零件內腔面導電氧化設備的設計及處理工藝

宋福平　金波　王博爽

【摘 要】針對鋁制零件的內腔面處理方法，系統(tǒng)的介紹了導電氧化的設備的結構、操作工藝、控制系統(tǒng)。同時，為類似設備的設計提供了可借鑒的方向，對行業(yè)發(fā)展有一定的指導意義。

【關鍵詞】導電氧化；控制系統(tǒng)；自動化

0.引言

隨著現代化工業(yè)的發(fā)展，對于鋁材質內部循環(huán)腔體的處理方法沒有受到社會的高度關注，目前還是采用手工處理的方法，不能很好的起到內部腔體的表面處理要求，而且能夠自動處理內部腔體導電氧化的的自動化設備幾乎沒有。

1.設備的整體情況及處理工藝

該設備用于處理鋁合金材質冷卻板內部循環(huán)通道，能夠完成產品通道的除油清洗、堿洗、酸洗、導電氧化液洗等處理過程，整個設備分四個工位，每個工位之間人工更換工件，設備在單個工位內的每個動作運行時間可設定并可以在顯示器上顯示，單個動作定時結束后自動切換啟動下一動作各動作可自動操作完成。

該設備主要由設備底座、除油系統(tǒng)總成、堿洗系統(tǒng)總成、酸洗系統(tǒng)總成、導電氧化液處理系統(tǒng)總成、上部護罩總成、氣動裝置、溶液移動車總成。

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；臺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板，整個中間面板傾斜安裝，可引導誤操作外溢的各種液體向下流動，流入下端的積液盒，積液盒下端安裝有排污閥，對外泄的廢液集中處理；四周安裝噴塑的對開門和擋板；設置有工件擺放臺，小部件擺放平臺等。

除油系統(tǒng)總成：將待除油的工件裝卡在限位托盤內，人工操作夾緊工件，確認各夾鉗壓緊無誤后，點擊觸摸屏選定所需加工過程，設定好各項加工時間，若不設定系統(tǒng)默認初次設定時間。按下啟動按鈕，導向氣缸推動連接觸頭；到位后電磁閥開啟氣動隔膜除油液泵啟動，循環(huán)除油液，循環(huán)時間5分鐘；滿足設定時間后泵停止工作，電磁閥切換系統(tǒng)管路走向，接入壓縮空氣，對整個管路進行高壓空氣吹洗5秒；時間滿足后電磁閥換向，水泵啟動進行水清洗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內，人工操作夾緊工件，確認各夾鉗壓緊無誤后，點擊觸摸屏選定所需加工過程，設定好各項加工時間，若不設定系統(tǒng)默認初次設定時間。點擊運行，導向氣缸推動連接觸頭，到位后系統(tǒng)通過溫度傳感器自動檢測堿液箱內溫度是否在到60至70℃之間，若未達到目標溫度，系統(tǒng)對堿液進行加熱，堿液箱加熱方式采用水浴加熱；達到所需溫度后耐堿氣動隔膜泵啟動，循環(huán)熱的堿液，循環(huán)時間55秒；滿足設定時間后泵停止工作，電磁閥切換系統(tǒng)管路走向，接入壓縮空氣，對整個管路進行高壓空氣吹洗5秒；時間滿足后電磁閥換向，水泵啟動進行水清洗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內，人工操作夾緊工件，確認各夾鉗壓緊無誤后，點擊觸摸屏選定所需加工過程，設定好各項加工時間，若不設定系統(tǒng)默認初次設定時間。點擊運行，導向氣缸推動連接觸頭，到位后耐酸氣動隔膜泵啟動，循環(huán)酸液，循環(huán)時間30秒；滿足設定時間后泵停止工作，電磁閥切換系統(tǒng)管路走向，接入壓縮空氣，對整個管路進行高壓空氣吹洗5秒，時間滿足后電磁閥換向，水泵啟動進行水清洗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：將待導電氧化處理的工件裝卡在限位托盤內，確認各夾鉗壓緊無誤后，點擊觸摸屏選定所需加工過程，設定好各項加工時間，不設定時間系統(tǒng)默認為初次設定時間。點擊運行，導向氣缸推動連接觸頭，到位后系統(tǒng)自動檢測導電氧化液箱內溫度是否在15至35℃之間，若未達到目標溫度，系統(tǒng)對導電氧化液進行加熱，導電氧化液箱加熱方式采用水浴加熱；達到所需溫度后導電氧化液泵啟動，循環(huán)導電氧化液，循環(huán)時間6分55秒，滿足設定時間后泵停止工作，電磁閥切換系統(tǒng)管路走向，接入壓縮空氣，對整個管路進行高壓空氣吹洗5秒；時間滿足后電磁閥換向，去離子洗液泵啟動進行清洗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。

上部護罩總成：采用鋁型材為框架，安裝有機玻璃為護板，前部有兩組對開門，防止工作時各種液體濺到人體，并且設置工藝看板、照明燈、觸摸屏安裝架及提示燈塔等。

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

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

2.設備的控制系統(tǒng)

控制核心采用可編程控制器（簡稱PLC）控制，采用LAD語言編程并有詳盡準確的符號說明，并配備觸摸屏，方便操作與顯示，溫度傳感器通過模擬量通道與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操作畫面、手動選擇畫面、報警畫面、系統(tǒng)畫面和I/O狀態(tài)監(jiān)視畫面，設備人機界面操作風格可與工廠原有設備保持一致。（需甲方提供清晰的要求）。

系統(tǒng)有手動、自動兩種操作模式，處于手動模式時，操作人員可以啟停單個執(zhí)行機構；處于自動模式時，可以設定各項加工時間（若不設定系統(tǒng)默認初次設定時間），并按設定時間進行自動運行；兩種操作模式可以通過選擇開關或觸摸屏操作來互相轉換。

設備具有安全保護、報警和自動停機功能，在系統(tǒng)總進氣口裝有壓力傳感器實時監(jiān)控系統(tǒng)壓力，如果氣體壓力小于設備正常工作需要的氣體壓力值，控制系統(tǒng)停止設備工作并報警，安全繼電器構成安全回路，并配備手動急停按鈕，緊急情況下設備切斷輸出執(zhí)行電源、氣源，確保設備人員安全。

3.結語

該機集成了現代自動化的新技術，實現了板材內部腔體的導電氧化的繁瑣作業(yè)，替代了原來的手工操作，減小人工操作的失誤，在提高內部腔體處理質量的同時極大的提高了這類處理的安全可靠性和勞動生產率，并降低了工人的勞動強度。 [科]

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