叠板式换热器是由一系列具有一定波纹形状的金属片叠装而成的一种高效换热器。它具有换热效率高、热损失小、结构紧凑轻巧、占地面积小、应用广泛、使用寿命长等特点。传统管壳式换热器因为技术成熟、认知度高、应用领域广泛，长期以来占据着我国换热器市场很大的份额，但随着市场对高效、节能环保等更高水准需求的出现，叠板式换热器以“管式换热器终结者”的姿态应运而生。

图1 叠板式换热器3D示意图

叠板式换热器自动化生产线就是在这样的市场大环境下研制出来的，它可实现换热器芯片预喷涂和零部件层叠装配。该生产线的来料主要是：由智能化冲床和级进模冲制而成的芯片（水侧芯片和油测芯片）、滚压成型的翅片和多种外购件。工艺生产设备是由北钢联所集成的皮带输送线、装盘机械人、喷涂件上线机构、喷涂机、检验与次品剔除机器人、层叠机器人、铆接和压紧输送带等。

生产线的改造思路

叠板式换热器品类繁多，且现有生产场地中已有人机混合流水线，需在其基础上改造成无人化全自动生产线，场地与设备干涉较多，具有一定的改造难度，必须对生产线进行合理的前期规划：

（1）将冲床冲制芯片和滚压机压制翅片的速度进行匹配，数条来料线在层叠工位合并进行层叠装配，使生产线总体布置简洁流畅，节省大量的存储空间、转运周期。

（2）按产品规格划分生产周期，列出工艺卡文件，在需要切换规格时，冲床替换模具，为确保后续工艺动作能兼容新产品的生产，需提前预制控制程序，方便产品规格切换，在切换为下一种产品时，从冲床开始，全线动作按照新产品的生产动作联动。

（3）按每种换热器不同的装配工序所需要的各种芯片配比进行装盘和上下线。例如：上料加强芯片与水侧翅片比例为1：6或1：7、上端板与冲床芯片托盘的比例为1：12，使其满足部件装配所需的配比。

图2 生产线布局图

叠板式换热器的生产工艺

当决定生产某一规格产品时，先更换冲床模具和滚压机的卷材，之后在控制屏上按生产量设置冲床节拍和滚压机节拍，启动后先进行冲压芯片，一定延时后滚压翅片，检验剔除不合格品后装盘，此步骤可保证芯片及翅片能同时达到层叠工位。

双面喷涂和单面喷涂零件的托盘按生产配比进入喷涂机，之后检验补足后到达层叠工位或直接越过层叠工位进入铆接工位。铆接工位前将压装好的喷涂零件托盘下线，用于铆接或转运到压装工位。

图3 换热器生产工艺

生产线的技术优势

智能化冲床的工作节拍为每冲约2.14秒，并联式机械手的装盘效率达到3.6秒，明显优于传统人工生产的15秒一个节拍。同时，经过检验、剔除和补足机构的来料，产品合格率达到100%，完全杜绝了人工检验出现疏漏的问题。在层叠工位上，单独配置了封闭洁净房，避免空气中的悬浮颗粒和杂质附着到芯片上，有效的保证了产品生产质量。据用户反馈，该叠板式换热器自动化生产线年产量达到90万套，较传统产量提升一倍以上，又能实现产品规格的快速切换，且无需人工参与生产，满足了企业智能化技改升级的发展战略。

叠板式换热器自动化生产线升级改造项目获得了用户的高度认可。北钢联的工程专家在深入了解用户生产一线情况的基础上，先从初期项目规划入手，提出了一套工艺算法，例如翅片滚压机最大效率为100片/分，通过计算得出86片/分即可实现整线的配合动作，而不是越快越好。同时，利用控制系统实现了这个算法，再通过调整设备节拍，使其兼容各类规格产品的生产，最后经可编程控制器和微控制器单元之间的握手信号实现了整线的协调动作。这种前瞻性的生产线改造策略，为其他企业技改项目的实施提供了新的指导思路。