CN111411389A - 一种全自动塑料电镀生产线的控制系统及其工作方法 - Google Patents

Abstract

一种全自动塑料电镀生产线的控制系统及其工作方法，所述全自动塑料电镀生产线包括机架、行车、镀槽，所述机架上设置有一个或多个导轨并且所述行车被布置以在所述导轨上移动，所述镀槽有若干个并且按照工艺规定的顺序排成一条直线安装在所述机架上，所述行车在镀槽上面行走；所述电镀件放置于所述行车下方的挂具内，所述行车的位置由若干个光电开关定位，所述行车的运动通过行进电机驱动，所述行进电机上安装有编码器，所述挂具的升降通过升降电机控制；所述镀槽内设置蛇形钛合金加温管进行加热，所述镀槽内设置有温度传感器。本发明所述的全自动塑料电镀生产线的控制系统及其工作方法，优化了作业环境，提高了电镀生产效率，确保了电镀质量。

Description

一种全自动塑料电镀生产线的控制系统及其工作方法

技术领域

本发明属于电镀生产线技术领域，具体涉及一种全自动塑料电镀生产线的控制系统及其工作方法。

背景技术

当今社会，自行车、摩托车和汽车等日趋轻量化而且豪华美观，塑料电镀在其生产过程中发挥了重要的作用,如方向盘、商标、车门拉手、反光镜、轮壳罩等装饰件，大量采用了塑料电镀制品。增加塑料配件的用量将对减轻车体的重量将起到显著的效果，但是如果没有电镀金属作为其表面的装饰和防护，是不现实的。除了汽车，在高级游轮、高速列车、飞机上都不缺乏用塑料电镀制品做装饰，特别是那些造型独特的标志性商标类雕塑制品，采用塑料成型工艺不但可以很方便地制作出其完美的造型，而且在其表面可以呈现出各种高档的金属质感。通过塑料电镀，不仅减轻了产品重量，降低了产品的成本，而且又具有金属装饰的效果，还兼有电磁屏蔽、增加强度及散热性等特殊功能。

电镀产业在整个制造业中具有重要的作用，是一个不可缺少的生产环节。与此同时，也对环境带来了严重影响。电镀行业中大多数企业为中小企业，其中乡镇企业占40％，多为手工作坊式的加工业。行业中普遍存在技术落后、管理水平差、自动化程度低、资源消耗高、产污量大、污染治理水平低等特点，污染事故时有发生。

针对我国电镀行业的现状，结合市场需求及未来电镀行业发展趋势，为了节约资源，保护环境，提升产品在国内外的市场竞争力，开发研究一种全自动塑料电镀生产线的控制系统及其工作方法具有十分重要的意义，可以合理利用资源，尽量利用低毒、无毒工艺控制污染源，减少排放、节约能源。

中国专利申请号为 CN201711204663.5公开了一种基于电镀生产线的监控方法和装置，是通过以3D模型图的方式来展示监控电镀生产线上各天车及槽体的状态，以来直观、清晰地显示了天车和槽体的实时状态，起到了缩短了用户对监控视图的信息接受时间和适应时间的作用，没有对电镀生产线的整体运行、自动化程度做出改进和提高。

发明内容

发明目的：为了克服以上不足，本发明的目的是提供一种全自动塑料电镀生产线的控制系统及其工作方法，优化了作业环境，提高了电镀生产效率，确保了电镀质量，易于扩展，便于维护，稳定可靠，工作方法简单，灵活性高，应用前景广泛。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种全自动塑料电镀生产线的控制系统，其特征在于，所述全自动塑料电镀生产线包括机架、行车、镀槽，所述机架上设置有一个或多个导轨并且所述行车被布置以在所述导轨上移动，所述镀槽有若干个并且按照工艺规定的顺序排成一条直线安装在所述机架上，所述行车在镀槽上面行走；所述电镀件放置于所述行车下方的挂具内，所述行车的位置由若干个光电开关定位，所述行车的运动通过行进电机驱动，所述行进电机上安装有编码器，所述挂具的升降通过升降电机控制；所述镀槽内设置蛇形钛合金加温管进行加热，所述镀槽内设置有温度传感器；所述控制系统包括PLC、上位机、变频器、PID控制器，所述PLC与上位机通讯连接，所述PLC接收并且处理所述光电开关、编码器、温度传感器信号，所述PLC通过变频器分别控制所述行进电机、升降电机，所述PLC通过PID控制器控制所述蛇形钛合金加温管。

本发明所述的全自动塑料电镀生产线的控制系统，是以 PLC 为中央处理器，可以选择选用西门子S7-300等，所述PLC通过光电开关、编码器等模拟式或数字式的输入和输出来控制电镀生产线上行车、镀槽的生产过程。其中，上位机采用触摸屏对PLC得到的行车、镀槽各参数进行在线监控并且可以通过上位机的人机界面进行控制。

为了精确控制生产线上行车的速度，编码器可以选用欧姆龙光电编码器E682-CWZ3E，可以准确地实时监测和采集行车电机的转速，光电开关可以选用欧姆龙E3JK-DS30M1光电开关，可满足行车运行控制的位置检测要求，然后 PLC通过变频器实现对行车速度、升降电机升降的精确控制，变频器可以选择西门子通用型变频器 MicroMaster430，具有高可靠性和极度灵活性，可在手动/自动之间进行切换，非常节能的优点。该变频器采用电磁兼容性设计，能够快速响应采集到的信号，但对快速冲击电流能够很好的限制，以免在机器运行中遭到不应有的跳闸现场，影响生产。

本发明所述的镀槽，使用蛇形钛合金加温管进行加热，并且通过温度传感器采集的温度信号送到PLC，PLC通过PID控制器对加温管进行实时控制，从而使槽液升温，控制方面采用PID控制器，相比现有技术中的单闭环比例控制，可以消除温度控制的动态误差，从而达到提高温控精度和其稳定性的目的。

进一步的，上述的全自动塑料电镀生产线的控制系统，所述全自动塑料电镀生产线还包括辅助设备，所述辅助设备包括喷淋设备、排风设备，所述喷淋设备安装在最后的镀槽的一侧；所述排风设备安装在所述镀槽上方。

在最后一个镀槽的一侧设置喷淋设备，目的是为了彻底除去电镀件表面及盲孔内残留的槽液。在生产线上方安装有排风设备，其作用是收集和排放电镀过程中产生的酸性气体和碱性气体，以改善车间内和周围的环境，提高安全性。

进一步的，上述的全自动塑料电镀生产线的控制系统，所述PLC分别控制所述喷淋设备、排风设备。

进一步的，上述的全自动塑料电镀生产线的控制系统，所述排风设备包括排风机、排风管、支架，所述排风机通过支架固定安装在所述机架上方，所述排风机顶部设置有排风管并且所述排风机、排风管连接。

进一步的，上述的全自动塑料电镀生产线的控制系统，所述排风机下方固定安装有排风罩。

进一步的，上述的全自动塑料电镀生产线的控制系统，所述排风管尾部装有了废气净化塔。

所述生产线为塑料电镀生产线，产生有害气体的镀槽较多，为了更有效的处理掉气体中的有害物质，在排风管尾部装有了废气净化塔。

进一步的，上述的全自动塑料电镀生产线的控制系统，所述温度传感器通过A/D转换器与PLC连接。

由于温度传感器采集的是模拟量信号，所以需要通过 A/D 转换器将其采集的信号转换为数字量信号。

进一步的，上述的全自动塑料电镀生产线的控制系统的工作方法，其特征在于，所述工作方法，包括手动控制和自动控制；所述手动控制，当PLC供电之后，按下手动控制开关，由操作人员通过上位机进行手动操作。

进一步的，上述的全自动塑料电镀生产线的控制系统的工作方法，其特征在于，所述自动控制，依次包括如下步骤：

（1）当PLC供电之后，按下自动循环开关；

（2）行车在机架上移动至装载位置，程序记录该步骤完成；将待镀件加装至挂具内，待装载完毕之后，行车继续行车；当行车（2）至第一个镀槽的对应的光电开关时，光电开关触发，PLC发送指令使行车停止并且通过变频器控制升降电机，使挂具升降完成电镀；当行车切换状态时，上一状态自动复位，PLC自动监测下一状态；以此类推，行车按照PLC编制的程序运行，将待镀件按照工艺流程依次送往相应的镀槽进行化学处理；

（3）行车执行完PLC最后一个指令后，即完成全部作业任务，此时行车运行至下挂区；

（4）镀件下挂具后，将挂具进行人工擦干电镀沉积物处理，然后将挂具送至装载位置，等待操作人员重新装载下一批待镀件。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

（1） 本发明公开的全自动塑料电镀生产线的控制系统，在自动控制和手动控制之间切换，可以精确控制生产线上行车的速度、升降电机升降，还消除温度控制的动态误差，提高了镀槽温控精度和稳定性，通过排风设备优化了作业环境，提高了电镀生产效率，确保了电镀质量；控制系统易于扩展，便于维护，提供了一种稳定可靠的全自动塑料电镀生产线；

（2） 本发明公开的全自动塑料电镀生产线的控制系统的工作方法，工作方法简单，大幅提高生产速度，提升了电镀产品加工质量，实际应用效果好，应用前景广泛。

附图说明

图1为本发明所述一种全自动塑料电镀生产线的整体结构示意图；

图2为本发明所述一种全自动塑料电镀生产线的排风设备的结构示意图；

图3为本发明所述一种全自动塑料电镀生产线的控制系统的构架图；

图中：机架1、导轨11、行车2、光电开关21、行进电机22、编码器23、镀槽3、蛇形钛合金加温管31、温度传感器32、A/D 转换器321、挂具4、升降电机41、控制系统5、PLC51、上位机52、变频器53、PID控制器54、辅助设备6、喷淋设备61、排风设备62、排风机621、排风管622、支架623、排风罩624、废气净化塔625。

具体实施方式

下面将结合具体实验数据和附图1~3，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通的技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明的保护范围。

如图1、3所示，以下实施例提供了一种全自动塑料电镀生产线的控制系统，所述全自动塑料电镀生产线包括机架1、行车2、镀槽3，所述机架1上设置有一个或多个导轨11并且所述行车2被布置以在所述导轨11上移动，所述镀槽3有若干个并且按照工艺规定的顺序排成一条直线安装在所述机架1上，所述行车2在镀槽3上面行走；所述电镀件放置于所述行车2下方的挂具4内，所述行车2的位置由若干个光电开关21定位，所述行车2的运动通过行进电机22驱动，所述行进电机22上安装有编码器23，所述挂具4的升降通过升降电机41控制；所述镀槽3内设置蛇形钛合金加温管31进行加热，所述镀槽3内设置有温度传感器32；所述控制系统5包括PLC51、上位机52、变频器53、PID控制器54，所述PLC51与上位机52通讯连接，所述PLC51接收并且处理所述光电开关21、编码器23、温度传感器32信号，所述PLC51通过变频器53分别控制所述行进电机32、升降电机41，所述PLC51通过PID控制器54控制所述蛇形钛合金加温管31。

进一步的，所述全自动塑料电镀生产线还包括辅助设备6，所述辅助设备6包括喷淋设备61、排风设备62，所述喷淋设备61安装在最后的镀槽3的一侧；所述排风设备62安装在所述镀槽3上方。所述PLC51分别控制所述喷淋设备61、排风设备62。

进一步的，如图1、2所示，所述排风设备62包括排风机621、排风管622、支架623，所述排风机621通过支架623固定安装在所述机架1上方，所述排风机621顶部设置有排风管622并且所述排风机621、排风管622连接。

此外，所述排风机621下方固定安装有排风罩624。所述排风管622尾部装有了废气净化塔625。

进一步的，如图3所示，所述温度传感器32通过A/D 转换器321与PLC51连接。

实施例

本发明所述的全自动塑料电镀生产线的控制系统，工作方法依次包括如下步骤：所述工作方法，包括手动控制和自动控制。

所述手动控制，当PLC51供电之后，按下手动控制开关，由操作人员通过上位机52进行手动操作。

所述自动控制，依次包括如下步骤：

（1）当PLC51供电之后，按下自动循环开关；

（2）行车2在机架上移动至装载位置，程序记录该步骤完成；将待镀件加装至挂具4内，待装载完毕之后，行车2继续行车；当行车2至第一个镀槽3的对应的光电开关21时，光电开关21触发，PLC51发送指令使行车2停止并且通过变频器53控制升降电机41，使挂具4升降完成电镀；当行车2切换状态时，上一状态自动复位，PLC51自动监测下一状态；以此类推，行车2按照PLC51编制的程序运行，将待镀件按照工艺流程依次送往相应的镀槽3进行化学处理；

（3）行车2执行完PLC51最后一个指令后，即完成全部作业任务，此时行车2运行至下挂区；

（4）镀件下挂具4后，将挂具4进行人工擦干电镀沉积物处理，然后将挂具4送至装载位置，等待操作人员重新装载下一批待镀件。

本发明所述的全自动塑料电镀生产线的控制系统，是以 PLC 51 为中央处理器，PLC 51可以选择选用西门子S7-300等，所述PLC51通过光电开关21、编码器23、温度传感器的模拟式或数字式的输入和输出来控制电镀生产线上行车2、镀槽3的生产过程。其中，上位机52采用触摸屏对PLC得到的行车2、镀槽3各参数进行在线监控并且可以通过上位机52的人机界面进行控制。

为了精确控制生产线上行车2的速度，编码器23可以选用欧姆龙光电编码器E682-CWZ3E，可以准确地实时监测和采集行车2的行进电机22的转速，光电开关21可以选用欧姆龙E3JK-DS30M1光电开关21，可满足行车2运行控制的位置检测要求，然后 PLC 51通过变频器53实现对行车2速度、升降电机41升降的精确控制，变频器53可以选择西门子通用型变频器 MicroMaster430，具有高可靠性和极度灵活性，可在手动/自动之间进行切换，非常节能的优点。该变频器53采用电磁兼容性设计，能够快速响应采集到的信号，但对快速冲击电流能够很好的限制，以免在机器运行中遭到不应有的跳闸现场，影响生产。

本发明所述的镀槽3，使用蛇形钛合金加温管31进行加热，并且通过温度传感器32采集的温度信号送到PLC 51，PLC 51通过PID控制器54对蛇形钛合金加温管31进行实时控制，从而使镀槽3内槽液升温，控制方面采用PID控制器54，相比现有技术中的单闭环比例控制，可以消除温度控制的动态误差，从而达到提高温控精度和其稳定性的目的。由于温度传感器32采集的是模拟量信号，所以需要通过 A/D 转换器321将其采集的信号转换为数字量信号。

在最后一个镀槽3的一侧设置喷淋设备61，目的是为了彻底除去电镀件表面及盲孔内残留的槽液。在生产线上方安装有排风设62备，其作用是收集和排放电镀过程中产生的酸性气体和碱性气体，以改善车间内和周围的环境，提高安全性。

进一步的，所述生产线为塑料电镀生产线，产生有害气体的镀槽较多，为了更有效的处理掉气体中的有害物质，在排风管622尾部装有了废气净化塔625。

本发明具体工作方法途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式。应当指出，以上实施例仅用于说明本发明，而并不用于限制本发明的保护范围。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种全自动塑料电镀生产线的控制系统，其特征在于，所述全自动塑料电镀生产线包括机架（1）、行车（2）、镀槽（3），所述机架（1）上设置有一个或多个导轨（11）并且所述行车（2）被布置以在所述导轨（11）上移动，所述镀槽（3）有若干个并且按照工艺规定的顺序排成一条直线安装在所述机架（1）上，所述行车（2）在镀槽（3）上面行走；所述电镀件放置于所述行车（2）下方的挂具（4）内，所述行车（2）的位置由若干个光电开关（21）定位，所述行车（2）的运动通过行进电机（22）驱动，所述行进电机（22）上安装有编码器（23），所述挂具（4）的升降通过升降电机（41）控制；所述镀槽（3）内设置蛇形钛合金加温管（31）进行加热，所述镀槽（3）内设置有温度传感器（32）；所述控制系统（5）包括PLC（51）、上位机（52）、变频器（53）、PID控制器（54），所述PLC（51）与上位机（52）通讯连接，所述PLC（51）接收并且处理所述光电开关（21）、编码器（23）、温度传感器（32）信号，所述PLC（51）通过变频器（53）分别控制所述行进电机（32）、升降电机（41），所述PLC（51）通过PID控制器（54）控制所述蛇形钛合金加温管（31）。

2.根据权利要求1所述的全自动塑料电镀生产线的控制系统，其特征在于，所述全自动塑料电镀生产线还包括辅助设备（6），所述辅助设备（6）包括喷淋设备（61）、排风设备（62），所述喷淋设备（61）安装在最后的镀槽（3）的一侧；所述排风设备（62）安装在所述镀槽（3）上方。

3.根据权利要求2所述的全自动塑料电镀生产线的控制系统，所述PLC（51）分别控制所述喷淋设备（61）、排风设备（62）。

4.根据权利要求2所述的全自动塑料电镀生产线的控制系统，其特征在于，所述排风设备（62）包括排风机（621）、排风管（622）、支架（623），所述排风机（621）通过支架（623）固定安装在所述机架（1）上方，所述排风机（621）顶部设置有排风管（622）并且所述排风机（621）、排风管（622）连接。

5.根据权利要求4所述的全自动塑料电镀生产线的控制系统，其特征在于，所述排风机（621）下方固定安装有排风罩（624）。

6.根据权利要求5所述的全自动塑料电镀生产线的控制系统，其特征在于，所述排风管（622）尾部装有了废气净化塔（625）。

7.根据权利要求1所述的全自动塑料电镀生产线的控制系统，其特征在于，所述温度传感器（32）通过A/D 转换器（321）与PLC（51）连接。

8.根据权利要求1－7任意一项所述全自动塑料电镀生产线的控制系统的工作方法，其特征在于，所述工作方法，包括手动控制和自动控制；所述手动控制，当PLC（51）供电之后，按下手动控制开关，由操作人员通过上位机（52）进行手动操作。

9.根据权利要求8所述全自动塑料电镀生产线的控制系统的工作方法，其特征在于，所述自动控制，依次包括如下步骤：

（1）当PLC（51）供电之后，按下自动循环开关；

（2）行车（2）在机架上移动至装载位置，程序记录该步骤完成；将待镀件加装至挂具（4）内，待装载完毕之后，行车（2）继续行车；当行车（2）至第一个镀槽（3）的对应的光电开关（21）时，光电开关（21）触发，PLC（51）发送指令使行车（2）停止并且通过变频器（53）控制升降电机（41），使挂具（4）升降完成电镀；当行车（2）切换状态时，上一状态自动复位，PLC（51）自动监测下一状态；以此类推，行车（2）按照PLC（51）编制的程序运行，将待镀件按照工艺流程依次送往相应的镀槽（3）进行化学处理；

（3）行车（2）执行完PLC（51）最后一个指令后，即完成全部作业任务，此时行车（2）运行至下挂区；

（4）镀件下挂具（4）后，将挂具（4）进行人工擦干电镀沉积物处理，然后将挂具（4）送至装载位置，等待操作人员重新装载下一批待镀件。

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