一种自动化电镀生产线高效柔性生产设备及方法与流程

1.本发明属于表面处理技术领域，涉及一种自动化电镀生产线高效柔性生产设备及方法。


背景技术：

2.零件从裸基体到表面有电镀防护镀层需要经过零件消除应力、零件电镀、零件镀覆后除氢、零件镀后处理(出光、活化、钝化等)、加温烘干多道工序。传统电镀生产线是由人工操作的手动生产线，零件的装挂、消除应力、零件电镀、镀覆后除氢、镀后处理、加温烘干等步骤均由操作人员通过用铁丝或铜丝手动绑系的方式将零件进行转运、挂置，效率低下。
3.随着生产水平的提高，传统的纯手工电镀生产线已迈向自动化时代，自动化电镀生产线需要应用到大量工装夹具实现自动化生产线柔性排产技术。自动化电镀生产线的工装夹具通常会使用导电性能良好的钢铁材料制成体积大、重量大，在工装夹具除与零件接触部位使用塑料胶对工装进行胶封，其目的在于：1、防止阴极与阳极接触，形成短路；2、减少槽液中的金属暴露面积，减少电流损耗；3、减少工装与零件的接触，防止零件表面出现漏镀或挂具印。
4.现有的自动化生产线工装夹具的缺点在于1、传统自动化工装夹具作为电镀阴极的变形和延伸出发点只在于增加单次电镀的零件数量，不考虑零件电镀各工序之间的周转；2、使用传统电镀工装，操作人员需要在电镀前逐个装挂零件，电镀后逐个拆卸零件，除氢后(镀后处理前)逐个装挂零件，镀后处理完成后逐个拆卸零件，工作量大；3、工装夹具体积大、重量大，不易整体移动，若想减少逐个装挂拆卸零件次数无法直接移动工装；4、现有的工装只为电镀单一环节设计，表面需大面积胶封，但是工装表面胶封塑料胶不耐高温，无法在零件所需的除氢温度下进行烘烤；5、零件在消除应力和除氢过程中无工装装挂，采用堆放、框装的方式，导致零件表面状态不一致，且易被穿绑的铁丝划伤表面。在自动化生产线高速、大量的生产节奏下，人工的转运、装挂是整个生产线中最耗时耗力的环节，大大降低了自动化电镀生产线的生产效率。


技术实现要素：

5.本发明的目的：本发明解决了自动化工装只适用电镀环节，利用柔性工装设计解决了零件转运过程中无工装的问题；利用柔性工装解决零件电镀需多次装挂的问题；同时解决零件在消除应力、高温除氢时无工装挂具导致堆放、破坏零件表面质量的问题。提出一种自动化电镀生产线高效柔性生产设备及方法，面向电镀全流程，减少零件装挂次数，达到高效生产的方法。
6.技术方案：
7.一种自动化电镀生产线高效柔性生产设备，包括：
8.电镀装置，用于零件的自动化电镀处理；
9.消除应力/除氢装置，用于零件的自动化除应力/除氢处理；
10.柔性工装，用于在自动化电镀、自动化除应力/除氢过程中挂装及转移零件。
11.进一步，电镀装置包括防掉托盘，所述的防掉托盘上安装有包胶结构体，包胶结构体顶部安装有阴极铜勾，所述的包胶结构体上设置有用于挂装柔性工装及零件的螺栓。
12.进一步，所述的包胶结构体为框架结构，便于悬挂零件及减轻重量，包胶体由金属本体以及包覆在金属本体外部的胶膜构成。
13.进一步，消除应力/除氢装置包括工装台及挂板，所述的挂板垂直安装在所述的工装台上，所述的挂板上设置有用于挂装柔性工装及零件的螺钉。
14.进一步，所述的挂板有若干个，若干挂板平行设置在所述的工装台上。
15.进一步，所述的挂板及工装台由耐高温材料制成。
16.进一步，所述的柔性工装由金属丝弯曲形成挂圈，挂圈两侧有用于挂装零件的挂钩。
17.设备的方法，包括以下步骤：
18.步骤一、在零件进行消除应力环节，使用柔性工装将零件装挂到消除应力/除氢装置的螺钉上后进行零件应力消除处理，在消除应力环节零件无堆放，避免外部环境对零件的污染，保证零件表面状态一致，随后零件和柔性工装一起转运；
19.步骤二、在电镀环节，将柔性工装从消除应力/除氢装置取下后，将带零件的柔性工装装挂至电镀装置包胶结构体的螺栓上，完成电镀后将带零件的柔性工装取下转运至除氢环节；
20.步骤三、在除氢环节，将带零件的柔性工装到除氢环节的消除应力/除氢装置的挂架螺钉上，按照零件的加工要求进行高温除氢；除氢过程中每一件零件与高温空气的接触条件一致，因此零件表面的状态也都一致，完成高温除氢后转运至电镀生产线，按照零件生产的后处理要求进行加工；
21.步骤四、完成除氢后，将柔性工装及零件再次返回至电镀生产线，挂装至电镀装置包胶结构体的螺栓上，启动自动化生产线进行零件电镀后处理；
22.步骤五、电镀过程全部完成后将零件从柔性工装上拆卸下来进行交检，高效柔性电镀流程全部完成。
23.有益效果：
24.通过对自动化电镀生产线的高效柔性生产方法的研究可以达到：转移工装的次数是转移零件的一半，柔性工装挂置方法比穿绑铁丝后直接挂置零件速度更快，效率提高100％，时间缩短一半以上；在消除应力和除氢环节使用柔性工装及工装挂具可以避免零件因表面状态不一致、表面镀层划伤、零件表面污染等引起的质量问题，零件检验交付成品率提高50％以上等效果。
附图说明
25.图1是电镀装置结构示意图，
26.图2是消除应力/除氢装置结构示意图，
27.图3是柔性工装装挂示意图，
28.图4是装挂零件后的柔性工装示意图，
29.图5是采用柔性工装后零件在消除应力、电镀、除氢、转运等环节的装挂示意；
30.其中，1、阴极铜勾，2、包胶结构体，3、零件，4、防掉落托盘，5、阴极挂钩，6、螺钉，7、挂板，8、柔性工装，9、工装台。
具体实施方式：
31.下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解：
32.随着生产水平的提高，传统的纯手工电镀生产线已迈向自动化时代，自动化电镀生产线需要应用到大量工装夹具实现自动化生产线柔性排产技术。自动化电镀生产线的工装夹具通常会使用导电性能良好的钢铁材料制成体积大、重量大，在工装夹具除与零件接触部位使用塑料胶对工装进行胶封，胶封过的工装不适用于电镀生产的其他需加温环节，例如消除应力、除氢等。
33.使用传统自动化工装，只能将其作为电镀阴极的变形和延伸，增加单次电镀的零件数量，但是无法实现零件电镀各工序之间的周转；同时使用传统电镀工装，操作人员需要在电镀前逐个装挂零件，电镀后逐个拆卸零件，除氢后(镀后处理前)逐个装挂零件，镀后处理完成后逐个拆卸零件，工作量大；使用传统工装，会面临体积大、重量大，不易整体移动，若想减少逐个装挂拆卸零件次数无法直接移动工装；现有的工装只为电镀单一环节设计，表面需大面积胶封，但是工装表面胶封塑料胶不耐高温，无法在零件所需的除氢温度下进行烘烤；零件在消除应力和除氢过程中无工装装挂，采用堆放、框装的方式，导致零件表面状态不一致，且易被穿绑的铁丝划伤表面。
34.本发明提出一种面向自动化电镀生产线全流程的高效生产设备及方法，通过采用柔性工装完成电镀全流程的工部，包括消除应力、转运、电镀、除氢、镀后处理每个环节。使用的每个柔性工装可挂置两个零件，在零件表面电镀生产环节柔性工装是一直随零件转运、加工，工人只需要对柔性工装进行操作即可完成生产。避免了不断对零件进行装挂、拿取，导致零件表面受到外力影响因素较多，影响零件表面质量的问题。在消除应力环节配合柔性柔性工装设计挂具，零件挂置在柔性工装上后，将柔性工装挂置在挂具上；在转运环节采用转运车将零件及柔性工装整体转运，避免转运过程中拆下零件后堆放对零件表面造成划伤及污染；在电镀环节直接将柔性工装挂置到电镀工装上减少工人操作，不用逐一挂置零件；在除氢环节同消除应力环节的操作，同时除氢环节的零件已镀覆电镀膜层，更需注意零件表面状态，避免零件表面划伤及污染。
35.本发明提供的一个实施例是一种自动化电镀生产线高效柔性生产设备，包括：
36.电镀装置，用于零件3的自动化电镀处理；
37.消除应力/除氢装置，用于零件3的自动化除应力/除氢处理；
38.柔性工装，用于在自动化电镀、自动化除应力/除氢过程中挂装及转移零件3。
39.在本发明的实施例中，电镀装置包括防掉托盘4，防掉托盘4作为整个电镀装置的安装底座，重量较大，确保安装在防掉托盘4上的其他部件不会倾倒，所述的防掉托盘4上安装有包胶结构体2，包胶结构体2顾名思义是采用外部包胶的装置挂架，用于悬挂零件3，包胶结构,2顶部安装有阴极铜勾1，阴极铜勾1与电镀阴极相连接，阴极铜勾1弧形挂钩面与阴
极电极外形相匹配，并且能够完整的贴合，所述的包胶结构体2上设置有用于挂装柔性工装8及零件3的螺栓。
40.在本发明的实施例中，所述的包胶结构体2为框架结构，便于悬挂零件3及减轻重量，包胶结构体2由金属本体以及包覆在金属本体外部的胶膜构成，金属材料机械强度大，具有更好的支撑效果，胶膜使得金属本体与阴极铜勾1之间绝缘。
41.如图2所示，消除应力/除氢装置包括工装台9及挂板7，所述的挂板7垂直安装在所述的工装台9上，所述的挂板7上设置有用于挂装柔性工装8及零件3的螺钉6。
42.在本实施例中，所述的挂板有若干个，若干挂板平行设置在所述的工装台上，挂板有多个，可以同时实现多个零件消除应力/除氢工艺，大大节省工艺时间。
43.在本实施例中，所述的挂板7及工装台9由耐高温材料制成，可以保证在除应力/除氢过程中的高温环境中不会损坏，使用寿命长。
44.如图3所示，所述的柔性工装8由金属丝弯曲形成挂圈，挂圈两侧有用于挂装零件的挂钩，柔性工装8具有较好的柔韧性，可以根据零件3的形状以及电镀装置、消除应力/除氢装置的形状来进行调整，具有很好的适应性。
45.本发明提供的另一个实施例是设备的生产方法，包括以下步骤：
46.步骤一、在零件1进行消除应力环节，使用柔性工装8将零件3装挂到消除应力/除氢装置的螺钉6上后进行零件3应力消除处理，在消除应力环节零件3无堆放，避免外部环境对零件3的污染，保证零件3表面状态一致，随后零3件和柔性工装8一起转运；
47.步骤二、在电镀环节，将柔性工装8从消除应力/除氢装置取下后，将带零件3的柔性工装8装挂至电镀装置包胶结构体2的螺栓上，完成电镀后将带零件2的柔性工装取8下转运至除氢环节；
48.步骤三、在除氢环节，将带零件3的柔性工装8到除氢环节的消除应力/除氢装置的挂架螺钉6上，按照零件3的加工要求进行高温除氢；除氢过程中每一件零件3与高温空气的接触条件一致，因此零件3表面的状态也都一致，完成高温除氢后转运至电镀生产线，按照零件生产的后处理要求进行加工；
49.步骤四、完成除氢后，将柔性工装8及零件3再次返回至电镀生产线，挂装至电镀装置包胶结构体2的螺栓上，启动自动化生产线进行零件3电镀后处理；
50.步骤五、电镀过程全部完成后将零件3从柔性工装8上拆卸下来进行交检，高效柔性电镀流程全部完成。
51.本发明提出一种将电镀全流程纳入考虑范畴，全程使用柔性工装完成生产的方法。考虑零件3重量和工装轻便性，每个柔性工装8可挂置两个零件3。在零件3表面电镀生产环节柔性工装8是一直随零件转运、加工的，工人只需要对柔性工装8进行操作即可完成生产。避免了不断对零件3进行装挂、拿取，导致零件3表面受到外力影响因素较多，影响零件3表面质量的问题。在消除应力环节配合柔性工装8设计挂具，零件3挂置在柔性工装8上后，将柔性工装8挂置在挂具上；在转运环节采用转运车将零件3及柔性工装8整体转运，避免转运过程中拆下零件3后堆放对零件3表面造成划伤及污染；在电镀环节直接将柔性工装8挂置到电镀工装上减少工人操作，不用逐一挂置零件3；在除氢环节同消除应力环节的操作，同时除氢环节的零件3已镀覆电镀膜层，更需注意零件3表面状态，避免零件3表面划伤及污染。
52.本发明面向电镀全流程，减少零件3装挂次数，达到高效生产的方法。通过采用柔性工装8完成电镀全流程的工部，包括消除应力、转运、电镀、除氢、镀后处理每个环节。利用柔性工装8设计解决了零件3转运过程中无工装的问题；利用柔性工装8解决零件3电镀需多次装挂的问题；同时解决零件3在消除应力、高温除氢时无工装挂具导致堆放、破坏零件3表面质量的问题。
53.该方法面向电镀全流程提出，适用范围广，可推广性强，能够适用于所有镀种自动化电镀生产线。节约生产过程中的时间成本、人力成本，有效提高自动化电镀生产线生产效率，为制造生产提高极大的经济效益。
54.上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。