本發明屬于表面處理,具體涉及一種離子液體電鍍艙內平移伸縮轉移的裝置及方法。
背景技術:
1、離子液體電鍍作為環保高效的表面處理技術,其工藝需在密閉電鍍艙內完成,工件需在電鍍槽、清洗槽等多工位間頻繁轉移,轉移裝置的可靠性、定位精度、空間適配性及維護便捷性直接決定電鍍工藝的穩定性與生產效率。
2、當前艙內工件轉移主要依賴電葫蘆配合軌道式平移伸縮機構,該機構通過兩臺霍爾電機分別驅動平移和伸縮動作,電機固定于運動機構上,操作人員僅能通過艙外按鈕進行開環控制。為保障伸縮順暢,需安裝貫穿艙內關鍵區域的專用軌道,軌道長度需匹配最大伸縮行程,這種軌道依賴結構迫使艙體預留充足安裝與運動空間,避免與核心設備干涉,導致艙體尺寸增大,設備制造成本和占地面積顯著上升,電鍍槽等部件也需刻意避軌布局,艙內空間利用率嚴重下降。
3、控制上,開環系統缺乏實時反饋,軌道長期運行易磨損偏移,致使工件定位誤差累積,影響鍍層均勻性,難以滿足精密加工需求。霍爾電機需定期更換電刷,但電鍍艙密閉且含腐蝕性介質,不具備開蓋維護條件,電刷失效后需拆解艙體維修,成本高昂且導致生產中斷,加之電機承受振動沖擊,老化加速。軌道式結構還存在運動卡頓、偏斜隱患,承載能力有限,且裝置未集成狀態監測模塊,異常時無法及時預警保護,可靠性不足。同時,高精度軌道與大型艙體設計推高造價,阻礙技術推廣。綜上,現有裝置的諸多缺陷嚴重制約了離子液體電鍍工藝的高效、精密、穩定發展。
技術實現思路
1、本發明提供了一種離子液體電鍍艙內平移伸縮轉移的裝置及方法,以解決上述技術問題中的至少一個。
2、本發明所采用的技術方案為:
3、一種離子液體電鍍艙內平移伸縮轉移的裝置,包括固定板、平移模組、伸縮模組、第一電機、第二電機、吊鉤及限位部件,所述平移模組可拆卸安裝于固定板下方,所述伸縮模組通過固定支架固定支架與平移模組傳動連接,所述第一電機與平移模組驅動連接以驅動平移模組沿水平方向做往復平移動作,所述第二電機與伸縮模組驅動連接以驅動伸縮模組沿豎直方向做往復伸縮動作,所述吊鉤固定設于伸縮模組的自由端部、用于掛載待轉移工件,所述限位部件與平移模組配合以限制其水平運動行程,所述第一電機、第二電機的運行狀態及平移模組、伸縮模組的動作到位信號均由plc控制系統集中采集與控制,所述伸縮模組為無軌道式伸縮結構,不依賴外部軌道實現導向與伸縮動作。
4、進一步地,本技術還提出了,所述伸縮模組為五節式嵌套伸縮結構,其內部設有沿伸縮方向延伸的多級伸縮絲桿,所述多級伸縮絲桿的一端與第二電機的輸出軸通過聯軸器固定連接,另一端與伸縮模組的自由端部固定連接,第二電機通過驅動多級伸縮絲桿的正反轉,帶動五節伸縮段依次伸出或收縮,所述伸縮模組的伸縮行程范圍與五節伸縮段的總長度相適配,且伸縮過程中各伸縮段之間無相對偏移;
5、所述伸縮模組的外殼為一體成型的鋁合金框架,鋁合金框架的材質為6061-t6鋁合金,具備輕量化與高強度的雙重特性,鋁合金框架內部的多級伸縮絲桿采用不銹鋼材質制成,鋁合金框架外部沿伸縮方向均勻設有至少三個限位凸起,所述限位凸起配合相鄰滑動腔內壁設置的限位導向槽形成多點限位結構,各限位凸起的內側設有耐磨襯墊,在伸縮模組伸縮過程中,限位凸起與伸縮段的外側壁貼合滑動,既實現對伸縮動作的導向作用,又防止伸縮段出現偏斜或卡頓。
6、進一步地,本技術還提出了,所述第一電機和第二電機均為歐姆龍系列伺服電機,所述伺服電機采用無電刷結構設計,無需在艙內進行電刷更換維護,其額定轉速、輸出扭矩與平移模組、伸縮模組的負載需求相匹配,且電機外殼設有耐離子液體腐蝕的防護涂層,適配電鍍艙內的特殊工作環境。
7、進一步地,本技術還提出了,所述第一電機通過電機安裝座與平移模組的側部固定連接,第二電機通過電機安裝座與固定支架的頂部固定連接,所述電機安裝座與固定支架之間均采用螺母與精密螺紋的配合方式連接,所述精密螺紋的螺距為0.5-1mm,通過旋轉螺母可沿螺紋方向微調第一電機、第二電機的安裝位置,進而實現對吊鉤取料位的精準微調,微調精度可達±0.1mm。
8、進一步地,本技術還提出了,所述平移模組包括水平設置支撐橫梁,所述支撐橫梁外側壁固定設置有水平延伸的導向滑軌,所述固定支架外側壁固定連接有與導向滑軌滑動配合的導向滑槽,所述導向滑槽、導向滑軌對稱設置兩組,兩組所述導向滑槽、導向滑軌配合形成多點導向限位結構,所述支撐橫梁外側壁固定設置有水平延伸的齒條,所述固定支架外側壁轉動連接有與齒條嚙合的驅動齒輪,所述第二電機的輸出端與驅動齒輪傳動連接。
9、進一步地,本技術還提出了,所述限位部件為左右平移限位機構,包括分別固定于平移模組水平運動軌跡兩端的左限位塊和右限位塊,所述左限位塊和右限位塊均為l型結構,其朝向平移模組的一側均固定鑲嵌有聚氨酯緩沖橡膠,所述緩沖橡膠的厚度為10-15mm,邵氏硬度為50-60d,當平移模組運動至極限位置時,平移模組的端部與緩沖橡膠彈性接觸,通過緩沖橡膠的形變吸收沖擊能量,避免平移模組與限位塊發生硬碰撞。
10、進一步地,本技術還提出了,所述固定板為矩形鋼板,厚度為15-20mm,其四角通過高強度螺栓與電鍍艙體的上部內壁固定連接,螺栓的數量不少于4個,且螺栓的擰緊力矩不小于50n·m,固定板與平移模組之間設有加強筋,加強筋沿平移模組的運動方向均勻分布,使得裝置整體能夠承載不小于50kg的動載荷以及不小于100n·m的扭矩,滿足電鍍工藝中常見工件的轉移需求。
11、進一步地,本技術還提出了,所述plc控制系統與第一電機、第二電機之間通過脈沖信號傳輸連接,plc控制系統內置位置反饋模塊,能夠實時采集第一電機、第二電機的編碼器信號,進而獲取平移模組的水平位移量和伸縮模組的伸縮量,當需要停止時,plc控制系統向對應電機發送停止脈沖信號,使平移模組的平移動作和伸縮模組的伸縮動作可在其運動軌跡上的任意預設位置精準停止,停止定位誤差不超過±0.2mm。
12、進一步地,本技術還提出了,還包括監控模塊,所述監控模塊包括分別設于第一電機、第二電機上的溫度傳感器、電流傳感器,設于伸縮模組上的行程傳感器,以及設于吊鉤上的拉力傳感器,各傳感器的信號輸出端均與plc控制系統電連接,能夠實時監測電機運行溫度、工作電流、伸縮模組實際行程以及吊鉤承載拉力,當監測到參數超出預設閾值時,plc控制系統發出報警信號并控制電機停止運行。
13、一種離子液體電鍍艙內平移伸縮轉移方法,采用權利要求1-9任一所述的裝置,具體包括以下步驟:
14、步驟1:將待轉移工件精準掛載至吊鉤上,吊鉤上的拉力傳感器檢測到工件重量信號并傳輸至plc控制系統,確認工件掛載到位;
15、步驟2:plc控制系統向第二電機發送伸縮指令,第二電機驅動多級伸縮絲桿正轉,帶動伸縮模組的五節伸縮段依次伸出,直至吊鉤攜帶工件上升至預設高度,行程傳感器檢測到伸縮到位信號并反饋至plc控制系統,第二電機停止運行;
16、步驟3:plc控制系統向第一電機發送平移指令,第一電機驅動平移模組沿水平方向向目標工位運動,平移過程中plc控制系統通過編碼器信號實時校正平移位置,直至平移模組運動至目標工位正上方,第一電機停止運行;
17、步驟4:plc控制系統向第二電機發送收縮指令,第二電機驅動多級伸縮絲桿反轉,帶動伸縮模組的五節伸縮段依次收縮,將工件下放至目標工位,行程傳感器檢測到收縮到位信號并反饋至plc控制系統,第二電機停止運行;
18、步驟5:卸下工件后,拉力傳感器檢測到空載信號,plc控制系統控制第一電機、第二電機反向運行,帶動平移模組和伸縮模組復位至初始位置,完成一次工件轉移。
19、由于采用了上述技術方案,本發明所取得的有益效果為:
20、1.采用無軌道式五節嵌套伸縮結構,無需貫穿艙內的專用軌道,徹底避免了軌道與電鍍槽、清洗槽的干涉問題,使艙體無需預留額外軌道空間,實現小型化設計,同時允許核心設備按工藝需求優化布局,顯著提高艙內空間有效利用率。
21、2.通過plc閉環控制與歐姆龍伺服電機的脈沖信號傳輸,結合電機安裝座的精密螺紋微調,實現平移、伸縮動作的任意位置精準停止,停止定位誤差不超過±0.2mm,有效解決傳統開環控制定位不準的問題,滿足精密零部件電鍍對工件轉移的高精度要求。
22、3.伺服電機采用無電刷結構設計,配合耐離子液體腐蝕的防護涂層及鋁合金、不銹鋼等耐腐蝕材質,徹底杜絕了傳統霍爾電機需艙內更換電刷的難題,減少維護頻率;同時電機與模組結構穩定,抗振動、抗磨損能力強,延長設備使用壽命,降低停機維修成本,保障生產連續進行。
23、4.配備多維度監控模塊,可實時監測設備關鍵參數,異常時自動報警并停機,避免電機過載、機構卡滯、工件脫落等故障;平移限位機構的聚氨酯緩沖橡膠設計,有效吸收沖擊能量,防止硬碰撞損壞設備或工件,全方位提升運行穩定性與安全性。
24、5.頂層固定板的加強筋設計、鋁合金框架與不銹鋼絲桿的高強度組合,使裝置可承載適配不同重量工件轉移;自動化流程配合plc智能控制,無需人工干預,降低操作風險,同時提升生產效率,適配離子液體電鍍多工位頻繁轉移的工藝需求。