一種適用于分段電鍍的屏蔽層去除自動化生產線的制作方法

本實用新型屬于電鍍技術領域，具體涉及一種適用于分段電鍍的屏蔽層去除自動化生產線。

背景技術：

隨著磨削電鍍工藝的發展，由于產品表面的各種要求，因此有時需要一個工件上電鍍多種鍍層材料，而且在電鍍其中一種鍍層的時候需要屏蔽工件上其他部位，這種方式也被稱為分段電鍍。分段電鍍工具常用的制造方法是用塑料薄膜等絕緣材料包裹整個工件，再手工去除部分屏蔽層，裸露出待電鍍部分，然后用特定的工藝進行電鍍。目前生產中，該過程大部分由手工完成，人工成本高且包裹效率低，精度差。也可以使用激光灼燒去除的方法，但是激光去除容易損傷工件表面，導致零件性能惡化和精度降低。為了避免這些弊端，探討適用于工件電鍍屏蔽層的去除方法就顯得尤為重要。

例如CN 102797022 A專利中所述的工件電鍍過程中工件表面的屏蔽方法是采用不溶于水、不溶于弱酸液體的絕緣涂料做屏蔽層，但是這種方法在屏蔽層取消的時候采用人工取消，精度低，效率低，成品率不高。另外CN 103111944 A專利中所述的工件電鍍過程中工件表面的屏蔽層的去除方法是使用有機溶劑作為褪膠溶劑浸泡用塑料薄膜包裹有屏蔽用的電鍍磨頭，屏蔽用塑料薄膜在褪膠溶劑中溶脹或溶解從而實現屏蔽層的去除，但是該過程中塑料薄膜是人工纏在工件上的，這種方法得到的屏蔽層不均勻，不同位置去除時間不同，效率低。

技術實現要素：

本實用新型的目的在于克服現有技術的不足之處，提供了一種適用于分段電鍍的屏蔽層去除自動化生產線。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種適用于分段電鍍的屏蔽層去除自動化生產線，包括機架，機架上設有多工位輸送設備和屏蔽層去除設備；其中，多工位輸送設備包括：

回轉輸送機構，設在機架，包括環形的轉臺，轉臺上周向間隔地設有若干夾持裝置，夾持裝置包括同軸連接的第一摩擦輪和夾持件；

U型架，滑動裝接在機架，U型架平行于轉臺徑線布置且可在機架上沿平行于轉臺徑線的方向往復運動；U型架的兩端對稱布置有第一轉盤機構和第二轉盤機構，第一轉盤機構包括第一轉盤，第二轉盤機構包括第二轉盤，第一轉盤和第二轉盤相對布置，二者周緣都設有若干夾具，第一轉盤和第二轉盤各自的部分夾具的位置與轉臺的位置相對應；通過U型架在機架上滑動以調節第一轉盤機構/第二轉盤機構至轉臺的距離；

摩擦傳動機構，包括彈性件和用于與任一個第一摩擦輪相配合以實現摩擦傳動的第二摩擦輪，彈性件設在機架，第二摩擦輪與彈性件相連；

屏蔽層去除設備與第一轉盤機構、第二轉盤機構圍繞轉臺呈類品字形排布，所述摩擦傳動機構位于轉臺與屏蔽層去除設備之間；屏蔽層去除設備包括：

位置調整機構，包括橫向調整組件和豎直調整組件；橫向調整組件設在機架，包括可沿X軸方向往復運動的工作臺；豎直調整組件設在工作臺，包括可沿Z軸方向往復運動的滑塊；

運絲機構，包括張緊輪、第一導輪、第二導輪、貯絲筒及刮絲；張緊輪和第一導輪裝接在滑塊且可通過滑塊沿Z軸方向往復運動；第二導輪設在工作臺；貯絲筒裝設在工作臺；刮絲一端經第二導輪引導后卷繞在貯絲筒內，另一端經第一導輪引導后卷繞在張緊輪，第一導輪與第二導輪之間的刮絲懸空，轉臺的位置與懸空的刮絲的位置相對應；

對刀機構，包括擋板，擋板設在工作臺，擋板位于懸空的刮絲的遠離轉臺的一側；

夾持件通過轉臺轉動可與第一轉盤機構、第二轉盤機構、屏蔽層去除設備的位置相對應，通過回轉輸送機構與第一轉盤機構、第二轉盤機構相互配合以實現夾持件上的待加工工件在第一轉盤機構、第二轉盤機構、屏蔽層去除設備之間的轉移和加工。

一實施例中：所述回轉輸送機構還包括第一驅動裝置和多通道氣滑環，該第一驅動裝置設在機架并傳動連接轉臺且可帶動轉臺沿其環心轉動；該多通道氣滑環設在轉臺中央；所述夾持件為氣動夾頭，該些氣動夾頭的通氣管由該多通道氣滑環引出。

一實施例中：所述U型架上設有齒條；所述機架上設有第二驅動裝置，該第二驅動裝置傳動連接有齒輪，齒輪與所述齒條適配嚙合，通過第二驅動裝置驅動齒輪轉動并與齒條相互配合以帶動U型架在機架上滑動。

一實施例中：所述第一轉盤機構還包括第三驅動裝置，所述第二轉盤機構還包括第四驅動裝置，該第三驅動裝置和第四驅動裝置分別設在所述U型架的兩端，該第三驅動裝置傳動連接所述第一轉盤并可帶動該第一轉盤轉動，該第四驅動裝置傳動連接所述第二轉盤且可帶動該第二轉盤轉動。

一實施例中：所述第一轉盤的轉動軸線，第二轉盤的轉動軸線及夾持件的軸線位于同一水平面。

一實施例中：所述摩擦傳動機構還包括第五驅動裝置，該第五驅動裝置設在彈性件并傳動連接所述第二摩擦輪且可帶動該第二摩擦輪轉動。

一實施例中：所述橫向調整組件還包括直線驅動裝置，該直線驅動裝置設在機架，所述工作臺設在該直線驅動裝置的動子上。

一實施例中：所述豎直調整組件還包括沿Z軸方向布置的導軌，該導軌設在工作臺，所述滑塊滑動裝接在該導軌上。

一實施例中：所述運絲機構還包括轉接板、導輪支架、第六驅動裝置支架和第六驅動裝置；該轉接板設在所述滑塊上，所述張緊輪和第一導輪裝接在該裝接板上；該導輪支架設在所述工作臺，所述第二導輪設在該導輪支架上；該第六驅動裝置支架設在所述工作臺，該第六驅動裝置設在該第六驅動裝置支架上并傳動連接所述貯絲筒。

一實施例中：所述第一導輪和第二導輪之間的懸空的刮絲位于垂直于X軸方向的平面上。

本技術方案與背景技術相比，它具有如下優點：

本實用新型可實現高精度、高效率地去除工件表面的屏蔽層，不損傷工件，不影響工件的性能和精度，以及工件安裝、拆卸和收集過程的自動化，減小了工人的勞動量，降低生產成本，提高電鍍精度。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。

圖1為本實用新型的自動化生產線的立體分解示意圖。

圖2為本實用新型的自動化生產線的整體外觀示意圖。

圖3為本實用新型的U型架及其附屬、第一轉盤機構和第二轉盤機構的示意圖。

圖4為本實用新型的自動化生產線的俯視示意圖。

圖5為本實用新型采用的八通道氣滑環示意圖。

圖6為本實用新型的工件在彈性的夾具上拆裝示意圖。

圖7為本實用新型的夾具示意圖。

圖8為本實用新型的摩擦傳動機構與夾持裝置的配合傳動示意圖。

圖9為本實用新型的屏蔽層去除設備整體外觀示意圖之一。

圖10為本實用新型的屏蔽層去除設備整體外觀示意圖之二，重點示出運絲機構。

圖11為本實用新型的屏蔽層去除設備整體外觀示意圖之三，重點示出工件固定機構、位置調整機構和對刀機構。

圖12為典型的金剛石磨頭的形狀輪廓示意圖。

附圖標記：

機架10；

回轉輸送機構20，第一電機21，轉臺22，氣動夾頭23，第一摩擦輪24，八通道氣滑環25；

U型架30，第二電機31，齒條32，齒輪33；

第一轉盤機構40，第一轉盤41，第三電機42，第一轉盤上的夾具43；

第二轉盤機構50，第二轉盤51，第四電機52，第二轉盤上的夾具53；

屏蔽層去除設備60；

位置調整機構61，橫向調整組件611，直線電機6111，工作臺6112；豎直調整組件612，導軌6121，滑塊6122；

運絲機構62，轉接板621，張緊輪622，第一導輪623，導輪支架624，第二導輪625，第六電機支架626，第六電機627，貯絲筒628，刮絲629；

擋板63；

摩擦傳動機構70，第五電機71，彈簧72，第二摩擦輪73；

工件80。

具體實施方式

下面通過實施例具體說明本實用新型的內容：

請查閱圖1至圖12，一種適用于分段電鍍的屏蔽層去除自動化生產線，包括機架10，機架10上設有多工位輸送設備和屏蔽層去除設備60；其中，多工位輸送設備包括：

回轉輸送機構20，包括第一電機21、中空環形的轉臺22和四個夾持裝置；第一電機21和轉臺22均設在機架10，第一電機21可驅動轉臺22在機架10上沿轉臺22的環心轉動，轉速在0～100rpm內可調；夾持裝置包括同軸連接的氣動夾頭23和第一摩擦輪24；氣動夾頭23用于夾持待加工的工件80；四個夾持裝置的四個氣動夾頭23通過軸承裝配在轉臺22并周向均勻間隔布置在轉臺22外，四個第一摩擦輪24位于轉臺22內部，四個氣動夾頭23到轉臺22中心的距離相等且相互之間呈90°夾角，四個第一摩擦輪24到轉臺22中心的距離也相等且相互之間也呈90°夾角，轉臺22轉動時可帶動四個夾持裝置隨之轉動；轉臺22中央還設有八通道氣滑環25，四個氣動夾頭23的通氣管由該八通道氣滑環25引出。

U型架30，通過水平的導軌滑動裝接在機架10并沿Y軸方向平行于轉臺22徑線布置；本實施例之中，U型架30通過齒輪齒條傳動機構帶動以在機架10上沿Y軸方向往復滑動，具體的，請查閱圖3，在U型架30的橫梁上設有齒條32；機架10上設有第二電機31，轉速在0～100rpm內可調，該第二電機31的輸出軸與齒輪33相連，齒輪33與所述齒條32適配嚙合，通過第二電機31驅動齒輪33轉動并與齒條32相互配合以帶動U型架30在機架10上滑動。當然，U型架30也可以通過常見的滾珠絲桿等傳動機構帶動以在機架10上滑動。

U型架30的兩端對稱布置有第一轉盤機構40和第二轉盤機構50，第一轉盤機構40包括第三電機42和第一轉盤41，第二轉盤機構50包括第四電機52和第二轉盤51；第三電機42和第四電機52分別設在U型架30兩端的豎直部分的頂端且相對布置，優選伺服電機，轉速在0～100rpm內可調；第一轉盤41和第二轉盤51豎直布置，盤面相對，二者周緣都設有若干由橡膠等材質制成的彈性夾具43/53，具有一定彈性形變性，用于夾持待加工的工件80，如圖6和圖7所示；第一轉盤41的盤心可拆裝的裝接在第三電機42的輸出軸且可通過第三電機42帶動轉動，第二轉盤51的盤心可拆裝的裝接在第四電機52的輸出軸且可通過第四電機52帶動轉動；第一轉盤41的轉動軸線(即過盤心且垂直于盤面的中心軸線)、第二轉盤51的轉動軸線(即過盤心且垂直于盤面的中心軸線)與四個氣動夾頭23的軸線位于同一水平面(XY平面)上；因此，位于第一轉盤41和第二轉盤51的轉動軸線相同高度且靠近轉臺22一側的夾具43/53的位置分別與轉臺22的位置相對應，且氣動夾頭23在轉臺22的帶動下可以與該些夾具43/53相對應；通過U型架30在機架10上滑動調節第一轉盤41/第二轉盤51至轉臺22的距離，可以使第一轉盤41/第二轉盤51上位置與氣動夾頭23相對應的夾具43/53靠近氣動夾頭23，便于完成工件80在夾具43/53與氣動夾頭23間的轉移。而且，隨著第一轉盤41和第二轉盤51的轉動，每個夾具43/53都可以轉動到與氣動夾頭23相對應的位置，便于連續的進行工件80的轉移。

摩擦傳動機構70，包括彈簧72、第五電機71和第二摩擦輪73，彈簧72豎直布置，其下端設在機架10上，第五電機71裝接在彈簧72上端，第五電機71的輸出軸與第二摩擦輪73相連，轉速在0～100rpm內可調；第二摩擦輪73的位置正好位于轉臺23內四個第一摩擦輪24所在的回轉面的下方，第二摩擦輪73與任一個第一摩擦輪24均可相互配合實現摩擦傳動。具體的，當轉臺22帶動其中一個夾持裝置轉到與摩擦傳動機構70相應的位置時，第二摩擦輪73與該夾持裝置的第一摩擦輪24正好相切，在第五電機71的帶動下，第二摩擦輪73作為主動輪轉動，并帶動該第一摩擦輪24作為從動輪轉動，從而可以帶動該夾持裝置上的氣動夾頭23轉動，氣動夾頭23夾持的工件80也隨之轉動，如圖8所示。而此時其他三個夾持裝置上的第一摩擦輪24未與第二摩擦輪73接觸，因而其他三個夾持裝置的氣動夾頭23不會轉動。本實施例之中，采用氣動夾頭23通過第五電機71和摩擦傳動帶動運轉的方式，僅由一臺電機即可提供動力，設備結構得到簡化，同時，彈簧72可為摩擦傳動提供穩定的壓力，并在第一摩擦輪24和第二摩擦輪73磨損后起到磨損補償的作用。

屏蔽層去除設備60與第一轉盤機構40、第二轉盤機構50圍繞轉臺22呈類品字形排布，所述摩擦傳動機構70位于轉臺22與屏蔽層去除設備60之間，由摩擦傳動機構70帶動的氣動夾頭23正好對準屏蔽層去除設備60；如圖9至圖11所示，屏蔽層去除設備60包括：

位置調整機構61，包括橫向調整組件611和豎直調整組件612；橫向調整組件包括設在機架10的定位精度為1μm的直線電機6111和設在直線電機6111的動子的工作臺6112，該工作臺6112可通過直線電機6111沿X軸方向往復運動；豎直調整組件包括設在工作臺6112的沿Z軸方向布置的導軌6121和滑動裝接在該導軌6121上的滑塊6122，該滑塊6122可通過導軌6121沿Z軸方向往復運動(注：本實施例之中，X軸、Y軸和Z軸方向兩兩垂直)；

運絲機構62，包括轉接板621、張緊輪622、第一導輪623，導輪支架624、第二導輪625，第六電機支架46、第六電機47、貯絲筒628及用于刮除待電鍍的工件80上的待電鍍部位的屏蔽層的刮絲629；轉接板621設在豎直調整組件的滑塊6122上，張緊輪622和第一導輪623上下布置地裝接在轉接板621上，滑塊6122沿導軌6121滑動時帶動轉接板621、張緊輪622和第一導輪623滑動；導輪支架624設在工作臺6112，第二導輪625設在導輪支架624上；第六電機支架46設在工作臺6112，第六電機47設在第六電機支架46上，貯絲筒628裝設在第六電機47的輸出軸上；刮絲629一端經第二導輪625引導后卷繞在貯絲筒628內，另一端經第一導輪623引導后卷繞在張緊輪622，第一導輪623和第二導輪625之間的刮絲629呈懸空狀態，如圖10所示，經過第一導輪623和第二導輪625對刮絲629的走向進行引導后，總的來說，第一導輪623和第二導輪625之間的懸空的刮絲629應位于垂直于X軸方向的平面上，即YZ平面上，而轉臺22的位置與懸空的刮絲629的位置相對應，氣動夾頭23在轉臺22的帶動下可以與該懸空的刮絲629的位置相對應；第六電機47優選伺服電機，能夠控制轉動速度、轉動角度、轉動方向，第六電機47帶動貯絲筒628收放刮絲以實現在第一導輪623和第二導輪625之間往復運絲；刮絲629的材質應足夠粗糙，例如為線鋸絲、麻線等；

對刀機構，包括擋板63，擋板63設在工作臺6112，位于導軌6121和導輪支架624之間，且擋板63應位于懸空的刮絲629的遠離轉臺22的一側，氣動夾頭23在轉臺22的帶動下可以與擋板63的位置相對應。通過橫向調整組件帶動擋板63向該氣動夾頭23行進以執行對刀，至擋板63與該氣動夾頭上夾持的工件80接觸時，對刀成功，此時刮絲629應比工件80所有待電鍍部位更靠近轉臺22。

本實用新型的自動化生產線尤其適用于需要分段電鍍的工件80，該類工件80沿其軸向分為若干區段，每個區段均為回轉體，各區段之間的直徑可以相同或不同，但各區段的電鍍要求不同。這樣的工件80例如可以為磨頭、防滑手柄、開孔器、砂輪、手動工具等，并不以此為限。

本實用新型的自動化生產線中，屏蔽層去除設備60與第一轉盤機構40、第二轉盤機構圍繞轉臺22構成三個工位，通過回轉輸送機構20實現待加工工件80在三個工位之間的轉移和流水線加工。三個工位的順序可以隨意調整，下面以第一轉盤機構40作為第一工位，屏蔽層去除設備60作為第二工位，第二轉盤機構50作為第三工位，以磨頭作為待加工工件80為例具體說明。

同時，為方便說明，將四個氣動夾頭23編號為23-1、23-2、23-3和23-4(如圖4)；將第一轉盤/第二轉盤的夾具依順序編號為43-1/53-1、43-2/53-2、43-3/53-3……，將夾具上裝夾的工件(磨頭)相對應地編號為80-1、80-2、80-3……(如圖6，僅示出部分)。上述編號和指定僅為便于說明工作原理，并不以此作為區分。

典型的磨頭如圖12所示，以箭頭所指的A點作為磨頭的零點，沿磨頭的軸向分為若干區段，至少有B、C、D三個區段，每個區段為直徑相同或不同的回轉體，其中B、C兩個區段需要電鍍且電鍍要求各不相同。利用本實用新型的自動化生產線對該磨頭進行分段電鍍的方法如下：

1)在磨頭上均勻覆蓋上屏蔽層，屏蔽層應為非導電又不溶于電解液且易溶于堿性溶液的材料，屏蔽層的原料最好為液態，例如堿溶性樹脂如堿溶性改性環氧丙烯酸樹脂WDS-1161等。先將磨頭表面均勻涂覆上堿溶性樹脂，然后將樹脂烘干固化；反復多次涂覆、烘干，直到磨頭表面均勻覆蓋足夠厚度的屏蔽層，以不導電為準，典型的屏蔽層的厚度應在0.1～2mm；

2)將涂覆有屏蔽層的一批磨頭80-1、80-2、80-3……安裝在第一轉盤41的彈性夾具43-1、43-2、43-3……上，此處為第一工位；

3)請參考圖4，通過第二電機31帶動U型架30滑動，使第一轉盤41靠近轉臺22上的氣動夾頭23-1，氣動夾頭23-1夾緊第一轉盤41上位置對應的夾具43-1上的磨頭80-1；啟動第一電機21，轉臺22順時針轉動90°，氣動夾頭23-1帶著磨頭80-1脫離彈性夾具43-1，轉到加工機構60，即到達第二工位；此時在第二工位的氣動夾頭23-1上的磨頭80-1的軸向沿X軸方向布置，且磨頭80-1的零點即A點應與擋板63相對；

4)通過橫向調整組件611帶動對刀機構沿X軸向磨頭80-1行進，執行對刀過程。當橫向調整組件611在行進過程中受到的運動阻力大于直線電機6111設定的最大推力(本實施例之中設為0.1N)時，認為擋板63與磨頭80-1對刀成功，以此確定磨頭80-1零點A點的位置；再結合磨頭80-1尺寸，可以得到磨頭80-1待電鍍的B、C兩區段的位置參數；并且，對刀成功時，懸空的刮絲629的位置應比磨頭80-1待電鍍的B、C兩區段更靠近轉臺22；

5)通過橫向調整組件611沿X軸反向運動，結合磨頭80-1的B段的位置參數，將刮絲629定位至磨頭80-1的B段，即需要去除屏蔽層的部位；通過豎直調整組件612調整張緊輪622和第一導輪623的高度以調整刮絲629的角度，使第一導輪623和第二導輪625之間的懸空的刮絲629逐漸與磨頭80-1的B段接觸并產生不小于10°的包角，同時通過張緊輪622調節刮絲629的張力，使刮絲629對磨頭80-1的B段產生一定的壓力，該壓力可以根據屏蔽層的硬度和磨頭的硬度適當調節，以剛好能刮除屏蔽層又不傷害磨頭表面為準；

6)啟動第五電機71，通過摩擦傳動機構70帶動處于第二工位上的氣動夾頭23-1和磨頭80-1以60r/min的轉速轉動；通過第六電機627帶動運絲機構62以0.1m/s的線速度往復運絲，使刮絲629以上述的包角和張力在磨頭80-1的B段上來回移動(在YZ平面上移動)，并配合橫向調整組件使刮絲629在磨頭80-1的B段沿Z軸往復移動，全部刮除磨頭80-1的B段上的屏蔽層；

7)磨頭80-1的B段上的屏蔽層刮除干凈后，請參考圖4，U型架30移動使第二轉盤51靠近轉臺22，然后轉臺22順時針轉動90°，將在第二工位的氣動夾頭23-1及其上加工完成的磨頭80-1轉動到對應第二轉盤51的位置，并將該磨頭80-1裝夾在第二轉盤51的彈性夾具53-1上；然后氣動夾頭23-1松開，U型架30移動使第二轉盤51帶著磨頭80-1遠離氣動夾頭23-1，到達第三工位；

在上述3)中，在氣動夾頭23-1帶著磨頭80-1脫離夾具43-1到達第二工位后，轉臺22上的下一個氣動夾頭23-2也轉過來對準第一轉盤41，同時第三電機42帶動第一轉盤41轉動，將下一個夾具43-2及其夾持的磨頭80-2轉動到與該氣動夾頭23-2相應的位置。當下一次第一轉盤41靠近氣動夾頭23-2時，可將第一轉盤41上的磨頭80-2轉移到氣動夾頭23-2。如此反復，可以持續地將磨頭從第一轉盤轉移到氣動夾頭，即持續完成從第一工位到第二工位的轉換；

同時，在上述7)中，第二轉盤51帶走磨頭80-1后，第四電機52帶動第二轉盤51轉動，將下一個空的夾具53-2轉動到與第二轉盤51轉動軸線同一高度，當下一次氣動夾頭23-2靠近第二轉盤51時，可將氣動夾頭23-2上的磨頭80-2轉移到第二轉盤的夾角53-2上。如此反復，可以持續地將磨頭從氣動夾頭轉移到第二轉盤，即持續完成從第二工位到第三工位的轉換；

8)重復以上步驟3)～7)直至完成一批磨頭在屏蔽層去除設備60的加工，所有磨頭80-1、80-2、80-3……的B段屏蔽層均被去除并轉移到第二轉盤51的夾具53-1、53-2、53-3……上；停機，取下第二轉盤51；

9)將第二轉盤51上所有去除B段屏蔽層的磨頭取下，裝夾在電鍍夾具，放入電鍍液中按B段電280#標300#的工藝要求進行金剛石磨粒的電鍍；由于B段的屏蔽層被刮除，因此可以電鍍；而C段等其他區段還有屏蔽層的保護，不會被電鍍；電鍍完成后，將磨頭浸入堿性溶液中，去除剩余的屏蔽層，清洗干凈，即完成對磨頭B段的電鍍；

10)重復上述步驟1)～9)，在磨頭表面涂覆屏蔽層后，去除磨頭C段的屏蔽層；再對C段按C段電380#標400#的工藝要求進行CBN(立方氮化硼)磨粒的電鍍，此時由于屏蔽層的保護，除C段外的其余區段(包括已電鍍的B段)不會被電鍍；然后將電鍍后的磨頭浸入堿性溶液中去除剩余的屏蔽層，清洗干凈，即完成磨頭B、C兩區段不同電鍍工藝的分段電鍍。

本領域技術人員可知，利用本實用新型可以實現不同區段相同電鍍工藝不同厚度的分段電鍍，以及不同區段不同電鍍工藝的分段電鍍，在此不加以詳細贅述。

以上所述，僅為本實用新型較佳實施例而已，故不能依此限定本實用新型實施的范圍，即依本實用新型專利范圍及說明書內容所作的等效變化與修飾，皆應仍屬本實用新型涵蓋的范圍內。