現(xiàn)代電鍍設(shè)備的發(fā)展趨勢分析
在現(xiàn)代制造業(yè)迅猛發(fā)展的今天，電鍍加工的需求越來越大，產(chǎn)業(yè)的規(guī)模越來越大，而產(chǎn)品外觀和防護性能要求的日益提高，對設(shè)備的控制要求也越來越高，規(guī)模化生產(chǎn)及自動化運行成為電鍍設(shè)備的發(fā)展趨勢；而與此同時，電鍍產(chǎn)業(yè)作為環(huán)境污染的重要源頭，面對日益嚴峻的環(huán)保問題，如何降低能源消耗，減少污染物的排放也成為設(shè)備發(fā)展的必然趨勢。
具體來說，電鍍設(shè)備的發(fā)展主要包括以下幾方面：
一、電鍍設(shè)備系統(tǒng)控制自動化
1設(shè)備自動化運行
隨著自動化技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的手工操作生產(chǎn)線已被日漸淘汰，自動化生產(chǎn)線已經(jīng)越來越被更多的企業(yè)所采納。早期的自動化生產(chǎn)線主要依賴進口，隨著國內(nèi)自動化技術(shù)的不斷發(fā)展，電鍍生產(chǎn)線的自動化程度日益提高，同時運行更加平穩(wěn)可靠，據(jù)統(tǒng)計資料顯示，目前國內(nèi)約90％以上全自動電鍍生產(chǎn)線均為國產(chǎn)化，在全球市場，國產(chǎn)全自動生產(chǎn)線也占有一席之地。
全自動電鍍生產(chǎn)線是根據(jù)產(chǎn)品的大小和產(chǎn)量不同，設(shè)計不同的裝載方式和運行節(jié)拍，編制相應(yīng)的運行程序后，行車會自動按系統(tǒng)要求動作，從而實現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動化運行。整套電氣控制系統(tǒng)選用PLC和工控機(可選)進行控制，具有很強的抗干擾能力，保證系統(tǒng)長期連續(xù)穩(wěn)定運行。系統(tǒng)具有良好的人機界面和數(shù)據(jù)庫功能，人機界面采用全中文顯示，操作簡單，可實現(xiàn)操作、提示、幫助等功能。在計算機中建立實時和歷史兩個數(shù)據(jù)庫。歷史數(shù)據(jù)庫可實現(xiàn)工藝參數(shù)的歷史記錄、存儲功能，便于進行產(chǎn)品質(zhì)量的追溯和生產(chǎn)狀況的管理分析。實時數(shù)據(jù)庫可對整個生產(chǎn)線的運行狀態(tài)進行動態(tài)顯示，對工藝參數(shù)進行監(jiān)測。通過數(shù)據(jù)庫功能可完成各種統(tǒng)計報表的記錄與生成。
生產(chǎn)線系統(tǒng)運行有全自動、手動兩種狀態(tài)。當全自動狀態(tài)出現(xiàn)故障時，可選用手動控制，故障排除后，可恢復(fù)自動運行，不會因某一工位出現(xiàn)故障而影響全線，造成停產(chǎn)。生產(chǎn)線在操作面設(shè)有手動操作箱，可實現(xiàn)手動/自動轉(zhuǎn)換，系統(tǒng)啟動/急停及平移、提升操作；行車運行程序時，有自診斷功能。防止行車越限平移、越限升降及電機過熱等故障發(fā)生。
提高電鍍設(shè)備自動化控制程度，不僅可以有效提高生產(chǎn)效率，減輕工人勞動強度，還可以根據(jù)產(chǎn)品特性，進行傳統(tǒng)手工操作生產(chǎn)無法實現(xiàn)的針對性結(jié)構(gòu)設(shè)計，從而提高電鍍產(chǎn)品質(zhì)量。比如，針對滾鍍生產(chǎn)線，進行自動開關(guān)滾桶門和擺動式滾桶的全自動運行設(shè)計。在生產(chǎn)過程中，當滾桶旋轉(zhuǎn)到滾桶門面對陽極時，滾桶門打開，這樣滾桶內(nèi)的溶液就能得到時及時更新；而且由于沒有滾桶門的屏蔽，電力線保持相對通暢，在保持恒壓狀態(tài)下，電鍍時的電流密度相應(yīng)增大，從而可以加快鍍層沉積速度，并且有效避免了工件出現(xiàn)“桶印”的問題。
2輔助設(shè)施自動化控制
電鍍生產(chǎn)線的電源設(shè)備、熱交換系統(tǒng)等輔助設(shè)施自動控制系統(tǒng)的日臻完善，自動線的自動化程度將進一步向智能化方向發(fā)展。
2.1整流器控制特點：
生產(chǎn)線配套整流器通常包括高頻開關(guān)電源、可控硅整流器、單脈沖電源及雙脈沖電源等。具有以下特點：
(1)、具有輸入電流缺相、過電壓、風機過熱、主變壓器超溫、啟動和運行電流過大、逆相序保護、輸出端過流截止、短路、超溫及輸人電源等多種自動保護功能，且具有定時關(guān)機和故障報警并自動保護功能。整流器在自動工作狀態(tài)下，電流或電壓輸出值、爬升時間、平穩(wěn)時間、工作模式等參數(shù)由人機界面設(shè)定參數(shù)后，計算機與PLC構(gòu)成閉環(huán)控制，由計算機進行全自動控制；
(2)、整流器具備遠程控制及本地面板控制功能，并可進行切換。遠程控制時，能在人機界面上進行電壓、電流的設(shè)置和顯示；本地控制時，在整流器面板(或遠控)上進行電壓、電流的設(shè)置和顯示。
(3)、整流器控制器帶有通訊接口，可將整流器的工作狀態(tài)、電流、電壓等參數(shù)傳輸?shù)浆F(xiàn)場控制間的計算機中，實現(xiàn)對整流器電源的集中監(jiān)控，并保存原始記錄；在每臺整流器中都配套相應(yīng)的隔離模塊，保證數(shù)據(jù)通訊安全、可靠地進行。
(4)、雙脈沖技術(shù)的應(yīng)用
對于單質(zhì)金屬的電鍍工藝，雙脈沖電鍍的反向脈沖電流可以改善鍍層的厚度分布，鍍層厚度均勻，整平性好；反向脈沖的陰極溶解使陰極表面金屬離子濃度迅速回升，這就有利于隨后的陰極周期使用高的脈沖電流密度，而高的脈沖電流密度又使晶核的形成速度大于晶體的生長速度，因而鍍層致密、光亮、孔隙率低；反向脈沖的陰極剝離使鍍層中的有機雜質(zhì)(含光亮劑)的夾附大大減少，因而鍍層純度高，抗變色能力增強，這一點在鍍銀中尤其突出；周期性的反向脈沖電流使鍍件表面一直處理活性狀態(tài)，因而可得到結(jié)合力更好的鍍層；反向脈沖有利于減薄擴散層的實際厚度，提高阻極電流效率，因而合適的脈沖參數(shù)會使鍍層的沉積速度進一步加快。
脈沖電鍍合金通常用于銅合金，鎳合金的鍍覆。對于銅合金采用脈沖電鍍，可通過選擇適當?shù)拿}沖參數(shù)，從而獲得組分及顏色重現(xiàn)的合金鍍層，以解決銅合金電鍍中組分和顏色難于控制的問題；對于鎳合金來說，脈沖電鍍可得到以直流電鍍性能更優(yōu)越的鍍層，其合金成分穩(wěn)定，鍍層均勻，耐磨性和抗蝕性均較直流電鍍獲得的鍍層顯著增強。
2.2溫度控制特點
(1)電鍍過程中，工藝溫度控制是很重要的，如果溫度起伏過大，不但造成電力能源的浪費，對于產(chǎn)品質(zhì)量也有很大的影響。采用PID模糊控制，則可以有效地減少甚至避免這些問題。在工程實際中，應(yīng)用最為廣泛的調(diào)節(jié)器控制規(guī)律為比例、積分、微分控制，簡稱PID控制，又稱PID調(diào)節(jié)。PID控制器就是根據(jù)系統(tǒng)誤差，利用比例、積分、微分計算出控制量進行控制，以其結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性好、工作可靠、調(diào)整方便而成為工業(yè)控制的主要技術(shù)之一。
(2)加熱系統(tǒng)配套液位控制裝置、自動補水裝置，在液面低于設(shè)定液位后系統(tǒng)進行自動液位補充，合理保護系統(tǒng)，防止加熱管干燒；同時，每個電加熱系統(tǒng)都有可靠的接地保護措施，避免出現(xiàn)安全事故。
(3)人機界面上設(shè)置預(yù)加熱功能，進行預(yù)加熱時間設(shè)置，對于溫度要求較高的工藝，實現(xiàn)預(yù)加熱系統(tǒng)管理，將大大提高設(shè)備的生產(chǎn)效率。
3溶液組份自動化管理
溶液組份包括溶液主鹽、添加劑等，嚴格來講，溶液pH控制系統(tǒng)也需進行組分添加，因此也列入其中。
3.1電鍍鍍液組份管理
可以實現(xiàn)全自動補加的成分包括主鹽溶液、輔助鹽溶液、光亮劑、添加劑等。其中，主鹽部分的添加主要是針對采用不可溶性陽極的工藝。系統(tǒng)配套設(shè)置安時計，計量泵及儲液系統(tǒng)，通過安時計統(tǒng)計結(jié)果進行組份自動添加。
3.2鍍液pH值管理
鍍液的pH值對于鍍層沉積是非常重要的因素之一，在電鍍過程中，輕微的pH值變化不會造成明顯的工藝缺陷，一旦出現(xiàn)鍍層缺陷，對產(chǎn)品質(zhì)量已經(jīng)產(chǎn)生了很大影響。因此，經(jīng)常檢測鍍液的pH值是完全必要的。pH值自動化管理系統(tǒng)采用由數(shù)字式pH顯示器及傳感器進行在線測定，系統(tǒng)根據(jù)測定結(jié)果發(fā)出指令，啟動計量泵控制酸、堿組份的添加，確保溶液pH值保持恒定。
