冯泽浪
贵州航天风华实业有限公司 563300
摘要：针对前期冷藏蒸发器蒸发板生产过程中存在的生产成本高、产品质量难以控制以及报废率大等现象，利用现有设备和资源对原蒸发板生产工艺进行了创新改造，实现了以料架、自热覆膜设备和伺服控制气动冲床组成一体化生产线，代替了单体式生产方式，其生产效率提升近32％，产品质量提升近20%，蒸发板生产人数减少6人。
主题词：蒸发板；降本增效；一体化生产线
1 引言
我公司冷藏蒸发器蒸发板原生产工艺：备料→剪板→覆膜→冷却→冲切成型→撕膜，共需7人4台设备完成生产，涉及人员和工序较多，同时易造成产品尺寸达不到图纸要求，以及设备温度不达标、压力不均匀产生的粘贴不牢、起泡等现象。针对上述存在的问题，利用现有设备和资源改进了生产设备，将单体式组合成一体化，报废率高、高成本问题迎刃而解。
2 实施方案
2.1蒸发板工艺论证
冷藏蒸发器蒸发板生产工艺参数一般包括粘接温度、覆膜压力以及产品冲切尺寸等。其中粘接温度一般要求在180℃~200℃之间，粘接温度过低会导致热熔胶膜未软化而出现粘接不牢的现象，粘接温度过高则会导致热熔胶膜变色、老化甚至碳化，覆膜后质量达不到要求，而粘接压力不足、不均匀，导致粘接后热熔胶膜起泡、粘接不牢靠。因此，若想实现粘接压力均匀、温度符合要求以及安全系数高、生产效率高、产品质量好，则要求操作人员在生产中时刻关注导轮速度、角度以及加热棒温度、产品生产质量，从而降低生产效率，产能无法满足交货要求，因此，实现生产效率高、粘接质量好是亟待思考的问题。
在满足产品质量和产能的要求下，利用现有设备和资源改造成组合式生产方式，调整送料系统来适应多台设备的生产步骤，实现自动送料进入粘接热熔胶膜设备，以设备产生的高温和压力对铝板和热熔胶膜进行均匀压合，最终送料进入伺服气动冲床冲切成型，整个过程解决了单体式生产所产生的工序多、人员多以及效率慢、安全系数难以保障的问题。
2.2一体化生产线的设计
2.2.1生产线的主要构成
一体化蒸发板生产线主要由伺服控制气动冲床、变温自热覆膜机、变速送料机以及水冷散热槽等构成，该构造我公司还延用到感温管夹、卡扣等产品的生产当中。总体来看，一体化蒸发板生产线主要由“生产系统”、“传送系统”和“控制系统”等三部分组成（图2-1）。
.png)
2.2.1.1生产部件
一体化蒸发板生产线冲床、变温自热覆膜机以及水冷式散热槽构成整个生产线的生产部件，也是通过该部分实现产品的冲剪成型。其中冲床吨位的选择决定了后续生产的稳定性，通过冲剪计算公式得出：
F=S*L*440/10000
F=0.5mm×240mm×440/10000
F=5.28t
为保障后续多型号产品的生产，选择了富有改进空间的10T冲床，以满足产品的生产需求。其他主要构成部件具有较大的调控空间，满足生产的需求。
2.2.1.2传送系统
改造的冷藏蒸发板生产线的工件传送系统主要包括了上下料装置、设备自带的步进式输送装置以及存料槽。通过以上的传送系统，能够实现原材料(铝卷和热熔胶膜卷)自料架传送出，由覆膜设备自带步进传送轮传送进入加热棒完成贴覆撕膜，再通过冷却棒完成覆膜过程，最后由伺服控制冲床定尺寸传送进入模具，完成冲切成型。整个过程全部依靠传送装置配合设备完成工件传送到下一步工序，无需人员的操作。
2.2.1.3控制系统
改造的冷藏蒸发板生产线属简易型设备组合，因此其控制系统采用设备自带控制，通过多设备参数的设置来完成配合。其中，料架、覆膜设备只涉及到电路设计，其控制系统为设备自带的控制台，只有气动冲床涉及到电气控制，控制中枢为伺服控制台。伺服控制系统主要用于保证线内的机床、工件传送系统，以及辅助设备按照规定的工作循环和联锁要求正常工作，冲床设有信号装置，能够准确捕捉送料尺寸及设备状态。为适应自动生产线的调试和正常运行的要求，伺服控制系统设有调整、自动、预停等工作状态，其中调整状态下可进行手动操作，自动状态下可自动完成连续工作。
①电气控制设计：蒸发板生产线中涉及电气控系统的主要是气动冲床，其主要由控制台、伺服电机、电磁阀以及传感器等部分组成，负责对运行过程中的运行动作、送料尺寸等方面进行控制，以完成产品的冲切成型，提高生产效率和生产的安全。在系统控制下，伺服控制台通过对参数的读取后，发出对应的动作和传达指令，执行下一步的操作和监测。
通过伺服控制台实现对气动冲床的控制是整个生产过程的关键。控制系统能够对设备的电磁阀、伺服电机及辅助感应器进行控制（图2-2）。
.png)
图2-2 控制系统工作原理简图
②主站控制模块设计
主站控制模块包括继电器、伺服控制台等。其中，伺服控制台是系统中的核心部分，具有通用性强、操作方便、功能强大等特点，能在较短时间内实现程序的编写。其框架结构图如下所示（图2-3）。
.png)
③ 硬件连接设计
硬件连接的方式主要包括供电系统连接和控制器的I/O连接，硬件的连接正常，是保证电控系统正常运行的关键(图2-4)。在硬件连接过程中，需注意以下几点：连接线应避免铺设在受电磁干扰影响较强的地方；低电平电源信号和通讯信号需与其他线路进行分开连接和铺设；针对关键线路，应按照标准要求，对线路进行接地处理；针对保护电路、紧急制动电路等电路连接时，需在控制外部设置安全线路，保障出现故障问题时，电控系统能正常、安全的运行。
.png)
图2-4 电气控制系统硬件接线
3 改进后的效果
3.1实现降本增效
传统生产方式每日生产蒸发板约3800件左右，改进后生产线每日生产蒸发板5000余件，生产效率提升约32%，其产品的稳定性较好，合格率提升20%。另外，传统生产过程中，至少需要7人操作完成整个生产，按照每人年收入5万元计算，7人每年共支付35万元。生产线改造使用后，只需1人跟线完成工作，减少了6人，生产所需人员占比降低86％，薪资支出每年减少30万元。实现降本增效的目的。
3.2提高安全系数
改进后的生产线无需人工操作完成每一道工序，避免了高温烫伤、冲切误伤等现象，全程由参数控制设备完成，降低了人工操作过程中存在的安全风险，提高了安全系数。
4 总结
经过前期验证和后期实际生产证明，改进的生产线各项功能正常、运行稳定，能够有效地提高生产的效率，减少人员操作的危险性，实现了降本增效，效益显著。
参考文献：
[1]韩建海, 张河新. 气动比例/伺服控制技术及应用[J]. 机床与液压, 2001, 1(1):
3-6.
[2]李光耀,王琥,杨旭静,等.板料冲压成形工艺与模具设计制造中的若干前沿技术[J]. 机械工程学报,2010(10):31-39.