Устройство для нанесения гальванических покрытий Советский патент 1989 года по МПК C25D21/12 

Изобретение относится к гальванотехнике и может быть использовано для улучшения рапномерности гальва- HV.4ecKHx покрытий в процессе их на- несения.

Цель изобретения - улучшение равномерности гальванических покрытий за счет локального регулирования толщины покрытия.

На чертеже представлена функциональная схема устройства (для случая измерения толщины наносимого покрытия в трех точках).

Устройство для нанесения гальва- нических покрытий содержит лазер 1 (например ЛГ-38, ЛГН-215) и последовательно расположенные по одну сторону от него зеркало 2, полупрозрачные зеркала 3 и 4 и зеркало 5, а по другую сторону - зеркало 6 и полупрозрачные зеркала 7-9. Зеркала служат для.разделения и направления когерентного излучения ладера в три

чей отражается от зеркала бис помощью полупризрачных зеркал 7-9 поступает на фотоприемники 11-13 как эталонный луч. Другой луч отражается от зеркала 2 и с помощью полупрозрачных зеркал 3 и 4 и зеркала 5 направляется через прозрачное окно 20 в гальванической ванне 21 между секций анода 22 в три контролируемые точки объекта (катода) 10 для нане сения гальванических покрытий. Отраженные от трех точек на поверхности катода луча формируются линзами 15,17,19 в параллельйые пучки, а линзами 14,16,18 фокусируются на фотоприемники. Если оба луча поступают в фазе, то сигнал с фотоприемника достигает максимума. Если же фазы не совпадают, то сигнал на выходе фотоприемника уменьшается, достигая минимума при сдвиге фаз в половину пери ода. Таким образом, сигнал с фотоприемника является функцией расстояния

Изобретение относится к гальванотехнике. Цель изобретения - улучшение равномерности гальванических покрытий. Устройство содержит лазер 1 и последовательно расположенные по одну сторону от него зеркало 2, полупрозрачные зеркала 3,4 и зеркало 5, а по другую сторону зеркало 6 и полупрозрачные зеркала 7, 8, 9, которые расположены между соответствующими фотоприемниками 11,12, 13 и парами линз 14 и 15, 16 и 17, 18 и 19, установленными перед прозрачным окном 20 гальванической ванны 21 с анодом 22 в виде секции и катодом 10. Анод 22 подключен через соответствующий ключ 23 к источнику питания 24. Выходы фотоприемников подключены к соответствующим последовательно соединенным вольтметрам 25 и самописцам 26, а выходы вольтметров 25 подключены к последовательно соединенным блокам сравнения 27 и блокам управления 28 ключами. Улучшение равномерности покрытия достигается введением в устройство трех зеркал, пяти полупрозрачных зеркал, вольтметров, самописцев, блоков сравнения и блоков управления ключами. 1 ил.

измеряемые точки объекта (к атода) 10 25 от выходного окна лазера до контро30

для нанесения гальванических покрытий. Полупрозрачные зеркала 7-9 расположены между соответствующими фотоприемниками 11-13 (например ФД-2, ФД-3, ФСК-5, СФ2-1) и линзами 14-19, формирующими отраженные пучки и устанавливаемыми перед прозрачным окном -20 гальваннч.ской ванны 21, анод которой представо.яет собой изолированные между собой секции 22, каждая ,, из которых снабжена ячейкой из диэлектрического материала (ячейки на чертеже не показаны) и подключена через соответствующий ключ 23 к источнику питания 24.

Выходы фотоприемников подключены к соответствующим последовательно соединенным вольтметрам 25 и самописцам 26, а выходы вольтметров, в свою очередь, подключены к соответствующим посл.едовательно соединенным блокам сравнения 27 и блокам 28 управления ключами. Количество вольтметров, самописцев, сравнивающих устройств, блоков управления ключами

40

45

лируемой поверхности, т.е. функцией толщины наносимого покрытия в измер емой точке.

Сигналы с фотоприемников измеряются вольтметрами 25 и поступают на самописцы 26, которые вычерчивают непрерывную диаграмму изменения тол щины наносимого покрытия в контроли руемых точках. Одновременно сигналы с выходов вольтметров поступают на входы соответствующих блоков сравнения 27, в которых происходит срав нение толщины покрытия в и.змеряемой точке с требуемым значением толщины покрытия. При равенстве этих величи выдается сигнал на соответствующий блок 28 управления, который ключем 23 отсоединяет соответствующую секгщю 22 анода от источника питани 24. При достижении во верх точках катода требуемой толщины покрытия все секции анода будут отключены от источника питания и процесс электро лиза заканчивается.

В качестве конкретного вьтолнени

-so-

и ключей определяется выбранным чис- устройства можно привести-примеры,

лом точек контроля толщины наносимого покрытия (количеством секций ано- да) .

Устройство работает следующим образом.

Лазер 1 дает излучение в обе стороны (или делятся полупрозрачным зеркалом на два луча). Один из лу0

,

0

5

лируемой поверхности, т.е. функцией толщины наносимого покрытия в измеряемой точке.

Сигналы с фотоприемников измеряются вольтметрами 25 и поступают на самописцы 26, которые вычерчивают непрерывную диаграмму изменения толщины наносимого покрытия в контролируемых точках. Одновременно сигналы с выходов вольтметров поступают на входы соответствующих блоков сравнения 27, в которых происходит сравнение толщины покрытия в и.змеряемой точке с требуемым значением толщины покрытия. При равенстве этих величин выдается сигнал на соответствующий блок 28 управления, который ключем 23 отсоединяет соответствующую секгщю 22 анода от источника питания 24. При достижении во верх точках катода требуемой толщины покрытия . все секции анода будут отключены от источника питания и процесс электролиза заканчивается.

В качестве конкретного вьтолнения

o-

использующие лазеры ЛГ-36, ЛГ-36А, ЛГ-38, ЛГН-215 и др. Длина волны указанных лазеров 0,6328 мкм. С помощью данного устройства мсякно наносить покрытия до 25 мкм, с точностью, равной А /2. Сигнал на выходе фотоприемника представляет собой синусоидальный сигнал, для которого

расстояние между двумя соседт мн мaкcи fyмaми равно Л/2. Таким образом, подсчитав количество максимумо синусоидального сигнала и умножив на величину /2 можно определить толщину нанесенного покрытия. Информация о толщине покрытия заложена в количестве максимумов синусоидального сигнала, который возникает при сложении двух лучей, а так как резуд тат сложения в основном зависит от того, поступают сигналы в фазе или в противофазе, то амплитуда сигнала особого значения не имеет, поэтому спектр поглощения электролита существенную роль для данного устройства не играет. Хотя желательно брать элетролиты с малой степенью поглощения

Технико-экономический эффект применения предлагаемого устройства по сравнению с известным заключается в улучшении равномерности гальванических покрытий. Это достигается за сче того, что в предложенном устройстве осуществлено управление продессом нанесения гальванических покрытий не косвенным методом, основанным на оценке катодной плотности тока на участках, а путем локального регулирования толщины покрытия на трех участках покрываемого изделия с помощью трех идентичных регуляторов.

Кроме того, сокращается время обработки партии деталей в гальванической ванне, так как в данном устрЬйстве нет необходимости получать и химически обрабатывать голограмму первоначального состояния . электролита в пространстве анод-катод и отсутствует длительный процесс поиска оптимума критерия равномерности распределения катодного тока путем настройки секций анода. Также повышается надежность устройства из- за отсутствий механизма перемещений секций анода и его экономичность из-за отсутствия необходимости подачи сжатого воздуха, увеличивается наглядность процесса нанесения гальванических покрытий, так как самописцы вычерчивают диаграмму изменения толщины наносимого покрытия в контролируемых точках, а именно при

5

0

5

0

5

0

5

0

аварийном отказе части системы регулирования (блока сравнения 27, блоки 28 управления ключами и ключи 23) оператор, наблкдая за толщиной покрытия по записям самописца, при достижении толщины покрытия на определенном участке требуемого значения вручную отключает источник питания от соответствующих секций анода.

Равномерность гальванических покрытий, получаемых с помощью данного устройства, будет ул шаться на 3-5%, Время обработки деталей уменьшается на 20 мин, так как время получения голограммы первоначального состояния электролита составляет 20 мин.

Формула изобретения

Устройство для нанесения гальванических покрытий, содержащее источник питания, гальваническую ванну с прозрачным окном, катод, анод, подключенный через ключ к источнику пи- тания и выполненный в виде изолированных между собой секций, каждая из Которых снабжена ячейкой из диэлектрического материала, линзы, лазер и фотоприемники, отличающееся тем, что, с целью улучше ния равномерности гальванических покрытий за счет локального регулирования толщины покрытия, оно снабжено тремя зеркалами и пятью полупро- зрачными зеркалами, по числу секций, вольтметрами, самописцами, блоками сравнения и блоками управления ключами, причем по одну сторону от лазера последовательно расположены зеркало, два полупрозрачных; зеркала и зеркало, а по другую сторону - зеркало и три полупрозрачных зеркала, которые расположены между фотоприемниками и линзами, установленными перед прозрачным окном гальванической ванны, при этом выходы фотоприемников подключены к соответствующим последовательно соединенным вольтметрам и самописцам, а выходы вольтметров подключены также к соответствующим последовательно соединенным блокам сравнения и блокам управления ключами.