Устройство управления процессом нанесения гальванического покрытия заданной толщины

 

Использование: гальванотехника. Сущность .изобретения: устройство содержит датчик тока 1, преобразователь напряжение-частота 2, счетчик 3, цифроаналоговый преобразователь 4, схему сравнения 5, блок ввода площади поверхности 6, стабилизатор тока 7, нормирующий усилитель 8, множительное устройство 9 и задатчик плотности тока 10. В соответствии с заданной плотностью тока и площадью поверхности загружаемых деталей автоматически выполняются следующие операции: устанавливается ток ванны и вычисляется уставка количества электричества, которое должно пройти через электролит для получения заданной толщины. Текущее значение количества -электричества вычисляется при помощи первых четырех узлов, При равенстве текущего и рассчитанного значений сигналом со схемы сравнения 5 процесс останавливается . 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

PЕСПУБЛИК (19) (11) (s1)s С 25 0 21/12

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4915951/26 (22) 04.03.91 (46) 07.05,93. Бюл. hh 17 (71) Смоленский филиал Московского энергетического института (72) Я,Г,Ревин, Н.В.Ковалков и А,А.Кульков (56) Авторское свидетельство СССР

hb 1225885, кл. С 25 0 21/12, 1984, Авторское свидетельство СССР

М 1298266, кл. С 25 0 21/12, 1985. (54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЯ ЗАДАННОЙ

ТОЛЩИНЫ (57) Использование: гальванотехника. Сущность. изобретения: устройство содержит датчик тока 1, преобразователь напряжение-частота 2, счетчик 3, цифроаналоговый преобразователь 4, схему сравнения 5, блок ввода площади поверхности 6, стабилизатор тока 7, нормирующий усилитель 8, множительное устройство 9 и задатчик плотности тока 10. В соответствии с заданной плотностью тока и площадью поверхности загружаемых деталей автоматически выполняются следующие операции: устанавливается ток ванны и вычисляется уставка количества электричества, которое должно пройти через электролит для получения заданной толщины. Текущее значение количества электричества вычисляется при помощи первых четырех узлов, При равенстве текущего и рассчитанного значений сигналом со схемы сравнения 5 процесс останавливается. 1 ил.

Изобретение относится к гальванотехнике v Mo>veT бьiTs использовано при нанесении покрытий драгоценными металлами.

Цель изобретения — повышение точности нанесения покрытия заданной толщи ны.

На чертеже приведена функциональная схеМ3 уcTpoAGTBQ.

Устройство содержит датчик тока 1, преобразователь напряжение-частота 2, счетчик 3, цифроаналоговый преобразователь 4, схему сравнения 5, блок ввода площади поверхности 6, стабилизатор тока 7, нормирующий усилитель 8, множительное устройство 9 и задатчик плотности тока 10, Датчик така 1 через Bpe06p83083Tojlb напря>кение — частота 2, счетчик 3 и цифроаналоговый преобразователь 4 соединен с первым входом схемы сравнения 5. Выход блока ввода площади поверхности 6 связан 20 с входом нормирующего усилителя 8 и с первым входом множительного устройства

9, второй и третий входы которого, соответственно соединены с задатчиком плотности тока 10 и с выходом схемы сравнения 5.

Второй вход схемы сравнения 5 связан с выходом нормирующего усилителя 8, Выход стабилизатора тока 7 соединен с датчиком тока 1, а вход — с выходом множительного устройства 9. 30

Датчик тока 1 представляет собой шунт.

Преобразователь напряжение — частота 2, счетчик ?, цифроаналоговый преобразователь 4 и схема сравнения 5 выполнены на 35 базе интегральных микросхем. Блок ввода площади повсрхности 6 содержит программные переключзтели для ввода площади поверхности и электронную схему для преобразования кода в аналоговый сигнал, 40

Стабилизатор 7 обеспечивает постоянство тока гальв".íè÷åñêîé ванны. Нормирующий усилитель 8 выполнен на база интегрального операционного усилителя и имеет регулировку коэффициента усиления. 45

Мно>кительное устройство 9 выполнено на базе интегрального цифроаналогового преобразователя. Задатчик плотности тока 10 выполнен на базе потенциаметра, Устройство работает следу ощим абра- 50 зом, Для вычисления количества электричества, необходимого для нанесения заданной толщины покрытия, применяется математическая модель вида

О=KZoS, (1) 55 где 0 — количество электричества, необходимое для достижения заданной толщины покрытия;

ZG — заданная толщина покрытия, S — площадь поверхности загруженных деталей;

К вЂ” коэффициент, определяемый экспериментальным путем, например, методом наименьших квадратов.

Перед загрузкой деталей в ванну оператор при помощи блоков 6 и 10 вводит площадь поверхности деталей и уставку плотности тока, а также устанавливает значение Ко коэффициента усиления нормирующего усилителя 8. Таким образом, на выходе нормирующего усилителя 8 до начала процесса формируется уставка количества электричества, которое должно пройти через электролит для достижения заданной толщины покрытия. Это напряжение поступает на один из входов схемы сравнения 5.

В процессе гальванопокрытия количество электричества измеряется при помощи аналого-цифрового интегратора тока, выполненного на базе датчика тока 1, преобразователя напряжение — частота 2, счетчика 3 и цифроаналогового преобразователя 4, Измерение производится следующим образом. Известно, что количество электричества Q определяется как

Ф

0= f, l(t) dt, (2)

В где i(t) — зависимость тока ванны от времени т; т — время интегрирования (длительность технологического процесса).

Напряжение UU (t) на выходе датчика така 1 имеет вид;

Uui(t) = И н ф), (3) где Й и — сопротивление шунта.

Выходная величина f(t) преобразователя напряжение-частота 2 определяется следующим образом: (1) = Кпнч Um(t) (4) где Кннч — коэффициент преобразования преобразователя напряжение — частота.

Количество импульсов N, подсчитанное счетчиком 3 за время т, определяется выражением:т

N= 1(т) dt. (5)

Подставляя в (5) последовательно (4) и (3), получаем

N = Ru> Кннч „(l(t) dt, Таким образом, число N, записанное в счетчике 3, а также напряжение на выходе цифроаналогового преобразователя 4, пропорциональны количеству электричества О, вычисляемому согласно (2).

Напряжение с выхода цифроаналогового.преобразователя 4 поступает на другой вход схемы сравнения 5, При равенстве те1813814

Составитель А.Ревин

Техред М.Моргентал Корректор Л.Ливринц

Редактор

Заказ 1814 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 кущего значения значению уставки схема сравнения 5 срабатывает. Сигналом с ее выхода множительное устройство 9 запирается, напряжение уставки тока, а также ток ванны становятся равными нулю, и процесс гальванопокрытия прерывается. Предположим, что полученная толщина покрытия Z больше номинальной Zo íà 10 . Для того, чтобы получить толщину покрытия Z<, необходимо уменьшить коэффициент усиления нормирующего усилителя 8 на 10, т.е. установить коэффициент усиления К> такой, что K> - К вЂ” 0,1 Ко. Предположим, что в очередной загрузке площадь деталей изменена. В этом случае после ввода в устройство значения площади поверхности на выходе стабилизатора тока 7 устанавливается такое значение тока ванны, которое обеспечит заданное значение плотности тока, В соответствии с поверхностью загруженных деталей будет сформирована и новая уставка количества электричества, которое должно пройти через электролит для получения установленной толщины покрытия Z<. Так как коэффициент усиления нормирующего усилителя 8 уже скорректирован по результатам предыдущего процесса гальванообработки, толщина покрытия будет соответствовать заданному значению Z .

Автоматическое вычисление уставки тока ваНны для заданного значения плотности тока при изменении поверхности загрузки обрабатываемых изделий от партии к партии, а также коррекция уставки количества электричества, которое должно пройти через электролит для достижения заданной

5 толщины покрытия с учетом фактической толщины покрытия, позволяют повысить точность нанесения покрытия заданной толщины.

10 Формула изобретения

Устройство управления процессом нанесения гальванического покрытия заданной толщины, содержащее последовательно соединенные стабилиза15 тор тока, датчик тока, преобразователь напряжение — частота, счетчик, цифроаналоговый преобразователь и схему сравнения, блок ввода площади поверхности, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью

20 повышения точности нанесения покрытия, оно снабжено множительным устройством, нормирующим усилителем и задатчиком плотности тока, причем выход блока ввода площади поверхности соединен с входом

25 нормирующего усилителя и с первым входом множительного устройства, второй и третий входы которого соответственно связаны с задатчиком плотности тока и с выходом схемы сравнения, выход

30 множительного устройства соединен со стабилизатором тока, а выход нормирующего усилителя — с вторым входом схемы сравнения.