Установка для нанесения гальванопокрытия

Своз Советски кСоциалистическиеРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 8768 О 6(23) ПриоритетСССР оо делам изобретений(54) УСТАНОВКА ДЛЯ НАНЕСЕН ГАЛЬВА НОПОКРЫТИЯ аИзобретение относится к гальванотех-. нике и может быть использовано в автоматизированных сис-.емах управления технологическими процессами гальванопокрытий.,Наиболее близкой к предлагаемой является установка для ненесения гальванопокрытия, содержащая гальваническую ванну 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 индикации и сигнализации.Установка представляет собой комплекс функционально самостоятельных блоков и узлов, каждый из которых решает свою задачу без взаимосвязи с остальными узлами: блок цикловой автоматики осушено ствляет перемещение подвесок, . не имея информации о том, по каким режимам наносится покрытие, блок регулирования количества электричества осушествляет. дозирование заданного количества электричества в единицу времени, не имея обратной 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 путемконтролируемого дозирования количестваэлектричества 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 аварий ных режимах работы установки (непредвиденные остановки и сбои цикла, сраб тывание зашит и блокировок источника питания гальванической ванны, короткие замыкания. или нарушение контактных соединений в гальванической ванне н т,п.).3 8768 а также при от.азах и работе отдельных блоков управления.Цель изобретения - обеспечение равномерности распределениятолщины 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, блоки 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 20 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 циклов ой автоматики.Причем сигнальный выход внезапного отключения источника питания и портов ые элементы дифференцированно подключены к входам блока индикации и сигнализациии. Данная установка ориентируется на применение в качестве источника питания тиристорного вьптрямительного агрегата серии ВАК (без реверса полярности выпрямленного тока) или ВАКР (с реверсом полярности). Под готовностью выпрямительного агрегата к работе понимается состояние, когда на агрегат подано сетэвоенапряжение, а также включены цепи управления и силовые цепи. В агрегате имеется блок формирования импульсов управления силовыми тиристорами. При наличиина входе блока сигнала Разрешение работы" управляющими импульсами отпираются силовые тиристоры, агрегат дает 45выпрямленный ток, величина которого может регулироваться в широких пределахпутем изменения электрического угла отпирания тиристоров (импульсно-фазовоеуправление тиристорами). По комьнде "За,прет работы" на вход блока подается 50запирающий сигнал, формирование управляющих импульсов прекращается, тиристорызапираются, и ток на выходе агрегатастановится равным нулю. Это нормальноесостояние агрегата, когда он готов к работе, нр заперт управляющим сигналом, Посигналу 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 контроля средней плотности тока и блок 6 контроля тока на отдельных позициях сна 06 4бжены пороговыми элементами 7. В утановке имеется блок 8 индикации исигнализации,Выход "Готовность к работе" источники 2 питания подключен к входу фРазрешение работы" блока 3 цикловой автоматики,выходы "Начало отсчета" и "Конец отсчеУта выдержки времени цикла блока 4 задания выдержки времени цикла подключенысоответственно к входам "Разрешение работы" и Запрет работы источника 2 питания, Сигнальный выход "Внезапное отключение" источника 2 питания подключенк входу "Предварительный запрет" работыблока 3 цикловой автоматики и к входу"Сброс" блока 4 задания выдержки времени цикла. Пороговый элемент 7 блока 5контроля 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 квходу фЗапрет работы с блокированием" источника 2 питания. Сигнальный выход "Внезапное отключение" источника 2 питания ипороговые элементы 7 подключены к различным входам блока 8 индикации и сигнализации,нием" силовые тиристоры источника питания также запираются, а цепи управле- о5 876806 6ния блокируются таким образом, что при тание. По истечению выдержки времениснятии вышеупомянутого сигнала отпира- источник питания "запирается" сигналомния силовых тиристоров не происходит. Конец отсчета", подаваемым на вход "ЗаОперация деблокирования производится об- прет работы",служивающим персоналом с помощью ор Таким образом, при нормальном режиганов управления источника питания или с ме работы детали получают электропитапульта дистанционного управления. ние только тогда, когда они находятся наАгрегат имеет ряд защит и блокиро- рабочих позициях, и лишаются его на вревок - зашита от коротких замыканий, от мя перемещения. При аварийном режимеперегрузок, от пробоя тиристоров, эащи работы, например при отказе в работета 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 ким образом будет предотвращено превызапное отключение агрегата. Это в шение заданной длительности обработки,определенной мере аварийное состояние В любом режиме длительность обработкиагрегата и из ниго он может быть выве- определяется как произведение величиныдет только при вмешательстве обслужи- задержки времени цикла на количествовающего персонала после устранения при рабочих позиций гальванической ванны.чии, вызвавшей срабатывание защиты, и Если в процессе отсчета выдержкиповторного включения цепей управления и времени произойдет внезапное отключе-,силовых цепей. На промежуток времени ние источника питания (наприйер, вследот внезапного отключения до повторного ствие срабатывания защиты), сигнал отвключения агрегата гальваническая ван ключения подается на вход Предваритена теряет питание по постоянному току. льный запрет работы" блока 3 цикловойГальваническая ванна 1 имеет транс- автоматики и на вход "Сброс" блока 4 эапортирующее устройство шагового действия дания выдержки времени цикла. По полу(не показано) для перемещения обрабаты- ченному сигналу блок 3 цикловой автомаваемых деталей (или подвесок с деталями) з 0 тики не прекращает мгновенно своей рапо рабочим позициям (а, 3 ц) ванны, боты, а завершает все установочные пеуправляемое блоком 3 цикловой автомати- ремешения транспортирующего устройстваки. Рабочий цикл установки состоит из цо приведения его в исходное положениеперемещения деталей с одной позиции на и в этом состоянии полной готовности кдругую и выстоя на рабочей позиции, пли- следующему циклу работы прекращает рательность которого определяется блоком 4 боту до момента получения сигнала обзадания выдержки времени цикла. окончании отсчета выдержки времени.Установка работает следующим обра- Блок 4 задания выдержки времени цикзом. ла по сигналу Сброс" прекращает отсчетПеред началом работы источник 2 пи выдержки времени и сбрасывает уже полутания приводится в состояние "Готовность ченный результат. После включения врак работеф, 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 вре, цикловой 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 отипо- торой включается к работу блок 3 циклоченном источнике питания и предотвратить вой автоматики и продолжается работа потаким образом получение неудовлетвори- циклу. Названные связине допускают уметельной толщины покрытия. ньшения суммарного времени обработкиВ соответствии с пульсирующим харакдеталей, они в определенной мере компен 50тером перемещения деталей в установке . снруют вынужденный перерыв в.работе неосуществляется циклическое включение ис- значительным (не более времени одноготочника питания. По окончании перемеще- цикла) увеличением продолжительностиния деталей блоком 3 цикловой автомати обработки. Практикой работы подтверждаки и блоком 4 задания выдержки времени ется, что уменьшение времени обработки55цикла 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 несколь 2 питания, при этом. детали получают пи- ко циклов брака по покрытию не вызывает7 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 тра 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 о ют.при недопустимых технологическим процессом значениях контролируемой величины. При срабатывании (например, вследствие короткого замыкания на позиции), порогового элемента блока 6 контроля то 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 д 5 недопустимых значений тока на отдельных позициях ванны при нормальной средней плотности тока в целом по ванне,При срабатывании порогового элемента блока 5 контроля средней плотноститока подается сигнал на вход "Предвари-,тельный запрет работы" блока 3 цикдовой ф автоматики, благодаря чему предотвращается воэможность работы установки (аследовательно, и получение неудовлетвори- З 5 тельной толщины покрытия) при отклоне нии средней плотности тока от заданной.Сигнал. внезапного отключения и сигналы пороговых элементов дифференцированно подаются на раздельные входы блока . 4 О 8 индикации и сигнализации, который осуществдяет световую (или символьную) индикацию отклонившегося параметра извуковую сигнализацию 1. нарушении режимаработы. Вид индикации и сигнализации так 45же дифференцируется по группам контролирушимых параметров (так, например, внезапное отключение источника питания вызывает включение сигнальной ламлы и неп-,рерывного звукового сигнала;при сраба50тывании порового элемента 7 блока 5контроля средней плотности тока сигнальные лампы горят мигающим светом и подаются прерывистые звуковые сигналы и т.п.). Дифференцированная сигнализация .55облегчает ориентировку обслуживающего персонала и существенно: ускоряет поиск . и устранение отказов и аварийных ситуаций, благодаря чему предотвращается знаФ 06 8чительное превышение 1 по 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 эдектропитания 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 межэдектродного расстояния, локальные короткие замыкания и т.п., как правило имеющие место в многолозиционных установках в процессе перемещения деталей с одной рабочей позиции на другую. Чередование периодов протекания тока с бестоковыми паузами и соответственно чередование эдектрохимического процесса наращивания слоя покрытия и химического процесса незначительного растворения нанесе 1 ного слоя, аналогичное процессу химической( полировки металлов, позволяет подучить новые положительные свойства установки,В процессе испытаний установки установлено, что лри 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 А/дмисоответственно довести темп выдачи деталей до 53 с (при длительности бестоковой паузы 10 с), Таким образом, вве-,дение данных связей позволило повыситьпроизводительность установки на 11% безизменения ее конструкции и без заменыисточника питания,Предлагаемая установка снабжена системой межблочных связей и блокировок, обеспечивающих автоматическую работу установки в составе автоматизированного технологическогокомпдекса истатистическую равномерность распределения толщины покрытия в.потоке деталей как в нормальных, так и в аварийных режимах.р 876806формула изобретенияо 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, бпок задания выдержки времени цикла, блок 1 О индикации и сигнализации, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью автоматизации управления установкой и повышенияравномерности распределения толщины 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 о 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 экспертизе1. Автоматическая линия нанесения избирательных покрытий, "РОд Т 1 И 18 Ь,1971, 24, М 3, с. 53-54.876806 Подписное Заказ 9525/37 Тираж 707 ВНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская нд. 4 тент", г. Ужгород, ул. Проектная ал ППП Составитель Л. ГрудневаРедактор М, Ткач Техред Т. Маточкв Корректор Н. Сте