JP2020054115A - 金属板の検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】積層金属板における異常を確実に検出する。【解決手段】金属板１０を所定形状に打ち抜き、打ち抜いた金属板を積層する積層金属板の製造における金属板の検査方法であって、積層前の金属板１０を第１または第２測定ステージ１６，２０で撮影し、制御部２４が撮影したデータに基づき、金属板１０の異常についての検査を行う。【選択図】図１

Description

本発明は、回転電機のロータ、ステータなどを構成する積層金属板の製造における、金属板の検査方法に関する。

回転電機のロータ、ステータなどのモータコア（鉄心）は、電磁鋼板などの金属板を積層して形成する場合が多い。特許文献１では、アンコイラにコイル状に巻回された帯状の金属板を所定のピッチで間欠的に送り出しながら、打ち抜き装置で所定形状に打ち抜き、打ち抜いた金属板を積層している。

特開２０１７−２０８９５５号公報

金属板は、積層した際に短絡しないように絶縁皮膜で被覆されている。一方、アンコイラから送り出され、打ち抜き工程を経て積層されるまでに、絶縁皮膜が剥がれたり傷ついたりした場合には、積層された金属板同士が短絡してしまうおそれがあった。

本発明は、金属板を所定形状に打ち抜き、打ち抜いた金属板を積層する積層金属板の製造における金属板の検査方法であって、積層前の金属板を撮影し、撮影したデータに基づき、金属板の異常についての検査を行う。

金属板は、絶縁皮膜が形成された電磁鋼板であるとよい。

検査は、打ち抜き前または打ち抜き後の金属板について行うとよい。

検査は、打ち抜き前および打ち抜き後の金属板について行うとよい。

検査は、光を金属板に照射し、反射光の強度分布に基づき、欠陥を検出するとよい。

検査は、カラーの光を照射し、反射光の色相、彩度、明度を検出し、これらの検出値より、欠陥を検出するとよい。

本発明によれば、積層前の金属板についての異常を適切に検出することができる。

実施形態に係る検査方法が実施されるシステムの構成を示す概略構成図である。 測定ステージの構成を示す図である。 色相、明度、彩度の３要素で形成される円柱を示す図である。 キズの種類を示す図であり、（ａ）は狭く深いエッジキズ、（ｂ）は広く浅いなめらかキズを示している。 制御部２４における処理のフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。なお、本発明は、ここに記載される実施形態に限定されるものではない。

「全体構成」
図１は、実施形態に係る積層金属板の検査方法が実施されるシステムの構成を示す概略構成図である。長尺帯状の金属板１０は、アンコイラ１２にコイル状に巻回されており、ここから送り出される。なお、金属板１０としては、鉄損が少ない磁性体、例えばケイ素鋼板などの電磁鋼板が採用され、本実施形態においても、電磁鋼板が用いられている。そして、金属板の両面に絶縁皮膜が被覆され、絶縁皮膜は、例えば炭化ケイ素を樹脂で固めたものが採用される。

アンコイラ１２から送り出された金属板１０は、レベラー１４に供給される。レベラー１４は、送り出されてくる金属板１０について上下から押さえる複数のローラを有しており、これによって、金属板１０の走行位置を一定にレベリングする。

レベラー１４から出た金属板１０は、上下から挟み込むフィードローラ２６によって先に送られる。また、ブラシローラ２８によって、脱落した絶縁皮膜やゴミなどの異物が除去される。そして、第１測定ステージ１６に供給される。この第１測定ステージ１６には、カメラ１６ａと光源１６ｂが設けられている。第１測定ステージ１６は、送られてくる金属板１０の表面の画像を取得する。第１測定ステージ１６では、アンコイルされた金属板１０の皮膜の剥がれや傷を検査することが目的である。

第１測定ステージ１６の次には打ち抜きステージ１８が設けられている。この打ち抜きステージ１８は、プレス機の打ち抜き加工によって金属板１０を所定の形状に打ち抜く。所定形状に打ち抜かれた金属板１０は、コンベアを乗り換えるなど適宜手段によって必要部分を取り出して第２測定ステージ２０に導入され、ここで再度金属板１０の表面が撮影される。第２測定ステージ２０は、カメラ２０ａと光源２０ｂを含む。

第２測定ステージ２０での撮影が終了した金属板１０は、積層ステージ２２に導入され、ここで所定形状の金属板１０が積層されて、ステータコアやロータコアなどのモータコアが形成される。

そして、第１測定ステージ１６、第２測定ステージ２０での測定結果は、制御部２４に供給される。制御部２４は、供給される測定結果を解析し、その解析結果から異常を検出した場合には、金属板１０に対する打ち抜き、積層の作業を停止する。

「測定ステージ」
第１測定ステージ１６、第２測定ステージ２０は、基本的に同一の構成を有しており、測定対象となる金属板１０が、打ち抜き前であるか、打ち抜き後であるかが異なるだけである。

図２に測定ステージの構成を示す。このように、光源１６ｂ（２０ｂ）として、青色光源１６ｂ−１（２０ｂ−１）と、赤色光源１６ｂ−２（２０ｂ−２）を有している。そして、金属板１０にて反射された反射光をカメラ１６ａ（２０ａ）が撮影する。

制御部２４においては、カメラ１６ａ（２０ａ）から送られてくる画像データから各画素の色相（Ｈ）、彩度（Ｓ）、明度（Ｖ）という３要素を検出する。例えば、図３に示すように、３要素で円柱が形成されることにして、色相を中心に対する角度、明度を高さ、彩度を半径方向の位置とすれば、各画素の３要素から３次元位置が決定される。

図４には、キズの種類が示してある。（ａ）は狭く深いエッジキズ、（ｂ）は広く浅いなめらかキズを示している。このようなキズの種類によっても画像データが変化する。図２の構成例では、２つの光源１６ｂ−１（２０ｂ−１），１６ｂ−２（２０ｂ−２）はともに、直接の反射光はカメラ１６ａ（２０ａ）にあまり入射しないようになっている。従って、キズがない正常な場所について明度は比較的低く（暗い）、また２つの光源からの反射光の強度に違いがないため、特定の色相ではなく彩度も低い。従って、正常な画素では、画像データは図３の円柱における比較的中心近くの低い位置となる。一方、エッジキズがあると、壁で反射される光がカメラ１６ａ（２０ａ）に入射する。また、２つの光源１６ｂ−１（２０ｂ−１），１６ｂ−２（２０ｂ−２）からの反射光は異なる壁で反射されて上方に向かう。従って、明度が高く、色相が明確で、彩度の高い画素が生じる。なめらかキズの場合には、エッジキズほどの特徴はないが、正常な場合に対しては、明度、色相、彩度が異なる。そこで、あらかじめ各種のキズのある金属板１０を用意して、正常と判断すべき円柱状の範囲を決定しておけば、制御部２４によって、第１および第２測定ステージ１６，２０から送られてくる画像データから異常のあるなしを判定することができる。

図５には、制御部２４における処理のフローチャートが示してある。まず、第１測定ステージ１６、第２測定ステージ２０から画像データを取得する（Ｓ１１）。そして、取得した画像データに基づいて、画像解析を行う（Ｓ１２）。そして、画像解析の結果により異常があるかを判定する（Ｓ１３）。すなわち、上述のように、色相、彩度、明度において、予め設定した範囲内にない画素があるかを判定する。なお、異常と判定するのは、ある程度の画素の集合（領域）について所定の範囲内にないことで判定することが好ましい。

そして、異常と判定された場合には、打ち抜き、積層の処理を停止する（Ｓ１４）。なお、第１測定ステージ１６、第２測定ステージ２０の測定結果のいずれか一方の判定結果が異常であった場合に、処理を停止する。

なお、第１測定ステージ１６、第２測定ステージ２０の両方を設けることが好ましいが、一方だけでもよい。第１測定ステージ１６によれば、金属板１０は平板であり、打ち抜き前の金属板１０について比較的高精度の異常検出が行える。一方、第２測定ステージ２０では、打ち抜きステージ１８で発生した異常も検出することができる。このため、両方の結果から判定することが好ましい。

なお、本実施形態では、金属板１０の１面のみを検査した。金属板１０は比較的薄く、キズによる凸凹は他面にも影響が出るため、通常は１面のみの検査で問題ない。もちろん、他面も同様に検査してもよい。

本実施形態によれば、積層前に金属板１０の検査を行い、異常を検出した場合には製造を停止する。従って、キズのある金属板１０を積層してしまい、短絡するという不具合の発生を防止することができる。

１０ 金属板、１２ アンコイラ、１４ レベラー、１６，２０ 測定ステージ、１６ａ，２０ａ カメラ、１６ｂ，２０ｂ 光源、１８ 打ち抜きステージ、２２ 積層ステージ、２４ 制御部、２６ フィードローラ、２８ ブラシローラ。

Claims (1)

1. 金属板を所定形状に打ち抜き、打ち抜いた金属板を積層する積層金属板の製造における金属板の検査方法であって、
   積層前の金属板を撮影し、撮影したデータに基づき、金属板の異常についての検査を行う、
   金属板の検査方法。