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              一種冷柜內膽自動成形線的研究發布時間:2021-09-17 10:49:35  瀏覽次數:50
              導 語
              本文詳細介紹了一種冷柜內膽自動成形技術。本項目在研制過程中,重點開發了柔性加工自動成形線技術,形成自主專有的制造工藝體系,為今后研發此類設備積累了寶貴經驗。該設備成功投入運行后,實現了自動化流水線生產,顯著提高生產效率,改善了產品質量管控水平,并帶來可觀的經濟效益。
              家電產業作為我國國民經濟支柱產業,在七十年間經歷了從無到有、從引進模仿到自主研發、從起步到跟隨再到領導的地位演變,完成了飛速擴張。隨著國家“一帶一路”戰略的實施,為我國家電企業“走出去”創造了機會,為“中國制造”向“中國品牌”過渡提供了契機,同時也對國產家電及家電制造裝備提出了更加嚴格的要求。
              冷柜作為家電產業的重要組成部分,廣泛應用于農產品、食品、醫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、溫度控制裝置及附件四部分組成。其中,箱體中的內膽鈑金件是與冷藏對象直接接觸的部分,由側圍板和內底板組成。內膽鈑金件用于隔斷制冷系統和箱體,其導熱性、抗腐蝕性的好壞直接影響設備運行效果,因此內膽鈑金件材料以壓花鋁板和不銹鋼板(304)為主,圖1 所示為冷柜及其內膽鈑金件。

              圖1 冷柜及其內膽鈑金件
              以往生產此類產品主要采取單機制造,取料、沖切、折彎等。每個單機都要人工操作,中間還要涉及到搬運、物流。單機與單機之間的銜接難,效率非常低,而且對每道工序的操作人員技術要求都較高,需要耗費大量的人力資源。尤其沖壓設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,開展冷柜內膽自動成形線柔性技術研發,通過開發可振動吸盤上料分張裝置、五聯動伺服輸送機械以及橫向伸縮式折彎機構,解決傳統冷柜內膽自動成形線在生產過程中存在的上料、輸送、定位及壓痕等問題,提升冷柜內膽自動成形線的自動化程度。
              工藝技術方案
              板料粘連與振動吸盤
              冷柜內膽用鋁板、不銹鋼板,料片因存在油膜,且由于料垛長時間堆放及板料平整度高,板料之間形成負壓,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運到模具上進行沖壓,極易造成產品和模具損傷。因此,傳統上料方式一般采用人工上料或吸盤上料,外加人工監測,生產效率低。板料的粘連已經嚴重影響了自動線的穩定性、可靠性、連貫性、產品質量和生產效率。因此,板料的粘連成為本項目產品開發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
              本研究通過開發可振動吸盤式上料分張系統來解決板料粘連問題,其由兩組吸盤、振動氣缸組成,在兩組吸盤裝置(吸附用)兩側設置有驅動振動氣缸的小型吸盤,在吸盤吸附板料上升一定高度后,振動氣缸進行反復充放氣,對板料兩邊進行高頻振動,加速空氣進入板料間隙,促使板料分離。由此有效地解決了多張板料同時上料時損傷板料和模具的問題。圖3 為改進后的上料機。

              圖3 上料機
              板料運輸跑偏與五聯動伺服輸送
              冷柜內膽板材多采用鋁板、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,因板料振動極易發生板料跑偏的現象,使后續沖切、折彎等工序無法進行準確定位,對于產品的質量有很大影響。如何解決鋁板、不銹鋼板在輸送過程中,易跑偏、定位不準等問題是本項目的難點。
              五聯動伺服輸送機械手運輸板料,其中每一組機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任意調節位置夾緊,減少產品自由移動空間,并可適用于不同規格產品的生產。五組調整機械手固定在同一個底座上串聯成一個組合聯動機構,依靠動力總成牽引整體輸送。動力牽引總成由伺服電機驅動,接電連通后驅動滾珠絲桿,轉動滾珠螺母在直線導軌上運行,從而牽引五組產品調整機械手在直線導軌上固定式循環往復輸送,提高生產效率,克服了傳統皮帶輸送過程中,板料跑偏和定位不準的現象。
              具體輸送流程如圖4 所示:板料在第一個工位由前調整機械手前夾持部分感應定位后夾持→后夾持部分通過伺服電機運行將板料夾持牢固→夾持機械手氣缸頂升→動力牽引總成的伺服電機通過滾珠絲杠推動調整機械手運動,將板料向前輸送→后面的四組調整機械手串聯在一起,安置在機座上同步向前運行,快速移動板料。

              圖4 五聯動伺服輸送機械手
              過料與可伸縮折彎
              五聯動伺服輸送機械手解決了整線穩定輸送問題,但是在折彎過程中,刀具橫亙在輸送線路上,伺服機械手無法通過。公司上一代技術采用的是90°折彎機構,刀具采用分體式,由兩個單體45°刀對立拼接成一個90°空間。此技術可以解決機械手通過問題,但是板料折彎在刀口對立處受力不均,產生壓痕,影響板料外觀質量。
              為了解決上述問題,研究開發了一種橫向可伸縮折彎機構。其結構如圖5 所示,垂直于輸送線方向,設計有刀具自動伸縮機構,板料折彎時,刀具自動伸出,板料折彎后,刀具自動縮回。五聯動伺服輸送機械手順暢通過的同時,可伸縮機構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,易產生痕跡及精度不高等問題。

              圖5 刀具伸縮機構圖
              研制結果與結論
              本產品技術水平與傳統同類產品對比見表1。
              表1 本產品技術水平與傳統同類產品對比

              結束語
              通過技術開發,圓滿解決了冷柜內膽自動成形線存在的板料粘接、跑偏和過料等問題,達到或超出了項目預定的各項技術指標。提升了產品質量,為今后進一步融合智能制造技術,實現殼體鈑金制作智能化生產創造條件。


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