三滚镀电镀流水线自动化系统设计

蔡文明　温作锐

摘要：随着现代工业技术的发展，电镀在各行各业的应用日益广泛，企业迫切需要提高生产效率和产品质量，于是如何提高电镀生产线的自动控制性能，减少成本具有重要的意义。本系统是经过市场调研与分析，结合企业工程师长期从事电镀行业生产的经验，针对现有电镀生产自动化状况存在的不足，开发智能化、高效化的自动化流水线方案。将原来的“一”型电镀线拆解成三段工艺，灵活组合，并引入PLC、触摸屏来实现自动化控制，有效提高生产效率。

关键词：电镀线；PLC；触摸屏；自动化控制

电镀的目的是在基材上镀上金属镀层，改变基材表面性质或尺寸，从而提高耐腐蚀性、抗高温氧化性、良好的导电性、高的硬度、高的耐磨性和减摩性、微细加工的均匀性以及其他某些特殊的物理、化学特性，同时又赋子金属光泽美观。

三滚镀电镀流水线自动化系统设计的目的主要是基于以下三个方面：一，电镀作为高污行业，其氧化、酸洗、碱洗、电镀等许多工艺具有严重的化学污染和腐蚀，对人的身心健康十分不利；二，人工操作随机性大，影响产品质量；三，优化流水线的结构，有效提高厂房利用率。下面对该自动化系统进行介绍。

1 工艺流程设计

电镀的基本工序为：磨光一抛光）→上挂→脱脂除油→水洗→（电解抛光或化学抛光）→酸洗活化→（预镀）→电镀→水洗→（后处理）→水洗→干燥→下挂→检验包装。

三滚镀流水线，如图1所示。则是将上述电镀的工艺拆解成三条流水线来协同完成，3号线为除油、活化流水线，1号线为镀镍流水线，2号线为镀铜流水线，三条流水线可以协同工作，避免空等的现象，有效的提高了生产效率。

下面以除油、活化流水线线为例介绍工作流程，其加工工艺流程如图2所示。电镀专用行车的加工过程在电镀生产线一侧。工人将待加工的零件装入吊篮，发出信号，行车自动上升并逐段前进，在需要停留的槽位停止，然后自动下降。各槽停留的时间根据工艺要求预先设定，再自动上升并继续前进。如此完成电镀工艺规定的从上料区至下料区各道工序，然后自动将经过第一条线处理好的零件倒入终端等候的小车，小车根据工序的需要将零件送往第二条线或者第三条线进行第二道工序的加工，行车则自动返回上料区原位。至此，一次循环加工完成。

2 控制系统主电路

控制系统主要有两个控制要求。一是准确定位。清洗槽、电镀槽的位置都是固定的，要求行车定位准确，起动、停止时料篮不晃动，以免料篮碰到槽壁。二是具有手动、自动控制功能。一旦选定自动控制，即可根据工艺要求确定需要停留的工位。除了装料外，整个电镀工艺过程能自动完成。

基于成本考虑，系统采用国产信捷PLC作为控制核心，CPUXC-60R作为过程控制的中心控制单元，另外选用2块32点数字量输入模块XC-32XY，PLC的输入有工位接近开关、行程开关等，输出有接触器和继电器等。由PLC直接处理开关量信号，用变频器控制行车的进退和升降，如图3所示。为了节约材料和节省电控柜空间，大车的进退和升降共用一台变频器，在变频器启停信号到来前通过PLC控制接触器来切换两台电动机的接入。如图4所示。

在行车运行的钢轨上，沿着水平方向，每一个行车停车位焊接一块挡铁，在行车相应处安置接近开关。当行车在水平方向运行，接近开关感应到挡铁的存在时，向PLC发出定位信号，在钩手的上、下定位处各安一个接近开关，在钩手的相交接处焊接一块挡铁。在钩手上、下运行时，接近开关感应到挡铁的存在时，也向PLC发出定位信号。同时为了增加安全性，在钩手接近开关和水平运动的网端各安置一只行程开关，当接近开关失灵或其他原因使钩手或行车不能正确停止时，起到限位保护作用，同时向PLC发送信号，行车停止运行并触发声光报警。

3 PLC程序设计

该系统的编程软件采用信捷公司的XCPPro-3.3h软件，采用梯形图编制程序，主要包括行车行走控制，滚筒的上、下行控制，工位检测，速度切换以及系统故障诊断和处理等。

主程序负责所有子程序的调度，判断在不同的情况下去执行相应的程序，PC通过PC/PPI编程电缆，经RS232/RS485转换，把控制程序下载到PLC中。其主程序流程图如图5所示。

4 总结

该电镀流水线投入使用后，有效的提高了产房的利用率，减少对厂房占地需求，使工作现场整洁美观有序，更容易开展5S活动及5S现场管理；将电镀流程拆解成三部分同时进行，每条线路承当独立的内容，避免了空等的现象，有效提高了生产效率，并且能在不停机的情况下对故障设备进行维修及更换，并且拥有了较大的作业空间，彻底改变了原来设备拥挤杂乱，无法下手维修的状况；优化了PLC控制程序，将使用过程中的信息充分的融合到设备的设计和生产中，有效提高电镀的品质。