DE102006016368A1 - Installation for cleaning and polishing the electrically conducting surface of a workpiece comprises a control unit for monitoring the polishing stream depending on the immersion speed of a workpiece in an electrolyte - Google Patents

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Abstract

Installation comprises a control unit (12) for monitoring the polishing stream depending on the immersion speed of a workpiece in an electrolyte.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anlage und ein Verfahren zum Reinigen und Polieren der elektrisch leitfähigen Oberfläche eines Werkstücks nach dem Oberbegriff des 1. und 38. Schutzanspruchs, wobei der Gegenstand die Anode bildet.The The invention relates to a system and a method for cleaning and Polishing the electrically conductive surface a workpiece according to the preamble of the 1st and 38th protection claim, wherein the subject matter the anode forms.

Nach DE 102 07 632 A1 ist ein Verfahren zum Plasmapolieren von Werkstücken aus Metall und Metalllegierungen bekannt, dabei stellt die Anode das zu behandelnde Werkstück dar, das sich zur Bearbeitung in einer erwärmten wässrigen Elektrolytlösung befindet, wobei als Elektrolytlösung ein Gemisch von Ammoniumsalzen eingesetzt wird, die in Wasser gelöst werden.To DE 102 07 632 A1 discloses a method of plasma polishing workpieces of metal and metal alloys, wherein the anode is the workpiece to be treated, which is for processing in a heated aqueous electrolyte solution, wherein as the electrolyte solution, a mixture of ammonium salts is used, which are dissolved in water.

Bevorzugt werden Werkstücke aus Titan, Titanlegierungen und -verbindungen bearbeitet. Das Verfahren wird vorzugsweise bei einer Temperatur von 70 bis 95 °C, insbesondere bei einer Temperatur von 80 bis 95 °C durchgeführt. Die Elektolytlösung hat einen pH-Wert von 5,0 bis 7,0, insbesondere von 5,1 bis 6,5. Während der elektrochemischen Bearbeitung wird eine Spannung von 270 bis 330 V, insbesondere von 280 bis 320 V, angelegt.Prefers become workpieces machined from titanium, titanium alloys and compounds. The procedure is preferably at a temperature of 70 to 95 ° C, in particular carried out at a temperature of 80 to 95 ° C. The electrolytic solution has a pH of 5.0 to 7.0, especially from 5.1 to 6.5. During the electrochemical machining becomes a voltage of 270 to 330 V, in particular from 280 to 320 V, applied.

Beim Plasmapolieren wird dabei durch Erhöhen der Spannung zwischen den Elektroden ein Gasfilm um das Werkstück (Anode) herum erzeugt, welcher die gesamte Werkstückoberfläche umschließt. Der so formierte Gasfilm verdrängt die Elektrolytlösung von der Oberfläche des Werkstücks. Dadurch sinkt die Stromstärke sehr stark ab und die Spannung fällt über dem Gasfilm ab.At the Plasma polishing is done by increasing the voltage between the Electrodes generates a gas film around the workpiece (anode), which encloses the entire workpiece surface. Of the so formed gas film displaced the electrolyte solution from the surface of the workpiece. This reduces the current very strong and the tension drops above that Gas film off.

Es kommt zu einer partiellen Ionisation des Gasstroms und somit zur Formierung eines Plasmas um das Werkstück, durch welches elektrische Entladungen stattfinden. Diese so geschaffene aktive Umgebung nimmt Einfluss auf die Anodenoberfläche bzw. das Werkstück und dient zum Erzeugen von Glanz, zum Entgraten, Passivieren, zur Verringerung von Materialspannungen, Verbesserung des Oberflächenprofils, zum Reinigen und zum Entfernen aller Arten von Rückständen wie Zunder, Rost, Oxide, Farben und Lacke. Nach dem Plasmapolieren erfolgt eine Nachbehandlung, nämlich Spülung des Werkstücks mit heißem oder kaltem Wasser. Diese Nachbehandlung ist zur Entfernung chemischer Rückstände oder Nebenprodukte des Polierungsprozesses und zur Unterstützung der Trocknung erforderlich. Das während des Prozesses entstandene Gas wird durch eine Absaugeinrichtung entfernt. Nachteilig dabei ist, dass es zu unkontrolliertem Stromanstieg kommen kann, wenn das Werkstück zu schnell in den Elektrolyten eintaucht.It comes to a partial ionization of the gas stream and thus to Formation of a plasma around the workpiece, by which electrical Discharges take place. This created active environment takes Influence on the anode surface or the workpiece and serves to create gloss, deburring, passivating, Reduction of material stresses, improvement of the surface profile, for cleaning and removing all types of residues such as scale, rust, oxides, Paints and varnishes. After plasma polishing, a post-treatment, namely flush of the workpiece with hot or cold water. This aftertreatment is for the removal of chemical Residues or by-products the polishing process and to assist in drying. The while The process resulting gas is passed through a suction device away. The disadvantage here is that it comes to uncontrolled current increase can if the workpiece immersed too quickly in the electrolyte.

In EP 1 228 267 B1 wird ein Verfahren und ein Apparat zum Reinigen und/oder Beschichten elektrisch leitfähiger Oberflächen beschrieben, wobei eine Kammer mit einem flüssigen Elektrolyt gefüllt ist. In dem Elektrolyt befindet sich ein Anodenaufbau, welcher in Bezug auf die zu behandelnde Oberfläche geeignet angeordnet ist. Weiterhin umfasst der Apparat Mittel zum kontinuierlichen Bewegen des Werkstücks, zum Öffnen und Schließen der Behandlungszone sowie zur Kontrolle der Zuleitung und Entfernung von Schaum aus der Behandlungszone. Die Kammer ist mittels eines perforierten Kammertrennelementes und eines beheizten Siebes, das den Elektrolyt veranlasst zu kochen, in zwei Abschnitte unterteilt.In EP 1 228 267 B1 For example, a method and apparatus for cleaning and / or coating electrically conductive surfaces is described wherein a chamber is filled with a liquid electrolyte. In the electrolyte there is an anode structure, which is suitably arranged with respect to the surface to be treated. Furthermore, the apparatus comprises means for continuously moving the workpiece, opening and closing the treatment zone and controlling the supply and removal of foam from the treatment zone. The chamber is divided into two sections by means of a perforated chamber separation element and a heated screen which causes the electrolyte to boil.

Diese Anlage ermöglicht nicht die Schaltung des Werkstücks als Anode und weist einen relativ komplizierten technischen Aufbau auf.These Facility allows not the circuit of the workpiece as an anode and has a relatively complicated technical structure on.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anlage und ein Verfahren zum Reinigen und Polieren der elektrisch leitfähigen Oberfläche eines Werkstückes zu entwickeln, die einen einfachen konstruktiven Aufbau aufweist und eine sichere Oberflächenbearbeitung ohne Überschreitung maximaler Stromstärken gewährleistet, wobei das Werkstück die Anode bildet.task The invention is a system and a method for cleaning and polishing the electrically conductive surface of a Workpiece too develop, which has a simple structural design and a safe surface treatment without exceeding ensures maximum currents, where the workpiece the anode forms.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des 1. und 38. Schutzanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.These Task is according to the invention with the characterizing features of the 1st and 38th protection claim solved. advantageous Designs result from the dependent claims.

Die Anlage zum Reinigen und Polieren der elektrisch leitfähigen Oberfläche eines Werkstücks, besteht bekannter Weise aus einem Elektrolytbehälter für den Elektrolyten, einer Aufnahme für das Werkstück, welches die Anode bildet, einer Kathode und einer Energieversorgung zur Bereitstellung des Polierstroms und der Prozessspannung, wobei die Anlage erfindungsgemäß eine Steuerung zur Überwachung des Polierstroms in Abhängigkeit von der Eintauchgeschwindigkeit des Werkstücks in den Elektrolyten aufweist. Vorteilhafter Weise steht die Steuerung dazu mit einer Hubeinrichtung für die Aufnahme des Werkstücks in Verbindung, wobei die Hubbewegung der Hubeinrichtung wiederum in Abhängigkeit von der Höhe des Polierstroms bei Eintauchen des Werkstücks in den Elektrolyten steuerbar ist. Alternativ ist es möglich, dass die Steuerung mit einer Zuflusseinrichtung des Elektrolyten in Verbindung steht, so dass der Zufluss des Elektrolyten bei in dem Elektrolytbehälter befindlichem Werkstück in Abhängigkeit von der Höhe des Polierstroms steuerbar ist. In beiden Varianten ist es möglich, die Stromspitzen, die in der Aufbauphase des Plasmas entstehen, besser zu beherrschen, wenn der mit zunehmender Umnetzung des Werkstücks ansteigende Strom zur Regelung der Eintauchgeschwindigkeit bzw. zur Regelung der Pumpenleistung beim Befüllen des Elektrolytbehälters genutzt wird.The system for cleaning and polishing the electrically conductive surface of a workpiece, known from an electrolyte container for the electrolyte, a receptacle for the workpiece, which forms the anode, a cathode and a power supply for providing the polishing stream and the process voltage, wherein the plant According to the invention comprises a control for monitoring the polishing flow in dependence on the immersion speed of the workpiece in the electrolyte. Advantageously, the controller is associated with a lifting device for receiving the workpiece in connection, wherein the lifting movement of the lifting device is in turn controlled in dependence on the height of the polishing stream upon immersion of the workpiece in the electrolyte. Alternatively, it is possible that the controller is in communication with an inflow device of the electrolyte, so that the inflow of the electrolyte can be controlled with the workpiece in the electrolyte container in dependence on the height of the polishing stream. In both variants, it is possible to better control the current peaks that arise in the build-up phase of the plasma, when the rising as the workpiece widening Power is used to control the immersion speed or to control the pump power when filling the electrolyte tank.

Bei Erreichen eines oberen Referenzwertes des Polierstroms wird entweder die Hubbewegung der Hubeinrichtung oder der Zufluss des Elektrolyten unterbrochen und bei Unterschreiten dieses oberen Referenzwertes oder eines unteren Referenzwertes entweder die Hubbewegung der Hubeinrichtung oder der Zufluss des Elektrolyten fortgesetzt.at Reaching an upper reference value of the polishing current is either interrupted the lifting movement of the lifting device or the inflow of the electrolyte and falls below this upper reference value or a lower Reference value either the lifting movement of the lifting device or the Inflow of the electrolyte continued.

In der Steuerung ist dabei ein Maximalstromwert einstellbar, so dass bei Überschreitung des Maximalstromwertes die Spannungsversorgung unterbrochen wird. Die Steuerung weist weiterhin ein Anzeigeinstrument zur Kontrolle des Polierstroms auf und ist auch zur gezielten Beeinflussung der Geschwindigkeit der Hubbewegung der Hubeinrichtung einsetzbar.In The controller is a maximum current value adjustable so that when exceeded of the maximum current value, the power supply is interrupted. The controller also has an indicating instrument for checking of the polishing stream and is also for the purpose of influencing the Speed of the lifting movement of the lifting device can be used.

Zum Einstellen der Polierzeit ist an der Steuerung eine erste Stelleinrichtung vorgesehen, die bevorzugt als elektronisches Zeitrelais ausgebildet ist. Damit kann die verbleibende Restzeit eines Bearbeitungsvorganges angezeigt werden.To the Setting the polishing time is at the controller a first actuator provided, which preferably designed as an electronic timing relay is. This can be the remaining time of a machining operation are displayed.

In bzw. an dem Elektrolytbehälter ist sowohl eine Heizung als auch eine Kühlung vorgesehen, um eine gleichbleibende Elektrolyttemperatur zu gewährleisten. Dazu weist die Steuerung einen Temperaturregler zur Zuschaltung der Heizung oder Kühlung auf, über dessen Display die Soll-/Ist- Temperatur angezeigt wird. Bei Unterschreitung der Solltemperatur des Elektrolyten ist die Heizung und bei Überschreitung der Solltemperatur des Elektrolyten die Kühlung einschaltbar.In or on the electrolyte container Both heating and cooling are provided to ensure a consistent temperature To ensure electrolyte temperature. For this purpose, the controller has a temperature controller for connection the heating or cooling up, over whose display is the setpoint / actual temperature is shown. When falling below the set temperature of the electrolyte is the heating and when exceeded the set temperature of the electrolyte, the cooling switched on.

Weiterhin weist die Anlage Sensoren bzw. Messeinrichtungen zur Erfassung der wichtigsten Eigenschaften des Elektrolyten, die zur Erzeugung eines Plasmas erforderlich sind, auf. Eine wichtige Eigenschaft ist der PH-Wert des Elektrolyten. An einer Messeinrichtung kann z.B. ein Minimalwert und ein Maximalwert des PH-Wertes einstellbar sein, so dass es bei Abweichungen vom gewünschten PH-Wert möglich ist, über eine oder mehrere Dosiereinrichtungen automatisch die Zugabe von Substanzen an den Elektrolyten vorzunehmen, die ein Erreichen des vorgegebenen PH-Wertes ermöglichen.Farther the system has sensors or measuring devices for detecting the main characteristics of the electrolyte, which is used to produce a Plasmas are required. An important feature is the PH value of the electrolyte. At a measuring device, e.g. one Minimum value and a maximum value of the PH value be adjustable, so that it is possible for deviations from the desired PH value, over one or multiple dosing devices automatically adding substances to carry out on the electrolyte, the achievement of the given Allow PH value.

Weiterhin ist es vorteilhaft, in die Anlage Messeinrichtungen zur Messung der Konzentration und/oder Leitfähigkeit des Elektrolyten zu integrieren.Farther It is advantageous in the facility measuring equipment for measurement the concentration and / or conductivity to integrate the electrolyte.

Ein Temperatursensor ermöglicht bei Überschreiten einer vorgegebenen Temperatur des Elektrolyten dessen Kühlung und bei Unterschreiten der vorgegebenen Temperatur das Zuschalten der Heizung.One Temperature sensor allows when crossing a predetermined temperature of the electrolyte whose cooling and falls below the predetermined temperature, the connection of the Heater.

Die Aufnahme für das Werkstück besteht bevorzugt aus Titan oder nicht rostendem Stahl und kann mit einem oder mehreren einzelnen Werkstücken oder mit einem oder mehreren Werkstücke aufnehmenden Magazinen bestückt werden.The Recording for the workpiece is preferably made of titanium or stainless steel and can with one or more individual workpieces or with one or more workpieces equipped with receiving magazines become.

Die Aufnahme bzw. die Magazine sind dabei bis auf die Kontaktstellen zum Werkstück/den Werkstücken elektrisch isoliert oder mit dielektrischem Material ummantelt.The Recording or the magazines are up to the contact points to the workpiece / the workpieces electrically insulated or encased with dielectric material.

Die Aufnahme ist um eine vertikale Achse drehbar, wodurch eine bessere Oberflächenqualität erzielt wird.The Recording is rotatable about a vertical axis, creating a better Surface quality achieved becomes.

Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, in dem Elektrolytbehälter Injektionsdüsen zur gezielten Badbewegung anzuordnen. Über dem Elektrolytbehälter ist eine Absaugung für die entstehenden Dämpfe angeordnet, die vorteilhafter Weise mit einem Rückkühlsystem und einer Rückführung von Kondensat in den Elektrolytbehälter gekoppelt ist.alternative or additionally Is it possible, in the electrolyte container injection nozzle to arrange for targeted bath movement. Above the electrolyte tank is a suction for the resulting vapors arranged, the advantageous way with a recooling system and a return of condensate in the electrolyte container is coupled.

Es ist weiterhin möglich, zur Erzielung einer Reinigungswirkung den Elektrolytbehälter und/oder die Kathoden und/oder die Heizelemente mit Ultraschallschwingungen zu beaufschlagen.It is still possible to achieve a cleaning effect the electrolyte container and / or the Cathodes and / or the heating elements with ultrasonic vibrations apply.

Die Anlage ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform mit einer Spüleinrichtung für das bearbeitete Werkstück vorgesehen, die mit einer Heizung zur Erwärmung von Spülwasser gekoppelt ist.The Plant is in accordance with a preferred embodiment with a rinsing device for the edited workpiece provided with a heater for heating rinse water is coupled.

Der Elektrolytbehälter, die Aufnahme des Werkstücks, die Absaugung und die Spüleinrichtung sind in einer Polierzelle ausgebildet, die vorzugsweise einen Sicherheitsdeckel/-verschluss aufweist.Of the Electrolyte container, the inclusion of the workpiece, the suction and the flushing device are formed in a polishing cell, preferably a safety cover / closure having.

Stromversorgung und Steuerung können innerhalb oder außerhalb der Polierzelle angeordnet sein. Es ist auch möglich, mehrere Polierzellen mit einer gemeinsamen Stromversorgung und/oder Steuerung zu versehen.power supply and control can inside or outside the polishing cell can be arranged. It is also possible to have several polishing cells provided with a common power supply and / or control.

Der Elektrolytbehälter und/oder darin befindliche Bleche und/oder Siebe sind als Kathode ausgebildet.Of the electrolyte container and / or sheets and / or screens located therein are as a cathode educated.

Das gesamte Werkstück oder zumindest die Oberfläche des Werkstücks bestehen aus metallischem Werkstoff, wobei im letzteren Fall das Werkstück einen Grundkörper aus einem isolierenden Werkstoff aufweisen kann, dessen Oberfläche mit dem metallischen Werkstoff versehen ist.The entire workpiece or at least the surface of the workpiece consist of metallic material, in the latter case the workpiece a basic body may have an insulating material whose surface with the metallic material is provided.

Als metallische Werkstoffe können hochlegierte Stähle, Titan, Kupfer oder Legierungen der vorgenannten Materialien Verwendung finden.When metallic materials can high alloy steels, Titanium, copper or alloys of the aforementioned materials use Find.

Das Verfahren zum Reinigen und Polieren der elektrisch leitfähigen Oberfläche eines Werkstücks erfolgt bei Nutzung einer Anlage nach Anspruch 1, unter Verwendung eines Elektrolytbehälters für den Elektrolyten, einer Aufnahme für das Werkstück, welches die Anode bildet, einer Kathode und einer Energieversorgung zur Bereitstellung des Polierstroms und der Prozessspannung, wobei erfindungsgemäß die Eintauchgeschwindigkeit des Werkstücks in den Elektrolyten in Abhängigkeit von der Höhe des Polierstroms eingestellt wird.The procedure for cleaning and polishing The electrically conductive surface of a workpiece is carried out using a plant according to claim 1, using an electrolyte container for the electrolyte, a receptacle for the workpiece, which forms the anode, a cathode and a power supply for providing the polishing stream and the process voltage, according to the invention Submission rate of the workpiece is set in the electrolyte as a function of the height of the polishing stream.

Es ist dabei möglich, dass der Eintauchvorgang des Werkstücks in den Elektrolyten bei einem mit Elektrolyten gefüllten Elektrolytbehälter durch eine Abwärtsbewegung des Werkstücks in den Elektrolyten erfolgt und dass bei Überschreiten eines oberen Referenzwertes des Polierstromes die Eintauchgeschwindigkeit verringert oder der Eintauchvorgang gestoppt wird und bei Unterschreiten dieses oberen Referenzwertes oder eines unteren Referenzwertes die Eintauchgeschwindigkeit vergrößert oder der Eintauchvorgang fortgesetzt wird.It is possible that the immersion process of the workpiece in the electrolyte at one filled with electrolyte electrolyte container by a downward movement of the workpiece takes place in the electrolyte and that when an upper reference value is exceeded the polishing stream reduces the immersion speed or the Submersion is stopped and falls below this upper reference value or a lower reference value increases the dipping speed or the immersion process is continued.

Alternativ kann der Eintauchvorgang des Werkstücks in den Elektrolyten dadurch erfolgen, dass das Werkstück in einen ungefüllten Elektrolytbehälter verbracht und der Behälter mit Elektrolyt befüllt wird. Dann wird bei Überschreiten eines oberen Referenzwertes des Polierstromes der Befüllvorgang des Elektrolytbehälters mit dem Elektrolyten unterbrochen und bei Unterschreiten dieses oberen Referenzwertes oder eines unteren Referenzwertes fortgesetzt.alternative can the immersion process of the workpiece in the electrolyte thereby done that the workpiece in an unfilled one electrolyte container spent and the container filled with electrolyte becomes. Then it will be exceeded an upper reference value of the polishing stream of the filling of the electrolyte reservoir interrupted with the electrolyte and falls below this upper reference value or a lower reference value.

Bevorzugt mittels einer Steuerung wird ein Maximalstromwert eingestellt und bei Überschreitung des Maximalstromwertes die Spannungsversorgung unterbrochen.Prefers By means of a controller, a maximum current value is set and when exceeding the Maximum current value the power supply interrupted.

Vorteilhafter Weise kann während des Plasmapolierens die Elektrolyttemperatur des Elektrolyten mittels einer Heizung und/einer Kühlung beeinflusst werden, so dass die Temperatur des Elektrolyten während des Plasmapolierens bevorzugt 20°C bis 95°C beträgt. Zur Gewährleistung einer vorgegebenen Temperatur ist je nach Bedarf die Kühlung oder die Heizung zuschaltbar.Favorable Way can while Plasma polishing the electrolyte temperature of the electrolyte means a heating and / or a cooling be influenced so that the temperature of the electrolyte during the Plasma polishing preferably 20 ° C to 95 ° C. to warranty a predetermined temperature is as needed cooling or the heating can be switched on.

Weiterhin kann während des Plasmapolierens der PH-Wert des Elektrolyten beeinflusst werden. Dafür werden z.B. zur Aufrechterhaltung eines vorgegebenen PH-Wertes während des Plasmapolierens dem Elektrolyten Substanzen beigefügt, die ein Einhalten des vorgegebenen PH-Wertes ermöglichen.Farther can while plasma polishing, the pH of the electrolyte can be influenced. For that will be e.g. to maintain a given pH during the Plasmapolierens substances attached to the electrolyte, the Allow compliance with the given PH value.

Weiterhin ist es von Vorteil, wenn während des Plasmapolierens eine Messung der Konzentration und/oder Leitfähigkeit des Elektrolyten erfolgt und diese bei Bedarf korrigiert werden.Farther it is an advantage if during the Plasmapolierenens a measurement of concentration and / or conductivity the electrolyte takes place and these are corrected if necessary.

Auf den Polierprozess wirkt sich ebenfalls eine Badbewegung des Elektrolyten positiv aus.On The polishing process also affects a bath movement of the electrolyte positive.

Der Elektrolytbehälter und/oder die Kathoden und/oder die Heizelemente können zur Reinigung mit Ultraschallschwingungen beaufschlagt werden, wodurch sich Ablagerungen leichter lösen und somit besser beseitigt werden könnenOf the electrolyte container and / or the cathodes and / or the heating elements can for Cleaning be subjected to ultrasonic vibrations, whereby to dissolve deposits easier and thus can be better eliminated

Mit der erfindungsgemäßen Anlage und dem Verfahren zum Reinigen und Polieren der elektrisch leitfähigen Oberfläche eines Werkstücks wird erstmalig ein definiertes Eintauchen des Werkstücks in den Elektrolyten gewährleistet, welches die Voraussetzung für eine prozesssichere und qualitativ hochwertige Bearbeitung der metallischen Oberfläche bildet. Ohne das definierte Eintauchen des Werkstücks kann es zu unerwünscht hohen Stromspitzen kommen, die ein Abschalten bzw. einen Ausfall der Steuerung und/oder der Stromversorgung verursachen können.With the plant of the invention and the method for cleaning and polishing the electrically conductive surface of a workpiece is the first time a defined immersion of the workpiece in the electrolyte guaranteed which is the prerequisite for a process-reliable and high-quality machining of the metallic surface forms. Without the defined immersion of the workpiece can it is undesirable high current peaks that come from a shutdown or a failure may cause the control and / or the power supply.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The Invention will now be described with reference to embodiments and accompanying drawings explained in more detail. It demonstrate:

1: Anlage zum Plasmapolieren für Kleinteile mit Handbeschickung,

  • a) im Längsschnitt (Teilschnitt),
  • b) in der Draufsicht,
1 : Plasma polishing machine for small parts with manual loading,
  • a) in longitudinal section (partial section),
  • b) in plan view,

2a: Prinzipdarstellung eines Elektrolytbehälters mit integrierter Heizung und Kühlung in der Vorderansicht, 2a : Schematic representation of an electrolyte container with integrated heating and cooling in the front view,

2b: Prinzipdarstellung des Elektrolytbehälters in der Draufsicht, 2 B : Schematic representation of the electrolyte container in plan view,

3: Anlage in Reihenanordnung, 3 : Plant in a row arrangement,

4: Draufsicht einer Anlage (Prinzipdarstellung) in Rundschaltanordnung mit zwei Polierzellen, 4 : Plan view of a plant (schematic representation) in a circuit arrangement with two polishing cells,

5: Anlage gem. 4 mit Darstellung der Umhausung U in Vorderansicht und Draufsicht. 5 : Plant acc. 4 with representation of the enclosure U in front view and top view.

Eine kompakte Anlage 1 zum Plasmapolieren für Kleinteile zum manuellen Beschicken in der Vorderansicht und im Teilschnitt zeigt 1a und in der Draufsicht 1b. Die Anlage ist in einem senkrecht zweigeteilten Gehäuse G untergebracht. In der gezeigten Ausführungsvariante befindet sich in der rechten Seite ein Elektrolytbehälter 2, mit einer anodisch geschalteten Aufnahme 3 für ein oder mehrere hier nicht dargestellte/s Werkstücke, welche/s die Anode bildeten. Die Aufnahme besteht bevorzugt aus nicht rostendem Stahl oder aus Titan. Es ist möglich, darin ein einzelnes Werkstück aufzunehmen oder z.B. ein mit mehreren Werkstücken bestücktes Magazin, welches bis auf die unmittelbaren Kontaktstellen zur Aufnahme 3 und zu den Werkstücken elektrisch isoliert ist. Der Elektrolytbehälter 2 – die Polierwanne – wird hier als Kathode geschaltet. (Alternativ können auch Bleche oder Siebe im Behälter als Kathode angeschlossen werden, wenn der Elektrolytbehälter aus dielektrischem Material besteht.) Die Aufnahme 3 sitzt an einer Hubeinrichtung 4, die eine vertikale Bewegung ausführen kann und ist (von Hand oder über die Steuerung (1a) in Abhängigkeit vom Polierstrom in den Elektrolyten, welcher sich im Elektrolytbehälter 2 befindet, einbringbar. Vorteilhafter Weise ist die Aufnahme 3 um eine vertikale Achse drehbar, da so mit dem erzeugten Plasma eine bessere Polier-/Reinigungswirkung erzielbar ist. Am Boden des Elektrolytbehälters 2 ist eine Heizung 5 vorgesehen. Weiterhin ist in der rechten Kammer des Gehäuses G ein Kühlaggregat 6 angeordnet. Mittels Heizung und Kühlaggregat kann die Temperatur des Elektrolyten in vorgegebenen Grenzwerten gehalten werden. Über eine Umwälzpumpe 7 kann aus einem Vorratsbehälter 8 der Elektrolyt über eine Leitung L1 zum Elektrolytbehälter 2, von dort aus über eine Leitung L2 zum Kühlaggregat 6 und über eine Leitung L3 zum Vorratsbehälter 8 gepumpt werden, wodurch der Elektrolyt abgekühlt werden kann. Es ist gem. einer nicht dargestellten Variante auch möglich, vom Kühlaggregat 6 Kühlelemente an/in den Elektrolytbehälter 2 und/oder zum Vorratsbehälter 8 zu führen und dadurch eine Kühlung des Elektrolyten zu erzielen. Der Elektrolytbehälter 2 wird mittels eines Deckels 9 verschlossen. Der Deckel 9 ist im Rahmen einer Schutzmaßnahme mit einem Sicherheitsschalter (nicht gezeigt) verbunden und der Sicherheitsschalter mit der Steuerung 13 gekoppelt, wodurch die sofortige Abschaltung der Polierspannung beim Öffnen des Deckels gewährleistet wird.A compact system 1 for plasma polishing for small parts for manual loading in front view and partial section shows 1a and in the plan view 1b , The system is housed in a vertically split housing G. In the embodiment shown, an electrolyte container is located in the right side 2 , with an anodically connected recording 3 for one or more workpieces not shown here which formed the anode. The receptacle is preferably made of stainless steel or titanium. It is possible, to pick up a single workpiece or, for example, a magazine stocked with several workpieces, which except for the immediate contact points for receiving 3 and is electrically isolated from the workpieces. The electrolyte container 2 - The polishing pan - is switched here as a cathode. (Alternatively, plates or sieves in the container can be connected as a cathode if the electrolyte container is made of dielectric material.) The recording 3 sits at a lifting device 4 that can and does perform a vertical movement (by hand or via the controller ( 1a ) as a function of the polishing current in the electrolyte, which is in the electrolyte container 2 located, can be brought. Advantageously, the recording 3 rotatable about a vertical axis, as with the plasma generated a better polishing / cleaning effect can be achieved. At the bottom of the electrolyte container 2 is a heater 5 intended. Furthermore, in the right chamber of the housing G, a cooling unit 6 arranged. By means of heating and cooling unit, the temperature of the electrolyte can be kept within predetermined limits. About a circulation pump 7 can from a storage container 8th the electrolyte via a line L1 to the electrolyte tank 2 , from there via a line L2 to the cooling unit 6 and via a line L3 to the reservoir 8th be pumped, whereby the electrolyte can be cooled. It is gem. a variant not shown also possible from the cooling unit 6 Cooling elements on / in the electrolyte container 2 and / or to the reservoir 8th to lead and thereby achieve a cooling of the electrolyte. The electrolyte container 2 is by means of a lid 9 locked. The lid 9 is connected as part of a protective measure with a safety switch (not shown) and the safety switch with the controller 13 coupled, whereby the immediate shutdown of the polishing voltage is ensured when opening the lid.

Nicht dargestellt sind aus Gründen der Übersichtlichkeit Messgeräte bzw. Sensoren zur Erfassung der Elektrolyttemperatur, der Konzentration, des pH-Wertes und der Leitfähigkeit des Elektrolyten. Diese können im Elektrolytbehälter angeordnet oder in dem für die Umwälzung und Entleerung des Elektrolyten vorgesehenen Rohrsystem installiert sein und halten in Verbindung mit der Steuerung 12 (1a) und entsprechenden Auswerteeinrichtungen die vorgegebenen Grenzwerte konstant. Alternativ können auch mobile Messgeräte verwendet werden.For reasons of clarity, measuring devices or sensors for detecting the electrolyte temperature, the concentration, the pH and the conductivity of the electrolyte are not shown. These may be located in the electrolyte container or installed in the piping system provided for circulating and draining the electrolyte, and maintain communication with the controller 12 ( 1a ) and corresponding evaluation the constant limits. Alternatively, mobile measuring devices can be used.

Weiterhin können auch hier nicht dargestellte Dosiereinrichtungen am Elektrolytbehälter 2 oder am Vorratsbehälter 8 angekoppelt sein, mit welchen dem Elektrolyt die zur Gewährleistung des vorgegebenen PH-Wertes/der Leitfähigkeit/der Konzentration die erforderlichen Substanzen zugeführt werden können.Furthermore, dosing devices not shown here can also be used on the electrolyte container 2 or at the reservoir 8th be coupled, with which the electrolyte required to ensure the specified PH value / the conductivity / the concentration of the required substances can be supplied.

Die rechte Seite des Gehäuses G ist mit einer Isolierung 10 versehen. In der linken Seite der Anlage 1 befinden sich im Gehäuse 1 die Stromversorgung 11 und die Steuerung 12. Das Gehäuse G sitzt auf einer Konsole 13.The right side of the housing G is insulated 10 Mistake. In the left side of the plant 1 are located in the housing 1 the power supply 11 and the controller 12 , The housing G sits on a console 13 ,

An der Oberseite (s. 1b) sind eine Anzeige A1 für die Elektrolyttemperatur, eine Anzeige A2 für die Polierzeit, eine Anzeige A3 für den Polierstrom und eine Anzeige A4, welche die Betriebsbereitschaft der Anlage signalisiert, vorgesehen. Weiterhin sind ein Not-Aus-Schalter S1, ein Schalter S2 zum Starten des Polierstroms und ein Schalter S3 zum Stoppen des Polierstroms in der linken Oberseite im Gehäuse G angeordnet. An der in der Darstellung linken Seitenwand des Gehäuses G befindet sich der Hauptschalter SH.At the top (s. 1b ), a display A1 for the electrolyte temperature, a display A2 for the polishing time, a display A3 for the polishing stream and a display A4, which signals the operational readiness of the system are provided. Further, an emergency stop switch S1, a switch S2 for starting the polishing current and a switch S3 for stopping the polishing current in the left upper side are disposed in the housing G. At the left side wall of the housing G in the illustration is the main switch SH.

Über Stromversorgung/Steuerung 11/12 wird bevorzugt eine Gleichspannung von 180V bis 340V und ein Polierstrom von 0,10A/cm2 bis 0,20A/cm2 bei einem Temperaturbereich von 20°C bis 95°C eingestellt, um den bestmöglichen Poliereffekt zu erzielen. Bevorzugt erfolgt der Anschluss an das Standardstromnetz mit 230V. Optional ist der Anschluss an ein Drehstromnetz mit vorzugsweise 400V. Wahlweise sind auch andere Stromversorgungen, z.B. unter Verwendung von Wechselspannung geschalteter oder modulierter Gleichspannung oder impulsförmiger Gleichspannung möglich.About power supply / control 11 / 12 For example, a DC voltage of 180V to 340V and a polishing current of 0.10A / cm 2 to 0.20A / cm 2 are preferably set at a temperature range of 20 ° C to 95 ° C to obtain the best possible polishing effect. Preferably, the connection to the standard power supply with 230V. Optionally, the connection to a three-phase network with preferably 400V. Alternatively, other power supplies, for example, using AC switched or modulated DC or pulsed DC voltage are possible.

Die Verwendung einer hohen Gleichspannung in Verbindung einer möglichen Potentialverschleppung durch den Elektrolyten erfordert besondere elektrische Schutzmaßnahmen. Eine Schutzmaßnahme ist die Verwendung eines IT-Netzes mit Isolationsüberwachung für die Versorgungsspannung der Baugruppen, die mit dem Elektrolyten in Verbindung kommen können. Bei Auftreten eines geringen Isolationsfehlers erfolgt über die Steuerung eine Signalisierung, wobei der Betrieb der Anlage noch fortgesetzt werden kann. Bei einem schwerwiegenden Isolationsfehler erfolgt sowohl eine Signalisierung als auch das sofortige Abschalten der Polierspannung.The Using a high DC voltage in conjunction with a possible Potential carryover by the electrolyte requires special electrical protective measures. A protective measure is the use of an IT network with insulation monitoring for the Supply voltage of the assemblies, which communicate with the electrolyte can come. If a small insulation fault occurs over the Control a signaling, whereby the operation of the plant is still can be continued. In case of a serious insulation fault both a signaling and the immediate shutdown takes place the polishing voltage.

Die Steuerung für den Ablauf des Plasmapoliervorganges ist bevorzugt als SPS-Steuerung ausgebildet. Mit ihr erfolgt die Steuerung der Pumpe, der zu betätigenden Ventile, der Konstanthaltung der Elektrolyttemperatur mittels der Heizung und der Kühlung sowie Vorwahl der Polierzeit und Anzeige der verbleibenden Restzeit sowie bedarfsweise das Auslösen der Beimengung von Substanzen zum Elektrolyt. Dazu ist die Steuerung mit den entsprechenden Sensoren/Messgeräten gekoppelt.The Control for the sequence of Plasmapoliervorganges is preferred as PLC control educated. With her, the control of the pump to be operated Valves, the constant maintenance of the electrolyte temperature by means of Heating and cooling as well as preselection of the polishing time and display of the remaining time and, if necessary, triggering the addition of substances to the electrolyte. This is the control coupled with the appropriate sensors / measuring devices.

Nach Beendigung des Poliervorganges wird das Werkstück aus dem Elektrolytbehälter 2 entnommen, mit einer Spülflüssigkeit (bevorzugt Wasser) gespült und anschließend getrocknet. Dies erfolgt im Ausführungsbeispiel gem. 1a und 1b in nebengeordneten, nicht dargestellten Spül- und Trocknungsstationen.After completion of the polishing process, the workpiece from the electrolyte container 2 removed, with a rinsing liquid (preferably water) rinsed and then dried. This is done in the embodiment gem. 1a and 1b in sibling, not shown rinsing and drying stations.

Die für einen Werkstückwerkstoff günstigsten Parameter in Verbindung mit dem Elektrolyten und dessen Eigenschaften werden vorher empirisch ermittelt Es ist weiterhin gem. einer nicht dargestellten Ausführungsvariante möglich, über dem Elektrolytbehälter eine Absaugung zu installieren, die mit einem Rückkühlsystem und einer Rückführung des Kondensats zum Elektrolytbehälter oder zum Vorratsbehälter ausgestattet sein kann.The for one Workpiece material best Parameters related to the electrolyte and its properties are previously determined empirically It is still gem. one not illustrated embodiment possible, above that electrolyte container to install a suction, which with a recooling system and a return of the condensate to the electrolyte container or to the reservoir can be equipped.

Eine besonders einfache, zuverlässige und komfortable Reinigung des Elektrolytbehälters, der Heizelemente und ggf. der Rohrsysteme kann über integrierte oder adaptierbare Ultraschallschwinger (nicht dargestellt) erfolgen.A especially simple, reliable and convenient cleaning of the electrolyte tank, the heating elements and if necessary the pipe systems can be integrated or adaptable ultrasonic vibrators (not shown) take place.

Die Prinzipdarstellung eines Elektrolytbehälters 2 mit quadratischem Querschnitt sowie integrierter Heizung und Kühlung in der Vorderansicht zeigt 2a und in der Draufsicht 2b. Vom/zum Elektrolytbehälter 2 führen ein nicht dargestellter Elektrolytzulauf und ein Elektrolytablauf. Quer über dem Boden des Elektrolytbehälters 2 sind Heizelemente 5 angeordnet. Der Elektrolytbehälter 2 ist an seiner Außenseite von einem mit Kühlwasser gefülltem Kühlwassermantel 6.1 umgeben, wobei der Kühlwassermantel 6.1 über Anschlüsse 6.2, 6.3 mit dem Kühlwasserkreislauf verbunden ist. Es ist selbstverständlich möglich, gemäß nicht dargestellter Ausführungsvarianten, den Elektrolytbehälter mit einem rechteckigen oder zylindrischen Querschnitt zu versehen und den Boden muldenförmig auszubilden, so dass sich Schlämme am Boden sammeln und über einen Abflussstutzen abgeleitet werden können. Der Elektrolytbehälter 2 kann als Kathode geschaltet werden und besteht dann aus dem entsprechenden Werkstoff, welcher den Einsatz der zu verwendenden Elektrolyte und des zu polierenden Werkstückwerkstoffs zulässt. Es ist jedoch auch möglich, den Elektrolytbehälter 2 aus dielektrischem Werkstoff, z.B. Kunststoff herzustellen und entsprechende Bleche oder Gitter als Kathode zu schalten. Der Elektrolyt wird durch eine hier nicht dargestellte Pumpe umgewälzt. Über ein in den Elektrolytbehälter integrierbares Düsensystem kann dabei ein gezielter Elektrolytfluss auf das Werkstück gewährleistet werden, der das Polierergebnis und die Effektivität verbessert. Die Strömungsrichtung des Elektrolyten solle dabei rechtwinklig bis tangential zur polierenden Oberfläche liegen.The schematic diagram of an electrolyte container 2 with square cross section and integrated heating and cooling in front view shows 2a and in the plan view 2 B , From / to the electrolyte container 2 lead an unillustrated electrolyte inlet and an electrolyte drain. Across the bottom of the electrolyte tank 2 are heating elements 5 arranged. The electrolyte container 2 is on its outside by a cooling water jacket filled with cooling water 6.1 surrounded, with the cooling water jacket 6.1 over connections 6.2 . 6.3 is connected to the cooling water circuit. It is of course possible, according to unillustrated embodiments, to provide the electrolyte container with a rectangular or cylindrical cross-section and form the bottom trough-shaped, so that collect mud on the ground and can be derived via a drain connection. The electrolyte container 2 can be switched as a cathode and then consists of the appropriate material, which allows the use of the electrolytes to be used and the workpiece material to be polished. However, it is also possible to use the electrolyte container 2 made of dielectric material, for example to produce plastic and switch corresponding plates or grids as the cathode. The electrolyte is circulated by a pump, not shown here. By means of a nozzle system which can be integrated into the electrolyte container, a targeted flow of electrolyte to the workpiece can be ensured, which improves the polishing result and the effectiveness. The flow direction of the electrolyte should be at right angles to tangential to the polishing surface.

Es ist selbstverständlich, dass der Elektrolytbehälter ein Fassungsvermögen von ca. einem Liter bis zu mehreren Hundert Litern aufweisen kann.It is self-evident, that the electrolyte container a capacity from about one liter to several hundred liters.

In 3 ist eine Anlage zum Plasmapolieren in Reihenanordnung dargestellt. Es sind insgesamt 7 Stationen ST1 bis ST7 vorgesehen. In der ersten Station ST1 erfolgt über eine Beschickung B die Aufnahme der zu polierenden Werkstücke W und von der Beschickung B der Transport zu der zweiten Station ST2 in Form einer ersten Polierzelle P1, die mit einem Elektrolytbehälter, einer Hubeinrichtung, einer Heizung, einer Kühlung und mit einer Absaugung ausgestattet ist. Nach Abschluss des Poliervorganges erfolgt in den Stationen ST3 und ST4 in einer ersten Spülstation SP1 ein Vorspülen und in einer zweiten Spülstation SP2 ein abschließender Spülvorgang. Die Polierzelle P1 und die Spülstationen SP1, SP2 können von einer gemeinsamen Umhausung U umgeben sein (gestrichelt dargestellt). Mittels einer Entnahme E erfolgt in der Station ST5 die Entladung der Werkstücke. Von dieser Station aus erfolgt die Weiterleitung der polierten Werkstücke W zu einer Trocknungsstation T (Station ST6). Abschließend werden die Werkstücke W in der Station ST7 (Verpackungsstation V) verpackt. Die Weiterleitung der Werkstücke W erfolgt über ein Transportsystem 14. Die Anlage 1 umfasst weiterhin ein Kühlaggregat 6, welches mit der Polierzelle P1 verbunden ist sowie eine Spannungsversorgung 11 und eine Steuerung 12.In 3 is a plant for plasma polishing in a row shown. There are a total of 7 stations ST1 to ST7 provided. In the first station ST1 via a charge B, the recording of the workpieces to be polished W and from the B feed the transport to the second station ST2 in the form of a first polishing cell P1, with an electrolyte container, a lifting device, a heater, a cooling and equipped with a suction. After completion of the polishing process takes place in the stations ST3 and ST4 in a first rinse station SP1 a pre-rinse and in a second rinse station SP2 a final rinse. The polishing cell P1 and the rinsing stations SP1, SP2 may be surrounded by a common housing U (shown in dashed lines). By means of a removal E takes place in the station ST5, the discharge of the workpieces. From this station, the forwarding of the polished workpieces W to a drying station T (station ST6) takes place. Finally, the workpieces W are packed in station ST7 (packing station V). The forwarding of the workpieces W takes place via a transport system 14 , The attachment 1 further comprises a refrigeration unit 6 , which is connected to the polishing cell P1 and a power supply 11 and a controller 12 ,

Es ist auch möglich, die Plasmapolieranlage 1 in Rundschaltanordnung auszubilden. In 4 ist in der Draufsicht die Prinzipskizze einer Anlage 1 in Rundschaltanordnung mit zwei Polierzellen P1, P2, zwei Spülstationen SP1, SP2 und einer Trocknungsstation T dargestellt.It is also possible to use the plasma polishing machine 1 form in a rotary switch arrangement. In 4 is in plan view the schematic diagram of a plant 1 in a rotary switch arrangement with two polishing cells P1, P2, two rinsing stations SP1, SP2 and a drying station T shown.

In einer ersten Station ST1 erfolgt die Beschickung B und die Entladung E. Im Uhrzeigersinn folgen eine zweite Station ST2 in Form einer ersten Polierzelle P1, eine dritte Station ST3 in Form einer zweiten Polierzelle P2, eine vierte Station ST4, die als erste Spülstation SP1 ausgebildet ist, eine fünfte Station ST5, die als zweite Spülstation SP2 ausgebildet ist und eine sechste Station ST6 in Form der Trocknungsstation. Alle Stationen ST1 bis ST6 werden über einen Rundschalttisch 15 beschickt. Das Kühlaggregat 6, die Spannungsversorgung 11 und die Steuerung 12 sind außerhalb des Rundschalttisches 15 angeordnet.In a first station ST1, the charge B and the discharge E take place clockwise followed by a second station ST2 in the form of a first polishing cell P1, a third station ST3 in the form of a second polishing cell P2, a fourth station ST4, which is designed as a first rinsing station SP1 is, a fifth station ST5, which is formed as a second rinse station SP2 and a sixth station ST6 in the form of the drying station. All stations ST1 to ST6 are controlled by a rotary indexing table 15 fed. The refrigeration unit 6 , the power supply 11 and the controller 12 are outside the rotary indexing table 15 arranged.

Eine Anlage gem. 4 mit Darstellung der Umhausung U in Vorderansicht und Draufsicht ist in 5 dargestellt. Es ist ersichtlich, dass die Anlage 1 von einer Umhausung U umgeben ist. Jeder Polierstation P1, P2 ist ein Elektrolytbehälter 2 mit einer Umwälzpumpe 7 für den Elektrolyt und jeder Spülstation ein Spülwasserbehälter 17 mit einer Kühlwasserpumpstation 7.1 für das Spülwasser zugeordnet. Weiterhin ist eine Absaugung 16 vorgesehen. Die Steuerung und die Stromversorgung sind hier nicht dargestellt.A plant gem. 4 with representation of the enclosure U in front view and top view is in 5 shown. It can be seen that the plant 1 surrounded by a housing U. Each polishing station P1, P2 is an electrolyte container 2 with a circulation pump 7 for the electrolyte and each rinse station a rinse water tank 17 with a cooling water pumping station 7.1 assigned to the rinse water. Furthermore, a suction 16 intended. The controller and the power supply are not shown here.

Die Stromversorgung der Anlagen gem. 3 bis 5 erfolgt bevorzugt mittels Gleichspannung im Bereich von 180V bis 330V bei Strömen von 1 bis zu mehreren Hundert A.The power supply of the systems acc. 3 to 5 is preferably carried out by means of DC voltage in the range of 180V to 330V at currents of 1 to several hundred A.

Die Stromversorgung 11 ist in einem separaten Leistungsteil untergebracht, welches die Bereitstellung unterschiedlicher Versorgungsspannungen ermöglicht, wobei die Polierspannung vorzugsweise in vorgegebenen Stufen wählbar ist.The power supply 11 is housed in a separate power section, which allows the provision of different supply voltages, the polishing voltage is preferably selected in predetermined levels.

Die Steuerung 12 ist ebenfalls separat in einem Steuerschrank untergebracht. In dieser erfolgt das Schalten der Polierspannung, die Auswertung des Polierstroms sowie die Steuerung alle Werkstückbewegungen und der Temperatur des Elektrolyten sowie aller weiterer verfahrensrelevanter Parameter.The control 12 is also housed separately in a control cabinet. In this, the switching of the polishing voltage, the evaluation of the polishing current and the control of all workpiece movements and the temperature of the electrolyte and all other process-related parameters.

Auch in diesen Ausführungsbeispielen erfolgt die Steuerung der Anlage mittels einer SPS, wobei für einfache Polieraufgaben auf Handbetrieb umgestellt werden kann. Vorteilhafter Weise sind die Geschwindigkeiten für die Vertikal- und Horizontalbewegung des Werkstücks einstellbar, wobei die verschiedenen Bewegungen beim Automatikbetrieb vorzugsweise mit konstanten Geschwindigkeiten erfolgen. Um beim Plasmapolieren ein exaktes Anfahren der vorgesehenen Positionen zu gewährleisten, wird die Werkstückgeschwindigkeit kurz vor Erreichen der Schaltposition auf Schleichfahrt umgestellt.Also in these embodiments the system is controlled by means of a PLC, whereby for simple Polishing tasks can be switched to manual mode. Favorable Way are the speeds for the vertical and horizontal movement of the workpiece adjustable, with the various movements during automatic operation preferably at constant speeds. At the Plasmapolieren a precise approach to the intended positions to ensure, becomes the workpiece speed switched to crawl speed shortly before reaching the switching position.

Auch hier ist das definierte Eintauchen des Werkstücks in das Elektrolytbad von besonderer Bedeutung, da bei diesem Eintauchvorgang der Polierstrom relativ schnell ansteigt. Daher erfolgt über den Polierstrom die Steuerung der Eintauchgeschwindigkeit. Bei Erreichen eines voreingestellten Referenzwertes des Polierstromes stoppt das Eintauchen des Werkstückes und der Polierstrom sinkt wieder ab. Unterschreitet der Polierstrom diesen Referenzwert oder einen zweiten voreingestellten unteren Referenzwert, wird das Eintauchen wieder gestartet. Auch hier ist die Polierzeit einstellbar, z.B. über ein Zeitrelais. Die verbleibende Restzeit wird ebenfalls angezeigt.Also Here is the defined immersion of the workpiece in the electrolyte bath of special importance, since in this immersion process, the polishing stream rises relatively quickly. Therefore, the control is performed by the polishing current the dipping speed. Upon reaching a preset Reference value of the polishing flow stops the immersion of the workpiece and the polishing current drops again. Falls below the polishing current this reference value or a second preset lower one Reference value, the immersion is restarted. Again, here is the polishing time is adjustable, e.g. over a time relay. The remaining one Remaining time is also displayed.

Vorteilhafter Weise werden während des gesamten Polierprozesses in kurzen Abständen oder ohne Unterbrechung der pH-Wert und die Leitfähigkeit des Elektrolyten gemessen. Über Transmitter können ebenfalls Maximal- und Minimalwerte voreingestellt werden. Bei Über- bzw. Unterschreitung dieser Werte erfolgt eine Fehlermeldung. Optional kann mittels einer Dosiereinrichtung die automatische Zugabe entsprechender Substanzen an den Elektrolyten erfolgen, um die erforderlichen Werte wieder zu erreichen.Favorable Way become during the entire polishing process at short intervals or without interruption the pH and the conductivity of the electrolyte. about Transmitters can also maximum and minimum values are preset. In over- or If these values are not reached, an error message is issued. optional can by means of a metering device, the automatic addition of appropriate Substances to the electrolyte are made to the required levels reach again.

Die Temperaturüberwachung des Elektrolyten wird z.B. mittels eines elektronischen Temperaturreglers durchgeführt.The temperature monitoring of the electrolyte is e.g. by means of an electronic temperature controller carried out.

Weiterhin erfolgt eine Erwärmung des Spülwassers. Bevorzugt wird dabei das Spülwasser auf die Elektrolyttemperatur erwärmt.Farther there is a warming of the rinse water. Preference is given to the rinse water heated to the electrolyte temperature.

Die voreinzustellenden Referenzwerte und die Eigenschaften des Elektrolyten werden bevorzugt durch Voruntersuchungen ermittelt.The to be preset reference values and the properties of the electrolyte are preferably determined by preliminary investigations.

Neben den dargestellten Ausführungsvarianten ist es möglich, zwischen zwei Polierstationen jeweils eine Spül- und bedarfsweise eine Trocknungsstation anzuordnen.Next the illustrated embodiments Is it possible, between two polishing stations each one rinsing and, if necessary, a drying station to arrange.

11
Anlageinvestment
GG
Gehäusecasing
22
Elektrolytbehälterelectrolyte container
33
Aufnahmeadmission
44
Hubeinrichtunglifting device
55
Heizungheater
66
Kühlaggregatcooling unit
6.16.1
KühlwassermantelCooling water jacket
6.2, 6.36.2 6.3
Anschlüsse zum KühlwasserkreislaufConnections to the Cooling water circuit
77
Umwälzpumpecirculating pump
7.17.1
KühlwasserpumpstationCooling water pumping station
88th
Vorratsbehälterreservoir
99
Deckelcover
1010
Isolierunginsulation
1111
Stromversorgungpower supply
1212
Steuerungcontrol
1313
Konsoleconsole
1414
Transportsystemtransport system
1515
RundschalttischRotary table
1616
Absaugungsuction
1717
SpülwasserbehälterRinseTank
A1A1
Anzeige für die Elektrolyttemperaturdisplay for the electrolyte temperature
A2A2
Anzeige für die Polierzeitdisplay for the polishing time
A3A3
Anzeige für den Polierstromdisplay for the polishing power
A4A4
Anzeige, welche die Betriebsbereitschaft der Anlage signalisiertDisplay, which signals the operational readiness of the system
BB
Beschickungfeed
Ee
Entnahmewithdrawal
L1L1
Leitungmanagement
L2L2
Leitungmanagement
L3L3
Leitungmanagement
P1P1
erste Polierzellefirst polishing cell
P2P2
zweite Polierzellesecond polishing cell
S1S1
Not-Aus-SchalterEmergency switch
S2S2
Schalter zum Starten des Polierstromsswitch for starting the polishing stream
S3S3
Schalter zum Stoppen des Polierstromsswitch to stop the polishing stream
SHSH
Hauptschaltermain switch
SP1SP1
erste Spülstationfirst rinsing station
SP2SP2
zweite Spülstationsecond rinsing station
ST1ST1
Station 1station 1
ST2ST2
Station 2station 2
ST3ST3
Station 3station 3
ST4ST4
Station 4station 4
ST5ST5
Station 5station 5
ST6ST6
Station 6station 6
ST7ST7
Station 7station 7
TT
Trocknungsstationdrying station
UU
Umhausungenclosure
WW
Werkstückworkpiece
VV
Verpackungsstationpacking station

Claims (51)

Anlage (1) zum Reinigen und Polieren der elektrisch leitfähigen Oberfläche eines Werkstücks, unter Verwendung eines Elektrolytbehälters (2) für den Elektrolyten, einer Aufnahme (3) für das Werkstück, welches die Anode bildet, einer Kathode und einer Energieversorgung zur Bereitstellung des Polierstroms und der Prozessspannung, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage (1) eine Steuerung (12) zur Überwachung des Polierstroms (I) in Abhängigkeit von der Eintauchgeschwindigkeit des Werkstücks in den Elektrolyten aufweist.Investment ( 1 ) for cleaning and polishing the electrically conductive surface of a workpiece, using an electrolyte container ( 2 ) for the electrolyte, a receptacle ( 3 ) for the workpiece, which forms the anode, a cathode and a power supply for providing the polishing current and the process voltage, characterized in that the system ( 1 ) a controller ( 12 ) for monitoring the polishing flow (I) as a function of the immersion speed of the workpiece in the electrolyte. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (12) mit einer eine Aufnahme (3) des Werkstücks aufweisenden Hubeinrichtung (4) in Verbindung steht und die Hubbewegung der Hubeinrichtung (4) in Abhängigkeit von der Höhe des Polierstroms (I) bei Eintauchen des Werkstücks in den Elektrolyten steuerbar ist.Plant according to claim 1, characterized in that the controller ( 12 ) with a recording ( 3 ) of the workpiece having lifting device ( 4 ) and the lifting movement of the lifting device ( 4 ) is controllable as a function of the height of the polishing stream (I) when immersing the workpiece in the electrolyte. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (12) mit einer Zuflusseinrichtung des Elektrolyten in Verbindung steht und der Zufluss des Elektrolyten, bei in dem Elektrolytbehälter (2) befindlichem Werkstück, in Abhängigkeit von der Höhe des Polierstroms (I) steuerbar ist.Plant according to claim 1, characterized in that the controller ( 12 ) is in communication with an inflow device of the electrolyte and the inflow of the electrolyte, in in the electrolyte container ( 2 ) located workpiece, in dependence on the height of the polishing stream (I) is controllable. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei Erreichen eines oberen Referenzwertes des Polierstroms (I) die Hubbewegung der Hubeinrichtung (4) in Richtung des Bades des Elektrolyten oder der Zufluss des Elektrolyten unterbrochen und bei Unterschreiten eines unteren Referenzwertes die Hubbewegung der Hubeinrichtung (4) in Richtung des Bades des Elektrolyten oder der Zufluss des Elektrolyten fortgesetzt wird.Installation according to one of claims 1 to 3, characterized in that upon reaching an upper reference value of the polishing stream (I), the lifting movement of the lifting device ( 4 ) interrupted in the direction of the bath of the electrolyte or the inflow of the electrolyte and falls below a lower reference value, the lifting movement of the lifting device ( 4 ) is continued in the direction of the bath of the electrolyte or the inflow of the electrolyte. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der Steuerung ein Maximalstromwert einstellbar ist, und dass bei Überschreitung des Maximalstromwertes die Spannungsversorgung unterbrochen wird.Installation according to one of claims 1 to 4, characterized that in the control a maximum current value is adjustable, and that when exceeded of the maximum current value, the power supply is interrupted. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung ein Anzeigeinstrument zur Kontrolle des Polierstroms aufweist.Installation according to one of claims 1 to 5, characterized the controller is a display instrument for controlling the polishing current having. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Steuerung die Geschwindigkeit der Hubbewegung der Hubeinrichtung steuerbar ist.Installation according to one of claims 1 to 6, characterized that by means of the controller, the speed of the lifting movement of the Lifting device is controllable. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung eine erste Stelleinrichtung zum Einstellen der Polierzeit aufweist.Installation according to one of claims 1 to 7, characterized in that the controller has a first setting device for setting the Polishing time has. Anlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Stelleinrichtung ein elektronisches Zeitrelais ist.Plant according to claim 8, characterized in that the first actuator is an electronic timing relay. Anlage nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Stelleinrichtung die verbleibende Restzeit eines Bearbeitungsvorganges anzeigbar ist.Plant according to claim 8 or 9, characterized that with the adjusting device, the remaining time of a machining operation can be displayed. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in/an dem Elektrolytbehälter eine Heizung und eine Kühlung für die Elektrolyttemperatur angeordnet sind.Installation according to one of claims 1 to 10, characterized in / on the electrolyte container a heating and a cooling for the Electrolyte temperature are arranged. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung einen Temperaturregler zur Zuschaltung der Heizung oder Kühlung aufweist.Installation according to one of claims 1 to 11, characterized that the controller has a temperature controller for switching on the heater or cooling having. Anlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperaturregler ein Display zur Anzeige der Soll-/Ist-Temperatur aufweist.Plant according to claim 12, characterized in that that the temperature controller is a display for displaying the setpoint / actual temperature having. Anlage nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass bei Unterschreitung der Solltemperatur des Elektrolyten die Heizung und bei Überschreitung der Solltemperatur des Elektrolyten die Kühlung einschaltbar ist.Plant according to claim 12 or 13, characterized that falls below the target temperature of the electrolyte, the Heating and when exceeded the set temperature of the electrolyte, the cooling is switched on. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Messeinrichtung zur Erfassung des PH-Wertes des Elektrolyten aufweist.Installation according to one of claims 1 to 14, characterized in that it has a measuring device for detecting the pH value of the electrolyte. Anlage nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass an der Messeinrichtung ein Minimalwert und ein Maximalwert des PH-Wertes einstellbar sind.Plant according to claim 15, characterized in that that at the measuring device, a minimum value and a maximum value of the PH value are adjustable. Anlage nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Dosiereinrichtungen zur automatischen Zugabe von Substanzen an den Elektrolyten vorgesehen sind, wobei die Substanzen ein Erreichen der vorgegebenen PH-Werte ermöglichen.Plant according to claim 15 or 16, characterized in that one or more dosing devices for automatic addition are provided by substances to the electrolyte, wherein the substances allow reaching the given PH values. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass Messeinrichtungen zur Messung der Konzentration und/oder Leitfähigkeit des Elektrolyten integriert sind.Installation according to one of claims 1 to 17, characterized that measuring devices for measuring the concentration and / or conductivity of the electrolyte are integrated. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme für das Werkstück aus Titan oder nicht rostendem Stahl besteht.Installation according to one of claims 1 to 18, characterized that recording for the workpiece made of titanium or stainless steel. Anlage nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme ein oder mehrere einzelne Werkstücke oder ein oder mehrere mit mehreren Werkstücken bestückbare Magazine aufnimmt.Plant according to claim 19, characterized that the recording one or more individual workpieces or one or more magazines can be equipped with several workpieces. Anlage nach einem der Ansprüche 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme und die Magazine, bis auf die Kontaktstellen zum/zu Werkstück/den Werkstücken, elektrisch isoliert oder mit dielektrischem Material ummantelt ist/sind.Installation according to one of claims 19 or 20, characterized that the receptacle and the magazines, except for the contact points to / workpiece / workpieces, electrically isolated or coated with dielectric material is / are. Anlage nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme um eine vertikale Achse drehbar ist.Plant according to one of Claims 19 to 21, characterized that the receptacle is rotatable about a vertical axis. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Elektrolytbehälter Injektionsdüsen zur gezielten Badbewegung angeordnet sind.Plant according to one of Claims 1 to 22, characterized that in the electrolyte container injection nozzle are arranged for targeted bath movement. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass über dem Elektrolytbehälter eine Absaugung angeordnet ist.Installation according to one of claims 1 to 23, characterized that over the electrolyte container a suction is arranged. Anlage nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Absaugung mit einem Rückkühlsystem und einer Rückführung von Kondensat in den Elektrolytbehälter versehen ist.Plant according to claim 24, characterized that the suction with a recooling system and a repatriation of Condensate in the electrolyte tank is provided. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektrolytbehälter und/oder die Kathoden und/oder die Heizelemente mit Ultraschallschwingungen beaufschlagbar sind.Installation according to one of claims 1 to 25, characterized that the electrolyte container and / or the cathodes and / or the heating elements with ultrasonic vibrations can be acted upon. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Spüleinrichtung für das bearbeitete Werkstück aufweist.Installation according to one of claims 1 to 26, characterized that they have a flushing device for the machined workpiece having. Anlage nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Spüleinrichtung mit einer Heizung zur Erwärmung von Spülwasser versehen ist.Plant according to claim 27, characterized that the rinsing device with a heater for heating of rinse water is provided. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektrolytbehälter, die Aufnahme, die Absaugung und die Spüleinrichtung in einer Polierzelle ausgebildet sind.Installation according to one of claims 1 to 28, characterized that the electrolyte container, the Pickup, suction and rinsing in a polishing cell are formed. Anlage nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass jede Polierzelle einen Sicherheitsdeckel/-verschluss aufweist.Plant according to claim 29, characterized each polishing cell has a safety lid / closure. Anlage nach Anspruch 29 oder 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromversorgung und die Steuerung innerhalb oder außerhalb der Polierzelle angeordnet sind.Plant according to claim 29 or 30, characterized that the power supply and the control inside or outside the polishing cell are arranged. Anlage nach Anspruch 30 oder 31, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Polierzellen eine gemeinsame Stromversorgung und/oder Steuerung aufweisen.Plant according to claim 30 or 31, characterized that several polishing cells have a common power supply and / or Have control. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektrolytbehälter und/oder darin befindliche Bleche und/oder Siebe als Kathode ausgebildet sind.Installation according to one of claims 1 to 32, characterized that the electrolyte container and / or formed therein sheets and / or screens designed as a cathode are. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass das gesamte Werkstück oder zumindest die Oberfläche des Werkstücks aus metallischem Werkstoff besteht.Installation according to one of claims 1 to 33, characterized that the entire workpiece or at least the surface of the workpiece consists of metallic material. Anlage nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück einen Grundkörper aus einem isolierenden Werkstoff aufweist, der mit der Oberfläche aus metallischem Werkstoff versehen ist.Plant according to claim 34, characterized that the workpiece a basic body an insulating material that matches the surface is provided metallic material. Anlage nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass der metallische Werkstoff hochlegierter Stahl ist.Plant according to claim 34, characterized that the metallic material is high-alloy steel. Anlage nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass die metallischen Werkstoffe Titan, Kupfer oder Legierungen der vorgenannten Materialien sind.Plant according to claim 34, characterized that the metallic materials titanium, copper or alloys the aforementioned materials. Verfahren zum Reinigen und Polieren der elektrisch leitfähigen Oberfläche eines Werkstücks, unter Nutzung einer Anlage nach Anspruch 1, unter Verwendung eines Elektrolytbehälters (2) für den Elektrolyten, einer Aufnahme (3) für das Werkstück, welches die Anode bildet, einer Kathode und einer Energieversorgung zur Bereitstellung des Polierstroms und der Prozessspannung, dadurch gekennzeichnet, dass die Eintauchgeschwindigkeit des Werkstücks in den Elektrolyten in Abhängigkeit von der Höhe des Polierstroms eingestellt wird.A method for cleaning and polishing the electrically conductive surface of a workpiece, using a plant according to claim 1, using an electrolyte container ( 2 ) for the electrolyte, a receptacle ( 3 ) for the workpiece forming the anode, a cathode and a power supply for providing the polishing current and the process voltage, characterized in that the immersion speed of the workpiece in the electrolyte is adjusted in dependence on the level of the polishing current. Verfahren nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, dass der Eintauchvorgang des Werkstücks in den Elektrolyten bei einem mit Elektrolyten gefüllten Elektrolytbehälter (2) durch eine Abwärtsbewegung/Eintauchbewegung des Werkstücks in den Elektrolyten erfolgt.A method according to claim 38, characterized in that the immersion process of the workpiece in the electrolyte in an electrolyte container filled with electrolyte ( 2 ) takes place by a downward movement / immersion movement of the workpiece in the electrolyte. Verfahren nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, dass bei Überschreiten eines oberen Referenzwertes des Polierstromes die Eintauchgeschwindigkeit verringert oder die Eintauchbewegung gestoppt wird und bei Unterschreiten dieses oberen Referenzwertes oder eines unteren Referenzwertes die Eintauchgeschwindigkeit vergrößert oder die Eintauchbewegung fortgesetzt wird.Method according to claim 39, characterized that when crossing an upper reference value of the polishing current, the immersion speed decreases or the immersion movement is stopped and falls below this upper reference value or a lower reference value the Immersion speed increased or the immersion movement is continued. Verfahren nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, dass der Eintauchvorgang des Werkstücks in den Elektrolyten dadurch erfolgt, dass das Werkstück in einen ungefüllten Elektrolytbehälter verbracht und der Behälter mit Elektrolyt befüllt wird.A method according to claim 38, characterized in that the immersion process of the factory piece in the electrolyte takes place in that the workpiece is placed in an unfilled electrolyte container and the container is filled with electrolyte. Verfahren nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, dass bei Überschreiten eines oberen Referenzwertes des Polierstromes der Befüllvorgang des Elektrolytbehälters mit dem Elektrolyten unterbrochen und bei Unterschreiten dieses oberen Referenzwertes oder eines unteren Referenzwertes fortgesetzt wird.Method according to claim 41, characterized that when crossing an upper reference value of the polishing stream of the filling of the electrolyte reservoir interrupted with the electrolyte and falls below this upper reference value or a lower reference value becomes. Verfahren nach einem der Ansprüche 38 bis 42, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer Steuerung ein Maximalstromwert eingestellt und bei Überschreitung des Maximalstromwertes die Spannungsversorgung unterbrochen wird.Method according to one of claims 38 to 42, characterized that by means of a controller set a maximum current value and when exceeded of the maximum current value, the power supply is interrupted. Verfahren nach einem der Ansprüche 38 bis 43, dadurch gekennzeichnet, dass während des Plasmapolierens mittels einer Heizung und/einer Kühlung die Elektrolyttemperatur des Elektrolyten beeinflusst wird.Method according to one of Claims 38 to 43, characterized that while plasma polishing by means of heating and / or cooling the Electrolyte temperature of the electrolyte is affected. Verfahren nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur des Elektrolyten während des Plasmapolierens 20°C bis 95°C beträgt.Method according to claim 44, characterized in that the temperature of the electrolyte during plasma polishing is 20 ° C to 95 ° C. Verfahren nach Anspruch 44 oder 45, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erreichen einer vorgegebenen Temperatur des Elektrolyten während des Plasmapolierens die Kühlung oder die Heizung zuschaltbar ist.A method according to claim 44 or 45, characterized that for reaching a predetermined temperature of the electrolyte during the Plasmapolierens the cooling or the heating is switchable. Verfahren nach einem der Ansprüche 38 bis 46, dadurch gekennzeichnet, dass während des Plasmapolierens der PH-Wert des Elektrolyten beeinflussbar ist.Method according to one of Claims 38 to 46, characterized that while Plasma polishing the pH of the electrolyte can be influenced. Verfahren nach Anspruch 47, dadurch gekennzeichnet, dass zur Aufrechterhaltung eines vorgegebenen PH-Wertes während des Plasmapolierens dem Elektrolyten Substanzen beigefügt werden, die ein Einhalten des vorgegebenen PH-Wertes ermöglichen.Method according to claim 47, characterized that to maintain a given pH during the Plasmapolierens substances are added to the electrolyte allow compliance with the given PH value. Verfahren nach einem der Ansprüche 38 bis 48, dadurch gekennzeichnet, dass während des Plasmapolierens eine Messung der Konzentration und/oder Leitfähigkeit des Elektrolyten erfolgt.Method according to one of Claims 38 to 48, characterized that while plasma polishing, a measurement of concentration and / or conductivity of the electrolyte takes place. Verfahren nach einem der Ansprüche 38 bis 49, dadurch gekennzeichnet, dass während des Plasmapolierens in dem Elektrolytbehälter eine Badbewegung des Elektrolyten erfolgt.Method according to one of claims 38 to 49, characterized that while plasma polishing in the electrolyte container, a bath movement of the electrolyte he follows. Verfahren nach einem der Ansprüche 38 bis 50, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektrolytbehälter und/oder die Kathoden und/oder die Heizelemente mit Ultraschallschwingungen beaufschlagt werden.Method according to one of claims 38 to 50, characterized that the electrolyte container and / or the cathodes and / or the heating elements with ultrasonic vibrations be charged.
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