JP2010122225A - 電解精錬された金属析出板の表面検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】金属析出板の表面を撮影し、撮影された表面の小塊の大きさと面当たりの分布比率に応じて自動で金属析出板の等級を判定できる電解精錬された金属析出板の表面検査装置を提供する。
【解決手段】電解精錬された金属析出板１０の表面検査装置は、検査しようとする金属析出板１０を撮影して検査する検査部２００と、前記検査しようとする金属析出板１０を検査部にロードするローディングロボット３００と、検査部２００で検査済みの金属析出板１０をアンロードするアンローディングロボット４００と、アンローディングロボット４００によりアンロードされた金属析出板１０を移送させるコンベヤ部１００、及び前記検査部２００と、これらの各部の作動を制御し、前記検査部２００で撮影された前記金属析出板１０のイメージを用いて前記金属析出板１０に小塊の大きさ及び分布により前記金属析出板の等級を判定する制御部とを含む。
【選択図】図１

Description

本発明は電解精錬された金属析出板の表面検査装置に関し、より詳細には、金属析出板の表面を撮影し、撮影された面当たりの小塊(Ｎｏｄｕｌｅｓ)の大きさ及び分布比率に応じて自動で金属析出板の等級を分類できる電解析出板の表面検査装置に関する。

周知のように、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｔｅなどのような金属は電解精錬を通じて高純度の金属として製造される。電解精錬は、電解液が収容された電解槽内部に多数の陽極板と陰極板を交互に浸漬させた後、電気分解過程を経て行われる。即ち、電解槽に浸漬された多数の陰極板と陽極板を交互に設置した後、陽極板と陰極板に電流を通電させると、電解液中で銅イオン（Ｃｕ^２＋）などのような金属イオンが陽極板から溶け出して陰極板に一定厚さ以上電着されるようにした後、陰極板からこれを分離して精錬された金属を得る。

電解精錬において電解液は析出しようとする電解金属を含む水溶液、即ち、電解質が用いられる。陽極板の表面では金属カチオンを生成する酸化作用が、陰極板の表面では金属カチオンが析出される還元作用が行われる。銅電解精錬の例を挙げると、陽極板として製錬過程で生産された純度９９.５％の精製粗銅が鋳造されて用いられ、陰極板としてはステンレス板が用いられる。陽極で溶解された銅イオンが移動して陰極板に還元されながら純度の高い９９.９９３％以上の銅が電着される。

［反応式］
正極反応：Ｃｕ（９９.５％）→Ｃｕ^２＋＋２ｅ
負極反応：Ｃｕ^２＋＋２ｅ→Ｃｕ（９９.９９３％）
全反応：Ｃｕ（９９.５％）→Ｃｕ（９９.９９３％）
このように電解精錬を通じて陰極板で一定量の金属が析出されれば、電解精錬された金属が陰極板に正常に析出されたか否かを検査する。従来技術による電解精錬された金属析出板の検査方法は、析出された金属に不純物が含まれて発生する小塊の大きさと面当たりの分布比率を作業者が肉眼で検査して等級を分類するようになる。即ち、電解精錬された金属析出板の面当たりの小塊のサイズが大きく、その分布比率が高いほど等級が低いと判別する。

大韓民国公開特許１０−２００２−００５０８３８号明細書

しかしながら、従来のように作業者が肉眼で電解精錬された金属析出板の表面に発生した小塊の大きさと面当たりの分布比率を検査して電解精錬された金属析出板の等級を分類する場合には作業者の熟練度や疲労度によって正確に判別し難いという問題がある。

従って、本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、金属析出板の表面を撮影し、撮影された表面の小塊の大きさと面当たりの分布比率に応じて自動で金属析出板の等級を判定できる電解精錬された金属析出板の表面検査装置を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明の電解精錬された金属析出板の表面検査装置は、検査しようとする金属析出板を撮影して検査する検査部と、前記検査しようとする金属析出板を前記検査部にロードするローディングロボットと、前記検査部で検査済みの金属析出板をアンロードするアンローディングロボットと、前記アンローディングロボットによりアンロードされた金属析出板を移送させるコンベヤ部と、前記検査部と、前記ローディングロボット及びアンローディングロボットと、前記コンベヤ部の作動を制御し、前記検査部で撮影された前記金属析出板のイメージを用いて前記金属析出板の小塊の大きさ及び分布に応じて前記金属析出板の等級を判定する制御部とを含む。

本発明によれば、金属析出板の表面で撮影された面当たりの小塊の大きさと分布比率に応じて自動で金属析出板の等級を分類することで、より正確かつ迅速に電解精錬された金属析出板の等級を分類でき、出荷製品の品質管理が容易になるのはもちろん、生産装備別の不良類型の分析が容易であるという効果を奏する。

本発明による電解製錬された金属検査装置を示す斜視図である。 図１に示す検査装置の正面図である。 図１に示す検査装置の検査部の斜視図である。 図３に示す検査部の正面図である。 図１に示す検査装置のグリッパの斜視図である。 図５に示すグリッパの正面図である。 図５に示すグリッパの側面図である。 図３に示す検査部で撮影された電解精錬された金属析出板のイメージであって、小塊がない場合を示す図である。 図３に示す検査部で撮影された電解精錬された金属析出板のイメージであって、小塊がある場合を示す図である。 図３に示す検査部で撮影された電解精錬された金属析出板のイメージであって、小塊がない場合を示す図である。 図３に示す検査部で撮影された電解精錬された金属析出板のイメージであって、小塊がある場合を示す図である。

以下、本発明の最も好適な実施形態を添付の図面を参照して本発明の技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように更に詳細に説明するが、これは例示に過ぎないものであり、本発明がこれに限定されるものではない。

図１は、本発明の電解精錬された金属析出板の表面検査装置の斜視図であり、図２は、図１に示す電解精錬された金属析出板の表面検査装置の正面図である。

図１及び図２に示すように、本発明の電解精錬された金属析出板の表面検査装置は、コンベヤ部１００、検査部２００、ローディングロボット３００及びアンローディングロボット４００で構成される。

コンベヤ部１００は検査済みの金属析出板１０がアンロードされて搬出され、検査部２００はコンベヤ部１００の一側に設置されて金属析出板１０に小塊があるか否かを撮影し、その撮影イメージを発生して制御部６００に出力する。

ローディングロボット３００はコンベヤ部１００の他側に設置されて金属析出板１０を検査部２００にロードし、アンローディングロボット４００は、コンベヤ部１００の上側に設置されて検査部２００で検査済みの金属析出板１０をコンベヤ部１００にアンロードさせる。

制御部６００は、コンベヤ部１００と検査部２００とローディングロボット３００とアンローディングロボット４００をそれぞれ制御して本発明の電解精錬された金属析出板の検査装置を全般的に制御する。このような制御部６００は、検査部２００で金属析出板１０を撮影した撮影イメージの伝達を受けて金属析出板１０に小塊が発生した場合、発生した小塊の大きさと金属析出板１０の面当たりの分布比率を算出した後、設定された等級判定によって検査が実行された金属析出板１０の等級を自動で判定する。

本発明の電解精錬された金属析出板の表面検査装置を構成するコンベヤ部１００と、検査部２００と、ローディングロボット３００及びアンローディングロボット４００の構成を更に詳細に説明すれば、以下の通りである。

コンベヤ部１００は、図１及び図２に示すように、コンベヤベース部材１１０と、一対のチェーンコンベヤ組立体１２０とで構成される。

コンベヤベース部材１１０はコンベヤ部１００を全般的に支持し、一対のチェーンコンベヤ組立体１２０はコンベヤベース部材１１０に設置され、それぞれ多数のチェーン１２１を含む。各々のチェーン１２１は、リンク１２１ａと、リンク１２１ａに設置され、金属析出板１０が取り付けられる定着溝１２１ｃが形成された定着部材１２１ｂとからなる。

検査部２００は、図１、図３及び図４に示すように、収納部２１０と、第１ビジョン部２２０及び第２ビジョン部２３０で構成される。

収納部２１０は金属析出板１０を収納し、収納ベース部材２１１と、一対のガイド部材２１２及びテンション部２１３で構成される。

収納ベース部材２１１は収納部２１０を全般的に支持し、一対のガイド部材２１２は収納ベース部材２１１に設置されて収納される金属析出板１０をガイドするためのガイド溝２１２ａが形成される。テンション部２１３は、一対のガイド部材２１２の間に設置されて金属析出板１０の収納時に衝撃を緩和させる。

テンション部２１３は、支持部材２１３ａと、第１テンションベース部材２１３ｂと、第２テンションベース部材２１３ｃ及び多数のバネ部材２１３ｄからなる。

支持部材２１３ａは一対のガイド部材２１２の間に設置され、第１テンションベース部材２１３ｂは支持部材２１３ａの両側にそれぞれ設置される。第２テンションベース部材２１３ｃは第１テンションベース部材２１３ｂの上側に設置され、多数のバネ部材２１３ｄは第１テンションベース部材２１３ｂと第２テンションベース部材２１３ｃとの間に設置されて金属析出板１０の下降時に衝撃を吸収する。

第１ビジョン部２２０は収納部２１０の一側に設置されて収納部２１０に収納された金属析出板１０の一面を撮影し、第２ビジョン部２３０は収納部２１０の他側に設置されて収納部２１０に収納された金属析出板１０の他面を撮影する。

金属析出板１０を撮影する第１ビジョン部２２０と第２ビジョン部２３０はそれぞれ昇降機構２２１、２３１と、昇降部材２２２、２３２と、照明機器２２３、２３３及びカメラ２２４、２３４で構成される。

昇降機構２２１、２３１はボールスクリュ移動機構が適用され、昇降部材２２２、２３２は昇降機構２２１、２３１により昇降するように設置される。照明機器２２３、２３３は、昇降部材２２２、２３２に傾斜するように設置されて金属析出板１０に照明を照射する。このような照明機器２２３、２３３は、レーザ照明（図示せず）とＬＥＤ照明（図示せず）とからなり、カメラ２２４、２３４で３次元イメージを撮影する場合にはレーザ照明が用いられる反面、２次元イメージを撮影する場合にはＬＥＤ照明が用いられる。このような選択は制御部６００で選択して制御し、このような技術は公知となった技術が適用されるため、詳細な説明を省略する。

照明機器２２３、２３３は、チルト部２２５、２３５を備える。チルト部２２５、２３５は、固定ブロック２２５ａ、２３５ａと、チルト部材２２５ｄ、２３５ｄ及び空圧シリンダ２２５e、２３５ｅからなる。

固定ブロック２２５ａ、２３５ａは昇降部材２２２、２３２に設置され、多数のガイドピン２２５ｂ、２３５ｂが設置され、チルト部材２２５ｄ、２３５ｄは多数のガイドピン２２５ｂ、２３５ｂにそれぞれ挿入される多数の長孔２２５c、２３５ｃが形成され、照明機器２２３、２３３が設置される。空圧シリンダ２２５e、２３５ｅは、固定ブロック２２５ａ、２３５ａと照明機器２２３、２３３に連結されて照明機器２２３、２３３をプッシュすることにより、チルト部材２２５ｄ、２３５ｄがチルトするように駆動させて照明機器２２３、２３３の傾斜角を調整する。

カメラ２２４、２３４は、昇降部材２２２、２３２に直交するように照明機器２２３、２３３と離間して設置されて金属析出板１０を撮影して撮影イメージを発生する。カメラ２２４、２３４は領域カメラが適用される。

ローディングロボット３００は、図１及び図２に示すように、第１ロボットベース部材３１０及び第１ロボット３２０で構成される。

第１ロボットベース部材３１０はコンベヤ部１００の他側に設置され、第１ロボット３２０は第１ロボットベース部材３１０に設置される金属析出板１０を検査部２００にロードする。

第１ロボット３２０は、モータにより第１ロボットベース部材３１０に回転されるように設置されるヨーク部材３２１と、ヨーク部材３２１に連結されて揺れる揺れ部材３２２と、揺れ部材３２２に連結されて揺れ部材３２２に連動される第１アーム３２３と、第１アーム３２３に連結されて第１アーム３２３に連動される第２アーム３２４と、ヨーク部材３２１と第２アーム３２４に連結される支持部材３２５と、第２アーム３２４に回転されるように設置されて金属析出板１０を把持するグリッパ３２６とからなる。

アンローディングロボット４００は、図１及び図２でのように、第２ロボットベース部材４１０及び第２ロボット４２０で構成される。

第２ロボットベース部材４１０はコンベヤ部１００が下側に位置するように設置され、第２ロボット４２０は検査部２００で検査を済ませて第２ロボットベース部材４１０に載置された金属析出板１０をコンベヤ部１００にアンロードさせる。

ロボット４２０は、ローディングロボット３００の第１ロボット３２０のようにヨーク部材４２１と、揺れ部材４２２と、第１アーム４２３及び第２アーム４２４と、支持部材４２５及びグリッパ４２６からなる。

ヨーク部材４２１は第２ロボットベース部材４１０に回転されるように設置され、揺れ部材４２２はヨーク部材４２１に連結されて揺れる。第１アーム４２３は揺れ部材４２２に連結されて揺れ部材４２２に連動され、第２アーム４２４は第１アーム４２３に連結されて第１アーム４２３に連動される。支持部材４２５はヨーク部材４２１と第２アーム４２４に連結され、グリッパ４２６は第２アーム４２４に回転されるように設置されて金属析出板１０を把持する。

金属析出板１０を把持するグリッパ３２６、４２６を添付する図５〜図７を参照して説明すれば、以下の通りである。

グリッパ３２６、４２６は、それぞれ回転部材５１０と、グリッパフレーム５２０と、一対の第１把持部５３０及び一対の第２把持部５４０で構成される。

回転部材５１０は、第２アーム３２４、４２４にそれぞれ回転されるように設置され、グリッパフレーム５２０は回転部材５１０に設置される。一対の第１把持部５３０は、グリッパフレーム５２０の一側と他側にそれぞれ設置されて金属析出板１０を把持する。このような一対の第１把持部５３０は、それぞれ空圧シリンダ５３１と、一対の回動部材５３２及び一対の第１把持部材５３３からなる。

空圧シリンダ５３１はグリッパフレーム５２０の一側と他側にそれぞれ設置され、一対の回動部材５３２はグリッパフレーム５２０に設置され、一対の第１把持部材５３３を回動するように空圧シリンダ５３１にそれぞれ連結される。一対の第１把持部材５３３は、一対の回動部材５３２にそれぞれ連結されて一対の回動部材５３２の回動により金属析出板１０を把持したり、解除する。

一対の第２把持部５４０は、一対の第１把持部５３０の内側に位置するようにグリッパフレーム５２０に設置されて金属析出板１０を把持する。このような一対の第２把持部５４０は、空圧シリンダ５４１及び一対の第２把持部材５４２からなる。

空圧シリンダ５４１は、一対の第１把持部５３０の内側に位置するようにグリッパフレーム５２０の一側と他側にそれぞれ設置され、一対の第２把持部材５４２は、空圧シリンダ５４１にそれぞれ設置されて金属析出板１０を把持したり、解除する。

前記構成を有する本発明の電解精錬された金属析出板の表面検査装置の作用を説明すれば、以下の通りである。

ローディングロボット３００は、銅のような電解金属が電解精錬された９８×１０８ｃｍの金属析出板１０が図１に示す矢印Ａ方向へ移送されれば、これを把持して検査部２００にロードする。検査部２００は、金属析出板１０がロードされれば、これを撮影する。金属析出板１０の撮影時に第１ビジョン部２２０は金属析出板１０の一表面を撮影し、第２ビジョン部２３０は金属析出板１０の他表面を撮影して金属析出板１０の両表面で小塊が発生したか否かを検査する。

金属析出板１０の表面を検査するために、照明機器２２３、２３３及びカメラ２２４、２３４はそれぞれ昇降部材２２２、２３２に設置され、昇降部材２２２、２３２は昇降機構２２１、２３１に設置されて垂直方向に昇降する。昇降部材２２２、２３２が昇降機構２２１、２３１により垂直方向に昇降することにより、昇降部材２２２、２３２に設置された照明機器２２３、２３３及びカメラ２２４、２３４は金属析出板１０の表面に沿ってスキャニングしながら金属析出板１０を撮影して図８Ａ〜図８Ｄのような撮影イメージを出力して制御部６００に送出する。

図８Ａに示す撮影イメージは２次元で撮影されたイメージであって、小塊がない場合であり、図８Ｂに示す撮影イメージは２次元で撮影されたイメージであって、小塊がある場合である。また、図８Ｃに示す撮影イメージは３次元で撮影されたイメージであって、小塊がない場合であり、図８Ｄに示す撮影イメージは３次元で撮影されたイメージであって、小塊がある場合である。カメラ２２４、２３４で撮影された撮影イメージが図８Ｂ及び図８Ｄでのように、小塊がある撮影イメージである場合に制御部６００はこれの伝達を受けて小塊の大きさと小塊の個数を判別して小塊の大きさと個数に応じて金属析出板１０の等級を分類する。

例えば、Ｓ級、Ｅ級、Ｇ級、Ｒ級の４つの等級に分類される場合、検査対象としての小塊の大きさと面当たりの分布比率は、以下の表１の通りである。

撮影が完了し、制御部６００により等級が決定された金属析出板１０はアンローディングロボット４００によりコンベヤ部１００に移送される。即ち、アンローディングロボット４００は検査部２００に収納された金属析出板１０を把持してコンベヤ部１００にアンロードする。コンベヤ部１００は金属析出板１０がアンロードされれば、矢印Ｂ方向へ移送させた後、制御部６００により決定された等級に応じて分類する。

以上、本発明による電解精錬された金属析出板の表面検査装置の具体的な実施形態として説明したが、これは例示に過ぎないものであって、本発明はこれに限定されるものではなく、本明細書に開示された基本思想に従う最広の範囲を有するものと解釈されなければならないものであって、当業者であれば、各構成要素の材質、大きさなどを適用分野に応じて容易に変更できる。また、開示された実施形態を組み合わせ／置換して摘示されていない構造を採択できるが、これも本発明の範囲から逸脱しないものである。その他にも当業者は本明細書に基づいて開示された実施形態を容易に変更又は変形でき、このような変更又は変形も本発明の権利範囲に属することは明白である。

Claims (10)

1. 検査しようとする金属析出板を撮影して検査する検査部と、
   前記検査しようとする金属析出板を前記検査部にロードするローディングロボットと、
   前記検査部で検査済みの金属析出板をアンロードするアンローディングロボットと、
   前記アンローディングロボットによりアンロードされた金属析出板を移送させるコンベヤ部と、
   前記検査部と、前記ローディングロボット及びアンローディングロボットと、前記コンベヤ部の作動を制御し、前記検査部で撮影された前記金属析出板のイメージを用いて前記金属析出板に小塊の大きさ及び分布により前記金属析出板の等級を判定する制御部と
   を含む電解精錬された金属析出板の表面検査装置。
2. 前記コンベヤ部は、
   コンベヤベース部材及び
   前記コンベヤベース部材に設置され、それぞれチェーンを含む一対のチェーンコンベヤ組立体で構成され、
   前記チェーンは、リンク部材と、前記リンクに設置され、前記金属析出板が取り付けられる定着溝が形成された定着部材とからなることを特徴とする請求項１に記載の電解精錬された金属析出板の表面検査装置。
3. 前記検査部は、
   前記金属析出板を収納する収納部と、
   前記収納部の一側に設置されて前記収納部に収納された前記金属析出板の一面を撮影して検査する第１ビジョン部及び
   前記収納部の他側に設置されて前記収納部に収納された前記金属析出板の他面を撮影して検査する第２ビジョン部で構成され、
   前記金属析出板の撮影されたイメージは前記金属析出板の等級判定を行うために前記制御部に提供されることを特徴とする請求項１に記載の電解精錬された金属析出板の表面検査装置。
4. 前記収納部は、
   収納ベース部材と、
   前記収納ベース部材に設置されて収納される前記金属析出板をガイドするためのガイド溝が形成される一対のガイド部材及び
   前記一対のガイド部材の間に設置されて前記金属析出板の収納時に衝撃を緩和させるテンション部で構成され、
   前記テンション部は前記一対のガイド部材の間に設置される支持部材と、前記支持部材の両側にそれぞれ設置される第１テンションベース部材と、前記第１テンションベース部材の上側に設置される第２テンションベース部材と、前記第１テンションベース部材と前記第２テンションベース部材との間に設置されて前記金属析出板の下降時に衝撃を吸収する多数のバネ部材とからなることを特徴とする請求項３に記載の電解精錬された金属析出板の表面検査装置。
5. 前記第１ビジョン部及び前記第２ビジョン部はそれぞれ
   昇降機構と、
   前記昇降機構に設置されて前記昇降機構により昇降する昇降部材と、
   前記昇降部材に傾斜するように設置されて前記金属析出板に照明を照射する照明機器及び、
   前記昇降部材に直交するように前記照明機器と離間して設置されて前記金属析出板を撮影するカメラで構成されることを特徴とする請求項３に記載の電解精錬された金属析出板の表面検査装置。
6. 前記昇降機構は、ボールスクリュ移動機構であることを特徴とする請求項５に記載の電解精錬された金属析出板の表面検査装置。
7. 前記照明機器は、
   チルト部を備え、
   前記チルト部は前記昇降部材に設置され、多数のガイドピンが設置される固定ブロックと、前記多数のガイドピンにそれぞれ挿入される多数の長孔が形成され、前記照明機器が設置されるチルト部材と、前記固定ブロックと照明機器に連結されて前記照明機器をプッシュすることにより前記チルト部材がチルトするように駆動させて前記照明機器の傾斜角を調整する空圧シリンダとからなることを特徴とする請求項５に記載の電解精錬された金属析出板の表面検査装置。
8. 前記ローディングロボットは、
   第１ロボットベース部材及び
   前記第１ロボットベース部材に設置される前記金属析出板を前記検査部にロードするロボットで構成され、
   前記ロボットは前記第１ロボットベース部材に回転されるように設置されるヨーク部材と、前記ヨーク部材に連結されて揺れる揺れ部材と、前記揺れ部材に連動されるように連結される第１アームと、前記第１アームに連動されるように連結される第２アームと、前記ヨーク部材と前記第２アームに連結される支持部材と、前記第２アームに回転されるように設置されて前記金属析出板を把持するグリッパとからなることを特徴とする請求項１に記載の電解精錬された金属析出板の表面検査装置。
9. 前記アンローディングロボットは、
   第２ロボットベース部材及び
   前記第２ロボットベース部材に設置されて前記検査部で検査済みの前記金属析出板を前記コンベヤ部にアンロードさせるロボットで構成され、
   前記ロボットは、
   前記第２ロボットベース部材に回転されるように設置されるヨーク部材と、前記ヨーク部材に連結されて揺れる揺れ部材と、前記揺れ部材に連動されるように連結される第１アームと、前記第１アームに連動されるように連結される第２アームと、前記ヨーク部材と前記第２アームに連結される支持部材と、前記第２アームに回転されるように設置されて前記金属析出板を把持するグリッパとからなることを特徴とする請求項１に記載の電解精錬された金属析出板の表面検査装置。
10. 前記グリッパはそれぞれ、
    前記第２アームにそれぞれ回転されるように設置される回転部材と、
    前記回転部材に設置されるグリッパフレームと、
    前記グリッパフレームの一側と他側にそれぞれ設置される前記金属析出板を把持する一対の第１把持部及び
    前記一対の第１把持部の内側に位置するように前記グリッパフレームに設置されて前記金属析出板を把持する一対の第２把持部で構成され、
    前記一対の第１把持部はグリッパフレームの一側と他側にそれぞれ設置される空圧シリンダと、前記グリッパフレームに回動するように設置され、前記空圧シリンダにそれぞれ連結される一対の回動部材と、前記一対の回動部材の回動により金属析出板を把持したり解除するように前記一対のラッチにそれぞれ連結される一対の第１把持部材とからなり、
    前記一対の第２把持部は前記一対の第１把持部の内側に位置するように前記グリッパフレームの一側と他側にそれぞれ設置される空圧シリンダと、前記空圧シリンダにそれぞれ設置されて前記金属析出板を把持したり解除する一対の第２把持部材とからなることを特徴とする請求項８又は９に記載の電解精錬された金属析出板の表面検査装置。

Images