电镀附着量控制装置及电镀附着量控制方法与流程

文档序号:11900810阅读:267来源:国知局
电镀附着量控制装置及电镀附着量控制方法与流程

本发明涉及进行电镀设备中喷嘴的控制的电镀附着量控制装置及电镀附着量控制方法的技术。



背景技术:

在对钢铁实施电镀的连续电镀生产线上,附着到钢板上的电镀材料的量由作为称为生产线速度的钢板的速度的板速(钢板速度)、作为喷嘴与钢板的距离的喷嘴间隙(喷嘴钢板距离)、作为从喷嘴喷出的气体的压力的喷嘴压力(气体压力)等来决定。自动控制电镀附着量的大多数设备,通过利用电镀附着量预测模型计算出实现由上位(主)计算机发送来的目标电镀附着量的喷嘴压力,对由操作者的手动操作决定的板速和喷嘴间隙进行控制。作为将这样的电镀附着量的控制高精度化的过去的方法,例如,公开了专利文献1记载的技术。

在专利文献1中,公开了采用下述控制模型的控制系统的预调控制方法及控制装置,所述控制模型“设置第一预调部和第二预调部,所述第一预调部将对应于控制量目标值的操作量指令值作为利用控制模型计算的预调值,所述第二预调部计算对应于控制规格的变化量而应当变更的操作量的值,通过对当前的操作量指令值进行加减运算,求出预调值,并且,着眼于控制误差和模型误差,从制造信息或者由设备获得的控制信息中选择进行良好的控制的预调部,变更操作值的指令值”(参照摘要)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2004-013393号公报



技术实现要素:

发明所要解决的课题

在等级低的钢板中,焊接点周围(钢板的前后端)的板形状不好的情况很多。从而,存在着在焊接点周围喷嘴与钢板接触的担忧。为了避免这种情况,进行所谓的喷嘴开闭控制,在所述喷嘴开闭控制中,在焊接点通过喷嘴位置之前,打开喷嘴(加大喷嘴间隙),在焊接点通过之后,再次将喷嘴关闭到恰当的位置。因此,在专利文献1中的进行预调计算的焊接点附近,喷嘴不在通常的作业位置,而是位于远离钢板的位置。

在预调计算中,大多使用电镀附着量预测模型。这种电镀附着量预测模型是利用稳定状态时的数据来构筑的。这里,所谓稳定状态时是指在不使喷嘴间隙或喷嘴压力变化的状态下进行电镀时。换句话说,所谓稳定状态是指从电镀设备取得的电镀附着量变成基于从电镀设备取得的当前的板速、当前的喷嘴压力、当前的喷嘴间隙的每一个(由它们分别决定)的电镀附着量的状态。但是,在喷嘴开闭控制时,变成将非稳定地成为很大的值的喷嘴间隙作为输入来预测电镀附着量的情况。由于在专利文献1记载的技术中,没有顾及到这一点,所以,在喷嘴开闭控制时的预调计算中的电镀附着量的预测精度降低。其结果是,在专利文献1记载的技术中,存在着喷嘴压力的计算精度低下的问题。

另外,在喷嘴打开时,一般地,为了维持电镀附着量,喷嘴压力变成高压,成为饱和压力。在专利文献1记载的技术中,在实施进行相对值计算的第二预调控制时,进行第二预调控制的第二预调部对于当前的操作量指令值(喷嘴压力指令值)进行与控制规格(电镀附着量的目标值)的变化量相对应的操作量(喷嘴压力)的加减运算。即,以当前的操作量指令值(喷嘴压力指令值)为基础,计算下一时刻的操作量(喷嘴压力)。在喷嘴压力达到饱和状态的情况下,变成以该饱和压力为基点计算下一时刻的喷嘴压力。其结果是,存在着在下一时刻计算出大大降低了的喷嘴压力的问题。即,由于受饱和压力限制,以比本来的喷嘴压力大大降低了的当前的喷嘴压力为基础,计算下一时刻的喷嘴压力,因此,存在着下一时刻的喷嘴压力会比本来应当计算出来的喷嘴压力大大地降低的问题。

本发明是鉴于这样的背景做出的,本发明以进行精度高的喷嘴控制作为课题。

解决课题的手段

为了解决前述课题,本发明的电镀附着量控制装置,从电镀设备接收实际的信息,基于所接收的前述实际的信息,生成控制作为电镀材料的附着量的电镀附着量用的控制信息,并向前述电镀设备发送,所述电镀设备将被连续进给的钢板浸渍到熔融电镀材料的浴槽中,在吊起的状态下从喷嘴喷射高压的气体,吹掉不需要的电镀材料,由此在前述钢板上附着所希望厚度的电镀材料,其特征在于,所述电镀附着量控制装置包括:预调控制部,所述预调控制部通过基于至少表示作为前述钢板的移动速度的钢板速度、作为从前述喷嘴喷射的前述气体的压力的气体压力、作为前述喷嘴及前述钢板的距离的喷嘴钢板距离、和附着到前述钢板上的电镀附着量的关系的电镀附着量预测模型进行的运算,至少计算出气体压力来作为附着前述所希望厚度的电镀材料用的前述喷嘴的操作量的指令值;跟踪部,所述跟踪部从前述电镀设备获取前述钢板速度,基于累计计算所获取的该钢板速度而得到的前述钢板的移动距离,确定前述钢板中的位置信息;稳定状态判定部,所述稳定状态判定部基于前述跟踪部确定的前述钢板的位置信息,判定从前述电镀设备获取的当前的电镀附着量是否是基于从前述电镀设备获取的当前的钢板速度、当前的气体压力、当前的喷嘴钢板距离的每一个的电镀附着量,由此判定从前述电镀设备获取的电镀附着量是否是稳定地检测出的电镀附着量;以及,稳定值存储处理部,所述稳定值存储处理部将在从前述电镀设备获取的电镀附着量被前述稳定状态判定部判定为被稳定地检测出的电镀附着量时所获取的第二电镀附着量、第二钢板速度、第二气体压力、和第二喷嘴钢板距离的组合,存储在稳定值存储部中,前述预调控制部从前述电镀设备获取作为当前的钢板速度的第一钢板速度、作为当前的喷嘴钢板距离的第一喷嘴钢板距离、和作为当前的电镀附着量的目标值的第一目标电镀附着量,基于前述电镀附着量预测模型,计算作为用于实现前述第一目标电镀附着量的气体压力的指令值的第一气体压力,从前述稳定值存储部获取前述第二钢板速度、前述第二喷嘴钢板距离、和前述第二电镀附着量,利用前述电镀附着量预测模型,对应于前述第二钢板速度和前述第二喷嘴钢板距离,计算作为用于实现该电镀附着量的气体压力的指令值的第三气体压力,将前述第一气体压力与从前述稳定值存储部获取的前述第二气体压力相加,进而,减去前述第三气体压力,由此,计算出作为前述喷嘴的操作量的指令值的第四气体压力。

对于其它的解决手段,将在实施方式中进行说明。

发明的效果

根据本发明,可以进行精度高的喷嘴控制。

附图说明

图1是表示根据第一种实施方式的电镀附着系统的结构例的图。

图2是表示根据第一种实施方式的控制装置的硬件结构的图。

图3是表示根据第一种实施方式的预调控制部中的处理的步骤的流程图。

图4是表示根据第一种实施方式的跟踪部中的处理的步骤的流程图。

图5是示意地表示在一个钢板内的稳定状态成立的定时的图。

图6是表示根据第一种实施方式的稳定附着量判定部的处理步骤的流程图。

图7是表示根据第一种实施方式的喷嘴控制的例子的图。

图8是表示根据第二种实施方式的电镀附着系统的结构例的图。

图9是表示根据第二种实施方式的控制装置的硬件结构的图。

图10是表示根据第二种实施方式的绝对值计算部中的处理的步骤的流程图。

图11是表示根据第二种实施方式的焊接点附近判定部中的处理步骤的流程图。

图12是表示根据第二种实施方式的控制方式选择部中的处理的步骤的流程图。

图13是表示第二种实施方式的喷嘴控制的例子的图。

具体实施方式

下面,参照适当的附图,详细地说明用于实施本发明的方式(称为“实施方式”)。

[第一种实施方式]

图1是表示根据第一种实施方式的电镀附着系统的结构例的图。

电镀附着系统具有:控制装置(电镀附着量控制装置)1、电镀设备2和上位计算机(外部装置)3。

控制装置1控制作为控制对象的电镀设备2,在钢板401上附着所希望的厚度的电镀材料。

电镀设备2如前面所述是控制装置1的控制对象,基于控制装置1的指令使电镀材料附着到钢板401上。

上位计算机3向控制装置1输入目标电镀附着量等的信息。

首先,说明电镀设备2的结构。电镀设备2将被连续地进给的钢板401浸入到贮存在釜201中的熔融电镀材料202中。借此,对钢板401进行电镀。另外,电镀设备2在从熔融电镀材料202中将钢板401吊起的状态下,利用喷嘴211喷射高压气体,使不需要的电镀材料剥落。借此,电镀设备2将附着在钢板401上的电镀材料的厚度控制在所希望的值。钢板401(卷材)彼此之间通过焊接被连接起来,成为连续地实施电镀处理的结构。

通常,焊接点411与目标电镀附着量的变化点相一致。但是,存在由一个钢板401生产多个卷材的情况。即,在对一个钢板401实施不同的电镀的情况。在这种情况下,在焊接点411之外还存在着电镀附着量的目标值变化点,以不同的目标电镀附着量来控制一个钢板401。附着在钢板401上的电镀附着量W由附着量检测器212来检测。附着量检测器212安装在与喷嘴211分离开的位置。另外,作为检测方法,一般地,通过附着量检测器212横穿钢板401的宽度方向,输出相对于宽度方向的电镀附着量的平均值。因此,即使操作作为从喷嘴喷出的气体的压力的喷嘴压力(气体压力)或作为喷嘴211与钢板401的距离的喷嘴间隙(喷嘴钢板距离),能够检测出作为其结果的电镀附着量也在1~2分钟左右之后。从而,预测电镀附着量来决定喷嘴压力的预调控制是重要性高的控制对象。

辊203、上辊204支承钢板401。电镀附着量W虽然受到各种因素的影响而变化,但主要由作为钢板401的移动速度的钢板401的板速(钢板速度)V、喷嘴压力P、喷嘴间隙D来决定。另外,钢板401的板速V基于辊203、上辊204的旋转速度等来计算。

它们的关系例如用下面的公式(1)表示。

ln(W)=a0+a1·ln(P)+a2·ln(V)+a31·ln(D) ···(1)

这里,a0~a3是常数。

如图1所示,一般地,喷嘴211大多配备在钢板401的表面侧及背面侧。当喷嘴压力P在钢板401的表面侧和背面侧不同时,将两者的平均值作为喷嘴压力P即可。同样地,当喷嘴间隙D在钢板401的表面侧和背面侧不同或者在右侧和左侧不同时,将它们的平均值作为喷嘴间隙D即可。另外,实际上可以认为,电镀附着量W根据熔融电镀材料及钢板401的温度、喷嘴211的高度、喷嘴211相对于钢板401的角度等而变化。但是,在像公式(1)这样的回归模型中,对于熔融电镀材料或钢板401的温度、喷嘴211的高度、喷嘴211相对于钢板401的角度等,没有发现作为变数的显著意义,在大多数情况下被省略。在本实施方式中,下面,将电镀附着量预测模型作为公式(1)进行说明。

另外,被附着量检测器212检测出电镀附着量的钢板401,最终被图中未示出的切断机切断,并被卷取成卷材。

其次,说明控制装置1的结构。

控制装置1除了对应于下面被处理的钢板401的目标电镀附着量W*之外,还从上位计算机3接收该钢板401的钢的种类、板厚、板宽等制造信息。在有的情况下,在制造信息中还包含电镀附着量W的上下限值、钢板401的规格信息等。

控制装置1具有:预调控制部101、跟踪部(稳定状态判定部)102、稳定附着量判定部(稳定值存储处理部)103、稳定值存储部(存储部)104、FB(Feedback:反馈)控制部105及加法运算输出部106。

预调控制部101利用从上位计算机3取得的当前的目标电镀附着量W*c、从电镀设备2取得的当前的喷嘴压力Pc、当前的板速Vc、当前的喷嘴间隙Dc、以及稳定值存储部104的稳定数据等,计算喷嘴压力P的指令值(预调值Pref)。对于稳定数据,将在后面描述。另外,预调控制部101,接收到来自于上位计算机3的目标附着量W*的变化、来自于电镀设备2的喷嘴间隙D、板速V中的任一个的变化的时刻开始进行处理,当从稳定附着量判定部103收到稳定状态触发信号时,结束处理。

跟踪部102通过累计计算从电镀设备2取得的板速V,追踪钢板401的移动距离。另外,跟踪部102在稳定状态的情况下发出稳定状态触发信号。

这里,所谓稳定状态表示对应于喷嘴压力P、喷嘴间隙D、板速V而被附着的电镀材料在之后喷嘴压力P、喷嘴间隙D、板速V没有变化地原样被附着量检测器212作为电镀附着量W检测出来的状态。相反地,在该部位的电镀附着量被附着量检测器212检测出来之前,喷嘴压力P、喷嘴间隙D、板速V中的任一个变化了时,不被认为是稳定状态。换句话说,所谓稳定状态是指从电镀设备2取得的当前的电镀附着量W的实际值成为基于从电镀设备1取得的当前的板速V、当前的喷嘴压力P、当前的喷嘴间隙D的每一个(由它们分别决定)的电镀附着量W的状态。

稳定附着量判定部103从电镀设备2取得当前的电镀附着量Wc、喷嘴压力Pc、喷嘴间隙Dc、板速Vc。另外,稳定附着量判定部103当从跟踪部102接收到稳定状态触发信号时,将取得的当前的电镀附着量Wc、喷嘴压力Pc、喷嘴间隙Dc、板速Vc作为稳定状态下的电镀附着量Ws、喷嘴压力Ps、喷嘴间隙Ds、板速Vs而存储在稳定值存储部104中。下面,将稳定状态下的电镀附着量Ws、喷嘴压力Ps、喷嘴间隙Ds及板速Vs分别称为稳定电镀附着量Ws、稳定喷嘴压力Ps、稳定喷嘴间隙Ds及稳定板速Vs。稳定电镀附着量Ws、稳定喷嘴压力Ps、稳定喷嘴间隙Ds及稳定板速Vs均为实际值。

由稳定附着量判定部103存储的稳定电镀附着量Ws、稳定喷嘴压力Ps、稳定喷嘴间隙Ds、稳定板速Vs等,被保存在稳定值存储部104中。

FB控制部105当从稳定状态附着量判定部103接到稳定状态触发信号时,基于从电镀设备2取得的稳定附着量Ws与从上位计算机3取得的当前的目标电镀附着量W*c的偏差,使喷嘴压力P向使该偏差减小的方向变化。

加法运算输出部106将预调控制部101的输出和FB控制部105的输出相加并输出。

下面,在本实施方式中,为了简单起见,以电镀设备2的控制对象为喷嘴压力P的情况为例进行说明。控制装置1,在目标电镀附着量W*或从电镀设备2取得的板速V、喷嘴间隙D变化了的时刻,由预调控制部101进行预调控制,将当前的喷嘴压力Pc切换成实现所希望的电镀附着量的气体压力P。

另外,在本实施方式中,对于控制对象为喷嘴压力P的情况进行说明,但是,控制对象并不局限于喷嘴压力P,喷嘴间隙D等也可以是控制对象。

(硬件结构)

图2是表示根据第一种实施方式的控制装置的硬件结构的图。

控制装置1可以是PC(Personal Computer:个人计算机),也可以是PLC(Programmable Logic Controller:可编程逻辑控制器)。

控制装置1具有:RAM(Random Access Memory:随机存取存储器)等存储器501、CPU(Central Processing Unit:中央处理器)502、HD(Hard Disc:硬盘)等存储装置503。这里,存储装置503相当于图1的稳定值存储部104。

在存储器501中装载存储在存储装置503中的程序,通过利用CPU执行装载的程序,实现预调控制部101、跟踪部102、稳定附着量判定部103、FB控制部105、加法运算输出部106。

(预调控制处理)

图3是表示根据第一种实施方式的预调控制部中的处理的步骤的流程图。适当地参照图1。

另外,该处理是伴随着进行喷嘴开闭处理而进行的处理。具体地说,是在焊接点411通过喷嘴211的前后,控制装置1接收到喷嘴间隙D的变化的时刻开始的处理。

另外,当喷嘴间隙D的变化结束时,图3所示的处理结束。另外,在进行由预调控制部101实施的处理的期间,停止由FB控制部104实施的处理。

首先,预调控制部101从电镀设备2取得当前的板速(第一钢板速度)Vc、当前的喷嘴间隙(第一喷嘴钢板距离)Dc、以及当前的喷嘴压力Pc(S101)。顺便提及,所谓当前的喷嘴压力Pc是当前的喷嘴压力P的设定值。另外,在步骤S101,预调控制部101也可以不取得当前的喷嘴压力Pc。

接着,预调控制部101从上位计算机3取得当前的目标电镀附着量W*c(S102)。

接着,预调控制部101从稳定值存储部104取得稳定数据(S103)。所谓稳定数据是指稳定板速(第二钢板速度)Vs、稳定喷嘴间隙(第二喷嘴钢板距离)Ds、稳定电镀附着量(电镀附着量的信息)Ws的组合。

对于稳定状态的判定方法、稳定数据向稳定值存储部104的存储,将在后面进行描述。

另外,预调控制部101以取得的稳定数据为基础,计算作为喷嘴压力的指令值的预调值Pref(S104)。

这里,对于在步骤S104中的预调值Pref的计算方法,详细地进行说明。

作为电镀附着量预测模型,在假定了公式(1)的情况下,公式(1)可以改写成下面的公式(2)。

W=f(P、V、D)

=exp(a0+a1·ln(P)+a2·ln(V)+a3·ln(D)) ···(2)

根据公式(2),在板速为V、喷嘴间隙为D时,实现附着量W的喷嘴压力P可以用下面的公式(3)表示。

P=exp{(ln(W)-a0-a2·ln(V)-a3·ln(D))/a1} ···(3)

从而,预调控制部101计算的预调值Pref由下面的公式(4)来计算,在所述公式(4)中,对于存储在稳定值存储部104中的稳定喷嘴压力(第二气体压力)Ps,加减运算当前的目标电镀附着量W*c、当前的板速Vc、当前的喷嘴间隙Dc与存储在稳定值存储部104中的稳定电镀附着量Ws、稳定板速Vs、稳定喷嘴间隙Ds的偏差。

Pref=Ps+f-1(W*c、Vc、Dc)-f-1(Ws、Vs、Ds) ···(4)

公式(4)右边的第二项(f-1(W*c、Vc、Dc))表示与当前的目标电镀附着量(第一电镀附着量)W*c、当前的板速Vc、当前的喷嘴间隙Dc相对应的喷嘴压力(第一气体压力)。另外,公式(4)右边的第三项(f-1(Ws、Vs、Ds))表示与存储在稳定值存储部104中的稳定电镀附着量(电镀附着量的实际值)Ws、稳定板速Vs、稳定喷嘴间隙Ds相对应的喷嘴压力(第三气体压力)。通过展开公式(4)的第二项和第三项,预调值Pref(第四气体压力)由下面的公式(5)决定。

Pref=Ps+exp{(ln(W*c)-a0-a2·ln(Vc)-a3·ln(Dc))/a1}-exp{(ln(Ws)-a0-a2·ln(Vs)-a3·ln(Ds))/a1} ···(5)

预调控制部101中控制的映射将在后面进行说明。另外,关于公式(5)等的电镀附着量预测模型的信息存储在稳定值存储部104等中。

(跟踪处理)

图4是表示根据第一种实施方式的跟踪部中的处理的步骤的流程图。适当地,参照图1。

跟踪部102判定利用附着量检测器212检测出的钢板401的电镀附着量是否是稳定附着量。为了判定稳定附着量,跟踪部102定义作为钢板401的移动距离的跟踪距离L。跟踪距离L伴随着钢板401的移动而进行加法运算,在焊接点411通过了喷嘴211的时刻及喷嘴压力P、喷嘴间隙D、板速V中的任一个变化了的时刻被重置。

另外,图4的处理在电镀设备2运转的期间持续实施。

首先,跟踪部102作为初始化处理重置跟踪距离L(S201)。

接着,跟踪部102以跟踪距离L为基础判定焊接点411是否通过了喷嘴211的位置(喷嘴位置)(S211)。在电镀设备中,包括图1中没有表示出来的部位在内,从最初直到最后钢板401的移动自始至终地受到管理。从而,在步骤S211中,跟踪部102能够容易地判定焊接点411是否通过了喷嘴211的位置(喷嘴位置)。

在步骤S211,在判定焊接点411没有通过喷嘴位置的情况下(S211→N),跟踪部102使处理进入步骤S213。

在步骤S211,在判定为焊接点411通过了喷嘴位置的情况下(S211→Y),跟踪部102判定为新的钢板401的处理开始了,重置跟踪距离L(S212),使处理进入步骤213。

在步骤S213,跟踪部102从电镀设备2取得当前的板速Vc。

并且,跟踪部102通过累计计算所取得的板速Vc,计算出钢板401的跟踪距离L(S214)。即,跟踪部102利用下面的公式(6)计算跟踪距离L。

L=∑Vc·△t ···(6)

另外,在公式(6)中,△t是板速Vc的取得周期。

其次,跟踪部102对当前的板速Vc和基准速度Vo进行比较,判定板速Vc是否不足基准速度Vo(S221)。所谓基准速度Vo是电镀设备2是否在运转当中的判定指标。即,在板速Vc比基准速度Vo小时,跟踪部102判定为生产线停止。

步骤S221的结果,在板速Vc不足基准速度Vo的情况下(S221→Y),跟踪部102判定为电镀设备2的运转结束了,结束处理。

步骤S221的结果,在板速Vc在基准速度Vo以上的情况下(S221→N),跟踪部102判定跟踪距离L是否比基准距离Ls大(S222)。基准距离Ls是与稳定状态成立的距离相对应的距离,由将与附着量检测器212的检测延迟相当的距离和喷嘴211与附着量检测器212的距离相加而得的值来定义。即,基准距离Ls是用于判定焊接点411是否到达附着量检测器212的距离。

步骤S222的结果,在跟踪距离L在基准距离Ls以下的情况下(S222→N),跟踪部102使处理进入步骤224。

步骤S222的结果,在跟踪距离L比基准距离Ls大的情况下(S222→Y),跟踪部102判定为稳定状态成立,向稳定附着量判定部103发送稳定状态触发信号(S223)。稳定状态的成立条件如前面所述。这是因为,跟踪距离L比基准距离Ls大表示,直到位于喷嘴211的正下方的钢板401的部位被附着量检测器212检测电镀附着量为止,喷嘴压力、喷嘴间隙、板速中的任一个均没有发生变化。即,所谓跟踪距离L比基准距离Ls大,意味着焊接点411正在通过附着量检测器212。并且,其间,由于直到位于喷嘴211的正下方的钢板401的部位被附着量检测器212检测电镀附着量为止,喷嘴压力、喷嘴间隙、板速中的任一个均没有发生变化,所以,跟踪部102判定为是基于从前述电镀设备获取的当前的钢板速度、当前的气体压力和当前的喷嘴钢板距离的每一个的电镀附着量。

这样,跟踪部102利用基于钢板401的跟踪距离的钢板401的位置信息,判定从电镀设备2取得的电镀附着量是否是稳定地检测出的电镀附着量(是否是稳定状态)。

并且,在步骤S224,跟踪部102判定喷嘴压力P、喷嘴间隙D、板速V中的至少一个是否变化了。

步骤S224的结果,在喷嘴压力P、喷嘴间隙D、板速V中的至少一个变化了的情况下(S224→Y),跟踪部102在待机规定时间(△t)之后,使处理返回步骤S212,重置跟踪距离L。这时,跟踪部102向预调控制部101发出不在稳定状态的内容的通知,接收到该通知的预调控制部101也可以开始图3所示的处理。

在喷嘴压力P、喷嘴间隙D、板速V中的任一个均没有变化的情况下(S224→N),跟踪部102在待机规定时间(△t)之后,使处理返回步骤S211,重复步骤S211以下的处理。

图5是示意地表示一个钢板内的稳定状态成立时刻的图。

这里,前面的钢板401a和接下来的钢板401b通过在焊接点411处的焊接而被连接起来。在图5的例子中,表示在前面的钢板401a中,焊接点411通过了喷嘴211的位置之后,由附图标记602a~602d所示的四次稳定状态成立的例子。这里,焊接点411与附图标记602a之间的距离大的原因在于,在此期间,例如,喷嘴间隙变化而跟踪距离L被重置。同样地,附图标记602b和附图标记602c之间的距离大的原因在于,在此期间,例如,在附图标记601的时刻板速变化而跟踪距离被重置。

(稳定附着量判定处理)

图6是表示根据第一种实施方式的稳定附着量判定部中的处理步骤的流程图。适当地参照图1。

稳定附着量判定部103在从电镀设备2的附着量检测器212获得了电镀附着量的检测值的时刻,根据跟踪部102的输出判定所获得的电镀附着量是否是稳定状态的值。并且,稳定附着量判定部103在稳定状态的值时,用这些值更新存储在稳定值存储部104中的稳定数据。这里,所谓稳定电镀附着量Ws是在电镀附着量的检测部位从喷嘴211移动到附着量检测器212的期间,喷嘴压力P、喷嘴间隙D、板速V没有变化时的电镀附着量W。换句话说,所谓稳定电镀附着量Ws是在变成基于从电镀设备2取得的当前的板速V、当前的喷嘴压力P和当前的喷嘴间隙D的每一个的电镀附着量W的状态时的电镀附着量W。这时的电镀附着量(稳定电镀附着量Ws)、喷嘴压力(稳定喷嘴压力Ps)、板速(稳定板速Vs)、喷嘴间隙(稳定喷嘴间隙Ds)作为成组的数据(稳定数据)被存储在稳定值存储部104中。

首先,稳定附着量判定部103从电镀设备2取得当前的电镀附着量Wc、喷嘴压力Pc、喷嘴间隙Dc、板速Vc(S301)。

接着,稳定附着量判定部103判定跟踪部102是否发出稳定状态触发信号(S302)。

步骤S302的结果,在跟踪部102没有发出稳定状态触发信号的情况下(S302→N),稳定附着量判定部103结束处理。

步骤S302的结果,在跟踪部102发出稳定状态触发信号的情况下(S302→Y),稳定附着量判定部103将在步骤S301中取得的电镀附着量Wc、喷嘴压力Pc、喷嘴间隙Dc、板速Vc分别作为稳定电镀附着量Ws、稳定喷嘴压力Ps、稳定喷嘴间隙Ds、稳定板速Vs更新存储在稳定值存储部104中的稳定数据(S303)。

并且,稳定附着量判定部103在FB控制部105中进行反馈控制(S304)。FB控制部105对在稳定状态获得的稳定电镀附着量Ws和当前的目标电镀附着量W*c进行比较,利用公式(7)计算出使稳定电镀附着量Ws接近于目标电镀附着量W*c用的喷嘴压力的修正量△P。

这里,α是对应于控制增益的常数,是对应于影响系数的常数。

加法运算输出部106将把预调控制部101输出的预调值Pref和FB控制部105输出的喷嘴压力的修正量△P相加的值作为喷嘴压力的指令值(预调值)向喷嘴211输出。

(第一种实施方式的变形例)

另外,在本实施方式中,给出了作为存储在稳定值存储部104中的电镀附着量,存储利用附着量检测器212检测出的电镀附着量的实际值的例子,但是,也可以代之以存储从上位计算机3取得的目标电镀附着量。控制成使得电镀附着量的实际值接近于目标电镀附着量。从而,在获得了稳定电镀附着量的时刻,电镀附着量、目标电镀附着量变成类似的值。从而,能够代替电镀附着量的实际值,而使用目标电镀附着量。

另外,在取得稳定喷嘴压力Ps、稳定板速Vs、稳定喷嘴间隙Ds的时刻,代替来自于上位计算机3的稳定状态时的电镀附着量的实际值,在取得稳定状态时的目标电镀附着量(第二电镀附着量)W*s的情况下,公式(4)及公式(5)被置换成下面的公式(4a)及(5a)。

Pref=Ps+f-1(W*c、Vc、Dc)-f-1(W*s、Vs、Ds) ···(4a)

Pref=Ps+exp{(ln(W*c)-a0-a2·ln(Vc)-a3·ln(Dc))/a1}-exp{(ln(W*c)-a0-a2·ln(Vs)-a3·ln(Ds))/a1} ···(5a)

另外,在利用公式(4a)及(5a)的情况下,也可以获得和利用公式(4)及公式(5)的控制同样的效果。

另外,在一般的电镀附着量控制装置中,在多数情况下不配备测定喷嘴211与钢板401的距离的检测器。但是,在这种情况下,由于能够从喷嘴位置信息把握钢板401的表面喷嘴与背面喷嘴的距离,所以,通过考虑将该距离的1/2作为喷嘴间隙(喷嘴钢板距离),也可以原样采用本实施方式。

(喷嘴控制)

图7是表示根据第一种实施方式的喷嘴控制的例子的图。

在图7中,示意地表示在焊接点411的附近实施喷嘴开闭时的喷嘴间隙和由预调控制部10引起的的喷嘴压力的变化。

在图7中,前面的钢板401a和接下来的钢板401b在焊接点411被连接起来。图7的上面的线701表示喷嘴间隙的开闭动作(喷嘴间隙的变化),下面的线702表示预调控制部101输出的喷嘴压力的变化。

当焊接点411接近,喷嘴间隙打开来时,通过预调控制部101的喷嘴压力计算,喷嘴压力变大,喷嘴间隙打开对于电镀附着量的影响被抵消。

附图标记611表示在喷嘴间隙变化之前,在前面的钢板401a上最后稳定状态成立了的时刻。

预调控制部101在附图标记611以下的喷嘴压力P的计算时刻,从电镀设备2取得当前的喷嘴间隙Dc及板速Vc等(参照图3的步骤S101)。

另外,预调控制部101在附图标记611以下的喷嘴压力P的计算时刻,从上位计算机3取得当前的电镀附着量的目标值W*c(参照图3的步骤S102)。

并且,预调控制部101在附图标记611以下的喷嘴压力P的计算时刻,取得在附图标记611的时刻取得的稳定喷嘴间隙Ds、稳定板速Vs、稳定目标电镀附着量Ws(参照图3的步骤S103)。

另外,预调控制部101在附图标记611以下的喷嘴压力P的计算时刻利用公式(5)计算预调值Pref(参照图3的步骤S104)。

一般地,由于喷嘴间隙D对电镀附着量W产生大的影响,所以,为了消除该影响,如图7所示,喷嘴压力P在喷嘴间隙D打开的过程中上升,在喷嘴间隙完全打开之前,在上限值处饱和。

另外,与焊接点411通过喷嘴位置、喷嘴间隙闭合相伴地,喷嘴压力P也下降。同样地,直到接下来稳定状态成立为止,也以存储在稳定值存储部104中的稳定喷嘴压力Ps、稳定喷嘴间隙Ds、稳定板速Vs、稳定电镀附着量Ws为基础,预调计算出喷嘴关闭完毕之后的喷嘴压力。

即,预调控制部101,如附图标记712所示,在前面的钢板401a中,以最后稳定状态成立了的时刻611时的喷嘴压力711为基点,计算出之后的喷嘴压力。在喷嘴间隙D的开闭动作结束时,该状态结束。

另外,在接下来的钢板401b中,在检测出稳定状态之后,进行由FB控制部105(参照图2)实施的反馈控制。

在本实施方式中,如图7所示,在前面的钢板401a中,以最后稳定状态成立了的时刻611时的稳定喷嘴压力711为基点,计算之后的喷嘴压力。通过这样做,计算出的喷嘴压力的预调值不受喷嘴间隙大幅打开了的动作点的计算结果影响。即,由于即使在饱和输出结束了的时刻,成为基点的喷嘴压力也仍然还是时刻611时的喷嘴压力711,所以,稳定的喷嘴压力的控制成为可能。

另外,在本实施方式中,由于以在前面的钢板401a中最后稳定状态成立了的时刻611的喷嘴压力711为基点,通过计算之后的喷嘴压力,可以防止误差累积,因此,精度高的喷嘴压力的控制成为可能。

另外,如图7所示,本实施方式所示的控制装置1以在前面的钢板401a以最后稳定状态成立了的时刻611的稳定喷嘴压力711为基点,计算出之后的喷嘴压力,但是,并不局限于此。只要是在稳定状态成立时的喷嘴压力,则也可以不是最后稳定状态成立了的时刻611时的稳定喷嘴压力711。

这时,在公式(4)、公式(5)、公式(4a)、公式(5a)中使用的稳定电镀附着量Ws、稳定状态时的目标电镀附着量W*s、稳定板速Vs、稳定喷嘴间隙Ds变成在取得了在各个公式中使用的稳定喷嘴压力Ps的时刻所取得的值。

在本实施方式中,控制的操作量以喷嘴压力P的情况为了进行了说明,但是,在实际的设备中,操作量也可以是喷嘴间隙D的情况,或者,也可以是喷嘴压力P和喷嘴间隙D两者的情况。在任一种情况下,都可以应用本实施方式的方法。

另外,在本实施方式中,喷嘴压力受饱和压力所限制,但是,如果没有限制的必要,也可以不受饱和压力限制。

[第二种实施方式]

(系统)

图8是表示根据第二种实施方式的电镀附着系统的结构例的图。

另外,在图8中,对于与图1同样的结构部件,赋予与图1相同的附图标记,省略其说明。

首先,图8中的控制装置1a的预调控制部101a具有:绝对值计算部(第一预调控制部)111、相对值计算部(第二预调控制部)112、控制方式选择部(选择部)113及切换部114。

绝对值计算部111利用电镀附着量预测模型计算喷嘴压力的绝对值,由此进行喷嘴压力的预调。这里,所谓喷嘴压力的绝对值是指不参照前面时刻的喷嘴压力、只以当前时刻的信息为基础计算出来的喷嘴压力。

相对值计算部112计算对于目标电镀附着量的变化量应当变更的喷嘴压力,通过对当前的喷嘴压力进行加减运算来进行预调。即,相对值计算部112进行的预调处理是与第一种实施方式中的预调控制部101同样的处理。

下面,将绝对值计算部111实施的预调控制称为绝对值预调,将相对值计算部112实施的预调控制称为相对值预调。另外,将绝对值计算部111计算的喷嘴压力的预调值恰当地称为绝对预调值,将相对值计算部112计算的喷嘴压力的预调值恰当地称为相对预调值。

另外,控制方式选择部113以从焊接点附近判定部121送来的信息等为基础,选择实际上使用绝对值计算部111计算的绝对预调值和相对值计算部112计算的相对预调值中的哪一个。

切换部114根据控制方式选择部113的输出,用来自于绝对值计算部111的输出和来自于相对值计算部112的输出切换预调控制部101a的输出。

另外,图8所示的控制装置1a具有焊接点附近判定部121。

焊接点附近判定部121根据从电镀设备2取得的当前的板速Vc、焊接点411通过了喷嘴位置的时刻等判定焊接点是否位于喷嘴位置的附近,当位于附近时,将该内容通知预调控制部101a。

并且,预调控制部101a仅限于被焊接点附近判定部121判定为焊接点411在喷嘴位置附近的时刻被起动。即,当后面描述的图11的步骤S503、S533中,预调控制部101a接收到焊接点附近判定部121发出的附近触发信号时,预调控制部101a开始进行处理。另外,当在后面描述的图11的步骤S523中,预调控制部101a接收到焊接点附近判定部121发出的附近解除触发信号时,预调控制部101a结束处理。

(硬件结构)

图9是表示根据第二种实施方式的控制装置的硬件结构的图。

另外,在图9中,对于与图2同样的部件,赋予同样的附图标记,省略其说明。

在控制装置1a中,存储在存储装置503中的程序被装载到存储器501中,通过由CPU来执行,除了实现图2所示的各个部分102、103、105、106之外,还实现焊接点附近判定部121、由预调控制部101a实施的绝对值计算部111、相对值计算部112、控制方式选择部113、切换部114等。

下面,对于绝对值计算部111、焊接点附近判定部121、控制方式选择部113的处理进行说明。由于跟踪部102、稳定附着量判定部103、FB控制部105、加法运算输出部106的处理与第一种实施方式一样,所以,这里省略其说明。

另外,如前面所述,由于相对值计算部112进行的处理与使用公式(4)、公式(5)的第一种实施方式中的预调控制部101进行的处理一样,所以,这里省略其说明。

(绝对值计算处理)

图10是表示根据第二种实施方式的绝对值计算部中的处理的步骤的流程图。

首先,绝对值计算部111从电镀设备2取得当前的板速Vc、当前的喷嘴间隙Dc,从上位计算机3取得当前的目标电镀附着量W*c(S401)。另外,绝对值计算部111例如每隔一定时间取得当前的板速Vc、当前的喷嘴间隙Dc、和目标电镀附着量W*c,像第一种实施方式那样,不论是否处于稳定状态。

并且,绝对值计算部111利用下面的公式(8)计算喷嘴压力的预调值Pref(第五个气体压力)(S402)。

Pref=f-1(W*c、Vc、Dc) ···(8)

另外,目标电镀附着量W*c用下面的公式(9)表示。

W*c=f(Pref、Vc、Dc)

=exp(a0+a1·ln(Pref)+a2·ln(Vc)+a3·ln(Dc)) ···(9)

从而,利用公式(9),可以将公式(8)改写成下面的公式(10)。

Pref=exp{(ln(W*c)-a0-a2·ln(Vc)-a3·ln(Dc))/a1} ···(10)

(焊接点附近判定处理)

图11是表示根据实施方式2的焊接点附近判定部中的处理步骤的流程图。

这里,表示对于钢板401的焊接点411利用跟踪距离判定包括实施喷嘴开闭的范围在内的区域的例子。

首先,焊接点附近判定部121判定当前的板速Vc是否比基准速度Vo大(S501)。如前面所述,基准速度Vo是电镀设备2是否在运转当中的判定指标,板速Vc比基准速度Vo大表示电镀设备2在实施钢板401的处理过程当中。

步骤S501的结果,在当前的板速Vc在基准速度Vo以下的情况下(S501→N),焊接点附近判定部121将处理返回到步骤S501。

步骤S501的结果,在当前的板速Vc比基准速度Vo大的情况下(S501→Y),焊接点附近判定部121判定焊接点411是否通过了喷嘴位置(S502)。焊接点411是否通过了喷嘴位置的判定以跟踪部102计算出的跟踪距离L为基础来进行。

步骤S502的结果,在焊接点411没有通过喷嘴位置的情况下(S502→N),焊接点附近判定部121将处理返回到步骤S501。

步骤S502的结果,在焊接点411通过喷嘴211的位置的情况下(S502→Y),即,以新的钢板401(卷材)的处理开始为基础,焊接点附近判定部121判定为喷嘴位置在焊接点411的附近,发出附近触发信号(S503),开始以下的处理。

其次,焊接点附近判定部121判定焊接点411是否通过了喷嘴211的位置(S511)。

步骤S511的结果,在焊接点411没有通过喷嘴211的位置的情况下(S511→N),焊接点附近判定部121使处理进入步骤S513。

步骤S511的结果,在焊接点411正在通过喷嘴211的位置的情况下(S511→Y),焊接点附近判定部121,重置跟踪距离L(S512),使处理进入步骤S513。

在步骤S513,焊接点附近判定部121从电镀设备2取得板速Vc,每次取得时,利用公式(6)计算钢板401的跟踪距离L(S514)。

并且,焊接点附近判定部121判定所取得的板速Vc是否比基准速度Vo大(S521)。

步骤S521的结果,在板速Vc在基准速度Vo以下的情况下(S521→N),焊接点附近判定部121判定为电镀设备2的运转结束了,结束处理。

步骤S521的结果,在板速Vc比基准速度Vo大的情况下(S521→Y),焊接点附近判定部121判定跟踪距离L是否比第一基准距离Ld大(S522)。第一基准距离Ld预先设定为比在焊接点411通过之后的接下来的钢板401中喷嘴开闭结束时刻与焊接点411之间的长度充分地长的值。第一基准距离Ld的例子表示在图13中。

即,在步骤S522中,焊接点附近判定部112判定在喷嘴211通过时,在图13中位于第一基准距离Ld的范围内的钢板401的部位是否已经通过了附着量检测器212。

步骤S522的结果,在跟踪距离L在第一基准距离Ld以下的情况下(S522→N),在待机了规定时间(△t)之后,焊接点附近判定部121将处理返回到步骤S513。

步骤S522的结果,在跟踪距离L比第一基准距离Ld大的情况下(S522→Y),焊接点附近判定部121判定为不在焊接点411的附近,发出附近解除触发信号(S523),解除焊接点附近判定。

并且,焊接点附近判定部121从电镀设备2取得板速Vc(S524),每次取得时,利用公式(6)计算钢板401的跟踪距离L(S525)。

接着,焊接点附近判定部121判定所取得的板速Vc是否比基准速度Vo大(S531)。

步骤S531的结果,在板速Vc在基准速度Vo以下的情况下(S531→N),焊接点附近判定部121判定为电镀设备2的运转结束了,结束处理。

步骤S531的结果,在板速Vc比基准速度Vo大的情况下(S531→Y),焊接点附近判定部121判定从卷材长度Lc中减去跟踪距离L得到的值(Lc-L)是否不足第二基准距离Le(S532)。这里,第二基准距离Le预先设定为比在通过焊接点411之前的当前钢板401中喷嘴开闭开始的时刻与焊接点411之间的长度充分地长的值。图13中表示第二基准距离Le。另外,卷材长度Lc在这里是从焊接点411到焊接点411的长度。

即,在步骤S532,焊接点附近判定部112判定在喷嘴211通过时,在图13中位于第二基准距离Le的范围的钢板401的部位现在是否正在通过附着量检测器212。

步骤S532的结果,在从卷材长度Lc中减去跟踪距离L得到的值(Lc-L)在Le以上的情况下(S532→N),焊接点附近判定部121在待机了规定时间(△t)之后,将处理返回步骤S524。

从卷材长度Lc减去跟踪距离L得到的值(Lc-L)比Le小的情况下(S532→Y),焊接点附近判定部121判定为焊接点411的附近,发出附近触发信号(S533),将处理返回到步骤S511。

(控制方式选择处理)

图12是表示根据第二种实施方式的控制方式选择部的处理的步骤的流程图。该处理与开始预调控制部101a的处理一起开始。即,当在图11的步骤S503、S533中,预调控制部101a接收到焊接点附近判定部121发出的附近触发信号时,开始图12的处理。另外,当在图11的步骤S523中,预调控制部101a接收到焊接点附近判定部121发出的附近解除触发信号时,图12的处理结束。

控制方式选择部113除了电镀控制中的控制值等控制规格的类似度之外,根据焊接点411是否通过了喷嘴211的位置,选择使用绝对预调值和相对预调值中的哪一个。在本实施方式中,表示出了以电镀附着量的目标值代表在通过焊接点411之后的控制规格的类似度。

首先,控制方式选择部113从上位计算机3取得当前的目标电镀附着量W*c,进而,从电镀设备2中的附着量检测器212取得在最近的控制中获得的电镀附着量的实际值W(S601)。另外,由于可以认为在最近的控制中获得的电镀附着量的实际值W实际上就是当前的电镀附着量的实际值,因此,这里,将其作为电镀附着量Wc。

接着,控制方式选择部113判定焊接点411是否通过了喷嘴211的位置(S602)。控制方式选择部113在图11的步骤S511的处理中取得焊接点附近判定部121将跟踪距离L重置的信号,以该信号为基础,判定焊接点411是否通过了喷嘴211的位置。

步骤S602的结果,在焊接点411没有通过喷嘴211的位置的情况下(S602→N),控制方式选择部113指示切换部114选择相对值计算部112(S605)。

步骤S602的结果,在焊接点411正在通过喷嘴211的位置的情况下(S602→Y),控制方式选择部113判定目标电镀附着量W*c与电镀附着量Wc之差的绝对值(偏差)是否比恒定值△Z大(S603)。

步骤S603的结果,在目标电镀附着量W*c与实际电镀附着量Wc之差的绝对值在恒定值△Z以下的情况下(S603→N),控制方式选择部113指示切换部114选择相对值计算部112(S605)。

步骤S604的结果,在目标电镀附着量W*c与实际电镀附着量Wc之差的绝对值比恒定值△Z大的情况下(S603→Y),控制方式选择部113指示切换部114选择绝对值计算部111(S604)。

切换部114根据控制方式选择部113的指示,切换相对值计算部112的输出及绝对值计算部111的输出,并进行输出。

在第二种实施方式中,虽然作为选择输出的指针,控制方式选择部113着眼于目标电镀附着量,但是,也可以考虑加入前面的钢板401a(图13)和后面的钢板402b(图13)中的电镀附着量的下限值的不同等来计算类似度。

(喷嘴控制)

图13是表示根据第二种实施方式的喷嘴控制的例子的图。

在图13中,示意地表示在焊接点411的附近对喷嘴211实施开闭时的预调控制部101a输出的喷嘴压力。

在图13中,前面的钢板401a和后面的钢板401b被焊接点411连接起来。

焊接点411的附近范围被定义为充分地包括喷嘴间隙跨越焊接点411进行开闭的范围。图13的上部的线801表示喷嘴间隙的开闭动作,图13下部的线802表示预调控制部101a输出的喷嘴压力动作。

当焊接点411接近、喷嘴间隙打开时,通过预调控制部101a的喷嘴压力计算,喷嘴压力变大,喷嘴间隙打开对于电镀附着量的影响被抵消。并且,与焊接点411通过喷嘴位置、喷嘴间隙被关闭相伴地,喷嘴压力也降低。

这里,附图标记611表示在前面的钢板401a中最后稳定状态成立了的时刻。如图13所示,在焊接点411通过喷嘴211的位置之前,在预调控制部101a中选择相对值计算部112。即,在焊接点411通过喷嘴211的位置之前的时间区域811,进行与第一种实施方式同样的处理。

然后,在接下来的钢板401b变成处理对象之后(时间区域812),预调控制部101a着眼于当前的目标电镀附着量W*c与从附着量检测器212取得的实际电镀附着量Wc之差,在该差大时,通过由绝对值计算部111进行的绝对预调来计算喷嘴压力,在该差小时,通过利用存储在稳定值存储部104中的稳定数据的相对值计算来计算喷嘴压力。

另外,时间区域811、812分别包括在焊接点411的附近并且不进行喷嘴开闭控制的时间。

即,在第二种实施方式中,当焊接点411通过喷嘴位置、变成接下来的钢板401b的处理时,比较类似度。在第二种实施方式中,作为类似度,采用当前的目标电镀附着量W*c和实际电镀附着量Wc之差。并且,如果前面的钢板401a和之后的接下来的钢板401b中的处理类似,则进行与第一种实施方式同样的处理。另外,如果前面的钢板401a和之后的接下来的钢板401b的处理不类似,则由于当在接下来的钢板401b中使用在前面的钢板401a的最后的稳定状态时取得的稳定数据时,可靠性降低,所以进行由绝对预调值进行的喷嘴压力控制。

通过这样做,可以提高喷嘴压力控制的可靠性。

顺便提及,也可以将图8中的跟踪部102及焊接点附近判定部121汇总成一个。

本发明并不被前面所述的实施方式所限定,包括各种各样的变形例。例如,前述实施方式是为了容易理解地说明本发明而详细地说明的实施方式,并不一定限定为具有所说明的全部的结构的实施方式。另外,可以将某些实施方式的结构的一部分置换成其它的实施方式的结构,也可以在某些实施方式的结构中加上其它实施方式的结构。另外,对于各种实施方式的结构的一部分,可以进行其它结构的追加、消除、置换。

另外,前述各个结构、功能、各部分101~103、105、106、101a、111~114、121、稳定值存储部104等,例如,也可以通过在集成电路中进行设计等用硬件实现它们的一部分或者全部。另外,如图2、图9所示,前述各种结构、功能等也可以通过由CPU502等的处理器解释、实施用于实现各个功能的程序,用软件来实现。实现各个功能的程序、表、文件等的信息,除了存储在HD(硬盘)中之外,也可以容纳在存储器、SSD(Solid State Drive:固态硬盘)等存储装置、或者IC(Integrated Circuit:集成电路)卡、SD(Secure Digital:安全数据)卡、DVD(Digital Versatile Disc:数字多用途光盘)等记录媒体中。

另外,在各种实施方式中,控制线、信息线是考虑到在说明中的需要而表示出来的,在制品上并限于表示全部的控制线、信息线。实际上,也可以设想几乎全部结构被相互连接。

附图标记说明

1 控制装置(电镀附着量控制装置)

2 电镀设备

3 上位计算机(外部装置)

101 预调控制部

102 跟踪部(稳定状态判定部)

103 稳定附着量判定部(稳定值存储处理部)

104 稳定值存储部(存储部)

105 FB控制部

106 加法运算输出部

111 绝对值控制部(第一预调控制部)

112 相对值控制部(第二预调控制部)

113 控制方式选择部(选择部)

114 切换部

121 焊接点附近判定部

201 釜

202 熔融电镀材料

203 辊

204 上辊

211 喷嘴

212 附着量检测器

401 钢板

401a 前面的钢板

402b 接下来的钢板

411 焊接点

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