JPH0254507A - 電気機器の鉄心組立方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は電気機器の組立方法に関するものであり、特
に、画像処理機能を備えたロボットを使用することによ
り、例えば変圧器のような電気機器の鉄心を組立てるた
めに好適な電気機器の組立方法に関するものである。

［従来の技術］ 第６図ないし第８図は、従来の人手による変圧器の鉄心
の組立方法の説明図である。ここに、第６図は、鉄心組
立ての平面図、第７図は、ヨーク積層ブロックの斜視図
、第８図は、鉄心組立ての斜視図である。作業員（７）
の側面部に配置された材料架台（２）には、積層ブロッ
ク（１）を構成するヨーク素板（８）が、その隅接合部
分の端面を一枚おきに長手方向にずらして積層されてい
る０作業員（））は所要のヨーク素板（８）を材料架台
（２）から取出して、作業員（７〉の正面に位置する作
業架台（６）上で次のような所要の作業を行う、この作
業架台（６）上では、左側レッグ積層ブロック（３）お
よび右側レッグ積層ブロック（４）において、その隅接
合部の端面位置を一枚おきに長手方向にずらせるととも
に、同一高さに在るレッグについては、左側のレッグ端
面を突出させ、右側のレッグ端面を引込ませである０作
業具（７）は、このように積層されている左側および右
側レッグ積層ブロック（３）、（４）の隅接合部に対し
て、ヨーク素板（８）の隅接合部を当接せしめる挿入作
業を反復する。そして、この間に正規の位置にヨーク素
板（８）が挿入されたか否かを目視により確認しながら
、所定高さに鉄心を組立てる。このようにして挿入がな
されたものが、挿入済みヨーク素板（５）として示され
ている。

［発明が解決しようとする課！！］ 上記された従来の組立方法は作業員により手作業で行な
われるため、特に大型電気機器のように数十枚の薄板鉄
心を反復して積層する作業をするときには、作業員の疲
労度が大きくなるとともに、長時間を要することとなり
、また、作業員の目視による確認を行なうことから人為
的な確認ミスを防止することは不可能であり、ヨーク素
板の挿入位置の誤まりや未挿入という事態を生じること
があって、このために組立製品に対する信頼性に欠ける
という問題点があった。

この発明は上記のような問題を解決するためになされた
もので、手作業を要することなく、しかも信頼性のある
組立を実行可能とした電気機器の組立方法を得ることを
目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る電気機器の鉄心組立方法は、ヨーク素子
板と多辺形の鉄心のレッグとの隅接合部が互いにオーバ
ラップするようにヨーク素板をレッグ積層ブロックに積
層して組立てる方法において、ロボットに設けた撮像装
置により、挿入直後のヨーク素板とレッグ積層ブロック
の隅接合部を撮像し、この撮像部分が撮像画面の一定範
囲内にあるか否かを画像処理装置により判定し、その判
定結果に従って挿入直後のヨーク素材の直下のレッグを
撮像画面の一定範囲内に保持するようにロボットの高さ
位置を制御するものである。

［作用］ この発明においては、ロボットに設けた撮像装置により
、ヨーク素板を挿入している左、右のレッグ積層ブロッ
ク部分を撮像し、挿入直後のヨーク素板とレッグが撮像
画面の一定範囲内にあるか否かを画像処理装置により判
定し、その判定結果に従ってヨーク素板とレッグを撮像
画面の一定範囲内に保持するようにロボットの高さ位置
を制御する。

［実施例コ 第１図は、この発明の方法を実施するための装置の構成
図である。この第１図において、符号（１）ないしく６
）および（８）は、既に説明したものと同一であるので
その説明は省略する。

（９）はロボットであって、ヨーク素板（８）の取出し
から組立て迄のシーケンスおよび移動経由点が予めプロ
グラムされており、レッグ積層ブロック（３）、（４）
および挿入済みヨーク（５）からなる組立中の鉄心を載
架した作業架台（６）、および、ヨーク素板（８）を１
１！したヨーク積層ブロック（１）に対向するように回
動し、かつ、その高さ位置が制御可能なものである。

そして、このロボット（９）には、作業架台（６）およ
び材料架台（２）に対して前進、後退するように制御さ
れるロボットアーム（１０）が設けられており、更に、
このロボットアーム（１０）の先端にはロボットハンド
（１１）が取付けられている。

また、このロボットハンド（１１）には、支持パイプ（
１３）が備えられるとともに、ヨーク素板（８）を吸説
着するための吸肌着装置け２）、（１２）、ヨーク素板
（８）をレッグ積層ブロック（３）、（４）内に挿入し
た後で、挿入済みヨーク（５）の側面を揃えるための前
進・後退自在の揃え装置（１４）　、（１４）、および
、挿入直後のヨーク素板〈８）とレッグ（３，）、（３
□）等を含めその隅接合部分を画像範囲（２０）として
撮像するためのレンズ（１６）およびカメラヘッド（１
５）からなる一対の撮像装置（第３図で後述される）が
、それぞれ左右対称の位置に取付けられている。更に、
ロボットアーム（１０）には、カメラコントロールユニ
ット（１７）−（１７）が設けられている。

第２図は、画像処理系のブロック図を示すものであって
、撮像装置により撮像されたレッグ積層ブロック（３）
、（４）の隅接合部における画像範囲（２０）を、カメ
ラコントロールユニット（１））、（１））を介して画
像処理袋ｆｆ　（１８）に取込む、そして、ここで撮像
画像を明暗の２値化画像に変換するとともに、予め設定
入力されたプログラムに従って、ヨーク素板（８）が積
層ブロック（３）または（４）の指定位置に挿入された
か否かを、後述の第５図に示されている態様に従って判
定する。そして、この判定結果に応じて、ロボットコン
トローラ（１９）を介してロボット（９）を適当に動作
させる。

第３図は、この発明の方法を実施するための撮像画像の
取込み状況を示す斜視図である。この第３図において、
所定の撮像範囲（２０）内の撮像画像がレンズ（１６）
を介してカメラヘッド（１６）側に取込まれることにな
る。

第４図は、この発明の方法を実施するときの画像処理系
の動作を示すフローチャート図である。

また、第５図は、この発明の詳細な説明図である。ここ
に、挿入済みヨーク素板（８）の直下のレッグ（３，）
が第５図（ｂ）、（ｃ）に示す画像範囲（２０）内に存
在する場合は正常であり、また、存在しない場合は異常
であるとして判定される。更に、挿入済みヨーク素板（
８）の直下のレッグ（３，）のＹ座標方向の最下限値８
１・Ｙが画像範囲（２０）のセンターライン（ＣＬ）の
上下に設けた上限、下限ライン（ＵＬ）、（ＬＬ）の範
囲内に存在するか否かの判定を行ない、これが上限、下
限ライン（ＵＬ）、（ＬＬ）の範囲外に存在するときに
は、補正量（Δ２）を式 ％式％ （コ、：、　テＵＬ−Ｙ、ＬＬ−Ｙハ上限、下限ライ：
ｙ　（ｔｌＬ）　、（ＬＬ）のＹ座標値を示す）により
算出し、この補正量（Δ２）をロボットコントローラ（
１９）に入力し、上限、下限ライン（ＵＬ）、（ＬＬ）
の範囲内に挿入済みのヨーク素板（８）の直下のレッグ
（３１）が位置するようにロボット（９）の高さ方向で
の位置を制御する。

次に、この発明の方法の動作を、主として第４図のフロ
ーチャート図を参照しながら説明する。

まず、ステップ（Ｓｌ）において、画像範囲（２０）の
上限ライン（ｔｌＬ）、下限ライン（ＬＬ）及びヨーク
素板（８）の厚み（１＞をそれぞれ初期設定する。ステ
ップ〈Ｓ２）において、スタートボタン（図示されない
）を押してロボット（９）を起動すると、積層ブロック
（１）に対向するロボットアーム（１０）および吸脱着
装”ｌ　（１２）、（１２）が前進してヨーク素板（８
）を吸着保持し、次いで、後退しながらロボット（９）
を（第１図において）反時計方向に回動させて、ヨーク
積層ブロック（５）と対向する位置まで来る。これに続
けて、ロボットアーム（１０）および吸脱着装置（１２
）、（１２）が再び前進し、レッグｍｍブロック（３）
、（４）の指定位置の水平方向にヨーク素板（８）を第
３図に示す位置まで挿入する。

このときに、ロボットコントローラ（１９）から指令信
号が出力され、撮像装置により撮像された画像範囲（２
０）が画像処理装置（１８）に取込まれる。そして、次
のステップ（Ｓ３）において、当該取込み画像が左側に
存在するか否か、即ち、第３図に示されるレッグ積層ブ
ロック（３）に相当するものであるか否かの判定をする
。ここで、左画像であればＹＥＳの判定がなされるから
、ステップ（Ｓ４）に移行してこの左画像の取込みを行
う。これに対して、ステップ（Ｓ３）での判定の結果が
ＮＯであったときには、取込み画像が右画像であるから
、これに対応するレッグ積層ブロック（４）の画像をス
テップ〈Ｓ５〉において取込む、そして、次のステップ
（Ｓ６）において、これらの画像を白、黒の２値化画像
に変換する。これに続くステップ（Ｓ））において、ヨ
ーク素板（８）がし・ｙグ積層ブロック（３）または（
４）の指定位置に挿入されたか否かを判定する。その結
果として°゛正常と判定されたときには、ステップ（Ｓ
８）に移行して正常表示を行なう。これに対して、“異
常”°と判定されたときには、ステップ（Ｓ９）に移行
してロボット（９）を停止し、次に続くステップ（Ｓｔ
Ｏ＞において異常表示を行なう、そして、ステップ（Ｓ
ｌｌ＞において、作業員による修正・確認の作業が行な
われてから、ステップ（Ｓ１２）においてロボット（９
）の再起動がなされる。

次のステップ（Ｓ１３）においては、２値化画像の明暗
画素の走査を行ない、挿入直後のヨーク素板（８）の直
下のレッグ（３１）の最も小さいＹ座標値Ｂ１・Ｙを算
出する。そして、ステップ（Ｓ１４）において、これが
下限ライン（ＬＬ−Ｙ）より小であるか否かの判定をす
る。その結果として、小である（ＹＥＳ）という判定が
なされたときには、即ち、第５図（ｃ）に示すように、
レッグ（３１）が下限ライン（ＬＬ）より下方に存在す
る場合には、ステップ（Ｓ１５）に移行して。

△Ｚ＝８１−Ｙ−（ＵＬ−Ｙ＋ＬＬ−Ｙ）／２なる演算
を行なって負の補正量（ΔＺ）を求める。

これに対して、前記のステップ（Ｓ１４）においてＢ１
・Ｙ＜ｌ几・Ｙではない（Ｎｏ）と判定されたときには
、ステップ（Ｓ１６）に移行して、 Ｂ１・Ｙ≦ＬＬ−Ｙ であるか否かの判定を行なう。その判定の結果がＹＥＳ
であるときには、即ち、第５図（ａ）に示すように上下
限ラインの範囲内にあるときには、補正量△Ｚ＝０を出
力する。これに対して、ステップ（Ｓ１６）においてＮ
Ｏと判定されたときには、即ち、第５図（ｂ）に示すよ
うに下限ライン（ＬＬ）以下にあるときには、ステップ
（Ｓ１８）において△Ｚ＝　Ｂｌ・Ｙ−（ＵＬ−Ｙ＋　
ＬＬ−Ｙ）／２なる演算を行なって正の補正量（ΔＺ）
を算出する。

そして、次のステップ（Ｓ１９）において、画像位置の
補正は次回の同じ側のヨーク素板（８）の挿入の段階で
行なうようにしているために、前記の補正量△Ｚにヨー
ク素板（８）の厚み（１）の２倍の値を加算し、この値
が負のときにはロボット（９）を下方に移動させる。即
ち、画像は上方に移動するようにされる。これに対して
、前記の値が正のときには、ロボット（９）を上方に移
動させる。即ち、画像は下方に移動するようにされる。

そして、前記の値が２しであるときにも、ロボッ１−（
９）を上方に移動させるように高さの制御を行なう。こ
のような操作を繰返しながら所定枚数のヨーク素板（８
）を積層していき、所望の作業終了する。

なお、上記実施例においては、レッグ積層ブロックにつ
いてＹ軸方向の画像位置補正を施す場合について説明し
たが、これに限らず、例えば、Ｘ軸方向の最低位置座標
Ｂ１・Ｘ、上限、下限ラインＵＬ−Ｘ、ＬＬ−Ｘを設定
することにより、Ｘ軸方向の位置補正を実施することも
できる。更に、同時積み枚数は１枚／凹に限られるもの
ではなく、２枚／回以上の場合でも適用することが可能
であり、これに加えて、上記実施例における外鉄型変圧
器以外に、内鉄型変圧器やりアクドル等に適用しても同
様の効果を奏するものである。

［発明の効果］ 以上述べたようにこの発明によると、挿入直後のヨーク
素板を含めたレッグ積層ブロックの隅接合部を撮像し、
この撮像部分が撮像画面の一定範囲内にあるか否かを画
像処理装置により判定し、その判定結果に従って挿入直
後のヨーク素材の直下のレッグを撮像画面の一定範囲内
に保持するようにロボットの高さ位置を制御するように
したので、挿入直後のヨーク素材とレッグ積層ブロック
の隅接合部を撮像画面内に常に保持することができ、こ
のためヨーク素材が指定位置に挿入されたか否かを、誤
判定することなく確実に判定することが可能となり、信
頼性の高い自動組立てを行なうことができる。

また、ロボットは連続して自動組立てを行なうことがで
きるため、短期間でかつ経済性の良い組立てが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の方法を実施するための装置の構成
図、第２図は、この発明の方法を実施する画像処理系の
ブロック図、第３図は、この発明の方法を実施するため
の撮像画像の取込み状況を示す斜視図、第４図は、この
発明の方法を実施するときの画像処理系の動作を示すフ
ローチャー１へ図、第５図は、この発明の詳細な説明図
、第６図ないし第８図は、従来の鉄心組立方法の説明図
であって、第６図は、鉄心組立ての平面図、第７図は、
ヨーク積層ブロックの斜視図、第８図は、鉄心組立ての
斜視図である。 （１）はヨーク積層ブロック、 （３）、（４）はレッグ積層ブロック、（５）は挿入済
みヨーク、 （８）はヨーク素板、 （９）はロボット、 （１５）はカメラヘッド、 （１６）はレンズ、 （１７）はカメラコントロールユニット、（１８）は画
像処理装置、 （１９）はロボットコントローラ、 （２０）は画像範囲、 （ＵＬ）は上限ライン、 （ＬＬ）は下限ライン、 （△Ｚ）は画像位置補正量。 なお、図中、同一符号は同−又は相当部分である。 氾２図 ９：ＯホＳソト 市４図 箒６図 弔７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ヨーク素板と多辺形の鉄心のレッグとの隅接合部
   が互いにオーバラップするようにヨーク素板をレッグ積
   層ブロックに積層して組立てる鉄心の組立方法において
   ： ロボットに設けた撮像装置により、挿入 直後のヨーク素板とレッグ積層ブロックの隅接合部を撮
   像すること； この撮像部分が撮像画面の一定範囲内に あるか否かを画像処理装置により判定すること；および 上記判定結果に従って挿入直後のヨーク 素材の直下のレッグを撮像画面の一定範囲内に保持する
   ようにロボットの高さ位置を制御することを特徴とする
   電気機器の鉄心組立方法。