阳极氧化挂具、上下挂系统和工件上下挂方法与流程

本发明涉及金属零件阳极氧化工艺生产装备，具体地涉及一种阳极氧化挂具、上下挂系统和工件上下挂方法。

背景技术：

1、阳极氧化工艺金属外壳被广泛地应用在手机、平板电脑、笔记本电脑以及其他的电子消费品中。采用阳极氧化工艺处理的金属外壳可以提高耐腐蚀性。阳极氧化形成的氧化膜可以有效保护金属基材(通常为铝或铝合金)免受湿气、汗液、空气中的氧气及其他化学物质的侵蚀，大幅延长外壳的使用寿命，亦可增强表面的硬度提高耐磨性。氧化膜具有较高的硬度，能够防止日常使用中因摩擦、划伤等导致外壳磨损，保持电子产品的外观质量，并能够提升金属外壳表面质感，便于染色，提高美观性。阳极氧化处理可以为外壳赋予均匀、哑光或镜面效果，同时能够通过着色工艺呈现多种颜色，提升产品的视觉吸引力和品牌识别度。

2、采用阳极氧化工艺制作金属工件包括以下步骤：下料、cnc加工成型、预处理(清洗、喷砂抛光或者拉丝抛光)、工件上挂具、阳极氧化阶段、后期处理(着色、封孔、清洗烘干)、工件下挂具、打包封装。工件的上、下挂具是阳极氧化工艺生产中的重要步骤。阳极氧化阶段需要将工件和挂具一起浸入阳极氧化池中并通电加速工件表面氧化。

3、电子产品的金属外壳零件的四周带有向后方弯折的折边，其横截面呈c型，行业内称之为包边件。电子产品外壳这类包边件的外表面和其侧边面都是外观面。挂具和工件的接触点在阳极氧化过程中会产生接触痕迹。针对包边件，挂具需要从其内侧的非外观面上固定工件。

4、在一般零件的阳极氧化工艺中，常用的挂具包括碟式夹具、框架式夹具等。这类挂具具有装夹方便、固定牢固的优点。但是需要从工件的两端或者外侧夹持固定工件，因此会在包边件的外观面上留下接触痕迹，对外观效果要求较高的工件通常无法采用这类挂具。还有一些例如针式挂具，需要在工件上打孔作为挂具固定点。挂钩式挂具对包边件的夹持力又不高。

5、现有技术中也有专门针对电子产品外壳这种包边件设置的夹具型专用挂具。但是这类挂具往往设计有复杂的运动机构，包含若干个运动副等。由于在阳极氧化工艺生产中，挂具和工件一起浸入强酸碱环境的氧化池中，还需要通电加速工件氧化，阳极氧化过程对挂具本身的腐蚀性也非常强，极易导致挂具上运动机构的零件受氧化而结构发生变化，导致运动副失效。并且，挂具设计的过于复杂，也会导致上、下挂具难度过高，无法采用全自动机械设备进行工件的上、下挂具作业。

技术实现思路

1、针对现有技术中的上述不足或缺陷，本发明第一方面提供一种阳极氧化挂具，包括骨架和安装在骨架上的若干支撑组件；支撑组件包括分别用于支撑工件前部、后部、左右两侧的前支撑机构、后支撑机构、侧支撑机构；

2、前支撑机构包括若干前挂钩，前挂钩固定在骨架上，前挂钩能够勾住工件前部折边的内侧；

3、后支撑机构包括后弹片和后挂钩，所述后弹片的固定端固定在骨架上，自由端安装后挂钩；后挂钩能够勾住工件后部折边的内侧；

4、侧支撑机构设置左右两个，用于支撑工件的左右侧边；侧支撑机构包括侧弹片和侧挂钩，侧弹片的固定端固定在后弹片上，自由端安装侧挂钩；后挂钩能够顶撑工件后部折边的内侧；

5、所述后弹片具有压缩状态和伸展状态，后弹片被压缩/伸展时，能够带动侧弹片的自由端移动；后弹片压缩变形时，侧弹片的自由端向外移动；后弹片伸展变形时，侧弹片的自由端向内移动。

6、在一些实施方式中，后弹片的中部包括若干连续的变形部，后弹片的两端分别为固定端和自由端；

7、后弹片在弹性变形时，任意变形部发生转动；所述侧弹片固定在转动的变形部上；后弹片在压缩运动时，侧弹片的自由端向外运动，支撑工件侧折边的内侧。

8、在一些实施方式中，后弹片的中部包括若干连续的变形部，后弹片的两端分别为固定端和自由端；

9、后弹片在弹性变形过程中，任意变形部能够在左右方向上横移运动，所述侧弹片固定在能够横移运动的变形部上；后弹片处于压缩运动时，侧弹片的自由端向外运动，支撑工件侧折边的内侧。

10、在一些实施方式中，所述后支撑机构设置左右两个；左侧的侧支撑机构设置在同侧的后支撑机构上，右侧的侧支撑机构设置在同侧的后支撑机构上；

11、所述后弹片呈菱形，前后两端分别为后弹片的固定端和自由端，菱形的四个侧边为后弹片的变形部；

12、侧弹片的固定端固定在位于菱形后弹片外侧靠后的变形部上，或位于菱形后弹片内侧靠前的变形部上。

13、在一些实施方式中，定义分别设置在骨架正、反两面的支撑组件为一组；多组支撑组件沿骨架延伸方向间隔分布。

14、本发明还提出了对一种上下挂具系统，用于对前文提出的阳极氧化挂具进行工件的自动化上下挂具作业，该上下挂具系统包括组装台、工件机械手、挂具机械手以及所述的阳极氧化挂具；

15、组装台上设置锁定机构，用于固定所述阳极氧化挂具；

16、工件机械手，用于将工件上料到组装台或将工件从组装台下料；

17、挂具机械手，用于将阳极氧化挂具上料到组装台或将阳极氧化挂具从组装台下料。

18、在一些实施方式中，所述组装台上设置翻转组件，所述翻转组件包括翻转支架、平移支架、翻转驱动器、平移驱动器和锁定机构；

19、翻转支架转动设置在组装台上，翻转驱动器连接翻转支架并驱动翻转支架转动；沿翻转支架的延伸方向设置平移导轨；所述平移支架滑动设置在平移导轨上；平移支架和翻转支架之间设置平移驱动器；所述平移驱动器驱动平移支架在翻转支架上前后滑动；所述锁定机构安装在平移支架上。

20、应用前文提出的上下挂系统，本发明还提出了一种上挂作业方法：包括以下步骤：

21、s11，将空挂具携带到组装台上并由锁定机构固定，保持支撑组件朝上设置；

22、s12，抓取并携带工件运动到待上挂位置；

23、待上挂位置：工件位于支撑组件的正上方，工件后部折边位于后挂钩的正后方，工件前部高度高于前挂钩；工件倾斜设置其前侧高度高于后侧高度；

24、s13，驱动工件相对于挂具向前运动，工件后部折边的内侧抵接后挂钩；令工件继续向挂具前向运动，后弹片压缩变形；后弹片的变形带动侧弹片的自由端向外运动抵接工件侧折边的内侧，直至工件前部的内侧运动到前挂钩的前侧；

25、s14，驱动工件前侧向下运动，至工件前后高度平齐，前挂钩正对工件前部折边的内侧；

26、s15，释放工件，使得后弹片向后顶推工件，前挂钩顶紧工件前部折边；

27、s16，将负载工件的挂具带离组装台。

28、应用前文提出的上下挂系统，本发明还提出了一种下挂作业方法：包括

29、以下步骤：

30、s21，将负载工件的挂具携带到组装台并由锁定机构固定，且工件朝上设置；

31、s22，固定住待下挂工件；

32、s23，驱动工件相对于挂具向前运动，直至前挂钩脱离工件前部折边；

33、s24，将工件前端向上抬升至工件前部折边高于前挂钩；

34、s25，驱动工件相对于挂具向后运动，使得后弹片逐渐从压缩状态转为伸展状态，后弹片的变形带动侧弹片的自由端及侧挂钩向内运动脱离工件侧部折边；工件继续向工件后方运动直至工件的后折边与后弹片脱离；

35、s26，将工件带离挂具。

36、应用本发明上述技术方案一种挂具，具有如下效果：

37、现有技术中需要在挂具上设置复杂的运动机构，才能实现从工件内侧稳定的固定工件。本发明的挂具舍弃了复杂的运动机构，仅仅才有几个弹性金属片就实现了现有技术相同的技术效果。并且弹性金属片没有复杂的运动副，挂具处于强腐蚀性环境中，也能保持长时间的稳定工作。

38、本发明的阳极氧化挂具简化了上下挂具作业的步骤，只需要让工件的后部折边顶住后挂钩，前部折边高度高于前挂钩，将工件向前推，后弹片压缩过程中会带动侧挂钩向外顶紧工件侧部的折边，直至工件前部折边运动到前挂钩的前方，工件前部自然下落，然后松开工件即可。而后后弹片会部分回弹，让前挂钩顶紧工件前部折边。整个上料过程中需要三步，向对齐，再上推工件，最后前部落下即可。下挂过程相似，先将工件向上推，工件前部折边与前挂钩脱离，再将工件前部上抬，最后工件向后运动脱离挂具即可。

39、为了配套完成上、下挂具作业，本发明还提出了一种上下挂具系统。由于本发明挂具的创新设计，使得本系统不需要设置驱动部件用来驱动挂具上的侧弹片和后弹片，只需要让将挂具固定到组装台上，然后操作工件运动即可完成上、下挂具作业。

40、配套的本发明还给出了上下挂具系统在进行上挂作业和下挂作业时的具体动作步骤。