用于制造金属材料的系统以及金属材料的制造方法

文档序号:98448 发布日期:2021-10-12 浏览:36次 >En<

阅读说明:本技术 用于制造金属材料的系统以及金属材料的制造方法 (System for manufacturing metal material and method for manufacturing metal material ) 是由 渡边邦男 行里武英 鹿田刚 长尾谕 于 2020-03-06 设计创作,主要内容包括:发明的目的在于,提供用于确定电解精炼中的金属板的表面的凸起的产生因素的手段。本发明包括以下:用于通过电解精炼来制造金属材料的系统,所述系统具备:拍摄部,构成为对金属板的表面进行拍摄;位置检测部,构成为获取所述金属板存在于电解槽中时的电解槽内的位置信息;图像处理部,构成为从拍摄数据中提取与在所述金属板的表面产生的凸起相关的特征;和存储部,构成为存储所述位置信息和与所述凸起相关的特征。(The object of the present invention is to provide means for determining the generation factor of the projection of the surface of a metal sheet in electrolytic refining. The invention comprises the following: a system for manufacturing a metallic material by electrolytic refining, the system comprising: an imaging unit configured to image a surface of the metal plate; a position detection unit configured to acquire positional information in the electrolytic cell when the metal plate is present in the electrolytic cell; an image processing unit configured to extract a feature relating to a protrusion generated on a surface of the metal plate from the captured data; and a storage section configured to store the position information and the feature related to the protrusion.)

用于制造金属材料的系统以及金属材料的制造方法

技术领域

本公开涉及用于制造金属材料的系统以及金属材料的制造方法。更具体地,涉及用于通过电解精炼来制造金属材料的系统以及金属材料的制造方法。

背景技术

电解铜是通过电解精炼而制造的铜材料。例如,将粗铜设置在阳极侧,将不锈钢板设置在阴极侧。然后,通过供给电流,铜从阳极溶解,溶解的铜在阴极侧析出。在析出一定量以上之后,从电解槽提起阴极侧的板。接下来,通过刮刀剥下在阴极侧的板表面析出的铜。针对剥下之后的铜板进行检查,之后作为产品而被出货。

理想情况下,铜板表面优选是光滑且无凸起的。然而,现实中,由于各种因素,在铜板表面产生凸起。因此,在出货之前,作业员针对铜板的表面而进行基于目视的检查。然而,由于有大量成为检查对象的铜板,因而作业员的负担较大,看漏凸起的存在的危险性也较高。

因此,对检查作业进行了自动化的尝试。例如,在专利文献1中,公开了:利用3D摄相机等对铜板进行拍摄、基于拍摄图像来检测粒铜的存在等、以及判定铜板的等级。

在专利文献2中,与专利文献1同样地公开了对铜板进行拍摄。进一步地,在专利文献2中,公开了根据小块的大小和个数,来判定铜板的等级。

在先技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2015-105429号公报

专利文献2:日本特开2010-122225号公报

发明内容

发明要解决的课题

上述专利文献1以及专利文献2中公开的发明的目的在于,在将产品出货之前,通过检查来检测表面状态不良的铜板。然而,有时不能通过检查检测出凸起,通过来自顾客用户的投诉而发现带凸起的铜板被出货。在该情况下,由于铜板本身已经出货,因而在制造商侧不存在有问题的铜板。因此,不能进行主因的验证。

此外,即使能够通过上述专利文献1以及专利文献2的方法而在出货之前检测出不良品,但这不是进行主因的验证,因而不是根本性解决对策。此外,还期望提高主因的预测精度。

鉴于以上方面,在本公开中目的在于,提供用于确定电解精炼中的金属板的表面的凸起的产生因素的手段。

用于解决课题的手段

发明人进行了研究,发现能够通过对在铜板产生的凸起的特征进行分析来确定若干成为候选项的主因。进一步地,通过不仅分析凸起的特征,还一并考虑铜板存在于电解槽内的哪个位置,从而能够提高主因的预测精度。

本发明基于上述见解而被完成,在一个侧面中包含以下的发明。

(发明1)

用于通过电解精炼来制造金属材料的系统,所述系统具备:

拍摄部,构成为对金属板的表面进行拍摄;

位置检测部,构成为获取所述金属板存在于电解槽中时的电解槽内的位置信息;

图像处理部,构成为从拍摄数据中提取与在所述金属板的表面产生的凸起相关的特征;和

存储部,构成为存储所述位置信息和与所述凸起相关的特征。

(发明2)

根据发明1的系统,所述金属选自Cu、Zn、Ni、Te、Zn、Pb以及Ag。

(发明3)

根据发明1或2的系统,所述金属是Cu。

(发明4)

根据发明1~3中任一项所述的系统,

与所述凸起相关的特征包括至少以下之中的任一项:

所述金属板内的凸起的产生位置;

所述金属板内的凸起的产生数量;

所述金属板内的凸起的形状;以及

所述金属板内的凸起的尺寸。

(发明5)

根据发明1~4中任一项所述的系统,所述系统还具备信息处理部,

所述信息处理部构成为:

根据来自用户的请求,从存储部获取特定的金属板的所述电解槽内的位置信息、和所述特定的金属板的与凸起相关的信息,并经由用户界面而提示给用户;以及

根据所述位置信息和特定的金属板的与凸起相关的信息,提示凸起的产生因素的候选项和/或针对凸起的产生的对策措施的候选项。

(发明6)

使用发明1~5中任一项所述的系统来制造金属材料的方法。

发明效果

在本公开的发明中,在一个侧面,针对金属板而存储电解槽内的位置信息以及与凸起相关的特征。由此,用于研究凸起的产生因素的信息充实,且预测精度提高。

附图说明

图1对一个实施方式中的系统的概要进行呈现。

图2对以给定的划区将铜板划分了的状态进行呈现。

图3对一个实施方式中的数据的存储形式进行呈现。

图4对一个实施方式中的数据的存储形式进行呈现。

图5对一个实施方式中的系统的概要进行呈现。

具体实施方式

1.对象金属

在本公开中成为对象的金属只要是成为电解精炼的对象的金属即可,不特别限定。例如,金属也可以是选自Cu、Zn、Ni、Te、Zn、Pb以及Ag的金属。特别地,在本公开的发明中有用的是Cu。以下,以Cu为具体例,对本公开的实施方式进行说明。以下说明的实施方式(用于制造电解铜的系统以及用于制造电解铜的方法)还可应用于上述的其他金属,而不限定于Cu。

2.用于制造电解铜的系统

在一个实施方式中,本公开涉及用于制造电解铜的系统。该系统至少具备以下部分。

·拍摄部,构成为对铜板的表面进行拍摄。

·位置检测部,构成为获取铜板存在于电解槽中时的电解槽内的位置信息。

·图像处理部,构成为从拍摄数据中提取与在铜板的表面产生的凸起相关的特征。

·存储部,构成为存储位置信息和与凸起相关的特征。

此外,关于上述系统,也可以在系统的内部或系统的外部进一步设置电解槽。

在图1中,举出在系统的内部设置有电解槽的情况作为例子,从而对系统的概要进行呈现。之后,对各构成要素进行详细描述。

2-1.电解槽

向电解槽内部供给电解液。然后,将阳极以及阴极悬挂并浸渍于电解液。阴极和阳极交替地配置。在阳极配置粗铜等。另一方面,在阴极配置种铜或不锈钢板等。向阳极以及阴极供给电,纯度较高的铜在阴极的两面呈板状析出。一定量的铜呈板状析出之后,将阴极从电解槽提起。然后,与析出的铜板一起对阴极实施检查工序。

2-2.位置检测部

提起的阴极以及铜板为了进行检查而移动到给定的位置。位置检测部具有如获取铜板存在于电解槽中时的电解槽内的位置信息等那样的功能。具体地,位置检测部能够进行被提起的阴极以及铜板存在于哪个电解槽、以及存在于该电解槽内的哪个位置的确定。例如,能够进行是电解液供给口的附近还是电解液排出口的附近等的确定。

作为位置检测部确定位置的具体的手段,不特别地限定,但作为一个例子也可以是以下那样的方式。首先,能够在各个阴极的梁部刻印管理编码、贴附QR码(注册商标)。所述管理编码以及QR码能够包括确定电解槽和电解槽内的位置的信息。能够设置拍摄装置,并读取管理编码以及QR码之中至少任一者。或者,不需要在所有阴极的梁部设置管理编码以及QR码,也可以仅在存在于成列的多个阴极的列首部分(或者两端部分)的阴极的梁部刻印管理编码、贴附QR码。在该情况下,在检测到管理编码以及QR码之后,对后续的阴极的块数进行计数,由此能够确定存在于从列首的阴极起第几个的位置。

通过以上的方式,能够针对从电解槽提起之后的阴极(对于在阴极上析出的铜板也是同样的),确定电解槽和电解槽内的位置。

在上述的例子中,使用了管理编码、QR码以及拍摄装置。然而,位置检测部确定位置的具体的手段不限定于上述例子,也可以取代之,在阴极贴附IC标签,并使确定电解槽以及电解槽内的位置的信息(不必须如上述那样包括确定电解槽内的位置的信息)包括在该IC标签。而且,位置检测部也可以运用RFID技术等来读取IC标签内的信息。

位置检测部也可以通过有线连接或无线连接而与服务器连接。而且,位置检测部能够将上述的读取信息发送到服务器。

2-3.拍摄部

拍摄部具有对铜板的表面进行拍摄的功能。由此,能够获取在铜板的表面产生的凸起等信息。然后,能够通过组合该凸起等信息和上述的确定电解槽以及电解槽内的位置的信息,来提高主因的预测精度。

对设置拍摄部的位置不特别地限定。例如,设置拍摄部的位置只要是能够在从电解槽提起阴极之后且从阴极剥下铜板前的期间进行拍摄的位置即可。另外,由于铜板在阴极的两面析出,因而优选为以能够同时进行拍摄的方式将2台拍摄装置设置在阴极的两面侧。

作为设置拍摄部的位置,优选为如能够在将要从阴极剥下铜板前进行拍摄那样的位置。该理由如以下所述。阴极由于在悬挂的状态下移动因而会摇动。然而,如果摇动则不能良好地剥下铜板,因而在从阴极剥下铜板时,将阴极暂时性地固定以使得不摇动。因此,如果是在被固定的瞬间,在进行拍摄时能够防止摇晃。特别是,在凸起的尺寸较小的情况下,防止摇晃较重要。

对于拍摄的手段,不特别限定,能够采用本领域中公知的手段。作为一个例子,可举出CCD摄相机、3D摄相机等。如果考虑测定凸起的高度等这一点等,特别优选为3D摄相机。

拍摄部也可以通过有线连接或无线连接而与服务器连接。而且,拍摄部能够将拍摄数据发送到服务器。

2-4.图像处理部

图像处理部具有从拍摄数据中提取与在铜板的表面产生的凸起相关的特征的功能。图像处理部也可以设置在服务器内,或也可以作为与服务器独立的硬件(例如与拍摄部相同的硬件)而被安装。在后者的情况下,服务器能够通过有线连接或无线连接将拍摄数据发送到图像处理部。

关于凸起,图像处理部提取的特征不特别限定,但例如能够提取以下的特征之中的至少任一项。

·铜板内的凸起的产生位置(例如中央、上端、下端、左端、右端、角部等)。

·铜板内的凸起的产生数量。

·铜板内的凸起的形状。

·铜板内的凸起的尺寸(例如,凸起的体积和/或凸起的面积)。

在优选的实施方式中,对于凸起的产生位置以外的特征,也可以按照每个给定的划区来对铜板进行提取。例如,在3×3的划区的情况下,能够划分为右上部、右中央部、右下部、上中央部、中央部、下中央部、左上部、左中央部、左下部这9个划区(图2)。然后,也可以按照9个划区中的每一个来对凸起的数量进行合计,和/或,也可以计算凸起的尺寸的平均值。

在一个实施方式中,上述的特征之中特别重要的是铜板内的凸起的产生位置以及铜板内的凸起的形状。这些能够与电解槽内的位置组合来进行考虑,从而能够确定出更多种类的凸起的产生因素。

对于图像处理部从拍摄数据提取与凸起相关的特征的机制不特别限定,能够使用本领域中公知的手法。例如,也可以针对凸起的部分进行轮廓提取。轮廓提取例如能够使用OpenCV、CloudCompare等专用的函数库。而且,进行轮廓提取之后,能够通过图像处理软件来进行凸起的数量的计数、凸起的尺寸的测定、凸起的形状的判别等。例如,对于凸起的形状的判别,能够组合凸起的高度、凸起的面积、凸起的边界的对比度、形状的比率等参数,并设定各个边界值,从而自动判别。对于这样的图像处理,也能够使用本领域中公知的图像处理软件和/或开源软件。

图像处理部能够在进行上述处理之后,将与凸起相关的特征的数据发送到存储部。

2-5.存储部

存储部具有存储由位置检测部发送的信息和由图像处理部发送的信息的功能。

存储部既可以设置在服务器内,或也可以作为与服务器独立的硬件而被安装。在后者的情况下,服务器能够通过有线连接或无线连接而将给定的信息(例如,位置检测部发送的信息、图像处理部发送的信息)发送到存储部。

对存储在存储部时的数据结构不特别限定。例如,也可以保存为图3或图4所示的形式。在该图中,将数据保存为表形式。能够针对一块铜板,能够以如确定电解槽内的位置的信息(在图3或图4中,电解槽编码和阴极编码)和与凸起的特征相关的信息形成配对那样的形式来保存。由此,能够针对出货的铜板,在顾客报告了问题时,尽快提取主因调查所需要的信息。

在上述图3所述的表中,是每一行包括与一块铜板相关的信息的形式。然而,也可以是其他形式,例如,如图4所示,表的形式也可以是每一行对应一块阴极那样的形式。在该情况下,在一行中保存与2块铜板相关的信息。

如上述那样,通过以如确定电解槽内的位置的信息和与凸起的特征相关的信息形成配对那样的形式来保存,能够运用于凸起的产生因素的预测。凸起的产生因素(以及伴随其的对策措施)是多种多样的。然而,能够通过在确定主因时运用上述的信息来提高主因的预测精度。

此外,存储部也可以除上述的信息之外还一并存储制造条件等信息。例如,作为制造条件等信息,可举出供液量、添加剂的浓度、电解液温、电解液中的成分的浓度、拍动(Flapping)次数等。

2-6.信息处理部

在一个实施方式中,除上述的构成要素以外,系统也可以还具备信息处理部(图5)。信息处理部既可以设置在服务器内,或也可以作为与服务器独立的硬件而被安装。在后者的情况下,服务器能够通过有线连接或无线连接而将给定的信息(例如,存储部存储的信息)发送到信息处理部。

信息处理部具有从存储部获取信息,并经由用户界面向用户提示该信息的功能。例如,对于出货了的铜板,在接收到主旨是不良品(具体地,在表面产生了凸起等)的投诉时,用户能够出于确定主因的目的而访问信息处理部,并取出与不良品的铜板相关的信息(例如,能够将批次编号用作检索词来提取铜板的信息)。

信息处理部除提示信息的功能以外,还能够具有提示凸起的产生因素的候选项和/或对策措施的候选项的功能。

对于提示凸起的产生因素的候选项和/或对策措施的候选项的方式并不特别限定,例如可举出利用判定表的方法、利用判定流程的方法、利用机器学习的方法等。

在判定表以及判定流程的情况下,能够将上述的凸起的特征和/或电解槽内的阴极的位置的信息等作为分支条件来使用。而且,作为通过判定表以及判定流程获得的输出,可举出凸起的原因的候选项(可以是多个)和/或与该原因对应的措施等。

此外,在利用机器学习的信息的情况下,预先准备学习用的数据并进行学习。学习用的数据包括输入数据和表示正解的数据的组。作为输入数据,至少包括凸起的特征和/或电解槽内的阴极的位置的信息。作为表示正解的数据,包括凸起的原因的候选项(可以是多个)和/或与该原因对应的措施。

例如,在输入表示产生了特定形状的凸起的数据的情况下,在极间距离(阳极与阴极之间的距离)中可能存在异常,能够输出这样的原因的候选项,并且作为对策能够输出绝缘体的更换、极间排列修正等对策。

此外,在另外的例子中,在表示另外的特定的形状的凸起在电解槽内的排液侧产生这一情况的数据被输入的情况下,电解液的特定的成分(例如胶液等)可能不足,能够输出这样的原因的候选项,并且作为对策能输出供给量的增加等对策。

像这样,通过运用确定电解槽内的位置的信息和与凸起的特征相关的信息,能够有助于原因特定以及对策的研究。

3.用于制造电解铜的方法

在一个实施方式中,本公开涉及用于制造电解铜的方法。所述方法包含使用用于制造电解铜的系统来制造电解铜的方法。

在更具体的实施方式中,所述方法至少能够包括以下的工序。

·通过电解槽来进行电解精炼,使电解铜在阴极析出的工序。

·将电解铜的电解槽内的位置信息、和与在电解铜的铜板的表面产生的凸起相关的特征存储在存储部的工序。

对于这些工序,能够利用上述的系统的各构成要素来实施。

在更具体的实施方式中,所述方法能够进一步包括以下的工序。

·信息处理部基于存储在存储部的电解铜的电解槽内的位置信息和与在电解铜的铜板的表面产生的凸起相关的特征,来提取凸起的产生因素的候选项和/或针对凸起的产生的对策措施的候选项的工序。

对于上述的工序,也能够利用上述的系统的各构成要素来实施。

4.数据结构、数据结构的组合

在一个实施方式中,本公开涉及数据结构。

作为一个例子,数据结构也可以是在“2-5.存储部”部分描述的表形式的数据(即,如针对一块铜板,确定电解槽内的位置的信息和与凸起的特征相关的信息形成配对那样的形式)。通过以该形式来存储数据,对与凸起的特征和/或电解槽内的位置相关的信息的存取变得容易,能够平顺地进行主因等的确定。

作为另外的例子,数据结构例如也可以是至少设置了“凸起的产生因素的候选项、和/或对策措施的候选项”、“凸起的特征”和“确定电解槽内的位置的信息”的项目的表。通过以该形式来存储数据,能够平顺地进行基于凸起的特征和/或电解槽内的位置的主因等的确定。

在一个实施方式中,本公开涉及数据结构的组合。例如,也可以是上述的2个种类的数据结构的组合。

以上,对本发明的具体的实施方式进行了说明。上述实施方式只是本发明的具体例,本发明不限定于上述实施方式。例如,上述的实施方式的1个所公开的技术的特征能够应用于其他实施方式。此外,只要未特别描述,对于特定的方法,还能够将一部分的工序与其他工序的顺序进行对调,还可以在特定的2个工序之间追加进一步的工序。本发明的范围由专利权利要求书来规定。

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