Ванны с растворами (например, 43 шт.), стартовая и буферные позиции для штанг, автооператор (один или несколько) для перемещения штанг по ваннам, рама покачивания, выпрямители тока FLEX KRAFT, насосы, клапаны, вибраторы, обогреватели, датчики температуры, датчики уровня, компьютер с установленной SCADA - системой SIMATIC WinCC, шкаф электромонтажный c системой управления на базе контроллера SIMATIC S7-317 и с сенсорной панелью SIMATIC TP277. Общее количество обрабатываемых сигналов зависит от конкретной линии и достигает 150-450 шт.
Принцип работы гальванической линии
На стартовой позиции оператор завешивает на штангу заготовки печатных плат. На управляющем компьютере для штанги задается программа перемещения и программа токов, а также площадь металлизации печатных плат. Программа перемещения - это последовательный набор ванн с указанием времени нахождения в каждой ванне (от 1 с до 24 ч, точность ввода – 1 сек). Оператор может создать программу перемещений, состоящую из любой последовательности ванн или выбрать из списка заранее подготовленных программ (можно создать до 200 программ). Программа токов содержит информацию о плотности тока подаваемого в ванны. В зависимости от площади металлизации рассчитывается сила тока. Данные о перемещениях и токах передаются в контроллер. Каждой штанги или партии присваивается свой набор символов – идентификатор. По нему, используя архивы, можно отследить перемещение штанги и технологические параметры во время выполнения задания.
После подготовки, по команде с компьютера, штанга отправляется в работу. Контроллер производит расчет на наличие пересечений по ваннам. Если возможно пересечение по ваннам с уже работающими штангами, то автооператор перемещает штангу в буферную позицию. Количество буферных позиций соответствует количеству штанг. В буферной позиции штанга находится до наступления момента, когда пересечение с другими штангами будет исключено. Если пересечений по ваннам нет, штанга перемещается в рабочие позиции согласно программе перемещения. По завершению работы штанга перемещается на стартовую позицию, а если стартовая позиция занята, то в одну из буферных. При освобождении стартовой позиции она автоматически будет помещена на стартовую позицию для разгрузки.
Перемещение штанги осуществляется автоматически с помощью автооператора. Автооператор перемещает штанги, опускает штанги в ванны и достает из ванн. По окончании заданного времени нахождения штанги в ванной автооператор поднимает штангу из ванны и перемещает ее в следующую ванну согласно программе перемещений. Для исключения передержек в «ответственных ваннах» предусмотрены приоритеты ванн. Под передержкой понимается нахождение штанги в ванной сверх максимально возможного времени выдержки. Высокие приоритеты присваиваются тем ваннам, для которых задан небольшой интервал времени между минимальным и максимальным временем выдержки. Когда автооператор свободен, он заранее подходит к ванне, у которой выше приоритет и у которой минимальное время выдержки прошло или уже скоро наступит. Таким образом, для ванн с высоким приоритетом минимизируется вероятность передержек.
Позиция автооператора определяется лазерным датчиком расстояния SICK DL50 HI. При подходе к заданной позиции скорость автооператора плавно снижается до полной остановки. Максимальная скорость перемещения автооператора вдоль ванн достигает 0,8 м/сек. Фактическая точность позиционирования автооператора над ванной ±3мм. Для отдельных ванн предусмотрено дублирование (в том числе и многократное). В этом случае, две и более ванны используются для одинаковых процессов. Как правило, это ванны, в которых предполагается длительное время обработки. Это позволяет параллельно обрабатывать более одной штанги, что значительно повышает производительность линии.
На линиях с большим количеством ванн возможно использование двух автооператоров. Каждому автооператору определяется зона ответственности по позициям ванн. Использование двух автооператоров снижает вероятность передержек в ваннах и позволяет обрабатывать большее количество штанг.
Рама покачивания осуществляет дополнительное перемешивание растворов за счет покачивания штанги помещенной в ванную. При подъеме и опускании штанги в ванны рама покачивания останавливается. Оператор может задавать скорость покачивания. При опускании штанги в ванну для гальванизации система управления дает команду на включение выпрямителей с заданным током. Перед подъемом выпрямители выключаются. Если, по какой-либо причине, происходит передержка штанги в ванне с выпрямителями, то ток снижается до значения 10% от заданного.
Насосы включаются вручную при подаче команды с компьютера для наполнения ванн растворами.
Клапаны расположены в ваннах, в которых выполняется промывка. Они открываются автоматически для включения воды. При струйной промывке клапаны включаются в момент подъема/опускания штанги в ванну, а при каскадной - на заданное время после подъема штанги из ванны.
Вибраторы расположены на штангах. Ванны, в которых необходима вибрация штанги, имеют контакторы для вибраторов. При опускании штанги в ванну вибраторы включаются в импульсном режиме. Оператор может задать скважность импульсов работы вибраторов.
Обогреватели предназначены для поддержания температуры растворов. Система управления выполняет функции температурного регулятора. Задание температуры вводит оператор на компьютере.
Датчики температуры предназначены для контроля температуры в ваннах.
Датчики уровня контролируют уровень раствора. При уровне ниже допустимого происходит подача свето-звукового сигнала.
Система управления и мониторинга позволяет архивировать технологические параметры, архивировать историю перемещения штанг, содержит систему аварийных и предупредительных сообщений. История перемещения штанг содержит время нахождения штаги в каждой ванне заданное и реальное, а также заданные и реальные значения технологических параметров – тока и температуры. Можно просматривать архивные данные, используя временной интервал, а также указать конкретный идентификатор.
Сенсорная панель на шкафу управления позволяет управлять оборудованием линии в ручном режиме.
Производительность линии зависит от ванны с наибольшим временем обработки. В случае, если используются дублирующие ванны, производительность определяет ванна с наибольшим временем обработки не из дублирующих ванн. Таким образом, если максимальное время нахождения штанги в ванной 40 минут, то интервал между выходом продукции приблизительно составит 45 – 50 минут.
