JP2020184863A - 積層鉄心の製造システム、及び積層鉄心の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電磁鋼板の厚み寸法のバラツキの影響を低減して積層鉄心の生産性の向上を図る。
【解決手段】積層鉄心の製造システムは、薄板状の電磁鋼板から鉄心片を打ち抜き、鉄心片を複数枚積層して積層鉄心を形成する積層装置と、積層装置で形成された積層鉄心の厚み寸法を測定する測定装置と、測定装置で測定された積層鉄心の製造順と厚み寸法とのデータを記録する記録装置と、記録装置に記録されている積層鉄心の製造順と積層鉄心の厚み寸法とのデータから回帰直線を導出する導出処理部と、導出処理部で導出された回帰直線を用いて今後製造される積層鉄心の厚み寸法の予測値を算出する算出処理部と、算出処理部で算出された予測値に基づいて今後製造される積層鉄心の厚み寸法が予め設定された管理値範囲内となるように積層装置における前記鉄心片の積層枚数を補正する補正処理部と、を備える。
【選択図】 図１

Description

本発明の実施形態は、積層鉄心の製造システム、及び積層鉄心の製造方法に関する。

車載用モータや発電機の鉄心には、電磁鋼板を積層した積層鉄心が用いられることが多い。近年、ハイブリッド車や電気自動車の普及により、モータ出力の更なる高効率化が要求されており、積層鉄心の厚み寸法にも高い寸法精度が要求されるようになっている。

一般に積層鉄心は、電磁鋼板の薄板をロール状に巻いて構成されたフープ材を材料とし、このフープ材を所定の形状の鉄心片に打ち抜き、その打ち抜いた薄板状の鉄心片を所定枚数積層して形成される。しかし、フープ材として供給される電磁鋼板は、その巻かれている位置等によって厚み寸法にバラツキがある。このため、鉄心片の積層枚数が同一であっても、積層鉄心の厚み寸法が管理値範囲から外れてしまう場合がある。そして、積層鉄心の厚み寸法が管理値範囲から外れてしまうと、その度に設備を停止させて、確認や修正等を行う必要がある。したがって、積層鉄心の厚み寸法に対して高い精度が要求されることは、生産性が低下する一要因となっていた。

特開平７−１１５７５６号公報

そこで、電磁鋼板の厚み寸法のバラツキの影響を低減して積層鉄心の生産性の向上を図ることができる積層鉄心の製造システム、及び積層鉄心の製造方法を提供する。

実施形態の積層鉄心の製造システムは、薄板状の電磁鋼板から鉄心片を打ち抜き、前記鉄心片を複数枚積層して積層鉄心を形成する積層装置と、前記積層装置で形成された前記積層鉄心の厚み寸法を測定する測定装置と、前記測定装置で測定された前記積層鉄心の製造順と厚み寸法とのデータを記録する記録装置と、前記記録装置に記録されている前記積層鉄心の製造順と前記積層鉄心の厚み寸法とのデータから回帰直線を導出する導出処理部と、前記導出処理部で導出された前記回帰直線を用いて今後製造される積層鉄心の厚み寸法の予測値を算出する算出処理部と、前記算出処理部で算出された前記予測値に基づいて今後製造される積層鉄心の厚み寸法が予め設定された管理値範囲内となるように前記積層装置における前記鉄心片の積層枚数を補正する補正処理部と、を備える。

また、実施形態の積層鉄心の製造方法は、薄板状の電磁鋼板から鉄心片を打ち抜き、前記鉄心片を複数枚積層して積層鉄心を形成する積層工程と、前記積層工程で形成された前記積層鉄心の厚み寸法を測定する測定工程と、を備える。前記積層工程は、前記測定工程の測定結果から導出された回帰直線に基づき次に形成する積層鉄心における前記鉄心片の積層枚数を補正する補正処理を含んでいる。

一実施形態による積層鉄心の製造システムの構成と積層鉄心の製造工程とを概略的に示すブロック図 一般的な積層鉄心の製造手順の概念を示す図 一実施形態による積層鉄心の製造システムについて、積層装置の構成を概略的に示す図 一実施形態による積層鉄心の製造システム及び積層鉄心の製造方法において、測定データ、回帰直線、及び予測値をグラフとして示す図 一実施形態による積層鉄心の製造システム及び積層鉄心の製造方法において、各装置で実行される処理内容を示すフローチャート

以下、一実施形態について図面を参照しながら説明する。
本実施形態の積層鉄心の製造システム１（以下、単に製造システム１と称する）は、例えば車載用モータや発電機等に用いる積層鉄心を製造するための製造システムであり、図１にはその製造システム１の一部を示している。本実施形態の製造システム１は、図１に示すように、積層装置１０、加工装置２０、測定装置３０、記録装置４０、及びサーバ５０を備えている。

積層装置１０では積層工程が実行される。また、加工装置２０では加工工程が実行される。そして、測定装置３０では測定工程が実行される。これにより、製造システム１は、積層工程と、加工工程と、測定工程と、を順に実行する。また、詳細な説明は省略するが、製造システム１は、測定工程の後に、外見検査工程や梱包工程が実行されて、その後、出荷される。

積層装置１０は、図２に示すように、薄板帯状の電磁鋼板９１から鉄心片９２を打ち抜き、その鉄心片９２を複数枚積層して積層鉄心９３を形成するための装置である。すなわち、積層工程は、薄板帯状の電磁鋼板９１から鉄心片９２を打ち抜き、その鉄心片を複数枚積層して積層鉄心９３を形成する工程である。

積層装置１０は、図３に示すように、フープ材９０から電磁鋼板９１を引き出して鉄心片９２を打ち抜く。フープ材９０は、例えば厚み寸法が０．３ｍｍ前後の薄板帯状の電磁鋼板９１をロール状に巻いたものである。本実施形態では、例えば１枚の電磁鋼板９１の厚みは０．３０ｍｍ±０．０１ｍｍに設定されている。この場合、例えば図２のｄ１、ｄ２で示すように、１枚の電磁鋼板９１内においても、公差の範囲内で厚みが異なる箇所が存在する。なお、±０．０１ｍｍは厚みに対する寸法誤差であり、積層鉄心９３の厚み寸法ｙに要求される精度に応じて適宜設定される。

本実施形態の場合、図１及び図３に示すように、積層装置１０は、複数の装置１１〜１５を含んで構成されている。すなわち、積層装置１０は、アンコイラ１１、レベラ１２、材料接合機１３、プレス機１４、及び積層工程用制御装置１５を備えている。アンコイラ１１にはフープ材９０が取り付けられる。アンコイラ１１は、取り付けられたフープ材９０から薄板帯状の電磁鋼板９１を引き出して後の装置に供給する。レベラ１２は、アンコイラ１１から供給された薄板帯状の電磁鋼板９１を上下方向からローラで挟み込んで外力を加えることで電磁鋼板９１を塑性変形させ、これにより電磁鋼板９１から巻き癖を除去する。

材料接合機１３は、フープ材９０を追加する際に、プレス機１４に現在供給している残りの電磁鋼板９１の終端部分と、新たに追加したフープ材９０から供給された電磁鋼板９１の始端部分と、を溶接するための装置である。これにより、フープ材９０を追加した再に電磁鋼板９１を途切れさせることなくプレス機１４に供給する。プレス機１４は、供給された電磁鋼板９１から所望の形状の鉄心片９２を打ち抜き、その鉄心片９２を型内で所定枚数積層して積層鉄心９３を形成する。この場合、本実施形態のプレス機１４は、ロータ用の鉄心片及びステータ用の鉄心片を同時に打ち抜くことができる。

図１に示す積層工程用制御装置１５は、例えばＰＬＣ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）で構成されており、積層装置１０を構成する各装置１１、１２、１３、１４の駆動を制御する。この場合、積層工程用制御装置１５は、プレス機１４における鉄心片９２の積層枚数を設定する機能を有する。また、積層工程用制御装置１５は、外部の機器と無線又は有線通信が可能に構成されている。

加工装置２０は、積層装置１０で形成された積層鉄心９３に、加圧や溶接等の加工を行うための装置である。加工装置２０における加工内容は、積層鉄心９３がロータ用であるかステータ用であるか等によって異なる。積層鉄心９３がロータ用であれば、加工装置２０は、積層装置１０で形成された積層鉄心９３に対して例えば加圧加工を行う。また、積層鉄心９３がステータ用であれば、加工装置２０は、積層装置１０で形成された積層鉄心９３に対して例えば溶接及び加圧加工を行う。

測定装置３０は、積層装置１０で形成され加工装置２０で加工された積層鉄心９３の厚み寸法ｙを、例えばレーザ距離計等を用いて測定する装置である。本実施形態の場合、測定装置３０は、積層装置１０で製造された全ての積層鉄心９３の厚み寸法ｙを測定する。測定装置３０は、測定機構部３１と測定工程用制御装置３２とを有している。測定機構部３１は、加工装置２０を経た積層鉄心９３の厚み寸法ｙを例えばレーザ距離計等で計測する機能を有する。測定工程用制御装置３２は、例えばＰＬＣ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）で構成されており、測定機構部３１の駆動を制御する。

測定工程用制御装置３２は、外部の機器と無線又は有線通信可能に構成されている。本実施形態の場合、測定工程用制御装置３２は、積層工程用制御装置１５と有線により通信可能に接続されているとともに、記録装置４０及びサーバ５０と無線又は有線により通信可能に接続されている。測定工程用制御装置３２は、測定機構部３１での測定結果を記録装置４０又はサーバ５０の一方又は両方に送信するとともに、測定結果に基づいて補正した鉄心片９２の積層枚数、つまり積層装置１０において次に製造する積層鉄心９３の積層枚数を送信する。

測定工程用制御装置３２は、測定装置３０は、図４に示す管理値範囲Ｑを予め記憶している。管理値範囲Ｑは、積層鉄心９３の厚み寸法ｙの公差の範囲、つまり積層鉄心９３の厚み寸法ｙの上限値Ｑｕ及び下限値Ｑｂを設定したものである。本実施形態の場合、管理値範囲Ｑは、電磁鋼板９１の１枚の厚み寸法よりも大きく、かつ、電磁鋼板９１の２枚の厚み寸法以下に設定されている。

例えば積層鉄心９３が３００枚の鉄心片９２を積層したものである場合、積層鉄心９３の厚み寸法ｙの理論値は、ｙ＝０．３ｍｍ×３００枚＝９０ｍｍとなる。そして、管理値範囲Ｑは、例えば９０ｍｍ±０．５ｍｍに設定される。この場合、管理値範囲Ｑにおける上限値Ｑｕと下限値Ｑｂとの差分は±０．５ｍｍに設定される。そして、この管理値範囲Ｑにおける上限値Ｑｕと下限値Ｑｂとの差分は、電磁鋼板９１の１枚の厚み寸法の中央値０．３ｍｍよりも大きく、かつ、電磁鋼板９１の２枚の厚み寸法の中央値０．６ｍｍ以下となる値である。

この場合、１枚の鉄心片９２の厚みの公差が±０．０１ｍｍとすると、３００枚の鉄心片９２の公差の積算値すなわち累積公差は±３．０ｍｍとなり、積層鉄心９３の管理値範囲Ｑにおける上限値Ｑｕと下限値Ｑｂとの差分よりも大きい。したがって、各鉄心片９２の全てにおいて厚み寸法が公差の範囲内にあっても、積層鉄心９３として積層した場合には、その厚み寸法が管理値範囲Ｑから外れてしまう場合がある。なお、管理値範囲は、対称となる積層鉄心の種類によって適宜設定される。

図１に示す測定工程用制御装置３２は、測定機構部３１で計測した積層鉄心９３の厚み寸法ｙが管理値範囲Ｑ内に収まっている場合に、積層鉄心９３の厚み寸法ｙが正常である、すなわち合格品であると判断する。この場合、測定工程用制御装置３２は、積層鉄心９３の厚み寸法ｙが管理値範囲Ｑ内に収まっている旨つまり測定結果が正常である旨を、図示しない表示装置やスピーカ等を用いて表示や音声により報知する。

また、測定工程用制御装置３２は、測定機構部３１で計測した積層鉄心９３の厚み寸法ｙが管理値範囲Ｑから外れている場合に、積層鉄心９３の厚み寸法ｙが異常である、すなわち不合格品であると判断する。この場合、測定工程用制御装置３２は、積層鉄心９３の厚み寸法ｙが管理値範囲Ｑから外れている旨つまり測定結果が異常である旨を、図示しない表示装置やスピーカ等を用いて表示や音声により報知する。更にこの場合、測定工程用制御装置３２は、測定結果が異常であった旨を示す異常信号を積層工程用制御装置１５に送信する。そして、積層工程用制御装置１５は、測定工程用制御装置３２から異常信号を受信すると、積層装置１０を停止させて積層鉄心９３の製造を一旦停止する。

記録装置４０は、いわゆる外部記録装置であって、ネットワークサーバ、ファイルサーバ、若しくはデータサーバと称されるものである。記録装置４０は、測定装置３０で測定した積層鉄心９３の測定結果を記録し蓄積する。測定結果には、積層鉄心９３の厚み寸法ｙの他に、積層鉄心９３の製造順を示す製造番号及び鉄心片９２の積層枚数等が含まれる。すなわち、記録装置４０は、過去に製造した積層鉄心９３の製造番号、厚み寸法ｙ、及び積層枚数をデータとして記録する。

サーバ５０は、測定装置３０及び記録装置４０と有線又は無線によって通信可能に接続されている。サーバ５０は、例えばマイクロサーバー等を用いることができる。なお、サーバ５０は、積層装置１０や加工装置２０とも通信可能に接続されていても良い。また、サーバ５０がネットワークサーバなどデータの記録以外の用途にも用いることができる汎用性を有するものである場合には、サーバ５０と記録装置４０とは兼用することもできる。サーバ５０は、サーバ制御装置５１、通信処理部５２、導出処理部５３、算出処理部５４、及び補正処理部５５を有している。

サーバ制御装置５１は、例えばＣＰＵ５１１や、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及び書き換え可能なフラッシュメモリなどの記憶領域５１２を有するマイクロコンピュータを主体に構成されており、サーバ制御装置５１全体を制御する。記憶領域５１２は、積層枚数補正プログラムを記憶している。サーバ制御装置５１は、ＣＰＵ５１１において積層枚数補正プログラムを実行することにより、通信処理部５２、導出処理部５３、算出処理部５４、及び補正処理部５５を、ソフトウェアによって仮想的に実現する。なお、これら通信処理部５２、導出処理部５３、算出処理部５４、及び補正処理部５５は、例えばサーバ制御装置５１と一体の集積回路としてハードウェア的に実現してもよい。

通信処理部５２は、外部の機器、例えば測定装置３０や記録装置４０と無線又は有線通信を行うための通信用インタフェースを含んで構成されており、通信に必要な処理を実行する。導出処理部５３は、記録装置４０に記録されている積層鉄心９３の製造に関する過去のデータ、すなわち積層鉄心９３の製造順と厚み寸法ｙとのデータから回帰直線を導出する処理を行う。回帰直線は、今後製造される積層鉄心９３の厚み寸法を予測するための予測式であり、ｙ＝ａ＋ｂｘで表される。

図４は、記録装置４０に記録されているデータのうち、導出処理部５３において回帰直線を導出する際に用いるデータを黒丸でプロットして示したものである。図４において、横軸ｘは積層鉄心９３の製造順つまりプロットの時系列を示しており、縦軸ｙはその製造順における積層鉄心９３の厚み寸法いわゆる積厚を示している。

この場合、図４において、ｘ＝０を現在とし、左側へ行くほどつまりマイナスの数が大きくなるほど過去のデータとなり、右側へ行くほどつまりプラスの数が大きくなるほど未来のデータとなる。この場合、Ｐ（０）は、測定装置３０で実際に測定されたデータつまり記録装置４０に記録されている実測データのうち最新のものを示している。また、例えばＰ（−５）は、他のＰ（−１）〜Ｐ（−４）よりも古いデータつまり過去に測定されたデータとなる。また、Ｐ（１）〜Ｐ（４）は、測定装置３０において未だ測定されていないデータである。

未来のデータであるＰ（１）〜Ｐ（４）の縦軸ｙの値は、回帰直線ｙ＝ａ＋ｂｘにｘの値を導入することにより予測値として算出される。なお、本実施形態の場合、積層工程と測定工程との１サイクルに対し、加工工程は例えば３サイクル要する。なお、本実施形態の説明において、１サイクルとは、工程の動作の開始から完了までの期間を意味する。

すなわち、積層工程で形成された積層鉄心９３は、次の４サイクル目に測定工程において測定される。この場合、Ｐ（１）〜Ｐ（３）は、実際に積層鉄心９３が形成されたが未だ測定されていないものの予測値を示している。また、Ｐ（４）は未だ積層鉄心９３が形成されていないもの、すなわち、次のサイクルで形成される積層鉄心９３の厚み寸法の予測値を示す。

また、導出処理部５３は、記録装置４０に記録されているデータのうち製造順が所定サイクル数以上過去のデータを除外したデータに基づいて回帰直線を導出する。例えば本実施形態において、導出処理部５３は、６サイクル以上過去のデータすなわちＰ（−６）以前のデータを除外し、直近の６つのデータＰ（−５）〜Ｐ（０）に基づいて回帰直線ｙ＝ａ＋ｂｘを導出する。この場合、回帰直線の導出に用いるデータの数は直近の１０個未満、例えば直近の６つに設定されている。そして、導出処理部５３は、図４の黒丸で示す直近の６つのプロットＰ（−５）〜Ｐ（０）に基づき、例えば最小二乗法を用いて切片ａと回帰係数つまり傾きｂとを導出し、これにより回帰直線ｙ＝ａ＋ｂｘを導出する。

算出処理部５４は、導出処理部５３で導出された回帰直線ｙ＝ａ＋ｂｘを用いて、今後製造される、例えば次のサイクルで製造される積層鉄心９３の厚み寸法ｙの予測値を算出する処理を実行する。この場合、次のサイクルで製造される積層鉄心９３の製造順はｘ＝４であるため、算出処理部５４は、回帰直線ｙ＝ａ＋ｂｘにｘ＝４を代入し、積層鉄心９３の厚み寸法の予測値であるＰ（４）を算出する。

補正処理部５５は、算出処理部５４で算出された厚み寸法の予測値Ｐ（４）に基づいて、今後製造される、例えば次のサイクルで製造される積層鉄心９３の厚み寸法ｙが予め設定された管理値範囲Ｑ内となるように積層装置１０における鉄心片９２の積層枚数を補正する処理を実行する。

この場合、補正処理部５５は、予測値Ｐ（４）が管理値範囲Ｑの上限値Ｑｕ以上である場合は鉄心片９２の積層枚数を１枚減算する処理を実行する。例えば現在の鉄心片９２の積層枚数が３００枚に設定されている場合、補正処理部５５は、鉄心片９２の積層枚数を２９９枚に変更する。これにより図４の白抜き矢印で示すように、積層鉄心９３の厚み寸法ｙが管理値範囲Ｑ内に収まるように積層枚数を補正する。

また、補正処理部５５は、予測値Ｐ（４）が管理値範囲Ｑの下限値Ｑｂ未満である場合は鉄心片９２の積層枚数を１枚加算する処理を実行する。例えば現在の鉄心片９２の積層枚数が３００枚に設定されている場合、補正処理部５５は、鉄心片９２の積層枚数を３０１枚に変更し、これにより積層枚数を補正する。これにより図示はしないが、積層鉄心９３の厚み寸法ｙが管理値範囲Ｑ内に収まるように積層枚数を補正する。

そして、サーバ制御装置５１は、通信処理部５２を介して、補正後の積層枚数つまり積層枚数の補正値を測定装置３０に送信する。測定装置３０は、サーバ制御装置５１から受信した積層枚数の補正値を、積層装置１０に送信する。なお、サーバ制御装置５１は、積層装置１０と無線又は有線通信可能に構成し、補正処理部５５で補正した積層枚数の補正値を、測定装置３０を介さずに積層装置１０に直接送信しても良い。そして、積層装置１０は、受信した積層枚数の補正値で鉄心片９２を積層させて積層鉄心９３を形成する。

次に、図５も参照して、積層装置１０、測定装置３０、及びサーバ５０で実行される積層枚数の補正に関する処理内容を説明する。なお、以下の説明において、Ｔは、現在設定されている積層枚数の設定値である。すなわち、積層装置１０は、Ｔ枚の鉄心片９２を積層して積層鉄心９３を形成する。また、ｎは、測定装置３０で測定された積層鉄心９３のうち最新のものを示す番号である。この場合、ｎは、０以上の任意の整数であって、例えば製造番号等を用いることができる。

また、積層装置１０で積層された積層鉄心９３のうち最新のものを［ｎ＋ｑ］番目の積層鉄心９３とする。この場合、ｑは、積層装置１０から測定装置３０に至るまでに要するサイクル数を意味する。そして、ｒは、回帰直線ｙ＝ａ＋ｂｘを導出するために用いるデータの数を意味する。すなわち、導出処理部５３は、直近のｒ個のデータを用いて、回帰直線ｙ＝ａ＋ｂｘを導出する。本実施形態の場合、ｒは、１０以下の正の整数に設定されている。

積層装置１０、測定装置３０、及びサーバ５０は、１サイクル毎に図５に示す制御内容を繰り返して実行する。まず、積層装置１０の制御内容つまり積層工程の内容について説明する。積層装置１０は、図５に示すように、ステップＳ１１において［ｎ＋ｑ］番目の積層鉄心９３を形成する。この場合、積層装置１０は、上述したように、フープ材９０から電磁鋼板９１を引き出して鉄心片９２を打ち抜き、型内で積層させることにより、積層鉄心９３を形成する。そして、形成した積層鉄心９３を後工程この場合加工工程に引き渡す。その後、積層装置１０は、ステップＳ１２において、測定装置３０から受信した補正値に従って積層枚数Ｔを補正する。その後、積層装置１０は、ステップＳ１１へ戻る。このように、積層装置１０は、ステップＳ１１〜Ｓ１２を繰り返し、１サイクル毎に積層枚数Ｔの値を補正する。

次に、測定装置３０の制御内容つまり測定工程の内容について説明する。測定装置３０は、まず、ステップＳ２１において［ｎ］番面の積層鉄心９３の厚み寸法ｙを測定する。次に、測定装置３０は、ステップＳ２２において、記録装置４０に測定データを記録する。その後、測定装置３０は、サーバ５０から積層枚数Ｔの補正値を受信し、サーバ５０から受信した補正値を、ステップＳ２３において積層装置１０へ送信する。なお、今回のサイクルにおいてサーバ５０から補正値を受信していない場合は、測定装置３０は、ステップＳ２３において補正無し信号を積層装置１０に送信する。その後、測定装置３０は、ステップＳ２１へ戻る。このように、測定装置３０は、ステップＳ２１〜Ｓ１３を繰り返し、１サイクル毎に、測定データの記録及び補正値の送信を行う。

次に、サーバ５０の制御内容について説明する。サーバ５０は、まずステップＳ３１において、測定装置３０から直接的又は間接的に測定データを取得する。本実施形態の場合、サーバ５０は、記録装置４０を介して間接的に測定データを取得する。次に、ステップＳ３２において、導出処理部５３の処理により、所定サイクル数前から直近までの所定数の測定データ、この場合［ｎ−ｒ−１］〜［ｎ］番目の測定データに基づき、回帰直線ｙ＝ａ＋ｂｘを導出する。

次に、サーバ５０は、ステップＳ３３において、算出処理部５４の処理により、ステップＳ３２で導出した回帰直線ｙ＝ａ＋ｂｘに次に製造する積層鉄心９３の番号［ｎ＋ｑ＋１］を代入し、次に製造される積層鉄心９３の厚み寸法つまり積厚値の予測値ｙ（ｎ＋ｑ＋１）を算出する。

次に、サーバ５０は、補正処理部５５の処理により、ステップＳ３４〜Ｓ３７を実行する。この場合、サーバ５０は、まずステップＳ３４において、ステップＳ３３で算出した予測値ｙ（ｎ＋ｑ＋１）が、管理値範囲Ｑの上限値Ｑｕ以上であるか否かを判断する。予測値ｙ（ｎ＋ｑ＋１）が管理値範囲Ｑの上限値Ｑｕ以上である場合（ステップＳ３４でＹＥＳ）、サーバ５０は、ステップＳ３５へ処理を移行させる。そして、サーバ５０は、積層枚数Ｔを１枚減算し、その値Ｔを補正値として測定装置３０へ送信する。一方、予測値ｙ（ｎ＋ｑ＋１）が管理値範囲Ｑの上限値Ｑｕ未満である場合（ステップＳ３４でＮＯ）、サーバ５０は、ステップＳ３６へ処理を移行させる。

次に、サーバ５０は、ステップＳ３６において、ステップＳ３３で算出した予測値ｙ（ｎ＋ｑ＋１）が、管理値範囲Ｑの下限値Ｑｂ未満となっているか否かを判断する。予測値ｙ（ｎ＋ｑ＋１）が管理値範囲Ｑの下限値Ｑｂ未満となっている場合（ステップＳ３６でＹＥＳ）、サーバ５０は、ステップＳ３７へ処理を移行させる。そして、サーバ５０は、積層枚数Ｔを１枚加算し、その値Ｔを補正値として測定装置３０へ送信する。一方、予測値ｙ（ｎ＋ｑ＋１）が管理値範囲Ｑの下限値Ｑｂ以上である場合（ステップＳ３６でＮＯ）、サーバ５０は、ステップＳ３１へ処理を戻す。このように、サーバ５０は、ステップＳ３１〜Ｓ３７を繰り返し、１サイクル毎に、回帰直線ｙ＝ａ＋ｂｘの導出及び積層枚数Ｔの補正を行う。

なお、上記実施形態において、導出処理部５３、算出処理部５４、及び補正処理部５５は、積層装置１０の積層工程用制御装置１５や測定装置３０の測定工程用制御装置３２とは別に構成されている。しかし、導出処理部５３、算出処理部５４、及び補正処理部５５は、積層工程用制御装置１５や測定工程用制御装置３２に含める構成としても良い。また、この場合、導出処理部５３、算出処理部５４、及び補正処理部５５は、同一の装置で構成する必要はなく、複数の装置に分散されていても良い。

以上説明した実施形態によれば、積層鉄心９３の製造方法は、薄板状の電磁鋼板９１から鉄心片９２を打ち抜き、鉄心片９２を複数枚積層して積層鉄心９３を形成する積層工程と、積層工程で形成された積層鉄心９３の厚み寸法ｙを測定する測定工程と、を備えている。積層工程は、測定工程の測定結果から導出された回帰直線ｙ＝ａ＋ｂｘに基づき次に形成する積層鉄心９３における鉄心片９２の積層枚数Ｔを補正する補正処理を含んでいる。

また、上記実施形態によれば、積層鉄心の製造システム１は、積層装置１０と、測定装置３０と、記録装置４０と、を備える。積層装置１０は、薄板状の電磁鋼板９１から鉄心片９２を打ち抜き、その鉄心片９２を複数枚積層して積層鉄心９３を形成する積層工程を実行する。測定装置３０は、積層装置１０で形成されたつまり積層工程で形成された積層鉄心９３の厚み寸法ｙを測定する測定工程を実行する。記録装置４０は、測定装置３０で測定された積層鉄心９３の製造順ｎと厚み寸法ｙとのデータを記録する記録工程を実行する。

また、積層鉄心の製造システム１は、導出処理部５３と、算出処理部５４と、補正処理部５５と、を備える。導出処理部５３は、記録装置４０に記録されている積層鉄心９３の製造順ｎと積層鉄心９３の厚み寸法ｙとのデータから回帰直線ｙ＝ａ＋ｂｘを導出する導出処理を実行する。算出処理部５４は、導出処理部５３で導出された回帰直線ｙ＝ａ＋ｂｘを用いて、今後製造される積層鉄心９３、例えば次のサイクルで製造される積層鉄心９３の厚み寸法の予測値ｙ（ｘ）を算出する算出処理を実行する。補正処理部５５は、算出処理部５４で算出された予測値ｙ（ｘ）に基づいて今後製造される積層鉄心９３の厚み寸法ｙが予め設定された管理値範囲Ｑ内となるように積層装置１０における鉄心片９２の積層枚数Ｔを補正する補正処理を実行する。

これによれば、製造システム１は、過去のデータに基づいて導出した回帰直線ｙ＝ａ＋ｂｘから、実際に製造された積層鉄心９３の厚み寸法の変化の傾向を把握し、その変化の傾向を考慮したうえで、これから積層装置１０において形成される積層鉄心９３の厚み寸法を予測することができる。すなわち、本実施形態の製造システム１によれば、実際に鉄心片９２を積層して積層鉄心９３を形成する前に、設定枚数を変えずに鉄心片９２を積層した場合にその積層鉄心９３の厚み寸法が管理値範囲Ｑから外れるか否かを予測することができる。これにより、積層装置１０で実際に積層した積層鉄心９３が管理値範囲Ｑから外れてしまうことが抑制でき、その結果、製造システム１が停止して生産性が低下することを抑制できる。

このように、本実施形態の製造システム１及び製造方法によれば、測定装置３０は、測定装置３０における測定結果を積層装置１０にフィードバックする。そして、積層装置１０は、測定装置３０からフィードバックされた情報を基に、積層枚数を適切な値に補正する。これにより、材料となる電磁鋼板９１の厚み寸法のバラツキの影響を低減することができ、その結果、積層鉄心９３の生産性の向上を図ることができる。

ここで、一般に回帰直線は、データ数つまりプロット数が多いほど理論値に近づくため精度が上がる。しかしながら、本実施形態の場合、回帰直線ｙ＝ａ＋ｂｘが理論値に近づくということは、積層鉄心９３の厚み寸法ｙが理論値つまり管理値範囲Ｑの中央値に近づくことを意味する。すなわちこの場合、電磁鋼板９１の厚み寸法のバラツキの影響を無視する方向に作用し、積層鉄心９３の厚み寸法ｙが平均化されてしまうため、積層鉄心９３の厚み寸法ｙの予測としては精度が低下してしまう。

そこで、本実施形態において、導出処理部５３は、記録装置４０に記録されている測定データのうち製造順が所定サイクル数以上過去の測定データを除外した測定データに基づいて回帰直線ｙ＝ａ＋ｂｘを導出する。つまり、導出処理部５３は、直近の所定数例えば１０個未満でかつ連続するデータ、すなわち測定装置３０で最後に測定したデータから所定数例えば１０個未満でかつ連続するデータを用いて回帰直線ｙ＝ａ＋ｂｘを導出する。

これによれば、回帰直線ｙ＝ａ＋ｂｘは、積層鉄心９３の厚み寸法ｙの変化について直近の傾向が反映されたもの、つまり電磁鋼板９１の直近のバラツキが考慮されたものとなる。したがって、回帰直線ｙ＝ａ＋ｂｘから算出される積層鉄心９３の厚み寸法ｙの予測値をより正確なものとすることができる。

また、管理値範囲Ｑは、鉄心片９２の１枚の厚み寸法よりも大きく、かつ、鉄心片９２の２枚の厚み寸法以下となる値に設定されている。そして、補正処理部５５は、回帰直線ｙ＝ａ＋ｂｘから算出した予測値が、管理値範囲Ｑの上限値Ｑｕ以上である場合は鉄心片９２の積層枚数Ｔを１枚減算し、予測値が管理値範囲Ｑの下限値Ｑｂ未満である場合は鉄心片９２の積層枚数Ｔを１枚加算する処理を含む。

これによれば、積層鉄心９３の厚み寸法ｙの精度を、積層された各鉄心片９２の厚み寸法の公差の累積値よりも高い精度にすることができる。すなわち、これによれば、積層された鉄心片９２の累積公差よりも高い精度で積層鉄心９３を製造しつつ、材料となる電磁鋼板９１の厚み寸法のバラツキの影響を低減して積層鉄心９３の生産性の向上を図ることができる。

本発明の一実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

図面中、１は積層鉄心の製造システム、１０は積層装置、３０は測定装置、４０は記録装置、５３は導出処理部、５４は算出処理部、５５は補正処理部、を示す。

Claims (4)

1. 薄板状の電磁鋼板から鉄心片を打ち抜き、前記鉄心片を複数枚積層して積層鉄心を形成する積層装置と、
   前記積層装置で形成された前記積層鉄心の厚み寸法を測定する測定装置と、
   前記測定装置で測定された前記積層鉄心の製造順と厚み寸法とのデータを記録する記録装置と、
   前記記録装置に記録されている前記積層鉄心の製造順と前記積層鉄心の厚み寸法とのデータから回帰直線を導出する導出処理部と、
   前記導出処理部で導出された前記回帰直線を用いて今後製造される積層鉄心の厚み寸法の予測値を算出する算出処理部と、
   前記算出処理部で算出された前記予測値に基づいて今後製造される積層鉄心の厚み寸法が予め設定された管理値範囲内となるように前記積層装置における前記鉄心片の積層枚数を補正する補正処理部と、
   を備える積層鉄心の製造システム。
2. 前記導出処理部は、前記記録装置に記録されている前記データのうち前記製造順が所定以上過去のデータを除外したデータに基づいて前記回帰直線を導出する、
   請求項１に記載の積層鉄心の製造システム。
3. 前記管理値範囲は、前記鉄心片の１枚の厚み寸法よりも大きく、かつ、前記鉄心片の２枚の厚み寸法以下となる値に設定されており、
   前記補正処理部は、前記予測値が前記管理値範囲の上限値以上である場合は前記鉄心片の積層枚数を１枚減算し、前記予測値が前記管理値範囲の下限値未満である場合は前記鉄心片の積層枚数を１枚加算する処理を含む、
   請求項１又は２に記載の積層鉄心の製造システム。
4. 薄板状の電磁鋼板から鉄心片を打ち抜き、前記鉄心片を複数枚積層して積層鉄心を形成する積層工程と、
   前記積層工程で形成された前記積層鉄心の厚み寸法を測定する測定工程と、
   を備え、
   前記積層工程は、前記測定工程の測定結果から導出された回帰直線に基づき次に形成する積層鉄心における前記鉄心片の積層枚数を補正する補正処理を含んでいる、
   積層鉄心の製造方法。

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