化学镀铜原理

传统化学镀铜生产线采用变频器控制电机的力矩模式收线，效率低不能满足要求。改进后的化学镀铜生产线主要由放线机组、张力机组（含断丝或无丝检测），放线端夹丝装置、清洗与镀铜槽体、收线端夹丝装置、牵引机组和收线机组等组成。未镀铜的半成品焊丝由放线机经过张力机导向后进入槽体，再通过碱洗、酸洗和置换镀铜等工序，最后镀铜焊丝经过牵引抛光后收到收线机工字轮上。整个生产过程中，焊丝从放线到收线是恒线速恒张力运行，无丝或断丝检测装置安装在张力机上，夹丝装置分别装在槽体的进线和出线端，恒张力检测装置（传感器）安装在牵引机张力架上。

改进后的生产线控制系统主要由汇川H2U-4040MR型PLC、汇川MD380型变频器、兰宝传感器、行程开关、状态显示屏、电磁阀与气缸等组成，电气控制系统框图如图1所示。

系统工作时，通过操作面板上的各种功能按钮或设备上的开关把信号输入到PLC，并通过PLC内部程序将各种状态传送到各输出点，控制设备运行。电位器用来调节牵引机的速度，收线机的速度依靠位移传感器检测张力架上活套的位置来实现，位移传感器将检测的位移大小转换为电压信号传输至收线变频器，收线变频器根据反馈的电压大小通过自身PID闭环控制系统来控制电机的速度。PID通过被控量的反馈信号与目标量信号的差量进行比例、积分、微分运算，来调整变频器的输出频率，构成负反馈系统，使被控量稳定在目标量上。系统PID的方向是反作用，当牵引机和收线机一块启动时，由于传感器和活套的感应距离在最大位置，也就是反馈信号大于PID的给定，根据PID的反作用要求变频器频率上升，才能使PID达到平衡。由于变频器频率上升使焊丝拉动牵引张力架动轮上升，因而传感器和活套的感应距离逐渐变小，也就是反馈信号逐渐变小，当反馈信号等于PID的给定时，变频器的频率稳定不再上升，整个调节过程和牵引机的速度没有关系。所以不论牵引机的速度怎样调节，收线机始终通过自身调节达到PID平衡与牵引机匹配。由于牵引机的速度是一定的，因此实现了恒线速恒张力收线。

改进后的化学镀铜生产线采用恒张力控制，设备在运行过程中不管加速还是减速，收线机都能快速响应自动调整，张力始终保持恒定；加速或减速过程非常平稳，控制系统稳定；收线是通过传感器感应位移大小自动调节速度的快慢，因而张力小工字轮不会变形。此外改进后的化学镀铜生产线控制系统增加了放线端无丝与断丝检测功能和收放线两端夹丝功能，提高了生产线自动化程度。

文章来源：金属制品 作者：王宽儒

沈献民 编辑整理