空调快速接线测试工装的研究与应用.pdf

2023年9 月第3期（第42 卷总16 4期）文章编号：ISSN1005-9180（2 0 2 3）0 3-0 0 7 9-0 4制冷79空调快速接线测试工装的研究与应用吴晗，刘海冰，牛海清（珠海格力电器股份有限公司，广东珠海，519 0 7 0）【摘要】在空调生产的过程中需要进行商检测试，分体室外机商检测试前后，电源及信号线的接/拆线岗位需2名员工用风批逐个紧/松螺钉进行接/拆线，效率低下、劳动强度大及安全系数不高。根据空调右侧板、电器盒部件、接线板等结构，结合标准测试机的接线方式，设计研究快速接线测试工装，并进行载流能力分析和可靠性验证，确保测试工装的安全性和稳定性，优化操作工艺，提升工作效率和安全性，实现降成本和减员。【关键词空调；接线；测试工装中图分类号 TU831.7文献标志码 Bdoi:10.3969/J.ISSN.1005-9180.2023.03.018Research and Application of Air Conditioning Rapid Wiring Test ToolingWU Han,LIU Haibing,NIU Haiqing(Zhuhai Gree Electric Appliances,Lnc.Guangdong Zhuhai,519070)Abstract:In the process of air conditioning production,it is necessary to carry out commodity inspection test,before andafter the commercial inspection test of the split outdoor machine,the connection/disassembly of the power supply andsignal line requires 2 employees to use the air batch to connect/remove the wire one by one tight/loose screws,which isinefficient,labor intensity and low safety factor.According to the air conditioning right panel,electrical box components,wiring board and other structures,combined with the standard test machine wiring mode,design and study rapid wiringtest fixture,and carry out current carrying capacity analysis and reliability verification,to ensure the safety and stabilityof the test fixture,optimize the operation process,improve work efficiency and safety,to achieve cost reduction and staffreduction.Key words:Air Conditioning;Wiring;Test Tooling在空调生产的过程中需要进行商检测试，分体室外机商检测试前后，电源及信号线的接/拆线岗位需2 名员工用风批逐个紧/松螺钉进行接/拆线，效率低下、劳动强度大及安全系数不高。按照平均生产节拍，员工每天要松/紧螺钉10 0 0 0 次以上，工作强度大且生产效率很低。测试过程中，带电的接线板及接线端子外露，存在安全隐患。使用传统的接线工装，因结构设计问题，容易出现打火、跳电、松脱等安全隐患，未能推广使用；商检测试过程中，万一接线工装松脱，无收稿日期：2 0 2 2-8-1作者简介：吴晗，男，硕士，研究方向：空调产线工艺研究。E-mail：139 6 8 418 52 q q.c o mREFRIGERATION80断电保护功能，不会自动断电，存在严重的安全隐患。急需攻关研究，开发出稳定可靠的快速接线测试工装。1方案设计分体室外机商检测试需要连接外机接线板上的零线、火线、信号线，通过空中对接测试线，和测试标准机联通，完成测试过程。如图1所示为室外机接线板图，接线板通过连接片固定在电器盒部件上，同时连接片整体将电器盒部件固定在外机右侧板上，稳定可靠。对接线板进行分析，材质为密胺，3位接线板中间有长度不均的挡片，连接片上有接地螺钉孔、接地标识和警告标识，初步确定采用磁吸式方式进行接线。NC1+No.3,2023(Vol.42Total No.164)图2 测试工装结构图以下主体为例，根据接线板挡板间歇设计了间歇槽，对于连接片钣金件上的螺钉孔和警告标识做了避让。对于和上主体、上盖组成部件采用螺钉螺栓固定，预留螺钉孔位。对接套筒、接地组件采用过盈配合实现装配连接。如图3为下主体主视图。对接套筒进行分段式设计实现分段对接自动断电控制功能，当工装处于自由状态时，前后对接铜柱因弹簧作用，而处于断开状态；当工装与接线板进行对接时，前后对接铜柱受挤压，而处于导通状态，实现断电保护。图1室外机接线板图基于连接片为金属，可利用磁铁进行吸附，设计了如图2 所示的测试工装，主要包括下主体、上主体、上盖、磁铁、对接套筒、接地柱等组成部分。对接套筒根据接线板螺钉结构进行设计，对接套筒把接线板的整个螺钉头套住，加大与接线板螺钉头及其垫片的接触面积，可有效避免测试过程中振动或抖动引起打火问题，且有效解决对接偏移或虚接的情况。接线柱内设弹簧结构，对接套筒可随对接情况进行线性移动，适应于不同误差大小的接线板；磁铁用于固定工装于电器盒连接片钣金件上，起固定作用。下主体为POM材质，上主体为透明有机玻璃，可观察内部对接情况。接拆方便，安全性和可靠性较高，可实现脱落自动断电，对接后带电部分的封闭性较好，内部结构相对复杂。图3下主体主视图该三位快速接线工装有2 组接线套筒，包括动铜柱1和动铜柱2，与接线板接触部分为动铜柱1，有效行程为8 mm，动铜柱2 有效行程为4.5mm。第1组对接装置定铜柱与动铜柱间的弹簧：弹性系数：0.2 9 N/mm；弹簧长度：2 0 mm；初始状态被压缩长度：9.5mm；定铜柱与动铜柱间的弹力：0.299.5=2.75N；完成对接被压缩长度：17.5mm；定铜柱与动铜柱间的弹力：0.2 9 17.5=5.07N。第2 组对接装置定铜柱与动铜柱间的弹簧：弹性系数：0.2 9 N/mm；弹簧长度：11mm；初始状态被压缩长度：11mm；定铜柱与动铜柱间的弹力：0.2 9 11=3.19 1N；完成对接被压缩长度：15.5mm；定铜柱与动铜柱间的弹力：2023年9 月第3期（第42 卷总16 4期）0.2915.5=4.49N。最终选择磁铁材料为钕铁硼，磁力达4kg，规格12 10 40 mm。如图4为对接组件图。制冷气寿命试验装置设定并控制继电器的通断。继电器电气寿命试验装置81负载柜继电器快速接线工装图5试验接线图图4对接组件图2载流能力分析根据空调商检测试工艺要求工装理论上需要承载电流12 0 A以上，需要避免工装因接触面积小或者启动电流大产生的打火问题。工装存在2 处对接，第1处采用锥面对接方案，第二处采用套筒+铜镀银导电橡胶对接方案。对铜柱锥面对接方案的承载理论电流进行分析，分段对接锥面面积实测约为15mm，铜柱截面积为3.142 2=12.56 mm，如锥面和锥孔加工精度足够高，锥面与锥孔配合良好，则理论上此对接环节承载的最大电流估算为12.56 2 5/2.5=12 5.6 A（2 5/2.5是参考电线线径的标称电流进行估算，2.5mm线径的电线最大电流承载2 5A，同样大小的铜柱理论上承载电流要比电线大）。对套筒与接线板的对接方案理论承载电流进行分析，套筒与接线板的对接面积分2 部分，第一部分是套筒与接线板螺钉头的侧边配合，螺钉头的侧边面积为18.8 mm，因接线工装有个向下的转矩，所以套筒能与螺钉头的侧边接触的面积约占1/2，即9.4mm；第二部分是套筒里面的铜镀银导电橡胶与螺钉头接触，如下图红色区域，单个螺钉头的面积约8.46/3=2.8 8 mm；所以套筒与接线板的对接的总接触面积为9.4+2.8 8=12.2 8 mm，即理论承载电流估计约12.2 8 2 5/2.5=12 2.8 A。综上分析，工装的承载理论电流最大为12 0 A左右。对快速接线工装的承载电流能力进行测试验证，试验设备包括负载柜、继电器电气寿命试验装置、继电器等，试验接线图如图5所示，在220V恒定电压条件下，通过改变负载柜的电阻来调节电流从30 10 0 A变化，通电时间由继电器电设置3组试验，试验1为调节负载柜的电阻使电流从30 10 0 A变化，步进为5A，每个测试点时间为5秒；试验2 为调节负载柜的电阻使电流从4070A变化，步进为5A，每个测试点时间为15秒；试验3为调节负载柜的电阻使电流从7 0 7 5A变化，步进为5A，每个测试点时间为2 0 秒。表1为测试电压试验数据，发热不明显，测试正常，当电流超过7 0 A以上，通电时间15秒以上时，有明显的发热，发热点主要集中在工装的各接线点、对接点，但绝缘皮、铜镀银导电垫片未见明显软化现象满足要求，试验2、试验3测试数据均满足要求，不一一列出。综上，快速接线工装单路可承载电流能力超过10 0 A的强电流（测试电压220V），可满足公司现有机型（含部分商用机型）的电流要求。表1测试电压试验数据试验1：测试电压：2 2 0 V；通电时间：5s设定电阻测试电流(2)(A)7.3329.486.2934.645.540.444.8944.414.448.18453.13.6759.513.3863.093.1466.742.9375.252.7577.512.5980.192.4490.762.11103.83可靠性验证快速接线工装采用分段对接结构，实现工装实验现象测试情况打火情况发热情况正常无正常无不明显正常无正常无正常无正常无正常无正常无正常无正常无正常无正常无正常无正常无不明显不明显不明显不明显不明显不明显不明显不明显不明显不明显不明显不明显不明显REFRIGERATION82脱落自动断电功能，在自然不受力状态下，因为弹簧力的作用，前后两段铜柱断路，只有前段铜柱受外力想后移动一段距离（理论值3.5mm）之后才会形成通络，所以当工装与接线板对接时能够导通形成回路，而意外脱落时则迅速断路，从而使裸露在外面的铜柱不带电，避免员工触电等安全隐患。图6 对接组件实物图通过结构巧妙配合，产生额外转矩，使接线套筒与接线板螺钉头有足够的卡紧力，确保工装在测试过程中接触稳定可靠，不因台车震动而出现打火、松脱等问题，通过对接线套筒装置结构巧妙设计，可防工装虚接，只有工装对接到位才能测试：当工装对接到位时：接线套筒的卡紧力将使工装基本与电器盒钣金件垂直，且能产生额外转矩阻碍工装向下掉（即抗震功能），这时磁铁的磁力将大于套筒里弹簧的弹力，从而使工装对接稳定可靠，注意：单有磁铁的磁力是无法使工装对接稳定可靠，因为当工装接好测试工艺线后，磁铁的磁力是无法与工装向下的转矩抗衡。当工装虚接、对接偏移时：接线套筒将与接线板的螺钉头配合不到位，从而套筒将产生不了卡紧力或额外转矩，这时接线套筒中弹簧的弹力将使工装与电器盒钣金件不垂直，从而使工装对接不上、吸不紧而无法测试，即可避免工装因虚接而产生的打火问题。No.3,2023(Vol.42Total No.164)接线工装与接线板形成基本封闭的对接区域，间隙在2 3mm，并且间隙在接线板内侧，员工在不破坏现有的对接状态，是碰不到带电部分的，提升了测试安全性。现场测试使用快速接线工装对接30 0 0 次后，对接组件表面无磨损，电阻基本无变化，可靠性高。4结论快速接线工装颠覆了传统的接线工装结构，改变了传统接拆线工艺方法，实现了接/拆线一步到位。商检测试时使用快速接线测试工装给电测试，员工都不会碰到带电部分，避免触电等安全隐患，提升操作安全性。快速接线工装具备自动断电保护功能，当工装意外脱落时，能迅速断电，避免触电等危险；工装单路的承载电流能力超过10 0 A，避免工装因接触面积小而产生的打火问题；实现工装不虚接、不打火、不松脱等问题，确保工装在测试过程中接触稳定可靠。实现接/拆线一步到位，每次接/拆线时间控制在3秒以内，提高效率，实现减员增效，单班可减员2 人，全公司推广后可实现减员约8 0 人，年降成本约400万元。参考文献：1曹伟.关于空调结构设计对提高产品性能的影响研究J.中国设备工程，2 0 18,(18)：18 3-18 4.2 杨焱.人工智能技术的发展趋势研究J.信息与电脑,2 0 12(8):151-152.3】石毅登等.制冷空调产品测试装置自动化运行设计与尝试J.制冷与空调,2 0 18,18(2)：10 4-10 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