Способ управления процессом нанесения гальванопокрытий

 

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ НАНЕСЕНИЯ ГАЛЬВАНОПОКРЫТИЯ, включающий подготовку к обработке подвески с деталями известной площади , заданной толщины покрытия и для каждой подвески измерение концентрации и температуры электролита в процессе обработки, определение после обработки среднего значения полученной толщины покрытия п и вы0 числение выхода металла по току из зависимости y-s d. I ,-т. q «ь V« где d среднее значение толщины покрытия; Y плотность защитного покрытия ; S -площадь обрабатываемых деталей; -ток рабочей ванны; оь 7 -время обработки деталей в рабочей ванне; q - электрохимический эквива о ,е лент; п - номер цикла, отличающийся тем, что, с целью повышения точности нанесения толщины защитного покрытия за счет прогнозирования выхода металла по току с учетом всех операций, влияющих на толщину покрытия, в том числе стравливания на операциях осветления и пассивирования, по предварительно снятым зависимостям , Лл h . K k. DH th . , Ч к м где Ч V коэффициенты, учитывающие изменение .выхода металла по току от температуры, плот (Л С ности тока и ко нцентрации соответственно; Ч- з значения выхода металла по току при текущих значениях температуры , плотности тока и концентрации соответственно; t, k, f) - текущие значения температуры , концентра ции и плотности тока соответственно;, .. П. номинальные значения температуры, концентрации и плотности тока соответственно; значения выхода метал vv «:Н ла по току при номинальных значениях температуры , плотности тока и концентрации соответственно, и измеренным значениям температуры и концентрации вычисляют приведенное

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (11), (51) 4 С 25 0 21/1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 КФ,1(к: . ния толщины защитного покрытия за счет прогнозирования выхода металла по току с учетом всех операций, влияющих на толщину покрытия, в том числе стравливания на операциях осветления и пассивирования, по предварительно снятым зависимостям

0=0 н

)кн н где Ч,у, ( к туры, плотности тока и концентрации соответственно;

0 . — текущие значения температуры, концентра— ции и плотности тока соответственно;, номинальные значения температуры, концент" рации и плотности тока соответственно; значения выхода металла по току при номинальных значениях тем,ч „ )„„

tH пературы, плотности тока и концентрации соответственно, и измеренным значениям температуры и концентрации вычисляют приведенное

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (,21) 3886000/22-02 (22) 08.04.85 (46) 23.10.86. Бюл. У 39 (72) Л.Б.Сабашников, А.А.Карманцев, Э.И.Ошмянский, М.Л.Эелковская и А.Ф.Гируцкий (53) 621.357.77(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 775197, кл. С 25 0 21/12, 1976, Авторское свидетельство СССР

У 1113432, кл. С 25 0 21/12, 1983, (54)(57) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ НАНЕСЕНИЯ ГАЛЬВАНОПОКРЫТИЯ, включающий подготовку к обработке подвески с деталями известной площади, заданной толщины покрытия и для каждой подвески измерение концентрации и температуры электролита в процессе обработки, определение после обработки среднего значения полученной толщины покрытия ) и выh числение выхода металла по току из зависимости

0

I " . q оь где d — среднее значение толщины покрытия; — плотность защитного покрытия; — площадь обрабатываемых деталей; ток рабочей ванны; оь — время обработки деталей в рабочей ванне; электрохимический эквива å лент, и - номер цикла, отличающийся тем, что, с целью повьпчения точности нанесекоэффициенты, учитывающие изменение .выхода металла по току от температуры, плотности тока и концент- /д рации соответственьо; значения выхода метал- С, ла по току при текущих значениях темпера1265?21

Ь

I +

Ь|н1 2 с 5 значение выхода металла по току для обработанных деталей

Ч о||

ЭН к|| затем определяют прогнозируемое приведенное значение выхода металла по току для последующей подвески

Ф

Oh+1 о||

=о где О Ы - параметр сглаживания; р =1-о, — приведенное начальное о значение выхода металла . по току;

Изобретение относится к гальванотехнике и может быть использовано в системах управления процессами электроосаждения металла для обеспечения заданных толщин защитных покрытий.

Целью изобретения является повы шение точности нанесения толщины защитного покрытия за счет прогнозирования выхода металла по току с учетом всех операций, влияющих на толщину покрытия, в т.ч. операций осветления и пассивирования.

На фиг.,1 дана блок-схема установки для нанесения гальванопокрытий; на фиг, 2 — схема блока задания параметров, на фиг, 3 — схема блока памяти," на фиг. 4 - ° график зависимости 4 f(t); на фиг. 5 — график зависимости 9>f(D); на фиг. 6 — график зависимости М„=f(k).

Установка для нанесения гальванопокрытий, реализующая предлагаемый способ, содержит гальваническую ванну 1 с регулируемым источником 2 питания, блок 3 задания параметров, блок 4 цикловой автоматики, блок 5 деления, аналого-цифровые преобразователи 6-9, блок 10 памяти, вычислительное устройство 11, измеритель 12 толщины защитного покрытия, блок 13 индикации, .датчик

14 тока, датчик 15 температуры.

Блок 3 задания параметров содержит сдвиговый регистр 16, резистор

l7, ключ !8 н задатчики 19-23. а необходимый ток 1, обеспечиваю |,| ° щнй получение номинальной толщины защитного покрытия, определяют из зависимости

+ |»" р» + -»»»». - - - --»Чc, s

И10 |||| | | |б) |Я|1 где Ь и с - коэффициенты линейного уравнения;

d„ - номинальное значение толщины защитного покрытия, и устанавливают в рабочей ванне при поступлении следующей партии деталей.

Блок 10 памяти содержит задатчики 24-32 и 33 и дешифраторы 28-30 и 31, Датчик 14 тока через первый вход

5 элемента 5 деления и аналого-цифровой преобразователь АЦП 6 подключен к первому входу блока 10 памяти, Датчик 15 температуры через АПП

7 подключен к вторым входам блока

10 памяти, к третьим входам которого через АПП 8 подключен первый выход блока 3 задания параметров, а к четвертым входам через АЦП 9 подключен первый выход вычислительного устройства 11.

Первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой выходы блока 10 памяти подключены соответственно к первому, второму, третьему, четвер20 тому, пятому, шестому входам вычислительного устройства 11, седьмой, восьмой, девятый и десятый входы которого подключены соответственно к второму, третьему, четвертому, пятому выходам блока 3 задания параметров. Одиннадцатый вход вычислительного устройства !1 подключен к первому выходу блока 4 цикловой автоматики и входу блока 3 задания па30 раметров, двенадцатые входы — к блоicy 12 измерения толщины покрытия, второй выход к первому входу регулируемого источника 2 питания, а третий выход — к блоку 13 индикации.

Второй вход элемента 5 деления под—

3 126 ключен к второму выходу блока 3 задания параметров, а его выход — к тринадцатому входу вычислительного устройства 11.

Первый вход блока 4 цикловой автоматики подключен к третьему выходу блока 3 задания параметров, а второй выход к второму входу регулируемого источника 2 питания, выход которого подключен к гальванической ванне

Датчик 34 загрузки подключен к первому выходу блока 4 цикловой автоматики и через элемент 35 задержки к первому входу таймера 36, второй вход которого подключен к входу блока 4 цикловой автоматики, а выход — к его второму выходу.

Счетный вход кольцевого сдвигового регистра 16 подключен к входу 20 блока 3 задания параметров. Вход синхронизации кольцевого сдвигового регистра 16 подключен к шине "+" через резистор 17 и через переключатель 18 — к шине "Земля", 0-входы 25 кольцевого сдвигового регистра 16, кроме последнего, подключены к шине

"Земля", а последний — к шине "1".

Выходы кольцевого сдвигового регистра 16 подключены к второму, тре- .З0 тьему, четвертому выходам блока 3 задания параметров соответственно через задатчики 19-21. Задатчик 22 подключен к пятому выходу блока 3 задания параметров, а задатчик 23 — к

35 первому.

Первые, вторые, третьи, четвертые входы блока 10 памяти подключены к входам дешифраторов 23-31 соответственно.

Выходы дешифраторов 28-31 через задатчики 24-27 соответственно подключены к выходам 3, 4, 2 и 1 блока 10 памяти, а выход задатчиков 32 и 33 к выходам 5 и 6 соответственно.

Установка работает следующим образом.

В блоке 3 задания параметров с помощью эадатчика 23 устанавливается значение концентрации (соотношение NaCN/7n). Сигнал, соответст50 вующий значению концентрации, поступает на первый выход блока 3 saдания параметров.

Кратковременным замыканием переключателя 18 кольцевой сдвиговый регистр 16 устанавливается в исходное состояние, т.е. все разряды, 5221 4 кроме последнего, устанавливаются в "0", а последний в "1", При этом, на задатчиках 19-21 задаются соответственно уставки s - площади деталей, 7 — времени обработки деталей в рабочей ванне, d - номинального значения толщины покрытий для первой обрабатываемой подвески.

На задатчике 22 задается начальное приведенное значение выхода металла по току «1 . При опускании подо вески срабатывает датчик 34 загрузки и импульс с его выхода поступает на вход вычислительного устройства Il ° на вход блока 3 задания параметров и на элемент 35 задержки. Вычислительное устройство 11 в соответствии с заложенной программой включает подсвет табло на блоке 13 индикации

"Взять выборку из ванны".

При поступлении импульса в блок

3 задания параметров на первом выходе кольцевого сдвигового регистра

16 появляется высокий потенциал и на второй, третий и четвертый вы; ходы блока 3 задания параметров с задатчиков 19-21 поступают уставки площади деталей, времени и толщины покрытия.

Для первой подвески в вычислительное устройство ll из блока 10 памяти поступают величины o. g соответствующие измеренным зйачениям концентрации и температуры электролита.

Величины концентрации, температуры и плотности тока преобразуются в коэффициенты, Ч „, Р следующим образом.

Аналоговая величина, например, температуры поступает с датчика 15 температуры на АЦП 7. Код с выходов

АЦП 7 поступает на вторые входы блока 10 памяти и далее на дешифратор

29. На одном иэ выходов дешифратора

29 появляется высокий потенциал, который поступает на один иэ эадатчиков 25 блока памяти, и на выходе 4 блока 10 памяти появляется напряжение, пропорциональное коэффициенту

Ч, соответствующее измеренной температуре.

Аналогичным образом преобразуются в коэффициенты Ч и Ч величины плотности тока и концентрации.

Получив из блока 19 памяти и блока

3 задания параметров значения параметров, относящихся к первой партии

1265221

g, ку

E CI, . /П1 -1

5 деталей, вычислительное устройство

ll определяет ток регулируемого источника 2 литания, обеспечивающий заданное значение толщины покрытия согласно выражению

Ь Ь

1, = - -----+ е- - + ьи+1 2с s iйс;s .

Р

+ ---- --------- 1------------ ОЬ+1 Фи+1 +1 где ц — приведенное значение выхода металла по току;

Ь и k - коэффициенты линейного уравнения, и выдает уставку тока на регулируемый источник 2 питания.

По истечении промежутка времени 4, определяемого элементом 35 задержки блока 4 цикловой автоматики, импульс с датчика 34 загрузки запускает таймер 36, на его выходе появляется высокий потенциал, который включает регулируемый источник

2 питания. По истечении времени поKpblTHslР яа выходе таймера уста 5 иавливается низкий потенциал и регулируемый источник 2 питания отключается.

Время покрытия т поступает в таймер с блока 3 задания параметров.При поступлении подвески с обработанными деталями на позицию выгрузки берется выборка иэ 5-10 деталей, измеряется толщина покрытия деталей с помощью измерителя 12 толщины защитного покрытия и вводится в вычислительное устройство 11.

Вычислительное устройство 11 в соответствии с заложенными программами вычисляет:

40 среднюю толщину защитного покрыР45 где д,„ - толщина защитного покрытия на i детали в J выборке;

m - количество деталей в выбор" ке выход металла по току

1=dt Sl ч приведенный выход металла по топриведенное прогноэируемое значение выхода металла по току .„„= -1.„ Р .

Напряжение, пропорциональное величине 1, с выхода вычислительОРР+1 ного устройства ll поступает на

АЦП 9 и запоминается в блоке 10 памяти.

Прн поступлении следующий по счету подвески с деталями в ванну 1 в вычислительное устройство поступают значения параметра, относящиеся к этой подвеске. Высокий потенциал появляется на соответствующих выходах кольцевого сдвигового регистра

16 и на втором, третьем и четвертом выходах блока 3 задания параметров появляются уставки, соответствующие обрабатываемой подвеске.

Величина тока для данной подвески вычисляется в соответствии с ука" занной зависимостью.

При поступлении последующих подвесок с деталями установка работает аналогично, Таким образом, предлагаемый способ управления толщиной гальванопокрытий обеспечивает более высокую точность нанесения гальванопокрытий по сравнению с известным способом. так как в нем прогнозируется выход металла по току с учетом всех параметров технологического процесса, влияющих на толщину покрытия, в .т.ч, страливания на операциях осветления н пассивирования, а ток в ра". бочей ванне устанавливается в сост" ветствии с рассчитанным значением

t выхода металла по току.

1265221

1265221

Иасй

Z/Е

12652?!

1,2

1. п Ж m ze se sz м

Гюеераицри, С

Фа ю

1 265221

1,0.. fg

0,8

Составитель В.Сазонов

Редактор Г.Волкова Техред п.Серд,окова Корректор A.Обручар

Заказ 56?8/19

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 4 .

ЗЮ ЫО Ум Заад„Ы а7 Z,9 31

/УасЮ/у

Фиг.5 Фиг. 6

Тираж 615 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5