一种自动化表面处理工作站的制作方法

本发明属于航空机械加工技术领域，具体涉及一种自动化表面处理工作站。

背景技术：

航空机械加工领域的表面处理可分为三个结段，即前处理、中间处理和后处理。零件在表面处理前，程度不同地存在着毛刺和油污，有的表面甚至存在锈蚀，如果不将这些东西从零件上清除干净，就会给化学和电化学过程带来很大的困难。有时甚至使零件局部或整个表面不能获得镀层或膜层。另外，零件上存在的油污、氧化物还会污染电解液；导致电解液不能正常工作，严重影响表面处理层的质量。因此前处理是表面处理的一个重要环节。前处理包括：除油、酸浸蚀、碱浸蚀、抛光、吹砂等。中间处理是赋于零件各种预期性能的主要阶段，是表面处理的核心(如电镀、氧化等)表面处理质量的好坏，主要取决于这一阶段的处理。后处理是中间处理之后，对膜层和镀层的辅助处理。后处理也是表面处理的一个重要环节。如镀锌、镀镉之后为了进一步提高镀层的耐蚀性和増加美观所进行的钝化处理；为提高阳极氧化膜的耐蚀性和装饰性所进行的封闭与着色等。

现有的除油、酸浸蚀、碱浸蚀、氧化、钝化、阳极氧化、电镀设备包括：各种处理液池、冷水池，喷淋池、吹干气枪等，各工作池分开排列放置，设备占地面积大、占用资源多、使用不方便，导致处理过程中工件频繁转场；工人劳动强度大、工作效率低。酸浸蚀、碱浸蚀、氧化、钝化、阳极化、电镀等过程中产生大量废水、废气，由于各工作池分布分散，使废水、废气不易收集回收再利用，导致工作环境差，费用高，对操作者健康有较大损伤，且不利于环保。表面处理过程中过多的人工干预，无法实现特殊过程中各项参数的精确控制，导致工件表处质量不稳定。

技术实现要素：

发明目的：提供一种自动化表面处理工作站，实现零件的整个处理过程都在工作间中完成，零件安装在工作间中零件挂放架上，挂放架通过机电控制可以在固定导轨中上下移动，处理液、水、气等依次按照处理顺序，通过控制进入工作间，以完成一个工作过程。

技术方案：一种自动化表面处理工作站，包括工作箱1，污水箱2，处理液箱3，净水箱8，机电传动装置9，污水处理器14，热水箱16，所述工作箱1包括设置在两侧的左右喷淋装置1b、设置在工作箱1顶部的上喷淋装置1a，上喷淋装置1a的下方设置有零件挂架1c，工作箱1的外侧设置有液位控制器15，工作箱1的底部设置有左泄流阀1e、中泄流阀1d以及右泄流阀1f，其中左泄流阀1e与处理液箱3连通，处理液箱3通过处理液泵5将处理液输入到工作箱1中，中泄流阀1d与热水箱16连通，热水箱16通过热水泵17及热水换向阀18、19，将热水输入到左右喷淋装置1b及上喷淋装置1a，右泄流阀1f与污水箱2连通，污水箱2通过处理水泵13输入到污水处理器14进行净化处理，净化后的水通过注水泵12回到净水箱8中，净水箱8通过净水泵7和净水换向阀6、4，将净水输入到左右喷淋装置1b及上喷淋装置1a；压缩空气泵11通过压缩空气换向阀将压缩空气输入到工作箱1中吹干零件；机电传动装置9与零件挂架1c连接使其上下移动。

所述机电传动装置9包括传动电机9a，减速器9b，卷扬机带9c，卷扬机轮9d，定位导轨9e，滑轨9f以及平衡吊锤9g，零件挂架1c通过定位导轨9e和滑轨9在工作箱中上下移动，卷扬机9c带经过卷扬机轮9d和减速器9b与平衡吊锤9g连接，传动电机9a驱动减速器9b运动。

所述液位控制器15通过管座15a安装在工作箱1的外侧，工作箱1的上下位置分别设置有上接近开关15c和下接近开关15e，液位控制器15设置有玻璃管15g，液位控制器15的底部设置有与工作箱1连通的进液孔15f，通过进液孔15f实现玻璃管15g与工作箱1的等压力连通，液位控制器15的顶部设置有排气孔15b，玻璃管15g内的磁感应浮漂15d跟随液面高低而上下浮动，通过感触上接近开关15c和下接近开关15e实现液面的控制，感触上接近开关15c关闭净水泵7、热水泵17以及处理液泵5，感触下接近开关15e关闭左泄流阀1e、中泄流阀1d以及右泄流阀1f。

有益效果：本发明采用集成化设计方案，分别设有工作间、回收循环再使用的集液池、污水收集箱、水处理系统、喷淋装置、气吹干装置等。零件的整个加工过程均在工作间中完成，通过机电传动控制实现零件表面处理的自动化处理过程。本发明将已制做完成的工作间、冷水箱、处理液池、污水收集箱、喷淋装置、气吹干装置、管路联接系统、机电控制系统集成，方便加工，改变了原来表面处理，加工单元一字铺开的布局、使占地面积大大减少。

经过试验对比，本发明有点如下：

(1)零件加工实现了全过程的自动化，操作人员只需把零件放入工作间的指定位置，按启动键，设备按已设定的程序自动运行，零件既可完成整个处理过程(包扩往复运动的酸浸、水喷淋过程、喷气吹干等单元)，当工作站完成整个加工过程后，将自动断电，同时指示灯亮，操作人员将加工好的零件取出。

(2)操作人员只需要完成零件的摆放，控制开关操作，零件的取出，完全摆脱了原有加工过程中操作人员手工进行酸浸、涮洗；吹干等繁琐劳动动作，与现有酸浸加工比较，操作人员工作强度降低了90％以上。

(3)操作人员在工作站外面进行操作，工作站属于封闭的工作空间，酸液、水、及喷气过程与人员隔离，与现有酸浸加工比较，工作环境改善100％。

(4)目前的酸浸加工，工艺布置采用的是并排布局，酸箱、水箱、压缩空气一字排开，占地面积大，操作工在各个工位之间来回搬运零件；工作站采用的是上下结构，立体布局在一个较集中的场地中；完成零件的所有加工过程，与现有酸浸加工比较，经测量原工作场地占地面积为6.5平米，现工作站面积为3.2平米节省了50％以上。

(5)酸浸蚀的加工过程包括：准备时间+酸洗+水涮洗+吹干，传统的加工时间是以上四步骤所耗时之和，经记录为：5+3+3+3＝12分/每次，使用工作间后，由于自动化加工的实现，工作时间为3+2+2+1＝8分/每次，与现有酸浸加工比较，工作时间节省了30％以上。

(6)工作时间精准可控，避免尺寸公差要求严格的零件由于操作人员放置时间过长导致腐蚀，尺寸超差。

(7)消除表面处理过程中的人工干预的不确定性，实现特殊过程中各项参数控制的智能化，提高工件表处质量的可控性和稳定性。

附图说明

图1为本发明结构原理图。

图2为电机传动装置原理图。

图3为液位控制器示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述，请参阅图1至图3。

一种自动化表面处理工作站，包括工作箱1，污水箱2，处理液箱3，净水箱8，机电传动装置9，污水处理器14，热水箱16，所述工作箱1包括设置在两侧的左右喷淋装置1b、设置在工作箱1顶部的上喷淋装置1a，上喷淋装置1a的下方设置有零件挂架1c，工作箱1的外侧设置有液位控制器15，工作箱1的底部设置有左泄流阀1e、中泄流阀1d以及右泄流阀1f，其中左泄流阀1e与处理液箱3连通，处理液箱3通过处理液泵5将处理液输入到工作箱1中，中泄流阀1d与热水箱16连通，热水箱16通过热水泵17及热水换向阀18、19，将热水输入到左右喷淋装置1b及上喷淋装置1a，右泄流阀1f与污水箱2连通，污水箱2通过处理水泵13输入到污水处理器14进行净化处理，净化后的水通过注水泵12回到净水箱8中，净水箱8通过净水泵7和净水换向阀6、4，将净水输入到左右喷淋装置1b及上喷淋装置1a；压缩空气泵11通过压缩空气换向阀将压缩空气输入到工作箱1中吹干零件；机电传动装置9与零件挂架1c连接使其上下移动。

所述机电传动装置9包括传动电机9a，减速器9b，卷扬机带9c，卷扬机轮9d，定位导轨9e，滑轨9f以及平衡吊锤9g，零件挂架1c通过定位导轨9e和滑轨9在工作箱中上下移动，卷扬机9c带经过卷扬机轮9d和减速器9b与平衡吊锤9g连接，传动电机9a驱动减速器9b运动。

所述液位控制器15通过管座15a安装在工作箱1的外侧，工作箱1的上下位置分别设置有上接近开关15c和下接近开关15e，液位控制器15设置有玻璃管15g，液位控制器15的底部设置有与工作箱1连通的进液孔15f，通过进液孔15f实现玻璃管15g与工作箱1的等压力连通，液位控制器15的顶部设置有排气孔15b，玻璃管15g内的磁感应浮漂15d跟随液面高低而上下浮动，通过感触上接近开关15c和下接近开关15e实现液面的控制，感触上接近开关15c关闭净水泵7、热水泵17以及处理液泵5，感触下接近开关15e关闭左泄流阀1e、中泄流阀1d以及右泄流阀1f。

本发明的工作原理如下：工作站的设计是围绕工作箱1进行的，工作箱1内的组件包括上喷淋装置1a、左右喷淋装置1b、零件挂架1c，其中零件挂架1c与机电传动装置9联接，传动电机9a通过减速器9b带动卷扬机带9c、卷扬机轮9d，牵引零件挂架1c沿着定位导轨9e内的滑轨9f模拟人工上下移动，完成零件的浸液处理过程。工作箱1中处理液及进水容量是通过液位控制器15来实现控制的，液位控制器15用管座15a安装在工作箱1上，排气孔15b的作用是排出玻璃管15g中的空气，使磁感应浮漂15d能够沿玻璃管15g上下顺利移动，当液体按照指令进入或排出工作箱1时，磁感应浮漂15d将感触上下接近开关15c、15e；当上接近开关15c被切断时，表示液面达到预定高度，感触上接近开关15c关闭净水泵7、热水泵17以及处理液泵5，液体不再进入到工作箱1中，进液终止。当液体排尽，感触下接近开关15e，关闭左泄流阀1e、中泄流阀1d以及右泄流阀1f，排液结束。处理液通过左泄流阀1e回到处理液箱3中，使用后的污水通过中泄流阀1d、右泄流阀1f进入到污水箱2中，处理水泵13会将污水加入到水处理系统14中进行净化，净化后的水由注水泵12重新加入到净水箱8中，再次使用。压缩空气换向阀10及气泵11的作用是接通压缩空气，对处理后的零件进行吹干。

具体工作过程如下(以酸洗加工为例，其它表面处理可根据需要选择使用不同溶液，不同的控制程序和参数，但设备自动化原理类似)：

1)操作人员通过零件放置口，将零件安放在零件挂放框上，关闭放置门，按启动键，设备按已设定的程序自动运行。

2)打开酸液控制电机开关，控制电机工作，工作间的控制阀门打开，酸箱中的酸液进入到工作间，酸液进入到指定容量，控制电机停止工作，单向阀关闭；打开挂架板控制电机，控制电机通过减速器带动卷扬机构工作，零件挂放板沿工作间中的固定导轨,在酸液中做往复运动，进行酸浸。

3)控制电机打开阀门，酸液返回酸箱中。

4)喷淋电机打开，开始零件水洗过程，淋雨式喷洗或涮洗。

5)水洗完成后电机打开，污水排出，同时压缩空气开关打开，零件开始吹干，可根据零件材料、大小、设定空气压力。

6)污水进入水处理系统进进净化.

7)处理后的水重新回到净水箱中.

8)程序自动运行结束，操作人员打开放置门，将零件从挂架上取出。