刷镀技术指在金属表面，通过电镀的方式，将电镀溶液附着在金属表面，来进行金属表面的强化，防止金属腐蚀及表面缺陷的补救。技术最早起始于19世纪的英国，我国的技术也在20世纪60年代左右，研究成熟的电镀技术，在工业生产上逐步发展。现在，传统刷镀技术不能满足日常生活的需求，不过，工业过程中，现在已发展到新的高度。对技术和自动化的结合，自动刷镀的概念，及其带来的效果，已经非常广泛且有效地服务工业的生产。对铁道方面，同样受到刷镀技术的应用。在刷镀技术的应用下，导轨的表面的刷镀工序是经常保养轨道，强化钢轨表面，有一定的形状的精度和表面粗糙，并且保护金属表面，增强防锈防腐的能力。79800

刷镀技术在我国发展存在的最大的两个问题，之一是基本上手工操作，工人的劳动强度大，工作缓慢，同时不可控性高，很难顾及效率和质量，工作环境的通风条件差，废液随地排放，污染了周围的生态环境。其二是刷镀设备的利用率不高，不少企业购置后长期闲置不用，一方面是由于有些厂尚未将刷镀列为常规工艺，只是临时急修待用；另一方面，从事刷镀的具体操作人员对刷镀技术掌握得不够熟练，镀层质量得不到保证，试用几次效果不好就搁下了。[13]

于是提出了自动刷镀机的概念，刷镀机结合自动化生产，快捷方便高效，大大节省了人力财力。

传统刷镀机（电源）镀笔是电刷镀的重要工具，主要由阳极、绝缘手柄和散热装置组成，下图是其结构图。根据需要电刷镀的零件大小与尺度的不同，可以选用不同类型的镀笔。

镀笔结构图①阳极材料。刷镀阳极材料要求具有良好的导电性，能持续通过高的电流密度，不污染镀液，易于加工等。通常使用高纯石墨、铂-铱合金及不锈钢等不溶性阳极。

②阳极形状。根据被镀零件的表面形状，阳极可以加工成不同形状，如圆柱、圆棒、月牙、长方、半圆、细棒和扁条等，其表面积通常为被镀面的三分之一

电刷镀溶液可以看出，传统的刷镀工序在其材料消耗与设施准备上都十分复杂和笨重。论文网

刷镀铁轨形状示意图

自动刷镀机是在传统刷镀工序的基础上做出的改良，将传统刷镀机与自动化行走小车相结合，在铁轨上由电机驱动行走并进行刷镀铁轨的工作，从而达到替代人工操作，优化刷镀工序的目的。

2  文献综述

2。1 基于虚拟仪器的纳米颗粒复合电刷镀工艺过程自动化研究

为满足镀层在轨面上连续平整，镀层与钢轨轨面结合强度高，实现自动化作业，解决传统刷镀工艺因劳动强度大、效率低以及镀层质量不稳定而难以满足再制造的需要等问题，可以将虚拟仪器技术引入电刷镀工艺过程，以实现工艺参数检测的自动化、镀笔和工件之间相对运动速度和相对运动轨迹控制的自动化、镀液供给及切换的自动化以及工艺参数调整的自动化。

自动化电刷镀工艺过程首先需要检测刷镀电压、刷镀电流、电流密度、镀层沉积速度、镀层厚度、阳极（镀笔）与工件之间的接触压力、相对运动速度和相对运动轨迹等工艺参数的变化。

为实现刷镀电压的实时检测和控制，开发了虚拟仪器。在该仪器中，刷镀电压由霍尔电压传感器检测，经过信号调理、A/D转换后进入计算机进行处理，从而测得刷镀电压。该仪器利用D/A转换和可控硅实现了刷镀电压大小的自动调整，从而可以满足电净、活化、打底、工作层镀覆等工序对刷镀电压的不同要求；在工作层镀覆阶段，该仪器能根据镀液温度、镀层沉积速度以及电流密度变化调整刷镀电压；该仪器还利用DAQ的数字输出端口以及接触器实现了输出电压极性的自动切换。