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
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
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
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:
- a) im Längsschnitt (Teilschnitt),
- b) in der Draufsicht,
- a) in longitudinal section (partial section),
- b) in plan view,
Eine
kompakte Anlage
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
Weiterhin
können
auch hier nicht dargestellte Dosiereinrichtungen am Elektrolytbehälter
Die
rechte Seite des Gehäuses
G ist mit einer Isolierung
An
der Oberseite (s.
Über Stromversorgung/Steuerung
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
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
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
Es
ist auch möglich,
die Plasmapolieranlage
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
Eine
Anlage gem.
Die
Stromversorgung der Anlagen gem.
Die
Stromversorgung
Die
Steuerung
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)
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