CN102831279A - 基于cad的金刚石制品电镀工艺参数的自动计算系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于CAD的金刚石制品电镀工艺参数的自动计算系统，其包括用于供用户绘制与待镀工件相对应的多个图元的CAD图元绘制模块、用于根据用户所进行的图元选择操作来自动计算得出待镀面积的待镀面积计算模块、用于供用户选择不同的电镀要求并导入或输入相应的中间电镀参数的参数设置模块、用于根据中间电镀参数及预先设置的计算公式来计算得出目标电镀参数的参数计算模块及用于输出目标电镀参数以进行电镀控制参数输出模块，上述模块依次进行相互通信。本发明可在CAD环境中实现电镀工艺参数的自动计算和控制，取代大量人工计算和操作，可大大提高工作效率和准确性。同时，本发明还公开了一种基于上述自动计算系统的自动计算方法。

Description

基于CAD的金刚石制品电镀工艺参数的自动计算系统及方法

技术领域

本发明涉及金刚石制品电镀技术领域，更具体地涉及一种基于CAD的金刚石制品电镀工艺参数的自动计算系统及基于该系统的计算方法。

背景技术

在金刚石制品（例如磨具、锯切工具、钻探工具、切削刀具等）的制造过程中，通常需要在其基体的工作部位的表面镀上一镀层，该镀层由超硬材料（例如金刚石砂粒）构成，因此，电镀工艺为金刚石制品加工过程的其中一个重要环节。

目前，现有的针对金刚石制品的电镀工艺通常都是采用纯人工操作。在进行电镀加工操作前，需要先对电镀工艺流程中所涉及的主要电镀参数进行计算，根据计算结果制作相应的工艺流程表，电镀操作者再根据该工艺流程表中的电镀参数值来进行电镀操作。由于电镀工艺参数计算是一个需要考虑多方面因素的过程，例如需要根据电镀要求来选择相应砂号、上砂方式等，不同的砂号和上砂方式会影响其相关的中间电镀参数的设置，中间参数的选择会进而影响最终所得参数：“电镀电流”和“电镀时间”。然而，现有的计算方式是将与电镀工艺相关的电镀参数都集中在Excel表格中，借助Excel功能人工操作进行计算，其中，对于部分中间参数，例如“电镀面积”也需要先进行手工计算才可得知以便进行下一步的计算。由此可见，现有的电镀参数计算方式繁琐、费时费力程，导致整个电镀工艺过程工作效率低下且出错率较高。

发明内容

本发明的目的是提供一种可提高电镀加工过程中的工作效率和工作准确性的基于CAD的金刚石制品电镀工艺参数的自动计算系统。

本发明的另一目的是提供一种可提高电镀加工过程中的工作效率和工作准确性的基于CAD的金刚石制品电镀工艺参数的自动计算方法。

为了实现本发明的目的，本发明采用如下技术方案：提供一种基于CAD的金刚石制品电镀工艺参数的自动计算系统，其包括CAD图元绘制模块、待镀面积计算模块、参数设置模块、参数计算模块及参数输出模块。其中，CAD图元绘制模块用于供用户绘制与待镀工件相对应的多个图元；待镀面积计算模块与所述CAD图元绘制模块进行通信，用于根据用户所进行的图元选择操作来自动计算得出待镀面积，所述待镀面积为中间电镀参数；参数设置模块与所述待镀面积计算模块进行通信，用于供用户选择不同的电镀要求并根据所选电镀要求导入或输入相应的中间电镀参数；参数计算模块与所述参数设置模块进行通信，用于根据已计算和已设置的中间电镀参数及预先设置的计算公式来计算得出目标电镀参数；参数输出模块，与所述参数计算模块进行通信，用于输出由参数计算模块所计算得出的目标电镀参数以进行电镀控制。

其进一步技术方案为：所述图元选择操作包括先后选择第一组图元和第二组图元，所述第一组图元为构成待镀工件外表面的所有图元，所述第二组图元为构成不电镀表面的所有图元，所述待镀面积计算模块所依据的计算公式为S=S1-S2，其中，S为待镀面积，S1为第一组图元的面积之和，S2为第二组图元的面积之和。

其进一步技术方案为：所述电镀要求包括砂号、上砂方式、上砂次数及加厚次数，所述中间电镀参数包括上砂电流密度、上砂时间、加厚程度、粒度、加厚电流密度；所述计算公式包括：公式1：加厚时间=【加厚程度*粒度-上砂电流密度*上砂时间】/加厚电流密度；及公式2：电流=电流密度*待镀面积；根据上述公式计算得出的目标电镀参数包括加厚时间和电流。

其进一步技术方案为：所述参数输出模块所输出的结果以电镀参数表格形式呈现并形成基于CAD环境的dwg格式文件。

其进一步技术方案为：所述参数输出模块与一电控箱进行通信以将所得目标电镀参数传递给电控箱，所述电控箱与外部电镀设备相连以根据所得的目标电镀参数产生电镀控制信号来控制所述外部电镀设备。

其进一步技术方案为：所述参数输出模块还与一打印机进行通信以将输出结果直接打印出来。

其进一步技术方案为：还包括参数校验模块，所述参数校验模块与所述参数设置模块和/或所述参数计算模块进行通信以对所设置的中间电镀参数和/或计算得出的目标电镀参数进行校验。

为了实现本发明的目的，本发明还采用如下技术方案为：提供一种基于上述自动计算系统的自动计算方法，所述方法包括以下步骤：在CAD环境中绘制与待镀工件相对应的多个图元；对图元进行选择操作以自动计算得出待镀面积，所述待镀面积为中间电镀参数；选择所需电镀要求并设置相应的中间电镀参数；根据已计算和已设置的中间电镀参数及预先设置的计算公式来计算得出目标电镀参数；输出所述目标电镀参数以进行电镀控制。

与现有技术相比，本发明是基于CAD环境、针对金刚石制品电镀工艺的特性而进行的CAD二次开发，通过在CAD平台上载入软件程序来实现对金刚石制品电镀工艺中的电镀参数的自动化计算和输出，进而可实现对电镀设备的电镀操作进行精准控制，相比传统的纯人工计算和人工操作方式，可大大提高电镀加工过程中的工作效率和工作准确性。

通过以下的描述并结合附图，本发明将变得更加清晰，这些附图用于解释本发明的实施例。

附图说明

图1是本发明基于CAD的金刚石制品电镀工艺参数的自动计算系统一实施例的原理框图；

图2为图1所示自动计算系统所应用的电镀工艺示意图；

图3为图1所示自动计算系统的输出工艺流程表的示例；

图4是基于图1所示自动计算系统的自动计算方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，附图中类似的组件标号代表类似的组件。显然，以下将描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明是基于CAD环境、针对金刚石制品电镀工艺的特性而进行的CAD二次开发，通过在CAD平台上载入软件程序来实现对金刚石制品电镀工艺中的电镀参数的自动化计算和输出。下面参照图1来详细说明本发明的具体结构和原理。

参照图1，其展示了本发明的一实施例，在本实施例中，基于CAD的金刚石制品电镀工艺参数的自动计算系统10包括CAD图元绘制模块11、待镀面积计算模块12、参数设置模块13、参数计算模块14及参数输出模块15，上述模块依次进行相互通信。

由于本发明是基于CAD环境，系统的运作和操作过程都是在CAD平台实现。其中，CAD图元绘制模块11是通过CAD的基本画图功能来实现，用于供用户绘制与待镀工件相对应的多个图元，也即，通过该CAD图元绘制模块11，用户可绘制出与待镀工件相对应的图形，该图形由多个具有面积的图元所组成。

待镀面积计算模块12通过自定义函数编程实现，其用于根据用户所进行的图元选择操作来自动计算得出待镀面积。基于已绘制的与待镀工件相对应的多个图元，用户需进行图元选择操作，该操作分两步进行，首先选择第一组图元，该第一组图元为构成待镀工件外表面的所有图元，选择完毕后则自动获取该组图元的面积之和S 1；接着再选择第二组图元，该第二组图元为构成不电镀表面的所有图元，选择完毕后也自动获取该部组图元的面积之和S2，基于公式S=S1-S2，则可自动计算得出待镀面积S。本实施例中，当完成图元选择操作后，待镀面积计算模块12可自动计算得出待镀面积S，该计算得出的待镀面积S为用于计算目标电镀参数的中间值，此处称为中间电镀参数，该计算得出的中间电镀参数写入内存，同时可输出在CAD界面。

参数设置模块13，通过软件编程实现，以对话框的形式呈现，用于供用户选择不同的电镀要求并根据所选电镀要求导入或输入相应的中间电镀参数。当完成待镀面积的自动计算工作后，会自动弹出参数设置模块13的对话框，该对话框中会显示可供用户选择的不同电镀要求：砂号（例如包括600#、700#和800#等）、上砂方式（例如包括点尖和水平），当选择不同的电镀要求，相应的中间电镀参数，例如包括上砂电流密度、上砂时间、加厚程度、加厚电流密度和粒度会自动导入相应的默认值，用户可采用该默认值或根据需要进行输入修改，而且，用户还可根据具体要求选择不同的上砂次数和加厚次数，设置多次上砂时间和多种加厚程度。此外，参数设置模块13还可用于设置客户号和流水单号以方便生产管理。

参数计算模块14，是基于电镀参数计算公式进行自定义编程函数来实现，用于根据已计算和已设置的中间电镀参数及预先设置的计算公式来计算得出目标电镀参数。其中，已计算的中间电镀参数为待镀面积，已设置的中间电镀参数包括上砂电流密度、上砂时间、加厚程度、加厚电流密度和粒度，其所采用的计算公式包括：公式1：加厚时间=【加厚程度*粒度-上砂电流密度*上砂时间】/加厚电流密度；及公式2：电流=电流密度*待镀面积；基于该两公式可计算得出加厚时间和电流这两目标电镀参数，而且，基于自定义函数，可根据用户对加厚次数的设置同时求出相应的各个不同加厚环节的加厚时间。下面对上述公式1的建模过程进行详细说明：

参照图2，金刚石制品电镀过程一般是通过在基体21上先形成预镀层22，再在预镀层22的基础上一次或多次形成上砂加厚层23。一般要求上砂加厚层23的厚度与被镀金刚石24直径形成一定的比例，该比例即为加厚程度，金刚石24的直径（高度）即为上述粒度，那么上砂加厚层的厚度H=加厚程度*粒度。

上砂加厚层分为两个部分：上砂层和加厚层，两者原理是相同的，只是对应不同的生产步骤。上砂层的厚度H1=上砂电流密度*上砂时间；加厚层的厚度H2=加厚电流密度*加厚时间。那么上砂加厚层的厚度H=上砂层的厚度H1+加厚层的厚度H2。当已知上砂加厚层厚度，上砂时间、上砂电流密度、加厚电流密度，则可得出加厚时间=（上砂加厚层的厚度-上砂层的厚度）/加厚电流密度=【加厚程度*粒度-上砂电流密度*上砂时间】/加厚电流密度。由此可见，不同的金刚石直径、加厚程度、上砂时间、上砂电流密度及加厚电流密度对加厚时间都是有影响的，也即加厚时间是一个五个变量的函数。

参数输出模块15，用于输出由参数计算模块14所计算得出的目标电镀参数以进行电镀控制，本实施例的参数输出模块15所输出的结果以电镀参数表格形式呈现并形成基于CAD环境的dwg格式文件，如图3所示。优选地，所述参数输出模块15可与一电控箱（图未示）进行通信以将所得目标电镀参数传递给电控箱，所述电控箱与外部电镀设备相连以根据所得的目标电镀参数产生电镀控制信号来控制所述外部电镀设备。具体地，所述电控箱其与外部电镀设备的供电电源相连，其所产生电镀控制信号用于控制所述供电电源的电流及供电时间，供电电源的对电镀设备的输出电流和供电时间则为影响电镀工艺的电流参数和加厚时间参数。在另一实施例中，所述参数输出模块15还与一打印机（图未示）进行通信以将生成的电镀参数表格直接打印出来以方便生产和核对。

优选地，本实施例还包括参数校验模块16，所述参数校验模块16同时与所述参数设置模块13和所述参数计算模块14进行通信以对所设置的中间电镀参数和计算得出的目标电镀参数进行校验。当所设置的中间电镀参数超出预设范围值时，在设置完成后随即产生警报提示，该警报提示以对话框的形式呈现，可提醒用户检查数据或进行重新操作；同时，当计算得出的目标电镀参数超出预设范围值时，也产生类似警报提示，避免将错误结果输送到下一环节的加工工艺而造成损失。需要说明的是，在其它实施例中，参数校验模块16也可只与参数设置模块13和参数计算模块14中的其中一个模块进行通信，只在一个环节进行检验以提高系统工作效率。

参照图3，本发明还提供一种基于上述自动计算系统的自动计算方法10，其包括以下步骤：

首先，在CAD环境中绘制与待镀工件相对应的多个图元（步骤S11）。该步骤是利用CAD绘图工具来实现的，用户通过CAD上绘制出多个具有面积的图元来构建与待镀工件相对应的图形。

接着，对图元进行选择操作以自动计算得出待镀面积，该待镀面积为中间电镀参数（步骤S12）。基于已绘制的与待镀工件相对应的多个图元，用户需进行图元选择操作，该操作分两步进行：首先选择第一组图元，该第一组图元为构成待镀工件外表面的所有图元；接着再选择第二组图元，该第二组图元为构成不电镀表面的所有图元。上述两步操作的结束均以CAD工具可识别的键盘空格键输入来实现。该选择操作结束后，由待镀面积计算模块12进行自动计算和输出，其原理如上所述。

再接着，选择所需电镀要求并设置相应的中间电镀参数（步骤S13）。当完成待镀面积的自动计算工作后，系统会自动弹出参数设置模块13的对话框，该对话框中会显示可供用户选择的不同电镀要求及相关中间电镀参数，用户可根据具体电镀工艺需要来选择和设置相关参数值，同时还可设置客户号和流水单号以方便生产管理。

根据已计算和已设置的中间电镀参数及预先设置的计算公式来计算得出目标电镀参数（步骤S14）。其中，已计算的中间电镀参数为待镀面积，已设置的中间电镀参数包括上砂电流密度、上砂时间、加厚程度、加厚电流密度和粒度，其所采用的计算公式包括：公式1：加厚时间=【加厚程度*粒度-上砂电流密度*上砂时间】/加厚电流密度；及公式2：电流=电流密度*待镀面积；基于该两公式系统可自动计算得出加厚时间和电流这两目标电镀参数，而且，基于自定义函数，系统可根据用户对加厚次数的设置同时求出相应的各个不同加厚环节的加厚时间。

最后，输出所述目标电镀参数以进行电镀控制（步骤S15）。该输出环节所输出的电镀参数以表格形式在CAD界面呈现并形成基于CAD环境的dwg格式文件。在该输出操作中，还可将电镀参数输出至电控箱，通过电控箱直接根据计算结果所得电镀参数值来控制外部电镀设备，实现自动化生产控制。同时，也可将输出结果传送到一打印机，直接由打印机打印出来以方便生产和核对。

优选地，在上述步骤S13结束后，可进行自动校验工作，当所设置的中间电镀参数超出预设范围值时，产生警报提示。同理，还可在步骤S14结束后对所计算得出的目标电镀参数进行同样的校验工作。

如上所述，本发明是基于CAD环境、针对金刚石制品电镀工艺的特性而进行的CAD二次开发，通过在CAD平台上载入软件程序来实现对金刚石制品电镀工艺中的电镀参数的自动化计算和输出，进而可实现对电镀设备的电镀操作进行精准控制，与传统的人工操作相比，可大大提高电镀加工工艺的工作效率和工作准确性。

以上结合较佳实施例对本发明进行了描述，但本发明并不局限于以上揭示的实施例，而应当涵盖各种根据本发明的本质进行的修改。

Claims (8)

1.一种基于CAD的金刚石制品电镀工艺参数的自动计算系统，其特征在于，包括：

CAD图元绘制模块，用于供用户绘制与待镀工件相对应的多个图元；

待镀面积计算模块，与所述CAD图元绘制模块进行通信，用于根据用户所进行的图元选择操作来自动计算得出待镀面积，所述待镀面积为中间电镀参数；

参数设置模块，与所述待镀面积计算模块进行通信，用于供用户选择不同的电镀要求并根据所选电镀要求导入或输入相应的中间电镀参数；

参数计算模块，与所述参数设置模块进行通信，用于根据已计算和已设置的中间电镀参数及预先设置的计算公式来计算得出目标电镀参数；

参数输出模块，与所述参数计算模块进行通信，用于输出由参数计算模块所计算得出的目标电镀参数以进行电镀控制。

2.根据权利要求1所述的基于CAD的金刚石制品电镀工艺参数的自动计算系统，其特征在于：所述图元选择操作包括先后选择第一组图元和第二组图元，所述第一组图元为构成待镀工件外表面的所有图元，所述第二组图元为构成不电镀表面的所有图元，所述待镀面积计算模块所依据的计算公式为S=S1-S2，其中，S为待镀面积，S1为第一组图元的面积之和，S2为第二组图元的面积之和。

3.根据权利要求1所述的基于CAD的金刚石制品电镀工艺参数的自动计算系统，其特征在于：所述电镀要求包括砂号、上砂方式、上砂次数及加厚次数，所述中间电镀参数包括上砂电流密度、上砂时间、加厚程度、粒度、加厚电流密度；

所述计算公式包括：

公式1：加厚时间=【加厚程度*粒度-上砂电流密度*上砂时间】/加厚电流密度；及

公式2：电流=电流密度*待镀面积；

根据上述公式计算得出的目标电镀参数包括加厚时间和电流。

4.根据权利要求1所述的基于CAD的金刚石制品电镀工艺参数的自动计算系统，其特征在于：所述参数输出模块所输出的结果以电镀参数表格形式呈现并形成基于CAD环境的dwg格式文件。

5.根据权利要求1所述的基于CAD的金刚石制品电镀工艺参数的自动计算系统，其特征在于：所述参数输出模块与一电控箱进行通信以将所得目标电镀参数传递给电控箱，所述电控箱与外部电镀设备相连以根据所得的目标电镀参数产生电镀控制信号来控制所述外部电镀设备。

6.根据权利要求1所述的基于CAD的金刚石制品电镀工艺参数的自动计算系统，其特征在于：所述参数输出模块还与一打印机进行通信以将输出结果直接打印出来。

7.根据权利要求1-6任一项所述的基于CAD的金刚石制品电镀工艺参数的自动计算系统，其特征在于：还包括参数校验模块，所述参数校验模块与所述参数设置模块和/或所述参数计算模块进行通信以对所设置的中间电镀参数和/或计算得出的目标电镀参数进行校验。

8.一种基于权利要求1-7任一项所述的自动计算系统的自动计算方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

在CAD环境中绘制与待镀工件相对应的多个图元；

对图元进行选择操作以自动计算得出待镀面积，所述待镀面积为中间电镀参数；

选择所需电镀要求并设置相应的中间电镀参数；

根据已计算和已设置的中间电镀参数及预先设置的计算公式来计算得出目标电镀参数；

输出所述目标电镀参数以进行电镀控制。

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