中國電冰箱生產裝備技術發展回顧與展望

袁登國

安徽艾普智能裝備有限公司 安徽滁州 239066

1 引言

安徽省滁州市，一個曾經在國內都不是很知名的城市，如今卻成為了國內乃至世界范圍內頗具影響力的電冰箱生產裝備及模具的生產基地，在電冰箱生產裝備、模具生產方面一枝獨秀。

從廠區布局規劃，到配齊電冰箱廠所需的所有類別的生產裝備和模具，無論是國內還是國外的電冰箱廠家，無論是計劃新上或擴能，滁州都會為他們提供一個電冰箱生產裝備、模具方面交流、考察的平臺。

可以說，如今以電冰箱生產裝備及模具為主要標志的智能裝備及模具制造產業已經成為滁州市的一大支柱產業和滁州市重要的對外名片之一。

2 中國電冰箱生產裝備回顧

20世紀80年代，中國電冰箱制造行業開始起步。但當時第一代電冰箱基本都是手工作坊式的小規模生產，生產出來的產品缺乏有效的保障，同時鑒于當時的生產條件，產能無法擴展。受制于當時國家整體的經濟實力和工業基礎，只有少數國營企業獲得了電冰箱生產裝備的進口權，進口了成套冰箱線生產裝備（即便是這些進口的成套生產線，也還沒有PLC控制，而是繼電器控制）。

而當時國內冰箱裝備起步艱難，只能設計、制造出簡易裝配生產線，還不具備電冰箱生產必須的幾大類主要設備的生產技術，如：鈑金類的輥軋成型線、發泡類的全自動發泡生產線、真空成型類的全自動多工位成型機等。

揚子集團宣中光總裁獨具慧眼，看到了國內冰箱生產裝備的軟肋，于1988年全套引進了意大利主要設備，并于同年花重金委托了當時國內技術水平極高的航天部211廠測繪全套生產線中的所有設備。以此為基礎，揚子設備模具制造分廠在經歷了后續若干批次年輕技術人員的消化、吸收、再創新后逐步形成了全套電冰箱生產裝備的設計和制作能力。

隨著以揚子設備模具為母體培養出來的一批又一批電冰箱生產裝備及模具方面人才的創業，目前滁州已經發展成為了我國乃至世界范圍內很有影響力的電冰箱生產裝備及模具的生產基地。

3 電冰箱生產裝備技術發展現狀

電冰箱廠必備的四大類生產裝備是鈑金成型類（生產箱體外殼及門板）、真空成型類設備（生產箱體及門體內膽）、發泡類設備（生產冰箱箱體及門體）和生產線。其余的零部件（如各類塑料件、小鈑金件、玻璃等等），由于各個廠家的產能不同，因此大部分廠家都采取標準設備制作或配套廠家供貨的方式。

鑒于上述情況，下文就電冰箱廠必備的四大類主要生產裝備的發展現狀進行簡要的說明。

3.1 鈑金成型類裝備

此類裝備主要用于電冰箱的外殼、門板、背板等大鈑金件的成型生產。早期主要采用的是如：沖床、壓機、折彎機等常規設備加工配合模具成型等來實現，但這種方法存在工序多、用人多、質量一致性差等缺陷。如果采用全自動生產線來制作就可以很好地避免這些問題。

如冰箱的外殼（U型殼體或側板）通常包含有U型成型迷宮形狀，最簡潔的辦法是采用輥軋成型的方式來替代5～6次的人工轉運、人工折彎等工序。

該類產品的全自動成型線通常包含了自動上料、沖切、輥軋、各種類型的折彎成型等工序。

隨著環保要求的提升，預涂板得到了廣泛的應用，考慮到生產過程中要盡量避免劃傷板料的彩面等問題，增設了180°翻轉以及后續的U型殼體頂部角部的“打Z”等工序。早期的設備為了降低造價成本，在產品換型時采用的是人工調整的方式，帶來了換型時間長、換型后需重新調試產品，效率低、損耗大等問題。為改善這些缺陷，冰箱生產廠商在生產線上增加了快速定位功能，繼而發展成采用伺服電機驅動、按設定好的數據自動調取調整的全自動生產線。

3.2 真空成型類裝備

此類裝備主要用來生產電冰箱的箱體及門體內膽。通過加熱將待成型的板材軟化，達到可以實現真空吸附成型的溫度，再配合成型模具，實現箱體及門體內膽的成型，最后通過冷卻定型獲得制品。

由于成型工藝復雜，該類裝備需要實現的各類功能的結構、控制等要求較高。在最初階段，國內只能生產簡易控制的單工位成型設備，成型過程中，由人工根據自身的經驗掌控并調整各類參數（如溫度、時間、吹泡及抽真空速度、脫模氣量等），制品的合格率相當低，生產效率低下、浪費嚴重、成本過高。

后期，通過不斷的吃透工藝、對設備的相關結構優化以及自動控制方面的長足進步，真空成型裝備目前已經發展成了集機械、電氣、液壓、伺服、光控以及比例控制為一體的高度智能化的全自動真空成型生產線，極大地提升了生產效率、降低了能耗和不良品率。

3.3 發泡類裝備

此類裝備主要用于完成電冰箱箱體及門體的發泡、定型生產。將預裝好的箱體或門體部件，放入到相應的夾具及模具中，注入充分混合的預混白料（多元醇+環戊烷等）、黑料（異氰酸酯），讓它們之間充分發生化學反應，進而使箱體或門體內腔充滿致密的多孔發泡組織，達到使箱體或門體定型并具備足夠的強度、絕熱性能的目的。

在起步階段，受制于當時的經濟及工藝條件，某些廠家使用簡易夾具甚至木模來生產。隨著對此類裝備的不斷消化、吸收、再改進，目前箱體發泡實現了全自動化生產的模式，即從預裝箱體自動輸送進發泡夾具→發泡模具自動合模→自動注料→自動堵泡→固化成型→自動脫模→箱體自動輸送出，進入總裝線體，實現了全自動、不需人工干預的全自動化生產。

3.4 生產線主要是指裝配流水線部分

這部分主要負責將數以千計的零部件，按照確定的工藝、一步一步將它們組裝完成，通過發泡定型、后續總裝，成為完整的電冰箱產品，并通過抽真空、冷媒灌注、封口以及各類檢測、包裝成為最終成品所需使用的各類線體、專機等。

圖1 旋轉式門體發泡線

圖2 直線式箱體發泡線

在上世紀80年代，受制于當時的中國基礎工業水平，我國的電冰箱生產廠家只能制作一些簡易線，大部分采用手動線體再加上人工轉運的方式。

隨著國內近30年的經濟領域的騰飛，特別是中國制造的崛起，從使用結構的優化、到材料的豐富，該類生產線所需的各類線體及專機技術得到了長足的發展。作為電冰箱行業也不例外，目前基本可以實現產品從預裝、與發泡裝備的自動銜接、發泡后進入總裝線、自動抽真空線、后續的性能測試線，直到最終的自動包裝線，通過電氣控制，基本實現了全自動的運行，不再需要人工的搬運。

4 電冰箱生產裝備技術發展展望

隨著中國裝備制造業的強勁發展、大工業生產對于裝備制造業的需求的提升，以及電冰箱產品個性化需求的不斷延伸，電冰箱生產裝備不斷地發展，作為中國制造2025的一類裝備制造，電冰箱生產裝備的發展將會呈現有機器人大量取代傳統人工作業等幾大特點。

圖3 生產線抽真空部分

4.1 機器人大量取代傳統的人工作業

目前，機器人已經在冰箱裝備的鈑金成型生產線、裝配生產線等類別的線體工位中，一些繁重的、對精度要求較高的工序中取得了應用。未來，隨著中國老齡化的臨近，人力資源的短缺以及機器人工業技術的發展，機器人將會在電冰箱生產裝備領域得到更為廣泛的應用。

4.2 柔性化發展方向

目前，伺服控制技術、比例控制技術、光電控制技術、溫度控制技術等柔性控制技術的不斷涌現并在各類生產裝備中得到應用，一些個性化需求方面在生產中的難題已經得到了很好的處理。相信伴隨著這些柔性控制技術方面的發展和升華，它們勢必也將融入到未來的電冰箱生產裝備中。

4.3 高度智能化方面得到體現

未來的電冰箱生產裝備中，受到各類自然因素而產生的設備停機等因素，將會因為裝備智能化方面的發展得以解決。比如真空成型設備在成型生產過程中，比較容易受到外界溫度、風力等變化的影響，在實現了控制智能化以后，就可以通過自身的控制系統自我調節，從而很好的解決該方面的問題。

4.4 與其他行業生產裝備的融合

在電冰箱生產的主要四大類裝備中，與其他行業的相同類別的設備在生產制品時的工藝過程基本一致，相應引入其他行業的一些設備的長處以及一些特定功能，將會給未來的新型電冰箱提供工藝方面的支撐。例如，一旦我們把在汽車行業中的真空覆膜成型技術引入，就可以改變電冰箱內膽目前一貫使用的ABS或HIPS板材真空吸塑成型的樣式，給電冰箱產品的設計提供一些新思路。

4.5 生產效率將得到極大提升

隨著前述種種技術的引入及發展，對于電冰箱生產裝備自身會有很大的改進和提升。這種改進和提升的體現之一，就是未來的全自動電冰箱生產裝備的生產效率可以得到極大的提升，并且可以更好地滿足大工業方面的生產需求。

5 結束語

隨著中國制造的電冰箱生產裝備的能力及技術水平的提升，目前已經可以為客戶提供從整體工廠的設計規劃到生產出最終成品的全套低生產裝備及生產線。近些年，在滿足國內電冰箱裝備市場大規模的需求以外，也已經逐步為第三世界的一些國家（如南亞、中東、北非、南美等地國家）提供了全套的電冰箱生產裝備及生產線。

與此同時，我們也應看到，目前我國制造的高度智能化的多工位成型機、鈑金成型線、高壓發泡機等產品在穩定性、可靠性等方面距離德國、意大利等國知名公司的一些高端生產線還存在較大差距。

隨著國內電冰箱企業大品牌集中度的增加，對于減少用人、提升產品質量、進一步實現規模化效益，對生產裝備及生產線的自動化及智能化的水平需求的進一步提升，電冰箱裝備的制造技術水平仍需不斷提升、進步。

總體而言，我國的電冰箱生產裝備制造業也還有很長的路要走，任重道遠。

[1] 熊振琦, 西歐電冰箱生產工藝的特點. 機械工廠設計, 1989,6.

[2] 高丕文，淺談電冰箱行業中的板金冷沖壓. 鍛壓機械, 1993,1.

[3] 崔偉, 電冰箱高效在線制冷檢測方法探討. 日用電器, 2010,7.

[4] 趙升噸, 趙承偉， 王君峰. 林文捷. 現代旋壓設備發展趨勢的探討. 中國機械工程, 2012,10.

[5] 劉鑫，中國工業控制自動化技術的現狀與發展趨勢. 航天控制, 2004,4.[6] http://ah.anhuinews.com/qmt/system/2011/03/23/003867898.shtml 六大支柱產業“給力”滁州發展, 中安在線, 楊楊,2011,3.23.