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研究生:傅璿運
研究生(外文):HSUAN-YUN FU
論文名稱:電化學沈積系統之間隙控制研究
論文名稱(外文):The Study of Gap Width Control on Electrochemical Deposition System
指導教授:張義芳張義芳引用關係
指導教授(外文):Yih-Fang Chang
學位類別:碩士
校院名稱:大葉大學
系所名稱:機電自動化研究所碩士班
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2008
畢業學年度:96
語文別:中文
論文頁數:75
中文關鍵詞:放電加工機局部電化學沈積間隙控制
外文關鍵詞:EDMelectrochemical depositiongap control
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本研究於深孔放電加工機台上建立一局部電化學沈積系統,其中包含沈積電源分壓電路、電極與沈積板、沈積電流偵測迴路、間隙控制器等裝置。文中會詳細探討沈積電流及沈積間隙等各種條件間的關係,如此便能找出間隙與回授電壓的關係來取代回授增益,就能以此搭配伺服驅動系統來設計間隙控制器。在建立完整沈積間隙控制系統後,執行沈積實驗,找出最好的沈積間隙即沈積電流。文中也探討不同電極直徑對回授特性的影響,以評估若要以微小電極沈積時,可能面臨到的問題。
The building method of electrochemical deposition system on Deep-Sinking EDM, which includes deposition of power supply, divides voltage of circuit, detection circuit of discharge current between electrode and substrate, and gap width controller, etc. is discussed in this thesis.
In this article, the detail conditions between discharge current and the gap width in the electrochemical deposition system were discussed. The relations of gap width and feedback voltage were found and applied to the system in order to realize the feedback properties. And then, gap width controller was designed for this purpose. Complete deposition of gap width control system was carried out. By executing deposition experiment, the approached deposition gap width that is the deposition current, were found. The effects of different electrode diameter were also considered in order to verify the influences of the microelectrode on executing of deposition process.
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英文摘要
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目錄
圖目錄
表目錄
第一章 緒論
1.1 前言
1.2 研究動機
1.3 論文架構
第二章 文獻探討
2.1 局部電化學沈積基本原理
2.2 局部電化學沈積微結構物之方法
第三章 硬體設計與模擬
3.1 系統架構
3.2富士可程式控制器
3.2.1 撰寫語言
3.3 可變焦顯微放大擷取觀察系統
3.4局部電化學沈積反應
3.5前處理
3.5.1 感測器之設計
3.5.2 電解液之調配
3.5.3 電解槽之尺寸
3.5.4 製作白金電極
3.5.5 包覆陰極底板
3.6 間隙控制系統
第四章 實驗結果與討論
4.1 使用1mm白金電極進行局部電化學沈積
4.2 使用0.5mm白金電極進行局部電化學沈積
4.3 使用0.3mm白金電極進行局部電化學沈積
4.4 沈積速度
第五章 結論與未來展望
5.1 結論
5.2 未來展望
參考文獻
圖目錄
圖2.1 局部電化學沈積示意圖
圖3.1 放電加工機台實體圖
圖3.2 系統架構流程圖
圖3.3 富士PLC控制器實體圖
圖3.4 SX Bus與Processor Bus位置圖
圖3.5 ST語言範例
圖3.6 可變焦顯微放大擷取觀察系統
圖3.7 沈積系統架構圖
圖3.8 放電加工機台結合設計之電化學沈積系統
圖3.9 霍爾電流感知器
圖3.10 霍爾電流感知器與沈積系統連接圖
圖3.11 硫酸銅粉末
圖3.12 硫酸溶液
圖3.13 電解槽尺寸圖(單位mm)
圖3.14 電解槽實體圖
圖3.15 製作電極所需材料
圖3.16 白金線焊接於銅線上
圖3.17 套裝塑膠套管示意圖
圖3.18 注入保麗龍膠示意圖
圖3.19 研磨後的電極尖端
圖3.20 電極尖端實體圖
圖3.21 包覆陰極底板示意圖
圖3.22 包覆陰極底板實體圖
圖3.23 Z軸間隙控制方塊圖
圖3.24 回授電壓與間隙實驗關係圖
圖3.25 間隙控制方塊圖
圖3.26 原系統間隙控制方塊圖
圖3.27 線性化回授特性圖
圖3.28 控制系統基本方塊圖
圖3.29 性能指標J3相對Kg圖
圖3.30 使用simulink 模擬回授訊號圖
圖3.31 使用示波器實際擷取之回授訊號圖
圖4.1 線徑1mm,沈積結構物(間隙10μm,回授值-1.42V,電流1.775A)
圖4.2 線徑1mm,沈積結構物(間隙20μm,回授值-1.40V,電流1.75A)
圖4.3 線徑1mm,沈積結構物(間隙30μm,回授值-1.38V,電流1.725A)
圖4.4 線徑1mm,沈積結構物(間隙40μm,回授值-1.36V,電流1.70A)
圖4.5 線徑1mm,沈積結構物(間隙50μm,回授值-1.34V,電流1.675A)
圖4.6 1mm沈積物直徑大小實際圖
圖4.7 線徑0.5mm,沈積結構物(間隙10μm,回授值-1.20V,電流1.5A)
圖4.8 線徑0.5mm,沈積結構物(間隙20μm,回授值-1.18V,電流1.475A)
圖4.9 線徑0.5mm,沈積結構物(間隙30μm,回授值-1.16V,電流1.45A)
圖4.10 線徑0.5mm,沈積結構物(間隙40μm,回授值-1.14V,電流1.425A)
圖4.11 線徑0.5mm,沈積結構物(間隙50μm,回授值-1.12V,電流1.4A)
圖4.12 線徑0.5mm,沈積結構物(間隙60μm,回授值-1.10V,電流1.375A)
圖4.13 線徑0.5mm,沈積結構物(間隙70μm,回授值-1.08V,電流1.35A)
圖4.14 0.5mm沈積物直徑大小實際圖
圖4.15 線徑0.3mm,沈積結構物(間隙10μm,回授值-1.16V,電流1.45A)
圖4.16 線徑0.3mm,沈積結構物(間隙20μm,回授值-1.14V,電流1.425A)
圖4.17 線徑0.3mm,沈積結構物(間隙30μm,回授值-1.12V,電流1.4A)
圖4.18 線徑0.3mm,沈積結構物(間隙40μm,回授值-1.10V,電流1.375A)
圖4.19 線徑0.3mm,沈積結構物(間隙50μm,回授值-1.08V,電流1.35A)
圖4.20 線徑0.3mm,沈積結構物(間隙60μm,回授值-1.06V,電流1.325A)
圖4.21 線徑0.3mm,沈積結構物(間隙70μm,回授值-1.04V,電流1.3A)
圖4.22 0.3mm沈積物直徑大小實際圖
表目錄
表3.1 可結合語言
表3.2 ST語言基本指令說明表
表3.3 霍爾電流感知器詳細資料
表3.4 電解液成分
表3.5 實際量測電阻值
表4.1 沈積速度表(1mm)
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