电镀设备的发展史以及前景分析

日期:2016-08-08 16:59:11编辑作者:申博sunbet开户

电镀设备定义电镀车间所进行的生产工艺可分为三个环节,即镀前表面处理、电镀处理和镀后处理。电镀工艺设备一般是指上述直接对零件进行加工处理的生产设备。

    在现代制造业迅猛发展的今天,电镀加工的需求越来越大,产业的规模越来越大,而产品外观和防护性能要求的日益提高,对设备的控制要求也越来越高,规模化生产及自动化运行成为电镀设备的发展趋势;而与此同时,电镀产业作为环境污染的重要源头,面对日益严峻的环保问题,如何降低能源消耗,减少污染物的排放也成为设备发展的必然趋势。

    具体来说,电镀设备的发展主要包括以下几方面:

    一、电镀设备系统控制自动化

    1设备自动化运行

    随着自动化技术的发展,传统的手工操作生产线已被日渐淘汰,自动化生产线已经越来越被更多的企业所采纳。早期的自动化生产线主要依赖进口,随着国内自动化技术的不断发展,电镀生产线的自动化程度日益提高,同时运行更加平稳可靠,据统计资料显示,目前国内约90%以上全自动电镀生产线均为国产化,在全球市场,国产全自动生产线也占有一席之地。

    全自动电镀生产线是根据产品的大小和产量不同,设计不同的装载方式和运行节拍,编制相应的运行程序后,行车会自动按系统要求动作,从而实现生产过程的自动化运行。整套电气控制系统选用PLC和工控机(可选)进行控制,具有很强的抗干扰能力,保证系统长期连续稳定运行。系统具有良好的人机界面和数据库功能,人机界面采用全中文显示,操作简单,可实现操作、提示、帮助等功能。在计算机中建立实时和历史两个数据库。历史数据库可实现工艺参数的历史记录、存储功能,便于进行产品质量的追溯和生产状况的管理分析。实时数据库可对整个生产线的运行状态进行动态显示,对工艺参数进行监测。通过数据库功能可完成各种统计报表的记录与生成。

    生产线系统运行有全自动、手动两种状态。当全自动状态出现故障时,可选用手动控制,故障排除后,可恢复自动运行,不会因某一工位出现故障而影响全线,造成停产。生产线在操作面设有手动操作箱,可实现手动/自动转换,系统启动/急停及平移、提升操作;行车运行程序时,有自诊断功能。防止行车越限平移、越限升降及电机过热等故障发生。

    提高电镀设备自动化控制程度,不仅可以有效提高生产效率,减轻工人劳动强度,还可以根据产品特性,进行传统手工操作生产无法实现的针对性结构设计,从而提高电镀产品质量。比如,针对滚镀生产线,进行自动开关滚桶门和摆动式滚桶的全自动运行设计。在生产过程中,当滚桶旋转到滚桶门面对阳极时,滚桶门打开,这样滚桶内的溶液就能得到时及时更新;而且由于没有滚桶门的屏蔽,电力线保持相对通畅,在保持恒压状态下,电镀时的电流密度相应增大,从而可以加快镀层沉积速度,并且有效避免了工件出现“桶印”的问题。

    2辅助设施自动化控制

    电镀生产线的电源设备、热交换系统等辅助设施自动控制系统的日臻完善,自动线的自动化程度将进一步向智能化方向发展。

    2.1整流器控制特点:

    生产线配套整流器通常包括高频开关电源、可控硅整流器、单脉冲电源及双脉冲电源等。具有以下特点:

    (1)、具有输入电流缺相、过电压、风机过热、主变压器超温、启动和运行电流过大、逆相序保护、输出端过流截止、短路、超温及输人电源等多种自动保护功能,且具有定时关机和故障报警并自动保护功能。整流器在自动工作状态下,电流或电压输出值、爬升时间、平稳时间、工作模式等参数由人机界面设定参数后,计算机与PLC构成闭环控制,由计算机进行全自动控制;

    (2)、整流器具备远程控制及本地面板控制功能,并可进行切换。远程控制时,能在人机界面上进行电压、电流的设置和显示;本地控制时,在整流器面板(或远控)上进行电压、电流的设置和显示。

    (3)、整流器控制器带有通讯接口,可将整流器的工作状态、电流、电压等参数传输到现场控制间的计算机中,实现对整流器电源的集中监控,并保存原始记录;在每台整流器中都配套相应的隔离模块,保证数据通讯安全、可靠地进行。

    (4)、双脉冲技术的应用

    对于单质金属的电镀工艺,双脉冲电镀的反向脉冲电流可以改善镀层的厚度分布,镀层厚度均匀,整平性好;反向脉冲的阴极溶解使阴极表面金属离子浓度迅速回升,这就有利于随后的阴极周期使用高的脉冲电流密度,而高的脉冲电流密度又使晶核的形成速度大于晶体的生长速度,因而镀层致密、光亮、孔隙率低;反向脉冲的阴极剥离使镀层中的有机杂质(含光亮剂)的夹附大大减少,因而镀层纯度高,抗变色能力增强,这一点在镀银中尤其突出;周期性的反向脉冲电流使镀件表面一直处理活性状态,因而可得到结合力更好的镀层;反向脉冲有利于减薄扩散层的实际厚度,提高阻极电流效率,因而合适的脉冲参数会使镀层的沉积速度进一步加快。

    脉冲电镀合金通常用于铜合金,镍合金的镀覆。对于铜合金采用脉冲电镀,可通过选择适当的脉冲参数,从而获得组分及颜色重现的合金镀层,以解决铜合金电镀中组分和颜色难于控制的问题;对于镍合金来说,脉冲电镀可得到以直流电镀性能更优越的镀层,其合金成分稳定,镀层均匀,耐磨性和抗蚀性均较直流电镀获得的镀层显著增强。

    2.2温度控制特点

    (1)电镀过程中,工艺温度控制是很重要的,如果温度起伏过大,不但造成电力能源的浪费,对于产品质量也有很大的影响。采用PID

    模糊控制,则可以有效地减少甚至避免这些问题。在工程实际中,应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制,简称PID控制,又称PID调节。

    PID控制器就是根据系统误差,利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制,以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一。

    (2)加热系统配套液位控制装置、自动补水装置,在液面低于设定液位后系统进行自动液位补充,合理保护系统,防止加热管干烧;同时,每个电加热系统都有可靠的接地保护措施,避免出现安全事故。

    (3)人机界面上设置预加热功能,进行预加热时间设置,对于温度要求较高的工艺,实现预加热系统管理,将大大提高设备的生产效率。

    3溶液组份自动化管理

    溶液组份包括溶液主盐、添加剂等,严格来讲,溶液pH控制系统也需进行组分添加,因此也列入其中。

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