JP4075618B2 - セグメントコンダクタの溶接方法及びセグメントコンダクタの溶接品質管理方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハイブリッド自動車や電気自動車等のモータで使用されるセグメントコンダクタにおいて、セグメントコンダクタ同士を溶接することについてのセグメントコンダクタの溶接方法及びセグメントコンダクタの溶接品質管理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、セグメントコンダクタを構成要素の一つとするモータの製造においては、例えば、以下の手順・方法により、複数のセグメントコンダクタを組み付けた後で各セグメントコンダクタ同士を溶接していた。
【０００３】
すなわち、先ず、図２９の平面図に示すような、複数の貫入溝１０２が放射状に設けられたステータコア１０１（φ２００〜３００ｍｍ程度のもの）を用意する。次に、図３０に示すように、ステータコア１０１の各貫入溝１０２に対して、略Ｕ字状の複数のセグメントコンダクタ１０３の両端を挿入してセットする。それに加えて、図３１に示すような、略Ｕ字状の複数のセグメントコンダクタ１０４の両端を挿入してセットする。
この点、図３２は、ステータコア１０１の各貫入溝１０２に対して、各セグメントコンダクタ１０３，１０４の両端が挿入されてセットされた状態の一部分を示した図である。尚、図３２では、セグメントコンダクタ１０３，１０４が区別できるように、セグメントコンダクタ１０４を二点鎖線で示している。
【０００４】
その後、ステータコア１０１の各貫入溝１０２にセットされた複数のセグメントコンダクタ１０３，１０４の両端は、図３３に示すように、ステータコア１０１を貫き通される。そして、各セグメントコンダクタ１０３，１０４の両端は、図３４に示すように、一端側がステータコア１０１の周方向の一方に折り曲げられるとともに、他端側がステータコア１０１の周方向の他方に折り曲げられる。さらに、このとき、各セグメントコンダクタ１０３，１０４の一端側及び他端側の先端は、図３４に示すように、ステータコア１０１の軸方向に折り曲げられる。これにより、ステータコア１０１に組み付けられた各セグメントコンダクタ１０３，１０４の先端は、図３５に示すように、放射状に配列されることになる。尚、図３５においては、各セグメントコンダクタ１０３，１０４の先端のみを示しているが、各セグメントコンダクタ１０３，１０４の先端の総数は「５７６」と非常に多い。
【０００５】
次に、放射状に配列されされた各セグメントコンダクタ１０３，１０４の先端は、ステータコア１０１の径方向で隣り合うもの同士で一対毎に溶接される。従って、図３６に示すように、溶接予定箇所１０５も、放射状に配列されることになり、さらに、見方を変えれば、溶接予定箇所１０５は、ステータコア１０１の同心円周上に何重にも渡って位置することになる。尚、図３６では、溶接予定箇所１０５の総数は２８８個（４８個／周×６周）に及ぶ。
【０００６】
そこで、従来技術では、各溶接予定箇所１０５において、各セグメントコンダクタ１０３，１０４の先端を溶接するために、複数のセグメントコンダクタ１０３，１０４を組み付けたステータコア１０１を回転させることによって描かれる溶接予定箇所１０５の円周軌道上にトーチを固定するとともに、ステータコア１０１を所定角度ずつ回動させて、当該トーチの下に溶接予定箇所１０５を順次に移動させることにより、連続的な溶接を行っていた。従って、一つの円周軌道上における連続的な溶接が終わるたびに次の円周軌道上にトーチを固定させて連続的な溶接を行い、これを繰り返せば、全ての溶接予定箇所１０５を溶接することができる。
【０００７】
ここで、溶接予定箇所１０５について説明する。尚、溶接予定箇所１０５におけるセグメントコンダクタ１０３，１０４は、以下では、セグメントコンダクタ１０３，１０４のいずれに該当するかに関係なく、「溶接対象のセグメントコンダクタ１１，２１」と記述する。
各溶接予定箇所１０５においては、図２５や図２６に示すように、溶接対象のセグメントコンダクタ１１，２１は、裸線部１２，２２とエナメル被覆部１３，２３とが同一高さに位置し、且つ、裸線部１２，２２における先端平面１４，２４と面取部１５，２５とが対称的に位置し、且つ、溶接が行われる際には、溶接対象のセグメントコンダクタ１１，２１の間の中央にトーチ３１が位置するように、ステータコア１０１に組み付けられる設計がなされている。
従って、図２５や図２６に示す状態でトーチ３１のアークを行えば、セグメントコンダクタ１１，２１における溶接の品質を確保することができる。
【０００８】
尚、このとき、溶接部同士が当接することを防止するために、トーチを揺動させながら溶接しようとする技術もある（例えば、特許文献１参照）。
【０００９】
【特許文献１】
特開平１０−２３４１６０号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、セグメントコンダクタ１１，２１を溶接する前の工程においては、図３４に示すように、各セグメントコンダクタ１０３，１０４の両端について、その一端側をステータコア１０１の周方向の一方に折り曲げ、その他端側をステータコア１０１の周方向の他方に折り曲げ、さらに、このとき、各セグメントコンダクタ１０３，１０４の先端を、図３４に示すように、ステータコア１０１の軸方向に折り曲げている。
【００１１】
このため、各溶接予定箇所１０５においては、溶接対象のセグメントコンダクタ１１，２１が、その材質のバラツキや、スプリングバック量、その他の条件により、例えば、図２７に示すように、上下・左右に位置ずれを起こしたり（図２５と比較参照）、図２８に示すように、ねじれによる位置ずれを起こしたりすることが多かった（図２６と比較参照）。
【００１２】
そして、図２７や図２８に示すような状態になると、その溶接予定箇所１０５においては、溶接対象のセグメントコンダクタ１１，２１からトーチ３１までの距離が遠くなったり近くなったりするため、溶接予定箇所１０５の円周軌道上にトーチ３１を固定し、複数のセグメントコンダクタ１０３，１０４を組み付けたステータコア１０１を所定角度ずつ回動させて、トーチ３１の下に溶接予定箇所１０５を順次に移動させても、あるいは、それに加えてトーチ３１を揺動させたとしても、溶接不良となることが殆どであった。
【００１３】
そこで、本発明は、上述した点を鑑みてなされたものであり、セグメントコンダクタを溶接することに適切な位置へトーチを移動させることにより、溶接不良の大幅の低減を図ったセグメントコンダクタの溶接方法を提供することを第１の課題とする。
【００１４】
また、各溶接予定箇所１０５に対しては、溶接対象のセグメントコンダクタ１１，２１が溶接されると、品質管理の一環として、溶接不良の検出が行われるが、この点、セグメントコンダクタ１１，２１の溶接が行われた箇所に対する検出項目として、例えば、未溶接又は、溶け分かれ、溶融不足、セグメントコンダクタ１１，２１の溶接が行われた箇所同士の間隙、エナメル被覆部１３，２３における発泡の有無などを作業者の判断で行おうとすると、図３６に示すように、溶接予定箇所１０５は多数存在することから、作業者の負担が大きく、また、判断基準にバラツキが発生したり、溶接不良を見逃すおそれも大きい。
【００１５】
そこで、本発明は、上述した点を鑑みてなされたものであり、溶接箇所の平面画像を画像処理することにより、溶接箇所の未溶接及び、溶け分かれ、溶融不足を検出することを精度良く且つ容易に行うことができるセグメントコンダクタの溶接品質管理方法を提供することを第２の課題とする。
【００１６】
また、本発明は、上述した点を鑑みてなされたものであり、溶接箇所の平面画像を画像処理することにより、溶接箇所同士の間隙を計測することを精度良く且つ容易に行うことができるセグメントコンダクタの溶接品質管理方法を提供することを第３の課題とする。
【００１７】
また、本発明は、上述した点を鑑みてなされたものであり、セグメントコンダクタの絶縁被覆部の画像を画像処理することにより、セグメントコンダクタの絶縁被覆部の発泡の有無を検出することを精度良く且つ容易に行うことができるセグメントコンダクタの溶接品質管理方法を提供することを第４の課題とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
第１の課題を解決するために成された請求項１に係る発明は、ステータコアに貫入された複数の略Ｕ字状のセグメントコンダクタの両端を前記ステータコアの周方向で互いに逆に捻り、隣り合うことになった別個のセグメントコンダクタの一端側又は他端側の先端同士をトーチで溶接するセグメントコンダクタの溶接方法において、前記トーチで溶接される関係にある別個のセグメントコンダクタの一端側又は他端側の先端平面の各々について、前記トーチ側で隣り合うとともに面取部とは隣接しない２つの頂点の位置を、平面視による画像処理で計測することによりトーチ移動基本情報として求め、前記トーチ移動基本情報に基づいて前記トーチを移動させること、を特徴としている。
【００１９】
また、請求項２に係る発明は、請求項１に記載するセグメントコンダクタの溶接方法であって、前記トーチ移動基本情報により、前記トーチで溶接される関係にある別個のセグメントコンダクタの一端側又は他端側の先端平面の各々から前記トーチまでの距離が相等しいトーチ移動位置を求め、前記トーチ移動位置に前記トーチを移動させること、を特徴としている。
【００２０】
このような特徴を有する本発明のセグメントコンダクタの溶接方法では、面取部と隣接する先端平面が形成された複数の略Ｕ字状のセグメントコンダクタの両端をステータコアに貫入してステータコアの周方向で互いに逆に捻り、別個のセグメントコンダクタの一端側又は他端側の先端同士を隣り合わせた後にトーチで溶接している。但し、トーチで溶接する前に、トーチで溶接される関係にある別個のセグメントコンダクタの一端側又は他端側の先端平面の各々について、トーチ側で隣り合うとともに面取部とは隣接しない２つの頂点の位置を平面視による画像処理で計測することによりトーチ移動基本情報として求め、このトーチ移動基本情報に基づいてトーチを移動させている。
【００２１】
すなわち、本発明のセグメントコンダクタの溶接方法では、トーチで溶接する前に、トーチで溶接される関係にある別個のセグメントコンダクタの一端側又は他端側の先端平面の各々について、トーチ側で隣り合うとともに面取部とは隣接しない２つの頂点の位置を平面視による画像処理で計測することによりトーチ移動基本情報として求め、このトーチ移動基本情報に基づいてトーチを移動させることによって、セグメントコンダクタを溶接することに適切な位置へトーチを移動させているので、溶接不良の大幅の低減を図ることができる。
【００２２】
特に、本発明のセグメントコンダクタの溶接方法では、トーチで溶接される関係にある別個のセグメントコンダクタの一端側又は他端側の先端平面の各々について、トーチ側で隣り合うとともに面取部とは隣接しない２つの頂点の位置を平面視による画像処理で計測することによりトーチ移動基本情報として求めているので、このトーチ移動基本情報に基づいてトーチを移動させる際に、トーチで溶接される関係にある別個のセグメントコンダクタの一端側又は他端側の先端平面の向きを反映させることができるとともに、平面視による画像処理における面取部の悪影響を排除することができる。
【００２３】
尚、トーチ移動基本情報に基づいてトーチを移動させる一例として、トーチ移動基本情報により、トーチで溶接される関係にある別個のセグメントコンダクタの一端側又は他端側の先端平面の各々からトーチまでの距離が相等しいトーチ移動位置を求め、このトーチ移動位置にトーチを移動させることがある。
【００２４】
また、第２の課題を解決するために成された請求項３に係る発明は、ステータコアに貫入された複数の略Ｕ字状のセグメントコンダクタの両端を前記ステータコアの周方向で互いに逆に捻り、隣り合うことになった別個のセグメントコンダクタの一端側又は他端側の先端同士をトーチで溶接した後、溶接箇所の未溶接及び、溶け分かれ、溶融不足を検出するセグメントコンダクタの溶接品質管理方法であって、前記溶接箇所を直接照明及び間接照明で照射することにより平面画像を取得し、前記平面画像における相関値に基づいて、前記溶接箇所の未溶接及び溶け分かれを検出した後に、当該平面画像における面積値に基づいて、当該溶接箇所の溶融不足を検出すること、を特徴としている。
【００２５】
すなわち、本発明のセグメントコンダクタの溶接品質管理方法では、溶接箇所を直接照明及び間接照明で照射することにより平面画像を取得し、平面画像における相関値に基づいて、溶接箇所の未溶接及び溶け分かれを検出した後に、当該平面画像における面積値に基づいて、当該溶接箇所の溶融不足を検出することから、溶接箇所の平面画像を画像処理することにより、溶接箇所の未溶接及び、溶け分かれ、溶融不足を検出することを精度良く且つ容易に行うことができる。
【００２６】
特に、本発明のセグメントコンダクタの溶接品質管理方法では、溶接箇所を直接照明及び間接照明で照射することにより平面画像を取得しているので、溶接箇所の形状に左右されることなく、反射光などの影響のない平面画像を取得することができる。
【００２７】
また、溶接箇所が溶融不足である場合は、溶接箇所が未溶接及び溶け分かれである場合とは異なって、溶接箇所が一体化されていることから、反射光などの影響のない平面画像で画像処理をしても、溶接箇所の未溶接及び溶け分かれを検出すると同時に溶接箇所の溶融不足までも検出することは困難であるが、この点、本発明のセグメントコンダクタの溶接品質管理方法では、平面画像における相関値に基づいて、溶接箇所の未溶接及び溶け分かれを検出し、その後に、平面画像における面積値に基づいて、溶接箇所の溶融不足を検出することから、一つの平面画像において、溶接箇所の未溶接及び、溶け分かれ、溶融不足を検出することを可能にしている。
【００２８】
また、第３の課題を解決するために成された請求項４に係る発明は、ステータコアに貫入された複数の略Ｕ字状のセグメントコンダクタの両端を前記ステータコアの周方向で互いに逆に捻り、前記ステータコアの径方向で隣り合うことになった別個のセグメントコンダクタの一端側又は他端側の先端同士をトーチで溶接した後、前記ステータコアの径方向で隣り合う溶接箇所の間隙を計測するセグメントコンダクタの溶接品質管理方法であって、前記溶接箇所の平面カラー画像を取得し、前記平面カラー画像における前記溶接箇所の境界を２色以上の論理和で検出することにより、前記ステータコアの径方向で隣り合う溶接箇所の間隙を計測すること、を特徴としている。
【００２９】
すなわち、本発明のセグメントコンダクタの溶接品質管理方法では、溶接箇所の平面カラー画像を取得し、平面カラー画像における溶接箇所の境界を２色以上の論理和で検出することにより、ステータコアの径方向で隣り合う溶接箇所の間隙を計測しているので、溶接箇所の平面画像を画像処理することにより、溶接箇所同士の間隙を計測することを精度良く且つ容易に行うことができる。
【００３０】
特に、本発明のセグメントコンダクタの溶接品質管理方法では、平面カラー画像における溶接箇所の境界を２色以上の論理和で検出しているが、この点、平面カラー画像においては、少なくとも、溶接箇所が明るい部分と暗い部分の２色で映し出され、溶接箇所の境界付近に出る影を目視による色で判断できることから、この判断に基づけば、溶接箇所の境界を検出する際に使用する２色以上の色を正確に指定することができ、もって、溶接箇所同士の間隙の計測精度の向上に役立つことができる。
【００３１】
また、第４の課題を解決するために成された請求項５に係る発明は、ステータコアに貫入された複数の略Ｕ字状のセグメントコンダクタの両端を前記ステータコアの周方向で互いに逆に捻り、前記ステータコアの径方向で隣り合うことになった別個のセグメントコンダクタの一端側又は他端側の先端同士をトーチで溶接した後、前記セグメントコンダクタの絶縁被覆部の発泡の有無を検出するセグメントコンダクタの溶接品質管理方法であって、前記セグメントコンダクタの絶縁被覆部の画像を取得し、前記画像における光沢部の面積値に基づいて、前記セグメントコンダクタの絶縁被覆部の発泡の有無を検出すること、を特徴としている。
【００３２】
すなわち、本発明のセグメントコンダクタの溶接品質管理方法では、セグメントコンダクタの絶縁被覆部の画像を取得し、画像における光沢部の面積値に基づいて、セグメントコンダクタの絶縁被覆部の発泡の有無を検出しているので、セグメントコンダクタの絶縁被覆部の画像を画像処理することにより、セグメントコンダクタの絶縁被覆部の発泡の有無を検出することを精度良く且つ容易に行うことができる。
【００３３】
特に、本発明のセグメントコンダクタの溶接品質管理方法では、セグメントコンダクタの絶縁被覆部の画像を取得する際に、セグメントコンダクタの絶縁被覆部の発泡だけでなく、セグメントコンダクタの絶縁被覆部において曲がっている箇所や絶縁被覆の境界となる箇所も光ることを考慮し、画像における光沢部の面積値に基づいて、セグメントコンダクタの絶縁被覆部の発泡の有無を検出しているので、検出精度の向上が著しい。
【００３４】
【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にして説明する。本実施の形態は、「従来技術」の欄で説明した図３６の各溶接予定箇所１０５に対して行われる、セグメントコンダクタの溶接方法及びセグメントコンダクタの溶接品質管理方法である。
【００３５】
先ず、本実施の形態におけるセグメントコンダクタの溶接方法に関して説明する。
本実施の形態におけるセグメントコンダクタの溶接方法では、各溶接予定箇所１０５に対し、トーチ３１（図２７，図２８参照）による溶接が行われる前において、図７に示すように、溶接対象のセグメントコンダクタ１１，２１の上方に設置されたカメラ５１により、平面画像が間接照明で取得される。
尚、図７では、セグメントコンダクタ１１，２１が溶接された後の状態を示している。
【００３６】
そして、取得された平面画像には、図１に示すように、互いに直交した一対の計測ウインドウＷ１が４組設定される。この点、溶接対象のセグメントコンダクタ１１においては、面取部１５とは隣接しない先端平面１４の３辺に対して、２組の計測ウインドウＷ１が設定される。また、同様にして、溶接対象のセグメントコンダクタ２１においては、面取部２５とは隣接しない先端平面２４の３辺に対して、２組の計測ウインドウＷ１が設定される。
【００３７】
そして、図２に示すように、溶接対象のセグメントコンダクタ１１においては、２組の計測ウインドウＷ１を介して、面取部１５とは隣接しない先端平面１４の３辺のエッジを検出することにより、溶接対象のセグメントコンダクタ２１と向かい合う側の２つの頂点Ｐ１の位置が計測される。このとき、計測された２つの頂点Ｐ１の位置から先端平面１４の向きを知ることができる。また、同様にして、溶接対象のセグメントコンダクタ２１においては、２組の計測ウインドウＷ１を介して、面取部２５とは隣接しない先端平面２４の３辺のエッジを検出することにより、溶接対象のセグメントコンダクタ１１と向かい合う側の２つの頂点Ｐ２の位置が計測される。このとき、計測された２つの頂点Ｐ２の位置から先端平面２４の向きを知ることができる。
【００３８】
ここで、溶接対象のセグメントコンダクタ１１，２１が３次元的に傾いていると、溶接対象のセグメントコンダクタ１１，２１の先端平面１４，２４の頂点Ｐ１，Ｐ２の計測位置は近似値となるが、ここでの必要精度である±０．１は、この方法で十分に充足される。
【００３９】
尚、溶接対象のセグメントコンダクタ１１と向かい合う側及び、溶接対象のセグメントコンダクタ２１と向かい合う側は、図２７や図２８を見ればわかるように、トーチ３１の側でもある。
【００４０】
そして、図３に示すように、溶接対象のセグメントコンダクタ１１においては、計測した２つの頂点Ｐ１の位置から先端平面１４の重心Ｇ１を求める。また、同様にして、溶接対象のセグメントコンダクタ２１においては、計測した２つの頂点Ｐ２の位置から先端平面２４の重心Ｇ２を求める。ここで、計測した２つの頂点Ｐ１，Ｐ２の位置から先端平面１４，２４の重心Ｇ１，Ｇ２をそれぞれ求めることができるのは、先端平面１４，２４の形状・大きさが設計既知事項だからである。
【００４１】
そして、図４に示すように、２つの重心Ｇ１，Ｇ２を結んだ線とトーチ３１の円周軌道Ｌとの交点Ｇ３を求め、この交点Ｇ３にトーチ３１を移動させる。ここで、トーチ３１の移動は、図示しないロボット装置によって行われる。
尚、トーチ３１の円周軌道Ｌとは、「従来技術」の欄で説明したように、複数のセグメントコンダクタ１０３，１０４を組み付けたステータコア１０１を回転させた場合において、ステータコア１０１側から見たトーチ３１の円周軌道を意味する。
【００４２】
そして、溶接対象のセグメントコンダクタ１１に対し、２つの頂点Ｐ１の位置より２つの頂点Ｐ１間の距離を計算する。このとき、先端平面１４が高い位置にあるほど、平面画像における２つの頂点Ｐ１間の距離は長くなることから、２つの頂点Ｐ１間の距離に基づいて、先端平面１４の高さを求める。また、同様にして、溶接対象のセグメントコンダクタ２１に対し、２つの頂点Ｐ２の位置より計算された２つの頂点Ｐ２間の距離に基づいて、先端平面２４の高さを求める。
【００４３】
尚、溶接対象のセグメントコンダクタ１１，２１は、その総数が、ステータコア１０１において「５７６」もあり、さらに、図３５に示すように、密集しているので、全てのセグメントコンダクタ１１，２１を真横から撮像することは困難である。この事情を考慮すれば、平面画像により、溶接対象のセグメントコンダクタ１１，２１の先端平面１４，２４の高さを求めることは有効である。
【００４４】
そして、先端平面１４の高さと先端平面２４の高さとから、図５に示すように、溶接対象のセグメントコンダクタ１１の先端平面１４の重心Ｇ１からトーチ３１までの距離ａと、溶接対象のセグメントコンダクタ２１の先端平面２４の重心Ｇ２からトーチ３１までの距離ｂとを求める。そして、上記距離ａと上記距離ｂとが等しくなるように、ステータコア１０１の径方向にトーチ３１を移動させて、図５に示すように、溶接対象のセグメントコンダクタ１１の先端平面１４の重心Ｇ１からトーチ３１までの距離を「ａ´」に、溶接対象のセグメントコンダクタ２１の先端平面２４の重心Ｇ２からトーチ３１までの距離を「ｂ´」にさせる（ａ´＝ｂ´）。その後、この状態において、トーチ３１をアークさせて、溶接対象のセグメントコンダクタ１１，２１が溶接される。
【００４５】
ここで、カメラ５１の最適な設置高さについて言及する。本実施の形態では、カメラ５１で取得される平面画像のピントがずれて、不正確な計測となることを避けるために、カメラ５１の設置高さを変更しながら幅４ｍｍのワークの幅を計測する実験を行い、図６に示す結果を得ることができた。図６では、横軸がカメラ５１の設置高さを示しているが、この点、目盛りの値は、カメラ５１の横に設けられたケージの目盛りを意味しており、カメラ５１の設置高さの絶対的な値ではなく、カメラ５１の設置高さを相対的に示したものである。
尚、カメラ５１の設置高さは、溶接対象のセグメントコンダクタ１１，２１の先端平面１４，２４から約５０ｍｍである。
【００４６】
図６によれば、カメラ５１の設置高さを、カメラ５１の横に設けられたケージの目盛りで−６〜−２の範囲にすると、幅４ｍｍのワークの幅を正確に計測できることがわかる。そこで、本実施の形態では、カメラ５１の設置高さを、カメラ５１の横に設けられたケージの目盛りで−６〜−２の範囲Ａの中央に該当する−４とし、焦点深度を深く取れるようにした。
【００４７】
また、カメラ５１で取得された平面画像には、図１〜図３に示すように、互いに直交した一対の計測ウインドウＷ１が４組設定されるが、この点、各組の計測ウインドウＷ１については、縦方向のものを基準にして横方向のものを設定すれば、溶接対象のセグメントコンダクタ１１，２１が大きくばらついても、４組の計測ウインドウＷ１を介して、溶接対象のセグメントコンダクタ１１，２１を検知することができる。
【００４８】
尚、図１〜図３では、溶接対象のセグメントコンダクタ１１における２組の計測ウインドウＷ１と、溶接対象のセグメントコンダクタ２１における２組の計測ウインドウＷ１とが重なることはないが、これは、説明の便宜上、わかりやすくしたためであり、実際は、重なるように設定されることが多い。但し、重なるように設定される場合であっても、各計測ウインドウＷ１において、溶接対象のセグメントコンダクタ１１，２１の両方の一辺が含まれてはならない。
【００４９】
また、４組の計測ウインドウＷ１を介して、面取部１５，２５とは隣接しない先端平面１４，２４の３辺のエッジを検出する際には、先端平面１４，２４の内側から外側に向かって、階調落差の激しい部分を検出すれば、エッジ検出の精度は向上する。
【００５０】
以上詳細に説明したように、本実施の形態のセグメントコンダクタの溶接方法では、面取部１５，２５と隣接する先端平面１４，２４が形成された複数の略Ｕ字状のセグメントコンダクタ１１，２１の両端を（図２５，図２６参照）、ステータコア１０１の貫入溝１０２に貫入して（図３３参照）、ステータコア１０１の周方向で互いに逆に捻り、さらに、このとき、各セグメントコンダクタ１１，２１の先端を、ステータコア１０１の軸方向に折り曲げて（図３４参照）、別個のセグメントコンダクタ１１，２１の一端側又は他端側の先端同士を隣り合わせた後に（図３５参照）、トーチ３１で溶接している（図２５，図２６参照）。
尚、図３３〜図３５では、セグメントコンダクタ１１，２１を、セグメントコンダクタ１０３，１０４と記述している。
【００５１】
但し、トーチ３１で溶接する前においては、トーチ３１で溶接される関係にある別個のセグメントコンダクタ１１，２１の一端側又は他端側の先端平面１４，２４の各々について、トーチ３１側で隣り合うとともに面取部１５，２５とは隣接しない２つの頂点の位置Ｐ１，Ｐ２を、カメラ５１により取得された平面画像における画像処理で計測することにより、トーチ移動基本情報として求めている（図２参照）。そして、このトーチ移動基本情報により、先端平面１４，２４の重心Ｇ１，Ｇ２を求め、さらに、２つの重心Ｇ１，Ｇ２を結んだ線とトーチ３１の円周軌道Ｌとの交点Ｇ３を求め、この交点Ｇ３にトーチ３１を移動させている（図４参照）。さらに、先端平面１４，２４の重心Ｇ１，Ｇ２からトーチ３１までの距離が相等しいトーチ移動位置を求め、このトーチ移動位置にトーチ３１を移動させている（図５参照）。
【００５２】
すなわち、本実施の形態のセグメントコンダクタの溶接方法では、トーチ３１で溶接する前に、トーチ３１で溶接される関係にある別個のセグメントコンダクタ１１，２１の一端側又は他端側の先端平面１４，２４の各々について、トーチ３１側で隣り合うとともに面取部１５，２５とは隣接しない２つの頂点Ｐ１，Ｐ２の位置を平面視による画像処理で計測することによりトーチ移動基本情報として求め、このトーチ移動基本情報に基づいてトーチ３１を移動させることによって、セグメントコンダクタ１１，２１を溶接することに適切な位置へトーチ３１を移動させているので、溶接不良の大幅の低減を図ることができる。
【００５３】
特に、本実施の形態のセグメントコンダクタの溶接方法では、トーチ３１で溶接される関係にある別個のセグメントコンダクタ１１，２１の一端側又は他端側の先端平面１４，２４の各々について、トーチ３１側で隣り合うとともに面取部１５，２５とは隣接しない２つの頂点Ｐ１，Ｐ２の位置を平面視による画像処理で計測することによりトーチ移動基本情報として求めているので、このトーチ移動基本情報から、トーチ３１で溶接される関係にある別個のセグメントコンダクタ１１，２１の一端側又は他端側の先端平面１４，２４の向きを知ることができる。従って、このトーチ移動基本情報に基づいてトーチ３１を移動させる際に、トーチ３１で溶接される関係にある別個のセグメントコンダクタ１１，２１の一端側又は他端側の先端平面１４，２４の向きを反映させることができる。さらに、カメラ５１により取得された平面画像においては、面取部１５，２５とは隣接しない先端平面１４，２４の３辺に対して、画像処理の基礎である２組の計測ウインドウＷ１がそれぞれ設定されているので（図１参照）、このトーチ移動基本情報に基づいてトーチ３１を移動させる際に、平面視による画像処理における面取部１５，２５の悪影響を排除することができる。
【００５４】
この点、カメラ５１により取得された平面画像において、図２３に示すように、セグメントコンダクタ１１，２１の先端平面１４，２４を含む計測ウインドウＷ５を設定し、パターンマッチングにより、セグメントコンダクタ１１，２１の先端平面１４，２４の位置を計測しようとすると、セグメントコンダクタ１１，２１における先端平面１４，２４と面取部１５，２５の境界が計測ウインドウＷ５に含まれることから、セグメントコンダクタ１１，２１の先端平面１４，２４の位置を正確に計測することができない。
【００５５】
また、カメラ５１により取得された平面画像において、図２４に示すように、互いに直交した一対の計測ウインドウＷ６を４組設定して、セグメントコンダクタ１１，２１における先端平面１４，２４の一対の対角Ｐ１，Ｐ２の位置を求めてから、セグメントコンダクタ１１，２１の先端平面１４，２４の位置を計測しようとすると、２組の計測ウインドウＷ６のそれぞれでは、セグメントコンダクタ１１，２１における先端平面１４，２４と面取部１５，２５の境界を検出しなければならいので、セグメントコンダクタ１１，２１の先端平面１４，２４の位置を正確に計測することができない。また、この場合には、セグメントコンダクタ１１，２１における先端平面１４，２４の一対の対角Ｐ１，Ｐ２の位置を求めても、セグメントコンダクタ１１，２１の先端平面１４，２４の向きを知ることができないので、このことからも、セグメントコンダクタ１１，２１の先端平面１４，２４の位置を正確に計測することができない。
【００５６】
次に、本実施の形態におけるセグメントコンダクタの溶接品質管理方法に関して説明する。
本実施の形態におけるセグメントコンダクタの溶接品質管理方法では、各溶接予定箇所１０５に対し、トーチ３１（図２７，図２８参照）による溶接が行われた後において、図７に示すように、溶接対象のセグメントコンダクタ１１，２１の上方に設置されたカメラ５１により、平面画像が取得される。また、溶接対象のセグメントコンダクタ１１，２１の斜め上方に設置されたカメラ５２，５３により、画像が取得される。
尚、図７では、セグメントコンダクタ１１，２１が溶接された後の状態を示しており、セグメントコンダクタ１１，２１は、溶接玉４１で一体化されている。
【００５７】
このとき、カメラ５１により取得された平面画像を図１１に示す。図１１に示すように、本実施の形態では、カメラ５１により取得された平面画像Ｖには、ステータコア１０１の径方向に並んだ３個の溶接玉４１が撮像される。また、本実施の形態では、ステータコア１０１の径方向にカメラ５１を２台設置しており、図１１に示すように、連続した２つの平面画像Ｖを取得しているが、この点、２つの平面画像Ｖは、連続しないものであってもよい。
【００５８】
また、本実施の形態では、カメラ５１で平面画像を取得する際に、図９に示すように、直接照明５４及び間接照明５５で溶接玉４１を照射している。これは、溶接玉４１が楕円形状となっているため、間接照明５５のみで溶接玉４１を照射すると、図１０の左側に示すように、溶接玉４１の中央部分４１Ａが明るくなる一方で、溶接玉４１の周囲部分４１Ｂに影ができ、また、直接照明５４のみで溶接玉４１を照射すると、図１０の中央に示すように、溶接玉４１の中央部分４１Ｃに影ができる一方で、溶接玉４１の周囲部分４１Ｄが明るくなることを考慮し、直接照明５４及び間接照明５５で溶接玉４１を照射することで、図１０の右側に示すように、溶接玉４１の全体４１Ｅを明るくするためである。
【００５９】
そして、本実施の形態では、平面画像Ｖにおける各溶接玉４１について、図１２に示すような、未溶接、溶け分かれ、溶融不足にあるものを検出する。それには、先ず、図１２の左側に示すマスター画像との相関解析を行う。その相関解析の結果を図１４に示す。図１４では、「合格品」を太線で示し、未溶接又は溶け分かれのものを細線で示し、溶融不足のものを点線で示している。図１４によれば、ある相関値で判断すると、未溶接又は溶け分かれのもの（図１４の細線）の全てを「ＮＧ品」として判別することが可能であるが、「合格品」（図１４の太線）の一部を「ＮＧ品」として判別したり、溶融不足のもの（図１４の点線）の大部分を「ＯＫ品」として判別したりする。
【００６０】
そこで、本実施の形態では、図１４で「ＮＧ品」と判別されたものについて、溶接玉４１の中央部の面積を測定し、図１５に示すように、ある閾値によって、「合格品」、未溶接及び溶け分かれ、溶融不足にあるものを検出する。図１５では、図１４の場合と同様にして、「合格品」を太線で示し、未溶接又は溶け分かれのものを細線で示し、溶融不足のものを点線で示している。図１５によれば、ある閾値で判断すると、未溶接又は溶け分かれのもの（図１５の細線）、溶融不足のもの（図１５の点線）のものを「ＮＧ品」として判別することができる。もっとも、図１５においても、「合格品」（図１４の太線）の極一部を「ＮＧ品」として判別することになるが、品質検査としては安全側であり、また、上述した溶接方法により、溶接品質の向上が図られるので、この誤判定は殆ど起きない。
【００６１】
さらに、本実施の形態では、図１４で「ＯＫ品」と判別されたものについて、溶接玉４１の中央部の面積を測定し、図１６に示すように、ある閾値によって、「合格品」、溶融不足にあるものを検出する。図１６では、図１４の場合と同様にして、「合格品」を太線で示し、溶融不足のものを点線で示している。図１６によれば、ある閾値で判断すると、溶融不足のもの（図１６の点線）のものを「ＮＧ品」として判別することができるとともに、「合格品」（図１６の太線）を「ＯＫ品」として判別することができる。
【００６２】
尚、平面画像Ｖにおける各溶接玉４１の面積測定においては、図１３に示すように、各溶接玉４１の中央に対して、面積測定のための計測ウインドウＷ２が設定されるように補正される。
【００６３】
また、本実施の形態では、平面画像Ｖにおける各溶接玉４１の高さを測定することができる。なぜなら、図１７（ａ）に示すように、直接照明５７で溶接玉４１を照射すると、平面画像Ｖにおける溶接玉４１は、図１８（ａ）に示すようになり、溶接玉４１の中央部分４１Ｆが暗くなるとともに溶接玉４１の周囲部分４１Ｇが明るくなり、図１７（ｂ）に示すように、直接照明５６で溶接玉４１を照射すると、平面画像Ｖにおける溶接玉４１は、図１８（ｂ）に示すようになり、溶接玉４１の中央部分４１Ｉが暗くなるとともに溶接玉４１の周囲部分４１Ｊが明るくなるが、この点、図１７（ａ）（ｂ）及び図１８（ａ）（ｂ）を比較すればわかるように、直接照明５６，５７から溶接玉４１までの距離が異なれば、溶接玉４１の周囲部分４１Ｉ，４１Ｊの幅も異なるので、溶接玉４１の周囲部分４１Ｉ，４１Ｊの幅がわかれば、直接照明５６，５７から溶接玉４１までの距離、ひいては、溶接玉４１の高さを求めることができるからである。
【００６４】
但し、本実施の形態では、直接照明５６，５７は、図９に示す直接照明５４を使用し、このときの溶接玉４１の高さと当該溶接玉４１の周囲部分の白色幅の関係を図１９として予め求め、図１９に示す関係に基づいて、溶接玉４１の周囲部分の白色幅から当該溶接玉４１の高さを求めている。尚、図１９を見ればわかるように、溶接玉４１の高さがどんなに変わっても、溶接玉４１の周囲部分の白色幅が約０．６〜１．５の範囲内に収まるようにすれば、溶接玉４１の高さを高精度に求めることが可能となる。
【００６５】
以上詳細に説明したように、本実施の形態のセグメントコンダクタの溶接品質管理方法では、溶接玉４１を直接照明５４及び間接照明５５で照射することにより平面画像Ｖを取得し（図１１参照）、この平面画像Ｖにおいて、図１２の左側に示すマスター画像に対する相関値に基づいて、溶接玉４１の未溶接及び溶け分かれを検出する（図１４の細線参照）。その後は、当該平面画像Ｖにおいて、溶接玉４１の中央部の面積値に基づいて、図１４で「ＮＧ品」と判別されたものから、当該溶接玉４１の溶融不足を検出し（図１５の点線参照）、さらに、溶接玉４１の中央部の面積値に基づいて、図１４で「ＯＫ品」と判別されたものから、当該溶接玉４１の溶融不足を検出している（図１６の点線参照）。従って、当該溶接玉４１の平面画像Ｖを画像処理することにより、当該溶接玉４１の未溶接及び、溶け分かれ、溶融不足を検出することを精度良く且つ容易に行うことができる。
【００６６】
特に、本実施の形態のセグメントコンダクタの溶接品質管理方法では、溶接玉４１を直接照明５４及び間接照明５５で照射することにより平面画像Ｖを取得しているので、溶接玉の形状に左右されることなく、反射光などの影響のない平面画像Ｖを取得することができる（図９，図１０参照）。
【００６７】
また、溶接玉４１が溶融不足である場合は、未溶接及び溶け分かれである場合とは異なって、一体化されていることを考慮すれば（図１２参照）、反射光などの影響のない平面画像Ｖで画像処理をしても、一つの平面画像Ｖにおいて、未溶接及び溶け分かれを検出すると同時に溶融不足までも検出することは困難であるが、本実施の形態のセグメントコンダクタの溶接品質管理方法では、平面画像Ｖにおける相関値に基づいて、未溶接及び溶け分かれを検出し（図１４の細線参照）、その後に、平面画像Ｖにおける面積値に基づいて、溶接玉４１の溶融不足を検出することから（図１５及び図１６の点線参照）、一つの平面画像Ｖにおいて、未溶接及び、溶け分かれ、溶融不足を検出することを可能にしている。
【００６８】
また、本実施の形態では、各溶接玉４１の間隙を計測している。それには、直接照明５４及び間接照明５５で溶接玉４１を照射して、カメラ５１で平面カラー画像を取得し、図２１に示すように、各溶接玉４１の間隙Ｂを計測する。ここで、各溶接玉４１の間隙Ｂは、ステータコア１０１の径方向に並んだ各溶接玉４１の距離である。
【００６９】
そして、本実施の形態では、カメラ５１で取得された平面カラー画像において、図２２に示すように、各溶接玉４１の間隙Ｂを計測するための計測ウインドウＷ４が設定される。このとき、各溶接玉４１は、直接照明５４及び間接照明５５で照射され、その全体が明るくなるものの、各溶接玉４１は楕円形状を有しているため、その輪郭部分に極僅かな影の部分４１Ｋができることは避けられず、また、各溶接玉４１の間隙Ｂの基準値が１ｍｍ程度と小さいため、この影の部分４１Ｋが、当該間隙Ｂの一部と扱われると、各溶接玉４１の間隙Ｂを計測する際の精度に大きく影響する。
【００７０】
そこで、本実施の形態では、カメラ５１でサンプリングとして取得された平面カラー画像において、溶接玉４１の明るい部分を示す色と、溶接玉４１の影の部分４１Ｋを示す色とを、それぞれに該当する画素の色で指定し、溶接玉４１の明るい部分を示す色を中心として一定範囲に含まれた色又は、溶接玉４１の影の部分４１Ｋを示す色を中心として一定範囲に含まれた色を持つ画素が溶接玉４１を表すものと扱って、溶接玉４１の境界を検出する。このようにすれば、各溶接玉４１の影の部分４１Ｋを、各溶接玉４１の間隙Ｂの一部と扱われることがないので、計測精度の向上に貢献することができる。
【００７１】
以上詳細に説明したように、本実施の形態のセグメントコンダクタの溶接品質管理方法では、溶接玉４１の平面カラー画像を取得し、平面カラー画像における溶接玉４１の境界を２色以上の論理和で検出することにより、ステータコア１０１の径方向で隣り合う溶接玉４１の間隙Ｂを計測しているので、溶接玉４１の平面画像を画像処理することにより、溶接玉４１同士の間隙Ｂを計測することを精度良く且つ容易に行うことができる。
【００７２】
特に、本実施の形態のセグメントコンダクタの溶接品質管理方法では、平面カラー画像において、溶接玉４１の明るい部分を示す色と、溶接玉４１の影の部分４１Ｋを示す色とを、それぞれに該当する画素の色で指定し、溶接玉４１の明るい部分を示す色を中心として一定範囲に含まれた色又は、溶接玉４１の影の部分４１Ｋを示す色を中心として一定範囲に含まれた色を持つ画素が溶接玉４１を表すものと扱って、平面カラー画像における溶接玉４１の境界を２色以上の論理和で検出している。この点、平面カラー画像においては、少なくとも、溶接玉４１が明るい部分と暗い分の２色で映し出され、溶接玉４１の境界付近に出る影の部分４１Ｋを目視による色で判断できることから、この判断に基づけば、溶接玉４１の境界を検出する際に使用する２色以上の色を正確に指定することができ、もって、溶接玉４１同士の間隙Ｂの計測精度の向上に役立つことができる。
【００７３】
また、本実施の形態では、セグメントコンダクタ１１，２１のエナメル被覆部１３，２３の絶縁性を確認するために、図７に示すカメラ５２，５３により取得された画像より、セグメントコンダクタ１１，２１のエナメル被覆部１３，２３の発泡の有無を検出する。例えば、カメラ５３により取得された画像は、図２０に示すようになり、セグメントコンダクタ１１のエナメル被覆部１３の発泡１３Ａを検出することができる。
【００７４】
もっとも、そのためには、図２０に示すように、カメラ５３により取得された画像において、セグメントコンダクタ１１のエナメル被覆部１３と裸線２１との境界を避けるようにして、セグメントコンダクタ１１のエナメル被覆部１３に対して検出ウインドウＷ３を設定する。なぜなら、当該境界では、エナメル被覆部１３のエナメルが剥離した部分１３Ｃが、発泡１３Ａと同様にして光沢を有しており、発泡１３Ａとして誤検出するおそれがあるからである。尚、エナメル被覆部１３が曲がった箇所においては、発泡１３Ａと同様にして光沢のある部分１３Ｂとして映し出されることがあるが、当該光沢のある部分１３Ｂは、発泡１３Ａと比べれば一層大きいことから、面積フィルタにより除外される。
【００７５】
尚、上述した画像処理は、カメラ５２により取得された画像により、セグメントコンダクタ２１のエナメル被覆部２３の発泡を検出する際にも行われる。
【００７６】
以上詳細に説明したように、本実施の形態のセグメントコンダクタの溶接品質管理方法では、カメラ５２，５３により、セグメントコンダクタ１１，２１のエナメル被覆部１３，２３の画像を取得し、画像における光沢部の面積値に基づいて、セグメントコンダクタ１１，２１のエナメル被覆部１３，２３の発泡１３Ａ等の有無を検出しているので、セグメントコンダクタ１１，２１のエナメル被覆部１３，２３の画像を画像処理することにより、セグメントコンダクタ１１，２１のエナメル被覆部１３，２３の発泡１３Ａ等の有無を検出することを精度良く且つ容易に行うことができる。
【００７７】
特に、本実施の形態のセグメントコンダクタの溶接品質管理方法では、セグメントコンダクタ１１，２１のエナメル被覆部１３，２３の画像を取得する際に、セグメントコンダクタ１１，２１の絶縁被覆部１３，２３の発泡１３Ａ等だけでなく、エナメル被覆部１３が曲がった箇所において、発泡１３Ａ等と同様にして光沢のある部分１３Ｂとして映し出されることがあり、また、セグメントコンダクタ１１のエナメル被覆部１３と裸線２１との境界において、エナメル被覆部１３のエナメルが剥離した部分１３が光ることを考慮し（図２０参照）、画像における光沢部の面積値に基づいて、セグメントコンダクタ１１，２１のエナメル被覆部１３，２３の発泡１３Ａ等の有無を検出しているので、検出精度の向上が著しい。
【００７８】
最後に、上述した本実施の形態の各作業の順序について図８のフローチャートに基づいて説明する。本実施の形態では、先ず、Ｓ１１において、各溶接予定箇所１０５に対し、トーチ３１（図２７，図２８参照）による溶接が行われる前において、溶接対象のセグメントコンダクタ１１，２１の位置を計測して、Ｓ１２に進む。Ｓ１２では、トーチ３１の位置補正により溶接対象のセグメントコンダクタ１１，２１の溶接が可能であるか否かを判断する。ここで、トーチ３１の位置補正により溶接対象のセグメントコンダクタ１１，２１の溶接が可能でないと判断した場合には（Ｓ１２：Ｎｏ）、Ｓ１３に進んで、溶接対象のセグメントコンダクタ１１，２１の位置を手作業で矯正し、Ｓ１１に戻る。一方、トーチ３１の位置補正により溶接対象のセグメントコンダクタ１１，２１の溶接が可能であると判断した場合には（Ｓ１２：Ｙｅｓ）、Ｓ１４に進む。
【００７９】
Ｓ１４では、トーチ３１の位置補正を行った後で、同一の円周軌道上にある各溶接予定箇所１０５に対し連続的に溶接を行う。さらに、同様にして、上述したものとは異なる同一の円周軌道上にある各溶接予定箇所１０５に対し連続的に溶接を行う。
このとき、溶接対象のセグメントコンダクタ１１，２１の高さや、その発熱状態までも考慮して、トーチ３１の高さ補正を行うと、溶接不良の低減が一層著しくなる。
このようにして、連続溶接を行った後は、Ｓ１５に進む。
【００８０】
Ｓ１５では、各溶接玉４１について、未溶接及び溶け分かれにあるものを検出する。次に、Ｓ１６では、未溶接及び溶け分かれにあるものを要因とした「ＮＧ品」があるか否かを判断する。ここで、未溶接及び溶け分かれにあるものを要因とした「ＮＧ品」があると判断した場合には（Ｓ１６：Ｙｅｓ）、Ｓ１７に進んで、未溶接又は溶け分かれにあるものと判断されたものに対して、単発的に溶接を実施して修正し、Ｓ１５に戻る。一方、未溶接及び溶け分かれにあるものを要因とした「ＮＧ品」がないと判断した場合には（Ｓ１６：Ｎｏ）、Ｓ１８に進んで、各溶接玉４１について、溶融不足にあるものを検出する。
【００８１】
次に、Ｓ１９では、溶融不足にあるものを要因とした「ＮＧ品」があるか否かを判断する。ここで、溶融不足にあるものを要因とした「ＮＧ品」があると判断した場合には（Ｓ１９：Ｙｅｓ）、Ｓ２０に進んで、溶融不足にあるものと判断されたものに対して、単発的に溶接を実施して修正し、Ｓ１８に戻る。一方、溶融不足にあるものを要因とした「ＮＧ品」がないと判断した場合には（Ｓ１９：Ｎｏ）、Ｓ２１に進んで、各溶接玉４１の間隙Ｂについて計測を行う。
【００８２】
次に、Ｓ２２では、各溶接玉４１の間隙Ｂが基準値を確保しているか否かを判断する。ここで、基準値を確保していない溶接玉４１の間隙Ｂがあれば（Ｓ２２：Ｎｏ）、Ｓ２３に進んで、当該箇所に対して治具による溶接玉４１の位置調整を行った後に、Ｓ２１に戻る。一方、全ての溶接玉４１の間隙Ｂが基準値を確保していると判断した場合には（Ｓ２２：Ｙｅｓ）、Ｓ２４に進む。
【００８３】
次に、Ｓ２４では、セグメントコンダクタ１１，２１のエナメル被覆部１３，２３の発泡の有無を検出し、Ｓ２５に進む。Ｓ２５では、セグメントコンダクタ１１，２１のエナメル被覆部１３，２３の発泡が無いか、セグメントコンダクタ１１，２１のエナメル被覆部１３，２３の発泡があっても絶縁塗装で修復可能かを判断する。ここで、セグメントコンダクタ１１，２１のエナメル被覆部１３，２３の発泡が無いと判断した場合又は、セグメントコンダクタ１１，２１のエナメル被覆部１３，２３の発泡があっても絶縁塗装で修復可能であると判断した場合には（Ｓ２５：Ｙｅｓ）、Ｓ２６に進んで、出荷品とする。一方、セグメントコンダクタ１１，２１のエナメル被覆部１３，２３の発泡があり、しかも、絶縁塗装で修復可能でないと判断した場合には（Ｓ２５：Ｎｏ）、Ｓ２７に進んで、廃棄品とする。
【００８４】
尚、本発明は上記実施の形態に限定されるものでなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、本実施の形態では、トーチ３１で溶接される関係にある別個のセグメントコンダクタ１１，２１の一端側又は他端側の先端平面１４，２４の重心Ｇ１，Ｇ２からトーチ３１までの距離が相等しいトーチ移動位置を求め、このトーチ移動位置にトーチ３１を移動させている（図５参照）。
この点、溶接対象のセグメントコンダクタ１１の先端平面１４の重心Ｇ１と、溶接対象のセグメントコンダクタ２１の先端平面２４の重心Ｇ２との中点を単純に求め、当該中点に、トーチ３１を移動させてもよい。
【００８５】
【発明の効果】
本発明のセグメントコンダクタの溶接方法では、トーチで溶接する前に、トーチで溶接される関係にある別個のセグメントコンダクタの一端側又は他端側の先端平面の各々について、トーチ側で隣り合うとともに面取部とは隣接しない２つの頂点の位置を平面視による画像処理で計測することによりトーチ移動基本情報として求め、このトーチ移動基本情報に基づいてトーチを移動させることによって、セグメントコンダクタを溶接することに適切な位置へトーチを移動させているので、溶接不良の大幅の低減を図ることができる。
【００８６】
特に、本発明のセグメントコンダクタの溶接方法では、トーチで溶接される関係にある別個のセグメントコンダクタの一端側又は他端側の先端平面の各々について、トーチ側で隣り合うとともに面取部とは隣接しない２つの頂点の位置を平面視による画像処理で計測することによりトーチ移動基本情報として求めているので、このトーチ移動基本情報に基づいてトーチを移動させる際に、トーチで溶接される関係にある別個のセグメントコンダクタの一端側又は他端側の先端平面の向きを反映させることができるとともに、平面視による画像処理における面取部の悪影響を排除することができる。
【００８７】
また、本発明のセグメントコンダクタの溶接品質管理方法では、溶接箇所を直接照明及び間接照明で照射することにより平面画像を取得し、平面画像における相関値に基づいて、溶接箇所の未溶接及び溶け分かれを検出した後に、当該平面画像における面積値に基づいて、当該溶接箇所の溶融不足を検出することから、溶接箇所の平面画像を画像処理することにより、溶接箇所の未溶接及び、溶け分かれ、溶融不足を検出することを精度良く且つ容易に行うことができる。
【００８８】
特に、本発明のセグメントコンダクタの溶接品質管理方法では、溶接箇所を直接照明及び間接照明で照射することにより平面画像を取得しているので、溶接箇所の形状に左右されることなく、反射光などの影響のない平面画像を取得することができる。
【００８９】
また、溶接箇所が溶融不足である場合は、溶接箇所が未溶接及び溶け分かれである場合とは異なって、溶接箇所が一体化されていることから、反射光などの影響のない平面画像で画像処理をしても、溶接箇所の未溶接及び溶け分かれを検出すると同時に溶接箇所の溶融不足までも検出することは困難であるが、この点、本発明のセグメントコンダクタの溶接品質管理方法では、平面画像における相関値に基づいて、溶接箇所の未溶接及び溶け分かれを検出し、その後に、平面画像における面積値に基づいて、溶接箇所の溶融不足を検出することから、一つの平面画像において、溶接箇所の未溶接及び、溶け分かれ、溶融不足を検出することを可能にしている。
【００９０】
また、本発明のセグメントコンダクタの溶接品質管理方法では、溶接箇所の平面カラー画像を取得し、平面カラー画像における溶接箇所の境界を２色以上の論理和で検出することにより、ステータコアの径方向で隣り合う溶接箇所の間隙を計測しているので、溶接箇所の平面画像を画像処理することにより、溶接箇所同士の間隙を計測することを精度良く且つ容易に行うことができる。
【００９１】
特に、本発明のセグメントコンダクタの溶接品質管理方法では、平面カラー画像における溶接箇所の境界を２色以上の論理和で検出しているが、この点、平面カラー画像においては、少なくとも、溶接箇所が明るい部分と暗い分の２色で映し出され、溶接箇所の境界付近に出る影を目視による色で判断できることから、この判断に基づけば、溶接箇所の境界を検出する際に使用する２色以上の色を正確に指定することができ、もって、溶接箇所同士の間隙の計測精度の向上に役立つことができる。
【００９２】
また、本発明のセグメントコンダクタの溶接品質管理方法では、セグメントコンダクタの絶縁被覆部の画像を取得し、画像における光沢部の面積値に基づいて、セグメントコンダクタの絶縁被覆部の発泡の有無を検出しているので、セグメントコンダクタの絶縁被覆部の画像を画像処理することにより、セグメントコンダクタの絶縁被覆部の発泡の有無を検出することを精度良く且つ容易に行うことができる。
【００９３】
特に、本発明のセグメントコンダクタの溶接品質管理方法では、セグメントコンダクタの絶縁被覆部の画像を取得する際に、セグメントコンダクタの絶縁被覆部の発泡だけでなく、セグメントコンダクタの絶縁被覆部において曲がっている箇所や絶縁被覆の境界となる箇所も光ることを考慮し、画像における光沢部の面積値に基づいて、セグメントコンダクタの絶縁被覆部の発泡の有無を検出しているので、検出精度の向上が著しい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態において、溶接対象のセグメントコンダクタが撮像された平面画像に対し、互いに直交した一対の計測ウインドウを４組設定した際の状態を示した図である。
【図２】本発明の一実施形態において、溶接対象のセグメントコンダクタが撮像された平面画像上の計測ウインドウを介して、各セグメントコンダクタの２つの頂点（互いに向かい合う側のもの）の位置を計測する際の概念図である。
【図３】本発明の一実施形態において、溶接対象のセグメントコンダクタの２つの頂点（互いに向かい合う側のもの）の位置を介して、各セグメントコンダクタの重心の位置を求める際の概念図である。
【図４】本発明の一実施形態において、溶接対象のセグメントコンダクタの重心の位置を介して、トーチの仮移動点を求める際の概念図である。
【図５】本発明の一実施形態において、溶接対象のセグメントコンダクタの先端平面からトーチまでの距離が等しい位置にトーチを移動させる際の概念図である。
【図６】本発明の一実施形態において、カメラの設置高さを変更しながら幅４ｍｍのワークの幅を計測する実験を行った結果を示したグラフである。
【図７】本発明の一実施形態において、カメラの設置状況を示した図である。
【図８】本発明の一実施形態のフローチャート図である。
【図９】本発明の一実施形態において、直接照明又は間接照明を使用して平面画像に溶接玉を撮像する際の概念図である。
【図１０】本発明の一実施形態において、直接照明又は間接照明を使用して平面画像を取得した場合において、当該平面画像に撮像された溶接玉に発生する明暗を示した図である。
【図１１】本発明の一実施形態において、２台のカメラで溶接玉を撮像した平面画像の位置的関係を示した図である。
【図１２】本発明の一実施形態において、平面画像における各溶接玉の相関解析を行う際のマスター画像並びに、未溶接、溶け分かれ、溶融不足の一例を示したものである。
【図１３】本発明の一実施形態において、平面画像における各溶接玉の面積測定のために位置補正される計測ウインドウを示した図である。
【図１４】本発明の一実施形態において、平面画像における各溶接玉の相関解析を行った結果を示した図である。
【図１５】本発明の一実施形態において、平面画像における各溶接玉の相関解析で「ＮＧ品」として判別されたものに対し、溶接玉の中央部の面積により溶融不足のものを判別した結果を示した図である。
【図１６】本発明の一実施形態において、平面画像における各溶接玉の相関解析で「ＯＫ品」として判別されたものに対し、溶接玉の中央部の面積により溶融不足のものを判別した結果を示した図である。
【図１７】本発明の一実施の形態において、平面画像に撮像された溶接玉からその高さを求めることができることを説明するために、カメラ及び溶接玉に対する直接照明の位置関係を示した図である。
【図１８】本発明の一実施の形態において、平面画像に撮像された溶接玉からその高さを求めることができることを説明するために、直接照明から溶接玉までの距離の変動により溶接玉の明るい周囲部分の幅が変化することを示した図である。
【図１９】本発明の一実施の形態において、平面画像に撮像された溶接玉からその高さを求めることができることを説明するために、溶接玉の高さと溶接玉の明るい周囲部分の幅の関係を示した図である。
【図２０】本発明の一実施の形態において、セグメントコンダクタのエナメル被覆部の発泡の有無を検出するために画像に設定されたウインドウを示す図である。
【図２１】本発明の一実施の形態において、ステータコアの径方向に並んだ各溶接玉の間隙を示した図である。
【図２２】本発明の一実施の形態において、ステータコアの径方向に並んだ各溶接玉の間隙を計測するために平面画像に設定されたウインドウを示した図である。
【図２３】本発明の一実施の形態と比較するために、溶接対象のセグメントコンダクタが撮像された平面画像に設定されるウインドウの一例を示した図である。
【図２４】本発明の一実施の形態と比較するために、溶接対象のセグメントコンダクタが撮像された平面画像に設定されるウインドウの一例を示した図である。
【図２５】溶接対象のセグメントコンダクタ及びトーチの理想的な位置的関係を示した正面図である。
【図２６】溶接対象のセグメントコンダクタ及びトーチの理想的な位置的関係を示した平面図である。
【図２７】溶接対象のセグメントコンダクタ及びトーチの現実的な位置的関係の一例を示した正面図である。
【図２８】溶接対象のセグメントコンダクタ及びトーチの現実的な位置的関係の一例を示した平面図である。
【図２９】ステータコアの平面図である。
【図３０】ステータコアの貫入溝に対してセグメントコンダクタの両端を挿入した際の斜視図である。
【図３１】ステータコアの貫入溝に対してセグメントコンダクタの両端を挿入した際の斜視図である。
【図３２】ステータコアの貫入溝に対してセグメントコンダクタの両端を挿入した際の斜視図である。
【図３３】ステータコアの貫入溝に対してセグメントコンダクタの両端を貫入した際の斜視図である。
【図３４】ステータコアの貫入溝に貫入されたセグメントコンダクタの両端が捻られた際の斜視図である。
【図３５】ステータコアの貫入溝に貫入されたセグメントコンダクタの両端が捻られたことによって、ステータコアの裏側に配置されたセグメントコンダクタの先端平面のみを示した図である。
【図３６】ステータコアの貫入溝に貫入されたセグメントコンダクタの両端が捻られたことによって、ステータコアの裏側に設けられた溶接予定箇所を示した図である。
【符号の説明】
１１，２１，１０３，１０４ セグメントコンダクタ
３１ トーチ
４１ 溶接玉
５４，５６，５７ 直接照明
５５ 間接照明
１０１ ステータコア
１０５ 溶接予定箇所
Ｂ ステータコアの径方向で隣り合う溶接玉の間隙
Ｐ１，Ｐ２ セグメントコンダクタの先端平面のトーチの側で隣り合う２つの頂点
Ｖ 直接照明及び間接照明で照射することにより取得された平面画像

Claims (5)

1. ステータコアに貫入された複数の略Ｕ字状のセグメントコンダクタの両端を前記ステータコアの周方向で互いに逆に捻り、隣り合うことになった別個のセグメントコンダクタの一端側又は他端側の先端同士をトーチで溶接するセグメントコンダクタの溶接方法において、
   前記トーチで溶接される関係にある別個のセグメントコンダクタの一端側又は他端側の先端平面の各々について、前記トーチ側で隣り合うとともに面取部とは隣接しない２つの頂点の位置を、平面視による画像処理で計測することによりトーチ移動基本情報として求め、前記トーチ移動基本情報に基づいて前記トーチを移動させること、を特徴とするセグメントコンダクタの溶接方法。
2. 請求項１に記載するセグメントコンダクタの溶接方法であって、
   前記トーチ移動基本情報により、前記トーチで溶接される関係にある別個のセグメントコンダクタの一端側又は他端側の先端平面の各々から前記トーチまでの距離が相等しいトーチ移動位置を求め、前記トーチ移動位置に前記トーチを移動させること、を特徴とするセグメントコンダクタの溶接方法。
3. ステータコアに貫入された複数の略Ｕ字状のセグメントコンダクタの両端を前記ステータコアの周方向で互いに逆に捻り、隣り合うことになった別個のセグメントコンダクタの一端側又は他端側の先端同士をトーチで溶接した後、溶接箇所の未溶接及び、溶け分かれ、溶融不足を検出するセグメントコンダクタの溶接品質管理方法であって、
   前記溶接箇所を直接照明及び間接照明で照射することにより平面画像を取得し、前記平面画像における相関値に基づいて、前記溶接箇所の未溶接及び溶け分かれを検出した後に、当該平面画像における面積値に基づいて、当該溶接箇所の溶融不足を検出すること、を特徴とするセグメントコンダクタの溶接品質管理方法。
4. ステータコアに貫入された複数の略Ｕ字状のセグメントコンダクタの両端を前記ステータコアの周方向で互いに逆に捻り、前記ステータコアの径方向で隣り合うことになった別個のセグメントコンダクタの一端側又は他端側の先端同士をトーチで溶接した後、前記ステータコアの径方向で隣り合う溶接箇所の間隙を計測するセグメントコンダクタの溶接品質管理方法であって、
   前記溶接箇所の平面カラー画像を取得し、前記平面カラー画像における前記溶接箇所の境界を２色以上の論理和で検出することにより、前記ステータコアの径方向で隣り合う溶接箇所の間隙を計測すること、を特徴とするセグメントコンダクタの溶接品質管理方法。
5. ステータコアに貫入された複数の略Ｕ字状のセグメントコンダクタの両端を前記ステータコアの周方向で互いに逆に捻り、前記ステータコアの径方向で隣り合うことになった別個のセグメントコンダクタの一端側又は他端側の先端同士をトーチで溶接した後、前記セグメントコンダクタの絶縁被覆部の発泡の有無を検出するセグメントコンダクタの溶接品質管理方法であって、
   前記セグメントコンダクタの絶縁被覆部の画像を取得し、前記画像における光沢部の面積値に基づいて、前記セグメントコンダクタの絶縁被覆部の発泡の有無を検出すること、を特徴とするセグメントコンダクタの溶接品質管理方法。

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