ЛИНИЯ ЦИНКОВАНИЯ

Полезная модель относится к оборудованию, содержащему ванны для жидкостной обработки деталей на подвесах и может быть использована в гальванических и химических производствах при необходимости оперативной смены циклограмм обработки, а также при необходимости обслуживания линии одновременно несколькими транспортными автооператорами.
Известна линия для гальванохимической обработки деталей, содержащая ряд ванн с грузооператорами, крышками, бортовыми вентиляционными отсосами и соответствующими исполнительными механизмами, сушильную камеру, стойки загрузки-выгрузки, датчики загрузки приспособлений для деталей в ванны, транспортер приспособлений для деталей с грузозахватами и реверсивными приводами для горизонтального и вертикального перемещения и жестко соединенный с ним колпак для улавливания испарений, газов и аэрозолей с каналами для отвода уловленных испарений, газов и аэрозолей в вентиляционную систему линии, рельсовый путь, электропроводную штангу с приспособлением для деталей с транспортными кронштейнами, датчики положения транспортера приспособлений для деталей и его грузозахватов и пульт управления (Рекламные материалы на систему «Condovent» акционерного общества «Kondor», Финляндия, 1983).
Известная линия для гальванической обработки деталей содержит ванны основной обработки, ванны струйной промывки, сушильную камеру, стойки загрузки-выгрузки, штангу с приспособлением для деталей с транспортными кронштейнами, транспортер приспособлений для деталей с грузозахватами, реверсивными приводами для горизонтального и вертикального перемещения и жестко соединенным с ним колпаком для улавливания испарений газов, аэрозолей, устройством для улавливания и слива электролитов и растворов в виде поддона, имеющего возможность поворота трубопровода с элементами подачи очищающего агента на
внутреннюю поверхность поддона, пульт управления. Колпак имеет экранирующий элемент в виде гармошки из кислото-влаго-термостойкого материала, жестко соединенной одним своим концом с фланцем колпака, а другим своим концом - с расположенным по периметру колпака фланцем с упругим элементом, выполненным из кислото-влаго-термостойкой резины, соединенным с исполнительным органом для вертикального возвратно-поступательного перемещения экранирующего элемента. Трубопровод устройства улавливания выполнен в виде статичного и перемещаемого участков, соединенных гибким шлангом из кислото-влаго-термостойкого материала, перемещаемый участок имеет разъемный элемент трубопровода, соединен с фланцем, расположенным по периметру колпака и выполненным из титана, каждая из ванн струйной промывки имеет трубопровод для подачи очищающего агента с разъемным элементом для контактирования с разъемным элементом перемещаемого участка трубопровода (Патент РФ №2080425, 1997).
Недостатком приведенных выше линий являются ограниченные функциональные возможности, обусловленные невозможностью применения более одного транспортного оператора.
Наиболее близким аналогом предлагаемой полезной модели является линия для гальванохимической обработки деталей, содержащая каркас, 2N направляющих опор, К электропроводных штанг, где K<N, позицию загрузки/выгрузки деталей, сушильную камеру, вентиляционный агрегат, N-2 ванн, L управляемых выпрямителей тока, где L<N-2, автооператор, программное устройство управления, кабель сигналов управления, обеспечивающий подключение автооператора к программному устройству управления, N кодовых стоек с набором металлических флажков, программное устройство управления содержит плату управления, плату гальванической развязки входных сигналов, плату гальванической развязки выходных сигналов, блок исполнительных реле, причем выходы платы гальванической развязки входных сигналов соединены со входами платы
n
управления, выходы которой соединены со входами платы гальванической развязки выходных сигналов, выходы которой соединены со входами блока исполнительных реле, автооператор содержит механизм горизонтального перемещения, включающий в себя электродвигатель, червячный редуктор, ведущие колеса, механизм вертикального перемещения, включающий в себя электродвигатель, червячный редуктор, цепную передачу, подъемную консоль, блок контроля горизонтального перемещения, включающий в себя n датчиков кода позиции автооператора, где 2<=N, датчик стробирования состояния датчиков кода, датчик точного положения автооператора относительно центра ванны, блок контроля вертикального перемещения, включающий в себя датчик верхнего положения подъемной консоли автооператора и датчик нижнего положения подъемной консоли автооператора (Рекламные проспекты фирмы «Ренон», 2005).
Недостатками этой линии являются невозможность изменения технологического процесса обработки деталей в зависимости от типа обрабатываемых деталей, ограничение производительности линии и количества ванн, обусловленное применением одного автооператора и n+2 датчиков контроля горизонтального перемещения на автооператоре соответственно, жесткий режим торможения при подходе автооператора к ванне назначения, приводящий к повышенному износу механической передачи.
Задача предлагаемой полезной модели заключается в расширении функциональных возможностей и упрощении реализации устройства.
Решение задачи достигается тем, что в линию цинкования, содержащую каркас, 2N направляющих опор, К электропроводных штанг, где K<N, позицию загрузки/выгрузки деталей, сушильную камеру, вентиляционный агрегат, N-2 ванн, L управляемых выпрямителей тока, где L<N-2, автооператор, программное устройство управления, кабель сигналов управления, обеспечивающий подключение автооператора к программному устройству управления, программное устройство управления содержит плату
управления, плату гальванической развязки входных сигналов, плату гальванической развязки выходных сигналов, блок исполнительных реле, причем выходы платы гальванической развязки входных сигналов соединены со входами платы управления, выходы которой соединены со входами платы гальванической развязки выходных сигналов, выходы которой соединены со входами блока исполнительных реле, автооператор содержит механизм горизонтального перемещения, включающий в себя электродвигатель, червячный редуктор, ведущие колеса, механизм вертикального перемещения, включающий в себя электродвигатель, червячный редуктор, цепную передачу, подъемную консоль, блок контроля вертикального перемещения, включающий в себя датчик верхнего положения подъемной консоли автооператора введены микро-ЭВМ, интерфейс, N кодовых пластин с набором вырезов, причем конфигурация вырезов является оригинальной для каждой из N кодовых пластин и несет информацию о номере ванны и положении автооператора относительно центра ванны, М-1 автооператоров, М-1 кабелей сигналов управления, обеспечивающих подключение автооператора к программному устройству управления, в каждом автооператоре введен блок считывания последовательного кода, содержащий датчик кода и датчик положения, выходы датчика кода и датчика положения соединены со входами платы гальванической развязки входных сигналов программного устройства управления через кабель сигналов управления автооператора, в программном устройстве управления введены цифровая клавиатура, буквенно-цифровой дисплей, подключенные к плате управления, которая через интерфейс связана с микро-ЭВМ.
На фиг.1 и фиг.2 представлена предлагаемая линия цинкования (далее - линия).
Линия содержит каркас 1, 2N направляющих опор 2, К электропроводных штанг 3, где K<N, позицию загрузки/выгрузки деталей 4, сушильную камеру 5, вентиляционный агрегат 6, N-2 ванн 7, L управляемых выпрямителей тока 8, где L<N-2, M автооператоров 9, где М<К, программное
устройство управления 10, М кабелей сигналов управления 11, микро-ЭВМ 12, интерфейс 13, N кодовых пластин 14.
Программное устройство управления 10 включает в себя плату управления 15, плату гальванической развязки входных сигналов 16, плату гальванической развязки выходных сигналов 17, блок исполнительных реле 18, цифровую клавиатуру 19, буквенно-цифровой дисплей 20.
Автооператор 9 (фиг.2) содержит механизм горизонтального перемещения 21, механизм вертикального перемещения 22, блок считывания последовательного кода 23, блок контроля вертикального перемещения 24. Механизм горизонтального перемещения 21 включает в себя электродвигатель 25, червячный редуктор 26, ведущие колеса 27. Механизм вертикального перемещения 22 включает в себя электродвигатель 28, червячный редуктор 29, цепную передачу 30, подъемную консоль 31. Блок считывания последовательного кода 23 содержит датчик кода 32 и датчик положения 33. Блок контроля вертикального перемещения 24 содержит датчик верхнего положения подъемной консоли 34 и датчик нижнего положения подъемной консоли 35.
Каркас 1 является несущей основой линии, предназначен для установки в один ряд позиции загрузки/выгрузки деталей 4, сушильной камеры 5 и N-2 ванн 7, в совокупности образующих N рабочих позиций. Каркас 1 может быть выполнен разборным с целью возможности оперативного изменения числа N. На каждой из N рабочих позиций на каркасе 1 установлены две направляющие опоры 2, образующие подставку для электропроводных штанг 3, на которых при помощи подвесов закрепляются обрабатываемые детали. Электропроводные штанги 3 обеспечивают перенос закрепленных на них деталей с одной рабочей позиции на другую.
Позиция загрузки/выгрузки деталей 4 обеспечивает доступ рабочему персоналу линии поочередно к каждой из К электропроводных штанг 3, с целью снятия с подвесов деталей, прошедших обработку на линии и закрепления на подвесах новых деталей, требующих обработки. Сушильная
камера 5 с вентиляционным агрегатом 6 обеспечивает просушивание деталей перед выгрузкой в потоке горячего воздуха. Ванны 7 предназначены для поочередного погружения в заполняющие их растворы или воду для промывки обрабатываемых деталей, подвешенных на электропроводных штангах 3. Ванны 7 могут быть выполнены из винипласта путем склейки. L из N-2 ванн 7, предназначенные для электрохимических операций, оснащены управляемыми выпрямителями тока 8, обеспечивающими протекание стабилизированного электрического тока по цепи, включающей раствор в ванне 7, погруженные в раствор детали, электропроводную штангу 3 и направляющие опоры 2.
Автооператоры 9 обеспечивают перенос электропроводных штанг 3 с одной рабочей позиции на другую. Каждый из М автооператоров 9 связан с программным устройством управления 10 кабелем сигналов управления 11.
Плата управления 15 является основной частью программного устройства управления 10, обеспечивает выполнение циклической программы движения автооператоров 9 (далее - циклограммы), хранение набора циклограмм для разных типов деталей или технологических процессов и выбор выполняемой циклограммы. Цифровая клавиатура 19 и буквенно-цифровой дисплей 20 предназначены для организации диалогового ввода команд рабочим персоналом линии при смене текущей выполняемой циклограммы и при ручном управлении движением автооператоров 9. В качестве платы управления 15 может быть использован модуль микроконтроллера CPU 188-5 фирмы «Fastwel» (США), цифровой клавиатуры 19-16-клавишная пылевлагозащищенная клавиатура FK-3 фирмы «Fastwel» (США), буквенно-цифрового дисплея 20 - жидкокристаллический знакосинтезирующий дисплей LCD-4×40 фирмы «Octagon Systems» (США) (Краткий каталог фирмы «Prosoft», 2001).
Микро-ЭВМ 12 через интерфейс 13 обеспечивает ввод новых циклограмм и диагностику исправности платы управления 15, а также предоставляет возможность дистанционного управления работой линии. В
качестве микро-ЭВМ 12 может быть использован персональный компьютер типа IBM PC, интерфейса 13 - последовательный интерфейс RS-232 (Гук М. Аппаратные средства IBM PC. Энциклопедия, 2-е изд. - Спб.: Питер, 2003).
Сигналы управления движением автооператоров 9 подаются с выходов платы управления 15 через плату гальванической развязки выходных сигналов 17 на входы блока исполнительных реле 18, плата гальванической развязки выходных сигналов 17 может быть выполнена на базе платы TBI-0/24С фирмы «Fastwel» (США) (Краткий каталог фирмы «Prosoft», 2001), блок исполнительных реле 18 - на базе твердотельных оптоэлектронных реле серии 5П (Электронные компоненты, каталог фирмы «Симметрон», 2000). С выходов блока исполнительных реле 18 через кабели сигналов управления 11 на электродвигатели 25 механизмов горизонтального перемещения 21 и электродвигатели 28 механизмов вертикального перемещения 22 автооператоров 9 подаются питающие напряжения. Электродвигатель 25 через червячный редуктор 26 обеспечивает вращение ведущих колес 27, электродвигатель 28 через червячный редуктор 29 и цепную передачу 30 - подъем/опускание подъемной консоли 31. Ведущие колеса 27 обеспечивают горизонтальное перемещение автооператора 9 вдоль линии по верхним направляющим каркаса 1, подъемная консоль 31 при опускании обеспечивает перекладывание электропроводной штанги 3 с захватов подъемной консоли 31 на направляющие опоры 2 и при подъеме - перекладывание электропроводной штанги 3 с направляющих опор 2 на захваты подъемной консоли 31.
Блок считывания последовательного кода 23 обеспечивает обратную связь при управлении горизонтальным перемещением автооператора 9, с выходов датчика кода 32 и датчика положения 33 при движении автооператора 9 считывается информация о конфигурации расположенных на каркасе 1 по одной на каждой рабочей позиции N кодовых пластин 14 (фиг.3). Блок контроля вертикального перемещения 24 обеспечивает обратную связь при подъеме/опускании подъемной консоли 31, с датчика
верхнего положения подъемной консоли 34 поступает сигнал о нахождении подъемной консоли 31 в крайнем верхнем положении, с датчика нижнего положения подъемной консоли 35 - в крайнем нижнем положении. В качестве датчика кода 32, датчика положения 33, датчика верхнего положения подъемной консоли 34, датчика нижнего положения подъемной консоли 35 могут быть использованы бесконтактные индуктивные переключатели типа ВБ2 (Каталог продукции ЗАО «Мега-К», 2005). Сигналы с датчиков 32...35 автооператоров 9 через кабели сигналов управления 11 поступают на входы платы гальванической развязки входных сигналов 16 программного устройства управления 10. Выходы платы гальванической развязки входных сигналов 16 связаны со входами платы управления 15, что обеспечивает обратную связь и постоянный контроль за положением автооператоров 9 на линии. В качестве платы гальванической развязки входных сигналов 16 может быть использована плата TBI-24/0C фирмы «Fastwel» (США) (Краткий каталог фирмы «Prosoft», 2001).
Кодовая пластина 14 (фиг.3) включает в себя ряд кода 36 и ряд положения 37, причем ряд кода 36 имеет уникальную конфигурацию для каждой кодовой пластины 14, а ряд положения 37 одинаков для всех N кодовых пластин 14. При движении блока считывания последовательного кода 23 автооператора 9 относительно кодовой пластины 14 датчик кода 32 и датчик положения 33 перемещаются относительно ряда кода 36 и ряда положения 37 соответственно, формируя последовательность импульсов для передачи в программное устройство управления 10. Последовательность импульсов датчика кода 36 представляет собой двоичный код рабочей позиции, где наличие и отсутствие металла эквивалентны логической единице и нулю соответственно, с датчика положения 37 поступает последовательность синхронизирующих импульсов, в момент перехода уровня которых из нуля в единицу очередной разряд кода сигнала датчика кода 36 считывается.
Принцип торможения автооператора 9 при подходе к позиции назначения заключается в подсчете числа импульсов от датчика положения 33 и отключении электродвигателя 25 до подхода датчика положения 33 к центру позиции 38, причем расчетное расстояние выбега регулируется в зависимости от скорости движения автооператора 9. Для точного позиционирования автооператора 9 в центре позиции 38 программное устройство управления 10 формирует короткий импульс напряжения для реверса электродвигателя 25, причем момент начала и продолжительность реверса регулируются в зависимости от скорости автооператора 9.
Принцип действия линии заключается в реализации заданной последовательности технологического процесса обработки деталей, включающего выдержку в требуемых химических растворах в течение заданного времени, промывку и просушку.
Предложенная линия цинкования обеспечивает гибкий алгоритм работы с возможностью оперативной смены последовательности и времени технологических операций, заданием времени стекания раствора индивидуально для каждой операции, позволяет при необходимости увеличить производительность за счет наращивания количества автооператоров, что решает задачу расширения функциональных возможностей. За счет введения кодовых пластин на каркасе линии и блока считывания последовательного кода на автооператорах упрощается реализация управления горизонтальным перемещением автооператоров, количество датчиков в блоке считывания последовательного кода не зависит от количества ванн на линии.