Установка для нанесения гальванопокрытий Советский патент 1985 года по МПК C25D21/12 

со а:

ISP Ю Изобретение относится к гальваническому оборудованию и является усовершенствова нием установки по основному авт.св. № 1113432. Цель изобретения - повышение то ности нанесения покрытия. На фиг. 1 представлена блок-схе ма установки для нанесения гальванопокрытий; на фиг. 2 - схема бл ка задания параметров; на фиг. 3 схема блока памяти. Установка содержит гальваническую ванну 1 с регулируемым источни ком 2 питания, блок 3 задания пара метров, блок 4 цикловой автоматики элементы 5 и 6 умножения, блок 7 памяти, аналого-цифровые преобразо ватели 8 и 9, датчик 10 температуры, устройство 11 определения концентрации, блок 12 измерения толпщны покрытия, элемент 13 деления, блок 14 индикации и элемент 15 срав нения. Блок 4 цикловой автоматики содержит датчик 16 загрузки, элемент 17 задержки и таймер 18. Устройство 11 определения конце рации содержит интеграторы 19 и 20 и блок 21 вычитания. : Блок 3 задания параметров содержит кольцевой сдвиговый регистр 22 резистор 23, переключатель 24 и задатчики 25-28 (фиг. 2). Блок 7 памяти содержит дешифраторы 29 и 30, элементьцИ 31 и задат чики 32 и 33 (фиг. 3). Вход блока 3 задания параметров подключен к первому выходу блока 4 цикловой автоматики. Таймер 18 подключен первым входом через элемент 17 задержки к выходу датчика 16 загрузки и к первому выходу блока 4 цикловой автоматики. Второй вход таймера 18 соединен с входом блока 4 цикловой автоматики, а выход - с вторым выходом блока 4 цикловой автоматики, подключенного к первому входу регулируемого источни ка 2 питания. Первьй вход устройства 11 опреде ления концентрации соединен с выходом регулируемого источника 2 питания, второй вход - с первым выходом блока 3 задания параметров, третий вход - с первым выходом блока.4 цикловой автоматики, а выход подключен через аналого-цифровой .преобразователь 8 к первым входам 2 блока 7 памяти, вторые входы которого через аналого-цифровой преобразователь 9 подключены к датчику 10 температуры, а первьш и второй выходы - к первым входам элементов 5 и 6 умножения соответственно, вторые входы которых соединены соответственно с вторым и третьим выходами блока 4 задания параметров. Выход элемента 5 умножения соединен с вторым входом регулируемого источника 2 питания, а выход элемента. 6 умножения - с входом блока 4 цикловой автоматики. Интеграторы 19 и 20 подключены соответственно к первому и второму входам блока 21 вычитания, тре;тий вход которого подключен.к второму входу устройства 11 определения концентрации, а выход - к выходу устройства 11 определения концентрации, первьй и третий входы которого подключены к входам интеграторов 19 и 20 соответственно. Счетный вход кольцевого сдвигового регистра 22 подключен к входу блока 3 задания параметров. Вход синхронизации установки кольцевого сдвигового .регистра 22 подключен к шине + через резистор 23 и через переключатель 24 к шине Земля, D-входы кольцевого сдвигового регистра 22, кроме последнего, подключены к шине Земля, а последний - к шине 1. Выходы кольцевого сдвигового регистра 22 подключены к второму выходу блока 3 задания параметров через задатчики 25 и к третьему выходу блока 3 задания параметров через задатчики 26. Задатчик 27 подключен к первому выходу, а задатчики 28 к четвертому выходу блока 3 задания параметров (фиг. 2). Элементы И 31 первыми входами подключены к первым входам блока 7 памяти через депшфратор 29, втоыми входами - к.вторым входам блока 7 памяти через задатчики 32 и к второму В1ЫХОДУ блока 7 памяти через задатчики 33 (фиг. 3). Выход блока 12 измерения толщины покрытия соединен с первым входом элемента 13 деления, второй вход которого подключен к второму выходу блока 3 задания параметров, а выход подключен к третьему входу элемента 6 умножения и второму входу элемента 15 сравнения, первый вход элемента 15 сравнения подключен к четве тому выходу блока 3 задания параметров, а выход к блоку 14 индикации. Установка работает следующим образом.. При включении установки в блоке 3 задания параметров устанавливается начальное значение концентрации . С основного компонента электролита с помощью задатчика 27, которое поступает на первьй выкод блока 3 задания параметров. С помощью переключателя 24 на вход синхронизации установки кольцевого сдвигового регистра 22 подается нулевой потенциал, и кольце вой сдвиговьш регистр 22 устанавливается в исходное состояние, т.е. все разряды, кроме последнего, устанавливаются в О, а последний - в 1 tt I . - . После загрузки очередной подвески на установку в блоке 3 задания параметров на соответствующем зайатчике 26 задается уставка площади деталей на подвеске и на соответствующем задатчнке 25 уставка сГц толщина наносимого покрытия. Задатчиком 28 задается величина критического отношейия , фактической толщины нанеренного покрытия Л к уставке: при загрузке первой подВески в гальваническую ванну 1 транспортирующим устройством (не показано) срабатывает датчик 16 загрузки. Импульс с его выхода поступает на вход блока 3 задания параметров. При этом на первом вькоде кольцевого сдвигового регистра.22 появляется высокий потенциал, и на второй и третий выходы блока 3 задания параметров с соответствующих задатчиков 25 и 26 поступают потенциалы, пропорциональные уставкам .толщины покрытия и площади деталей для первой подвески. При загрузке в ванну следующих подвесок, высокий потенциал появляется на соответствующих выходах кольцевого сдвигового регистра 22, и на втором и третьем выходах блока 3 заДания параметров появляются уставки толщины сЛц и площади S , соответствующие обрабатываемой подвеске. Эт уставки поступают на вторые входы элементов 5 и 6 умножения. Элемент 5 умножения вьгаисляет уставку тока 1 п-й подвески по формуле 2; где j - уставкаплотности тока п-й подвески, поступающая на первый вход элемента 5 умножения с первого выхода блока 7 памяти. Уставка тока If, с выхода элемента 5 умножения поступает на второй вход регулируемого источника 2 питания. . Уставка t времени покрытия вычисляется элементом 6 умножения по формулам (3) и (4), являющимися следствием закона Фарадея. Р Лн . h „ -, (3) где f - плотность наносимого металла ; К - электрохимический эквивалент-, Ч - выход металла по току,Р - коэффициент коррекции. Коэффициент коррекции Р учитывает отклонение фактической толщины покрытия от расчетной и позволяет скомпенсировать влияние на технологический процесс факторов, не поддающихся измерению. К таким факторам относятся: состояние анодов, степень загрязнения электролита, частичное истирание покрытия при использовании барабанов и др. Коэффициент Р поступает на третий вход элемента 6 умножения с выхода элемента 13 деления. В начальный момент времени Р 1. Коэффициент hj поступает в элемент 6 умножения из блока 7 памяти. С выхода элемента 6 умножения уставка t времени поступает на второй вход таймера 18. Через промежуток времени f после загрузки подвески в ванну на первом входе таймера 18 появляется импульс с датчика 16 загрузки. Промежуток времени Г определяется элементом 17 задержки. Импульс с датчика 16 загрузки запускает -таймер 18 и на его выхое появляется высокий потенциал, который включает регулируемый исочник 2 питания. По истечении вреени покрытия t на выходе таймеа 18 устанавливается низкий потениал, и регулируемый источник 2 пиания отключается. 5 Определяется средняя толщина с покрытия на деталях первой подвески (барабана). Сигнал, пропорциональный толщине покрытия, с выхода блока 12 измерения толщины покрытий поступает на первый вход элемента 13 деления, на второй вход которого поступает с выхода 2 блока 3 задания параметров сигнал уставки толщи ны покрытия. В элементе 13 деления определяется коэффициент Р: которьй поступает на третий вход элемента 6 умножения и на второй вход элемента 15 сравнения. В элементе 15 сравнения коэффициент Р сравнивается с максимально и минимально допустимыми значениями, кото рые зависят от конкретного технологического процесса и в среднем составляют соответственно 1,5 и 0,7. Эти величины поступают в элемент 15 сравнения из блока 3 задания парамет ров. Выход величины Р за допустимые пределы свидетельствует о таких изменениях состояния электролита или анодов, при которых получение качественных покрытий невозможно. При этом установка должна быть остановлена, аноды сменены, а электролит отфильтрован и откорректирован.Если величина Р выходит за допустимые пределы, на выходе элемента 15 срав нения появляется высокий потенциал, и в блоке 14 индикации.включается транспорант Аварийное состояние ванны. Для нормальной работы уста;новки контроль толщины покрытия достаточно провести дважды в течени рабочего дня. При каждой загрузке подвески в ванну 1 сигнал с выхода датчика 16 загрузки поступает на третий вход устройства 11 определения концентра ции, на первьй и второй входы которо го поступают соответственно ток I И начальная концентрация С основн го .компонента электролита. Устройство 11 определения концен рации вычисляет текущую концентраци электролита С в блоке 21 вычитания по формуле С C(j - ДС - ДС (6) - изменение концентраци 226 за счет электроосаждения, вычисляется интегратором 18 по формуле ЛС/ К, I, (7) где К - коэффициент пропорциональНОСТИ, I поступает на вход ин . тегратора 19 с регулируемого источника питания. ЛС.- изменение концентрации за счет уноса и разбавления электролита, вьиисляет.ся интегратором 16 по формуле К,,, п (8) где К, коэффициент пропорциональности-, п - количество обработанных . подвесок. Потенциалы, пропорциональные значениям текущей концентрации С основного компонента электролита и его температуре,, поступают соответственно на входы аналого-цифровых преобразователей 8 и 9, которые преобразуют их в соответствующие коды. Блок 7 памяти имеет матричную структуру. Код с выходов аналого- цифрового преобразователя 8, соответствующий текущей концентрации С основного компонента электролита, поступает на первые входы блока 7 памяти и далее на дешифратор 29, и на одном из его выходов появляется потенциал, который поступает разрешением на первые входы соответствующих .элементов И 31. Одновременно код с выхода аналого-цифрового преобразо-. вателя 9, соответствующий текущей температуре, поступает на вторые входы блока 7 памяти и далее на де шифратор 30, и на одном из его выходов появляется потенциал, который поступает разрешением на вторые входы соответствующих элементов И 31. Таким образом, на оба входа элементов И 31 поступают разрешающие потенциалы и на его выходе устанавливается высокий потенциал, который поступает на соответствующие задатчики 32 и 33. С задатчиков 32 и 33 на первый и второй выходы блока 7 памяти поступает уставка j плотности тока и коэффициент h, соответствующие текущей температуре, электролита и текущей концентра. 7 ции основного компонента электроли а. Уставка j плотности тока и коэффициент hj устанавливаются на задатчиках 32 и 33 в соответствии с моделью процесса электроосаждения, выражающей зависимость выхода по току fi от значений плотности тока и концентрации основного компонента электролита и формулой (4). Такие модели разработаны для процес 22 сов меднения, цинкования, оловянирования и др. Таким образом, установка обеспечивает ботее высокую точность нанесения гальванопокрытий по сравнению с известной установкой, так как в ней учтено влияние многих параметров технологического процесса, таких, как качество электролита, сЪстоякие анодов и т.д.

Н- J9f7

УСТАНОВКА ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ГАЛЬВАНОПОКРЫТИЙ по авт.св. № 1113432, отличающаяся тем, что, с целью повьшения точности нанесения покрытий, она снабжена блоком измерения толщины покрытий, элементом деления, элементом сравнения к блоком индикации, подключенным к выходу .элемента сравнения, первый вход которого подключен к четвертому выходу блока задания параметров, а второй вход - к третьему входу второго элемента умножения и выходу элемента деления, первьй вход которого подключен к выходу блока измерения толщины покрытия, а второй вход - к второму выходу блока задания параметров.

Фиг.2

-f f

k-