KR20020053844A - 전극의 표면 품질 검사 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 금속의 전해 처리에 있어서 전측의 표면에 생성된 전착물의 표면 품질 검사 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 전해처리로부터 얻어진 음극 (1) 이, 그 음극 표면을 형성하는 평면 (12) 에 대하여 경사진 위치에 배치된 적어도 하나의 광원 (3) 에 의해서 조명을 받으며, 조명을 받은 표면 (12) 의 상이 적어도 한 대의 카메라 (8) 에 의해 생성된다. 상기 상은, 영상처리 장치 (9) 로 전달되어, 상기 상을 바탕으로 상기 표면에 존재하는 돌출부가 정의됨으로써, 후속 공정 단계를 위하여 상기 음극상에 존재하는 전착물 (11) 이 분류된다.

Description

전극의 표면 품질 검사 방법{METHOD FOR INSPECTING ELECTRODE SURFACE QUALITY}

금속의 전해 처리에 있어서는, 전해 처리에 사용되는 전극, 즉 음극의 표면에 원하는 금속이 석출된다. 상기 전해 처리는 전해 처리용으로 설계된 탱크내에서 전류에 의해 이루어지는 데, 상기 탱크내에는 액체, 즉 전해질이 수용되며, 그 전해질 내에는, 교대 방식으로 배열된 다수 개의 판-형태의 양극 및 판-형태의 음극이 부분적으로 잠겨서, 전기 전도성 물체를 구성한다. 구리의 석출에서와 같이, 석출될 금속과 동일한 금속으로 된 가용성(可溶性) 양극이 전해 처리에 사용되거나, 아연 또는 니켈의 석출에서와 같이, 불용성(不溶性) 양극이 전해처리에 사용되어, 원하는 금속이 음극상에 석출되는 데, 석출될 금속은 전해 처리에 사용되는 전해질에 용해되어 그 전해질로부터 음극상으로 직접 석출한다.

금속의 전해처리시에 진행되는 석출 과정과 관련하여, 통상적으로, 전해질은 전해질 자신으로부터 얻어지거나 석출될 금속으로부터 얻어지는 소량의 불순물을함유하는 데, 그러한 불순물은 나머지 전착물과 함께 음극상에 석출되기가 쉽다. 더욱이, 전해질은 전착물의 형성에 영향을 미치는 기포를 함유할 수 있다. 또한, 전해처리시의 전류 밀도가 변동할 수 있는 데, 그러한 경우 음극상으로의 금속의 석출은 음극 표면상의 위치마다 다르게 나타난다. 불순물, 기포, 및 전류밀도의 변동은 음극 표면상에 노듈(nodule), 즉 돌출부를 발생시키며, 그러한 노듈은 후속 처리를 위한 음극의 분류에 영향을 미친다. 특히 현대적인 규모의 대량 생산 공장에서는 매일 수백개의 음극이 처리되기 때문에, 음극 표면상의 노듈을 육안으로 검사하는 것은 어려우면서도 느리게 진행된다.

본 발명은, 전극 표면으로부터 형성된 상(像)을 이용하여, 금속의 전해 처리에 있어서 전극의 표면에 생성된 전착물(deposit)의 표면 품질을 검사하는 방법에 관한 것이다.

도 1 은, 본 발명의 바람직한 실시형태에 있어, 사용된 카메라의 후방에서 본 당해 실시형태의 모습을 개략적으로 나타낸 것이다.

도 2 는, 도 1 에 따른 바람직한 실시형태에 대하여, A-A 방향에서 본 모습을 도시한 것이다.

도 3 은, 도 1 의 바람직한 실시형태에 대하여, 도 2 의 B-B 방향에서 본 모습을 도시한 것이다.

본 발명의 목적은, 종래 기술의 문제점을 해소하고, 전극 표면으로부터 생성된 상(像)을 바탕으로 전극 표면의 품질을 검사하는 방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 핵심적인 특징은 본원의 청구항에 명확하게 기재되어 있다.

본 발명에 따르면, 전해처리용으로 설계된 탱크내에, 전류를 통하게 하기 위한 액체, 즉 전해질이 제공되는 데, 그 전해질내에는, 교대로 배열된 전기 전도성 소재로 된 판-형태의 양극 및 음극이 적어도 부분적으로 잠겨, 원하는 금속이 음극으로 기능하는 전극상에 석출되게 한다. 석출 과정의 종료 단계에서 전착물이 부착된 음극이 탱크로부터 꺼내지고, 꺼내진 음극은 본 발명에 따른 검사 과정을 거쳐서 음극 표면의 품질을 바탕으로 분류된다. 본 발명에 따른 음극 표면의 품질 검사는, 전해질 탱크로부터 스트리핑 스테이션(stripping station)으로 이동되는 것과 관련하여, 음극 기판(基板)으로부터 전착물이 스트리핑(stripping)되기 전에실시하는 것이 유리하다. 음극 표면의 품질을 검사하기 위해서는, 적어도 하나의 광원을 이용하여 음극 운반 트랙에 대해 경사진 방향으로부터 음극 표면에 조명을 비추는 검사 지점(checkpoint)을, 음극 운반 트랙의 바로 옆에 적어도 하나 배치하는 데, 그렇게 되면, 음극 표면에 있는 돌출부는 그 표면상에 그림자를 형성시킨다. 또한, 상기 검사 지점에는, 조명을 받은 음극 표면으로부터 상을 만들어내거나 빛을 받은 표면을 기본적으로 연속적인 방식으로 모니터링(monitoring)하는 적어도 한 대의 카메라를 설치한다. 음극 표면으로부터 얻어진 상은, 돌출부에 의해 형성된 그림자의 물리적인 품질을 측정하여 상을 처리하는 영상처리 장치로 전달된다. 그림자의 물리적인 품질을 바탕으로 하여, 원하는 방식으로 음극이 분류된다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 음극 표면의 품질 검사는, 주기적으로 작동하는 스트리핑 스테이션에 작동 연결되어 그 자신도 주기적으로 작동하게 되는 횡단 컨베이어에서 음극이 운반되는 동안에 실시된다. 주기적으로 작동하는 횡단 컨베이어 내에서, 스트리핑 스테이션에서 전착물의 스트리핑이 진행되는 동안, 음극의 이동은 중지된다. 따라서, 본 발명에 따른 검사는, 한 번에 한 개의 음극에 대하여 하나의 검사 스테이션에서 실시되는 것이 유리하며, 필요하다면, 여러 검사 스테이션에서 음극을 검사할 수도 있다.

본 발명에 따른 음극 표면 품질의 검사를 위해서는, 검사 스테이션에 적어도 하나의 광원이 설치되어, 그 광원에 의해 발생한 광선이, 검사 대상인 음극 표면에 비스듬한 각도로 조사(照射)되는 데, 상기 경사각의 크기는 0∼90。 내에서 가변적이며, 바람직하게는 30∼60。 이다. 표면의 돌출부가 있으면, 그 돌출부는 음극 표면에 그림자를 형성시키며, 그 그림자의 길이 및 면적은 상기 돌출부의 길이 및 면적에 직접적으로 비례한다. 또한, 조명을 받은 음극의 표면 품질을 정의하기 위하여, 검사 스테이션에는 적어도 한 대의 카메라가 설치되는 데, 검사 대상인 음극 표면에 대하여 실질적으로 수직인 자세로 설치되는 것이 유리하다. 상기 카메라에 의해, 조명을 받은 표면의 상이 얻어지는 데, 표면에 돌출부가 있으면, 상기 상은 돌출부에 의해 형성된 그림자를 포함할 수 있다. 원한다면, 상기 카메라를, 검사 대상 음극 표면에 대하여 실질적으로 수직이 되지 않는 위치 및 각도에 설치할 수도 있는 데, 그렇게 해도, 음극판 표면상에 있는 돌출부에 의해 형성된 그림자는 상을 생성시키는 대상이 될 수 있다. 상기 상은, 검사 스테이션으로부터 영상처리 장치로 전달되어, 그 곳에서 상기 상내에 포함된 그림자의 길이 및 면적이 측정되고, 예컨대 그림자의 수와 위치가 정의된다. 상기 검사에서 얻어진 결과를 바탕으로 하여, 스트리핑 스테이션(stripping station)에 있는 음극 기판으로부터 스트리핑(stripping)될 전착물이, 후속 처리를 위하여 여러 가지의 부류로 분류된다.

본 발명에 따른 음극 표면 검사에 있어서는, 조명을 받을 각 표면에 대하여 하나의 광원을 사용하는 것이 바람직하다. 따라서, 돌출부에 의해 형성되는 그림자가 기본적으로 예리한 형상을 가지고, 그에 따라 기본적으로 쉽게 정의될 수 있는 데, 이는, 그림자를 발생시키는 빛이 일방향에서만 입사되며, 여러 개의 다른 광원으로부터 입사되는 광선의 교차가 없기 때문이다. 그러나, 본 발명에 따른검사에서는, 각 표면에 대하여 적어도 두 개의 광원을 사용할 수도 있는 데, 그러한 방식의 배열은, 기본적으로, 돌출부가 예리한 형상을 갖는 경우에 유리하다.

검사 대상 표면의 조명에 사용될 광원은, 조명을 받을 표면을 기준으로, 음극 표면을 형성하는 평면의 법선에 의해 형성되는 영역의 밖에 위치하도록 설치된다. 따라서, 광원은, 조명을 받을 표면을 형성하는 평면의 법선에 대하여 경사각을 갖고 배치되며, 상기 각도의 크기는, 광원으로부터 입사되는 빛이 검사 스테이션에 있다고 정의된 평면의 중심선과 만나는 지점에서 측정할 때, 0∼90。 의 범위가 되고, 바람직하게는 30∼60。 가 된다. 자세 및 위치의 측면에서, 상기 검사 스테이션에 있다고 정의된 평면은, 기본적으로, 조명을 받는 음극에 의해 형성되는 평면에 대응한다. 조명을 받을 표면을 형성하는 평면의 법선에 대한 광원의 각도를 더 예리한 각도가 되게 조절하면, 돌출부에 의해 형성되는 그림자의 길이가 길어질 수 있으며, 그러한 경우, 그 돌출부의 치수는, 바람직하게도 더 정확한 방식으로 정의될 수 있다. 광원으로는, 예컨대 할로겐 투광기(halogen floodlight), 형광등, 또는 백열등이 사용될 수 있다. 필요하다면, 조명을 받을 표면으로의 광선의 진행을 안내할 라디안트 필드 스톱(radiant field stop)을 배치할 수 있다.

본 발명에 따른 방법에 있어서, 조명을 받는 음극 표면의 상은, 조명을 받는 표면 각각에 대해 한 대의 카메라로 촬영되는 것이 유리하다. 원한다면, 상기 카메라의 대수를 2 대 이상으로 할 수 있는 데, 그런 경우, 돌출부에 의해 형성되는 그림자의 치수는, 둘 이상의 상의 평균으로서 정의된다. 2 대 이상의 카메라를 사용하는 경우, 얻어지는 상을 바탕으로 정의될 특정한 치수에 특히 영향을 미치도록 카메라를 배치할 수 있는 데, 상기 특정한 치수는 검사와 연관되어 정의된다. 2 대 이상의 카메라를 사용하는 경우, 그 2 대 이상의 카메라를 다른 유형의 것으로 선정할 수 있는데, 그러한 경우에는, 예컨대, 한 대는 비디오 카메라로 하고, 다른 한 대는 사진 카메라로 한다. 그러나, 광원으로부터 입사되는 광선과 음극 표면을 형성하는 평면의 중심점이 만나는 각도는, 동일하게 유지된다.

조명을 받는 음극 표면의 사진을 촬영하는 카메라는, 검사 대상 음극 표면을 기준으로 하여, 음극 표면을 형성하는 평면에 대하여 실질적으로 수직인 자세로 놓이도록 설치된다. 상기 카메라는, 음극 표면의 적어도 한 지점에서 카메라에 맺힌 상이 예리하게 나타나도록 설치되며, 검사 대상 음극이 검사를 받기 위하여 운반 작업에 의해 도달하는 영역에서 실질적으로 중심인 위치에 놓이도록 설치되는 것이 유리하다. 2 대 이상의 카메라를 이용하는 경우, 카메라들은, 검사 대상 평면을 기준으로 하여 실질적인 대칭 방식으로 상호 배치되는 것이 유리하다.

본 발명에 따른 방법에 있어서, 검사 대상 음극 표면으로부터 형성된 상은 영상처리 장치에 전달되는 데, 상기 영상처리 장치에는, 예컨대 그림자의 수, 크기, 및 주요 위치와, 그에 대응하는 음극 표면상의 돌출부의 수, 크기, 및 주요 위치를 연산하는 컴퓨터 프로그램이 내장되어 있다. 연산 결과는 그 영상처리 장치에 내장된 마이크로프로세서에 기록되며, 그렇게 얻어진 결과는 음극상에 부착된 전착물을 분류하는 데에 사용된다. 상기 연산치와 기록된 이력을 이용하여, 음극으로부터 스트리핑될 전착물이, 그 전착물에 대하여 매우 합리적인 후속 공정 단계에 따라 분류된다. 기록된 이력 정보를 바탕으로, 전해 처리에 있어 가능한 변화를 감지해낼 수 있는 데, 이는, 예컨대, 돌출부의 위치 변화가 대개 전해 처리 자체의 조건 변화에 의해 야기되기 때문이다.

첨부된 도면을 참조로 본 발명에 대하여 더 상세히 설명하고자 한다.

도 1, 도 2, 또는 도 3 에 따르면, 음극 (1) 은, 검사 스테이션에 운반되어, 음극상에 부착된 전착물 (11) 의 표면을 검사하는 동안 지지 수단 (2) 에 의해서 지지된다. 검사를 위해서, 광선 (4) 이 광원 (3) 으로부터 음극 (1) 의 표면에 조사(照射)된다. 광원 (3) 은, 음극 (1) 표면을 형성하는 평면 (12) 의 법선 (5) 에 의해 형성되는 영역의 밖에 설치됨으로써, 음극 표면에 도달하는 광선 (4) 이, 음극 표면을 형성하는 평면의 중심선 (6) 과 45。 의 각도를 이루게 된다. 음극 (1) 표면상에 존재하는 돌출부으로 인하여 광선 (4) 에 의해서 형성된 그림자 (7) 는 카메라 (8) 에 의해 모니터링되는 데, 그 카메라는, 상 처리 장치 (9) 및 그 상처리 장치에 연결된 마이크로프로세서에 연결되는 바, 음극 (1) 표면상에 존재하는전착물 (1) 이 후속 처리에 유리하게 분류된다.

또한, 도 3 은, 동일한 하나의 검사 스테이션내에서, 음극 (1) 의 양 측방에 광원 (3) 및 카메라 (8) 를 배치함에 의해서, 음극 (1) 기판의 양면에 존재하는 전착물 (11) 표면이 검사될 수 있는 방법을 도시한다.

Claims (14)

1. 금속의 전해처리에 있어서 전극의 표면에 형성된 전착물의 표면 품질 검사 방법으로서, 전해 처리로부터 얻어진 음극 (1) 이, 그 음극 표면을 형성하는 평면 (12) 에 대해 경사진 자세로 배치된 적어도 하나의 광원 (3) 에 의해 조명을 받고, 조명을 받은 표면 (12) 의 상이 적어도 한 대의 카메라 (8) 에 의해 생성된 다음, 상기 상은 영상처리 장치 (9) 에 전달되어, 그 영상처리 장치에서 상기 상을 바탕으로 상기 표면에 있을 수 있는 돌출부가 정의되고, 후속 공정 단계를 위하여 그 음극상에 존재하는 전착물 (11) 이 분류되는 것을 특징으로 하는 전착물의 표면 품질 검사 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 음극 표면을 조명하는 광원 (3) 은, 그 광원 (3) 으로부터 나오는 광선 (4) 이 음극 표면을 형성하는 평면의 중심선 (6) 과 만나는 지점에서 측정할 때, 0∼90。 의 각도, 바람직하게는 30∼60。 의 각도로 배치되는 것을 특징으로 하는 전착물의 표면 품질 검사 방법.
3. 제 1 항 또는 2 항에 있어서, 상기 음극 (1) 표면을 조명하는 광원 (3) 은, 상기 음극 표면을 형성하는 평면 (12) 을 기준으로, 상기 광원 (3) 이 상기 음극 (1) 표면을 형성하는 평면 (12) 의 법선 (5) 에 의해 형성된 영역의 외측에 위치하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 전착물의 표면 품질 검사 방법.
4. 제 1 항 내지 3 항 중의 어느 한 항에 있어서, 조명을 받는 표면 (12) 의 상을 생성시키기 위하여, 카메라 (8) 가, 검사 대상 음극 표면을 형성하는 평면 (12) 에 대하여 실질적으로 수직인 자세로 설치되는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제 1 항 내지 4 항 중의 어느 한 항에 있어서, 조명을 받는 표면 (12) 의 상을 생성시키기 위하여, 카메라 (8) 가, 실질적으로, 검사 대상 음극 표면을 형성하는 평면 (12) 의 중심에 수직이 되게 설치되는 것을 특징으로 하는 전착물의 표면 품질 검사 방법.
6. 제 1 항 내지 4 항 중의 어느 한 항에 있어서, 조명을 받는 표면에 대한 여러 개의 상을 생성시키기 위하여, 카메라 (8) 가, 실질적으로, 검사 대상 음극 표면을 형성하는 평면 (12) 의 중심선 (6) 상에 설치되는 것을 특징으로 하는 전착물의 표면 품질 검사 방법.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 카메라 (8) 에 의해 생성된 상(像)을 바탕으로 음극을 분류하기 위하여, 상기 음극 (1) 의 표면위에 존재하는 돌출부에 의해 형성된 그림자가 상기 상(像)에 정의되는 것을 특징으로 하는 전착물의 표면 품질 검사 방법.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중의 어느 한 항에 있어서, 개별적인 음극 (1) 의 표면으로부터 얻어진 상이, 영상처리 장치 (9) 에 대하여 제공된 마이크로프로세서 (10) 에 기록되는 것을 특징으로 하는 전착물의 표면 품질 검사 방법
9. 제 8 항에 있어서, 상기 마이크로프로세서 (10) 에 기록된 이력 정보가 전해 처리의 조절에 사용되는 것을 특징으로 하는 전착물의 표면 품질 검사 방법.
10. 제 1 항 내지 제 9 항 중의 어느 한 항에 있어서, 사용되는 광원 (3) 이 할로겐 투광기인 것을 특징으로 하는 전착물의 표면 품질 검사 방법.
11. 제 1 항 내지 제 9 항 중의 어느 한 항에 있어서, 사용되는 광원 (3) 이 형광등인 것을 특징으로 하는 전착물의 표면 품질 검사 방법.
12. 제 1 항 내지 제 9 항 중의 어느 한 항에 있어서, 사용되는 광원 (3) 이 백열등인 것을 특징으로 하는 전착물의 표면 품질 검사 방법.
13. 제 1 항 내지 제 12 항 중의 어느 한 항에 있어서, 사용되는 카메라 (8) 가 사진 카메라인 것을 특징으로 하는 전착물의 표면 품질 검사 방법.
14. 제 1 항 내지 제 12 항 중의 어느 한 항에 있어서, 사용되는 카메라 (8) 가비디오 카메라인 것을 특징으로 하는 전착물의 표면 품질 검사 방법.