Установка для нанесения гальванопокрытия

Установка для нанесения гальванопокрытия

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советски к

Социапистическик

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<1 8768??6 (6i ) ???????????????????????????? ?? ??????. ????????-????(22) ???????????????? 27,08.79 (2l 2812422>

Дата опубликования описания 02.11.81 (5! )М. Кл. . С 25D21/12

3Ъоударстылаый комнтат

СССР оо делам изобретений и открытки (53 ) УД т(62 1. .357.6 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. А. Большаков, В. Х. Большакова, М. М. Ив

А. Н. Можаев, Н. В. Морозов и В. И. Си (7!) заявители (54) УСТАНОВКА ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ

ГАЛЬВА НОПОКРЫТИЯ

Изобретение относится к гальванотех-. нике и может быть использовано в автоматизированных сис-.емах управления технологическими процессами гальванопокрытий., Наиболее близкой к предлагаемой явля- 5 ется установка для ненесения гальванопокрытия, содержащая гальваническую ванну с источником питания, блоки контроля тока на отдельных позициях ванны, блок контроля средней плотности тока, блок о цикловой автоматики управления транспортирующими устройствами установки, блок задания выдержки времени цикла, блок индикации и сигнализации.

I5

Установка представляет собой комплекс функционально самостоятельных блоков и узлов, каждый из которых решает свою задачу без взаимосвязи с остальными узлами: блок цикловой автоматики осушеН ствляет перемещение подвесок, . не имея информации о том, по каким режимам наносится покрытие, блок регулирования количества электричества осуществляет. дозирование заданного количества электричества в единицу времени, не имея обра1 ной связи по фактическому времени пребывания деталей в ванне, блок задания времени обработки осуществляет отсчет выдержек времени без взаимосвязи с режимом работы источника питания. Данная линия позволяет регулировать в жестких пределах толщину наносимого покрытия путем контролируемого дозирования количества электричества и контроля времени обработки (1).

Однако названная линия не имеет системы макблочных связей и алгоритмов функционирования, обеспечивающих получение удовлетворительного покрытия на загруженных в линию деталях при аварийных режимах работы установки (непредвиденные остановки и сбои цикла, срабатывание зашит и блокировок источника питания гальванической ванны, короткие замыкания. или нарушение контактных соединений в гальванической ванне и т.п.).

3 8768 а также при от.азах и работе отдельных блоков управления.

11ель изобретения — обеспечение равномерности распределения толщины покрытия на. деталях при многопозиционной обработке, а также автоматизации управления установкой в нормальныХ и аварийных режимах ее работы.

Поставленная цель достигается путем циклического дозирования электроэнергии 10 и стабилизации длительности циклов обработки деталей за счет того, что в установке, содержащей гальваническую ванну с источником питания, бпоки контроля тока на отдельных позициях ванны и контроля средней плотности тока, блок цикловой автоматики управления транспортирующими устройствами установки, блок задания выдержки времени цикла, блок индикации и сигнализации, каждый блок контроля тока на отдельных позициях ванны и блок контроля средней плотности тока снабжены пороговыми элементами, выход готовности к работе источника питания подключен к входу разрешения работы блока цикловой автоматики, выходы начала и конца отсчета выдержки времени цикла одноименного блока подключены соответственно к входам разрешения и запрета работы источника питания, сигнальный выход внезапного отключения источника питания подключен к входу предварительного запрета работы блока цикловой автоматики и к входу сброса задержки времени цикла, при этом пороговые элементы подключены соответственно блокам к входу запрета работы с . блокированием источника питания и к входу предварительного запрета работы блока цикловой автоматики.

Причем сигнальный выход внезапного отключения источника питания и порогов ые элементы дифференцированно подключены к входам блока индикации и сигнализациии.

30 Данная установка ориентируется на применение в качестве источника питания тиристорного выпрямительного агрегата серии ВАК (без реверса полярности выпрямленного тока) или ВАКР (с реверсом по35 лярности). Под готовностью выпрямительного агрегата к работе понимается состояние, когда на агрегат подано сетэвое напряжение, а также включены цепи управления и силовые цепи. В агрегате име40 ется блок формирования импульсов управления силовыми тиристорами. При наличии на входе блока сигнала Разрешение работы" управляющими импульсами отпираются силовые тиристоры, агрегат дает

45 выпрямленный ток, величина которого может регулироваться в широких. пределах путем изменения электрического угла отпирания тиристоров (импульсно-фазовое управление тиристорами). По команде "За,прет работы" на вход блока подается

50 запирающий сигнал, формирование управляющих импульсов прекращается, тиристоры запираются, и ток на выходе агрегата становится равным нулю. Это нормальное состояние агрегата, когда он готов к работе, н р заперт управляющим сигналом. По сигналу Запрет работы с блокироваНа чертеже приведена блок-схема предлагаемой установки.

Установка для нанесения гальванопокрытия содержит многопозиционную гальваническую ванну 1 с источником 2 питания, блок 3 цикловой автоматики управления транспортирующими устройствами установки, соединенный с блоком 4 задания выдержки времени цикла, блок 5 контроля средней плотности тока. Гальваническая ванна 1 имеет блоки 6 контроля тока на отдельных позициях ванны. Блок 5 кон1 роля средней плотности тока и блок 6 контроля тока на отдельных позициях сна06 4 бжены пороговыми элементами 7. В уотановке имеется блок 8 индикации и сигнализации.

Выход Готовность к работе" источники 2 питания подключен к входу "Разрешение работы блока 3 цикловой автоматики, выходы Начало отсчета" и "Конец отсче« та выдержки времени цикла блока 4 задания выдержки времени цикла подключены соответственно к входам "Разрешение работы" и Запрет работы источника 2 питания. Сигнальный выход Внезапное отключение" источника 2 питания подключен к входу "Предварительный запрет" работы блока 3 цикловой автоматики и к входу

«Сброс" бпока 4 задания выдержки времени цикла. Пороговый элемент 7 блока 5 контроля средней плотности тока подключен к входу Предварительный запрет работы« блока 3 цикловой автоматики, а пороговые элементы 7 блоков 6 контроля токов на отдельных позициях подключены к входу «Запрет работы с блокированием источника 2 питания. Сигнальный выход "Внезапное отключение" источника 2. питания и пороговые элементы 7 подключены к различным входам блока 8 индикации и сигнализации. нием силовые тиристоры источника питания также запираются, а цепи управлео

5 876806 6 ния блокируются таким образом, что при тание. По истечению выдержки времени снятии вышеупомянутого сигнала отпира- источник питания "запирается" сигналом ния силовых тиристоров не происходит. Конец отсчета", подаваемым на вход "ЗаОперация деблокирования производится об- прет работы". служивающим персоналом с помощью ор- 5 Таким образом, при нормальном режи« ганов управления источника питания или с ме работы детали получают электропитапульта дистанционного управления. ние только тогда, когда они находятся на

Агрегат имеет ряд защит и блокиро- рабочих позициях, и лишаются его на вревок - зашита от коротких замыканий, от мя перемещения. При аварийном режиме перегрузок, от пробоя тиристоров, эащи- 10 работы, например при отказе в работе та по охлаждающей воде, по температуре транспортирующего устройства, хотя детарадиаторов и т,п. При срабатывании лк ли и находятся на рабочих позициях, пибой иэ защит отключаются силовые цепи тание с них по истечении выдержки вреагрегата и блокируются цепи управления мени цикла все равно будет снято и тас индикацией параметра, вызвавшего вне- 15 ким образом будет предотвращено превызапное отключение агрегата. Это в шение заданной длительности обработки. определенной мере аварийное состояние В любом режиме длительность обработки агрегата и из ниго он может быть выве- определяется как произведение величины дет только при вмешательстве обслужи- задержки времени цикла на количество ваюшего персонала после устранения при- 2р рабочих позиций гальванической ванны. чии, вызвавшей срабатывание зашиты, и Если в процессе отсчета выдержки повторного включения цепей управления и времени произойдет внезапное отключе-, силовых цепей. На промежуток времени ние источника питания (например, вследот внезапного отключения до повторного ствие срабатывания защиты), сигнал отвключения агрегата гальваническая ван- 25 ключения подается на вход Предваритена теряет питание по постоянному току. льный запрет работы" блока 3 цикловой

Гальваническая ванна 1 имеет транс- автоматики и на вход Сброс" блока 4 эапортируюшее устройство шагового действия дания выдержки времени цикла. По полуЬе показано) для перемещения обрабаты- ченному сигналу блок 3 цикловой автомаваемых деталей (или подвесок с деталями) зд тики не прекращает мгновенно своей рапо рабочим позициям (а, Q,..., p) ванны боты, а завершает все установочные пеуправляемое блоком 3 цикловой автомати- ремешения транспортирующего устройства ки. Рабочий цикл установки состоит из цо приведения его в исходное положение перемещения деталей с одной позиции на и в этом состоянии полной готовности к другую и выстоя на рабочей позиции, дли- 35 следующему циклу работы прекращает рательность которого определяется броком 4 боту до момента получения сигнала об задания выдержки времени цикла. окончании отсчета выдержки времени.

Установка работает следующим обра- Блок 4 задания выдержки времени цикзом. ла по сигналу Сброс" прекращает отсчет

Перед началом работы источник 2 пи- 4р выдержки времени и сбрасывает уже полутания приводится в состояние "Готовность ченный результат. После включения в рак работе, при этом с него подается сиг- боту источника 2 питания и снятия сигнанал на вход "Разрешение работы" блока 3 ла "Сброс" блок 4 задания выдержки врецикловой автоматики. Наличие данной свя- мени цикла вновь (с нуля) начинает отзи позволяет исключить перемещение де- счет выдержки времени, по истечении коталей в гальванической ванне при откр торой включается к работу блок 3 циклоченном источнике питания и предотвратить вой автоматики и продолжается работа по таким образом получений неудовлетвори- циклу. Названные связи не допускают уметельной толщины покрытия. ньшения суммарного времени обработки

В соответствии с пульсирующим харак« деталей, они в определенной мере компен50 тером перемещения деталей в установке снруют вынужденный перерыв в работе неосушествляется циклическое включение ис- значительным (не более времени одного точника питания. По окончании перемеще- цикла) увеличением продолжительности ния деталей блоком 3 цикловой автомати«обработки. Практикой работы подтверждаки и блоком 4 задания выдержки времени ется, что уменьшение времени обработки

55 цикла формируется сигнал "Начало отсче.- на один цикл может иметь следствием нета выдержки времени", который подается удовлетворительную толщину покрытия, на вход Разрешение работы" источника увеличение же ее на один и даже несколь2 питания, при этом. детали получают пи- ко циклов брака по покрытию не вызывает

7 8768 и ведет только к перерасходу наносимого металла и электроэнергии.

В процессе нанесения покрытия осуществляется контроль тока на рабочих позициях (а,Ь.. И) ванны 1 с помощью бло, ков бконтроля тока на отдельных пози-. циях и контроль средней плотности тока с помощью блока 5 контроля средней плотности тока. Эти блоки снабжены пороговыми элементами 7, которые срабатыва- 1о ют. при недопустимых технологическим процессом значениях контролируемой величины. При срабатывании (например, вследствие короткого замыкания на позиции), порогового элемента блока 6 контроля то- 5 ка на отдельных позициях подается сигнал на вход Запрет работы с блокированием источника 2 питания и далее установка работает так же, как и при внезапном отключении источника питания. Данная связь позволяет исключить аварийные режимы самой гальванической ванны и источника питания, а также предотвратить выход брака по покрытию вследствие неравномерности распределения и д5 недопустимых значений тока на отдельных позициях ванны при нормальной средней плотности тока в целом по ванне.

При срабатывании порогового элемента блока 5 контроля средней плотности тока подается сигнал на вход "Предвари-, тельный запрет работы" блока 3 цикловой автоматики, благодаря чему предотвращается воэможность работы установки (а следовательно, и получение неудовлетвори- З5 тельной толщины покрытия) при отклоне-нии средней плотности тока от заданной.

Сигнал. внезапного отключения и сигналы пороговых элементов дифференцированно подаются на раздельные входы блока . 4О

8 индикации и сигнализации, который осуществляет световую (или символьную) индикацию отклонившегося параметра и звуковую сигнализацию 1 нарушении режима работы. Вид индикации и сигнализации так-4

45 же дифференцируется по группам контроли рушимых параметров (так, например, внезапное отключение источника питания вызывает включение сигнальной лампы и неп-, рерывного звукового сигнала;при сраба»

50 тывании порового элемента 7 блока 5 контроля средней плотности тока сигнальные лампы горят мигающим светом и подаются прерывистые звуковые сигналы и т.п.). Дифференцированная сигнализация

55 облегчает ориентировку обслуживающего персонала и существенно: ускоряет поиск . и устранение отказов и аварийных ситуаций, благодаря чему предотвращается зна06 8 чительное превышение аппо отношению к технологически заданному) времени пребывания деталей в растворе.

В предлагаемой установке предусмотрено рационЪльное разделение управляющих функций между системой управления и оператором гальванической установки: система управления с помощью комплекса межблочных связей реализует набор алгоритмов, обеспечивающих соблюдение заданных токовременных режимов обработки и соответственно получения заданной толщины покрытия как при нормальных, так и при аварийных работах установки, и циклическую подачу электропитания на детали, что помимо стабилизации длительности обработки исключает воэможность получения таких дефектов покрытия, как зонная шероховатость, дендриты, подагры, неравномерность покрытия, причиной которых могут быть изменения межэлектродного расстояния, локальные короткие замыкания и т.п., как правило имеющие место в многсдозиционных установках в процессе перемещения деталей с одной рабочей позиции на другую. Чередование периодов протекания тока с бестоковыми паузами и соответственно чередование электрохимического процесса наращивания слоя покрытия и химического процесса незначительного растворения нанесе ного слоя, аналогичное процессу химической/. полировки металлов,- позволяет получить новые положительные свойства установки.

В процессе испытаний установки установлено, что при отсутствии рассматриваемых связей она обеспечивает качественное покрытие при следующих режимах, плотность тока до 4 А/дм, темп выдачи деталей 60 с.

Введение данных связей позволяет повысить плотность тока до 5,5 A/äì и соответственно довести темп выдачи деталей до 53 с (при длительности бестоковой паузы 10 с). Таким образом, вве- . дение данных связей позволило повысить производительность установки на 11 /o без изменения ее конструкции и без замены источника питания.

Предлагаемая установка снабжена систе- . мой межблочных связей и блокировок, обеспечивающих автоматическую работу установки в составе автоматизированноготехнологическогокомплекса истатистическую равномерность распределения толщины покрытия в.потоке деталей как в нормальных, так и в аварийных режимах.

9 876806

Ф о р м у л а и э о б р.е т е н и я о

1 Установка для нанесения гальванопокрытия, содержашая гальваническую ван- ну с источником питания, блоки контроля тока на отдельных позициях ванны, блок контроля средней плотности тока, блок цикловой автоматики управления транспортирующими устройствами установки, блок задания выдержки времени цикла, блок 10 индикации и сигнализации, о т л н ч аю щ а я с я тем, что, с целью автоматизации управления установкой и повышения равномерности распределения толшины покрытия на деталях при многопозициоиной !5 обработке в нормальных и аварийных режимах путем циклического доэирования

° .электроэнергии и стабилизации длительности обработки, каждый блок контроля тока на отдельных позициях ванны и блок конт- 2о роля средней плотности тока снабжены пороговыми элементами, выход готовиости к работе источника питания подключен к входу разрешения работы блока цикловой автоматики, выходы начала и окончания тсчета выдержка и времени цикла одноименного блока подключены соответственно к входам разрешения и запрета работы источника питания, сигнальный выход внезапного отключения источника питания подключен к входу предварительного запрета работы блока цикловой автоматики и к входу сброса выдержки времени цикла, при этом пороговые элементы подключены соответственно блокам к входу запрета работы с блокированием источника питания и к входу предварительного запрета работы блока цикловой автоматики.

2. Установка по и. 1, о т л и ч а юш а я с я тем, что сигнальный выход внезапного отключения источника питания и пороговые элементы дифференцированно подключены к входам блока индикации И сигнализации.

Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе

1. Автоматическая линия нанесения избирательных покрытий, " Р Од Т1 И18 Й, 1971, 24, М 3, с. 53-54.

876806

Составитель Л. Груднева

Редактор М. Ткач Техред T. Маточкв Корректор H. Степ

Заказ 9525/37 Тираж 707 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

-по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4