三滾鍍電鍍流水線自動化系統設計

蔡文明　溫作銳

摘要：隨著現代工業技術的發展，電鍍在各行各業的應用日益廣泛，企業迫切需要提高生產效率和產品質量，于是如何提高電鍍生產線的自動控制性能，減少成本具有重要的意義。本系統是經過市場調研與分析，結合企業工程師長期從事電鍍行業生產的經驗，針對現有電鍍生產自動化狀況存在的不足，開發智能化、高效化的自動化流水線方案。將原來的“一”型電鍍線拆解成三段工藝，靈活組合，并引入PLC、觸摸屏來實現自動化控制，有效提高生產效率。

關鍵詞：電鍍線；PLC；觸摸屏；自動化控制

電鍍的目的是在基材上鍍上金屬鍍層，改變基材表面性質或尺寸，從而提高耐腐蝕性、抗高溫氧化性、良好的導電性、高的硬度、高的耐磨性和減摩性、微細加工的均勻性以及其他某些特殊的物理、化學特性，同時又賦子金屬光澤美觀。

三滾鍍電鍍流水線自動化系統設計的目的主要是基于以下三個方面：一，電鍍作為高污行業，其氧化、酸洗、堿洗、電鍍等許多工藝具有嚴重的化學污染和腐蝕，對人的身心健康十分不利；二，人工操作隨機性大，影響產品質量；三，優化流水線的結構，有效提高廠房利用率。下面對該自動化系統進行介紹。

1 工藝流程設計

電鍍的基本工序為：磨光一拋光）→上掛→脫脂除油→水洗→（電解拋光或化學拋光）→酸洗活化→（預鍍）→電鍍→水洗→（后處理）→水洗→干燥→下掛→檢驗包裝。

三滾鍍流水線，如圖1所示。則是將上述電鍍的工藝拆解成三條流水線來協同完成，3號線為除油、活化流水線，1號線為鍍鎳流水線，2號線為鍍銅流水線，三條流水線可以協同工作，避免空等的現象，有效的提高了生產效率。

下面以除油、活化流水線線為例介紹工作流程，其加工工藝流程如圖2所示。電鍍專用行車的加工過程在電鍍生產線一側。工人將待加工的零件裝入吊籃，發出信號，行車自動上升并逐段前進，在需要停留的槽位停止，然后自動下降。各槽停留的時間根據工藝要求預先設定，再自動上升并繼續前進。如此完成電鍍工藝規定的從上料區至下料區各道工序，然后自動將經過第一條線處理好的零件倒入終端等候的小車，小車根據工序的需要將零件送往第二條線或者第三條線進行第二道工序的加工，行車則自動返回上料區原位。至此，一次循環加工完成。

2 控制系統主電路

控制系統主要有兩個控制要求。一是準確定位。清洗槽、電鍍槽的位置都是固定的，要求行車定位準確，起動、停止時料籃不晃動，以免料籃碰到槽壁。二是具有手動、自動控制功能。一旦選定自動控制，即可根據工藝要求確定需要停留的工位。除了裝料外，整個電鍍工藝過程能自動完成。

基于成本考慮，系統采用國產信捷PLC作為控制核心，CPUXC-60R作為過程控制的中心控制單元，另外選用2塊32點數字量輸入模塊XC-32XY，PLC的輸入有工位接近開關、行程開關等，輸出有接觸器和繼電器等。由PLC直接處理開關量信號，用變頻器控制行車的進退和升降，如圖3所示。為了節約材料和節省電控柜空間，大車的進退和升降共用一臺變頻器，在變頻器啟停信號到來前通過PLC控制接觸器來切換兩臺電動機的接入。如圖4所示。

在行車運行的鋼軌上，沿著水平方向，每一個行車停車位焊接一塊擋鐵，在行車相應處安置接近開關。當行車在水平方向運行，接近開關感應到擋鐵的存在時，向PLC發出定位信號，在鉤手的上、下定位處各安一個接近開關，在鉤手的相交接處焊接一塊擋鐵。在鉤手上、下運行時，接近開關感應到擋鐵的存在時，也向PLC發出定位信號。同時為了增加安全性，在鉤手接近開關和水平運動的網端各安置一只行程開關，當接近開關失靈或其他原因使鉤手或行車不能正確停止時，起到限位保護作用，同時向PLC發送信號，行車停止運行并觸發聲光報警。

3 PLC程序設計

該系統的編程軟件采用信捷公司的XCPPro-3.3h軟件，采用梯形圖編制程序，主要包括行車行走控制，滾筒的上、下行控制，工位檢測，速度切換以及系統故障診斷和處理等。

主程序負責所有子程序的調度，判斷在不同的情況下去執行相應的程序，PC通過PC/PPI編程電纜，經RS232/RS485轉換，把控制程序下載到PLC中。其主程序流程圖如圖5所示。

4 總結

該電鍍流水線投入使用后，有效的提高了產房的利用率，減少對廠房占地需求，使工作現場整潔美觀有序，更容易開展5S活動及5S現場管理；將電鍍流程拆解成三部分同時進行，每條線路承當獨立的內容，避免了空等的現象，有效提高了生產效率，并且能在不停機的情況下對故障設備進行維修及更換，并且擁有了較大的作業空間，徹底改變了原來設備擁擠雜亂，無法下手維修的狀況；優化了PLC控制程序，將使用過程中的信息充分的融合到設備的設計和生產中，有效提高電鍍的品質。