一，產品質量有著較差的一致性，另外還有著較高的生產成本，而對于新裝配線來講，其可以實現自動裝配，并且還能保證低成本、高質量、高效率。針對新型保護器自動裝配工藝來分析，應能夠對如下要求予以滿足：（1）可以實現自動裝配，在保護器裝配時，各個工位的一些操作，由執行機構自動完成，促進自動化程度的提高，做到連續裝配。（2）對保護器的裝配工藝進行簡化，促進產品裝配質量的提高，防止產品裝配過程中不良因素的出現，促進產品裝配可靠性的提升。（3）在設計保護器自動裝配生產線上，做到合理、科學，動作快速，并且結構緊湊。

依據此些要求，本文設計了整體式保護器的自動裝配工藝流程，其中，各個工序所能夠實現的裝配功能為：（1）塑料底座上料。針對塑料底座來講，其乃是底座組件裝配當中的基礎件，許多附件均需在塑料底座上進行裝配，此工序能夠實現塑料底座的可靠定位（在隨行夾具上），為后續附件的裝配奠定根基。（2）動、靜觸點焊接。采用點焊機把動、靜觸點均在動、靜觸片上進行焊接。（3）動、靜觸點的壓接。采用機械方式，把靜、動觸片（焊接有觸點）壓入到塑料底座的指定位置。（4）插腳壓接。把插腳壓入塑料底座的指定孔當中，達到可靠裝配（塑料底座上）的目的。

3.1.2 保護器裝配線總體結構設計

針對保護器自動裝配生產線而言，其實為自動工作機的基本基礎性設備，在具體結構上，擁有自動工作機的基本共性，包含4部分，分別為自動控制系統、工作機構、傳動機構與驅動元件。依據其自身所具有的基本裝配工藝特點，能夠把保護器裝配生產線的基本結構進行大部分劃分，如塑料底座上料、觸點焊接機構、觸片上料機構、觸片壓接機構、插腳壓接機構、磁珠選配機構、上殼體裝配機構、下殼體裝配機構、封殼機構等。

驅動元件是為整個工作機當中為各個運動模塊提供持續動力的部件，工業裝配當中，常用的驅動元件為氣動元件、電動機與液壓元件。在本裝配線當中，整個生產過程中，電機為主要驅動元件，而無桿氣缸為隨行夾具的換向移位機構的驅動元件，而在裝配動作相對應的執行機構而言，采用的是氣動元件，氣缸能夠直線運動，能在機械結構當中，將中間的傳動機構予以省去，所以將傳動裝置劃歸到各個工作機構當中，使裝配線有著更加緊湊的結構。在本保護器裝配線當中，所采用的控制系統的控制核心為PLC，電、氣結合的控制方式。

3.2 自動裝配核心技術

3.2.1 產品的輸送與定位

保護器底座組件的裝配，即在各個基礎件上組裝附件，并在生產線上完成基礎件的間歇流動，一個附件在某工位裝配完成后，再繼續在下一工位裝配下一道工序。為確保在基礎件上，裝配完所有附件，基礎件需到達所有裝配工位，最終裝配好底座組件，并采取取料裝置取下。由于產品需要裝配多個附件，且生產線較長，因此需確?；A件的輸送和定位準確。

為確保產品在自動裝配線上的裝配質量，與裝配執行機構模塊的位置相比，工件在裝配工位上需具有準確的位置，因此需加強對隨行夾具的研制，對工件進行固定，并將其借助傳送機構上進行傳送。此外，在裝配過程中，產品往往會受到摩擦力、壓力或機械振動等，為保證工件在設備中處于正確位置，需采取夾緊機構將其牢牢定位到裝配線上，并在隨行夾具的作用下，實現可靠定位，且還能與隨行夾具共同在循環系統的作用下，按照特定順序經過各裝配工位，產品在各個工位間輸送過程中，需要做到平穩且均速。

3.2.2 附件壓接設計

需要指出的是，針對底座組件的自動裝配工藝，其相比于傳統裝配工藝，存在著較大的差異，常規的裝配工藝靜、動觸片于塑料底座上，選擇的是燙接工藝，而新型的自動裝配工藝，其所選用的是壓接工藝，插腳的裝配同樣從既往的膠接工藝替換成壓接，將加熱烘烤輔助工序舍棄，保護器的整體裝配工藝得到了縮短。

底座組件當中，各個附件在具體的壓接上，實際就是把靜、動觸片及插腳等鈑金類附件，以一種機械方式，相塑料底座中壓入，借助鈑金件結構上已經事先設計好的彈性卡齒，與塑料底座之間形成與過盈配合與倒扣相類似的結合方式，使此些鈑金類附件于塑料底座上更加的可靠、固定，不易出現松動脫落情況。另外，還需要指出的是，此些鈑金類附件從自動上料機構上，把它從料斗當中相待裝配位置進行輸送，等待壓機機構把它壓緊。還需要強調的是，當鈑金類附件自料斗向待裝配位置進行輸送時，可能會出現由于機械振動等因素而引發的各種情況，如附件傾斜、偏轉等，這便要求壓接機構圍繞附件的此些不準確定為，具備較好的自動矯正功能，把附件的位置進行校準，然后在塑料底座的指定位置處進行壓接。

3.2.3 隨行夾具循環系統

所謂隨行夾具循環系統，從基礎層面來分析，即為在自動裝配時，采用直線傳送分度的方式，把隨行夾具與位于隨行夾具上的產品共同依據一定節拍間歇，自一個裝配工位向另一個裝配工位進行轉移，且對其實施可靠定位。另外，還需要指出的是，在裝配線的兩頭，循環系統完成換向工作，使隨行夾具于裝配當中循環使用。針對隨行夾具循環系統，將電機當作驅動元件，設計傳動機構把驅動原件的旋轉運動變成推動隨行夾具間歇前進的移動，對隨行夾具進行推動，使其在裝配線特定軌道上以一種間歇的方式前行，并且以一種帶節拍的形式分別經過各裝配工位，將各道工序相對應的裝配工作予以完成。隨行夾具于裝配線的兩頭處進行換向，且在此過程中，需要左右移動比較長的一段距離，在實際設計過程中，選用無桿氣缸將隨行夾具換向過程中的這一移位工作予以完成。

3.3 底座組件裝配工藝

在整個保護器總體裝配過程中，底座組件實為整個保護器產品的重要構成，底座組件相對應的組裝技術實為整個總體裝配技術當中的核心，其在保護器相對應的總體裝配當中，發揮著關鍵性作用。另外，其裝配質量實為保護器對冰箱壓縮機發揮保護作用的重要保障。

針對保護器底座組件來分析，其主要由插腳、動觸片、靜觸片、塑料底座等部分構成。對于其中的塑料底座而言，其實為基礎件，插腳以及動、靜觸片均被裝配于塑料底座上，并且3個附件均屬鈑金件，并且僅插腳有著比較規則的幾何形狀，靜、動觸片均為有著不規則幾何形狀的鈑金件。

保護器底座組件自動裝配于將振動盤當作附件靜、動觸片以及插腳的供料裝置上，與上料機構相結合，把各個附件向制定的工位上進行輸送；電機以一種同步帶的方式，對螺桿進行驅動，當作載料工裝的重要推進裝置；而對于移位氣缸來講，其能夠將隨行夾具相對應的循環工作給予輔助完成；將氣缸當作基本的執行元件，車間所提供的壓縮空氣，能夠為各個執行氣缸提供所需要的動力；將人機交互界面以及可編程控制器當作控制核心，借助光電傳感器（如光耦開關、接近開關燈），對物料以及各個運動模塊相對應的具體位置、動作信息進行采集，以此使各個工序均能做到協調、有序的工作。需要指出的是，保護器底座組件自動裝配系統通常呈現為直線型排布，將一條主鏈條貫穿其始終，將基礎件分別經過各裝配動作，以此使整個工序能夠協調、有序的開展，可實現組件整體裝配時間的大幅節省。

4 結語

綜上，伴隨社會經濟的持續、穩健化發展，人們生活質量的持續提升，冰箱越發普及，且已經成為人們居家生活的重要電器；而冰箱壓縮機保護器作為冰箱運行的重要部件，其運行的好壞，直接關系到冰箱的運行安全。因此，做好其保護器的設計工作，尤其是自動裝配技術的合理設計，十分關鍵。本文圍繞新型冰箱壓縮機保護器的自動裝配總體技術思路，從多方面探討了自動裝配核心技術，望能為此方面工作研究提供參考。