Автоматические гальванические линии используют для нанесения практически любых видов покрытий на подвесках, в барабанах, колоколах и корзинах. Они могут работать по одному или нескольким технологическим процессам; имеют производительность от 1 до 500 м2/ч; устраняют ручной труд при выполнении практически всех операций, за исключением монтажа и демонтажа деталей на подвеску и подвешивания ее на катодную штангу. Автоматические линии оборудуют приборами и датчиками, обеспечивающими автоматическое поддержание всех основных технологических параметров (температуры, плотности тока, уровня электролита и др.), а также микропроцессорами для регулировки хода технологического процесса и корректировки его в зависимости от возникших отклонений.
Современные автоматические линии подразделяют по способу управления и транспортирования деталей на линии с жестким циклом управления и авто операторные линии с гибким программным управлением. Кроме того, их классифицируют по способу загрузки деталей или по типу рабочего органа на подвесочные, барабанные, колокольные и комбинированные. Существует несколько схем расположения ванн в автоматических линиях: одно- и двухрядная, овальная и кольцевая.
Площадка загрузки и выгрузки наиболее часто располагается с одной стороны, но существуют схемы, когда выгрузка осуществляется с противоположной от позиции загрузки стороны автомата.
Автоматические гальванические линии с жестким циклом управления применяют для нанесения покрытий на однотипные детали по одному технологическому процессу в массовом производстве. Переналадка линий данного типа на другие процессы затруднена и, как правило, не применяется, так как связана с необходимостью конструктивных изменений. Даже в случае небольших изменений технологического процесса могут возникнуть определенные трудности с переналадкой линий.
Автоматические линии авто операторного типа с программным управлением позволяют обрабатывать детали по более гибкой программе в пределах одного покрытия (разные толщины, с различной пассивацией и др.) и с использованием нескольких видов покрытий на одной линии. Этот тип линий можно легко переналаживать на другие процессы, использовать в условиях массового и мелкосерийного производств, при обработке деталей электронной промышленности и крупногабаритных строительных металлоконструкций.
Автоматические линии с жестким циклом управления. Линии этого типа применяют для нанесения гальванических и химических покрытий с производительностью до 100 м2/ч при обработке деталей на подвесках, в барабанах и колоколах. Особенностями этих линий являются одинаковое время выдержки деталей на каждой позиции (ванне) и перемещение подвесок в одном направлении.
Автоматические линии с жестким циклом управления подразделяют на кареточные, карусельные и шнековые. Последние два типа не получили широкого распространения. Поэтому ниже более подробно рассмотрены кареточные овальные автоматические линии (рис. 4.30), которые, в свою очередь, делят в зависимости от транспортного устройства на тележечные и бес тележечные.
Основными частями кареточной автоматической линии являются два ряда ванн, металлоконструкции, тележки, каретки с подвесками, сушильная камера, несколько свободных позиций для загрузки и выгрузки, коммуникации и вспомогательное оборудование, без которого невозможно проведение основных процессов.
В промежутке между рядами ванн расположены металлоконструкции, на которых смонтированы механизм для подъема и опускания кареток, устройства для горизонтального перемещения тележек и токоведущих систем. При горизонтальном перемещении тележки образуют замкнутую конвейерную линию с прерывистым движением, осуществляемым с помощью толкающих штанг, передвигающих тележку на следующую позицию. Механизм горизонтального перемещения состоит из гидропривода, цепного ведущего механизма с закрепленными на нем толкателями, взаимодействующими с собачками тележек.
Вертикальное перемещение кареток с подвесками производится общей рамой (мостом) с помощью гидравлического механизма подъема. В зонах загрузки и выгрузки многопозиционных ванн на подъемном мосту установлены механизмы, берущие и ставящие каретку. Подъем осуществляется с помощью цепей, соединенных со специальной гидравлической системой, состоящей из маслонасосной станции и рабочих органов.
Тележки, выполняющие горизонтальное перемещение кареток с подвесками, являются направляющими при их вертикальном перемещении. Тележка состоит из сварной рамы с опорными роликами, а также с нижними и верхними направляющими роликами. Каждая тележка снабжена фиксирующим устройством. Количество тележек соответствует количеству позиций в ваннах. Собачка (скоба 4) необходима для взаимодействия толкателей с механизмом горизонтального перемещения, при обратном ходе штанги этого механизма она откидывается.
Каретки удерживают и перемещают подвеску от одной позиции к другой, а также обеспечивают подачу электрического тока на подвеску. Каретка состоит из рамы с четырьмя направляющими роликами и траверсы с захватами для подвесок и токопроводной системы. Для проведения химических процессов токосъемники с шинопроводами отсутствуют.
Ванны, используемые в автоматических линиях жесткого типа, могут быть одно-, двух- и многопозиционными, т. е. в одной ванне может одновременно находиться от 2 до 30 подвесок в зависимости от времени проведения операции. В этом случае перемещение подвесок происходит без извлечения их из ванны вдоль нее. Подъем происходит только на последней позиции по ходу ванны. Однопозиционные ванны обычно используют для операций промывки, активации, травления и пассивирования. Время выдержки в них не превышает темпа выхода подвесок с деталями. Многопозиционные ванны применяют для тех операций, технологическое время которых превышает темп выхода подвесок.
Командоаппараты обеспечивают автоматический режим работы гальванической линии. Они построены на схемах, составленных из бесконтактных логических элементов. В настоящее время широко применяют микропроцессоры, позволяющие расширить функциональные возможности командоаппарата.
Работа кареточной линии происходит в такой последовательности. На площадке загрузки и выгрузки мост находится в нижнем положении, затем происходит его подъем и каретки с подвесками уходят в верхнее положение, где происходит горизонтальное их перемещение на один шаг. Причем перемещение кареток на участках перекидки осуществляется также в верхнем положении, а на всех остальных — в нижнем, при этом сохраняется непрерывная подача тока на подвески. По окончании горизонтального перемещения и возвращения механизма на исходную позицию мост опускается в нижнее положение и находится в неподвижном состоянии определенное время, после чего весь цикл повторяется.
Ниже в качестве примера рассмотрена работа автоматической линии жесткого типа с подъемным мостом. Такая линия имеет производительность до 80 м2/ч и представляет собой двухрядную линию овальной формы. Она включает в себя набор ванн в соответствии с технологическим процессом, металлоконструкции, механизм подъема и перемещения подвесок, гидравлическую систему, пульт управления, загрузочно-разгрузочное устройство и складирующее устройство. Перемещение подвесок происходит в момент подъема моста, в многопозиционных ваннах детали не поднимаются, а перемещаются горизонтально, оставаясь в нижнем положении. Монтаж деталей на подвески производится на конвейере, а передача на систему складирования — с помощью лифта.
Автоматическая линия типа «Сениор» монтируется на двух уровнях. На первом располагается все вспомогательное оборудование: баки хранения, запасные емкости, фильтры; на втором— сам автомат. Такое расположение позволяет освободить основную рабочую площадь от вспомогательного оборудования; производить корректировку вне автомата; осуществлять слив промывных вод самотеком на станцию очистки сточных вод, располагающуюся, как правило, на первом этаже.
К автоматам жесткого типа относят колокольные и барабанные автоматы, используемые на отечественных заводах. Автоматы барабанного типа распространены более широко, в наибольшей степени это относится к автоматам типа VTS. Такие линии имеют двухрядную схему построения овальной формы. Между рядами ванн располагается металлоконструкция, на которой монтируется механизм подъема, опускания и перемещения.
Горизонтальное перемещение осуществляется с помощью транспортных тележек. Каждая тележка снабжена барабаном, который вращается с помощью электродвигателя, смонтированного на тележке, через зубчатую передачу. Барабан изготовлен из винипласта в виде шестигранника, подвод тока к нему осуществляется с помощью гибких катодов через боковые стенки. Единовременная загрузка до 10 кг в один барабан. Конструкция ванн принципиально не отличается от обычных. Загрузка и выгрузка производятся вручную с последующей сушкой в центрифуге.
Автоматические линии автооператорного типа с гибкой программой управления. Линии этого типа находят все более широкое применение по мере развития микропроцессорной техники. Кроме того, они обеспечивают обработку деталей на подвесках, в барабанах и корзинах как пораздельно, так и комбинированно. Функциональные возможности линий позволяют осуществлять различные технологические процессы одновременно — химические, электрохимические и анодно-оксидные; выполнять как отдельные процессы, так и несколько одновременно или поочередно; изменять последовательность и длительность проведения технологических операций в широких пределах; варьировать производительность по покрытиям в широком диапазоне.
Автоматические линии автооператорного типа имеют некоторые особенности: движение автооператора с подвесками в прямом и обратном направлениях; расположение ванн не в последовательности выполнения технологического процесса; возможность выполнения нескольких одноименных операций на одной позиции; наличие независимых транспортных органов с индивидуальными приводами; отсутствие жесткой связи между грузо-захватами автооператора и основаниями подвесок.
Авто операторные линии состоят из унифицированных узлов и деталей: ванн, металлоконструкций, транспортных путей, автооператоров, загрузочно-разгрузочных стоек, систем вентиляции, площадки обслуживания, командоаппарата и вспомогательного оборудования. Их делят по конструкции автооператоров на подвесные, консольные и портальные. В зависимости от требуемой производительности в линии может быть один или несколько автооператоров.
Автооператоры подвесного типа перемещаются по рельсовому пути, расположенному над ваннами. Рельсовый путь крепится к потолку или на специальные опорные стойки. На линиях с подвесными автооператорами можно обрабатывать мелкие и средние детали, грузоподъемность автооператоров достигает до 1000 кг.
Автооператоры портального типа перемещаются по рельсовому пути, расположенному вдоль ванн, и предназначены для перемещения крупных и тяжелых деталей. Грузоподъемность автооператоров достигает до 2000 кг.
Автооператоры консольного типа перемещаются по рельсовому пути, расположенному с одной стороны линии ванн, и предназначены для перемещения мелких и средних деталей. Грузоподъемность автооператоров этого типа до 250 кг. Кроме того, их применение ограничено длиной ванн (до 1600 мм).
Производительность автоматических линий авто операторного типа может достигать 500 м2/ч при обработке на подвесках, в барабанах при электрохимической обработке до 60 кг и до 120 кг при химической обработке. Загрузка и выгрузка осуществляются с одной стороны. Размещение линий может осуществляться на одном или двух уровнях. Второй вариант применяется очень редко из-за большой высоты конструкции.
Автоматические авто операторные линии по расположению ванн подразделяют на одно- и двухрядные. Однорядные в последнее время находят более широкое применение из-за относительно простой конструкции. Конструктивной особенностью линий этого типа является наличие командоаппарата с широкими функциональными возможностями. Он обеспечивает работу автооператора по следующим командам: адрес позиции, время выдержки, конец цикла, подъем, опускание, время простоя, а при работе нескольких автооператоров синхронизирует их работу по заданной программе.
Автооператоры подвесного типа различаются по способу передвижения на две модификации: с перемещением по двум рельсам и монорельсу. Первую модификацию применяют для ванн с шириной до 1600 мм, а вторую — для более длинных ванн.
На рис. 4.38 показана схема авто операторной автоматической линии подвесного типа. Она включает двухрядный автомат с устройством для перемещения подвесок из ряда в ряд в виде напольной тележки. Само перемещение осуществляется в ванне, промывки. Со стороны, где осуществляется загрузка-разгрузка, тележка движется по рельсам. Каждый ряд ванн обслуживается двумя автооператорами. В линии имеются одно- и двухпозиционные ванны. Подвески перемещаются только в одну сторону.
Автооператор автомата представляет собой раму с четырьмя колесами, перемещающуюся по двум рельсовым путям. На раме смонтированы электродвигатели с редукторами. Кроме того, автооператор оснащен буферным устройством для компенсации динамических нагрузок (особое тормозное устройство, обеспечивающее плавность торможения и начала движения). С командоаппаратом он связан с помощью гибкого кабеля, укрепленного на кабеле-протягивающем устройстве, которое передвигается по рельсовому пути.
Для работы в ручном режиме имеется пульт ручного управления, закрепленный на гибком кабеле на автооператоре, в виде кнопочной станции. Этот пульт используют при наладочных и аварийных работах.
Автоматические линии портального типа отличаются конструкцией авто-L оператора. Они имеют аналогичные узлы и механизмы, как и линии f подвесного типа, но их подразделяют на одно- и двух-захватные. Двух-захватные автооператоры ( имеют две направляющие и соответственно два груза-захвата с независимыми приводами. Они могут 1 одновременно одну подвеску поднимать, а другую опускать, переносить по две подвески, а опускать их поочередно на разные позиции.
Автоматические линии консольного типа используют в цехах с небольшой высотой потолка; они занимают значительно меньшую площадь по сравнению с линиями других типов. Грузозахватный механизм автооператора выполнен в виде консоли, проходящей над поверхностью ванн. Функциональное назначение основных узлов и механизмов линии такое же, как и у линий предыдущих типов. Эти линии имеют две модификации автооператора: с двумя движениями и тремя. В первом случае он выполняет вертикальные и горизонтальные перемещения, во втором — он может еще и переносить подвески из одного ряда ванн в другой, не изменяя своего местонахождения. На рис. 4.39 показана схема автоматической линии консольного типа. Автооператоры для этого типа линий состоят из сварного корпуса, механизмов вертикального и горизонтального перемещений, консольной каретки с груза-захватом, буферного устройства и различных функциональных датчиков.
