标签: 精密电镀，电解，电离

最近拜访参观了一家金属加工企业，在他们的生产线上看到一些依旧非常落后的生产方式。 我们看到操作工人熟练的、重复的做着相同的动作——不断的观察计时器的时间，然后调节整流器（也就是直流电源）的控制旋钮。起初是很好奇，然后，感觉到我们有必要使用更加智能，节能的方式，释放操作工人的自由。 希望通过本文章，让更多的企业管理者转变经营理念： 1. 低成本的设备，不等于低成本运营； 2. 更加智能，自动化才更保证高品质； 3. 更多的将员工释放，带来的是产品的创新，而不是重复机械的劳动；   一、电镀应用及电镀流程 1.1 电镀 (Electroplating) 就是利用电解原理在某些金属表面上镀上一薄层其它金属或合金的过程，是利用电解作用使金属或其它材料制件的表面附着一层金属膜的工艺从而起到防止腐蚀，提高耐磨性、导电性、反光性及增进美观等作用。 1.2 电镀的过程 基本如下： 1. 把镀上去的金属接在阳极 2. 要被电镀的物件接在阴极 3. 阴阳极以镀上去的金属的正离子组成的电解质 溶液 相连 4. 通以直流电的电源后，阳极的金属会氧化（失去电子），溶液中的正离子则在阴极还原（得到电子）成原子并积聚在阴极表层。 5. 电镀后被电镀物件的美观性和电流大小有关系，电流越小，被电镀的物件便会越美观；反之则会出现一些不平整的形状。 1.3 电镀工作条件 是指电镀时的操作变化因素，包括：电流密度、温度、搅拌和电源的波形等。   二、安捷伦系统就绪电源在电镀应用上的特点 　 2.1 什么是系统就绪电源 系统就绪电源就是针对系统应用要求，设计的电源产品，该电源具有系统电源要求的所有特征：   •           稳定性高 •          精度高 •          速度快 •          体积小 •          支持电压、电流的测量 •          能够补偿连接线的压降 •          控制接口灵活 •          兼容性好   2.2 安捷伦 N5700/N8700 系列直流电源 1. 尺寸小， 1U 满足 1500W ； 2U 满足 5000W ； 2. 节能，效率高，满功率输出下，效率可达 88% ，节省大量后续使用费用； 3. 设置及测量精度高，电压精度可达 0.05%, 电流精度可达 01.% ； 4. 稳定性好， MTBF （失效最大工作时间）高达 40000 小时， 20 年（每天 8 小时） ; 5. 可编程，支持各种工业控制接口，包括 GPIB ， USB 及最新的 LXI   LAN ； 6. 系列化产品，共 45 个型号，支持 750W ， 1500W ， 3000W ， 5000W 各种功率电镀应用；         三、电镀自动控制软件，实现 自动 精密电镀  3.1 电流控制是电镀是否精密的重要因数 电镀的是否美观或精密，与电镀的电流有直接关系。 1.       大电流下，电镀速度快，但效果会比较粗糙； 2.       小电流下，电镀速度慢，但效果会比较美观； 3.       为了达到美观和速度相结合，需要按照时间动态的电压或电流控制。将电镀过程分为两个阶段，第一阶段：电流或电压逐渐增加或减小；第二阶段：电流或电压保持。如下图： 3.2 系统就绪电源 结合自动 控制软件，自动按照设定完成电镀过程 我们曾经见到有些用户，为了动态实现电镀过程的电压或电流控制，使用手动电源，让操作员工按照一定的时间规律定期手动调节。每个员工只能操作 1 个或者几个电镀槽，效率非常低、而且员工非常的幸苦，还无法保持每次电镀的一致性！ 使用安捷伦系统就绪电源，配合 自动控制软件后，每个员工可以轻松操作多个电镀槽，并能够保证非常好的电镀重复性能。 以下是关于该软件的介绍及安装使用： 3.2.1 软件安装及硬件连接 3.2.1.1 N5700 支持 GPIB ， LAN ， USB 多种控制接口，以 LAN 为例。将 PC 与 N5700 通过 LAN 连接。 3.2.1.2 修改和设置 PC 为固定 IP 地址，如 192.168.1.1 。 3.2.1.3 通过“ LAN ”按键，查看 N5700 自动分配的 IP 地址， 如 192.168.1.5, 并使用 Ping 指令确认 Ping 连接成功。 3.2.1.4 安装安捷伦 IO Library 接口控制连接库文件，如下： 3.2.1.5 安装 N5700 Auto Setting tool 软件。 3.2.1.6 通过 所有程序 -Agilent IO Library Suite-Agilent Connection Expert, 添加和确认 N5700 是否成功控制。     3.2.2 软件设置及使用 3.2.2.1 设置 Systemconfig .cfg 文件，确保 VISA 地址与第一步中 1.6 对应的保持一致。 3.2.2.2 启动软件，用户界面如下：   设置调整控制参数后（参数详细描述见下文）， 点击“连接状态查询”，如果成功会显示连接设备的信息。 随后，点击“开始”进行 N5700 的自动控制过程。 3.2.2.3 软件参数描述 3.2.2.3.1 控制模式：电压 Voltage 或电流 Current ，及控制过程中是电压随时间变化，还是电流随时间变化。如设定电压随时间变化。   Start Value 初始值：电压或电流变化的初小值， 如 0V ； Stop Value 终止值：电压或电流变化的最大值， 如 10V ； Const Value 固定值： 电压或电流一直保持不变的参数值，如电压模式时，就是指电流的 Limit 值。 Change Time 变化时间：从初始值变化到终止值设定的变化时间，如 30 分钟； Step 1 变化调节个数：从初始值变化到终止值设定的变化个数，如 10 表示从 0V 到 10V 变化有 10 个台阶，每个台阶增加 1V((10V -0V)/10) ，持续 3 分钟（ 30 分钟 /10 ）。 Keeping Time 持续时间：在终止值电压或电流设定值保持的时间，如 45 分钟。 Step 2 变化调节个数：保持终止值电压，电流测量个数，如 45 。 即每 1 分钟（ 45 分钟 /45 ）测量一次电压和电流。 注意：变化时间 /Step 1 及持续时间 /Step2 均需要大于 0.3 秒； 测试完成后，会自动生成测试报告，包括设置电压 / 电流，测试电压及电流。 注 : 正常退出情况下，会自动将设置参数保持到配置 Systemconfig.cfg 文件 .  更多的系统就绪电源信息，可以访问以下网站： http://v.youku.com/v_show/id_XMzYxMjMzNzIw.html?f=17996506