ES2327702A1 - System of automatic regulation of the anodic current in a galvanic bath. (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) - Google Patents

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    • G05F1/00Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
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Abstract

Automatic regulation system of the anodic current in a galvanic bath, comprising means of control and automatic regulation of the signal that is provided to the bath, in such a way that in a control loop and following a pre-established pattern, the current is adjusted and tension of the bath in function of the surface of the piece subjected to said bath. (Machine-translation by Google Translate, not legally binding)

Description

Sistema de regulación automática de la corriente anódica en un baño galvánico.Automatic current regulation system Anodic in a galvanic bath.

Objeto de la invenciónObject of the invention

El objeto de la presente invención es un nuevo sistema para la regulación automática de la corriente anódica en un baño galvánico, de tal forma que se evite la influencia del operario en la inicialización del proceso. Son objetos de la presente invención la regulación automática de la corriente a partir de la superficie activa del cátodo.The object of the present invention is a new system for automatic regulation of anodic current in a galvanic bath, so that the influence of the Operator in the initialization of the process. They are objects of the present invention automatic regulation of the current to from the active cathode surface.

Esta invención es de especial aplicación en cualquier proceso que requiera del uso de baños galvánicos.This invention is of special application in any process that requires the use of galvanic baths.

Antecedentes de la invenciónBackground of the invention

En un baño galvánico, la corriente circula entre ánodo y cátodo, aplicando una deposición metálica en la superficie del cátodo, la cual es proporcional a dicha corriente.In a galvanic bath, the current flows between anode and cathode, applying a metallic deposition on the surface of the cathode, which is proportional to said current.

El grosor del material depositado en el cátodo, depende directamente de la corriente anódica, del tiempo de aplicación y del factor de deposición del baño electrolítico, influyendo la superficie del cátodo inversamente en él.The thickness of the material deposited in the cathode, it depends directly on the anodic current, the time of application and deposition factor of the electrolytic bath, influencing the cathode surface inversely on it.

Así por ejemplo, tendremos que:For example, we will have to:

G = \frac{A \text{*} T \text{*} F}{S}G = \ frac {A \ text {*} T \ text {*} F} {S}

Donde G es el grosor en micras, A la corriente en amperios, T el tiempo en minutos, S la superficie del cátodo en decímetros cuadrados, y F el factor de deposición definido por:Where G is the thickness in microns, To the current in amps, T the time in minutes, S the cathode surface in square decimeters, and F the deposition factor defined by:

F = \frac{A}{S} * G * TF = \ frac {A} {S} * G * T

Observando los elementos de la fórmula, es posible apreciar los siguientes puntos:Looking at the elements of the formula, it is possible to appreciate the following points:

--
Es conocido el grosor deseado.Is known the desired thickness.

--
Es posible el control de la corriente que hay que aplicar.Is possible control of the current to be applied.

--
Es posible el control del tiempo de aplicación de la corriente.Is possible control of the application time of the stream.

--
Es conocido el factor de deposición del baño.Is known the deposition factor of the bathroom.

--
Es difícil conocer la superficie del cátodo, y por tanto su medida es complicada.Is difficult to know the cathode surface, and therefore its measurement is complicated

--
Sin el conocimiento exacto de la superficie del cátodo, es imposible conocer la cantidad de micras que estamos depositando.Without him exact knowledge of the cathode surface, it is impossible Know the amount of microns we are depositing.

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En los baños galvánicos convencionales, la regulación se produce manualmente, o bien asistida por ordenador, pero siempre con los datos proporcionados por el operario. La curva de inicialización de corriente se realiza manualmente, según las constantes más o menos establecidas por una experiencia adquirida. Existen rectificadores que estabilizan la corriente, esto es bueno para mantenerla constante, pero la regulación tiene que seguir haciéndose de manera manual. Estos rectificadores acostumbran a tener la opción de estabilizar la tensión del baño, pero no compensan las caídas que pueden sufrir las conexiones entre éstos y el baño.In conventional galvanic baths, the regulation occurs manually, or assisted by computer, but always with the data provided by the operator. The curve Initialization of current is done manually, according to the constants more or less established by an experience acquired. There are rectifiers that stabilize the current, this is good to keep it constant, but the regulation has to follow being done manually. These rectifiers are used to have the option of stabilizing the bath voltage, but not compensate for the falls that the connections between them can suffer and bathroom.

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Así pues, los principales inconvenientes que presentan los sistemas utilizados actualmente se resumen en:So, the main drawbacks that present the systems currently used are summarized in:

--
Necesidad de una regulación de la corriente a partir de datos erróneos de la superficie del cátodo.Need for regulation of the current from erroneous surface data of the cathode.

--
Aún en el caso de conocerse la corriente que es necesario aplicar, es necesario dar una corriente e inicio más baja sin conocer exactamente que corriente es la correcta. Es una práctica habitual el utilizar un criterio de uso de la mitad o un tercio de la corriente nominal, según los materiales, el estado del cátodo o el criterio del operario, por un tiempo también aproximado y comprendido entre los 5 y 10 minutos.Still in the case of knowing the current that is necessary to apply, is necessary to give a lower current and start without knowing exactly which current is correct. It is a common practice using a criterion of use of half or a third of the rated current, depending on the materials, the state of the cathode or the Operator criteria, for an approximate time and between 5 and 10 minutes.

--
El éxito de la producción depende simplemente del buen funcionamiento del equipo y su calibración.He production success simply depends on the proper functioning of the equipment and its calibration.
Descripción de la invenciónDescription of the invention

Para paliar los problemas arriba mencionados, se presenta el sistema de regulación automática de la corriente anódica en un baño galvánico, objeto de la presente patente de invención.To alleviate the problems mentioned above, it presents the automatic current regulation system anodic in a galvanic bath, object of the present patent of invention.

En primer lugar, se ha de tener en cuenta que hay dos factores importantes en un baño galvánico, que son la corriente anódica y la tensión entre ánodo y cátodo. Entre estos factores existe una relación que puede variar si no son constantes los siguientes factores:First, it must be taken into account that there are two important factors in a galvanic bath, which are the Anodic current and voltage between anode and cathode. Between these factors there is a relationship that can vary if they are not constant The following factors:

--
Conductividad del baño, constante, aunque puede variar después de varios días de trabajo.Bath conductivity, constant, although it may vary after several days of work.

--
Volumen del baño, es constante.Bathroom volume, is constant.

--
Distancia entre ánodo y cátodo, es constante.Distance between anode and cathode, is constant.

--
Superficie del ánodo, es constante, pero tiende a disminuir ligeramente por la aportación de material al cátodo, con lo que puede variar después de algunos días de trabajo.Anode surface, is constant, but tends to decrease slightly by the contribution of material to cathode, which may vary after a few days of job.

--
Agitación del baño, que se puede mantener uniforme.Bath shaking, which can be keep uniform.

--
Superficie del cátodo, varía constantemente, pues son las distintas piezas que vamos pasando por el baño para galvanizarlas. Además cada una de ellas es distinta a las demás, y no es posible calcular su superficie.Surface of the cathode, varies constantly, because they are the different pieces that we are going through the bathroom to galvanize them. In addition each of them is different from the others, and it is not possible to calculate its surface.

Así, por ejemplo, en un baño de cobre destinado a adicionar dicho metal sobre circuitos impresos tenemos que:Thus, for example, in a copper bath intended To add this metal on printed circuits we have to:

1.- Se disponen cinco planchas de cobre con distintos tamaños, con distintas superficies: 2 dm^{2}, 4 dm^{2}, 6 dm^{2}, 12 dm^{2}, 18 dm^{2}.1.- Five copper plates with different sizes, with different surfaces: 2 dm 2, 4 dm 2, 6 dm 2, 12 dm 2, 18 dm 2.

2.- Se realiza un ensayo sobre cada una de ellas, aplicándoles una corriente anódica de 1 amperio por cada dm^{2} de superficie después de aplicarles una curva ascendente de corriente para dar tiempo a activar totalmente el cobre del cátodo, midiendo finalmente en cada una el valor de la tensión entre ánodo y cátodo, como se puede observar en la siguiente tabla:2.- An essay is carried out on each of them, applying an anodic current of 1 amp for each dm 2 of surface after applying an upward curve of current to allow time to fully activate the copper of the cathode, finally measuring in each one the value of the tension between anode and cathode, as can be seen in the following table:

1one

Se observa durante el ensayo que, al cambiar la placa sin variar la tensión, aumenta o disminuye la corriente en función de la superficie de dicha placa, pero nunca llega al valor correcto que tendría que llegar. Así pues, cuando la superficie es inferior, la corriente no llega a bajar lo suficiente, mientras que cuando la corriente es superior, no llega a subir lo necesario. Es por tanto deducible que el baño galvánico no tiene un comportamiento resistivo puro.It is observed during the trial that, when changing the plate without varying the voltage, increases or decreases the current in function of the surface of said plate, but never reaches the value correct that it would have to arrive. So, when the surface is lower, the current does not lower enough, while when the current is higher, the necessary does not rise. Is therefore deductible that the galvanic bath does not have a pure resistive behavior.

Pero dado que para una misma tensión entre ánodo y cátodo la superficie del cátodo influye de una forma directa y proporcional sobre la corriente anódica aplicada es posible la confección de un patrón de comportamiento para unas mismas condiciones de ensayo. Así será posible depositar placas de superficie desconocida, simplemente variando la tensión del baño hasta que se correspondan los valores de corriente y tensión con los del patrón o referencia.But since for the same tension between anode and cathode the surface of the cathode influences in a direct way and proportional to the anodic current applied is possible preparation of a pattern of behavior for oneself test conditions. Thus it will be possible to deposit plates of unknown surface, simply varying the tension of the bathroom until the current and voltage values correspond with those of the employer or reference.

El procedimiento de calibración es sencillo, ya que se dispondrán de dos cátodos distintos de calibración, uno con una superficie aproximada a la mínima pieza con la que tengamos que trabajar en el baño y otro con la máxima superficie que se pueda realizar, de tal forma que se tomen las medidas de corriente y tensión en cada caso, trazando una curva de calibración que abarque todo el rango de trabajo. Es evidente que las tensiones que queden comprendidas entre las dos tensiones de calibración, coincidirán con la curva de calibración para una deposición controlada.The calibration procedure is simple, since that two different calibration cathodes will be available, one with a surface approximated to the minimum piece with which we have to work in the bathroom and another with the maximum area that can be perform, so that current measurements are taken and voltage in each case, drawing a calibration curve that covers The whole range of work. It is clear that the tensions that remain between the two calibration voltages, will coincide with the calibration curve for controlled deposition.

El sistema donde que implementa la regulación es un circuito electrónico que mediante sondas de test conectadas a los ánodos y al mismo cátodo, controla en todo momento la tensión en el baño, y también controlando de forma paralela la tensión de un shunt, por donde pasa la corriente consumida por el baño. Con estos datos, más la referencia aportada por la curva de calibración definida, es capaz de regular la tensión del baño.The system where the regulation is implemented is an electronic circuit that, by means of test probes connected to the anodes and to the same cathode, controls the tension in the bathroom at all times, and also controls in parallel the voltage of a shunt , where it passes the current consumed by the bathroom. With these data, plus the reference provided by the defined calibration curve, it is able to regulate the bath voltage.

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Se consigue mediante esta regulación una optimización de la relación deposición - tiempo dando mayor rentabilidad al proceso y mejor calidad por no existir rechazo posible de piezas que han recibido más deposición de la que podían asimilar. Otras ventajas respecto del actual estado de la técnica son:It is achieved through this regulation a optimization of the deposition relationship - giving more time profitability to the process and better quality because there is no rejection possible parts that have received more deposition than they could assimilate. Other advantages over the current state of the art They are:

--
No es necesario conocer la superficie del cátodo.It is not It is necessary to know the cathode surface.

--
Todas las piezas tienen un acabado idéntico.All The pieces have an identical finish.

--
Eliminamos posibilidad de rechazo.We eliminate possibility of rejection.

--
Deposición del máximo de material en el mínimo tiempo posible, gracias a que esta tecnología está basada en el aprovechamiento de la capacidad activa de deposición del cátodo en todo momento.Deposition of the maximum material in the minimum possible time, because this technology is based on taking advantage of the active cathode deposition capacity at all times.

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Es igualmente destacable que, si existe algún problema en el baño, como falta de agitación o aumento repentino de la conductividad, con un sistema convencional, se provocaría el pasivado y precipitación de la deposición. Con este nuevo sistema, y siendo aplicado por un sistema como el descrito en la presente patente de invención, que regula la tensión según la carga admisible por el cátodo, este sistema detectaría el inicio del pasivado, ya que baja ligeramente la intensidad, no correspondiéndose con la tensión del baño, bajando automáticamente la tensión del baño y buscando un nuevo punto de equilibrio correspondiente con la curva de calibración, ante lo cual la pieza no llegaría nunca a pasivarse y/o precipitarse.It is equally remarkable that, if there is any problem in the bathroom, such as lack of agitation or sudden increase in conductivity, with a conventional system, would cause passivation and precipitation of deposition. With this new system, and being applied by a system like the one described here invention patent, which regulates the tension according to the load admissible by the cathode, this system would detect the onset of passivated, since the intensity falls slightly, no corresponding to the tension of the bath, going down automatically the tension of the bathroom and looking for a new point of balance corresponding to the calibration curve, before which the part He would never passivate and / or rush.

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Breve descripción de las figurasBrief description of the figures

A continuación se describen de manera muy breve una serie de dibujos que ayudan a comprender mejor la invención y que se relacionan expresamente con una realización de dicha invención que se presenta como un ejemplo ilustrativo pero no limitativo de ésta.They are described very briefly below. a series of drawings that help to better understand the invention and that expressly relate to an embodiment of said invention presented as an illustrative example but not limiting it.

En la figura 1 se puede observar un plano esquemático del sistema de regulación automática de la corriente anódica en un baño galvánico.In figure 1 a plane can be observed schematic of the automatic current regulation system Anodic in a galvanic bath.

En la figura 2 se muestra un esquema eléctrico de una realización preferida de los medios de control de la regulación galvánica.An electrical scheme is shown in Figure 2 of a preferred embodiment of the control means of the galvanic regulation.

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Realización preferente de la invenciónPreferred Embodiment of the Invention

Como es posible observar en las figura 1 el sistema de regulación automática de la corriente anódica en un baño galvánico, objeto de la presente invención, comprende al menos:As it is possible to observe in figure 1 the automatic regulation system of anodic current in a bath Galvanic, object of the present invention, comprises at least:

medios variadores (1),media drives (1),

medios de transformadores de tensión (2),means of voltage transformers (2),

una pluralidad de medios rectificadores de silicio (3),a plurality of silicon rectifying means (3),

medios shunt (4), shunt means (4),

medios de regulación y control electrónica 5,means of electronic regulation and control 5,

medios de control 6 del motor,means of engine control 6,

un motor reductor 7,a motor reducer 7,

medios medidores de corriente 8,measuring means of current 8,

una pluralidad de ánodos 9, comprendiendoa plurality of anodes 9, comprising

una pluralidad de cestas 13, ya plurality of baskets 13, and

una pluralidad de terminales de conexión 16,a plurality of connection terminals 16,

un cátodo 10, comprendiendoa cathode 10, understanding

un bastidor 14,a rack 14,

unas pinzas de conexión 15,some tweezers connection 15,

una cuba galvánica 11,a Cuba galvanic 11,

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La alimentación eléctrica está conectada al variador 1, y de ahí al transformador 2. La salida del transformador está conectada con el shunt 4 y los rectificadores 3. La corriente en el shunt 4 está medida por el amperímetro 8.The power supply is connected to the drive 1, and from there to the transformer 2. The output of the transformer is connected to shunt 4 and rectifiers 3. The current in shunt 4 is measured by ammeter 8.

La corriente que atraviesa los rectificadores 3, alimenta los ánodos 9. Otro terminal del shunt 4 está conectada con el cátodo 10.The current flowing through the rectifiers 3 feeds the anodes 9. Another terminal of shunt 4 is connected to the cathode 10.

A los medios de control 5 llegan las siguientes señales:The following are available to the control means 5 signals:

--
señal de cátodo de test 15,signal of test cathode 15,

--
señal de ánodo 9,signal of anode 9,

--
señal de shunt 4, del cátodo 10signal shunt 4, cathode 10

--
señal de shunt 4 del transformador 2,signal shunt 4 of transformer 2,

Los medios de control 5 están conectados con el control del motor, y de ahí al variador, cerrando el lazo de control.The control means 5 are connected to the motor control, and from there to the drive, closing the loop of control.

En la figura 2 se muestra una realización de los medios de control 5, basados en un circuito electrónico con tres alimentaciones distintas, dos de ellas con distinto potencial incluso entre masas y que exactamente se corresponden con la toma negativa del shunt y con el cátodo 10.Figure 2 shows an embodiment of the control means 5, based on an electronic circuit with three different feeds, two of them with different potential even between masses and that exactly correspond to the shot Shunt negative and with cathode 10.

Las masas 21 y 22, que son las de distinto potencial, son alimentadas por dos fuentes estabilizadas y totalmente independientes, siendo esto así para que no interfieran las señales medidas en el baño con las medidas en el shunt 4. La masa número 23 alimenta los circuitos de maniobra y sus optoacopladores; esta masa tiene una fuente estabilizada con regulador independiente.The masses 21 and 22, which are those of different potential, are fed by two stabilized sources and totally independent, this being so that they do not interfere the signals measured in the bathroom with the measurements in shunt 4. The mass number 23 feeds the maneuver circuits and their optocouplers; this mass has a stabilized source with independent regulator

Medición de corriente de bañoBath current measurement

El primer punto importante es la medición de corriente del baño, que comprende medios de ajuste de escala 100. Justo en la salida del shunt, tenemos un potenciómetro ajustable multivuelta de ajuste final escala 101, donde para un valor máximo de shunt, preferentemente 100 mV, obtendremos un valor máximo de salida, preferentemente 7 V. Al otro extremo de éste potenciómetro ajustable, tenemos una resistencia a masa y la salida de un operacional que da la tensión de polarización al amplificador de la señal de shunt a través de éste potenciómetro de ajuste, para el valor de corriente 0 en el baño, en éste caso mediante el potenciómetro multivuelta de ajuste inicio escala 102 ajustaremos para tener una lectura apropiada en la salida del optoacoplador, preferentemente 1 V.The first important point is the measurement of bath current, comprising adjustment means of scale 100. Right at the shunt outlet, we have an adjustable potentiometer multiturn final adjustment scale 101, where for a maximum value of shunt, preferably 100 mV, we will obtain a maximum value of output, preferably 7 V. To the other end of this potentiometer adjustable, we have a resistance to mass and the output of a operational that gives the bias voltage to the amplifier of the shunt signal through this adjustment potentiometer, for the current value 0 in the bathroom, in this case by means of the multiturn potentiometer adjustment start scale 102 we will adjust to have an appropriate reading at the optocoupler output, preferably 1 V.

Como la señal proveniente del shunt es pulsante continua ya que la corriente rectificada no está filtrada, se ha dispuesto en la entrada del operacional un filtro tipo paso-bajo para posibles interferencias de frecuencias altas. También a la salida del amplificador, se ha dispuesto un filtro similar en contra-reacción conectándolo a la entrada negativa del operacional.As the signal from the shunt is pulsating continuous since the rectified current is not filtered, it has disposed at the entrance of the operational a type filter low-pass for possible interference from high frequencies Also at the output of the amplifier, it has arranged a similar filter in counter-reaction connecting it to the negative input of the operational.

Obsérvese que para hacer éstos ajustes hay una resistencia, que proviene de la alimentación positiva, la cual eleva la tensión en los puntos de entrada de tensión de shunt en cuanto se desconecta éste. Con una placa de calibración a base de potenciómetros ajustables resistencias y switches, podemos regular fácilmente las tensiones deseadas para calibrar. De esta forma, en la salida se dispone de un valor de tensión indicativo de la corriente que circula por el baño.Note that to make these adjustments there is a resistance, which comes from positive eating, which raises the voltage at the shunt voltage input points in how much this one is disconnected. With a calibration plate based on Adjustable potentiometers resistors and switches, we can regulate Easily desired stresses to calibrate. In this way, in the output has a voltage value indicative of the current flowing through the bathroom.

Medición de tensión del bañoBath voltage measurement

La medición de tensión de baño comprende medios de ajuste de la curva 200, en su máximo 201 y mínimo 202. El cátodo está conectado a la masa 22 y por otro lado justo en el ánodo tomamos la conexión que entra a los medios de ajuste de la curva máxima, éste hay que dejarlo a mitad de recorrido puesto que es uno de los ajustes que se han de realizar periódicamente y desde el exterior del aparato, así como ocurría con el amplificador para medición de la corriente del baño, podemos ver que al otro extremo de este potenciómetro hay una resistencia a masa y la salida de un amplificador operacional que nos proporciona la tensión de polarización para las señales de tensión mínima de trabajo del baño, ésta se ajusta con un potenciómetro multivuelta de ajuste de curva mínima, éste también se deja a mitad de recorrido pues es el otro ajuste que hay que realizar de forma periódica y, por lo tanto, se hará también desde el exterior.Bathing voltage measurement comprises means of adjustment of curve 200, at its maximum 201 and minimum 202. The cathode is connected to ground 22 and on the other hand right at the anode we take the connection that enters the curve adjustment means maximum, this must be left midway since it is one of the adjustments to be made periodically and from the outside the device, as was the case with the amplifier to bath current measurement, we can see that at the other end of this potentiometer there is a resistance to ground and the output of a operational amplifier that provides us with the voltage of polarization for the minimum working voltage signals of the bath, this is adjusted with a multiturn potentiometer adjusting minimum curve, this is also left midway as it is the another adjustment that must be made periodically and, therefore, It will also be done from the outside.

Puede observarse que se disponen igualmente de filtros tipo pasa-bajo en la entrada del amplificador y en la salida en contra-reacción, ya que la tensión en el baño también es pulsante y continua. Obsérvese que en la salida del amplificador, mediante un potenciómetro multivuelta, podemos ajustar la ganancia del amplificador, es decir, se ajusta el punto máximo de trabajo.It can be seen that they also have low pass filters at the entrance of the amplifier and in the counter-reaction output, already that the tension in the bathroom is also pulsating and continuous. Observe yourself that at the output of the amplifier, using a potentiometer multiturn, we can adjust the gain of the amplifier, that is, the maximum working point is adjusted.

Podemos observar que en la entrada de tensión procedente del baño, hay una resistencia proveniente de alimentación. En este punto se procederá como se ha descrito en la corriente, desconectando la señal del baño y conectando una placa de calibración con resistencias ajustables y switches. Miraremos en el baño que tensión hay entre ánodo y cátodo poniendo la máxima superficie de cátodo y haciendo trabajar al baño con la correspondiente corriente para la superficie de dicho cátodo; ésta tensión la ajustaremos en la placa de calibración y seguidamente ajustaremos la ganancia del amplificador para que en la salida del optoacoplador tengamos una lectura apropiada. Seguidamente hemos de pasar a todo lo contrario, ver que tensión es la mínima del baño para depositar sobre una superficie ínfima, y la corriente correcta para su superficie. Esta tensión la ajustamos en la placa de calibración y pasamos a ajustar el potenciómetro de preajuste para que nos dé un valor de tensión en la salida del optoacoplador apropiado. Estos ajustes también se influencian entre sí. Una vez realizados los ajustes se dispone el equipo ajustado. Así, en la salida de los optoacopladores, se dispone de la señal calibrada, preferentemente entre 1 y 7 voltios para la escala. Y en la salida, la señal de tensión de baño, calibrada preferentemente entre 1 y 7 voltios para la escala de tensión.We can observe that at the voltage input coming from the bathroom, there is a resistance coming from feeding. At this point, proceed as described in the current, disconnecting the signal from the bathroom and connecting a board  Calibration with adjustable resistors and switches. We will look in the bath which tension is between anode and cathode putting the maximum cathode surface and making the bathroom work with the corresponding current for the surface of said cathode; is tension we will adjust it on the calibration plate and then we will adjust the amplifier gain so that at the output of the Optocoupler let's have an appropriate reading. Then we have to go to the opposite, see what tension is the minimum of the bathroom to deposit on a tiny surface, and the correct current for its surface. We adjust this tension on the plate calibration and we set the preset potentiometer to that gives us a voltage value at the optocoupler output appropriate. These adjustments also influence each other. One time Once the adjustments are made, the adjusted equipment is arranged. So, in the optocouplers output, the calibrated signal is available, preferably between 1 and 7 volts for the scale. And on the way out, the bath voltage signal, preferably calibrated between 1 and 7 volts for the voltage scale.

Solo queda enviar éstas dos señales a un comparador 300 y éste según sean las señales dará señal positiva por una salida o por la otra, pero en el caso que las señales sean exactas dentro de un margen comprendido entre los +3 milivoltios y -3 milivoltios, dará señal positiva en las dos salidas, en éste caso querrá decir que la corriente aplicada al baño es la correcta para la tensión existente en dicho baño. Ahora estas salidas del comparador van a la placa de control de potencia, que en el caso de este aparato, es una placa de control de motor con el cual movemos el variador que alimenta la parte de potencia.It only remains to send these two signals to a comparator 300 and this according to the signals will give a positive signal by one exit or the other, but in the case that the signals are exact within a range between +3 millivolts and -3 millivolts, will give a positive signal at the two outputs, in this one case will mean that the current applied to the bathroom is correct for the tension existing in said bath. Now these departures from comparator go to the power control board, which in the case of This device is a motor control board with which we move the drive that feeds the power part.

Obsérvese que en la salida del optoacoplador, hay una resistencia que lleva la señal al comparador 300, y justo allí nos encontramos un diodo zéner a masa, esto es para frenar la señal al llegar al fondo escala de la corriente y de esa forma proteger el aparato y la pieza puesta en el baño, ya que el controlador al llegar al final de escala corre el peligro de quedar fuera de control en el caso que pusiéramos una pieza que por su tamaño el regulador tuviera que mandar administrar una corriente por encima del fondo de escala de regulación del aparato.Note that at the output of the optocoupler, there is a resistor that carries the signal to comparator 300, and just there we found a zéner diode to ground, this is to stop the signal upon reaching the bottom scale of the current and that way protect the device and the piece put in the bathroom, since the controller at the end of scale runs the risk of being out of control in the case that we put a piece that by its size the regulator had to send administer a current by above the bottom of the device regulation scale.

Los amplificadores de señal de referencia de la tensión y la corriente aplicada en el baño, tienen el punto de saturación medido en la salida de los optoacopladores por encima de los 8 voltios, en caso de llegar las señales a éstos valores, podría provocar dos cosas bien distintas, o el paro de ascendencia de corriente por que primero se saturaría la tensión de referencia de la corriente, o por el contrario la subida de la corriente hasta llegar al final de carrera superior del variador, por haberse saturado antes la señal de referencia correspondiente a la ' tensión. En el primer caso estaríamos depositando en la pieza menos material, pero no la estropearíamos, mientras que en el segundo caso quemaríamos la pieza por una corriente excesiva. Para eliminar la posibilidad de que suba la corriente descontroladamente en el caso de rebasar el final de escala, se ha dispuesto el diodo zéner anteriormente comentado en la salida del optoacoplador correspondiente a la tensión de referencia de la corriente, de tal modo que, cuando se llegue al fondo de escala, se disponga de un freno que asegure que la tensión de saturación en éste punto de medición, que es la entrada al comparador, sea siempre inferior a la tensión de saturación referente a la tensión del baño.The reference signal amplifiers of the voltage and current applied in the bathroom, have the point of saturation measured at the output of the optocouplers above the 8 volts, if the signals reach these values, could cause two very different things, or the descent of ancestry of current because the reference voltage of the current, or on the contrary the rise of the current to reach the upper limit switch of the drive, for having saturated before the reference signal corresponding to the ' tension. In the first case we would be depositing in the piece less material, but we would not spoil it, while in the second In case we burn the piece by an excessive current. To remove the possibility of the current rising uncontrollably in the if the end of scale is exceeded, the zerner diode has been arranged previously commented on the optocoupler output corresponding to the reference voltage of the current, of such so that, when the full scale is reached, a brake that ensures saturation voltage at this point of measurement, which is the input to the comparator, is always less than the saturation voltage referring to the bath voltage.

Cuando llegue la corriente a fondo de escala, el controlador frenará forzosamente la subida de corriente, sea cual sea la superficie del cátodo; en éste caso simplemente hemos de saber que cuando el aparato esté trabajando a fondo de escala, no es fiable y tendríamos que bajar la superficie del cátodo.When the full scale current arrives, the controller will forcefully stop the power surge, whatever be the surface of the cathode; in this case we simply have to know that when the device is working at full scale, it is not reliable and we would have to lower the cathode surface.

La placa que alimenta y controla el motor, comprende dos etapas complementarias con 2 transistores tipo Darlington clase C, que alimentan a cada polo del motor. Estas etapas se alimentan a través de un transistor, por el cual se puede variar la tensión de alimentación mediante un potenciómetro conectado a su base y de ésta forma ajustar la velocidad del motor. Cada etapa está conectada a una salida diferente del comparador 300, cuando la corriente sea correcta, el comparador 300 dará las dos señales positivas y las salidas de las dos etapas estarán en fase, por lo tanto el motor no se moverá, pero cuando la corriente no sea correcta, el comparador 300 sólo dará positivo en la salida correspondiente, según tenga que aumentar o bajar la corriente. Por consiguiente, las etapas que alimentan al motor estarán en la fase correspondiente para que el motor gire hacia el lado correcto. El variador tiene 2 finales de carrera, uno en el límite superior y el otro en un punto superior al límite cero, para que de ésta forma el baño reciba una tensión ligeramente inferior a la mínima de trabajo, correspondiente para la mínima superficie, pudiendo de ésta forma el circuito de control detectar el aumento de corriente al poner una placa en el baño y empezar la regulación, puesto que en reposo siempre está el variador en éste límite inferior. Obsérvese que la resistencia que lleva tensión positiva a la entrada que mide la tensión de ánodo, hace que suba la tensión en ésta entrada de test al desconectar el cátodo para retirar la placa, ya que el circuito queda abierto y por lo tanto sube considerablemente su impedancia, siendo por otro lado la tensión del shunt O. Por consiguiente, el comparador 300 da la orden de bajar la tensión del baño hasta llegar al final de carrera del variador.The plate that feeds and controls the engine, It comprises two complementary stages with 2 type transistors Darlington class C, which feed each motor pole. These stages are fed through a transistor, by which you can vary the supply voltage using a potentiometer connected to its base and thus adjust the motor speed. Each stage is connected to a different output of the comparator 300, when the current is correct, comparator 300 will give the two positive signals and the outputs of the two stages will be in phase, therefore the motor will not move, but when the current is not correct, comparator 300 will only test positive at the output corresponding, as you have to increase or decrease the current. By consequently, the stages that feed the motor will be in the phase corresponding so that the motor turns to the right side. He drive has 2 limit switches, one at the upper limit and the another at a point higher than the zero limit, so that in this way the bath receive a voltage slightly lower than the minimum of work, corresponding to the minimum surface, being able to of this form the control circuit detect the increase in current at put a plate in the bathroom and start the regulation, since in At rest, the drive is always at this lower limit. Observe yourself that the resistance that carries positive voltage to the input that measures the anode voltage causes the voltage to rise at this input of test when disconnecting the cathode to remove the plate, since the circuit is open and therefore considerably increases its impedance, being on the other hand the tension of the shunt O. consequently, comparator 300 gives the order to lower the voltage of the bath until you reach the end of the drive.

Claims (10)

1. Sistema de regulación automática de la corriente anódica en un baño galvánico caracterizado porque comprende, al menos,1. Automatic regulation system for anodic current in a galvanic bath characterized in that it comprises at least
un variador 1,a variator one,
un motor reductor 7,a motor reducer 7,
medios de regulación y control electrónico 5,means of electronic regulation and control 5,
medios de control 6 del motor reductor 7,means of control 6 of the reduction motor 7,
un shunt 4,a shunt 4,
una pluralidad de ánodos 9, comprendiendoa plurality of anodes 9, comprising
una pluralidad de cestas 13, ya plurality of baskets 13, and
una pluralidad de terminales de conexión (16),a plurality of connection terminals (16),
un cátodo 10, comprendiendoa cathode 10, understanding
un bastidor 14,a rack 14,
unas pinzas de conexión 15,some tweezers connection 15,
una cuba galvánica 11,a Cuba galvanic 11,
donde el variador 1 y el motor reductor 7 controlan la potencia entregada al baño galvánico, y donde los medios de regulación y control electrónico 5 controlan a su vez al motor reductor 7, a través de los medios de control 6 del motor reductor; y donde los medios de regulación y control 5, comparan las señales de los ánodos 9, positivo y negativo de shunt 4 y cátodo 10, para proporcionar una salida acorde con el patrón de referencia;where drive 1 and gear motor 7 control the power delivered to the galvanic bath, and where electronic control and control means 5 in turn control the reduction motor 7, through the control means 6 of the motor reducer; and where the means of regulation and control 5 compare the signals of anodes 9, positive and negative of shunt 4 and cathode 10, to provide an output according to the pattern of reference; y porque todos los elementos forman un lazo cerrado de control.and because all the elements form a loop closed control.
2. Sistema de regulación automática de la corriente anódica en un baño galvánico, según reivindicación primera, caracterizado porque los medios de control y regulación electrónica 5 comprenden, al menos:2. Automatic regulation system of the anodic current in a galvanic bath, according to claim one, characterized in that the electronic control and regulation means 5 comprise at least: medios de medida de la corriente de baño, comprendiendo, al menos, medios de ajuste de la escala (100), en su máximo y en su mínimo, que a su vez comprenden:Measuring means of bath current, comprising, at least, means of adjusting the scale (100), in its maximum and minimum, which in turn include:
--
medios de ajuste de inicio de escala, que comprenden un amplificador y un potenciómetro multivuelta ajustable (102) para obtener una salida apropiada para el valor cero de la corriente; ymedia of start of scale adjustment, comprising an amplifier and a adjustable multiturn potentiometer (102) to obtain an output appropriate for the zero value of the current; Y
--
medios de ajuste de final de escala, que comprenden un amplificador y un potenciómetro multivuelta ajustable (101) para obtener un valor máximo de salida para un valor máximo de shunt 4;media end-of-scale adjustment, comprising an amplifier and a adjustable multiturn potentiometer (101) to obtain a value maximum output for a maximum value of shunt 4;
medios de medida de la tensión de baño, comprendiendo al menos, medios de ajuste de la curva (200) de tensión, en su máximo y en su mínimo, que a su vez comprenden:measuring means of bath voltage, comprising at least, means for adjusting the curve (200) of tension, at its maximum and minimum, which in turn include:
--
medios de ajuste de curva mínima, que comprenden un amplificador y un potenciómetro multivuelta ajustable (202) para obtener una salida apropiada para el valor mínimo de la tensión de baño; ymedia minimum curve adjustment, comprising an amplifier and a adjustable multiturn potentiometer (202) to obtain an output appropriate for the minimum value of the bath voltage; Y
--
medios de ajuste de curva máxima, que comprenden un amplificador y un potenciómetro multivuelta ajustable (201) para obtener un valor máximo de salida para un valor máximo de tensión de baño;media of maximum curve adjustment, comprising an amplifier and a adjustable multiturn potentiometer (201) to obtain a value maximum output for a maximum bath voltage value;
un comparador (300) encargado de comparar la tensión de baño medida y la corriente de baño medida,a comparator (300) in charge of comparing the measured bath voltage and measured bath current, donde dichos medios (100,200,300) están alimentados eléctricamente por fuentes estabilizadas e independientes, de tal forma que no interfieran entre sí.where said means (100,200,300) are electrically powered by stabilized sources and independent, so that they do not interfere with each other.
3. Sistema de regulación automática de la corriente anódica en un baño galvánico, según reivindicación 2, caracterizado porque la salida apropiada para el valor cero de la corriente es 1 voltio.3. Automatic regulation system of the anodic current in a galvanic bath, according to claim 2, characterized in that the appropriate output for the zero value of the current is 1 volt. 4. Sistema de regulación automática de la corriente anódica en un baño galvánico, según reivindicación 2, caracterizado porque el valor de shunt 4 máximo es de 100 mV.4. Automatic regulation system for anodic current in a galvanic bath according to claim 2, characterized in that the maximum shunt value 4 is 100 mV. 5. Sistema de regulación automática de la corriente anódica en un baño galvánico, según reivindicación 2 y 4, caracterizado porque el valor de salida para el valor máximo de shunt 4 son 7 V.5. Automatic regulation system of the anodic current in a galvanic bath, according to claim 2 and 4, characterized in that the output value for the maximum shunt value 4 is 7 V. 6. Sistema de regulación automática de la corriente anódica en un baño galvánico, según reivindicación 2, caracterizado porque los medios de ajuste escala (100) comprenden filtros de tipo paso-bajo.6. Automatic regulation system for anodic current in a galvanic bath, according to claim 2, characterized in that the scale adjustment means (100) comprise low-pass filters. 7. Sistema de regulación automática de la corriente anódica en un baño galvánico, según reivindicación 2, caracterizado porque la salida apropiada para el valor mínimo de la tensión de baño es de 1 V.7. Automatic regulation system of the anodic current in a galvanic bath, according to claim 2, characterized in that the appropriate output for the minimum value of the bath voltage is 1 V. 8. Sistema de regulación automática de la corriente anódica en un baño galvánico, según reivindicación 2, caracterizado porque el valor máximo de salida para un valor máximo de tensión de baño es de 7 V.8. Automatic regulation system for anodic current in a galvanic bath, according to claim 2, characterized in that the maximum output value for a maximum bath voltage value is 7 V. 9. Sistema de regulación automática de la corriente anódica en un baño galvánico, según reivindicación 2, caracterizado porque los medios de ajuste de curva (200) de tensión comprenden filtros de tipo paso-bajo.9. Automatic regulation system for anodic current in a galvanic bath, according to claim 2, characterized in that the voltage curve adjustment means (200) comprise low-pass filters. 10. Sistema de regulación automática de la corriente anódica en un baño galvánico, según reivindicación 2, caracterizado porque las entradas a los medios de comparación se realiza por medio de optoacopladores.10. Automatic regulation system for anodic current in a galvanic bath, according to claim 2, characterized in that the inputs to the comparison means are made by means of optocouplers.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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GB1309069A (en) * 1970-04-07 1973-03-07 Oelsch Fernsteuergeraete Apparatus for controlling the electrolytic current in an electrlytic process
US4517059A (en) * 1981-07-31 1985-05-14 The Boeing Company Automated alternating polarity direct current pulse electrolytic processing of metals

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