JPS60165399A - めつき厚さ制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、連続電気めっき工程におけるめっき厚さを
制御するめつき厚さ制御方法に関する。

〔従来技術〕

一般に、′連続電気錫めっきを行なう場合、たとえばＭ
１図および第２図に示すような連続電気めっき装置によ
多連続電気錫めっきを行なっている。

それらの図面において、（ｌａ）、（ｔｂ）、（＋ｃ）
はそｈそれ複数個ずつの前洗浄用、めっき用および後洗
浄用タンクであシ、各タンク（ｌａ）〜（ＩＣ）　が順
次配列され、前、後洗浄用タンク（Ｉａ）、（Ｉり内に
洗浄液（２）。

（３）が注入され、めっき用タンク（Ｉｂ）内にめっき
液（４）が注入されている。

（５）は各タンク（１ａ）〜（１ｃ）間の上方に回転自
在に設けられた複数個のコンダククロール、（６）は各
タンク（Ｉａ）〜（ＩＣ）内の缶液（２Ｊ　、　（、ｉ
）　、　（３）中に浸漬され回転自在に配設された複数
個のジンクロール、（７）はそれぞれめっき液（４）中
に浸漬され各めっき用タンク（１ｂ）内の中央部に配設
された仕切板、（８ａ）、’（８ｂ）はそれぞれめっき
液（４）中に浸漬され各仕切板（７）の左方および右方
に配設された陽極である第１およびＭ２の錫板、（９ａ
）、（９ｂ）はそれぞれめっき液（４）中に浸漬され第
１および第２の錫板（８ａ）、（８ｂ）に対向して設け
られた陽極である第３および第４の錫板、Ｇｏは陰極で
ある被めっき板であシ、各ジンクロール（６）および各
コンダクタロール（５）に交互に巻回されるとともに、
各めっき用タンク（ｌｂ）内のめっき液（４）中におい
て第１．第３の両錫板（８ａ）、（９ａ）間および第２
．第４の両錫板（８ｂ）、（９ｂ）間に配設され、コン
ダクタロール（５）の回転によシ蛇行して順次送を挾持
して送出する水切ローラ、（６）は熱風パイプμ枠から
送シ込まれた熱風によシ水切ローラαυから送出された
被めっき板ｔＩＯを乾燥するドライヤ、Ｃ１４）は被め
っき板＋ＩＱの蛇行を防止し送出方向をに更する蛇行防
止ローラ、（ｘ５ａ）、（＋５ｂ）は第１．第２めっき
厚さ検出器であシ、それぞれ被めっき板四の両面に形成
されためっき厚さを検出する。

なお、（１６ａ）、（＋６ｂ）は第１．第２の錫板（８
ａ）、（８１））および第３．第４の錫板（９ａ）、（
９ｂ）に電流を供給する電源を構成するサイリヌタであ
る。

つぎに、第１図に示すめっき装置の回路構成を示す第３
図および第４図について説明する。

まず第３図において、（１７１は目標めっき厚さｕｏの
設定信号の入力端子、（至）は差し引き点、（１っけ厚
さ１００（％）をη、めっきすべき金属である錫に固有
の定数なに、被めっき板ｎｌの送出速度ｋ　ｖ＋被めっ
き板ｑ０の幅をｂとしたときに、変換回路θつの伝（イ
）はめっき用電源の時定数をＴとしたとき♂。

ラヌ演算子Ｓを用いて伝達関数が１＋’Ｉ’ｓ　と表わ
され変換回路αりによる電流値にもとづく電流を出力す
る電流制御回路、１２７１は実めっき工程におけると表
わされる被めっき板ａＣ）への実めっき工程を示す電流
厚さ変換回路であシ、電流制御回路（４からの電流が実
めっき工程に与えられたときに、実際に被めっき板Ｇ１
に形成されるめっきの厚さを算出し、すなわち電流を実
めっき厚さｕｐに変換する。

＠はめつき用タンク（１ｂ）から検出器（１５ａ）、（
１５ｂ）までの距離に相当する時間遅れをＬとしたとき
に伝達関数がε　と表わされる遅延回路、（２３）は検
出器（１５ａ）、（１５ｂ）によシ検出された実めっき
厚さｕｐと目標めっき厚さｕｏとの誤差ΔＵを導出する
比較部、（２４Ｉはフィードバック要素であシ、伝達関
数がフィードバックゲインであるＫと表わされ、フィー
ドバック要素＠によシに倍された誤差ΔＵが目標めっき
厚さｕｏから差し引かれる。

つぎに厚さ電流変換回路Ｑつおよび電流制御回路に）を
示す第４図において、防）は被めっき板＋１０の送出用
モータの回転数にもとづき被めっき板Ｃ１Ｏの送出速度
Ｖを検出するタコジェネレータ、伽）は被めっき板（Ｉ
Ｑの１陥すの設定器、（イ）は目標めっき遍さＵ・の設
定器、（２８）は陰極効率ηの設定器、圀）は検出され
た前記送出速度■と設定された前記幅すとを掛は合わせ
る第１掛算器、１３ｏ）は第１掛算器（２９）にょる積
ｖ−ｂと前記厚さｕｏとを掛は合わせる第２掛Ｘ＝、！
３Ｉ）は第２掛算器田にょる積ｖ−ｂ−ｕｏを陰極効率
ηで除す第１割算器、１３２１はめっきすべき金属であ
る錫に固有の定数ｋ（＝　０．０３５６１）の設定器、
１刈は第２害１ｊなっておシ、タコジェネレータ防）、
各設定器囚）〜（ハ）、　＋３２１．掛算器内、　（３
０１、割算器！３ｇ　、　を園にょシ厚さ電流変換回路
Ｑｌが構成されている。

このとき、めっきに要する電流値■は、被めっき板ａＣ
）のめつきすべき領域の全長をｌとしたときに、 ７７、に、ｌ　・・・■ の式によシ表わされる電流密度Ｊにもとづき、Ｉ＝Ｊｘ
ｂＸ＃Ｘ１００　・・・■ と表わされる。なお、０式において陰運効率ηが百分率
表示されているために１００が掛けられている。

１頬は加え合わせ点、１３ωは加え合わせ点（３４）を
介した入力にもとづきめっき用電源１３Ｇ）に出力制御
信号を出力して電源１３６）の出力を制御する電流側の
部であり、制■された電源（３６）の出力電流がフィー
ドバックされ、那え合わせ点（３４）において厚さ電流
変換回路０りからの基準電流値■に加え合わされるよう
になっておシ、加え合わせ点１３４）　、制御部１３〜
および電源１３６）により電流制御回路（イ）が構成さ
れている。

そして、被めっき板Ｑ＊の幅す、目標めっき厚さｕｏ　
、陰極効率ηおよび定数ｋを設定器が〜鯛）、（険に設
定することによシ、基準電流値■が変換回路０りによシ
導出され、電流制御回路ｆ４によシ前記基準電流値■に
もとづく電流が実めっき工程に与えられ、所定速度Ｖで
送出される被めっき板００に電流制御回路（（イ）から
の電流に応じた厚さのめっきが形成され、変換回路１２
１）によシ被めっき板（１０に形成される実めっき厚さ
ｕｐが導出されるとともに、遅延回路（支）による遅れ
時間りだけ遅れて実めっき厚さｕｐが１＊出器（ｌ５ａ
）　、（１５ｂ）によシ検出さレル。

つぎに、比較部（ハ）によシ検出された実めっき厚、さ
ｕｐと目標めっき厚さｕｏとの誤差ΔＵが導出され、導
出された誤差ΔＵがフィードバックされ、フィードバッ
ク要素■によシに倍された誤差ΔＵが差し引き点σ８）
において目標めっき厚さｎｏから差し引かれる。

このとき、定常状態においては除硬効率η′が設定値で
あるηに等しく、実めっき厚さｕｐが目標めっき厚さｕ
ｏと等しくなシ、誤差ΔＵは零となるが、たとえば目標
めっき厚さｕｏが１０％増加してｕ＋　（＝ｔ１ｕｏ）
となった場合、検出器（ｌ５ａ）、（ｔ５ｂ）によシ検
出された実めっき厚さｕｐは目標めっき厚さｕｌよシも
０．１ｕｏだけ薄いため、比較部臼）によシ誤差Δｕ’
（＝−Ｑ、１ｕｏ）が導出され、Ｋ倍された誤差ΔＵ′
が差し引き点（ト）において目標めっき厚さｕｌから差
し引かれ、すなわち目標めっき厚さｕｌにＱ、ｌｕｏが
加算され、電流制御回路（４の出力電流が前記誤差ΔＵ
′のに倍に相当する分だけ増加し、寮めっき厚さが目標
めっき厚さｕｌに等しくなるように制御される。

ところが陰極効率はめっき液および電流にょシ定まる値
であるが、実際には複雑な電気化学過程において変化す
るため、実めっき工程における真の陰部効率η′は設定
器（２８）によシ設定された除振効率ηに完全に一致す
ることはなく、前記両陰極効率η′、η間の偏差が実め
っき厚さと目標めっき厚さとの誤差となって現われ、目
標めっき厚さを変更したときには芙めっき厚さと目標め
っき厚さとの誤差が非常に大きくなるという欠点がある
。

〔発明の目的〕

この発明は、前記の点に留意してなされたものであシ、
実めっき工程における陰極効率そのものを連続的に修正
するようにし、目標めっき厚さを変更した場合であって
も、従来のように実めっき厚さと目標めっき厚さとの誤
差が大きくなることを防止し、実用性の向上を図ること
を目的とする。

〔発明の構成〕

この発明は、目標めっき厚さに応じた電流を出力する電
流制御回路と、該制御回路からの電流にもとづき単位時
間当りに形成されるべきめつき厚さを導出する導出回路
とからなる模擬手段を設け、めっき装置に入力される目
標めっき厚さの設定信号を前記模擬手段に入力し、前記
模擬手段による模擬めっき工程を前記めっき装置による
実めっき工程と並行して進行させ、誤差算出手段により
前記模擬めっき工程において形成される模擬めっき厚さ
と前記実めっき工程において形成された実めっき厚さと
の誤差を算出し、演算手段によシ前記誤差にもとづいて
前記実めっき工程における陰極効率の修正量を演算し、
演算された前記修正量にもとづき、修正手段によシ前記
実めっき工程における陰極効率を連続的に修正して前記
実めっき厚さを制御することを特徴とするめつき厚さ制
御方法である。

〔発明の効果〕

したがって、この発明のめつき厚さ制御方法によると、
模擬手段による模擬めっき工程において形成される模擬
めっき厚さとめつき装置による実めっき工程において形
成される実めっき厚さとの誤差を検出し、前記誤差にも
とづいて前記実めっき工程における陰極効率の修正量を
演算し、前記修正量にもとづいて前記実めっき工程にお
ける陰極効率を連続的に修正するようにしたことによシ
、＠２実めつき工程における除重効率を所定晴に保持す
ることができ、目標めっき厚さを変更した場合であって
も、従来のように実めっき厚さと目標めっき厚さとの誤
差が大きくなることを防止し、実用性の向上を図ること
ができる。

〔実施例〕

つぎに、この発明を、−その実施例を示した第５図以下
の図面とともに詳細に説明する。

まず、１実施例を示した第５図について説明する。

同図において、１，１１７）は目標めっき厚さｕｏの設
定信号の入力端子、１３８）は時定数Ｔのめっき用模擬
電源等からなりラプラヌ演算・子Ｓを用いて伝達関数が
１＋Ｔ、Ｓと表わされ目標めっき厚さｕｏに応じた電流
を出力する模擬電流制御回路、（３９）は伝達関数が１
で表わされ名導出回路であシ、電流制御回路（３８）か
らの所定の電流が与えられたときに、予め設定された陰
極効率のもとに形成されるべき目標めっき厚さｕｏに等
しい模擬めっき厚さｕｍを導出し、アナログまたはデジ
タル回路からなる電流制御回路（３８）および導出回路
（３９）によシ模擬手段（４０）が構成されている。

（４１）は伝達関数がＫｃと表わされ後述の演算回路に
よ逆演算された陰極効率修正量にもとづき目標めっき厚
さｕｏをＫｃ倍する修正部、（４２）は伝達関数が正と
表わされ修正部（４１）によ５　Ｋｃ倍された目標めっ
き厚さｕｏに応じた電流を出力する実電流制御回路、（
４３）は陰極効率の設定値に対する実めっき工程におけ
る実際値の比をＫｐとしたときに伝達関数が５　と表わ
きれる実めつき工程を示す積分回路であシ、電流制御回
路（４２）からの所定の電流が与えられたときに被めっ
き板＋ＩＱに形成される実めっき厚さｕｐを算出し、修
正部（４１１、電流制御回路（４２）および積分回路（
４３）によシ被めっき板ｔｉｃ）への実めっき工程を進
行する第１図、第２図と同様の構成のめつき装置１４４
）が構成されている。

（伺は導出手段（３９）によシ導出された模擬めっき厚
さｕｍと検出器（１５ａ）、（１５ｂ）によ、！ｌｌｌ
検出された実めっき厚さｕｐとの誤差ｅを算出する誤差
算出手段である比較部、・４６）は誤差ｅを微分する壷
分回路、（４ηは誤差ｅの漱分値６と目標めっき厚さｕ
ｏとの積δ・ｕｏを算出する掛算器、１４８）は利得を
一定値であるαとしたときに伝達関数かｉと表わされる
演算回路であシ、実めっき工程における陰極効率の修正
量Ｋｃを演算し、微分回路ｆ４６）　、掛算器（４ηお
よび演算回路（４８１によ逆演算手段（４９）が構成さ
れている。

このとき、演算手段（４９）の構成を決定する場合、第
５図の模擬手段（輪およびめっき装置（４４）を方程式
％式％ となる。ここでＫは陰極効率の設定置と実際値とが等し
い場合の比すなわち°１″であシ、ｊａｍ、ｕｐおよび
ｕｎ　、　ｕｐは、それぞれめっき厚さｕ＋ｎ　、　ｕ
ｐの時間による２階微分および１階微分を示す。

いま、ＩＳ極効率の設定値と実１祭値との差の係数ａを ａ＝に−ＫｃＫｐ　・・・■ とおくと、前記０〜０式より、誤差方程式Ｔ５°＋Ｔｅ
　＝　ａｕｏ（ｔ）　−■が得られる。ここで５°およ
びみはめつき厚さｕｍとｕｐとの誤差の２階微分、１階
微分を示す。

そして誤差ｅが零、すなわち係数ａが零となるような演
算手段（４１）を構成すればよく、つぎにリアプノフ安
定判別法によｆ）、ｅ−ａ平面における第５図に示す制
［有］系の平衡点ｘｏ−（ｅ’、ａ）−（０＋０）の安
定性について考察する。

いま、任意の実数Ｐ、＾（Ｐ＞Ｏ，λ〉０）に対し、Ｖ
　−Ｐｅａ２＋λａ２　・・・■ と表わされるリアプノフ関数■を選び、■式を（８）を
得る。

つぎに、０式において前記側［有］系の平衡点Ｘｏが安
定であるためには、０式の第２項が零であればよく、つ
〕式の第２項を零とするには、・　Ｐ　・ ミニー豆ｅｕｏ（ｔ）　・・・［株］ であればよく、■式を０式に代入して Ｙ−一菫δ２ １　・・・＠ が得られ、準負定の、＠数室が得られることになる。

したがって、［株］式が成立する限シ、前記制御系は安
定であシ、０式よシ、 五−一に譲Ｃ・・・＠ を導出し、導出した（口）式を■式に代入してが得られ
、Ｐ、λが任意の実数で′ｔ−るため、となる任意の定
数αを定めることにょシ、［株］式を０式に代入して Ｌ−αみｕｏ（リ　・・・■ が得られ、第５図に示すように演算手段（４９）を構成
することが可能となる。

つぎに、第５図に示す回路の動作について説明する。

まず、目標めっき厚さｕｏ　、陰極効率を設定し、模擬
手段（４０）およびめっき装置（偵に目標めっき厚さｕ
ｏの設定信号を入力して模擬手段（４０１による模擬め
っき工程とめつき装置（４４）による実めっき工程とを
並イテして進行させる。

そして比較部（４５）によシ模擬めっき厚さｕｍと検出
器（１５ａ）、（＋５ｂ）によシ検出された実めっき厚
さｕｐとの誤差ｅが算出され、算出された誤差ｅにもと
づき、演算手段（４９）によシ実めっき工程における陰
極効率の修正量にｃ（＝α・ｅ−ｕｏ　）が演算され、
修正部（４１）によシ前記修正量ＫＣにもとづいて実め
っき工程における陰極効率が模擬手段（４０）側におけ
る陰極効率の４定値に等しくなるように修正されるとと
もに、と。

れらの動作が連続的にａシ返され、實めっき工程におい
て波めっき板Ｈに形成されるめっき厚さｕｐが模擬めっ
き厚さｕｍ　ｆなわち目標めっき厚さｕＯに一致するよ
うに制御される。

このとき、定常状態から目標めっき厚さｕｏを増。

減した場合、目標めっき厚さの増、減分に応じた分だけ
模擬電流制御回路（３８）からの電流が定常状態から増
、滅するとともに、模擬めっき工程における陰極効率の
設定値が定常状態よりも増、減し、模擬めっき厚さｕｍ
がｅ′だけ増、減し、比較部＋４５）により変化後の模
擬めっき厚さＵ−±ｅ′と定常状態において変化前の模
擬めっき厚さｕｍに等しい実めつき厚さｕｐとの誤差±
ｅが算出され、演算手段（４９）によシ誤差±ｅにもと
づく陰極効率の修正量Ｋｃ（−±α・ｅ’、ｕｏ）が演
算されて実めっき工程における陰極効率が変化した設定
１直に等しくなるように修正される。

したがって、前記実施例によると、修正量Ｋｃにもとづ
いて実めつき工程における陰極効率そのものを連続的に
修正するようにしたため、実めっき工程における陰極効
率を設定値に等しく保持することができ、目標めっき厚
さｕｏを変更した場合であっても、従来のように実めっ
き厚さｕｐと目標めっき厚さｕｏとの誤差が大きくなる
ことを防止でき、実用性の向上を図ることができる。

なお、めっき用タンク（Ｉｂ）から検出器（１５ａ）、
、（１５ｂ）までの距離に相当する時間遅れＬがある場
合であＬＳ つても、第６図に示すように伝達関数ε　の遅延回路（
５０）　、ゆυをそ九ぞれ導出回路（３９）　、積分回
路（４３）の後段に設け、前記の第５図の場合と同様に
′して、修正量ＫｃがＫｃ＜π（Ｌは遅れ時間）となる
ような演算手段６４を設けることによシ、この発明を同
様に実施することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は一般の連続眠気めっき装置の正面図、第２図は
第１図の一部の詳細拡大正面図、第３図は第１図の回路
構成を示すブロック図、第４図は第３屏の一部の詳細ブ
ロック図、第５図および第６図はそれぞれこの発明のめ
つき厚さ制（財）方法におけるめっき制御装置の実施例
のブロック図である。 １３８）・・・電流制御回路、（３９）・・・導出回路
、（４０）・・・模擬手段、（偵・・・めっき装置、（
傾・・・比較部、（４９）　、　Ｑ）２・・・演算手段
。 代理人　弁理士　藤田龍太部 第３図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ■　目標めっき厚さに応じた電流を高力する電流制御回
   路と、該制御回路からの電流にもとづき単位時間当、！
   ２１に形成さ九るべきめ５つき厚さを導出する導出回路
   とからなる模擬手段を設け、めっき装置に入力される目
   標めっき厚さの設定信号を前記模擬手段に入力し、前記
   模擬手段による模擬めっき工程を前記めっき装置による
   実めっき工程と並行して進行させ、誤差算量手段によ、
   ！７１ｔｉＪ記模擬めっき工程において形成される模擬
   めっき厚さと前記実めっき工程において形成された実め
   っき厚さとの誤差を算出し、演算手段によシ前記誤差に
   もとづいて前記実めっき工程における陰極効率の修正量
   を演算し、演算された前記修正量にもとづき。 １１正手段により前記実めっき工程における陰極効率を
   連続的に修正して前記実めっき厚さを制御することを特
   徴とするめつき厚さ制御方法。