电铸镀层厚度自动控制装置和系统制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种电铸镀层厚度自动控制装置和系统。该装置包括电铸缸、挂镀支架、控制器和电流检测单元，所述挂镀支架置于所述电铸缸中，所述电流检测单元检测所述挂镀支架的每个挂镀样品的电流，所述控制器根据所述电流得到该挂镀接口板上电镀过程中已经采用的电荷数量，如果该电荷数量达到待电镀样品所预期的电荷数量，则所述控制器停止向相应的待电镀样品供电，同时可编程电源的总电流根据当前仍然通电的样品数量即时调整总电流。由于采用了上述技术方案，本发明专利技术可极大地提高纯金电铸在线生产的效率、品质控制。

Electroforming coating thickness automatic control device and system

The invention provides an automatic control device and system for electroforming coating thickness. The device comprises an electroforming cylinder, a hanging plating bracket, a controller and a current detecting unit, wherein the hanging plating bracket is placed in the electroforming cylinder, and the current detecting unit detects the current of each hanging plating sample of the hanging plating bracket, according to which the controller obtains the charges already used in the plating process on the hanging plating interface plate. Quantity. If the number of charges reaches the desired number of charges for the sample to be plated, the controller stops supplying power to the corresponding sample to be plated, and the total current of the programmable power source adjusts the total current instantly according to the number of samples currently energized. By adopting the above technical scheme, the invention can greatly improve the efficiency and quality control of pure gold electroforming on-line production.

【技术实现步骤摘要】
电铸镀层厚度自动控制装置和系统
本专利技术涉及电铸
，特别涉及一种电铸镀层厚度自动控制装置和系统。
技术介绍
电铸有别于电镀，需要在样品表面电镀厚度超过100微米的镀层，在珠宝首饰行业比较流行电铸纯金以及K金。电铸是一种比电镀工艺更复杂的电镀方案。当前的贵金属电铸制造主要依赖于人的经验控制，以氰化金钾与铜盐溶液发生电化学反应，在基材上电镀18K～24K黄金，依赖人的经验和电镀电流大小和电镀时间来控制镀层的厚度以及成分。但这里有几大问题无法得到有效的解决。1.低效率以经验来控制电镀镀层厚度，镀厚了则生产商损失较大，镀薄了则无法满足客户需求。经常需要返工，且无法保证批量产品的电镀的厚度统一。另外镀完一批再取出成品检测，发现问题则再重新电镀，效率非常低。2.低品质控制对于同一批样品无法做到完全统一的电镀厚度的准确控制。无法保证批量的产品品质相同且都符合严格标准。
技术实现思路
本专利技术中的电铸镀层厚度自动控制装置和系统，主要解决当前的黄金电铸制造镀层厚度控制的低效率、低品质控制等问题。为解决上述问题，作为本专利技术的一个方面，提供了一种电铸镀层厚度自动控制装置，包括电铸缸、挂镀支架、控制器和电流检测单元，所述挂镀支架置于所述电铸缸中，所述电流检测单元检测所述挂镀支架的每个挂镀样品的电流，所述控制器根据所述电流得到该挂镀接口板上电镀过程中已经采用的电荷数量，如果该电荷数量达到待电镀样品所预期的电荷数量，则所述控制器停止向相应的待电镀样品供电，同时可编程电源的总电流根据当前仍然通电的样品数量即时调整总电流。优选地，所述电荷数量通过对所述电流的时间积分得到。优选地，镀层厚度通过下式确定：其中，T为电镀厚度；C为电化学当量；η为电流效率％；J为电流密度A/m2；τ为电镀时间；γ为沉积金属的比重g/cm2；C和γ均为常量。优选地，镀层厚度通过下式确定：其中，T为电镀厚度，I为电流，τ为电镀时间；C为电化学当量；η为电流效率％；γ为沉积金属的比重g/cm2；S为截面积。优选地，所述电铸镀层厚度自动控制装置还包括用于向每个挂镀样品供电的可编辑直流电源，所述电流检测单元检测所述可编辑直流电源的每路输出。优选地，所述电流检测单元包括负载电阻、运算放大器、数字电流传感器和单片机，所述负载电阻的采样信号经所述运算放大器后提供给所述数字电流传感器，所述数字电流传感器通过I2C总线与所述单片机连接，所述单片机将检测得到的电流进行FFT滤波后与时间的积分数据保存并传输给所述控制器。优选地，所述挂镀支架还包括塑料空心管、铜柱和用于悬挂待电镀样品的挂钩，所述挂镀接口板安装在所述塑料空心管的顶端，所述塑料空心管的内部由上至下安装有多个所述铜柱，所述塑料空心管的的侧壁外部由上至下安装有多个所述挂钩，所述挂钩与所述铜柱一一对应地电连接，所述挂镀接口板每个输出端分别通过设置于所述塑料空心管内的导线与所述铜柱电连接。本专利技术还提供了一种电铸镀层厚度自动控制系统，包括云监控平台和至少一个上述的电铸镀层厚度自动控制装置，所述电铸镀层厚度自动控制装置与所述云监控平台电连接。由于采用了上述技术方案，本专利技术可极大地提高纯金电铸在线生产的效率、品质控制。附图说明图1示意性地示出了本专利技术的结构示意图。图中附图标记：1、电铸缸；2、挂镀支架；3、控制器；4、电流检测单元；5、挂镀接口板；6、负载电阻；7、运算放大器；8、数字电流传感器；9、单片机；10、塑料空心管；11、铜柱；12、挂钩；13、导线；14、待电镀样品；15、承载柱；16、线圈；17、承载环；18、温度传感器。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明，但是本专利技术可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。本专利技术提供了一种电铸镀层厚度自动控制装置，特别适用于工业电镀电铸镀层厚度精确控制系统，包括电铸缸1、挂镀支架2、控制器3和电流检测单元4，所述挂镀支架2置于所述电铸缸1中，所述电流检测单元4检测所述挂镀支架2的每个挂镀样品5的电流，所述控制器3根据所述电流得到该挂镀接口板5上电镀过程中已经采用的电荷数量，如果该电荷数量达到该挂镀接口板5所连接的待电镀样品所预期的电荷数量，则所述控制器停止向该挂镀接口板5供电。优选地，所述电荷数量通过对所述电流的时间积分得到。下面，对本专利技术的镀层厚度控制原理进行详细说明：(1)根据法拉第定律得到镀层厚度T的计算公式:其中，T:电镀厚度C:电化学当量η:电流效率％J:电流密度A/m2τ:电镀时间γ:沉积金属的比重g/cm2C和γ均为常量,在同一电镀溶液缸内,相同电压和溶液浓度下,每一件挂镀样品上的电流效率是一致的.电流密度为通过单位截面的电量,由于每一件挂镀样品本身的体积外形一致,且设计上保证每一路的阻抗完全一致。(2)电流密度公式为:J＝I/S其中，J:电量I:电流S:截面积(3)将上述公式可简化为:T＝k*I*τ也即其中T:电镀厚度k:常数I:电流τ:电镀时间在电铸过程长达数个小时的过程中，每个待镀样品的电流其实是有微弱波动且每一件都不一样，所以需要对电流与时间积分来计算总的镀层厚度参数。也即，只要确保每一件待镀样品的电流与时间的积分完全一致，则可以确保所有同一批样品镀完后的重量一致，即镀层厚度一致。同时,根据法拉第定律可以设置标准电压和浓度及温度的情况下,由于每一件样品的镀层重量一致,针对同一种待镀样品的不同镀层厚度可以建立一组经验曲线来推导计算得到常数k的值，准确设计出电荷量与镀层厚度的曲线，便于精确定位镀层重量。因此，优选地，控制器通过温度传感器18检测温度，然后根据标准电压、浓度及温度之间的关系曲线，确定出所需要镀层厚度所对应的电荷量。由于采用了上述技术方案，本专利技术可极大地提高纯金电铸在线生产的效率、品质控制。例如，采用本专利技术后，电铸成品电镀厚度一致性误差≤0.1％，电铸成品电铸厚度精度误差≤0.3％。优选地，所述电铸镀层厚度自动控制装置还包括用于向每个挂镀样品14供电的可编辑直流电源，所述电流检测单元4检测所述可编辑直流电源的每路输出。优选地，所述电流检测单元4包括负载电阻6、运算放大器7、数字电流传感器8和单片机9，所述负载电阻6的采样信号经所述运算放大器7后提供给所述数字电流传感器8，所述数字电流传感器8通过I2C总线与所述单片机9连接，所述单片机9将检测得到的电流进行FFT滤波后与时间的积分数据保存并传输给所述控制器3。优选地，所述挂镀支架2还包括塑料空心管10、铜柱11和用于悬挂待电镀样品的挂钩12，所述挂镀接口板5安装在所述塑料空心管10的顶端，所述塑料空心管10的内部由上至下安装有多个所述铜柱11，所述塑料空心管10的侧壁外部由上至下安装有多个所述挂钩12，所述挂钩12与所述铜柱11一一对应地电连接，所述挂镀接口板5每个输出端分别通过设置于所述塑料空心管10内的导线与所述铜柱11电连接。本专利技术还提供了一种电铸镀层厚度自动控制系统，包括云监控平台和至少一个上述的电铸镀层厚度自动控制装置，所述电铸镀层厚度自动控制装置与所述云监控平台电连接。下面，结合图1利用一个具体的实施例对本专利技术进行详细说明。图1所示的系统包括：电铸缸1：进行电化学反应的缸体；承载柱15：支撑承载环17以及提供导线连接功能。承载柱外套有一层阳极钛镀铱；承载环17：本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电铸镀层厚度自动控制装置，其特征在于，包括电铸缸(1)、挂镀支架(2)、控制器(3)和电流检测单元(4)，所述挂镀支架(2)置于所述电铸缸(1)中，所述电流检测单元(4)检测所述挂镀支架(2)的每个挂镀样品(5)的电流，所述控制器(3)根据所述电流得到该挂镀接口板(5)上电镀过程中已经采用的电荷数量，如果该电荷数量达到待电镀样品(14)所预期的电荷数量，则所述控制器停止向相应的待电镀样品(14)供电。

【技术特征摘要】
1.一种电铸镀层厚度自动控制装置，其特征在于，包括电铸缸(1)、挂镀支架(2)、控制器(3)和电流检测单元(4)，所述挂镀支架(2)置于所述电铸缸(1)中，所述电流检测单元(4)检测所述挂镀支架(2)的每个挂镀样品(5)的电流，所述控制器(3)根据所述电流得到该挂镀接口板(5)上电镀过程中已经采用的电荷数量，如果该电荷数量达到待电镀样品(14)所预期的电荷数量，则所述控制器停止向相应的待电镀样品(14)供电。2.根据权利要求1所述的电铸镀层厚度自动控制装置，其特征在于，所述电荷数量通过对所述电流的时间积分得到。3.根据权利要求3所述的电铸镀层厚度自动控制装置，其特征在于，镀层厚度通过下式确定：其中，T为电镀厚度；C为电化学当量；η为电流效率％；J为电流密度A/m2；τ为电镀时间；γ为沉积金属的比重g/cm2；C和γ均为常量。4.根据权利要求1所述的电铸镀层厚度自动控制装置，其特征在于，镀层厚度通过下式确定：其中，T为电镀厚度，I为电流，τ为电镀时间；C为电化学当量；η为电流效率％；γ为沉积金属的比重g/cm2；S为截面积。5.根据权利要求1所述的电铸镀层厚度自动控制装置，其特征在于，所述电铸镀层厚度自动控制装置还包括用于向每个挂镀样品(14)供电的可编辑直流电源，所述电流检测单元(4)检测所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵波，邓启华，黄玉光，
申请(专利权)人：深圳市西凡谨顿科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44