(57)【要約】【課題】Ｖグルーブの良否の判定を高精度に行うことが可能な陰極板のＶグルーブ管理方法及びシステムを提供する。【解決手段】電解精製によって金属を表面に電着させて電着金属が形成され、該電着金属が底部に形成されたＶグルーブを中心にして剥取装置１０３によって二分割に剥離される陰極板１の溝の深さをＶグルーブ管理システム２００によって管理する。Ｖグルーブ管理システム２００は、剥取装置１０３によって電着金属２が剥離され、且つ第二の移載装置３５ｂへ搬送される過程で陰極板１のＶグルーブ７の溝の深さを測定する変位センサ２１、及び変位センサ２１による測定値ＤＡ，ＤＢと設定値ＤＳとを比較することによって溝が浅くなった陰極板１をリジェクトコンベア８へ抜き出す処理を実行する制御装置３０とを備と共に、この処理を陰極板１の全数に対して実施する。【選択図】図３
2012062524.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属の電解精製に使用する陰極板の底部に形成されたＶグルーブの深さを管理する陰極板のＶグルーブ管理方法において、
前記陰極板に電着した電着金属を剥取装置によって剥離した後の当該陰極板を移載装置まで搬送する途中で、前記陰極板の前記Ｖグルーブの深さを変位センサで測定し、その測定値と予め設定されたＶグルーブの深さの設定値とを比較して前記Ｖグルーブの深さが前記設定値よりも小さい場合には当該陰極板を前記移載装置によってリジェクトコンベアへ抜き出すことを特徴とする陰極板のＶグルーブ管理方法。
【請求項２】
請求項１に記載の陰極板Ｖグルーブの管理方法において、
前記変位センサは、二次元レーザ変位センサであることを特徴とする陰極板のＶグルーブ管理方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の陰極板のＶグルーブ管理方法において、
前記設定値は、１．０ｍｍであることを特徴とする陰極板のＶグルーブ管理方法。
【請求項４】
金属の電解精製に使用する陰極板の底部に形成されたＶグルーブの深さを管理する陰極板のＶグルーブ管理システムにおいて、
前記陰極板に電着した電着金属を剥取装置によって剥離した後の当該陰極板を移載装置まで搬送する途中位置に配置され、前記陰極板の前記Ｖグルーブの深さを測定する変位センサと、
前記変位センサによって測定された前記Ｖグルーブの深さの測定値が予め設定されたＶグルーブの深さの設定値よりも小さい場合には当該陰極板をリジェクトコンベアへ抜き出すように前記移載装置を制御する制御装置と、
を備えてなることを特徴とする陰極板のＶグルーブ管理システム。
【請求項５】
請求項４に記載の陰極板のＶグルーブ管理システムにおいて、
前記変位センサは、二次元レーザ変位センサであることを特徴とする陰極板のＶグルーブ管理システム。
【請求項６】
請求項４又は５に記載の陰極板のＶグルーブ管理システムにおいて、
前記設定値は、１．０ｍｍであることを特徴とする陰極板のＶグルーブ管理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、陰極板のＶグルーブ管理方法及びシステムに関し、さらに詳しくは、銅等の金属の電解精製において使用される陰極板の底部に形成されたＶグルーブに変形が生じたものを自動的に選別できるようにした陰極板Ｖグルーブの管理方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＳＡ方式によるパーマネントカソード（ＰＣ）を用いた金属の電解精製、例えば、銅の電解精製は、電解液が貯えられた電解槽中に多数のステンレス製の陰極板（パーマネントカソード板）と、粗銅を鋳込んだ陽極板（アノード板）とを交互に浸漬して通電することにより、陰極板の両面に電気銅を電着させることによって行なわれる。そして、陰極板の表面に電着した電気銅を剥取装置によって剥ぎ取ることにより製品とされる。具体的には、図１に示すように、陰極板１はステンレス製の板状材であり、その両サイド部に合成樹脂製のプロクテクタ５が嵌め込まれると共に、上端部にはクロスバー４が設けられている。また、陰極板１の上部には２つの窓部３，３が設けられており、この窓部３，３に図示しない電極板搬送装置のフックを掛止することにより、電解槽への装入、取り出し及び搬送が行なわれるようになっている。ステンレス製の陰極板１は、丈夫で且つ繰り返し使用が可能であると共に、平面性が良いために電解精製時のショートが起きにくいという利点があることから近年広く採用されるに至っている。そして、電解精製が終了した陰極板１の両面には電気銅２が電着しており剥取装置によって剥ぎ取られた電気銅２は２枚一組として搬送装置によって運ばれ、平面性を確保するためのフラットプレス、さらに電気銅２を波打ったような凹凸を付すためのコルゲーションが行われて製品として供されることとなる。
【０００３】
ところで、陰極板１の底部９には、図２（ａ）に示すように、Ｖグルーブ（Ｖ字状の溝）７が設けられている。Ｖグルーブ７が設けられていると剥離装置によって電気銅２を剥ぎ取る際に電気銅２は陰極板１の底部で容易に２枚に分断（分割）することができる。そして、このＶグルーブ７は、陰極板１に電着した電気銅２を剥ぎ取るために適した形状があり、例えば、図２（ａ）に示すように、厚み３．２５ｍｍの陰極板１に対し、９０°角で１．４ｍｍの深さに形成されていることが好ましい。しかし、Ｖグルーブ７は陰極板１の使用頻度等によっても異なるが、一般に経年変化として約１年で０．０１〜０．０２ｍｍの割合で浅くなり、また、取り扱いの良否等によって図２（ｂ）に示すように溝の先端が欠ける等によって変形する。Ｖグルーブにこのような変形が生じた場合には、電気銅２の剥離性が悪化して剥離装置への負荷を大きくすると共に、電気銅２の下部にバリを発生させて電気銅２の外観品質を悪くしていた。また、時間当たりの処理数も低下するので作業効率の低下を招くという問題があった。
【０００４】
そこで、Ｖグルーブ７の管理が必要になるが、従来のＶグルーブの検査は人手に頼らざるを得なかったことから作業時間及び労力から全数検査を行うことはできず、陰極板をランダムに抜き出して抜き取り検査を行うしかなかった。また、Ｖグルーブの深さは作業員がノギスを使用して測定していたため、測定誤差が大きくなるという精度上の問題もあった。電解精製工場では多数（例えば、数万枚）の陰極板１を保有しているため、全数についてＶグルーブの深さを人手により測定することは実際上も困難である。尚、不良と判定された陰極板は、再加工によって深さ１．４ｍｍに修正され通常ラインに戻される。
【０００５】
ここで、１枚ごとに陰極板のＶグルーブを管理する方法が特許文献１に開示されている。この「陰極板Ｖグルーブ管理方法」は、剥取装置によって陰極板（陰極板）から電気銅を剥ぎ取る際、剥取装置の剥ぎ取り回数（フラップ回数）を測定し、これによってＶグルーブの加工修理時期を判定することで、Ｖグルーブが磨耗により浅くなったものを容易且つ的確に発見できるようにしたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２７４２９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した従来の陰極板Ｖグルーブの管理方法は、剥取装置のフラップ回数を測定してＶグルーブの加工修理時期を判定しているため、設定したフラップ回数になってもＶグルーブに不良レベルの磨耗が生じておらず、継続使用が可能な場合でも、不良品として判定されることがあるという問題がある。
【０００８】
そこで、本発明は、かかる問題点に鑑みなされたもので、陰極板の全数についてＶグルーブの形状を自動的、且つ、簡便に検査することができるようにすることで、Ｖグルーブの良否の判定を高精度に行うことを可能として作業時間の短縮化を図るとと共に、人手に頼らざるを得なかった作業から作業者を開放することにより作業労力の低減を図ることが可能な陰極板Ｖグルーブの管理方法及びシステム提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために請求項１に記載の発明は、金属の電解精製に使用する陰極板の底部に形成されたＶグルーブの深さを管理する陰極板のＶグルーブ管理方法において、陰極板に電着した電着金属を剥取装置によって剥離した後の当該陰極板を移載装置まで搬送する途中で、陰極板のＶグルーブの深さを変位センサで測定し、その測定値と予め設定されたＶグルーブの深さの設定値とを比較してＶグルーブの深さが設定値よりも小さい場合には当該陰極板を移載装置によってリジェクトコンベアへ抜き出すことを特徴とする。
【００１０】
上記課題を解決するために請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の陰極板Ｖグルーブの管理方法において、変位センサは、二次元レーザ変位センサであることを特徴とする。
【００１１】
上記課題を解決するために請求項３に記載の本発明は、請求項１又は２に記載の陰極板のＶグルーブ管理方法において、設定値は、１．０ｍｍであることを特徴とする。
【００１２】
上記課題を解決するために請求項４に記載の本発明は、金属の電解精製に使用する陰極板の底部に形成されたＶグルーブの深さを管理する陰極板のＶグルーブ管理システムにおいて、陰極板に電着した電着金属を剥取装置によって剥離した後の当該陰極板を移載装置まで搬送する途中位置に配置され、陰極板のＶグルーブの深さを測定する変位センサと、変位センサによって測定されたＶグルーブの深さの測定値が予め設定されたＶグルーブの深さの設定値よりも小さい場合には当該陰極板をリジェクトコンベアへ抜き出すように移載装置を制御する制御装置とを備えてなることを特徴とする。
【００１３】
上記課題を解決するために請求項５に記載の本発明は、請求項４に記載の陰極板のＶグルーブ管理システムにおいて、変位センサは、二次元レーザ変位センサであることを特徴とする。
【００１４】
上記課題を解決するために請求項６に記載の本発明は、請求項４又は５に記載の陰極板のＶグルーブ管理システムにおいて、設定値は、１．０ｍｍであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る陰極板のＶグルーブ管理方法及びシステムによれば、陰極板の全数についてＶグルーブの良否を自動的に測定することで、全ての陰極板のＶグルーブを高精度に検査することが可能になるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】パーマネントカソードの全体構成を示す斜視図である。
【図２】陰極板のＶグルーブの良品形状及び不良品形状を示す断面図である。
【図３】電気銅板の回収システム及びこれに適用された陰極板Ｖグルーブの管理システムの一実施形態の概要図である。
【図４】図３に示す測定装置の構成要素である変位センサの構成図である。
【図５】本発明に係る陰極板Ｖグルーブの管理システムの一実施形態を示すブロック図である。
【図６】本発明に係る陰極板Ｖグルーブの管理方法及びシステムの動作を示すフローチャートである。
【図７】本発明に係る陰極板Ｖグルーブの管理方法及びシステムの実施例の測定結果を示す位置−高さの特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
はじめに、電気銅板の回収システムの好ましい一実施形態の概要について説明した後、本発明に係る陰極板のＶグルーブ管理方法及びシステムの一実施形態について説明する。図３は電気銅板の回収システム及びこれに適用された陰極板のＶグルーブ管理システムの一実施形態の概要図である。
【００１８】
図３に示す電気銅板の回収システム１００は、電解精製が終了し、その両表面に電気銅２が電着した多数の陰極板１を系内へ搬入するロードインコンベア１０１と、陰極板１の洗浄を行う洗浄装置１０２と、洗浄装置１０２によって洗浄された陰極板１を姿勢を変えることなくその搬送方向をクロスバー４の長手方向と同じ方向に搬送するトラバースコンベア６へ移載する第一の移載装置３５ａと、トラバースコンベア６により搬送されてきた陰極板１から電気銅２を引き剥がす剥取装置１０３と、電気銅２が引き剥がされた後のＶグルーブ７の深さが設定値より小さい陰極板（以下、不良陰極板１ｂという。）をリジェクトコンベア８へ移載すると共に、Ｖグルーブ７の深さが設定値以上の陰極板（以下、良品の陰極板１ａという。）を回収するためのロードアウトコンベア１０４へ移載する第二の移載装置３５ｂと、陰極板１から引き剥がされた板状の電気銅２を２枚１組に重ね合わせる重合装置１０７と、重合装置１０７によって重ね合わされた電気銅２を搬送する電気銅搬送装置１０６と、電気銅搬送装置１０６によって搬送される電気銅２にフラットプレス及びコルゲーションを行うプレス装置１０８と、プレスが終わった電気銅２を所定の枚数ずつ積載ならびに秤量してラベリング、マーキング等を行った後に梱包し、その梱包後の電気銅２を回収する銅板搬出部１０９と、剥取装置１０３からの陰極板１のＶグルーブ７の良否をレーザ光によって測定し、その測定結果に基づいて陰極板１をロードアウトコンベア１０４へ移載するかリジェクトコンベア８へ移載するかを制御するＶグルーブ管理システム２００とを含んで構成されている。
【００１９】
Ｖグルーブ管理システム２００は、剥取装置１０３と第二の移載装置３５ｂの間の陰極板１が通過するラインの直下に配設され、剥取装置１０３から搬送されてくる全ての陰極板１のＶグルーブ７についてその距離の変化として測定する測定装置２０と、測定装置２０からの測定データに基づいてＶグルーブ７の良否を判定し該判定結果に応じてリジェクトコンベア８やロードアウトコンベア１０４への移載を制御し、さらには剥取装置１０３を制御する制御装置３０とを備えて構成されている。
【００２０】
測定装置２０は、二次元レーザによる変位センサ２１を備えて構成されている。変位センサ２１は、図４に示すように、搬送される陰極板１の下方に配設され、その構成は概略として、レーザ光を発生する半導体レーザ２１１と、半導体レーザ２１１からのレーザ光をＶグルーブ７に導く投光レンズ２１２と、半導体レーザ２１１を駆動する駆動回路２１３と、半導体レーザ２１１からのレーザ光がＶグルーブ７の表面で反射したレーザ光を集光する受光レンズ２１４と、受光レンズ２１４からの光を受光する光位置検出素子（ＰＳＤ：Position Sensitive Detector）２１５とを備えている。尚、変位センサ２１は、ケーブル２１７によって制御装置３０に接続されており、変位センサ２１の電源は制御装置３０から供給される。
【００２１】
変位センサ２１は、三角測量の方法を応用して構成されており、半導体レーザ２１１からのレーザ光は投光レンズ２１２を介してＶグルーブ７の下面に照射され、その反射光の一部が受光レンズ２１４を介して光位置検出素子２１５上にスポットを結ぶようになっている。陰極板１が第二の移載装置３５ｂの方向へ移動するとＶグルーブ７の表面の反射位置が変化し、Ｖグルーブ７の表面の変位を知ることができる。ここで、電気銅２を剥ぎ取った後の陰極板１は、第二の移載装置３５ｂに至るまでは、トラバースコンベア６上に乗った状態で搬送されるので、変位センサ２１による計測の際には図示しない陰極板吊上装置により陰極板１を持ち上げで陰極板１の底部のＶグルーブ７が露出するようにする。尚、電気銅２を剥ぎ取った後の陰極板１を第二の移載装置３５ｂまで搬送するためのコンベアがクロスバー４を支持しながら陰極板１を浮かせた状態で搬送するものである場合には搬送状態においてＶグルーブ７が露出しているので陰極板吊上装置を設置する必要はない。
【００２２】
さらに、この変位センサ２１は、Ｖグルーブ７の位置と高さをレーザ光により１μｍ単位で計測することができるもので、半導体レーザ２１１からレーザ光を照射し、Ｖグルーブ７の高さ（段差）を測定する。変位センサ２１としては、例えば「株式会社キーエンス」製の「ＬＪシリーズ」を使用することでき、それによれば測定の位置と高さを１μｍ単位で計測することができる。図４に示すように、変位センサ２１で測定された測定データは制御装置３０に送られる。制御装置３０では、発光位置からＶグルーブ７の一方の先端（下端）部までの距離ＤＬ及び他方の先端（下端）部までの距離ＤＲのそれぞれと、発光位置からＶグルーブ７の頂点位置（最深点）までの距離ＤＨとの差異を算出することで溝の深さを算出し、予め設定した設定値（例えば１．０ｍｍ）以下であれば不良と判定するシステムとする。この設定値は、これまでの経験から適宜に求めることができる。尚、測定タイミングは、（ＤＨ−ＤＬ）＝ＤＡ及び（ＤＨ−ＤＲ）＝ＤＢの各値（溝測定値）が最大値となる瞬間とする。
【００２３】
制御装置３０は、図示しないが汎用のコンピュータを構成する各種のデバイス、例えば、データを記憶するメモリ等の記憶装置、記憶装置に記録されたプログラムに基づいて各種の情報処理を行う中央処理装置、必要なデータの入力を行うキーボードやマウス等の入力装置、処理状況を画面に表示する表示装置、測定装置２０との間でデータの送受信を行う通信手段等を備えている。尚、これらのデバイス類は公知であるため、ここでの説明は省略する。
【００２４】
次に、上述の電気銅板の回収システム１００及びＶグルーブ管理システム２００の動作の概要について説明する。図５は本発明に係る陰極板の一実施形態を工程順に示したブロック図である。まず、電解精製が終了した多数の陰極板１は図示しないクレーンによって吊り下げられた状態でロードインコンベア１０１に搬入される。搬入された多数の陰極板１は、ロードインコンベア１０１により陰極板１表面に対して垂直な方向に搬送されながら洗浄装置１０２まで運ばれて所定の枚数毎に同時に洗浄が行なわれる。洗浄された陰極板１は第一の移載装置３５ａによってトラバースコンベア６に移載され、今度は陰極板１の搬送方向を陰極板１の表面に対して平行な方向（すなわちクロスバー４の軸方向）に偏向して１枚ずつ連続的に剥取装置１０３へ向かって搬送される。
【００２５】
陰極板１から引き剥がされた電気銅２は、重合装置１０７によって２枚１組に重ね合わせられると共に、少なくとも２箇所以上の位置で適当な方法にて接合を行い固定されて電気銅搬送装置１０６に移載される。２枚１組に重ね合された電気銅２は、電気銅搬送装置１０６によって搬送されつつプレス装置１０８によってフラットプレス及びコルゲーションが行われる。そして、プレスが終わった電気銅２は所定の枚数ずつ積載して秤量し、ラベリング、マーキング等を行った後梱包され、銅板搬出部１０９から回収される。
【００２６】
剥取装置１０３によって電気銅２が剥ぎ取られた陰極板１はトラバースコンベア６によって第二の移載装置３５ｂに向けて搬送される。そして、その途中において図示しない陰極板吊上装置によって陰極板１を持ち上げて陰極板１の底部のＶグルーブ７を露出させ、搬送中の陰極板１に対し測定装置２０によりＶグルーブ７の深さ計測される（図６参照）。すなわち、変位センサ２１の真上に陰極板１が到達すると（ステップＳ１）、変位センサ２１によって当該陰極板１のＶグルーブ７に対してレーザ光を照射し、その反射光を受光してＶグルーブ７の深さを測定する（ステップＳ２）。この測定結果に基づいて、制御装置３０は上述した（ＤＨ−ＤＬ）＝ＤＡ、（ＤＨ−ＤＲ）＝ＤＢの演算を行ってＶグルーブ７の深さを算出し、設定値ＤＳ（例えば１．０ｍｍ）と比較し、設定値ＤＳ以上か否かを判定する（ステップＳ３）。即ち、ＤＳ≧ＤＡまたはＤＳ≧ＤＢの一方の関係が満たされれば不良品と判定する。具体的には、設定値ＤＳ（１．０ｍｍ）以下であれば不良品と判定し（ステップＳ６）、設定値ＤＳ（１．０ｍｍ）に達していなければ良品と判定（ステップＳ４）する。この判定結果に基づいて、制御装置３０は第二の移載装置３５ｂを制御し、良品と判定された陰極板１ａをロードアウトコンベア１０４へ移載し（ステップＳ５）、不良品と判定された不良陰極板１ｂはリジェクトコンベア８へ移載して（ステップＳ７）系外へ排除するように第二の移載装置３５ｂを制御する。これにより、良品の陰極板１ａは再度電解精製に供せられ、第二のリジェクトコンベア８へ排除された不良陰極板１ｂは適宜にその形状の矯正が行われる。
【００２７】
［実施形態の効果］
本実施形態に係る陰極板のＶグルーブ管理方法及びシステムによれば、測定装置２０の変位センサ２１によって陰極板１のＶグルーブ７のＶの深さを測定し、これを予め設定された設定値と比較することによってＶグルーブ７の良否の判定を高精度に行うことができるという効果がある。
さらには、陰極板１の全数のＶグルーブ７の自動測定が可能になったことで当該作業の人員を不要にでき、測定時間の大幅に短縮されると共に、作業効率の向上が図れという効果がある。
【実施例】
【００２８】
次に、本発明の実施例について説明する。本発明らは、Ｖグルーブ７のＶ溝の深さの適正（良品）と、不適性（不良品）について、水平方向の位置（μｍ）に対する距離即ち高さ（μｍ）を１μｍ単位で測定したところ、表１及び表２に示す結果を得た。そして、表１及び表２の数値をプロットしたところ、図７（ａ），（ｂ）のようなグラフになった。ここで、図７（ａ）は良品の陰極板１ａ、図７（ｂ）は不良品の陰極板１ｂを示している。
【００２９】
【表１】
2012062524.tif 000003
【００３０】
【表２】
2012062524.tif 000004
【００３１】
表１、表２及び図７（ａ），（ｂ）から明らかなように、Ｖグルーブ７の先端（下端）部の磨耗等の様子が明確に数値になって表れている。従って、上述したようにして（ＤＨ−ＤＬ）＝ＤＡ、（ＤＨ−ＤＲ）＝ＤＢの演算を行えばＶグルーブ７の深さ算出でき、この結果と設定値ＤＳを比較することによりＶグルーブ７の良否を判定することができる。
【００３２】
以上のように、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能であることはいうまでもない。
【符号の説明】
【００３３】
１      陰極板
１ａ    良品の陰極板
１ｂ    不良陰極板
２      電気銅
３      窓部
４      クロスバー
５      プロクテクタ
６      トラバースコンベア
７      Ｖグルーブ
８      リジェクトコンベア
９      底部
２０      測定装置
２１      変位センサ
３０      制御装置
３５ａ      第一の移載装置
３５ｂ      第二の移載装置
１００      回収システム
１０１      ロードインコンベア
１０２      洗浄装置
１０３      剥取装置
１０４      ロードアウトコンベア
１０６      電気銅搬送装置
１０７      重合装置
１０８      プレス装置
１０９      銅板搬出部
２００      Ｖグルーブ管理システム
２１１      半導体レーザ
２１２      投光レンズ
２１３      駆動回路
２１４      受光レンズ
２１５      光位置検出素子
２１７      ケーブル
【図１】
2012062524.tif 000005
【図２】
2012062524.tif 000006
【図３】
2012062524.tif 000007
【図４】
2012062524.tif 000008
【図５】
2012062524.tif 000009
【図６】
2012062524.tif 000010
【図７】
2012062524.tif 000011