JPH07252698A - 電気メッキ監視装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】目視検査に頼ることなく金属材料のメッキ精度
を予測し、そのデータを製品検査に利用可能とすること
にある。 【構成】電極ロール２を通して移送される金属材料１お
よびこの金属材料１に一定の距離を存して配置されたメ
ッキセル３に電解電流を流して金属材料の表面に電気メ
ッキを施す電気メッキ設備において、電流検出器５によ
り検出された電極ロール２に流れる電流の時間変化を検
出する電流変化検出手段６と、移動速度検出手段10によ
り検出された金属材料の移動速度に基づいて金属材料の
位置を検出する位置検出手段11と、前記メッキ電流の時
間変化と金属材料の移動速度に基づいて金属材料表面の
メッキ精度を推論するファジイ推論手段12と、このファ
ジイ推論手段12の推論より得られるメッキ精度と位置検
出手段11で求められた金属材料の位置から、金属材料の
送り方向のメッキ精度の分布を監視するメッキ精度監視
手段７とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】金属材料の電気メッキ工程で板厚
変動による電流変化により、金属材料表面の電気メッキ
の精度を監視する電気メッキ監視装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】金属材料を一定の電流によって連続的に
電気メッキする電気メッキ設備において、メッキ精度を
向上させるためにはメッキセルと金属材料との間の距離
を一定に保つ必要がある。

【０００３】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り上記距離が変動し、メッキセル
と金属材料との間の電流変動により、製品となる金属材
料のメッキ精度の均一性にバラツキが生じてしまうこと
がある。

【０００４】図４は従来の電気メッキを連続的に行う装
置を模式的に示したものである。図４において、１は電
気メッキが施される金属材料で、この金属材料１は上下
一対のメッキ電極ロール２間に通されて移送される。ま
た、金属材料１と一定の距離を保つようにしてメッキセ
ル３が配置されている。これらメッキ電極ロール２およ
びメッキセル３はそれぞれメッキ電源４に接続され、メ
ッキセル３と金属材料１を流れる電解電流により金属材
料１の表面に電気メッキが形成されるようになってい
る。

【０００５】しかし、金属材料１の継目が一対のメッキ
電極ロール２間を通過するときや金属材料１が振動して
しまうときに過電流が流れ、メッキ精度の均一性にバラ
ツキを生じてしまうことがある。

【０００６】そこで、このような電気メッキ装置には、
上述した過電流によるメッキ精度のバラツキを監視する
電気メッキ監視装置が備えられている。一般に金属材料
１に継目があり、その厚さに変動部分があるとこの部分
がメッキ電極ロール２を通過した時、メッキセル３と金
属材料１との間の距離が変化し、またメッキ電極ロール
２と金属材料との密着度が不安定になることなどから、
メッキ電流の大きさが変化し、これに伴う過電流が流れ
ることが多い。

【０００７】そこで、このようなメッキ電流を検出する
ため、メッキ電源回路に電流検出器５を設けてメッキ電
流ｉを検出し、このメッキ電流ｉを電流変化検出手段６
に入力している。

【０００８】この電流変化検出手段６では、メッキ電流
ｉを微分してその時間変化を算出すると共に、この時間
変化αをメッキ精度監視手段７に与えている。一方、金
属材料１の移動経路の途中には、上下一対の速度検出ロ
ール８が設けられ、この速度検出ロール８のロール回転
数を回転数検出器９により検出して移動速度検出手段１
０に入力している。

【０００９】この移動速度検出手段１０では回転数検出
器９により検出されたロール回転数に基づき金属材料１
の移動速度を算出し、この移動速度を位置検出手段１１
に入力している。この位置検出手段１１では金属材料１
の先端を基準にして金属材料１の現在位置ｐを算出し、
これをメッキ精度監視手段７に与えている。

【００１０】メッキ精度監視手段７では、電流変化検出
手段６により検出されたメッキ電流の時間変化αと位置
検出手段１１により求められた現在位置ｐに基づいてメ
ッキ電流の時間変化αに変動があるときにメッキ精度に
バラツキがあるとして、このときの金属材料１の位置を
割出している。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような構
成の電気メッキ監視装置においては、次のような問題が
ある。即ち、金属材料を均一に電気メッキする条件は電
流、電圧変化の大きさおよびその変動時間、金属材料の
移動速度等の種々の条件により変動するため、ある程度
の曖昧さを伴う。

【００１２】従って、予め設定した条件のもとで必ずメ
ッキ精度の均一性がとれるわけではなく、種々の条件を
検出することによりメッキ精度の均一性の予測はある程
度は可能である。しかし、最終的に金属材料のメッキ精
度のバラツキは製品検査工程で人間の目視検査に頼らざ
るを得ないという問題がある。

【００１３】本発明は上記の問題を解決するためになさ
れたもので、目視検査に頼ることなく金属材料のメッキ
精度を予測し、そのデータを製品検査に利用することが
できる電気メッキ監視装置を提供することを目的とす
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するため、電極ロールを通して移送される金属材料お
よびこの金属材料に一定の距離を存して配置されたメッ
キセルに電解電流を流して前記金属材料の表面に電気メ
ッキを施す電気メッキ設備において、前記電極ロールに
流れる電流を検出する電流検出手段と、この電流検出手
段により検出されたメッキ電流の時間変化を検出する電
流変化検出手段と、前記金属材料の移動速度を検出する
移動速度検出手段と、この移動速度検出手段により検出
された移動速度に基づいて金属材料の位置を検出する位
置検出手段と、前記電流変化検出手段で検出されたメッ
キ電流の時間変化とこの移動速度検出手段により検出さ
れた移動速度に基づいて金属材料表面のメッキ精度を推
論するファジイ推論手段と、このファジイ推論手段の推
論より得られるメッキ精度と前記位置検出手段より得ら
れる金属材料の位置から、金属材料の送り方向のメッキ
精度の分布を監視するメッキ精度監視手段とを備えたも
のである。

【００１５】

【作用】このような構成の電気メッキ監視装置にあって
は、メッキセルと金属材料間の電流変化を監視し、その
電流レベルと変動時間および金属材料の移動速度から、
ファジィ推論手段によって金属材料表面のメッキ精度を
予測することが可能となる。

【００１６】ここで、ファジィ推論手段としては、次の
ような手法を用いている。 （１）メッキ電流の時間変化率が小さく、かつ金属材料
の移動速度が速ければ、メッキ精度は良いものとする。 （２）メッキ電流の時間変化率がやや小さく、かつ金属
材料の移動速度がやや速ければ、メッキ精度はやや良い
ものとする。 （３）メッキ電流の時間変化率がやや大きく、かつ金属
材料の移動速度がやや遅ければ、メッキ精度はやや悪い
とする。 （４）メッキ電流の時間変化率が大きく、かつ金属材料
の移動速度が遅ければ、メッキ精度は悪いとする。 以上の推論をもとに本発明では、メッキ精度の予測デー
タを得ることが可能となる。

【００１７】

【実施例】以下本発明の一実施例を図面を参照して説明
する。図１は本発明による電気メッキ監視装置の構成例
を示すもので、図４と同一部分には同一符号を付してあ
る。

【００１８】図１において、１は電気メッキが施される
金属材料で、この金属材料１は上下一対のメッキ電極ロ
ール２間に通されて移送される。また、金属材料１と一
定の距離を保つようにしてメッキセル３が配置されてい
る。これらメッキ電極ロール２およびメッキセル３はそ
れぞれメッキ電源４に接続され、メッキ電極ロール２を
介してメッキセル３と金属材料１を流れる電解電流によ
り金属材料１の表面に電気メッキを施す電気メッキ設備
が構成されている。

【００１９】一方、５は上記電気メッキ設備のメッキ電
源回路に設けられた電流検出器で、この電流検出器５は
メッキ電源回路に流れるメッキ電流ｉを検出し、その検
出電流は電流変化検出手段６に入力する。この電流変化
検出手段６はメッキ電流ｉを時間微分して時間変化率α
の値を算出し、これをファジイ推論手段１２に入力す
る。

【００２０】また、金属材料１の移動経路の途中に設け
られた上下一対の速度検出ロール８のロール回転数を検
出する回転数検出器９で、この回転数検出器９により検
出されたロール回転数を移動速度検出手段１０に入力す
る。この移動速度検出手段１０は、ロール回転数をもと
に移動速度ｖを算出し、これを位置検出手段１１とファ
ジィ推論手段１２にそれぞれ入力する。

【００２１】位置検出手段１１は移動速度検出手段１０
で求められた移動速度ｖから金属材料１の現在位置ｐを
求め、これをメッキ精度監視手段７に入力する。ファジ
ィ推論手段１２は電流変化検出手段６で求められたメッ
キ電流の時間変化αと移動速度検出手段１０で検出され
た移動速度ｖとをそれぞれ入力し、ファジィルールベー
ス１３に格納された詳細を後述するファジィ処理規則に
従って金属材料表面のメッキ精度をファジィ推論するも
ので、その推論結果をメッキ精度監視手段７入力する。

【００２２】メッキ精度監視手段７は、ファジィ推論さ
れたメッキ精度ｓと位置検出手段１１から与えられた金
属材料の現在位置ｐとから、メッキ精度を監視する。次
に上記のように構成された電気メッキ監視装置の作用を
述べる。

【００２３】まず、ファジィ推論手段１２に適用するフ
ァジィ処理規則とメンバシップ関数について図２を参照
して説明する。図２において、Ａ１１，Ａ１２，Ａ２
１，Ａ２２，Ａ３１，Ａ３２，Ａ４１，Ａ４２，Ｂ１，
Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４はメンバシップ関数であり、Ｒ１，Ｒ
２，Ｒ３，Ｒ４はファジィ処理規則である。ここで、フ
ァジィ推論はＭＩＮ推論法を用いる。

【００２４】推論のための入力は金属材料とメッキセル
との間の電流の時間変化率α、及び金属材料の移動速度
ｖであり、出力はメッキ精度の度合いｓであり、入力と
出力を結び付けるものがファジィ処理規則Ｒ１，Ｒ２，
Ｒ３，Ｒ４である。

【００２５】ファジィ推論ルールは、ｉｆ−ｔｈｅｎの
形式で表され、ｉｆの部分はメンバーシップ関数Ａ１
１，Ａ１２，Ａ２１，Ａ２２，Ａ３１，Ａ３２，Ａ４
１，Ａ４２で表される。ｔｈｅｎはメンバーシップ関数
Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４で表され、これらをまとめてフ
ァジィ推論ルールＲ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４として示すと
次のようになる。

【００２６】Ｒ１：ｉｆ α＝Ａ１１で、ｖ＝Ａ１２な
らばｔｈｅｎ ｓ＝Ｂ１である。 Ｒ２：ｉｆ α＝Ａ２１で、ｖ＝Ａ２２ならばｔｈｅｎ
ｓ＝Ｂ２である。 Ｒ３：ｉｆ α＝Ａ３１で、ｖ＝Ａ３２ならばｔｈｅｎ
ｓ＝Ｂ３である。

【００２７】Ｒ１：ｉｆ α＝Ａ４１で、ｖ＝Ａ４２な
らばｔｈｅｎ ｓ＝Ｂ４である。 次に各ファジィ推論ルールＲ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４のメ
ンバシップ関数について説明する。 （１）ファジィ推論ルールＲ１ メンバシップ関数Ａ１１では、横軸入力値αがメッキ電
流ｉの時間変化率の大きさで縦軸のω１１はメッキ電流
の時間変化率が「小さい」というファジィラベルにどの
程度所属しているかという適合度を表している。

【００２８】メンバシップ関数Ａ１２では、横軸入力値
ｖが金属材料１の移動速度で縦軸のω１２は移動速度が
「速い」というファジィラベルにどの程度所属している
かを表している。

【００２９】メンバシップ関数Ｂ１はメッキ精度の程度
が「良い」場合のｍを設定する。 （２）ファジィ推論ルールＲ２ メンバシップ関数Ａ２１では、横軸入力値αがメッキ電
流ｉの時間変化率の大きさで縦軸のω２１はメッキ電流
の時間変化率が「やや小さい」というファジィラベルに
どの程度所属しているかという適合度を表している。

【００３０】メンバシップ関数Ａ２２では、横軸入力値
ｖが金属材料１の移動速度で縦軸のω２２は移動速度が
「やや速い」というファジィラベルにどの程度所属して
いるかを表している。

【００３１】メンバシップ関数Ｂ２はメッキ精度の程度
が「やや良い」場合のｍを設定する。 （３）ファジィ推論ルールＲ３ メンバシップ関数Ａ３１では、横軸入力値αがメッキ電
流ｉの時間変化率の大きさで縦軸のω３１はメッキ電流
の時間変化率が「やや大きい」というファジィラベルに
どの程度所属しているかという適合度を表している。

【００３２】メンバシップ関数Ａ３２では、横軸入力値
ｖが金属材料１の移動速度で縦軸のω３２は移動速度が
「やや遅い」というファジィラベルにどの程度所属して
いるかを表している。

【００３３】メンバシップ関数Ｂ３はメッキ精度の程度
が「やや悪い」場合のｍを設定する。 （４）ファジィ推論ルールＲ４ メンバシップ関数Ａ４１では、横軸入力値αがメッキ電
流ｉの時間変化率の大きさで縦軸のω４１はメッキ電流
の時間変化率が「大きい」というファジィラベルにどの
程度所属しているかという適合度を表している。

【００３４】メンバシップ関数Ａ４２では、横軸入力値
ｖが金属材料１の移動速度で縦軸のω４２は移動速度が
「遅い」というファジィラベルにどの程度所属している
かを表している。

【００３５】メンバシップ関数Ｂ４はメッキ精度の程度
が「悪い」場合のｍを設定する。次に図２において金属
材料とメッキセル間の電流変化率αがα１で金属材料の
移動速度がｖ１の時に、金属材料のメッキ精度の度合い
ｍを求める仮定を説明する。 （１）ファジィ規則Ｒ１による推論 金属材料とメッキセル間電流の時間変化率がα１の時、
メンバシップ関数Ａ１１により求められるメッキ電流の
時間変化率が小さいという適合度はω１１である。金属
材料の移動速度ｖがｖ１であるとき、メンバシップ関数
Ａ１２より求められる速度が速いという適合度はゼロで
ある。従って、ファジィ規則Ｒ１により推論される金属
材料のメッキ精度の度合を意味するメンバシップ関数は
存在しない。 （２）ファジィ規則Ｒ２による推論 金属材料とメッキセル間電流の時間変化率がα１の時、
メンバシップ関数Ａ１１により求められるメッキ電流の
時間変化率がやや小さいという適合度はω２１である。
金属材料の移動速度ｖがｖ１であるとき、メンバシップ
関数Ａ２２より求められる速度がやや速いという適合度
はω２２である。従って、メンバシップ関数Ｂ２の斜線
部分がファジィ規則Ｒ２により推論される金属材料のメ
ッキ精度の度合を意味するメンバシップ関数となる。 （３）ファジィ規則Ｒ３による推論 金属材料とメッキセル間電流の時間変化率がα１の時、
メンバシップ関数Ａ３１により求められるメッキ電流の
時間変化率がやや大きいという適合度はω３１である。
金属材料の移動速度ｖがｖ１であるとき、メンバシップ
関数Ａ３２より求められる速度がやや遅いという適合度
はω３２である。従って、メンバシップ関数Ｂ３の斜線
部分がファジィ規則Ｒ３により推論される金属材料のメ
ッキ精度の度合を意味するメンバシップ関数となる。 （４）ファジィ規則Ｒ４による推論 金属材料とメッキセル間電流の時間変化率がα１の時、
メンバシップ関数Ａ４１により求められる電流の時間変
化率が大きいという適合度はω４１である。金属材料の
移動速度ｖがｖ１であるとき、メンバシップ関数Ａ４２
より求められる速度が遅いという適合度はゼロである。
従って、ファジィ規則Ｒ４により推論される金属材料の
メッキ精度の度合を意味するメンバシップ関数は存在し
ない。

【００３６】以上のことより本実施にあたっては、ファ
ジィ規則Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４により推論された金属
材料のメッキ精度の度合を意味するメンバシップ関数Ｂ
１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４の斜線部分を重合わせると図３に
示すようになり、このように作成されたメンバシップ関
数Ｂ０の図形の重心ｓの座標が電流の時間変化率αで且
つ金属材料のメッキ精度の度合（メッキ精度が下がる）
となる。

【００３７】従って、ファジィ推論手段１２に金属材料
とメッキセルとの間の電流の時間変化率α、及び金属材
料の移動速度ｖを入力してファジィルールベース１３に
格納されている前述したようなファジィ処理規則Ｒ１，
Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４を用いてファジィ推論を実行すること
により、メッキ精度の度合ｓを求めることができるの
で、このメッキ精度の度合ｓと位置検出手段１１により
求められた現在位置ｐをメッキ精度監視手段７に与える
ことにより、メッキ精度監視手段７ではメッキ精度の度
合ｓと位置検出手段１１により求められた現在位置ｐに
基づいて金属材料の送り方向のメッキ精度の分布を監視
することができる。

【００３８】

【発明の効果】以上述べた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にメッキ
セルと金属材料の間の電流の変動により金属材料のメッ
キ精度を予測することができるので、そのデータを利用
することにより目視検査に頼ることなく製品検査を容易
に行うことができる電気メッキ監視装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による電気メッキ監視装置の一実施例を
示すブロック構成図。

【図２】同実施例において、ファジィ推論に使用される
メンバシップ関数の説明図。

【図３】同実施例において、メッキ精度を予測するファ
ジィ推論の結果を示す説明図。

【図４】従来の電気メッキ監視装置の一例を示すブロッ
ク構成図。

【符号の説明】

１……金属材料、２……一対のメッキ電極、３……メッ
キセル、４……メッキ電源、５……電流検出器、６……
電流変化検出手段、７……メッキ精度監視手段、８……
一対の速度検出ロール、９……回転数検出器、１０……
移動速度検出手段、１１……位置検出手段、１２……フ
ァジィ推論手段、１３……ファジィルールベース。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電極ロールを通して移送される金属材料
   およびこの金属材料に一定の距離を存して配置されたメ
   ッキセルに電解電流を流して前記金属材料の表面に電気
   メッキを施す電気メッキ設備において、 前記電極ロールに流れる電流を検出する電流検出手段
   と、この電流検出手段により検出されたメッキ電流の時
   間変化を検出する電流変化検出手段と、前記金属材料の
   移動速度を検出する移動速度検出手段と、この移動速度
   検出手段により検出された移動速度に基づいて金属材料
   の位置を検出する位置検出手段と、前記電流変化検出手
   段で検出されたメッキ電流の時間変化と前記移動速度検
   出手段により検出された移動速度に基づいて金属材料表
   面のメッキ精度を推論するファジイ推論手段と、このフ
   ァジイ推論手段の推論より得られるメッキ精度と前記位
   置検出手段より得られる金属材料の位置から、金属材料
   の送り方向のメッキ精度の分布を監視するメッキ精度監
   視手段とを備えたことを特徴とする電気メッキ監視装
   置。