SU1265221A1 - Способ управлени процессом нанесени гальванопокрытий - Google Patents

Abstract

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ НАНЕСЕНИЯ ГАЛЬВАНОПОКРЫТИЯ, включающий подготовку к обработке подвески с детал ми известной площади , заданной толщины покрыти  и дл  каждой подвески измерение концентрации и температуры электролита в процессе обработки, определение после обработки среднего значени  полученной толщины покрыти  п и вы0 числение выхода металла по току из зависимости y-s d. I ,-т. q «ь V« где d среднее значение толщины покрыти ; Y плотность защитного покрыти  ; S -площадь обрабатываемых деталей; -ток рабочей ванны; оь 7 -врем  обработки деталей в рабочей ванне; q - электрохимический эквива о ,е лент; п - номер цикла, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности нанесени  толщины защитного покрыти  за счет прогнозировани  выхода металла по току с учетом всех операций, вли ющих на толщину покрыти , в том числе стравливани  на операци х осветлени  и пассивировани , по предварительно сн тым зависимост м , Лл h . K k. DH th . , Ч к м где Ч V коэффициенты, учитывающие изменение .выхода металла по току от температуры, плот (Л С ности тока и ко нцентрации соответственно; Ч- з значени  выхода металла по току при текущих значени х температуры , плотности тока и концентрации соответственно; t, k, f) - текущие значени  температуры , концентра ции и плотности тока соответственно;, .. П. номинальные значени  температуры, концентрации и плотности тока соответственно; значени  выхода метал vv «:Н ла по току при номинальных значени х температуры , плотности тока и концентрации соответственно, и измеренным значени м температуры и концентрации вычисл ют приведенное

Description

значение выхода металла по току дл  обработанных деталей

Oh f, М Ч th вч VH

затем определ ют прогнозируемое приведенное значение выхода металла по току дл  последующей подвески

; .r- -VP-io

параметр сглаживани  j

приведенное начальное значение выхода металла по току;

а необходимый ток I ,, обеспечиваю JJbh-И

щий получение номинальной толщины защитного покрыти , определ ют из зависимости

2ci dH

Mi;c5-i- -:irj ---i r--- .

° un.i tb+1 ю,И

Где Ь и с - коэффициенты линейного

уравнени ;

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

Изобретение относитс  к гальванотехнике и может быть использовано в системах управлени  процессами злектроосаждени  металла дл  обеспечени  заданных толщин защитных покрытий.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности нанесени  толщины защитного покрыти  за счет прогнозировани  выхода металла по току с учетом всех операций, вли ющих на толщину покрыти , в т.ч. операций осветлени  и пассивировани .

На фиг. 1 дана блок-схема установки дл  нанесени  гальванопокрытий,на фиг. 2 - схема блока задани  параметров; на фиг. 3 - схема блока пам ти; на фиг. 4 -.график зависимости W -iflt); на фиг. 5 - график зависимости y)f(D) ; на фиг. 6 - график зависимости t f(k).

Установка дл  нанесени  гальванопокрытий , реализующа  предлагаемый способ, содержит гальваническую ванну 1 с регулируемым источником 2 питани , блок 3 задани  параметров , блок 4 цикловой автоматики, блок 5 делени , аналого-цифровые преобразователи 6-9, блок 10 пам ти , вычислительное устройство 11, измеритель 12 толщины защитного покрыти , блок 13 индикации, датчик 14 тока, датчик 15 температуры.

Блок 3 задани  параметров содержит сдвиговый регистр 16, резистор 17, ключ 18 и задатчики 19-23.

Блок 10 пам ти содержит задатчики 24-32 и 33 и дешифраторы 28-30 и 31.

Датчик 14 тока через первый вход

элемента 5 делени  и аналого-цифровой преобразователь А1ДТ 6 подключен к первому входу блока 10 пам ти.

Датчик 15 температуры через А1Щ 7 подключен к вторым входам блока

10 пам ти, к третьим входам которого через А1Щ 8 подключен первый выход блока 3 задани  параметров, а к четвертым входам через А1Щ 9 подключен первый выход вычислительного

устройства 11.

Первый, второй, третий, четвертый , п тьй, шестой выходы блока 10 пам ти подключены соответственно к первому, второму, третьему, четвертому , п тому, шестому входам вычислительного устройства 11, седьмой, восьмой, дев тый и дес тый входы которого подключены соответственно к второмуI третьему, четвертому,

п тому выходам блока 3 задани  параметров . Одиннадцатый вход вычислительного устройств; 11 подключен к первому выходу блока 4 цикловой автоматики и входу блока 3 з адани  параметров , двенадцатые входы - к блоку -12 измерени  толщины покрыти , второй выход к первому входу регулируемого источника 2 питани , а третий выход - к блоку 13 индикации.

Второй вход элемента 5 делени  подключей к второьту выходу блока 3 задани  параметров, а его выход - к тринадцатому входу вычислительного устройства 11. Первый вход блока 4 цикловой ав томатики подключен к третьему выход блока 3 задани  параметров, а второй выход к второму входу регулируе мого источника 2 питани , выход . которого подключен к гальванической ванне 1. Датчик 34 загрузки подключен к первому выходу блока 4 цикловой автоматики и через элемент 35 задержки к первому входу таймера 36, второй вход которого подключен к входу блока 4 цикловой автоматики, а выход - к его второму выходу. Счетный вход кольцевого сдвигового регистра 16 подключен к входу блока 3 задани  параметров. Вход синхронизации кольцевого сдвигово го регистра 16 подключен к шине + через резистор 17 и через переключатель 18 - к пгане Земл , О-входы кольцевого сдвигового регистра 16, кроме посл.еднег.о, подключены к шине Земл , а последний - к шине 1. Выходы кольцевого сдвигового регистра 16 подключены к второму, тре тьему, четвертому выходам блока 3 з дани  параметров соответственно через задатчики 19-21. Задатчик 22 по ключен к п тому выходу блока 3 зада ни  параметров, а задатчик 23 - к первому. Первые, вторые, третьи, четвертые входы блока 10 пам ти подключены к входам дешифраторов соот ветственно. Выходы дешифраторов 28-31 через задатчики 24-27 соответственно подключены к выходам 3, 4,2 и 1 блока 10 пам ти, а выход задатчиков 32 и 33 к выходам 5 и 6 соответственно Установка работает следующим образом . В блоке 3 задани  параметров с помощью задатчика 23 устанавливаетс  значение концентрации (соотношение NaCN/7.n). Сигнал, соответствующий значению концентрации, поступает на первый выход блока 3 задани  параметров. Кратковременным замыканием переключател  18 кольцевой сдвиговый регистр 16 устанавливаетс  в исходное состо ние, т.е. все разр ды. кроме последнего, устанавливаютс  в О, а последний в 1. При этом, на задатчиках 19-21 задаютс  соответственно уставки 5 - площади деталей , t - времени обработки деталей в рабочей ванне, d - номинального значени  толщины покрытий дл  первой обрабатываемой подвески. На задатчике 22 задаетс  начальное приведенное значение выхода металла по току т . При опускании подвески срабатьшает датчик 34 загрузки и импульс с его выхода поступает на вход вычислительного устройства 11. на вхЬд блока 3 задани  параметров и на элемент 35 задержки. Вычислительное устройство 11 в соответствии с заложенной программой включает подсвет табло на блоке 13 индикации Вз ть выборку из ванны. При поступлении импульса в блок 3 задани  параметров на первом выходе кольцевого сдвигового репгстра 16 по вл етс  высокий потенциал и на второй, третий и четвертый выко ул блока 3 задани  параметров с задатчиков 19-21 поступают уставки площади деталей, времени и толщины покрыти . Дл  первой подвески в вычислительное устройство 11 из блока 10 пам ти поступают величины П соответств щие измеренным значени м концентрации и температуры электролита. Величины концентрации, температуры и плотности тока преобразуютс  в коэффициенты Ч , Ч , . следующим бразом. Аналогова  величина, например, емпературы поступает с датчика 15 емпературы на АЦП 7. Код с выходов ЦП 7 поступает на вторые входы блоа 10 пам ти и далее на дешифратор 9. На одном из выходов дешифратора 9 по вл етс  высокий потенциал, коорый поступает на один из задатчиов 25 блока пам ти, и на выходе 4 лока 10 пам ти по вл етс  напр жеие , пропорциональное коэффициенту ., соответствующее измеренной темературе . Аналогичным образом преобразутс  в коэффициенты , и величиы плотности тока и концентрации. олучив из блока 19 пам ти и блока задани  параметров значени  параетров , относ щихс  к первой партии

деталей вычислительное устройство 11 определ ет ток-регулируемого источника .. питани , обеспечивающий заданное значение толщины покрыти  согласно выражению

b Гь

b :;- М licT с-:г Гп;;;;-у п где П - приведенное значение вы хода металла по току; b и k коэффициенты линейного уравнени , и выдает уставку тока на регулируемый источник 2 питани . По истечении промежутка времени 4 , определ емого элементом 35 задержки блока 4 цикловой автоматики , импульс с датчика ЗА загрузки запускает тгиймер 36, на его выходе по вл етс  высокий потенциал, который включает регулируемый источник 2 питани . По истечении времени покрьгги Ч; на выходе таймера устанавливаетс  низкий потенциал и регулируемый источник 2 питани  отключаетс . Врем  покрыти  t поступает в тай мер с блока 3 задани  параметров.Пр поступлении подвески с обработанными детал ми на позицию выгрузки беретс  выборка из 5-10 деталей, измер етс  толщина покрыти  деталей помощью измерител  12 толщины защит ного покрыти  и вводитс  в вычисли тельное устройство 11. Вычислительное устройство 11 в соответствии с заложенными програм мами вычисл ет: среднюю толщину защитного покры ти  f ti Hd;, /m, Где d- - толщина защитного покрыти на i детали в J выборке; т - количество деталей в выбо ке

выход металла по току

i -d-r-sU-t.,

приведенный выход металла по то5 .КУ

h h /If vf

4

fi h Dtt tv приведенное прогнозируемое значение выхода металла по току ct-K, otrnon Напр жение, пропорциональное величине %. , с выхода вычислительного устройства 11 поступает на А1Щ 9 и запоминаетс  в блоке 10 пам ти . При поступлении следующий по счету подвески с детал ми в ванну 1 в вычислительное устройство поступают значени  параметра, относ йщес  к этой подвеске. Высокий потенциал по вл етс  на соответствующих выходах кольцевого сдвигового регистра 16 и на втором, третьем и четвертом выходах блока 3 задани  параметров по вл ютс  уставки, соответствующие обрабатываемой подвеске. Величина тока дл  данной подвески вычисл етс  в соответствии с указанной зависимостью. При поступлении последуюпщх подвесок с детал ми установка работает аналогично. Таким образом, предлагаемый способ управлени  толщиной гальванопокрытий обеспечивает более высокую точность нанесени  гальванопокрытий по сравнению с известным способом, так как в нем прогнозируетс  выход металла по току с учетом всех параметров технологического процесса, вли ющих на толщину покрыти , в т.ч. страливани  на операци х осветлени  и пассивировани , а ток в рабочей ванне устанавливаетс  в соответствии с рассчитанным значением выхода металла по току.

ФИ1.1

16

тг-п

-dSn /5

c

Л7

rW- c±3-i 2;

2 Sr

2t

OL

y/

27

4-0.

22

7 /ygC// 2л

23

-El

26

ЮОУЮ 500 100 900 Aff Фиг. 5 2,7 2,3 3,1 3.3 ffoM/zn. Фиг.8

Claims (1)

1. СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ НАНЕСЕНИЯ ГАЛЬВАНОПОКРЫТИЯ, включающий подготовку к обработке подвески с деталями известной площади, заданной толщины покрытия и для каждой подвески измерение концентрации и температуры электролита в процессе обработки, определение после обработки среднего значения полученной толщины покрытия ц и вычисление выхода металла по⁰ току из зависимости ния толщины защитного покрытия за счет прогнозирования выхода металла по току с учетом всех операций, влияющих на толщину покрытия, в том числе стравливания на операциях осветления и пассивирования, по предварительно снятым зависимостям

   А- 1 ^D=4 ; у - Д’· t=t„; 1к = к_н; » Чн D=D_H· р ’кн t ;

   где ч> , “ t к коэффициенты, учитывающие изменение выхода металла по току от температуры, плотности тока и концентрации соответственно;

   ¢3 значения выхода металла по току при текущих значениях темпера- где - среднее значение толщины покрытия;

   Y - плотность защитного покрытия ;

   S - площадь обрабатываемых деталей;

   I - ток рабочей ванны;

   Т ~ время обработки деталей в рабочей ванне;

   q - электрохимический эквивалент;

   η - номер цикла, отличающийся тем, что, с целью повышения точности нанесетуры, плотности тока и концентрации соответственно; t, k, Р - текущие значения температуры, концентра— ции и плотности тока соответственно;.

   t, , к., 0, - номинальные значения температуры, концентрации и плотности тока соответственно;

   : ц ц Ц - значения выхода металtH¹ wl ^kH _ла по току при номинальных значениях темSU ..„1265221 пературы, плотности тока и концентрации соответственно, и измеренным значениям температуры и концентрации вычисляют приведенное

   126522.1 значение выхода металла по току для обработанных деталей ^0,1 Ά th ЭН жн а необходимый ток 1_Ььц, обеспечивающий получение номинальной толщины защитного покрытия, определяют из зависимости затем определяют прогнозируемое приведенное значение выхода металла по току для последующей подвески

   И .

   где 0<οί<1 - параметр сглаживания;

   t) - приведенное начальное значение выхода металла по току;

   'bh+l ^cs¹ где b и с - коэффициенты линейного уравнения;

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