JP3372775B2 - 額縁形状コイルの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、矩形状銅板を額縁
形状に組み合わせて構成する額縁形状コイルの製造方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】矩形状銅板を額縁形状に組合わせ、各接
合面をＴｉｇ（タングステンアーク）溶接で接続して１
ターンとし、これを複数ターン接続して構成する額縁形
状コイルは、例えば、回転電機の回転子コイルや固定子
コイルなどに使用されている。

【０００３】例えば、大容量の回転電機に使用される複
数ターンの額縁形状コイルを製造する場合には、矩形状
銅板を額縁形状に組合せるための搬送作業や溶接後の額
縁形状コイルの搬送作業が頻繁に繰り返され、場合によ
っては数百回の搬送作業を行わなければならない。ま
た、矩形状銅板を額縁形状に組合わせて、接合面をＴｉ
ｇ溶接で接続して複数ターンの額縁形状コイルを製造す
るためには溶接箇所が数百箇所にもなる。

【０００４】また、矩形状銅板を額縁形状に組合わせ接
合面をＴｉｇ溶接で接続した場合には、溶接部の厚さを
銅板の厚さと同じかそれより少し薄くなるようにグライ
ンダーやヤスリなどを使用して削りながらの仕上げが必
要になる。そして、複数ターンの額縁形状コイルを製造
するためには仕上げ作業が数百箇所にもなる。

【０００５】さらに、溶接部の厚さ加工を行った後に、
接合面の内側角部に対しては運転中の応力を緩和する為
にＲ形状にする必要があり、やはりグラインダーやヤス
リなどを使用しての削りながらの仕上げが必要となり、
また、接合面の外側には溶接時に生じた突起部があるの
で、これもやはりグラインダーやヤスリなどを使用して
の削りながらの仕上げが必要となる。従って、この場合
にも複数ターンの額縁形状コイルを製造するためには仕
上げ作業が数百箇所にもなる。

【０００６】しかも、グラインダーやヤスリなどを使用
しての削りながらの仕上げ作業は、労力を要する一方、
この成形作業によって形成される額縁形状コイルの溶接
部の信頼性と仕上げ加工の精度が回転電機の特性に大き
く影響するため、この成形作業は重要で、且つ、熟練を
要することになる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】額縁形状コイルを製造
する場合、４枚の矩形状銅板を額縁形状に配置して４箇
所のうち、３箇所を溶接し１ターンの額縁形状コイルを
製造する工程、溶接部の仕上げ工程、最後に額縁形状コ
イルのターン間溶接を行う工程が必要になるが、従来で
は各工程で別々の作業台、設備、工具を必要とする為
に、広い作業スペースが必要でさらに各工程間の搬送作
業が必要となっていた。しかも、これらの作業は、多品
種、多工程の為に自動化が困難であり、手作業が中心で
熟練を要していた。

【０００８】そこで、本発明は、工程の自動化が容易に
実現でき、これにより額縁形状コイルを製造するための
作業性を向上でき、また、全体的にコンパクトになり、
必要スペースも最小限に抑えることができる額縁形状コ
イルの製造方法を提供する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
４枚の矩形状銅板を額縁形状に組み合わせ、この３箇所
の接合面を溶接で接続して１ターンとし、これを複数タ
ーン分溶接して額縁形状コイルを製造する額縁形状コイ
ルの製造方法において、先ず、４枚の矩形状銅板を、銅
板搬送用エンドエフェクタを取付けた第１のマニュプレ
ータで１枚ずつ吸着して第１の溶接架台装置に搬送し、
額縁形状に組み合わせ、続いて、溶接ハンドを取付けた
第２のマニュプレータを駆動して溶接ハンドにより第１
の溶接架台装置に載置した４枚の矩形状銅板における３
箇所の接合面を溶接して１ターンの額縁形状コイルを形
成し、続いて、形成した１ターンの額縁形状コイルを、
額縁形状コイル搬送用エンドエフェクタを取付けた第１
のマニュプレータで吸着して切削加工機に搬送してこの
切削加工機の台上に載置し、続いて、切削加工機におい
て上下２本のエンドミルカッタを使用して１ターンの額
縁形状コイルにおける各溶接部の両面、角部内側及び外
部に形成された溶接突起部を切削加工して仕上げを行
い、続いて、切削加工を終了した１ターンの額縁形状コ
イルを、額縁形状コイル搬送用エンドエフェクタを取付
けた第１のマニュプレータで吸着して第２の溶接架台装
置に搬送し、この第２の溶接架台装置において複数の１
ターン額縁形状コイルを積層載置し、続いて、溶接ハン
ドを取付けた第２のマニュプレータを駆動して溶接ハン
ドにより第２の溶接架台装置に積層載置した１ターン額
縁形状コイルの接合部間の溶接を行い、複数ターンから
なる額縁形状コイルを製造することにある。

【００１０】請求項２記載の発明は、請求項１記載の額
縁形状の製造方法において、第１のマニュプレータに取
付けた額縁形状コイル搬送用エンドエフェクタからエア
ーを吹き出して銅粉等の異物を吹き飛ばすことにある。

【００１１】請求項３記載の発明は、請求項１又は２記
載の額縁形状の製造方法において、第１の溶接架台装置
に載置された４枚の矩形状銅板は内側基準ブロックによ
って接合位置が内側から基準位置に位置決めされて額縁
形状に組み合わされ、内側基準ブロックは形成した１タ
ーンの額縁形状コイルを切削加工機に搬送するときには
基準位置から内側に移動し、搬送後は元の基準位置に復
帰することにある。

【００１２】請求項４記載の発明は、請求項１又は２記
載の額縁形状の製造方法において、第１の溶接架台装置
に載置された４枚の矩形状銅板は外側基準ブロックによ
って接合位置が外側から基準位置に位置決めされて額縁
形状に組み合わされ、外側基準ブロックは形成した１タ
ーンの額縁形状コイルを切削加工機に搬送するときには
基準位置から外側に移動し、搬送後は元の基準位置に復
帰することにある。

【００１３】請求項５記載の発明は、請求項１乃至４の
いずれか一つ記載の額縁形状の製造方法において、第１
の溶接架台装置に載置した４枚の矩形状銅板における３
箇所の接合面を溶接して１ターンの額縁形状コイルを形
成するとき第１の溶接架台装置における接合面が位置す
る部位の内部に冷却水を循環させ、また、第２の溶接架
台装置に積層載置した１ターン額縁形状コイルの接合部
間の溶接を行い複数ターンからなる額縁形状コイルを製
造するとき第２の溶接架台装置における接合部が位置す
る部位の内部に冷却水を循環させることにある。

【００１４】請求項６記載の発明は、請求項１乃至５の
いずれか一つ記載の額縁形状の製造方法において、切削
加工機は、台上において額縁形状コイルを基準位置に固
定するための基準ブロックの１つを固定して原点位置と
し、この原点位置の基準ブロックを除く他の基準ブロッ
クを基準位置よりも内側に移動させた状態で額縁形状コ
イルを台上に載置し、その後、前記他の基準ブロックを
基準位置に戻して前記額縁形状コイルの基準位置への位
置決めを行い、切削加工の終了後、前記他の基準ブロッ
クを基準位置よりも内側に移動させることにある。

【００１５】請求項７記載の発明は、請求項６記載の額
縁形状の製造方法において、切削加工機は、原点位置に
溶接部の１箇所目が位置するように額縁形状コイルを固
定し、この状態で、額縁形状コイルの銅材の板厚より厚
くなった溶接部の原点位置にある１箇所目を各エンドミ
ルカッタにより上下から同時に銅材の板厚と同じ板厚に
なるように切削加工し、さらに、各エンドミルカッタの
一方又は両方で溶接部内側の角部をＲ形状に切削加工す
るとともに溶接部外側の溶接突起部を切削加工し、１箇
所目の切削加工が終了すると、続いて、各エンドミルカ
ッタを額縁形状コイルの幅寸法だけ移動させて溶接部の
２箇所目を各エンドミルカッタにより上下から同時に銅
材の板厚と同じ板厚になるように切削加工し、さらに、
各エンドミルカッタの一方又は両方で溶接部内側の角部
をＲ形状に切削加工するとともに溶接部外側の溶接突起
部を切削加工し、２箇所目の切削加工が終了すると、続
いて、各エンドミルカッタを１箇所目の切削加工を行っ
た原点位置に復帰させ、その後、第１のマニュプレータ
により額縁形状コイルを溶接部の３箇所目が原点位置に
合うように１８０度反転してから、溶接部の３箇所目を
各エンドミルカッタにより上下から同時に銅材の板厚と
同じ板厚になるように切削加工し、さらに、各エンドミ
ルカッタの一方又は両方で溶接部内側の角部をＲ形状に
切削加工するとともに溶接部外側の溶接突起部を切削加
工して額縁形状コイルに対する一連の切削加工を終了す
ることにある。

【００１６】

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１は装置全体の構成を示す斜視
図で、１は第１のマニュプレータを構成する第１の多関
節ロボット、２は第２のマニュプレータを構成する第２
の多関節ロボット、３は１ターンの額縁形状コイルを形
成するために４枚の矩形状銅板を載置する第１の溶接架
台装置、４は前記第１の溶接架台装置３にて形成した１
ターンの額縁形状コイルの各溶接部を仕上げのために切
削加工する切削加工機、５は前記切削加工機４により切
削加工した後の額縁形状コイルの各ターン間の溶接を行
うために各額縁形状コイルを積層載置する第２の溶接架
台装置である。

【００１８】前記第１の多関節ロボット１は中央部に配
置しており、この周りの所定の位置に多品種の矩形状銅
板６，６，…を配置し、これと１８０度反対側に前記第
１の溶接架台装置３を配置し、また、９０度横に前記切
削加工機４を配置し、これと１８０度反対側に前記第２
の溶接架台装置５を配置し、さらに、前記第１の溶接架
台装置３と第２の溶接架台装置５との間の側壁７の上部
に前記第２の多関節ロボット２を横向きに配置してい
る。

【００１９】前記第１の多関節ロボット１は、図２に示
すように、正方形の取付け座８の中心に立設されてい
る。すなわち、前記取付け座８の中心に上端がＵ字状の
第１軸１ａを矢印Ａ１で示す方向に回動自在に設け、こ
の第１軸１ａの上端Ｕ字部に上端がＵ字状の第２軸１ｂ
の中間部を前記第１軸１ａの上端を軸として矢印Ａ２で
示す方向に回動自在に設けている。なお、前記第２軸１
ｂの下端部は前記第１軸１ａのＵ字部内に位置してい
る。

【００２０】前記第２軸１ｂの上端Ｕ字部には第３軸１
ｃの中間部を矢印Ａ３で示す方向に揺動自在に設けてい
る。前記第３軸１ｃの先端部には矢印Ａ４で示すように
第３軸１ｃの円周方向に回転する第４軸１ｄを設け、こ
の第４軸１ｄの先端にはさらに矢印Ａ５で示すように第
４軸１ｄと直交する方向に回転する第５軸１ｅを設けて
いる。そして、前記第５軸１ｅの下端にマニュプレータ
ハンドを取付けるようになっている。この第５軸１ｅの
下端に取付けるマニュプレータハンドとしては、図３の
(a) に示す矩形状銅板６を搬送するための第１の吸着具
９ａを取付けた銅板搬送用エンドエフェクタ９と、図３
の(b) に示す１ターンの額縁形状コイル１０を搬送する
ための第２の吸着具１１ａを取付けた額縁形状コイル搬
送用エンドエフェクタ１１があり、両者は交換自在にな
っている。前記銅板搬送用エンドエフェクタ９に第１の
吸着具９ａで吸着した矩形状銅板６とこの銅板の載置面
との間隔を検出する検出器を設け、この検出器出力を後
述するロボットコントローラの供給するようになってい
る。前記額縁形状コイル搬送用エンドエフェクタ１１の
第２の吸着具１１ａにはエアー吹出し口が設けられてい
る。

【００２１】前記第１の多関節ロボット１は前記取付け
座８に接続したケーブル１２を介して第１のロボットコ
ントローラ１３に接続され、このコントローラ１３によ
り各軸１ａ〜１ｅが駆動制御されるようになっている。

【００２２】前記第２の多関節ロボット２は、図４に示
すように、側壁７に固定した支持台１３の上に取付けた
正方形の取付け座１４の中心に横向きに立設されてい
る。すなわち、前記取付け座１４の中心に上端がＵ字状
の第１軸２ａを矢印Ｂ１で示す方向に回動自在に設け、
この第１軸２ａの上端Ｕ字部に上端がＵ字状の第２軸２
ｂの中間部を前記第１軸２ａの上端を軸として矢印Ｂ２
で示す方向に回動自在に設けている。なお、前記第２軸
２ｂの下端部は前記第１軸２ａのＵ字部内に位置してい
る。

【００２３】前記第２軸２ｂの上端Ｕ字部には第３軸２
ｃの中間部を矢印Ｂ３で示す方向に揺動自在に設けてい
る。前記第３軸２ｃの先端部には矢印Ｂ４で示すように
第３軸２ｃの円周方向に回転する第４軸２ｄを設け、こ
の第４軸２ｄの先端にはさらに矢印Ｂ５で示すように第
４軸２ｄと直交する方向に回転する第５軸２ｅを設けて
いる。そして、前記第５軸２ｅの下端にＴｉｇ溶接のた
めの溶接ハンド１５を取付けている。

【００２４】前記第２の多関節ロボット２は前記取付け
座１４に接続したケーブル１６を介して第２のロボット
コントローラ１７に接続され、このコントローラ１７に
より各軸２ａ〜２ｅが駆動制御されるようになってい
る。

【００２５】前記第１の溶接架台装置３は、図５に示す
ように、溶接前の４枚の矩形状銅板６の内側の角部を基
準位置に固定する位置決め用の内側基準ブロック３ａ，
３ｂ，３ｃ，３ｄを設けている。そして、前記各内側基
準ブロック３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの内の基準ブロック
３ａを原点位置の基準ブロックとして固定し、残りの基
準ブロック３ｂ，３ｃ，３ｄを基準位置から内側に移動
可能になっている。すなわち、前記第１の溶接架台装置
３は、前記第１の多関節ロボット１により４枚の矩形状
銅板６が搬送されてセットされるときには各内側基準ブ
ロック３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄを基準位置にして各矩形
状銅板６の位置決めを行う。そして、各内側基準ブロッ
ク３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄによって位置決めされた４枚
の矩形状銅板６に対して前記第２の多関節ロボット２は
溶接ハンド１５を制御して４箇所の接合面６ａ，６ｂ，
６ｃ，６ｄのうちの３箇所の接合面６ａ，６ｂ，６ｃを
溶接して１ターンの額縁形状コイルを製造する。

【００２６】この溶接が終了すると、原点位置の基準ブ
ロック３ａ以外の基準ブロック３ｂ，３ｃ，３ｄが基準
位置から内側に例えば約１０ｍｍ程度移動する。この状
態で前記第１の多関節ロボット１はエンドエフェクタ１
１を使用してこの額縁形状コイルを次段の前記切削加工
機４に搬送することになる。そして、搬送が開始される
と各基準ブロック３ｂ，３ｃ，３ｄは基準位置に復帰す
ることになる。

【００２７】前記第１の溶接架台装置３は、これらの各
基準ブロック３ｂ，３ｃ，３ｄの移動、復帰の動作をコ
ントローラに制御されて自動的に行うようになってい
る。また、前記第１の溶接架台装置３は、前記各基準ブ
ロック３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄで位置決めされる基準位
置に４枚の矩形状銅板６がセットされると、これらの矩
形状銅板６を基準位置に固定するため、外側から横押し
クランプ１８で押しつけ、さらに、エアーシリンダ方式
のトグルクランプ１９で上部から押圧するようになって
いる。これら各クランプ１８，１９は第２の多関節ロボ
ット２による溶接が終了すると、自動的に解放されるよ
うになっている。これら横押しクランプ１８及びトグル
クランプ１９の動作もコントローラで制御されるように
なっている。

【００２８】また、前記第１の溶接架台装置３は、図６
に示すように、溶接する接合面６ａが位置するベース２
０の内部に、例えばφ８程度の孔をＵ字形状あるいは蛇
行状に貫通させ、パイプ２１ａ，２１ｂを介してこの孔
内に冷却水を循環させ、溶接時の発熱を抑える構造とな
っている。なお、前記ベース２０には前記トグルクラン
プ１９が取付けられている。ここでは溶接する接合面６
ａが位置するベース２０について図示したが他の溶接す
る接合面６ｂ，６ｃが位置するベース２０についても同
様の構成になっている。このようにして各溶接する接合
面６ａ，６ｂ，６ｃが位置するすべてのベース２０に冷
却水を循環させている。

【００２９】さらに、額縁形状コイルにおいては大きな
ものもあり、溶接する接合面が第２の多関節ロボット２
の溶接可能範囲から外れる場合があるので、前記第１の
溶接架台装置３は装置全体が１０００ｍｍ程度自動走行
可能になっており、溶接する接合面が第２の多関節ロボ
ット２の溶接可能範囲から外れる場合には装置全体を多
関節ロボット２に近付けることができるようになってい
る。

【００３０】前記切削加工機４は、図７に示すように、
前記第１の溶接架台装置３から前記第１の多関節ロボッ
ト１によって搬送される１ターンの額縁形状コイル１０
を載置する台２２と、この台２２の一端側に上下に２本
のエンドミルカッタ２３、２４を取付けた切削機構２５
を設けている。すなわち、図９に示すように、エンドミ
ルカッタ２３は台１０に載置した額縁形状コイル１０の
上側に位置し、エンドミルカッタ２４は額縁形状コイル
１０の下側に位置することになる。前記切削機構２５を
ケーブル２６を介して切削機構コントローラ２７に接続
し、このコントローラ２７により切削機構２５を駆動制
御するようになっている。

【００３１】そして、図８に示すように、前記２本のエ
ンドミルカッタ２２、２３を矢印Ａ４１に示すように駆
動して額縁形状コイル１０の銅板６の板厚より厚くなっ
た溶接部１０ａを上下面同時に切削加工して矩形状銅板
６の板厚と略同じ厚さにする。また、この切削加工後、
下側のエンドミルカッタ２４が１００ｍｍ程度下降し、
この状態で上側のエンドミルカッタ２３が額縁形状コイ
ル１０の角部内側１０ｂをＲ形状に切削加工し、さら
に、溶接部外側に形成された溶接突起部１０ｃを矢印Ｂ
４１で切削加工して原点位置にある１箇所目の溶接部の
切削加工を終了する。

【００３２】１箇所目の切削加工が終了すると、前記各
エンドミルカッタ２３，２４は、２箇所目の溶接部の切
削加工を行う為に幅方向の所定位置に移動し、１箇所目
の切削加工と同様に２本のエンドミルカッタ２２、２３
を同時に駆動して２箇所目の溶接部を上下面同時に切削
加工して矩形状銅板６の板厚と略同じ厚さにし、また、
上側のエンドミルカッタ２３で額縁形状コイル１０の角
部内側をＲ形状に切削加工し、さらに、溶接部外側に形
成された溶接突起部を切削加工して２箇所目の溶接部の
切削加工を終了する。

【００３３】そして、２箇所目の切削加工が終了する
と、３箇所目の溶接部を各エンドミルカッタ２３，２４
で切削加工できるように前記第１の多関節ロボット１を
駆動して台上の額縁形状コイル１０を１８０度回転させ
る。この１８０度回転により３箇所目の溶接部は最初の
１箇所目の溶接部と同様の原点位置にくるので、この状
態で同様に２本のエンドミルカッタ２２、２３を同時に
駆動して３箇所目の溶接部を上下面同時に切削加工して
矩形状銅板６の板厚と略同じ厚さにし、また、上側のエ
ンドミルカッタ２３で額縁形状コイル１０の角部内側を
Ｒ形状に切削加工し、さらに、溶接部外側に形成された
溶接突起部を切削加工して３箇所目の溶接部の切削加工
を終了する。こうして、１ターンの額縁形状コイル１０
に対する仕上げが終了することになる。

【００３４】前記切削加工機４は、台２２に１ターンの
額縁形状コイル１０を基準位置に固定するために角部の
４箇所に内側基準ブロックを配置し、このうちの１つを
原点位置として固定し、他を内側に例えば１０ｍｍ程度
移動可能になっている。すなわち、原点位置以外の内側
基準ブロックは、１箇所目と２箇所目の溶接部を切削加
工するまでは原点位置の内側基準ブロックと同様に基準
位置にあって額縁形状コイル１０の位置決めを行い、２
箇所目の溶接部の切削加工が終了すると、内側に１０ｍ
ｍ程度移動する。この状態で、第１の多関節ロボット１
が額縁形状コイル１０を吸着して持上げ１８０度回転し
た後基準位置に戻す。そして、原点位置以外の内側基準
ブロックは元の基準位置に復帰して額縁形状コイル１０
を基準位置に固定するようになっている。この原点位置
以外の内側基準ブロックの移動制御も前記切削機構コン
トローラ２７が行うようになっている。

【００３５】前記第２の溶接架台装置５は、図１０に示
すように、前記切削加工機４で切削加工された１ターン
の額縁形状コイル１０を積層載置する台２８と、この台
２８に積層された額縁形状コイル１０の非接合部の一端
を前回にすでに積層された額縁形状コイル１０の非接合
部の他端を溶接により接合するために、すなわち、２つ
の額縁形状コイル１０のターン間を溶接により接合する
ために、このターン間の接合部を載せるベース２９と、
この接合部をベース２９上に固定するクランプ（図示せ
ず）を設け、２つの額縁形状コイル１０のターン間が前
記ベース２９上の基準位置に固定されると、前記第２の
多関節ロボット２の溶接ハンド１５が駆動してこのター
ン間を溶接により接合するようになっている。

【００３６】なお、このベース２９も前記第１の溶接架
台装置３のベース２０と同様に、内部に例えばφ８程度
の孔をＵ字形状あるいは蛇行状に貫通させ、パイプを介
してこの孔内に冷却水を循環させ、溶接時の発熱を抑え
る構造となっている。また、この第２の溶接架台装置５
も前記第１の溶接架台装置３と同様に装置全体が１００
０ｍｍ程度自動走行可能になっており、溶接するターン
間が第２の多関節ロボット２の溶接可能範囲から外れる
場合には装置全体を多関節ロボット２に近付けることが
できるようになっている。そして、前記第２の溶接架台
装置５はコントローラにより制御されるようになってい
る。

【００３７】前記第１の溶接架台装置３は額縁形状コイ
ルを形成するための４枚の矩形状銅板６の有無を検出す
る検出器を備え、また、前記第２の溶接架台装置５及び
切削加工機４は額縁形状コイル１０の有無を検出する検
出器を備え、これら各検出器出力をそれぞれを制御する
コントローラに供給するようになっている。

【００３８】前記第１の多関節ロボット１を制御するコ
ントローラ１３、前記第２の多関節ロボット２を制御す
るコントローラ１７、前記第１の溶接架台装置３を制御
するコントローラ、前記切削加工機４を制御するコント
ローラ２７及び前記第２の溶接架台装置５を制御するコ
ントローラは、共通する１つのホストコンピュータによ
って集中制御されるようになっている。

【００３９】このような構成の額縁形状コイルの製造装
置においては、先ず、第１の多関節ロボット１の第５軸
１ｅの下端に第１の吸着具９ａを備えた銅板搬送用エン
ドエフェクタ９を取付け、第１のロボットコントローラ
１３により第１の多関節ロボット１を駆動して１ターン
の額縁形状コイルを形成するに必要なサイズの４枚の矩
形状銅板６を第１の吸着具９ａで１枚ずつ吸着して第１
の溶接架台装置３の所定の位置に搬送しセットする。こ
うして、第１の溶接架台装置３の所定の位置に４枚の矩
形状銅板６がセットされると各矩形状銅板６の接合面が
対向することになる。この状態で、各矩形状銅板６を外
側から横押しクランプ１８で押しつけ、さらに、トグル
クランプ１９で上部から押圧して基準位置に固定する。

【００４０】そして、第２のロボットコントローラ１７
で第２の多関節ロボット２を駆動し、溶接ハンド１５に
より原点位置の接合面から順にターン間の接合に使用す
る接合面を除いた３箇所をＴｉｇ溶接する。こうして１
ターンの額縁形状コイル１０が形成される。このＴｉｇ
溶接が終了すると、原点位置の基準ブロック３ａ以外の
基準ブロック３ｂ，３ｃ，３ｄが基準位置から内側に約
１０ｍｍ程度移動する。これにより１ターンの額縁形状
コイル１０は第１の溶接架台装置３から容易に取出せる
状態になる。また、この間に第１の多関節ロボット１の
第５軸１ｅの下端に取付けられた銅板搬送用エンドエフ
ェクタ９は第２の吸着具１１ａを備えた額縁形状コイル
搬送用エンドエフェクタ１１と交換される。

【００４１】そして、３箇所の溶接により１ターンの額
縁形状コイル１０の形成が終了すると、第１の多関節ロ
ボット１は額縁形状コイル搬送用エンドエフェクタ１１
の第２の吸着具１１ａにより額縁形状コイル１０を吸着
して切削加工機４に搬送しこの切削加工機４の台２２上
の基準位置に載置する。第１の溶接架台装置３では額縁
形状コイル１０の搬送が行われると基準ブロック３ｂ，
３ｃ，３ｄが基準位置に復帰して次の額縁形状コイルの
製造に待機する。

【００４２】切削加工機４では切削機構コントローラ２
７により切削機構２５の２本のエンドミルカッタ２３、
２４が駆動され、先ず、原点位置の１箇所目の溶接部の
上下面が切削加工される。続いてこの溶接部の角部内側
がＲ形状に切削加工され、さらに溶接部外側に形成され
た溶接突起部が切削加工されて１箇所目の溶接部に対す
る切削加工が終了する。

【００４３】１箇所目の切削加工が終了すると、切削機
構コントローラ２７は切削機構２５の２本のエンドミル
カッタ２３、２４を幅方向の所定位置に移動させて２箇
所目の溶接部の切削加工を行う。このときの切削加工し
１箇所目の切削加工と同様に行われる。すなわち、溶接
部の上下面の切削加工、角部内側のＲ形状の切削加工及
び溶接部外側の溶接突起部の切削加工が順次行われる。

【００４４】そして、２箇所目の切削加工が終了する
と、切削機構コントローラ２７は原点位置以外の内側基
準ブロックを１０ｍｍ程度内側に移動させる。これによ
り、額縁形状コイル１０は切削加工機４から容易に取出
せる状態になる。

【００４５】この状態で第１の多関節ロボット１が駆動
してエンドエフェクタ１１の第２の吸着具１１ａにより
額縁形状コイル１０を吸着して持上げ１８０度回転して
から切削加工機４の基準位置に戻す。このとき、第２の
吸着具１１ａは吸着する前にエアー吹出し口からエアー
を吹出して額縁形状コイル１０の上に散乱している銅粉
等の異物を吹き飛ばして除去し、第２の吸着具１１ａが
確実に額縁形状コイル１０を吸着できるようにしてい
る。また、切削加工機４は原点位置以外の内側基準ブロ
ックを元の基準位置に復帰させる。

【００４６】これにより、３箇所目の溶接部が原点位置
に位置するので切削機構コントローラ２７は切削機構２
５の２本のエンドミルカッタ２３、２４を１箇所目の溶
接部の切削加工時と同様に位置に移動して同様の切削加
工を行う。

【００４７】こうして３箇所全ての切削加工が終了する
と、切削機構コントローラ２７は再び原点位置以外の内
側基準ブロックを１０ｍｍ程度内側に移動させる。この
状態で第１の多関節ロボット１が駆動して切削加工済み
の額縁形状コイル１０を持上げ第２の溶接架台装置５に
搬送して台２８のすでに載置してある額縁形状コイル１
０の上に重ねて載置する。このときも第２の吸着具１１
ａは吸着する前にエアー吹出し口からエアーを吹出して
額縁形状コイル１０の上に散乱している銅粉等の異物を
吹き飛ばして除去し、第２の吸着具１１ａが確実に額縁
形状コイル１０を吸着できるようにしている。また、第
２の溶接架台装置５では、前回に重ねた額縁形状コイル
１０のターン間接合部と今回重ねた額縁形状コイル１０
のターン間接合部とを一致させてベース２９の上に載せ
クランプで固定する。こうして２つの額縁形状コイル１
０のターン間接合部がベース２９上の基準位置に固定さ
れることになる。この状態で第２の多関節ロボット２の
溶接ハンド１５を駆動してこのターン間接合部をＴｉｇ
溶接により接合する。

【００４８】以上の制御を繰り返すことで第２の溶接架
台装置５の台上には複数ターンの額縁形状コイルが出来
上がる。このように、第１の多関節ロボット１により矩
形状銅板６の第１の溶接架台装置３への搬送を行い、第
１の溶接架台装置３で矩形状銅板６の位置決めを行った
後に第２の多関節ロボット２によって３箇所の接合面の
溶接を行って１ターンの額縁形状コイル１０の形成を行
い、さらに、第１の多関節ロボット１により第１の溶接
架台装置３から１ターンの額縁形状コイル１０を切削加
工機４に搬送して溶接部を切削加工して仕上げを行い、
そして、第１の多関節ロボット１により仕上げの終了し
た１ターンの額縁形状コイル１０を第２の溶接架台装置
５に搬送しこの第２の溶接架台装置５上で第２の多関節
ロボット２によって前後する額縁形状コイル１０のター
ン間の溶接を行って複数ターンの額縁形状コイルを製造
しているので、プログラム制御による工程の自動化が容
易に実現できる。従って、額縁形状コイルの製造作業が
容易となり、作業効率を向上できる。

【００４９】また、各種矩形状銅板６を用意し、これを
第１の多関節ロボット１により選択して第１の溶接架台
装置３に搬送するようにしているので、大きさの異なる
多品種の額縁形状コイルの製造に対しても自動化を図る
ことができる。また、搬送のための第１の多関節ロボッ
ト１と溶接のための第２の多関節ロボット２との２台の
多関節ロボットで全ての工程に対処することができるの
で、装置としては全体的にコンパクトになり、また、必
要スペースも最小限に抑えることができる。

【００５０】また、第１の溶接架台装置３のベース２０
及び第２の溶接架台装置５のベース２９には冷却水が循
環して冷却を行っているので、溶接によりベースの温度
が異常上昇することはない。また、切削加工機４で溶接
部を切削加工した後に第１の多関節ロボット１がエンド
エフェクタ１１を使用して額縁形状コイル１０を吸着す
るときには第２の吸着具１１ａのエアー吹出し口からエ
アーを吹出し銅粉等の異物を吹き飛ばして除去してから
第２の吸着具１１ａによる吸着を行うようにしているの
で、額縁形状コイル１０を確実に吸着して１８０度回転
したり、搬送することができる。

【００５１】また、切削加工機４で切削加工する場合
に、額縁形状コイル１０の３箇所の溶接部に対して、先
ず原点位置にある１箇所目について、各エンドミルカッ
タ２３，２４により上下面を同時に切削加工し、続いて
上側のエンドミルカッタ２３で角部内側をＲ形状に切削
加工するとともに外側に形成された溶接突起部を切削加
工する。そして、１箇所目の切削加工が終了すると各エ
ンドミルカッタ２３，２４を幅方向の所定位置に移動
し、２箇所目について１箇所目の切削加工と同様に先ず
各エンドミルカッタ２３、２４により溶接部の上下面を
切削加工し、続いて上側のエンドミルカッタ２３で角部
内側をＲ形状に切削加工するとともに外側に形成された
溶接突起部を切削加工する。そして、２箇所目の切削加
工が終了すると、第１の多関節ロボット１で額縁形状コ
イル１０を１８０度回転させて３箇所目の溶接部を原点
位置に位置決めしてから各エンドミルカッタ２２、２３
により溶接部の上下面を切削加工し、続いて上側のエン
ドミルカッタ２３で角部内側をＲ形状に切削加工すると
ともに外側に形成された溶接突起部を切削加工する。こ
のようにして１ターンの額縁形状コイル１０の３箇所の
溶接部に対する切削加工を行うので、溶接終了後の１タ
ーンの額縁形状コイルの溶接部の切削加工が自動的にし
かも適確にできる。

【００５２】なお、前述した実施の形態では、第１の溶
接架台装置の基準ブロックとして額縁形状に組合わせた
４枚の矩形状銅板の内側角部に配置し内側に移動可能な
内側基準ブロックを使用し、溶接終了後に額縁形状コイ
ルを第１の多関節ロボットで吸着するときには原点位置
以外の内側基準ブロックを内側に移動するようにしたが
必ずしもこれに限定するものではなく、基準ブロックと
して額縁形状に組合わせた４枚の矩形状銅板の外側角部
に配置し外側に移動可能な外側基準ブロックを使用し、
溶接終了後に額縁形状コイルを吸着するときには原点位
置以外の外側基準ブロックを外側に移動するものであっ
てもよい。また、内側基準ブロックと外側基準ブロック
の両方を配置し溶接終了後に額縁形状コイルを吸着する
ときには原点位置以外の内側基準ブロック及び外側基準
ブロックの両方又は一方を移動するものであってもよ
い。

【００５３】また、前述した実施の形態では、切削加工
機の基準ブロックとして切削加工する１ターンの額縁形
状コイルの内側角部に配置し内側に移動可能な内側基準
ブロックを使用し、１ターンの額縁形状コイルを第１の
多関節ロボットで吸着するときには原点位置以外の内側
基準ブロックを内側に移動するようにしたが必ずしもこ
れに限定するものではなく、基準ブロックとして１ター
ンの額縁形状コイルの外側角部に配置し外側に移動可能
な外側基準ブロックを使用し、額縁形状コイルを吸着す
るときには原点位置以外の外側基準ブロックを外側に移
動するものであってもよい。また、内側基準ブロックと
外側基準ブロックの両方を配置し額縁形状コイルを吸着
するときには原点位置以外の内側基準ブロック及び外側
基準ブロックの両方又は一方を移動するものであっても
よい。

【００５４】なお、前述した実施の形態では、第１の多
関節ロボットを床面に配置し、第２の多関節ロボットを
側壁に設置したが必ずしもこれに限定するものではな
く、２台とも床面または側壁に設置してもよい。また、
前述した実施の形態では、マニュプレータとして多関節
ロボットを使用したが必ずしもこれに限定するものでは
なく、例えば、円筒座標ロボットを使用してもよい。

【００５５】

【発明の効果】以上、請求項１乃至７記載の発明によれ
ば、工程の自動化が容易に実現でき、これにより額縁形
状コイルを製造するための作業性を向上でき、また、全
体的にコンパクトになり、必要スペースも最小限に抑え
ることができる額縁形状コイルの製造方法を提供でき
る。

【００５６】

【００５７】また、請求項３及び４記載の発明によれ
ば、さらに、第１の溶接架台装置における矩形状銅板の
位置決めが確実にでき、また、１ターンの額縁形状コイ
ルの形成後におけるこの額縁形状コイルの取出しが容易
な額縁形状コイルの製造方法を提供できる。

【００５８】また、請求項５記載の発明によれば、さら
に、第１、第２の溶接架台装置において接合面や接合部
が位置する部位の温度が溶接によって異常上昇するのを
防止できる額縁形状コイルの製造方法を提供できる。

【００５９】また、請求項６記載の発明によれば、さら
に、切削加工機における１ターンの額縁形状コイルの位
置決めが確実にでき、また、切削加工時及び切削加工後
における額縁形状コイルの取出しが容易な額縁形状コイ
ルの製造方法を提供できる。

【００６０】また、請求項７記載の発明によれば、さら
に、溶接終了後の１ターンの額縁形状コイルの溶接部の
切削加工が自動的にしかも適確にできる額縁形状コイル
の製造方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態における額縁形状コイルの
製造装置の全体構成を示す斜視図。

【図２】同実施の形態における第１の多関節ロボットの
構成を示す斜視図。

【図３】同実施の形態における第１の多関節ロボットに
取付けるエンドエフェクタの構成を示す部分拡大図。

【図４】同実施の形態における第２の多関節ロボットの
構成を示す斜視図。

【図５】同実施の形態における第１の溶接架台装置の構
成を示す斜視図。

【図６】同実施の形態における第１の溶接架台装置の部
分拡大図。

【図７】同実施の形態における切削加工機の構成を示す
斜視図。

【図８】同実施の形態の切削加工機による切削加工動作
を説明するための図。

【図９】同実施の形態における切削加工機の部分拡大
図。

【図１０】同実施の形態における第２の溶接架台装置の
構成を示す斜視図。

【符号の説明】

１…第１の多関節ロボット（第１のマニュプレータ） ２…第１の多関節ロボット（第２のマニュプレータ） ３…第１の溶接架台装置 ４…切削加工機 ５…第２の溶接架台装置 ６…矩形状銅板 ９、１１…エンドエフェクタ（マニュプレータハンド） １０…１ターンの額縁形状コイル １５…溶接ハンド １３、１７、２７…コントローラ ２３、２４…エンドミルカッタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02K 15/04 H01F 41/04

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ４枚の矩形状銅板を額縁形状に組み合わ
   せ、この３箇所の接合面を溶接で接続して１ターンと
   し、これを複数ターン分溶接して額縁形状コイルを製造
   する額縁形状コイルの製造方法において、 先ず、４枚の矩形状銅板を、銅板搬送用エンドエフェク
   タを取付けた第１のマニュプレータで１枚ずつ吸着して
   第１の溶接架台装置に搬送し、額縁形状に組み合わせ、 続いて、溶接ハンドを取付けた第２のマニュプレータを
   駆動して前記溶接ハンドにより前記第１の溶接架台装置
   に載置した４枚の矩形状銅板における３箇所の接合面を
   溶接して１ターンの額縁形状コイルを形成し、 続いて、形成した１ターンの額縁形状コイルを、額縁形
   状コイル搬送用エンドエフェクタを取付けた前記第１の
   マニュプレータで吸着して切削加工機に搬送してこの切
   削加工機の台上に載置し、 続いて、前記切削加工機において上下２本のエンドミル
   カッタを使用して１ターンの額縁形状コイルにおける各
   溶接部の両面、角部内側及び外部に形成された溶接突起
   部を切削加工して仕上げを行い、 続いて、切削加工を終了した１ターンの額縁形状コイル
   を、額縁形状コイル搬送用エンドエフェクタを取付けた
   前記第１のマニュプレータで吸着して第２の溶接架台装
   置に搬送し、この第２の溶接架台装置において複数の１
   ターン額縁形状コイルを積層載置し、 続いて、溶接ハンドを取付けた前記第２のマニュプレー
   タを駆動して前記溶接ハンドにより前記第２の溶接架台
   装置に積層載置した１ターン額縁形状コイルの接合部間
   の溶接を行い、複数ターンからなる額縁形状コイルを製
   造することを特徴とする額縁形状コイルの製造方法。
2. 【請求項２】 第１のマニュプレータに取付けた額縁形
   状コイル搬送用エンドエフェクタからエアーを吹き出し
   て銅粉等の異物を吹き飛ばすことを特徴とする請求項１
   記載の額縁形状コイルの製造方法。
3. 【請求項３】 第１の溶接架台装置に載置された４枚の
   矩形状銅板は内側基準ブロックによって接合位置が内側
   から基準位置に位置決めされて額縁形状に組み合わさ
   れ、前記内側基準ブロックは形成した１ターンの額縁形
   状コイルを切削加工機に搬送するときには基準位置から
   内側に移動し、搬送後は元の基準位置に復帰することを
   特徴とする請求項１又は２記載の額縁形状コイルの製造
   方法。
4. 【請求項４】 第１の溶接架台装置に載置された４枚の
   矩形状銅板は外側基準ブロックによって接合位置が外側
   から基準位置に位置決めされて額縁形状に組み合わさ
   れ、前記外側基準ブロックは形成した１ターンの額縁形
   状コイルを切削加工機に搬送するときには基準位置から
   外側に移動し、搬送後は元の基準位置に復帰することを
   特徴とする請求項１又は２記載の額縁形状コイルの製造
   方法。
5. 【請求項５】 第１の溶接架台装置に載置した４枚の矩
   形状銅板における３箇所の接合面を溶接して１ターンの
   額縁形状コイルを形成するとき前記第１の溶接架台装置
   における接合面が位置する部位の内部に冷却水を循環さ
   せ、また、第２の溶接架台装置に積層載置した１ターン
   額縁形状コイルの接合部間の溶接を行い複数ターンから
   なる額縁形状コイルを製造するとき前記第２の溶接架台
   装置における接合部が位置する部位の内部に冷却水を循
   環させることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一
   つ記載の額縁形状コイルの製造方法。
6. 【請求項６】 切削加工機は、台上において額縁形状コ
   イルを基準位置に固定するための基準ブロックの１つを
   固定して原点位置とし、この原点位置の基準ブロックを
   除く他の基準ブロックを基準位置よりも内側に移動させ
   た状態で額縁形状コイルを台上に載置し、その後、前記
   他の基準ブロックを基準位置に戻して前記額縁形状コイ
   ルの基準位置への位置決めを行い、切削加工の終了後、
   前記他の基準ブロックを基準位置よりも内側に移動させ
   ることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一つ記載
   の額縁形状コイルの製造方法。
7. 【請求項７】 切削加工機は、原点位置に溶接部の１箇
   所目が位置するように額縁形状コイルを固定し、この状
   態で、前記額縁形状コイルの銅材の板厚より厚くなった
   溶接部の原点位置にある１箇所目を各エンドミルカッタ
   により上下から同時に銅材の板厚と同じ板厚になるよう
   に切削加工し、さらに、前記各エンドミルカッタの一方
   又は両方で溶接部内側の角部をＲ形状に切削加工すると
   ともに溶接部外側の溶接突起部を切削加工し、１箇所目
   の切削加工が終了すると、続いて、前記各エンドミルカ
   ッタを額縁形状コイルの幅寸法だけ移動させて溶接部の
   ２箇所目を前記各エンドミルカッタにより上下から同時
   に銅材の板厚と同じ板厚になるように切削加工し、さら
   に、前記各エンドミルカッタの一方又は両方で溶接部内
   側の角部をＲ形状に切削加工するとともに溶接部外側の
   溶接突起部を切削加工し、２箇所目の切削加工が終了す
   ると、続いて、前記各エンドミルカッタを１箇所目の切
   削加工を行った原点位置に復帰させ、その後、第１のマ
   ニュプレータにより前記額縁形状コイルを溶接部の３箇
   所目が原点位置に合うように１８０度反転してから、溶
   接部の３箇所目を前記各エンドミルカッタにより上下か
   ら同時に銅材の板厚と同じ板厚になるように切削加工
   し、さらに、前記各エンドミルカッタの一方又は両方で
   溶接部内側の角部をＲ形状に切削加工するとともに溶接
   部外側の溶接突起部を切削加工して前記額縁形状コイル
   に対する一連の切削加工を終了することを特徴とする請
   求項６記載の額縁形状コイルの製造方法。