JPH0533197A

JPH0533197A - スパーク検出装置

Info

Publication number: JPH0533197A
Application number: JP19007891A
Authority: JP
Inventors: Yukio Kumegawa; 川幸雄粂; Shigeki Koizumi; 泉繁樹小
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1991-07-30
Filing date: 1991-07-30
Publication date: 1993-02-09
Anticipated expiration: 2014-07-05
Also published as: JP2914792B2

Abstract

(57)【要約】【目的】金属材料とメッキセルとの間の電圧変動に伴
うスパークの発生を確実に検出すると共に、スパークの
程度、すなわち、金属材料についた傷の程度をも予測す
ることのできるスパーク検出装置を得ることを目的とす
る。【構成】電圧検出手段５は金属材料１を連続的に電気
メッキする電気メッキ設備のメッキセル４と金属材料１
との間の電圧を検出する。電圧監視手段６は電圧検出手
段５によって検出された電圧の変動を監視し、電圧レベ
ルおよび電圧変動時間を求める。ファジー処理手段11は
電圧監視手段６で求められた電圧レベルおよび電圧変動
時間を変数としてスパーク発生の度合いを演算する。速
度検出手段９は金属材料１の移動速度を検出する。スパ
ーク検出手段10はファジー処理手段11によって演算され
たスパーク発生の度合いと速度検出手段９で検出された
金属材料の速度とに基いて金属材料１の傷の度合いとそ
の位置を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、金属材料を連続的に
電気メッキする過程で、スパークが発生したであろう状
況を適確に判断し、前記金属材料のスパーク発生位置を
検出するスパーク検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】金属材料を一定の電流によって連続的に
電気メッキするための電気メッキ設備において、メッキ
セルと金属材料との間の距離を一定に保たなければなら
ない。しかし、金属材料の継目が通過する時や、金属材
料の揺れ等によってこの距離の変化が避けられず、これ
に伴うメッキセルと金属材料との間の電圧変動によりス
パークが発生して金属材料に傷を付けてしまうことがあ
る。

【０００３】このスパーク発生を推測し、金属材料に付
いてしまった傷の場所を検出するために、メッキセルと
金属材料との間の電圧変動からスパーク発生を予測する
装置がある。

【０００４】図３はこの種の従来のスパーク検出装置の
構成を、メッキ系統と併せて示したブロック図である。
同図において、金属材料１を電気メッキするために、一
対のメッキ電極ロール３が金属材料１を両面から押し付
けて移送すると共に、金属材料１に通電するようになっ
ている。また、メッキ電極ロール３から見て、金属材料
１が移動する上流および下流にてそれぞれ一対のメッキ
セル４が金属材料１に所定の間隔で対向配置されてい
る。そして、メッキ電源２の陽極がメッキ電極ロール３
に、陰極がメッキセル４にそれぞれ接続されている。こ
のようにして、金属材料１とメッキセル４との間に電解
電流を流すことによって電気メッキが行われる。

【０００５】ここで、金属材料１が連続的に送られてゆ
く際に、金属材料１の継目や厚み変動、あるいは、揺れ
等によりメッキセル４と金属材料１との間の距離が変動
し、スパークが発生する。このとき、メッキセル４と金
属材料１との間の電圧も変動するため、メッキ電源２の
電極間の電圧を検出するメッキ電圧検出手段５を設け、
その検出電圧ｅの変動をメッキ電圧監視手段６で監視す
る。

【０００６】一方、金属材料１の送り速度を検出するた
めに、その移動に応じて回転する速度検出ロール７を設
け、この速度検出ロール７に結合された回転数検出手段
８の検出回転数ｒに基いて速度検出手段９が金属材料１
の移動速度ｖを検出する。

【０００７】そこで、スパーク検出手段10は、メッキ電
圧監視手段６によって得られるメッキ電圧ｅの変動が一
定値以上であればスパーク発生と判断し、金属材料１に
傷が付いたであろう場所を速度検出手段９の進行速度ｖ
から予測する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のスパー
ク検出装置は、メッキ電圧の変動からスパーク発生箇所
をある程度予測できるものであった。

【０００９】しかし、スパーク発生によって金属材料に
傷が付くようなケースは、電圧の大きさや、その変動に
要する時間、すなわち、変動時間等によって傷の度合い
が微妙に変化し、最終的には人間の検査に頼らざるを得
ないという問題があった。

【００１０】この発明は、上記の問題点を解決するため
になされたもので、金属材料とメッキセルとの間の電圧
変動に伴うスパークの発生を確実に検出すると共に、ス
パークの程度、すなわち、金属材料についた傷の程度を
も予測することのできるスパーク検出装置を得ることを
目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、金属材料を連
続的に電気メッキする電気メッキ設備のメッキセルと前
記金属材料との間の電圧を検出する電圧検出手段と、こ
の電圧検出手段によって検出された電圧の変動を監視
し、電圧レベルおよび電圧変動時間を求める電圧監視手
段と、この電圧監視手段で求められた電圧レベルおよび
電圧変動時間を変数としてスパーク発生の度合いを演算
するファジー処理手段と、前記金属材料の移動速度を検
出する速度検出手段と、前記ファジー処理手段によって
演算されたスパーク発生の度合いと前記速度検出手段で
検出された前記金属材料の速度とに基いて前記金属材料
の傷の度合いとその位置を検出するスパーク検出手段と
を備えたものである。

【００１２】

【作用】本発明においては、金属材料とメッキセルの間
の電圧変動を監視し、その電圧レベルおよび電圧変動時
間からファジー処理によりスパーク発生の度合いを算出
して、金属材料に傷が付いたことを予測するもので、フ
ァジー処理では次の手法を用いている。 (1) 金属材料とメッキセルとの間に与えられている電
圧が大きく、電圧変動時間が短い場合には、スパーク発
生レベルは小さいものと判断する。 (2) 上記電圧がやや大きく、電圧変動時間がやや短い
場合にはスパーク発生レベルはやや大きいものと判断す
る。 (3) 上記電圧がやや小さく、電圧変動時間がやや長い
場合には、スパーク発生レベルはやや大きいものと判断
する。 (4) 上記電圧が小さく、電圧変動時間が長い場合に
は、スパーク発生レベルは大きいものと判断する。

【００１３】かかる演算を実行することによって、金属
材料とメッキセルとの間の電圧変動に伴うスパークの発
生を確実に検出すると共に、金属材料についた傷の程度
をも予測することができる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明を図面に示す実施例によって詳
細に説明する。

【００１５】図１はこの発明の一実施例の構成を、メッ
キ系統と併せて示したブロック図で、図３と同一の要素
には同一の符号を付してその説明を省略する。ここで
は、メッキ電圧監視手段６とスパーク検出手段10との間
に、電圧変動レベルおよび電圧変動時間を変数としてス
パーク発生の度合いを演算するファジー処理手段11が設
けられている。

【００１６】以上のように構成された本実施例の動作
を、特に、ファジー処理手段11を中心にして以下に説明
する。

【００１７】先ず、ファジー処理手段11に適用するファ
ジー処理規則とメンバーシップ関数を図２に示す。図
中、Ａ11，Ａ12，Ａ21，Ａ22，Ａ31，Ａ32，Ａ41，Ａ4
2，Ｂ1，Ｂ2 ，Ｂ3 ，Ｂ4 はメンバーシップ関数であ
り、Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 ，Ｒ4 はファジー処理規則であ
る。この実施例ではファジーデータが最小になるような
ＭＩＮ演算法を用いる。

【００１８】ここで、推論のための入力（前提）は金属
材料とメッキセルの間の電圧ｅと電圧変動時間ｔであ
り、出力（結論）はスパーク発生の度合いｓであり、入
力と出力とを結びつけるものがファジー処理規則Ｒ1 ，
Ｒ2 ，Ｒ3 ，Ｒ4 である。−前提− ｅ＝ｅ1 、かつ、
ｔ＝ｔ1である。 −ファジー処理規則− Ｒ1 ：もしｅ＝Ａ11でｔ＝Ａ12ならばｓ＝Ｂ1 である。

【００１９】Ｒ2 ：もしｅ＝Ａ21でｔ＝Ａ22ならばｓ＝
Ｂ2 である。

【００２０】Ｒ3 ：もしｅ＝Ａ31でｔ＝Ａ32ならばｓ＝
Ｂ3 である。

【００２１】Ｒ4 ：もしｅ＝Ａ41でｔ＝Ａ42ならばｓ＝
Ｂ4 である。 −結論− ｓ＝ｓ1 である。

【００２２】次に、ファジー処理規則毎のメンバーシッ
プ関数を説明する。 (1) ファジー処理規則Ｒ1 メンバーシップ関数Ａ11は電圧の大きさを示す。横軸は
金属材料とメッキセルとの間に与えられている電圧であ
り、横軸は電圧が大きいという適合度である。メンバー
シップ関数Ａ12は電圧変動時間の長さを示す。横軸は電
圧が変動している時間であり、縦軸は時間が短いという
適合度である。メンバーシップ関数Ｂ1は金属材料にお
けるスパーク発生の度合いを設定するものである。メン
バーシップ関数Ａ11のある電圧に対する適合度と、メン
バーシップ関数Ａ12のある電圧変動時間に対する適合度
とを比較し、小さい方の適合度の値でメンバーシップ関
数Ｂ1 をカットする。カットされたメンバーシップ関数
Ｂ1 の図形の重心のｓ座標がファジー処理規則Ｒ1 によ
って推論されるスパーク発生の度合いとなる。 (2) ファジー処理規則Ｒ2 メンバーシップ関数Ａ21は電圧の大きさを示す。横軸は
金属材料とメッキセルとの間に与えられている電圧であ
り、横軸は電圧がやや大きいという適合度である。メン
バーシップ関数Ａ22は電圧変動時間の長さを示す。横軸
は電圧が変動している時間であり、縦軸は時間がやや短
いという適合度である。メンバーシップ関数Ｂ2 は金属
材料におけるスパーク発生の度合いを設定するものであ
る。メンバーシップ関数Ａ21のある電圧に対する適合度
と、メンバーシップ関数Ａ22のある電圧変動時間に対す
る適合度とを比較し、小さい方の適合度の値でメンバー
シップ関数Ｂ2 をカットする。カットされたメンバーシ
ップ関数Ｂ2 の図形の重心のｓ座標がファジー処理規則
Ｒ2 によって推論されるスパーク発生の度合いとなる。 (3) ファジー処理規則Ｒ3 メンバーシップ関数Ａ31は電圧の大きさを示す。横軸は
金属材料とメッキセルとの間に与えられている電圧であ
り、横軸は電圧がやや小さいという適合度である。メン
バーシップ関数Ａ32は電圧変動時間の長さを示す。横軸
は電圧が変動している時間であり、縦軸は時間がやや長
いという適合度である。メンバーシップ関数Ｂ3 は金属
材料におけるスパーク発生の度合いを設定するものであ
る。メンバーシップ関数Ａ31のある電圧に対する適合度
と、メンバーシップ関数Ａ32のある電圧変動時間に対す
る適合度とを比較し、小さい方の適合度の値でメンバー
シップ関数Ｂ3 をカットする。カットされたメンバーシ
ップ関数Ｂ3 の図形の重心のｓ座標がファジー処理規則
Ｒ3 によって推論されるスパーク発生の度合いとなる。 (4) ファジー処理規則Ｒ4 メンバーシップ関数Ａ41は電圧の大きさを示す。横軸は
金属材料とメッキセルとの間に与えられている電圧であ
り、横軸は電圧が小さいという適合度である。メンバー
シップ関数Ａ42は電圧変動時間の長さを示す。横軸は電
圧が変動している時間であり、縦軸は時間が長いという
適合度である。メンバーシップ関数Ｂ4は金属材料にお
けるスパーク発生の度合いを設定するものである。メン
バーシップ関数Ａ41のある電圧に対する適合度と、メン
バーシップ関数Ａ42のある電圧変動時間に対する適合度
とを比較し、小さい方の適合度の値でメンバーシップ関
数Ｂ4 をカットする。カットされたメンバーシップ関数
Ｂ4 の図形の重心のｓ座標がファジー処理規則Ｒ4 によ
って推論されるスパーク発生の度合いとなる。

【００２３】このように、ファジー処理規則Ｒ1 ，Ｒ2
，Ｒ3 ，Ｒ4 によりカットされた、スパーク発生の度
合いを意味するメンバーシップ関数Ｂ1 ，Ｂ2 ，Ｂ3 ，
Ｂ4 を重ね合わせることにより作成されるメンバーシッ
プ関数Ｂ0 の図形の重心のｓ座標が、ファジー処理規則
Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 ，Ｒ4 によって推論された金属材料の
スパーク発生の度合いとなる。

【００２４】続いて、この図２を例として、金属材料と
メッキセルとの間の電圧ｅがｅ1 で、かつ、電圧変動時
間ｔがｔ1 の時に、金属材料のスパーク発生の度合いｓ
1 を求める過程を説明する。 (1) ファジー規則Ｒ1 による推論金属材料とメッキセル間の電圧ｅがｅ1 である時、メン
バーシップ関数Ａ11により求められる電圧が大きいとい
う適合度はω1 である。電圧変動時間ｔがｔ1であると
き、メンバーシップ関数Ａ12により求められる時間が短
いという適合度はゼロである。従って、ファジー規則Ｒ
1 により推論される金属材料のスパーク発生の度合いを
意味するメンバーシップ関数は存在しない。 (2) ファジー規則Ｒ2 による推論金属材料とメッキセル間の電圧ｅがｅ1 である時、メン
バーシップ関数Ａ21により求められる電圧がやや大きい
という適合度はω3 である。電圧変動時間ｔがｔ1 であ
るとき、メンバーシップ関数Ａ22により求められる時間
がやや短いという適合度はω4 である。この例ではω3
＞ω4 であるため、メンバーシップ関数Ｂ2 はω4 の値
でカットされ、メンバーシップ関数Ｂ2 の斜線部がファ
ジー規則Ｒ2 により推論される金属材料のスパーク発生
の度合いを意味するメンバーシップ関数となる。 (3) ファジー規則Ｒ3 による推論金属材料とメッキセル間の電圧ｅがｅ1 である時、メン
バーシップ関数Ａ31により求められる電圧がやや小さい
という適合度はω5 である。電圧変動時間ｔがｔ1 であ
るとき、メンバーシップ関数Ａ32により求められる時間
がやや長いという適合度はω6 である。この例ではω5
＜ω6 であるため、メンバーシップ関数Ｂ3 はω5 の値
でカットされ、メンバーシップ関数Ｂ3 の斜線部がファ
ジー規則Ｒ3 により推論される金属材料のスパーク発生
の度合いを意味するメンバーシップ関数となる。 (3) ファジー規則Ｒ4 による推論金属材料とメッキセル間の電圧ｅがｅ1 である時、メン
バーシップ関数Ａ41により求められる電圧が小さいとい
う適合度はゼロある。電圧変動時間ｔがｔ1 であると
き、メンバーシップ関数Ａ42により求められる時間が長
いという適合度はゼロである。従って、ファジー規則Ｒ
4 により推論される金属材料のスパーク発生の度合いを
意味するメンバーシップ関数は存在しない。

【００２５】以上により、本実施例にあっては、ファジ
ー規則Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 ，Ｒ4 により推論された金属材
料のスパーク発生の度合いを意味するメンバーシップ関
数Ｂ1 ，Ｂ2 ，Ｂ3 ，Ｂ4 の斜線部をそれぞれ重ね合わ
せることにより作成されたメンバーシップ関数Ｂ0 の図
形の重心のｓ座標が、電圧ｅ1 、かつ、電圧変動時間ｔ
1 の時の金属材料のスパーク発生の度合いとなると共
に、金属材料についたであろう傷の程度の予測値とな
る。

【００２６】なお、図２に示すメンバーシップ関数Ａ1
1，Ａ12，Ａ21，Ａ22，Ａ31，Ａ32，Ａ41，Ａ42，Ｂ1
，Ｂ2 ，Ｂ3 ，Ｂ4 はスパーク検出装置に適用する際
に調整するものであり、その図形については適宜変更可
能である。

【００２７】また、図２に示すメンバーシップ関数Ａ1
1，Ａ21，Ａ31，Ａ41は一定電圧を最大値としたときの
電圧の大きさを意味するメンバーシップ関数であるが、
その数については、追加することが可能であり、もちろ
ん、電圧変動時間の長さを意味するメンバーシップ関数
Ａ12，Ａ22，Ａ32，Ａ42についても追加可能である。

【００２８】

【発明の効果】以上の説明によって明らかなように、本
発明によれば、金属材料を一定の電流により連続的にメ
ッキする際、金属材料の継目の通過や揺れ等により、メ
ッキセルと金属材料の間の電圧の大きさに変動を生じ、
スパークの発生によりメッキセルと金属材料との間にス
パークが発生して金属材料に傷を付けてしまった場合、
スパーク発生の度合いをその時の電圧の大きさと電圧変
動時間からファジー処理の手法で決定することにより、
スパークの発生を確実に検出すると共に、スパークの程
度、すなわち、金属材料に付いた傷の程度をも予測する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の構成を、メッキ処理系統と
併せて示したブロック図。

【図２】本発明の一実施例の動作を説明するために、主
要素のファジー処理手順を示す説明図。

【図３】従来のスパーク検出装置の構成を、メッキ処理
系統と併せて示したブロック図。

【符号の説明】

１金属材料２メッキ電源３メッキ電極ロール４メッキセル５メッキ電圧検出手段６メッキ電圧監視手段７速度検出ロール８回転数検出手段９速度検出手段１０スパーク検出手段１１ファジー処理手段

Claims

【特許請求の範囲】【請求項１】金属材料を連続的に電気メッキする電気メ
ッキ設備のメッキセルと前記金属材料との間の電圧を検
出する電圧検出手段と、この電圧検出手段によって検出
された電圧の変動を監視し、電圧レベルおよび電圧変動
時間を求める電圧監視手段と、この電圧監視手段で求め
られた電圧レベルおよび電圧変動時間を変数としてスパ
ーク発生の度合いを演算するファジー処理手段と、前記
金属材料の移動速度を検出する速度検出手段と、前記フ
ァジー処理手段によって演算されたスパーク発生の度合
いと前記速度検出手段で検出された前記金属材料の速度
とに基いて前記金属材料の傷の度合いとその位置を検出
するスパーク検出手段とを備えたことを特徴とするスパ
ーク検出装置。