一种基于PLC控制的电刷镀实验装置

摘要

本发明涉及的是一种基于PLC控制的阳极旋转真空电镀装置，这种基于PLC控制的阳极旋转真空电镀装置的镀槽置于真空箱内，镀槽中放置阴极，阴极接线柱焊接在阴极的上表面上，阳极插入到阴极中，阳极通过卡固装置连接电机，阳极连接装置的碳刷抵在阳极上，真空箱上设置有多个接线孔，每个接线孔内均有接线密封块，阳极外接电极线通过相应的接线密封块与脉冲电镀电源正极相连，阴极外接电极线通过相应的接线密封块与脉冲电镀电源负极相连，电机外接两条电极线分别通过相应的接线密封块与可编程逻辑控制器PLC相连。本发明解决对体积较大或结构复杂的阴极镀件电镀困难的问题，降低了操作难度。

说明书

技术领域

本发明涉及电镀装置，具体涉及一种基于PLC控制的电刷镀实验装置。

背景技术

由于电刷镀具有多种优良特性，在特种加工及表面技术领域得到广泛应用，电刷镀具有沉积速度快、安全性较好、工艺灵活以及操作简便等优点，电刷镀可根据工件的不同尺寸形状对其进行修复，在电刷镀过程中，电刷镀笔需接触工件表面，这会造成较大的人工劳动强度。现有的电刷镀设备结构较为简单，自动化程度较低，当对多个以及大面积工件进行修复时，仅凭传统电刷镀设备，依靠人工手动修复，不仅效率较低，镀层的质量也无法得到保障。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于PLC控制的电刷镀实验装置，这种基于PLC控制的电刷镀实验装置用于解决传统电刷镀设备依靠人工手动修复，效率较低，镀层的质量无法得到保障的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：这种基于PLC控制的电刷镀实验装置包括可编程逻辑控制器PLC、机座、横向调节装置、纵向调节装置、固定板、镀杆、阳极、镀笔，机座平台上放置水槽，镀杆为中空金属杆，镀杆通过上部固定块连接纵向调节装置，镀杆通过下部导向块与固定板下端固定连接，纵向调节装置设置在固定板上，横向调节装置设置在机座上，固定板连接横向调节装置；镀杆下端穿过下部导向块后通过连接块连接镀笔，阳极设置于镀笔的侧面，电极线穿过镀杆直达镀笔下部，电极线末端通过固定螺栓拧入镀笔内的螺纹孔中固定，电极线另一端外接脉冲电镀电源正极；横向调节装置包括横向控制电机、横向丝杠、横向滑轨、横向滑块；纵向调节装置包括纵向控制电机、纵向丝杠、纵向滑轨、纵向滑块；横向控制电机、纵向控制电机均外接可编程逻辑控制器PLC。

上述方案中阳极向一侧伸出两个连接杆，镀笔开有两个与连接杆相配合的连接孔，连接杆穿过连接孔伸入到镀笔中，并与镀笔上的限位螺母位于同一直线上，弹簧缠绕在连接杆外，弹簧一端固定在镀笔上，弹簧另一端固定在阳极上；镀笔还设置有两个用于流出镀液的液孔。由于阳极左端不固定，因此弹簧通过其本身的弹性能够保证阳极始终与工件接触，比较灵活。

上述方案中连接块为带有水平翼板的筒体，其材质为电木，连接块上部筒体伸入到镀杆中，上部筒体与镀杆间设置若干个橡胶密封圈；连接块下部筒体伸入到镀笔中，下部筒体与镀笔间设置若干个橡胶密封圈。连接块采用电木可防止整个装置连电，在连接块外部套有若干个橡胶密封圈，可保证镀笔整体与镀杆连接的牢固性。

上述方案中横向控制电机焊接在机座上，通过电机轴与横向丝杠相连，横向丝杠两端设置在机座的框架上，且与框架连接处设置有圆柱滚子轴承，横向滑轨固定在机座的框架架上，横向滑块穿过横向滑轨，矩形螺母穿过横向丝杠，横向滑块与矩形螺母的纵向位置一致，横向滑块、矩形螺母固定于背板上，背板与固定板固定在一起。

上述方案中纵向控制电机焊接在固定板上，其下端电机轴与纵向丝杠相连，纵向丝杠和纵向滑轨设置在固定板上，纵向丝杠两端设置有圆柱滚子轴承，纵向滑块有并排设置的孔道，纵向滑块穿过纵向滑轨和纵向丝杠；上部固定块通过螺栓固定在纵向滑块上。

上述方案中镀液配方为：

十二烷基硫酸钠0.3g/l—0.7g/l；

糖精钠3.7g/l—4.3g/l；

硼酸（H₃BO₃）28g/l—44g/l；

氯化镍（NiCl₂·6H₂O）33g/l—45g/l；

硫酸镍（NiSO₄·6H₂O）160g/l—280g/l。

本发明具有以下有益效果：

本发明通过可编程逻辑控制器PLC实现对电刷镀笔的横向与纵向距离的自动化调整，同时，本发明所设计的新型镀笔结构也可对阳极和镀笔的间距进行调节。在实际加工中，可提高电刷镀的工作效率，提高作业稳定性，同时也能够提高镀层的质量。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的剖面图；

图3为本发明装置中纵向调节装置结构示意图；

图4为本发明装置中镀笔部分的剖面图；

图5为PLC控制镀笔横向移动的梯形图；

图6为PLC控制镀笔纵向移动的梯形图。

图中：1—机座，2—水槽，3—阴极（缸套），4—横向滑轨，5—横向控制电机，6—横向丝杠，7—纵向滑轨，8—纵向滑块，9—上部固定块，10—固定板，11—纵向控制电机，12—纵向丝杠，13—镀杆，14—横向滑块，15—矩形螺母，16—下部导向块，17—连接块，18—阳极，19—镀笔，20—弹簧，21—固定螺栓，22—橡胶密封圈，23—背板，24—限位螺母。

具体实施方式

下面对本发明作进一步的说明：

结合图1、图2所示，这种基于PLC控制的电刷镀实验装置包括可编程逻辑控制器PLC、机座1、横向调节装置、纵向调节装置、固定板10、镀杆13、阳极18、镀笔19，机座1放置于地上或桌上，在基座1内放置一水槽2，用于承接电刷镀过程中流出的镀液，水槽2内放置阴极（缸套）3，本发明中的阴极以缸套为例。镀杆13为中空金属杆，镀杆13通过上部固定块9连接纵向调节装置，上部固定块9通过螺纹连接固定在纵向滑块8上，其内部开有与镀杆13外径相配合的通孔，镀杆13通过下部导向块16与固定板10下端固定连接，下部导向块16起到导向作用，增加装置稳定性。纵向调节装置设置在固定板10上，横向调节装置设置在机座1上，固定板10连接横向调节装置；镀杆13下端穿过下部导向块16后通过连接块17连接镀笔19，阳极18设置于镀笔19的侧面；横向控制电机5、纵向控制电机11均外接可编程逻辑控制器PLC。阳极18通过电极线穿过镀杆13外接脉冲电镀电源正极，阴极（缸套）3通过电极线外接脉冲电镀电源负极。

如图4所示，阳极18向一侧伸出两个连接杆，镀笔19开有两个与连接杆相配合的连接孔，连接杆穿过连接孔伸入到镀笔19中，并与镀笔上的限位螺母24位于同一直线上，限位螺母24可限制连接杆的伸缩距离，弹簧20缠绕在连接杆外，弹簧20一端固定在镀笔19上，弹簧20另一端固定在阳极18上；镀笔19还设置有两个用于流出镀液的液孔。由于阳极18左端不固定，因此弹簧20通过其本身的弹性能够保证阳极18始终与工件接触，电极线外接脉冲电源，电极线穿过镀杆13直达镀笔19，为电刷镀作业供电，剥离电极线外部橡胶包裹缠绕在电极线固定螺栓21下端螺纹上，电机线固定螺栓21通过螺纹连接与镀笔19下端螺纹孔连接固定，这使得电流通过电极线可连通到镀笔19之上，电刷镀液从镀杆13上部流入，从镀笔19上的两个液孔中流出，以满足电刷镀需求。

连接块17为带有水平翼板的筒体，其材质为电木，连接块17上部筒体伸入到镀杆13中，上部筒体与镀杆13间设置若干个橡胶密封圈22；连接块17下部筒体伸入到镀笔19中，下部筒体与镀笔19间设置若干个橡胶密封圈22。连接块17采用电木可防止整个装置连电，在连接块17外部套有若干个橡胶密封圈22，可保证镀笔19整体与镀杆13连接的牢固性。

横向调节装置包括横向控制电机5、横向丝杠6、横向滑轨4、横向滑块14，横向滑轨4有两个，横向滑块14有两个；在机座1上部左右侧壁上各开有三个通孔，其中上部两个通孔和下部两个通孔直径与两个横向滑轨4直径相同，横向滑轨4两端分别从相应的通孔中穿过，横向滑块14分别穿过相应的横向滑轨4，并通过螺纹连接与背板23连接固定，且两横向滑块14的纵向位置一致，两横向滑轨4的两端开有螺纹，通过与其螺纹相配合的螺母连接固定在机座1上；机座1中部两个通孔直径小于上下部四个通孔的直径，且其两端内部安装滚珠轴承，用于与横向丝杠6连接，横向丝杠6左端外接横向控制电机5，矩形螺母15穿过横向丝杠6，矩形螺母15纵向位置与两个横向滑块14一致，并通过螺纹连接与背板23连接固定；横向控制电机5通过焊接固定在机座1上，当横向控制电机5通电转动时，电机轴带动横向丝杠6转动，进而横向滑块14实现横向运动；固定板10通过背板23与横向滑块14以及矩形螺母15连接固定。背板23的目的是连接机座1和纵向调节装置，其连接方式为螺栓连接。固定板10后侧开有螺纹孔，通过螺栓与背板23进行螺纹连接固定，进而将装置整体连接在一起。

如图3所示，纵向调节装置包括纵向控制电机11、纵向丝杠12、纵向滑轨7、纵向滑块8；纵向控制电机11焊接在固定板10上，其下端电机轴与纵向丝杠12相连，纵向丝杠12下端外接圆柱滚子轴承并固定在固定板10上，上端外接圆柱滚子轴承，穿过固定板10与电机轴相连，外接纵向控制电机11，纵向滑轨7也设置在固定板10上，纵向滑块8开有三条孔道，其中外侧两条孔道穿过纵向滑轨7，中间的孔道开有与纵向丝杠12的外螺纹相配合的内螺纹，并与之通过螺纹连接相连，当纵向控制电机11上电转动时，电机轴带动纵向丝杠12转动，进而纵向滑块8实现纵向运动。

本发明中镀液配方为：

十二烷基硫酸钠0.3g/l—0.7g/l

糖精钠3.7g/l—4.3g/l

硼酸（H₃BO₃）28g/l—44g/l

氯化镍（NiCl₂·6H₂O）33g/l—45g/l

硫酸镍（NiSO₄·6H₂O）160g/l—280g/l。

如图5、图6所示，X00为可编程逻辑控制器PLC中的右移按钮SB1，X01为左移按钮SB2，X04为下移按钮SB3，X05为上移按钮SB4，X02和X06为停止按钮SB5和SB6，X03为热继电保护器FR，Y00为右移接触器KM1线圈，Y01为左移接触器KM2线圈，Y02为下移接触器KM3线圈，Y03为上移接触器KM4线圈。当对横向控制电机5和纵向控制电机11进行编程后，将程序下载到可编程逻辑控制器PLC中，如需实现镀笔的右侧移动，按下SB1按钮，左移按下SB2按钮，下移按下SB3按钮，上移按下SB4按钮，横向移动停止按下SB5按钮，纵向移动停止按下SB6按钮，可同时进行横向和纵向移动。

本发明的工作原理是：通过可编程逻辑控制器PLC实现对电刷镀实验装置镀笔19横向与纵向位置的自动化控制，同时，根据所加工工件尺寸的不同，可对阳极18和镀笔19的间距进行调整。当对镀笔19的横向位置进行调整时，PLC上电，横向控制电机5上电运行，使得横向滑块14沿横向滑轨4滑动到设置位置；当对镀笔19的纵向位置进行调整时，纵向控制电机11上电运行，使得纵向滑块8沿纵向滑轨7滑动到设置位置。当镀笔19达到设定位置后，根据工件调整镀笔19与阳极18的间距，调整完成后，倾倒镀液，打开脉冲电镀电源，即可开始电刷镀。