中央空调装配生产线的工艺与自动化探讨

何冬明，王燕椿

（约克广州空调冷冻设备有限公司，广东 清远 511685）

在中央空调系统产品设计、工艺水平不断进步与智能制造水平快速发展的过程中，各种机械自动化、通信技术以及计算机技术的应用，使中央空调系统制造水平不断提升。在中央空调装配生产中，装配工序作为其中的最后环节，需要经历一个复杂的过程，特别是对于中型的模块机、单元机组等产品来说，需要将数量众多的零部件装配起来，只有在完成多道工序后，才能完成最终的装配过程，最终实现成品的优质交付。在整个装配环节中，不仅需要进行大型框架结构、系统管路等工序的组装，同时，需要进行微型检漏工序、电气接线等工序的组装。但是，在整个组装过程中，因装配方法的稳定性、差异性，容易对前工序装配内容特别是系统管路等造成损伤，所以需要在整个装配过程中制定严格的工艺流程，使用稳定的、自动的设备来减少差异性，避免出现缺陷，影响中央空调系统的质量与使用寿命。

1 中央空调装配自动化生产线的工艺要求

在中央空调装配生产过程中，需要经历一个复杂的过程，要对装配方法、工艺要求进行有效的管理，而实现工艺性的装备和生产线是重要的保障，其中某个部位所出现的微小缺陷，都会对中央空调系统的寿命以及质量产生直接的影响。因此，在自动化生产线的构建中，要满足相关工艺要求，主要体现在以下几方面：（1）保证生产线运行的安全性及可靠性，安全性是对设备及人员的基本要求和保障，而稳定性是对过程质量一致性控制的基础。（2）保证工艺流程中工序排布及节拍的合理性。工艺生产流程及节拍要满足现有基本要求的前提下，有适度的可扩展性。（3）保证产品及工序定位的精确性，在非视觉自动化设备的运行中，保证产品定位精确性，能够实现精准操作，在视觉自动化设备运行中，保证夹具设计的精确性，可以提升产品安装精度。（4）保证各装备之间的协作性，设备间可采用RFID技术，结合系统管理软件，实现互联互通，工序间有序流转，特别是在抽空、冷媒充注及测试工序中，需要保证各个设计系统的自动对接与协作。（5）工艺、质量数据信息的可采集和控制性，物联网的不断发展，需要收集大量的生产、质量信息和数据，同时，进行有效的控制与分析，实现数字化和智能化的升级。

2 中央空调装配自动化生产线的工艺流程

在进行工艺流程分析中，首先，是对产品的特性及结构进行分析，掌握其特点；其次，因装配的过程中，需要按照一定的顺序，对多个部件进行装配，故在中央空调装配自动化生产线的制定中，需要分析明确的制造流程及核心工序，如模块机中主要分为底架组装、管路装配、检漏测试、抽空充注、风机安装、电气接线、整机测试和包装工序。但是，针对不同工序来说，表现出不同的特性，这就需要在进行组装的过程中，应该满足部件的特殊性要求，严格地根据不同部件的具体情况，对工艺流程进行设计，如焊接工序的氧化保护、高压检漏工序的安全防护等。在进行工艺流程分析中，还要分析物料配送方式、物料放置区域等。在人员布置方面，需要关注人员技能、操作空间等信息。另外，在自动化装配专机的广泛应用下，尤其是在工业机器人出现后，为装配自动化工作的开展提供了便利条件，机器人的特点、限制条件等也是工艺流程中需要考虑的关键性因素。

3 中央空调装配自动化生产线整体方案设计

针对大多数产品的制造行为，要开展各种零件的加工，然后按照相应的顺序进行产品的装配。在装配自动化生产线的应用中，主要分布在产品设计比较成熟的产品，包括计算机硬盘、轴承、电气开关、香烟以及锁具等，凭借自身性能稳定、生产效率高的优势，能够更好地降低单件产品的制造成本。从结构原理来看，自动化生产线与手工生产线之间存在着很大的相似之处，但同时存在一定的差异，手工生产线需要大量的工人来完成操作，动作依靠人工来完成，包括物料的上下线、机组移动、手工装配，而自动化生产线加入了机械、液压、气动、电气控制、数据采集、逻辑控制等代替传统人工作业内容。在装配自动化生产线中，能够借助先进的技术与控制理论，发挥出自动化装配专机的作用，构建完善的装配系统，改变了以往的生产类型，更多地依靠技术与资本。中央空调系统自动线与常规生产线有很多的共性，同时又存在一定的差异性。

3.1 装配自动化生产线的类型

装配自动化生产线类型主要分为直线结构、U型结构以及环形结构。因模块式中央空调系统产品尺寸变化大，工序节拍差异大，生产线类型选择中无法完全按照固定模式进行选择，需要在传统线体类型基础上根据产品工艺流程及产品特点，采用复合式结构，在常规类型中增加及变更部分功能性线体。包括中央空调系统对在制品控制要求，增加制造支线，如换热器支线、管路焊接支线等。中央空调系统对泄漏的特殊要求，在高压及气密检漏增加返修循环生产线等。

3.2 中央空调装配自动化生产线的布局

在中央空调装配生产线中，包括诸多工序，在专业设计过程中，各工序有其自身特点，在每个工序的运行中，都需要相应的特殊工艺来保证装配工作的顺利开展，例如，焊接工序氧化保护、高压检漏工序的安全防护等。在自动化生产线布局中，工艺特性首要考虑的因素，必须根据各工序的工艺特性进行相关的布局设计。除此之外，在中央空调装配自动化生产线中，需要更好地优化各项工作，通过信息化手段，通过RFID芯片、各类传感器，将数据进行收集，开展高效的处理与分析工作，提升各部分的判定水平。通过发挥出自动化生产线的作用，能够更好地实现中央空调装配效率的提升，同时保证中央空调产品的质量，延长使用寿命，实现人们生活水平的提升。

3.3 中央空调装配自动化生产线的组成与功能

对于装配自动化生产线来说，在进行设计的过程中，需要采用标准化、模块化、系统化的方式，从整个系统中分离各个工艺，从而构建一个相关系统，在实现系统集成后，实现相关功能模块的集合，构建一个完善的功能系统。从中央空调装配系统来看，主要包括以下几部分：（1）输送系统。在这一系统的运行中，需要将所需的工件进行自动化的输送，然后，借助各种自动化装配专机，将其连接起来，构建协调的运行机制。（2）阻挡、分隔与换向机构。工件在经过各个工位的时候，需要进行分隔机构的设置，同时通过阻挡装置，保证工件在到达相应位置以后，能够停止，完成相应的工艺操作。（3）自动化装配工作站。在自动化生产线中，需要发挥出自动化装配工作站的作用，保证各个特定装配工艺的实现，包括抽真空、冷媒充注以及性能测试等。近年来，在自动化测试工作站的快速发展下，为测试自动化水平的提升提供了可靠保障，同时也降低了人为误差的发生概率，实现了测试精准性的提升，为各项工作的开展提供了准确的数据保障。在现阶段机器人技术的快速发展下，中央空调装配自动化生产线中，机器人等到了有效的应用，但使用还存在较大局限性，主要应用于物料自动上下线，协作机器人应用于辅助安装中。其中部分工序还需要人工来进行操作，这就需要实现人工操作与自动化生产线的有效结合。（4）监控显示及数据采集分析系统。监控显示系统的运行，主要针对系统运行中的操作及出现的各种异常情况进行监测，数据采集分析系统在制造工程中，采集相关OEE数据和报警代码，并提供给上次MES系统作为大数据分析使用。关注设备信息从而将生产线的运行情况准确地呈现出来，提升生产效率。

4 结语

在开展中央空调装配自动化生产线系统设计的过程中，需要根据产品的工艺要求和工艺流程的研究，保障与自动化装备进行集合，实现中央空调装配自动化生产线的优化，保证各个功能的有效发挥。通过借助自动化生产线，能够实现中央空调装配效率的提升，增强中央空调生产力，为中国中央空调企业的发展提供可靠保障，促进人们生活质量的改善。