宋福平　金波　王博爽

【摘 要】針對(duì)鋁制零件的內(nèi)腔面處理方法，系統(tǒng)的介紹了導(dǎo)電氧化的設(shè)備的結(jié)構(gòu)、操作工藝、控制系統(tǒng)。同時(shí)，為類似設(shè)備的設(shè)計(jì)提供了可借鑒的方向，對(duì)行業(yè)發(fā)展有一定的指導(dǎo)意義。

【關(guān)鍵詞】導(dǎo)電氧化；控制系統(tǒng)；自動(dòng)化

0.引言

隨著現(xiàn)代化工業(yè)的發(fā)展，對(duì)于鋁材質(zhì)內(nèi)部循環(huán)腔體的處理方法沒(méi)有受到社會(huì)的高度關(guān)注，目前還是采用手工處理的方法，不能很好的起到內(nèi)部腔體的表面處理要求，而且能夠自動(dòng)處理內(nèi)部腔體導(dǎo)電氧化的的自動(dòng)化設(shè)備幾乎沒(méi)有。

1.設(shè)備的整體情況及處理工藝

該設(shè)備用于處理鋁合金材質(zhì)冷卻板內(nèi)部循環(huán)通道，能夠完成產(chǎn)品通道的除油清洗、堿洗、酸洗、導(dǎo)電氧化液洗等處理過(guò)程，整個(gè)設(shè)備分四個(gè)工位，每個(gè)工位之間人工更換工件，設(shè)備在單個(gè)工位內(nèi)的每個(gè)動(dòng)作運(yùn)行時(shí)間可設(shè)定并可以在顯示器上顯示，單個(gè)動(dòng)作定時(shí)結(jié)束后自動(dòng)切換啟動(dòng)下一動(dòng)作各動(dòng)作可自動(dòng)操作完成。

該設(shè)備主要由設(shè)備底座、除油系統(tǒng)總成、堿洗系統(tǒng)總成、酸洗系統(tǒng)總成、導(dǎo)電氧化液處理系統(tǒng)總成、上部護(hù)罩總成、氣動(dòng)裝置、溶液移動(dòng)車總成。

工作站底座：采用鋁型材框架，下部安裝腳輪，便于小距離平整地面移動(dòng)；臺(tái)面板采用碳鋼板表面鍍鎳，且中間面板上表面安裝有不銹鋼護(hù)板，整個(gè)中間面板傾斜安裝，可引導(dǎo)誤操作外溢的各種液體向下流動(dòng)，流入下端的積液盒，積液盒下端安裝有排污閥，對(duì)外泄的廢液集中處理；四周安裝噴塑的對(duì)開(kāi)門(mén)和擋板；設(shè)置有工件擺放臺(tái)，小部件擺放平臺(tái)等。

除油系統(tǒng)總成：將待除油的工件裝卡在限位托盤(pán)內(nèi)，人工操作夾緊工件，確認(rèn)各夾鉗壓緊無(wú)誤后，點(diǎn)擊觸摸屏選定所需加工過(guò)程，設(shè)定好各項(xiàng)加工時(shí)間，若不設(shè)定系統(tǒng)默認(rèn)初次設(shè)定時(shí)間。按下啟動(dòng)按鈕，導(dǎo)向氣缸推動(dòng)連接觸頭；到位后電磁閥開(kāi)啟氣動(dòng)隔膜除油液泵啟動(dòng)，循環(huán)除油液，循環(huán)時(shí)間5分鐘；滿足設(shè)定時(shí)間后泵停止工作，電磁閥切換系統(tǒng)管路走向，接入壓縮空氣，對(duì)整個(gè)管路進(jìn)行高壓空氣吹洗5秒；時(shí)間滿足后電磁閥換向，水泵啟動(dòng)進(jìn)行水清洗15秒；電磁閥換向高壓空氣吹洗5秒，電磁閥換向，連接觸頭縮回；系統(tǒng)鳴笛提示，除油工序加工完成。

堿（氫氧化鈉25g/L、碳酸鈉30g/L、磷酸鈉30g/L、OP乳化劑1ml/L）洗系統(tǒng)總成：將待堿洗的工件裝卡在限位托盤(pán)內(nèi)，人工操作夾緊工件，確認(rèn)各夾鉗壓緊無(wú)誤后，點(diǎn)擊觸摸屏選定所需加工過(guò)程，設(shè)定好各項(xiàng)加工時(shí)間，若不設(shè)定系統(tǒng)默認(rèn)初次設(shè)定時(shí)間。點(diǎn)擊運(yùn)行，導(dǎo)向氣缸推動(dòng)連接觸頭，到位后系統(tǒng)通過(guò)溫度傳感器自動(dòng)檢測(cè)堿液箱內(nèi)溫度是否在到60至70℃之間，若未達(dá)到目標(biāo)溫度，系統(tǒng)對(duì)堿液進(jìn)行加熱，堿液箱加熱方式采用水浴加熱；達(dá)到所需溫度后耐堿氣動(dòng)隔膜泵啟動(dòng)，循環(huán)熱的堿液，循環(huán)時(shí)間55秒；滿足設(shè)定時(shí)間后泵停止工作，電磁閥切換系統(tǒng)管路走向，接入壓縮空氣，對(duì)整個(gè)管路進(jìn)行高壓空氣吹洗5秒；時(shí)間滿足后電磁閥換向，水泵啟動(dòng)進(jìn)行水清洗15秒，電磁閥換向高壓空氣吹洗5秒，電磁閥換向，連接觸頭縮回；系統(tǒng)鳴笛提示，堿洗工序加工完成。

酸（硝酸500ml/L）洗系統(tǒng)總成：將待酸洗的工件裝卡在限位托盤(pán)內(nèi)，人工操作夾緊工件，確認(rèn)各夾鉗壓緊無(wú)誤后，點(diǎn)擊觸摸屏選定所需加工過(guò)程，設(shè)定好各項(xiàng)加工時(shí)間，若不設(shè)定系統(tǒng)默認(rèn)初次設(shè)定時(shí)間。點(diǎn)擊運(yùn)行，導(dǎo)向氣缸推動(dòng)連接觸頭，到位后耐酸氣動(dòng)隔膜泵啟動(dòng)，循環(huán)酸液，循環(huán)時(shí)間30秒；滿足設(shè)定時(shí)間后泵停止工作，電磁閥切換系統(tǒng)管路走向，接入壓縮空氣，對(duì)整個(gè)管路進(jìn)行高壓空氣吹洗5秒，時(shí)間滿足后電磁閥換向，水泵啟動(dòng)進(jìn)行水清洗30秒，電磁閥換向高壓空氣吹洗5秒，電磁閥換向，連接觸頭縮回；系統(tǒng)鳴笛提示，酸洗工序加工完成。

電解液處理系統(tǒng)總成：將待導(dǎo)電氧化處理的工件裝卡在限位托盤(pán)內(nèi)，確認(rèn)各夾鉗壓緊無(wú)誤后，點(diǎn)擊觸摸屏選定所需加工過(guò)程，設(shè)定好各項(xiàng)加工時(shí)間，不設(shè)定時(shí)間系統(tǒng)默認(rèn)為初次設(shè)定時(shí)間。點(diǎn)擊運(yùn)行，導(dǎo)向氣缸推動(dòng)連接觸頭，到位后系統(tǒng)自動(dòng)檢測(cè)導(dǎo)電氧化液箱內(nèi)溫度是否在15至35℃之間，若未達(dá)到目標(biāo)溫度，系統(tǒng)對(duì)導(dǎo)電氧化液進(jìn)行加熱，導(dǎo)電氧化液箱加熱方式采用水浴加熱；達(dá)到所需溫度后導(dǎo)電氧化液泵啟動(dòng)，循環(huán)導(dǎo)電氧化液，循環(huán)時(shí)間6分55秒，滿足設(shè)定時(shí)間后泵停止工作，電磁閥切換系統(tǒng)管路走向，接入壓縮空氣，對(duì)整個(gè)管路進(jìn)行高壓空氣吹洗5秒；時(shí)間滿足后電磁閥換向，去離子洗液泵啟動(dòng)進(jìn)行清洗30秒，電磁閥換向高壓空氣吹洗5秒，電磁閥換向，連接觸頭縮回；系統(tǒng)鳴笛提示，酸洗工序加工完成。

上部護(hù)罩總成：采用鋁型材為框架，安裝有機(jī)玻璃為護(hù)板，前部有兩組對(duì)開(kāi)門(mén)，防止工作時(shí)各種液體濺到人體，并且設(shè)置工藝看板、照明燈、觸摸屏安裝架及提示燈塔等。

氣動(dòng)裝置：考慮到設(shè)備的工作環(huán)境及設(shè)備自身需要，系統(tǒng)需配備外部氣源或者對(duì)設(shè)備配備壓縮機(jī)，氣源處理裝置、電磁換向閥、調(diào)速閥、壓力繼電器等零部件。

溶液移動(dòng)車總成：整車以鋁型材為框架主體，下端安裝有腳輪，方便配合設(shè)備整體移動(dòng)，車身承載8個(gè)溶液箱體，每個(gè)箱體容積不小于90L；酸液及堿液箱體配備水浴加熱系統(tǒng)，對(duì)箱內(nèi)液體進(jìn)行加熱與保溫；所有箱體材質(zhì)選用316不銹鋼，且內(nèi)壁涂有聚四氟乙烯涂層，防止腐蝕性液體直接對(duì)箱體腐蝕。

2.設(shè)備的控制系統(tǒng)

控制核心采用可編程控制器（簡(jiǎn)稱PLC）控制，采用LAD語(yǔ)言編程并有詳盡準(zhǔn)確的符號(hào)說(shuō)明，并配備觸摸屏，方便操作與顯示，溫度傳感器通過(guò)模擬量通道與PLC連接，PLC與觸摸屏的連接采用PROFIBUSDP總線的連接方式。

觸摸屏界面包括自動(dòng)操作畫(huà)面、手動(dòng)選擇畫(huà)面、報(bào)警畫(huà)面、系統(tǒng)畫(huà)面和I/O狀態(tài)監(jiān)視畫(huà)面，設(shè)備人機(jī)界面操作風(fēng)格可與工廠原有設(shè)備保持一致。（需甲方提供清晰的要求）。

系統(tǒng)有手動(dòng)、自動(dòng)兩種操作模式，處于手動(dòng)模式時(shí)，操作人員可以啟停單個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)；處于自動(dòng)模式時(shí)，可以設(shè)定各項(xiàng)加工時(shí)間（若不設(shè)定系統(tǒng)默認(rèn)初次設(shè)定時(shí)間），并按設(shè)定時(shí)間進(jìn)行自動(dòng)運(yùn)行；兩種操作模式可以通過(guò)選擇開(kāi)關(guān)或觸摸屏操作來(lái)互相轉(zhuǎn)換。

設(shè)備具有安全保護(hù)、報(bào)警和自動(dòng)停機(jī)功能，在系統(tǒng)總進(jìn)氣口裝有壓力傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)壓力，如果氣體壓力小于設(shè)備正常工作需要的氣體壓力值，控制系統(tǒng)停止設(shè)備工作并報(bào)警，安全繼電器構(gòu)成安全回路，并配備手動(dòng)急停按鈕，緊急情況下設(shè)備切斷輸出執(zhí)行電源、氣源，確保設(shè)備人員安全。

3.結(jié)語(yǔ)

該機(jī)集成了現(xiàn)代自動(dòng)化的新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了板材內(nèi)部腔體的導(dǎo)電氧化的繁瑣作業(yè)，替代了原來(lái)的手工操作，減小人工操作的失誤，在提高內(nèi)部腔體處理質(zhì)量的同時(shí)極大的提高了這類處理的安全可靠性和勞動(dòng)生產(chǎn)率，并降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。 [科]

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