CN107268066A - 便携式和模块化生产电镀系统 - Google Patents

Abstract

一种便携式电镀系统，其带有集成为完整的系统而不是分开的或断开的部件。单一电镀系统可以整装地包括所有必要的整流器、槽、清洗功能和其他有用的或必要的项目。通过使用比常规的电镀系统更小的部件，该系统可以允许化学品、溶液和能量的更节约地使用，并且可以朝着要电镀的物体的独特形状或尺寸更有效地利用该系统。可以采用齿条管理系统将物体从该系统中的一个位置移动到另一个位置。

Description

便携式和模块化生产电镀系统

相关申请的相互参照

本申请要求2016年4月5日提交的、标题为“Portable and Modular ProductionElectroplating System”的第62/318391号美国临时专利申请，以及2016年5月4日提交的、标题为“Portable and Modular Production Electroplating System”的第62/331709号美国临时专利申请优先权，它们的全文以引用的方式并入本文中。

技术领域

本发明大致涉及电镀系统。更具体地，本发明涉及能够对小批量物体有效地进行电镀的便携式电镀系统。

背景技术

电镀系统使用电化学，以离子力来形成材料（通常为金属材料）薄层。可以电镀其他金属，以形成提供保护（例如，抗腐蚀）的功能层（例如，锌），或者提供改善电镀物体的外观的美感涂层（例如，铬）。

大多数电镀系统都是庞大的，并且一次电镀大量的物体。这些系统通常被称为“纪念碑”（monuments），能坐落在坑或其他永久性区域中，因此这样的电镀系统是不可携带的或不可移动的。电镀系统的尺寸还需要大量的化学溶液，继而需要大量的能量将化学溶液加热至所需电镀温度。其尺寸还阻止了根据物体的特定尺寸和形状对系统的优化，因为这样的话将需要重新配置整个系统，而如此大型的系统重新配置是繁重的。由于这些系统的必要尺寸和成本，一个工厂通常将包括一个或只有几个电镀系统。

市场上可买到的小型电镀系统包括拼接在一起的单独的、不完整的多个部分，而不是集成的、完整的系统。然而，这些部分通常有功能缺失，如缺失超声波功能、过滤系统、树脂处理部分、化学监测和其他功能。现有的系统还缺乏将物体从一个槽有效移动到另一个槽的功能。

发明内容

本发明大致包括带有集成为完成系统的部件的电镀系统。例如，单一系统可以包括所有必要的整流器、槽、超声波功能和其他所需的功能。该系统可以比常规电镀系统小，从而允许化学品和能量的节约使用，并且可以包括轮子或用于运动的其他工具，从而允许该系统是可移动的。可能还包括齿条管理系统，以将产品有效地从一个槽移动到另一个槽。例如，在一个实施例中，本发明包括12个槽。

在一个实施例中，本发明是用于电镀物体的电镀系统，并且大致包括框架、设置在该框架上的电镀槽、以及设置在该框架上的与该电镀槽按照工艺流程顺序的第一冲洗槽和第二冲洗槽。该第二冲洗槽可能适于从水源接收水，并且该水可能适于从该第二冲洗槽流至该第一冲洗槽。在该框架上还设置有按照工艺流程顺序在该第二冲洗槽之前的酸洗槽。该系统还包括将物体传送至该电镀槽、第一冲洗槽、第二冲洗槽和酸洗槽、并且从该电镀槽、第一冲洗槽、第二冲洗槽和酸洗槽传送物体的齿条。

还公开了一种用于清洗电镀用物品的方法。该方法可能大致包括使得去离子水从供应源流至第一冲洗槽，并且允许该去离子水从第一冲洗槽流至第二冲洗槽。要电镀的物体可以防止在该第二冲洗槽中，并且在该第二冲洗槽中被冲洗。此后，该物体被放置在酸洗槽中。接着，在将该物体放置在该酸洗槽中之后，该物体可能被放置在该第一冲洗槽中。这种方法促进将酸带出液充当冲洗槽中的净化剂的使用。

附图说明

下面参照附图的描述有助于更好地理解本发明要保护的主题、它的构造和运作，并且可以容易理解和领会本发明的许多优点：

图1为根据本发明的实施例的电镀系统的侧视图；

图2为图1的电镀系统的相对的侧视图；

图3为根据本发明的实施例的电镀系统的顶视图；

图4为根据本发明的实施例的用于清洗部件的流程图；

图5为根据本发明的实施例的用于清洗电镀的部件的过程的流程图。

具体实施方式

虽然本发明可以有多种不同形式的实施例，但是下面将参照附图详细描述本发明的优选实施例，可以理解的是本公开被认为是本发明的原则的范例，并且不是为了将本发明的广泛方面限制为所示实施例。这里使用的术语“本发明”不是为了限制请求保护的发明的范围，而是只是为了说明的目的用于讨论本发明的示例实施例的术语。

本发明大致包括集成的电镀系统，其包括在单一完整系统中用于电镀的典型部件。例如，单一电镀系统可以包括整流器、槽、超声波功能、清洗功能和其他部件，而不具有与该系统分开和脱离的部件。本发明的系统可以比常规电镀系统更小，以便化学品和能量的节约使用以及造型独特的物体的可定制操作。该系统还可以是便携式的或可移动的，并且包括移动装置，例如轮子或腭。齿条管理系统还可以被包括来移动在该系统中从一个部件电镀至另一个部件的物体。

参照图1-3，本发明的实施例大致包括电镀系统100，该电镀系统100包括框架105，轮子110连接至该框架。轮子110可以是脚轮或其他能够使得系统100可由用户或机械携带的可移动物体（例如，腭、滑板等）。系统100还可以包括用于电镀物体的电镀槽115、以及机器人125或用于将移动齿条120从一个位置移动到另一个位置的其他自动化设备。例如，机器人125可以将要电镀的物体从电镀槽移动至清洗区域，或者当电镀和清洗过程完成时移动至单独的机架。机器人125可以是，例如，桁架机器人或任意其他自动化设备。

系统100可以包括位于相同的系统100中的过滤和回收部分130。系统100还可以包括泄漏控制板135，该泄漏控制控制板135用于防止化学品和系统100的其他液体超出系统100的范围泄漏。

系统100的各种槽和部分可以被集成到一个系统中以增强电镀系统100的效率和便携性。用户可以操纵控制器140来运行系统100的各种功能。例如，系统100可以包括上述电镀槽115、带有超声波清洗或化学清洗能力的清洗槽145、以及冲洗槽180，在该冲洗槽180中，可以用溶液，例如去离子水，冲洗电镀的对象。该冲洗系统可以是逆流设计，其中，依次地将新鲜的去离子水或其他溶液供应源至最后的冲洗槽180，然后依次供应至中间冲洗槽，直到第一冲洗槽。这使得要电镀的物体在越来越干净的溶液中被清洗。清洗的混合还节约溶液的使用。在放置到最后的冲洗槽之前，可以在酸洗槽175中处理物体。通过在最后的冲洗槽之前设置酸洗槽，清洗过程可以促进酸带出液充当槽中的净化剂的使用，并且保持冲洗槽中的清洁。

各种槽可以包括传感器155，例如，电导传感器。计量泵160还可以被实现为自动地向各种槽提供化学添加剂，从而允许更稳定的、没有错误的和自动化的调整，并且将人工操作员执行化学调整任务的需求最小化。可以采用其他传感器，例如，液位传感器165、温度传感器170和PH传感器，从而将电镀过程自动化。因此可以自动监控和改变水位、水温和铬和镍溶液的pH。

在实施例中，本发明包括紧凑型和便携式的电镀系统，其是整装的，而不是像常规电镀系统一样是分离的。槽115可以包括整流器供电的阴极和阳极，以便系统内的有效电镀。通过在更小的并且更紧凑的系统中实现这些功能，系统100可以支持有效的单件流或小批量电镀。例如，小的槽使得阳极能够更靠近要电镀的物体，以及将物体从一个位置传送到另一个位置的槽，从而将电镀效率最大化。这提高了电镀效率和电镀沉积的速度。

还可以为进一步的定制采用分离的篮筐。例如，除了位于槽115的两侧上两个篮筐，在槽115的中间可以设置第三篮筐。齿条120还可以跨越第三阳极篮筐，从而促进阳极同时暴露至要电镀的无图的两侧。可选地或除了上述，U型齿条可以装载要电镀的部件。U型齿条可以包括位于两端的阳极，以及位于中间的第三阳极，从而允许均匀电镀。还可以在这个和其他配置中使用层流，从而增加溶液与要电镀的部件的接触，以及加快电镀进程。

与常规电镀系统相比，本发明的紧凑性质还允许加热时间更快和加热系统100的溶液所花费的能量更少。此外，系统100可以是顺序电镀系统100，据此，部件可以根据在先的制造过程进入系统的第一部分，然后以便利和高效组装线方式进入下一操作。

齿条管理系统还可以提供系统100的功能。如上所述，系统100可以包括由控制器140和机器人自动化设备125所操作的齿条120。齿条120可以包括两个腿，每个腿均装载有要电镀的物体。齿条管理系统还可以根据用户需求或者自动化地向电镀系统提供装载的齿条和齿条的自动进样的队列堆积。在电镀和/或清洗和冲洗过程之后，齿条可以被自动的卸载回到齿条管理系统中，以便通过系统卸载和再循环。使用的溶液可以被机械搅拌以提高溶液在要电镀的物体的表面的更新，并且消除传统的空气搅拌的需要。

系统100的紧凑性质还提供额外灵活性。例如，槽115和系统的其他部分可以可移除地连接至框架105或者其他的其他部件，从而允许快速的滑出和滑进改变。机器人自动化设备125可以帮助槽的运动，并且可以被程序化，从而当受控制器140指示使得系统100以特定模式运行时，可以特定顺序自动地布置槽和其他部分。

过滤和回收部分130可以帮助系统100的冲洗和溶解能力。例如，过滤和回收部分130可以允许没有污垢，以及用于多种用途的溶液的完全回收。过滤部分130还可以用于金属回收。

现在将参照图4，并且根据图1-3所示的元素中的至少一个元素描述清洗过程。如图2所示，系统100可以包括使用若干清洗槽145或酸洗槽175和冲洗槽180的多个清洗步骤。因此，过程400可以开始并进入步骤405，其中，没有电镀的物体移动至第一清洗槽145。接着，该物体遵循一系列冲洗和清洗步骤410到435，其中，在第一、第二和第三清洗和冲洗槽中，物体被渐进地清洗和冲洗。在被放置在第三冲洗槽之前，可以在酸洗槽175中处理物体。通过在最后的冲洗槽之前设置酸洗槽175，清洗过程400可以促进酸洗出液充当槽中的净化剂的使用，并且保持在冲洗槽中的清洁。冲洗系统可以是逆流设计，其中，依次地将新鲜的溶液，如去离子水，依次供应至最后的冲洗槽180，然后依次供应至中间的冲洗槽，直到第一冲洗槽。这使得物体在越来越干净的溶液中被清洗。清洗的混合还节约溶液的使用。现在可以结束清洗过程，并且物体可以跟进至第一电镀槽150。清洗过程400是许多潜在的电镀应用/槽序列中的一个。

参照图5，并且根据图1-3所示的元素中的至少一个元素，还描述了另一个清洗过程。如图2所示，系统100可以包括使用若干清洗槽145或酸洗槽175和冲洗槽180的多个清洗步骤。因此，处理500可以开始并且进入步骤505，其中，物体是被电镀的。在步骤510中，电镀的物体移动至第三槽（即，初始槽）。接着，在步骤515中，采用溶液，例如去离子水，冲洗物体，并且在步骤520和525中，将物体移动装至酸洗槽175以便进行进一步清洗。在酸洗槽中被冲洗之后，在步骤530和535中，电镀的物体移动至第一槽以便进行进一步冲洗（即，最后的冲洗槽）。通过在最后的冲洗槽（例如，第一槽）之前设置酸洗槽175，清洗过程500可以促进酸洗出液充当槽中的净化剂的使用，并且保持干净。冲洗系统可以是逆流设计，其中，依次地将新鲜的溶液，如去离子水，依次供应至最后的冲洗槽180，然后依次供应至中间的冲洗槽，直到第一冲洗槽。这使得物体在越来越干净的溶液中被清洗。清洗的混合还节约溶液的使用。现在可以结束清洗过程。清洗过程500是许多潜在的电镀应用/槽序列中的一个。

上述过程的优点在于物体能够在越来越干净的水中被冲洗，以便得到最佳的电镀效果。冲洗的混合还节约了水的使用，从而提供了清洗和电镀过程的效率。过程400可以以任意已知的方式清洗，如上所述，并且可以使用去离子水冲洗物体。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (22)

1.一种用于对物体进行电镀的电镀系统，包括：

框架；

电镀槽，其设置在所述框架上；

齿条，其用于将所述物体传送至所述电镀槽、以及将所述物体从所述电镀槽传送走；以及

移动装置，其设置在所述框架上，并且适于允许所述电镀系统为可移动式。

2.根据权利要求1所述的电镀系统，其特征在于，所述齿条是用于传送所述物体的U型齿条。

3.根据权利要求2所述的电镀系统，其特征在于，所述U型齿条具有位于所述U型齿条的第一侧的第一阳极，和位于所述U型齿条的第二侧的第二阳极。

4.根据权利要求3所述的电镀系统，其特征在于，还包括设置在所述第一阳极和所述第二阳极之间的第三阳极。

5.根据权利要求1所述的电镀系统，其特征在于，通过所述电镀槽的溶液流是层流式的。

6.根据权利要求1所述的电镀系统，其特征在于，还包括桁架式机器人，其可操作地连接至所述齿条，用于传送所述物体。

7.根据权利要求1所述的电镀系统，其特征在于，还包括用于冲洗所述物体的冲洗槽。

8.根据权利要求7所述的电镀系统，其特征在于，还包括用于清洗所述物体的清洗槽。

9.根据权利要求8所述的电镀系统，其特征在于，所述清洗槽、冲洗槽、以及电镀槽按照工艺流程串行放置。

10.根据权利要求1所述的电镀系统，其特征在于，所述移动装置包括多个轮子。

11.一种用于对物体进行电镀的电镀系统，包括：

框架；

电镀槽，其设置在所述框架上；

第一冲洗槽和第二冲洗槽，其按照工艺流程与所述电镀槽按顺序地设置在所述框架上，其中，所述第二冲洗槽适于从溶液供应源接收溶液，并且所述溶液适于从所述第二冲洗槽流至所述第一冲洗槽；

酸洗槽，其按照工艺流程在所述第二冲洗槽之前按顺序地设置在所述框架上；以及

齿条，其用于将所述物体传送至所述电镀槽、第一冲洗槽、第二冲洗槽和酸洗槽，以及将所述物体从所述电镀槽、第一冲洗槽、第二冲洗槽和酸洗槽传送走。

12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述齿条是用于传送所述物体的U型齿条。

13.根据权利要求12所述的电极系统，还包括：

第一阳极，其设置在所述电镀槽中，并且适于位于所述U型槽的第一侧上；以及

第二阳极，其设置在所述电镀槽中，并且适于位于所述U型槽的第二侧上。

14.根据权利要求13所述的电镀系统，其特征在于，还包括第三阳极，其设置在所述电镀槽中，并且适于被所述U型齿条跨越。

15.根据权利要求11所述的电镀系统，其特征在于，通过所述电镀槽的溶液流是层流式的。

16.一种用于电镀物体的方法，包括：

使得溶液从供应源流至第一冲洗槽；

允许所述溶液从所述第一冲洗槽流至第二冲洗槽；

将所述物体放置在所述第二冲洗槽中；

在所述第二冲洗槽中冲洗所述物体；

在所述第二冲洗槽中冲洗所述物体之后，将所述物体放置在酸洗槽中；以及

在将所述物体放置在所述酸洗槽中之后，将所述物体放置在所述第一冲洗槽中。

17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，还包括在所述第二冲洗槽中冲洗所述物体之前，将所述物体放置在第三冲洗槽中，其中，所述溶液从所述第二冲洗槽流至所述第三冲洗槽。

18.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，还包括在所述第二冲洗槽中冲洗所述物体之前，在电镀槽中电镀所述物体。

19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，还包括使得通过所述电镀槽的溶液流是层流式的。

20.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，还包括使用U型齿条将所述物体放置在所述电镀槽中。

21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，将所述物体放置在所述电镀槽中包括在所述电镀槽中设置所述U型齿条，所述U型齿条跨越设置在所述电镀槽中的阳极。

22.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述溶液是去离子水。