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PCB金手指电镀生产线

PCB金手指电镀生产线

深圳德尔福的PCB金手指电镀生产线是按照一定的工艺要求,将有关的各种电镀处理槽、行车、机架、电气系统、电源设备、抽风系统、循环过滤系统、温控加热系统、空气搅拌系统、液位控制系统、阴极移动装置等构成一个完整的多功能自动控制系统,该生产线适用于滚镀、挂镀两用。

该生产线采用了直线悬臂式行车,行车架上有可升降的吊钩。行车和吊钩各由一台电机带动,由变频器控制电机的速度。在行车的适当位置装有接近开关的SQ和感应片,在定位轨上依照工位安装感应片,行车的平移和吊钩的上下均由SQ接近感应片来定位。为了简单的说明行车在该电镀生产线中工作过程,现将30个工位的流程简化为5个工位:上料工位、前处理工位、镀槽工位、后处理工位、下料工位。

上、下料工位是行车运行的始末位置。在上料处人工挂好镀件,行车即可按照工艺要求运行,在下料处放下镀件,就返回上料工位继续挂镀件,循环电镀工作。

1.挂好镀件吊钩上升,SQ接近到上限感应片时停止,转到下一步工序

2.行车右移,直至SQ接近2号感应片时才停止,吊钩正好在前处理工位上方

3.吊钩下降,直至SQ接近下限感应片时才停止,镀件放入前处理槽里,按具体工艺要求定时一段时间处理好镀件

4.定时时间一到,吊钩上升提起镀件,直至SQ接近上限感应片时才停止,继续转到下一步工序

5.行车继续右移,直至SQ接近3号感应片停止,镀件恰好在镀槽工位的正上方

6.吊钩下降,直至SQ接近下限感应片时才停止,镀件放入镀槽里,按具体工艺要求定时一段时间电镀好镀件

7.电镀完毕,吊钩上升直至SQ接近上限感应片停止,镀件恰好在后处理槽工位的正上方

8.行车继续右移,直至SQ接近4号感应片才停止,镀件恰好在后处理槽工位的正上方

9.吊钩下降,直至SQ接近下限感应片时才停止,镀件放入后处理槽里,进行回收镀液,并且水洗干净

10.吊钩上升到位后,行车继续右移到达下料工位放下镀好的工件,并且返回上料工位重复前述工序。

机械结构设计部分

由于生产车间的条件限制,全自动电镀生产线采用了直线悬臂式结构,机械结构主要包括机架、两台行车及各种镀槽组成。

机架

考虑到电镀生产线的环境酸碱腐蚀性较大,我们在机架整体部分采用了优质不锈钢型材,提高设备的耐蚀性,并且达到了设备要求的强度和刚度。同时,为了安装调试方便,机架各部件间均采用螺丝联接,便于整个机械结构的拆装,维护简便,结构紧凑美观。

行车

为了充分发挥设备的性能,提高生产效率,选择了2台行车,单臂起吊。除了人工上下料以外,整个过程全自动运行。考虑到生产中行车提升的实际重量较小,在生车升降系统除采用变频器调速外,行车采用尼龙基胶带拖动,单臂起吊,能够使吊起工件时实现先慢后快,下降时先快后慢的软着陆状态。行车的运行是依靠行走轮沿镀槽一侧的机架上的主副导轨行走,而提升臂则沿行车架上的导轨滑行,以滚动滑动方式替代直接提升或拖动,减少了负荷。

阴极移动

由于在电镀时阴极上有气泡产生,如果这些气体粘附在阴极表面,就会阻止金属离子的继续沉积,结果造成镀层表面麻点、小孔的出现,影响产品的质量。为了消除这种现象,我们采用了阴极移动装置。该机构选用水平移动方法,移动次数15—20次/min,移动行程60mm,以370W的单相直流电机来完成驱动。并且在阴极移动的一侧装有位置传感器,使行车与阴极移动相配合,防止出现误运作,影响流程的正常运行。

电气设计部分

由于该电镀生产线运行动作复杂,循环运动、附属设备、各种定位位置检测、信号的拾取种类繁多,而且要据不同的工艺要求,需要完成不同的任务也有不同,这就要求能够随时修改工艺流程和运行参数,使整个控制系统具有较强的自适应能力和可调性,同时要求系统安全、可靠、准确、性能稳定。为此选用了工程控制常用的可编程控制器PLC、工控机IPC、变频器、触摸屏组成主要控制系统。

可编程控制器PLC

PLC选用西门子公司生产的CPU224、226两块,椐所需I/O的实际点数选择适合的扩展模块。由CPU224控制镀槽中草药液位传感器来控制镀液的液面高度;在和上位通迅的前提下,由CPU224控制行车的运行、阴极移动、喷淋系统、空气搅拌系统。

工控机(上位机)

上位机和PLC通过RS-485串行通讯来完成对生产过程实时监控显示,同时软件的编制及操作使用均在WINDOWS98环境下进行,在界面上有组态王软件编制的各功能模块。系统具有掉电保护功能,能及时对现场数据和状态进行保护,确保系统能继续安全运行。

当启动计算机时,会出现控制软件欢迎界面,点击进入按钮,即进入工艺管理画面。在此画面显示选择工艺、编制新工艺、存储工艺、删除工艺、电源管理、阴术移动开/关以及退出画面。在调入工艺管理画面后,可以修改工艺参数。

触摸屏(Pt100)

1.自动和手动模式。在自动模式下行车按照工艺流程所设定的参数自动运行;手动模式下,通过行车上的手操盒人工操作控制行车运动,并可用急停按钮紧急刹车停止任何运动。这两种工作模式可以相互切换,便于故障维护、操作,为整机的安全运行提供了必要手段。

7.若有报警发生,触摸屏显示报警画面,并且显示报警原因。在排除故障后按下解除按钮方可显示初始画面,恢复正常状态。

变频器

为了使小车能准确定位,就需要对行车的速度进行控制。富士变频器的低噪音、高性能价格比适用于全自动控制系统。为此我们选用2台富士变频器分别控制2台行车的平移、升降进行无级变频调速,避免了抱闸所产生的麻烦。

当变频器有正向输出时,电机正转,行车左平移、吊钩上升;当变频器有反向输出时,电机反转,行车右平移、吊钩下降。为了防止行车运行出现镀件晃动和不能到达目的工位,我们就要求:行车平移时,先快速,当接近工位时转为慢速,以减小制动力矩,提高定位的准确性,减少对导轨的磨损;行车上行时先慢后快,下行时先快后慢,防止镀件的晃动脱落。

关键附属设备

喷淋设备

为使工件清洗彻底干净,在各镀槽后的水洗槽上配有喷淋设备。当行车按工艺要求到达水洗槽后水洗完毕,工件被提起时,由sPLC控制的电磁阀立即被打开,定时冲洗工件后自动关闭电磁阀。

电镀电源

从电镀原理可知,电镀电源必须是直流电源或脉冲电源。各类镀槽对电源的要求也不尽相同,电镀时电流、电压应控制在一定的误差范围内。故选用高频开关电源,具有恒压、恒流、恒电流密度控制功能,采用IGBT模块和独特的驱动保护方式。由PLC实现对其进行本地控制和远端控制机及其转换,为实际生产带来了便利。

温控系统

由于电解除油和电镀槽对温度的要求比较高,它直接影响了镀件产品的质量,为此我们选用了温度控制系统。该系统由温控仪、温度传感器、加热管以及继电器组成。

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