本發(fā)明涉及五金表面處理，具體涉及一種五金表面氧化處理工藝及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、五金制品廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)和民用領(lǐng)域，其表面處理技術(shù)對提高五金制品的耐腐蝕性和美觀度至關(guān)重要，氧化處理是一種常用的表面處理方法，特別是在鋁合金等金屬材料上，通過在金屬表面形成一層致密的氧化膜，可以有效提高五金制品的抗腐蝕能力和使用壽命，然而，傳統(tǒng)的氧化處理工藝往往依賴于人工經(jīng)驗進行控制，難以實現(xiàn)精確的氧化膜厚度控制，尤其是在大規(guī)模生產(chǎn)中，這種控制難度更大。

2、現(xiàn)有的五金表面氧化處理工藝由于缺乏有效的監(jiān)控手段，無法實時準確地監(jiān)測氧化膜的生長情況，導(dǎo)致氧化膜厚度不均勻，影響產(chǎn)品質(zhì)量，而且由于電流密度控制不當(dāng)，可能會導(dǎo)致能量浪費，同時也不利于環(huán)境保護，并且傳統(tǒng)的人工調(diào)節(jié)方式不僅耗時，還可能因人為因素導(dǎo)致質(zhì)量不穩(wěn)定。

3、本發(fā)明的目的在于提供一種五金表面氧化處理工藝及系統(tǒng)，能夠?qū)崟r監(jiān)測氧化膜的生長情況，并根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)自動調(diào)整電流密度，從而保證氧化膜的生長速率和厚度在合理范圍內(nèi)，提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種五金表面氧化處理工藝及系統(tǒng)，以解決上述背景中問題。

2、本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

3、一種五金表面氧化處理工藝，包括以下步驟：

4、獲取五金制品表面氧化膜厚度數(shù)據(jù)，得到氧化膜的生長速率；

5、將氧化膜的生長速率與預(yù)設(shè)的生長速率范圍進行比較，生成生長速率異常信號和生長速率正常信號；

6、基于生長速率異常信號，獲取五金制品在氧化過程中的電流密度值；

7、對電流密度值與氧化膜生長速率之間的相關(guān)性進行分析；

8、基于電流密度與氧化膜生長速率的相關(guān)性，分析電流密度是否異常，生成電流密度異常信號和電流密度正常信號；

9、基于電流密度異常信號，得到氧化膜的目標生長速率；

10、基于氧化膜的目標生長速率，得到目標電流密度；

11、將電流密度值與目標電流密度進行差值計算，得到電流密度調(diào)整量；

12、基于電流密度調(diào)整量，生成相應(yīng)的電流密度調(diào)整信號；

13、基于電流密度信號，調(diào)整五金制品在氧化過程中的電流密度，并實施閉環(huán)控制策略。

14、作為本發(fā)明進一步的方案：所述獲取五金制品表面氧化膜厚度數(shù)據(jù)得到氧化膜生長速率的具體過程為：

15、將監(jiān)測周期劃分為若干個等長的時間子單元；

16、采集時間子單元處于初始時刻時，五金制品表面的氧化膜厚度t；

17、對所有的氧化膜厚度t進行處理，得到氧化膜厚度組；

18、基于氧化膜厚度組，通過計算得到氧化膜的生長速率ry；

19、其中，ti-1是第i個時間子單元的上一個時間子單元內(nèi)的氧化膜厚度，t?i是第i個時間子單元內(nèi)的氧化膜厚度，t是時間子單元的時間長度。

20、作為本發(fā)明進一步的方案：生長速率異常信號和生長速率正常信號的具體生成過程為：

21、將氧化膜的生長速率與生長速率范圍進行比較；

22、若氧化膜的生長速率大于生長速率范圍的最大值或氧化膜的生長速率小于生長范圍的最小值，生成生長速率異常信號；

23、若生長范圍的最小值小于等于氧化膜的生長速率小于等于生長速率范圍的最大值，生成生長速率正常信號。

24、作為本發(fā)明進一步的方案：所述電流密度值與氧化膜生長速率之間的相關(guān)性分析的具體過程為：

25、對所有時間子單元的氧化膜生長速率ry進行處理，得到氧化膜生長速率組；

26、對所有時間子單元內(nèi)的電流密度值iy進行處理，得到電流密度值組；

27、按照均值計算公式對氧化膜生長速率組進行處理，得到氧化膜生長速率的平均值ryp；

28、按照均值計算公式對電流密度組進行處理，得到電流密度組的平均值iyp；

29、通過計算得到電流密度和氧化膜生長速率的相關(guān)性系數(shù)pr；

30、將相關(guān)性系數(shù)pr與相關(guān)性系數(shù)閾值進行比較；

31、若相關(guān)性系數(shù)pr大于等于相關(guān)性系數(shù)閾值，生成正相關(guān)信號；

32、若相關(guān)性系數(shù)pr小于相關(guān)性系數(shù)閾值，生成非正相關(guān)信號。

33、作為本發(fā)明進一步的方案：電流密度異常信號和電流密度正常信號的生成過程為：

34、基于正相關(guān)信號，將監(jiān)測周期內(nèi)氧化膜生長速率按照處于合理范圍內(nèi)的時間段，分為正常時間段和異常時間段；

35、對監(jiān)測周期內(nèi)的所有正常時間段和異常時間段進行整合，得到正常時間段組和常時間段組；

36、將電流密度組按照正常時間段組和異常時間段組的區(qū)別，劃分為正常電流密度組和異常電流密度組；

37、通過計算得到異常時間段內(nèi)電流密度的均值e?iyp；

38、通過計算得到正常時間段內(nèi)的電流密度平均值z?iyp；

39、將異常時間段內(nèi)的電流密度平均值e?iyp與正常時間段內(nèi)的電流密度平均值ziyp進行差值計算，得到異常時間段和正常時間段的電流密度平均誤差值；

40、將電流密度平均誤差值與電流密度平均誤差值閾值進行比較；

41、若電流密度平均誤差值大于等于電流密度平均誤差值閾值，生成電流密度異常信號；

42、若電流密度平均誤差值小于電流密度平均誤差值閾值，生成電流密度正常信號。

43、作為本發(fā)明進一步的方案：得到氧化膜的目標生長速率的過程為：

44、基于電流密度異常信號，按照均值計算公式對生長速率范圍最大值和生長速率范圍最小值進行處理，得到氧化膜的目標生長速率rymb。

45、作為本發(fā)明進一步的方案：得到目標電流密度的具體過程為:

46、基于氧化膜的目標生長速率，通過公式計算得到目標電流密度iymb；

47、其中，a和b為公式的系數(shù)。

48、作為本發(fā)明進一步的方案：系數(shù)a和b的獲得過程為：

49、通過計算得到系數(shù)a；

50、通過計算得到系數(shù)b。

51、作為本發(fā)明進一步的方案：實時閉環(huán)控制策略的過程為：

52、對電源的輸出電流進行調(diào)整后，重新獲取氧化膜的當(dāng)前生長速率，將氧化膜的當(dāng)前生長速率與目標生長速率進行差值計算，得到生長速率的偏差值；

53、若生長速率的偏差值小于生長速率偏差值閾值，保持當(dāng)前設(shè)置，不進行任何改變；

54、若生長速率的偏差值大于等于生長速率偏差值閾值，重新計算電流密度調(diào)整量，并重復(fù)調(diào)整過程。

55、作為本發(fā)明進一步的方案：一種五金表面氧化處理系統(tǒng)，包括氧化膜生長速率監(jiān)測模塊、電流密度異常檢測模塊、電流密度調(diào)整模塊和閉環(huán)調(diào)整模塊；

56、氧化膜生長速率監(jiān)測模塊用于獲取五金制品表面氧化膜厚度數(shù)據(jù)，得到氧化膜的生長速率；

57、將氧化膜的生長速率與預(yù)設(shè)的生長速率范圍進行比較，生成生長速率異常信號和生長速率正常信號；

58、電流密度異常檢測模塊基于生長速率異常信號，獲取五金制品在氧化過程中的電流密度值；

59、對電流密度值與氧化膜生長速率之間的相關(guān)性進行分析；

60、基于電流密度與氧化膜生長速率的相關(guān)性，分析電流密度是否異常，生成電流密度異常信號和電流密度正常信號；

61、電流密度調(diào)整模塊基于電流密度異常信號，得到氧化膜的目標生長速率；

62、基于氧化膜的目標生長速率，得到目標電流密度；

63、將電流密度值與目標電流密度進行差值計算，得到電流密度調(diào)整量；

64、基于電流密度調(diào)整量，生成相應(yīng)的電流密度調(diào)整信號；

65、閉環(huán)調(diào)整模塊基于電流密度信號，調(diào)整五金制品在氧化過程中的電流密度，并實施閉環(huán)控制策略。

66、本發(fā)明的有益效果：

67、(1)本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)對五金制品表面氧化膜生長過程的精確控制，通過實時監(jiān)測氧化膜的生長速率，并根據(jù)預(yù)設(shè)的目標值自動調(diào)節(jié)電流密度，有效避免了因電流不穩(wěn)定導(dǎo)致的氧化膜厚度不均問題，這不僅能顯著提高氧化膜的均勻性和質(zhì)量，還能有效防止氧化膜過厚或過薄帶來的缺陷，如表面粗糙度增加、耐蝕性能下降等問題，從而大大提升了五金制品的整體品質(zhì)；

68、(2)本發(fā)明在保證氧化膜質(zhì)量的同時，還能夠顯著降低能耗，傳統(tǒng)氧化處理過程中，由于缺乏有效的監(jiān)測手段，往往需要采用較高的電流密度以確保氧化膜達到所需厚度，這不僅浪費能源，還會增加生產(chǎn)成本，而本發(fā)明通過智能調(diào)控電流密度，確保其始終處于最佳狀態(tài)，既能滿足氧化膜生長的要求，又能最大限度地節(jié)約電能，有助于構(gòu)建更加環(huán)保節(jié)能的生產(chǎn)模式；

69、(3)本發(fā)明的實施簡化了操作流程，降低了對操作人員的技術(shù)要求,傳統(tǒng)的氧化處理工藝需要依靠操作者的經(jīng)驗和手動調(diào)整來控制氧化膜的生長，這種方式容易產(chǎn)生誤差且效率低下，而本發(fā)明通過自動化監(jiān)測和調(diào)節(jié)系統(tǒng)，使得整個氧化過程更加穩(wěn)定可控，減少了人為因素的影響，此外，該系統(tǒng)還具備自我診斷功能，能夠及時發(fā)現(xiàn)并糾正偏差，降低了生產(chǎn)中的不確定因素，使得生產(chǎn)線運行更加順暢高效，為大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)提供了強有力的支持。