如今的产品要求表面光洁度高、边缘无毛刺、无污染，而且公差通常很小。电解抛光可在几秒钟内为许多金属零件提供所有这些条件和更多条件。这是一个已经使用了一百多年的过程。它广为人知，科学也被广泛讨论，但它能够在同一台设备上运行车间批次和高精度大批量零件，这让它有点独特。您可以将其自动化到任何所需的水平——甚至每小时生产 100,000 个零件。
电解抛光的广度
电解抛光装置价格低廉、易于使用，可在工作台和实验室、小型机械车间、专用电镀设施、电子制造中心和高度自动化的专卖店中找到。小型面包箱大小和较大的控制台单元都是手动系统，电镀车间中的许多工业槽也是如此。但是自动化它们的能力是惊人的。
电抛光这些系统中有许多是半自动化的，这意味着零件的传输由操作员控制，通常通过按钮或触摸屏幕移动到下一个工位，即零件是自动处理的，但许多元素仍然需要一些人工干预。相比之下，自动化系统可以提供完全不干涉的产品处理、浴成分控制和温度控制自动化。
自动化生产线可降低人工成本，提高部件均匀性，允许过程控制和零件历史的数字文档，同时消除划痕、折痕或凹痕。
电抛光的材料处理方面涉及两个不同的问题：
哈哈逐步完成电抛光步骤，
将零件装卸到夹具、卷轴或架子上，以便将零件插入槽中。
通过浴槽自动传输零件通常使用以下三种方法之一：直线（也称为线性）系统、旋转系统（也称为径向）和卷到卷系统。虽然机器人已用于此类运输，但它们通常仅限于装卸，因为酸和液体会进入机器人工具和手臂。
在 1950 年代，制造商使用与今天的粉末喷涂线非常相似的连续高架输送线。零件悬挂在连续的架空线上，并随着零件以恒定的速度沿着线移动进出每个罐。由于零件必须平稳地进出每个储罐，因此接近角会增加每个储罐和整个生产线的相当大的长度。因此，这种方法在今天通常不被采用。
直线系统，顾名思义，涉及在所有排成直线的储罐上方水平移动零件架对于完整的过程。一旦位于水槽上方，就会有一个机构将机架降低到溶液中。
直线系统使用两种不同的控制方法之一。在第一种方法中，运输机停留在零件上并将其浸入每个过程或冲洗预编程的时间段。
第二种方法使运输机能够将零件留在流程中，继续做其他事情并在循环中的预编程时间返回以将其移除。
由于时差，您可能不能同时运行多个机架，否则您会因为时间差异而过度抛光或过度清洁。
这种方法，在工作中很常见车间电镀操作，允许用户跳过一些槽以适应不同的化学步骤。在此设计中，并非每个机架都进入每个槽，因此每小时生产的零件数量将远低于顺序标准直线方法。电解抛光零件的同一系统也可以通过从工艺顺序中删除抛光步骤来仅用于清洁零件。 （一些公司不允许您在同一条生产线上混合使用产品或流程，以确保没有任何部分无意中运行到与其他流程不同的流程。
当一个架子到达生产线的末尾它（或者有时只是架子支架）返回到生产线的开头以获取更多零件。
高的关键生产是调整每个工位的处理细节，以准确匹配最关键工位所需的时间。这对于所有三种自动化变体都是如此。
技术Inc.（克兰斯顿，罗德岛）应用专家 Stu Raifman 指出，通常不可能在使用径向或顺序传输运动的生产线中执行钝化，因为钝化时间通常为 10-20 分钟，而电解抛光则为一分钟左右。相比之下，起重机运输可以编程为在每个罐中花费任何必要的时间，因为它们不会自动在每个罐中花费相同的时间。起重系统可以将机架留在水箱中，稍后再回来取。
Radial Systems
用于电抛光的束带对于径向方法，传输机构为循环中的每个过程都有一个夹具架。随着机制的提升，索引和降低，每个夹具顺序访问每个坦克。所有架子的提升、下降和停留时间都相同。处理的机架数量通常高于直线系统。如果解决方案中的处理时间为 30 秒，那么无论您有 11 个储罐（储罐通常称为工位）还是 16 个（从一个工位到下一个工位的移动时间很短），您大约每 30 秒生产一架零件。
通过在臂末端围绕圆形路径旋转部件来运输部件的系统在医疗部件的高产量中很受欢迎。它们以相对较小的占地面积提供连续的自动化生产。电动驱动器提供分度运动，而许多使用气动升降系统将零件插入小罐中或从中取出。这些系统特别适用于将一个或两个放置在吊架上的长零件。虽然它们不限于小零件或长零件，但大多数此类系统只需要一个小水箱来装满每个 s化。虽然槽的直径可以小至 6 英寸（152 毫米）以容纳薄的和小的零件，但很少有设备制造商会接受这个尺寸，因为电解抛光在使用大量电解液时的重复性要高得多。较大直径的装置还可以处理许多零件的机架，这使它们能够满足更高的生产率。
这些机器从大约 8 到 36' (2.5–11 m) 直径，电源从 100 到 7000 A。所有这些都有可编程的时间周期，而且几乎所有这些都要求每个部件同时插入每个槽中。虽然这不一定是硬性限制，但它确实提供了最高的生产率。
自动旋转系统，例如 Technic 的 MP500，使用与许多旋转木马装配系统。每个零件通过旋转臂传递到下一个工位，零件在该工位浸入溶液中、清洗或风干以备后续使用所需的时间。每个步骤都需要相同的时间才能使这种方法起作用。这些系统通常比在线系统小，因为通常只有一个零件被装在夹紧装置中。水箱尺寸小于在线系统，因此占地面积非常小。例如，生产手术和其他医疗设备的 Technic MP500 每小时可以一次生产 60 个或更多零件，但如果几个零件可以放在同一个衣架上，则可以生产数百个零件。该电抛光机直径仅为 8 英尺，高度仅为 10 英尺（3 米）。它们非常适合单元操作中的连续生产，因为它们占地面积很小，可以适应一个或多个加工中心的生产率。
相同的系统电解抛光零件也可用于清洁零件，方法是从通常进行抛光的槽中去除抛光液。你可能会浪费一站，但你您仍然可以在没有额外设备的情况下获得相同的生产率。 （一些公司不允许您在同一条生产线上混合使用产品或流程，以确保没有任何部分会无意中运行到与其他流程不同的流程）。
专为医疗组件设计的自动化直线传输系统的价格从 150,000 美元到 1,500,000 美元不等，具体取决于操作的目的、所需的自动化程度和仪器数量。今天一些用户要求测量比重，这又增加了 15-20,000 美元。
虽然这种机器的制造商不多，但据报道有一家制造商每个班次最多可生产 10,000 个小件。操作员从一个站台运行机器，在完成处理周期后返回时装载和卸载机架。另一台这种类型的机器每班生产 5000 个小型医疗零件。机器有九个处理站和两个 100-A 整流器。该系统的直径约为 6 英尺（1.8 米），总高度为 10 英尺。所有操作均由位于操作员控制面板中的 PLC 自动执行。
小型手动系统的成本可能低至 25,000 美元。
Reel-to-Reel
Reel-to-reel 系统传统上一直用于电镀电连接器，但现在已适用于电解抛光医疗设备。这些系统旨在通过系统从卷轴拉出金属条并将其返回到卷轴。通过将零件连接到条带上，就像用布或金属弹带固定机枪子弹的方式一样，零件可以在连续的庄园中加工。零件卷轴开始处的引导带被送入张紧装置，它被拉过每个槽，然后缠绕在电抛光末端的卷轴上吴线。当到达条带的末端时，系统会自动知道它需要停止或使用蓄能器连接另一个条带。除了拼接之外，它都是自动的。这种方法消除了处理单个零件的复杂性。这些系统的生产率通常定义为每分钟英尺而不是每小时零件数。典型的速率可能是 10-15 fpm，每个站点的停留时间为 30-90 秒。零件安装在 0.5 英寸（12.7 毫米）中心，每小时 14,400 到 21,600 个零件！
Technic 的 Raifman 指出，自动收放系统利用超声波和非接触式传感器检测产品的存在并保持适当的张力。编码器检测系统中产品的相对速度。直流电源测量在电解抛光过程中施加在零件上的电流。 am 的任何重大变化perage 表示储罐中的表面积较小，这被解释为储罐中的前导而不是条带上的部分。虽然零件卷通常为 1 英寸到 3 英寸（76 毫米）宽，但也可以容纳其他尺寸的扁平材或冲压产品卷。大批量工作和精密零件受益于每个零件都具有与每个零件相同的操作条件另一部分。控制电压和电流强度是一项要求。控制溶液成分是有时自动化的另一项要求。转速计-发电机反馈速度控制用于在所有负载条件下保持同步传输速度并消除产品变形。
自动和半自动电抛光连续输送机生产线处理
如前所述，使用连续输送线是电解抛光自动化的一种可能方法。有时用户会依赖这种方法。为了克服高架皮带方法所需的额外长度，构建了将零件穿过每个罐壁进入下一个罐的系统。专有的密封、收集和泵送系统用于最大限度地减少工艺和冲洗过程中的溶液损失，并提供重复使用。
机器人部件移动
一家领先的医疗器械公司使用机械臂通过电解抛光和清洁线移动零件，MONTIP – 机器人技术和生产线末端自动化（爱尔兰德兰根）称。带有机械夹具的长距离 Fanuc M710CL 机器人可容纳多个不同的机架或固定装置。每种产品的周期细节各不相同，因此条形码扫描仪会从每个产品中读取产品类型夹具并相应地调整过程。对于此应用程序，最多可以同时运行九种不同的产品类型，而无需操作员的任何指示。该单元完全封闭并由双陷阱钥匙系统保护，以确保机器人运动的安全。结果是一个能够 24/7 不间断运行的全自动过程。
装载/卸载自动化
零件处理的第二个关键要素涉及将零件放入或放到运输机使用的货架、面板或夹具上。所有常见的自动化方法都有效，但与零件牢固的电接触是对一些高产量形状提出挑战的要求。 Raifman 指出，他们的一个应用程序使用振动进料器将 ¼ 直径乘 ½ 英寸（6.3 × 12.7 毫米）长的小圆柱体自动摇动到机架的 30 个口袋中。架子关闭，系统自动索引到下一个架子。有系统像这样，他们每小时可以电解抛光大约 100,000 个零件。很少有应用程序具有如此高的产量。对于许多小零件来说，每小时生产 5000-10,000 个零件很常见，但一条生产线每年可以生产 400 万-500 万个零件。
Raifman 指出，该技术可用于在一条自动化生产线中一次处理 500 磅（225 千克）或更多的零件。
Dennis Gardino，总裁Jacob Hay Co. (Wheeling, IL) 指出，今天的典型生产线更多是半自动化的。大多数系统都有操作员将 40-50 个零件装入夹具或架子，然后将架子装载到系统运输车上。运输机拿起那个架子并自动完成这个过程。一两个操作员全职装卸夹具。可编程起重机系统适应各种加工步骤和零件，但它不是一个高产系统，因为有通常是一台起重机一次移动一个机架。
Leonhardt Plating（辛辛那提）总裁 Joseph Leonhardt 指出，他们购买了自动化直线电抛光系统在90年代后期。他们离线为每个机架装载 40–100 个零件，然后将机架滑动到位。他们在 14 站生产线上每小时生产 800–1200 个零件。与大多数系统一样，他们的系统是使用模块化组件的特殊设计系列。在他们的案例中，他们购买了双电解抛光槽来处理高产量，但第二个电解抛光槽今天闲置。
Leonhardt 指出，零件移动的自动化只是其中的一个方面自动化。废水和热量的密切控制（自动化）降低了总体成本。他的公司因其闭环、零排放操作方法而获得污染防治奖。
Products Automated
皮下注射针已通电经过几十年的去毛刺工艺抛光，更光滑的表面减少了针头进入身体时的摩擦（从而减少了疼痛）。血管和胆道支架也经过电抛光以去除微小毛刺、改善表面光洁度并清洁这些医疗设备。每年插入超过 200 万个支架，电解抛光是制造和清洁每个支架的过程之一。外科管材、冲压件、紧固件、熔模铸件、切割器械、卫生配件、齿轮、花键、轴是其他常见应用。
有几家公司生产用于抛光的自动化生产线不锈钢管的内表面。长达 30 英尺（9 米）的管道可以在自动化系统中进行电解抛光。在这种情况下，电解液通过管道泵送。内部的固定或可移动阴极分配电流。一台机器同时抛光20根管子。存在用于处理小至 1/8″ 的管子的设备（3.2 毫米），直径大至 6 英寸，内部饰面为 3-5 微英寸（0.0762-0.127 微米）。生产率可高达每小时 250 英尺 (76 m/hr)。
不锈钢和其他钢、铜、黄铜、镍合金、铝甚至钛也适用于电解抛光应用。钛现在可以在类似于为电抛光设计的自动化生产线中成功阳极氧化。
自动化电抛光不仅仅是零件处理
成功的电抛光不仅仅取决于自动化的零件处理。
零件夹紧以保持牢固的电接触对于高工艺可重复性至关重要。 Technic 的解决方案之一是使用弹簧式翻盖式夹具。在上面提到的小圆柱体的情况下，进料器将圆柱体振动到机架上的孔中，这些孔具有d 底部有蛤壳式触点。当架子装满时，系统关闭蛤壳并将下一个架子索引到位。无论使用何种方法，全自动系统都必须在整个循环的电气部分提供牢固的接触，并在某些情况下确保零件不会从机架上掉落到解决方案中。在数月的运行中保持触点清洁和配置是自动化的另一个考虑因素。
电解液管理（浓度、pH 值、过滤、搅拌等）、准确计时、恒定的溶液温度和一致的电解作用是其他需要控制的关键因素。电解抛光槽中的电解力线分布不均匀，这反过来意味着整个槽中的电解抛光作用不一定均匀。在罐中不同位置加工的零件可能表现出不同的金属去除特性集成电路。阴极和支架设计优化用于减轻这些影响。
Raifman 指出，“控制溶液拖曳对于部件质量和槽液完整性至关重要。如有需要，可使用独特的擦拭器系统、刷子和吹气装置来最大限度地减少溶液损失。耐化学腐蚀的擦拭器系统可以将溶液从产品中吸走，使其重新排回到工艺中。擦拭器材料的弹性使其能够自动调整以适应被镀材料的厚度变化，而无需弹簧或手动调整。
“气刀和刷子也是用于增强溶液的去除。精心控制的压力可提供适量的空气来去除溶液，而不会干燥、弄脏或钝化零件表面。所有方法都可以防止“反喷”并减少交叉污染。这种对带出的仔细控制导致更精确的过程控制控制并减少冲洗水和化学品的消耗。”
这些看似简单的问题，但注意这些设计细节可以防止在其他自动化系统中出现许多问题. ME
本文首次发表于 2012 年 4 月版的《制造工程》杂志。
