CN112359402A - 一种航空零部件自动化无氰镀镉装置系统及其工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及航空零部件加工制造技术领域，具体为一种航空零部件自动化无氰镀镉装置系统及其工艺，所述系统包括：现场采集单元、程序控制单元和工艺管理单元；所述现场采集单元用于接收控制指令，并控制所述负载组件完成作业；所述程序控制单元设置有多组，用于下发控制指令到所述负载组件进行作业，并采集所述负载组件的作业数据；所述工艺管理单元用于编制负载组件的工艺参数，存储和处理所述程序控制单元采集的作业数据。该无氰镀镉方法包括：预前处理、无氰镀镉和后处理，本发明自动化程度高，能对无氰镀镉工艺流程进行监控和管理，提高生产质量和生产效率，且工艺流程简单连贯。
Description
技术领域
本发明涉及航空零部件加工制造技术领域，具体为一种航空零部件自动化无氰镀镉装置系统及其工艺。
背景技术
为保证产品具有较好的耐磨损和防腐蚀性能，许多产品设计图纸均规定了零件表面镀镉要求，因此飞机装备修理过程中涉及多种类产品表面镀镉。因氰化镀镉法具有电解液配制简单、分布能力较高可镀外形复杂的制件以及镉镀层晶体细致、结合力强的优点，广泛应用在电镀镉作业中。但传统的氰化镀镉对环境保护和操作人员职业健康影响较大，且人工作业存在劳动强度大、质量稳定性和一致性不足的问题。本发明提供了无氰镀镉自动化技术及其应用，对接国际上先进的NADCAP质量管理控制理念，解决无氰镀镉关键工艺、多种类产品自动化电镀控制技术关键技术，形成飞机装备修理产品无氰镀镉自动化电镀生产技术能力。
目前，传统的氰化镀镉自动化程度低，需要作业人员现场辅助作业，对操作人员职业健康影响大，同时，且产品的质量和生产效率无法得到把控，不便于使用。鉴于此，我们提出一种航空零部件自动化无氰镀镉装置系统及其工艺。
发明内容
本发明的目的在于提供一种航空零部件自动化无氰镀镉装置系统及其工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种航空零部件自动化无氰镀镉装置系统，所述系统包括：现场采集单元、程序控制单元和工艺管理单元；
所述现场采集单元包括：电镀槽组以及所述电镀槽组上安装的负载组件，用于接收控制指令，并控制所述负载组件完成作业；
所述程序控制单元设置有多组，均包括：显示终端、工控机和数据交换器，用于下发控制指令到所述负载组件进行作业，并采集所述负载组件的作业数据；
其中，所述负载组件与所述工控机通讯连接；
所述显示终端与所述工控机通过现场总线与所述数据交换器通讯连接；
所述工艺管理单元包括：数据库、集控中心和输出终端，用于编制负载组件的工艺参数，存储和处理所述程序控制单元采集的作业数据；
其中，所述集控中心与所述数据交换器通讯连接。
优选的，所述电镀槽组包括：电解除油槽、水洗槽、腐蚀槽、活化槽、镀槽和钝化槽；
所述负载组件包括但不限于：直流系统、供水管、搅拌管、过滤机、液位计、机器臂、扫描枪。
优选的，所述输出终端包括但不限于打印机。
优选的，还包括：投影屏，所述投影屏与所述数据交换器相连接，用于投影显示所述负载组件的各项作业数据。
本发明还提供一种无氰镀镉工艺，所述的无氰镀镉生产系统用于监控和管理所述无氰镀镉方法的实施，所述方法包括以下步骤：
A：预前处理，
A1：通过机器臂对工件进行吊装；
A2：电解除油，机器臂将工件吊装入电解除油槽中进行电化学脱脂；
其中，电解除油槽中电解液的配方为：氢氧化钠：30-50g/L、碳酸钠：25-30g/L、磷酸钠：25-30g/L、硅酸钠：3-5g/L；
电解液的总碱度：40-80g/L；
电解温度：60-80℃；
电解时间：3-5分钟；
A3：流动热水洗，将电化学脱脂后的工件吊装入水洗槽中用流动热水清洗；
其中，热水水温：40-60℃；
清洗时间：0.5-3分钟；
A4：腐蚀，将流动热水洗后的工件吊装入腐蚀槽中除去工件表面的氧化物；
其中，腐蚀槽中腐蚀液的配方为：盐酸或硫酸溶液中的一种，浓度为100-150g/L；
腐蚀温度：室温；
腐蚀时间：0.5-2分钟；
A5：流动冷水洗，将腐蚀后的工件再吊装入水洗槽中用流动冷水清洗；
其中，冷水水温：室温；
清洗时间：0.5-3分钟；
A6：活化/弱腐蚀，将流动冷水洗后的工件吊装入活化槽中进行活化/弱腐蚀；
其中，活化槽中槽液的配方为：盐酸：50-100g/L、六次甲基四胺：40-50g/L；
活化温度：室温；
活化时间：1-2分钟；
A7：流动冷水洗，同步骤A5；
B：无氰镀镉，将预前处理后的工件吊装入镀槽中进行无氰镀镉；
其中，镀槽内槽液的配方为：氯化镉45g/L、氯化钠35g/L、氯化铵250g/L；
镀镉温度：15-40℃；
C：后处理，
C1：流动水洗，将无氰镀镉后的工件吊装入水洗槽中，依次重复步骤A5和步骤A3；
C2：钝化，将清洗后的工件吊装入钝化槽中进行钝化；
其中，钝化槽中槽液配方为：铬酐：3-7g/L、硫酸：0.1-0.5ml/L、硝酸：1-2ml/L、高锰酸钾：0.1-0.15g/L、冰醋酸：0.5-2ml/L；
钝化温度：室温；
钝化时间：5-20s；
C3：干燥得到成品。
优选的，步骤B中，镀槽内的槽液pH值为：4-4.5。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.该无氰镀镉装置系统，自动化程度高，能对无氰镀镉工艺流程进行监控和管理，提高生产质量和生产效率，便于使用。
2.该无氰镀镉工艺，预前处理会将镀镉前的工件表面进行充分的抗腐蚀处理，使其镀镉后拥有更强的抗腐蚀性，工艺流程简单连贯。
附图说明
图1为本发明实施例1的整体结构框图；
图2为本发明实施例1的整体结构示意图；
图3为本发明实施例2的整体工艺流程图；
图4为本发明实施例2中预前处理的工艺流程图；
图5为本发明实施例2中后处理的工艺流程图。
图中：100、现场采集单元；101、电镀槽组；102、负载组件；200、程序控制单元；201、显示终端；202、工控机；203、数据交换器；300、工艺管理单元；301、数据库；302、集控中心；303、输出终端；400、投影屏。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本专利的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。在本发明的描述中，“多组”的含义是两组或两组以上，除非另有明确具体的限定。
实施例1
如图1和图2所示，一种航空零部件自动化无氰镀镉装置系统，系统包括：现场采集单元100、程序控制单元200和工艺管理单元300；
现场采集单元100包括：电镀槽组101以及电镀槽组101上安装的负载组件102，用于接收控制指令，并控制负载组件102完成作业；其中，电镀槽组101包括：电解除油槽、水洗槽、腐蚀槽、活化槽、镀槽和钝化槽；负载组件102包括：直流系统、供水管、搅拌管、过滤机、液位计、机器臂、扫描枪；
程序控制单元200设置有多组，均包括：显示终端201、工控机202和数据交换器203，用于下发控制指令到负载组件102进行作业，并采集负载组件102的作业数据；其中，负载组件102与工控机202通讯连接；显示终端201与工控机202通过现场总线与数据交换器203通讯连接；
工艺管理单元300包括：数据库301、集控中心302和输出终端303，用于编制负载组件102的工艺参数，存储和处理程序控制单元200采集的作业数据；其中，集控中心与数据交换器203通讯连接，该无氰镀镉生产系统，集控中心302为基于PLC的控制系统，通过PLC编制负载组件102的工艺参数，再由工控机202根据工艺参数下发控制指令给负载组件102，其中，机器臂用于将待加工的工件在各个电镀槽组101之间移动，完成各项镀镉工艺，
直流系统用于为各项用电负载设备提供电力；
扫描枪利用扫码技术识别工件的产品信息，包括：产品任务信息、图号、名称、数量、加工要求等，并根据产品信息选取相应加工工序流程，从而实现自动化生产作业；
供水管、搅拌管、过滤机、液位计等负载设备，用于电镀槽组101内槽液的维护，通过槽液自动过滤、自动预约加热、自动检测分析、自动添加药品等实现自动化维护，保证槽液健康。
具体的，输出终端303包括但不限于打印机，便于将现场采集单元100的作业数据进行打印。
除此之外，还包括：投影屏400，投影屏400与数据交换器203相连接，用于投影显示负载组件102的各项作业数据，便于各项作业数据更加直观的展示。
实施例2
如图3-图5所示，一种无氰镀镉工艺，所述的无氰镀镉生产系统用于监控和管理所述无氰镀镉工艺的实施，所述方法包括以下步骤：
A：预前处理，
A1：通过机器臂对工件进行吊装；
A2：电解除油，机器臂将工件吊装入电解除油槽中进行电化学脱脂；
其中，电解除油槽中电解液的配方为：氢氧化钠：30-50g/L、碳酸钠：25-30g/L、磷酸钠：25-30g/L、硅酸钠：3-5g/L；
电解液的总碱度：40-80g/L；电解温度：60-80℃；电解时间：3-5分钟；
A3：流动热水洗，将电化学脱脂后的工件吊装入水洗槽中用流动热水清洗；
其中，热水水温：40-60℃；清洗时间：0.5-3分钟；
A4：腐蚀，将流动热水洗后的工件吊装入腐蚀槽中除去工件表面的氧化物；
其中，腐蚀槽中腐蚀液的配方为：盐酸或硫酸溶液中的一种，浓度为100-150g/L；腐蚀温度：室温；腐蚀时间：0.5-2分钟；
A5：流动冷水洗，将腐蚀后的工件再吊装入水洗槽中用流动冷水清洗；
其中，冷水水温：室温；清洗时间：0.5-3分钟；
A6：活化/弱腐蚀，将流动冷水洗后的工件吊装入活化槽中进行活化/弱腐蚀；
其中，活化槽中槽液的配方为：盐酸：50-100g/L、六次甲基四胺：40-50g/L；活化温度：室温；活化时间：1-2分钟；
A7：流动冷水洗，同步骤A5；
B：无氰镀镉，将预前处理后的工件吊装入镀槽中进行无氰镀镉；
其中，镀槽内槽液的配方为：氯化镉45g/L、氯化钠35g/L、氯化铵250g/L；
镀镉温度：15-40℃；
C：后处理，
C1：流动水洗，将无氰镀镉后的工件吊装入水洗槽中，依次重复步骤A5和步骤A3；
C2：钝化，将清洗后的工件吊装入钝化槽中进行钝化；
其中，钝化槽中槽液配方为：铬酐：3-7g/L、硫酸：0.1-0.5ml/L、硝酸：1-2ml/L、高锰酸钾：0.1-0.15g/L、冰醋酸：0.5-2ml/L；
钝化温度：室温；
钝化时间：5-20s；
C3：干燥得到成品。
步骤B中，镀槽内的槽液pH值为：4-4.5。
通过上述内容不难看出，该无氰镀镉装置系统，集控中心302为基于PLC的控制系统，通过PLC编制负载组件102的工艺参数，再由工控机202根据工艺参数下发控制指令给负载组件102，其中，机器臂用于将待加工的工件在各个电镀槽组101之间移动，完成各项镀镉工艺，
直流系统用于为各项用电负载设备提供电力；
扫描枪利用扫码技术识别工件的产品信息，包括：产品任务信息、图号、名称、数量、加工要求等，并根据产品信息选取相应加工工序流程，从而实现自动化生产作业；
供水管、搅拌管、过滤机、液位计等负载设备，用于电镀槽组101内槽液的维护，通过槽液自动过滤、自动预约加热、自动检测分析、自动添加药品等实现自动化维护，保证槽液健康。
该无氰镀镉工艺，与上述的无氰镀镉装置系统配套使用，确保每项工艺能按照要求完成，提高生产质量和生产效率，且该无氰镀镉工艺，预前处理会将镀镉前的工件表面进行充分的抗腐蚀处理，使其镀镉后拥有更强的抗腐蚀性，工艺流程简单连贯，便于普及和推广。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (6)
1.一种航空零部件自动化无氰镀镉装置系统，其特征在于，所述系统包括：现场采集单元(100)、程序控制单元(200)和工艺管理单元(300)；
所述现场采集单元(100)包括：电镀槽组(101)以及所述电镀槽组(101)上安装的负载组件(102)，用于接收控制指令，并控制所述负载组件(102)完成作业；
所述程序控制单元(200)设置有多组，均包括：显示终端(201)、工控机(202)和数据交换器(203)，用于下发控制指令到所述负载组件(102)进行作业，并采集所述负载组件(102)的作业数据；
其中，所述负载组件(102)与所述工控机(202)通讯连接；
所述显示终端(201)与所述工控机(202)通过现场总线与所述数据交换器(203)通讯连接；
所述工艺管理单元(300)包括：数据库(301)、集控中心(302)和输出终端(303)，用于编制负载组件(102)的工艺参数，存储和处理所述程序控制单元(200)采集的作业数据；
其中，所述集控中心(302)与所述数据交换器(203)通讯连接。
2.根据权利要求1所述的航空零部件自动化无氰镀镉装置系统，其特征在于：所述电镀槽组(101)包括：电解除油槽、水洗槽、腐蚀槽、活化槽、镀槽和钝化槽；
所述负载组件(102)包括但不限于：直流系统、供水管、搅拌管、过滤机、液位计、机器臂、扫描枪。
3.根据权利要求1所述的航空零部件自动化无氰镀镉装置系统，其特征在于：所述输出终端(303)包括但不限于打印机。
4.根据权利要求1所述的航空零部件自动化无氰镀镉装置系统，其特征在于：还包括：投影屏(400)，所述投影屏(400)与所述数据交换器(203)相连接，用于投影显示所述负载组件(102)的各项作业数据。
5.一种无氰镀镉工艺，权利要求1-4任一所述的无氰镀镉生产系统用于监控和管理所述无氰镀镉方法的实施，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
A：预前处理，
A1：通过机器臂对工件进行吊装；
A2：电解除油，机器臂将工件吊装入电解除油槽中进行电化学脱脂；
其中，电解除油槽中电解液的配方为：氢氧化钠：30-50g/L、碳酸钠：25-30g/L、磷酸钠：25-30g/L、硅酸钠：3-5g/L；
电解液的总碱度：40-80g/L；
电解温度：60-80℃；
电解时间：3-5分钟；
A3：流动热水洗，将电化学脱脂后的工件吊装入水洗槽中用流动热水清洗；
其中，热水水温：40-60℃；
清洗时间：0.5-3分钟；
A4：腐蚀，将流动热水洗后的工件吊装入腐蚀槽中除去工件表面的氧化物；
其中，腐蚀槽中腐蚀液的配方为：盐酸或硫酸溶液中的一种，浓度为100-150g/L；
腐蚀温度：室温；
腐蚀时间：0.5-2分钟；
A5：流动冷水洗，将腐蚀后的工件再吊装入水洗槽中用流动冷水清洗；
其中，冷水水温：室温；
清洗时间：0.5-3分钟；
A6：活化/弱腐蚀，将流动冷水洗后的工件吊装入活化槽中进行活化/弱腐蚀；
其中，活化槽中槽液的配方为：盐酸：50-100g/L、六次甲基四胺：40-50g/L；
活化温度：室温；
活化时间：1-2分钟；
A7：流动冷水洗，同步骤A5；
B：无氰镀镉，将预前处理后的工件吊装入镀槽中进行无氰镀镉；
其中，镀槽内槽液的配方为：氯化镉45g/L、氯化钠35g/L、氯化铵250g/L；
镀镉温度：15-40℃；
C：后处理，
C1：流动水洗，将无氰镀镉后的工件吊装入水洗槽中，依次重复步骤A5和步骤A3；
C2：钝化，将清洗后的工件吊装入钝化槽中进行钝化；
其中，钝化槽中槽液配方为：铬酐：3-7g/L、硫酸：0.1-0.5ml/L、硝酸：1-2ml/L、高锰酸钾：0.1-0.15g/L、冰醋酸：0.5-2ml/L；
钝化温度：室温；
钝化时间：5-20s；
C3：干燥得到成品。
6.根据权利要求5所述的无氰镀镉工艺，其特征在于：步骤B中，镀槽内的槽液pH值为：4-4.5。
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