KR20180078292A - 권선 검사 방법 및 권선 검사 장치 - Google Patents

Abstract

권선 코일(1)을 코어편(20)에 형성하는 고정자(10)의 권선 검사 방법에 있어서, 코어편(20)의 권선 후의 화상을 취득하는 공정인, 제 2 취득 공정(스텝 ST8)과, 화상으로부터 코어편(20)에 감겨진 권선 코일(1)의 윤곽 데이터의 추출을 행하는 공정인 제 2 추출 공정(스텝 ST9)과, 권선 코일(1)의 윤곽 데이터로 권선 코일(1)의 양부를 판정하는 제 2 판정 공정(스텝 ST12)을 구비한다.

Description

권선 검사 방법 및 권선 검사 장치

본 발명은, 회전 전기 기기(rotating electrical machine)에 제공되는 복수 개의 코어편을 환상(環狀)으로 배열한, 이른바 집중 권선(concentrated winding)의 고정자에 있어서 권선 상태를 검사하는 권선 검사 방법 및 권선 검사 장치에 관한 것이다.

회전 전기 기기의 스테이터(stator) 제조 공정에서는, 권선 공정에 있어서 코일이 각 층에서 등간격으로 정렬하여 감겨질 필요가 있고, 권선 불량이나 이상의 유무를 검사하기 위해 권선 후의 코일 육안 검사나 내압 검사를 실시하고 있다. 그러나, 육안 검사는 "검사 시간에 능력차가 있다", "검사 결과에 개인차가 있다" 등의 문제가 있다.

이것을 해결하기 위해, 종래의 권선 검사 방법 및 권선 검사 장치는, 전선이나 케이블 등을 드럼에 감는 방법에 있어서, 감김 상태의 화상을 처리하여 감김점을 검출하고, 감김점에 있어서의 건너뛰어 감기는 것이나 겹쳐져 감기는 것 등의 감김 이상을 수량화하여 파악하는 기술이 개시되어 있다(예컨대, 특허 문헌 1 참조).

또한, 권선 공정 직후에 권선 장치와는 별도로 코일 외형 검사 장치를 마련하고, 스테이터 코어에 감겨진 권선 코일의 감김 외형의 크기를 판별하여, 양부를 판정하는 권선 장치가 개시되어 있다(예컨대, 특허 문헌 2 참조).

(선행 기술 문헌)

(특허 문헌)

(특허 문헌 1) 일본 특허 제 3275276호(단락 번호 0007~0016, 도 1~도 11)

(특허 문헌 2) 일본 특허 제 4670789호(단락 번호 0015~0049, 도 1~도 11)

종래의 권선 검사 방법 및 권선 검사 장치는, 회전 전기 기기를 구성하는 고정자에 권선을 실시하는 방법으로서, 미리 코일을 형성하여 고정자의 슬롯이라 불리는 홈에 삽입하는 분포 권선 방식과, 개개의 코어편에 직접 권선을 실시하는 집중 권선 방식이 있다. 분포 권선 방식에 비하여 집중 권선 방식은, 코일의 둘레 길이를 대폭으로 단축할 수 있기 때문에 굵은 전선을 고밀도로 감는 것에 의해 권선 저항을 저감할 수 있고, 분포 권선 방식의 회전 전기 기기와 비교하여 모터 효율이 높다.

이 때문에 에어컨 및 냉장고용의 컴프레서의 모터나 회전수를 변화시킬 수 있는 인버터 모터 등 다양한 회전 전기 기기는 집중 권선 방식이 많다. 특히 용량이 수십~천 와트인 모터는 집중 권선 방식이 주류이다. 이 집중 권선 방식에서는 생산성 향상을 위해, 감기 위한 회전 속도는 천 rpm 이상의 고속으로 행해진다. 고정자의 개개의 코어편은, 권선을 실시하는 부위가 사각 단면이고, 감는 축으로부터 본 코일 형상도 직사각형인, 이른바 이형 보빈이다.

이 배경에 입각하여, 상기 특허 문헌 1을 적용하는 경우, 이형 보빈이 회전하므로 감기는 와이어의 위치가 1회전마다 2방향으로 이동하고, 이것에 더하여 권선의 회전 속도가 높기 때문에 감기는 와이어의 위치인 계측점에 따라 카메라를 구동시켜 감김 상태의 화상을 처리하여 감김점을 검출하고, 감김점에 있어서의 건너뛰어 감기는 것이나 겹쳐져 감기는 것 등의 감김 이상을 수량화하는 것 자체가 곤란하다고 하는 문제점이 있었다.

이 과제에 대하여, 상기 특허 문헌 2에서는, 권선을 실시한 후의 코일 외형을 검사하는 방법을 제안하고 있다. 그러나, 원형으로 배열된 인접하는 코일의 극간을 계측하는 방법에서는 고정자의 코어편 전체에 권선을 실시하고, 또한, 코어편을 배열하고 고정자의 외주에 중공(中空)의 하우징을 수축 끼워 맞춤(shrink fit) 등의 수단을 이용하여 끼워서 고정자를 계지(係止)하는 공정 이후에만 실시 가능하다. 따라서, 이 단계에서 불량을 검출한 경우에는, 불량의 코일을 코어편으로부터 제거하는 것이 곤란하다. 불량의 코일이 존재하는 고정자 그 자체를 폐기하지 않을 수 없다. 따라서, 최종 공정을 거친 제품으로서의 불량률은 저감할 수 있지만, 생산성은 향상되지 않는다고 하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위해 이루어진 것이고, 고정자로서 형성되기 전에 코어편의 권선 불량의 판정을 행할 수 있는 권선 검사 방법 및 권선 검사 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 권선 검사 방법은, 권선 코일을 코어편에 형성하는 고정자의 권선 검사 방법에 있어서, 상기 코어편의 권선 후의 화상을 취득하는 공정인 제 2 취득 공정과, 상기 화상으로부터 상기 코어편에 감겨진 상기 권선 코일의 윤곽 데이터의 추출을 행하는 공정인 제 2 추출 공정과, 상기 권선 코일의 윤곽 데이터로 상기 권선 코일의 양부를 판정하는 제 2 판정 공정을 구비한다.

또한, 본 발명의 권선 검사 방법은, 권선 코일이 형성된 복수의 코어편을 환상으로 설치하는 고정자의 권선 검사 방법에 있어서, 상기 코어편의 권선 후의 화상인 후 화상을 취득하는 제 2 취득 공정과, 상기 화상으로부터 상기 코어편의 상기 권선 코일의 윤곽 데이터의 추출을 행하는 제 2 추출 공정과, 환상에 있어서 인접하는 개소가 되는 상기 코어편끼리의 상기 권선 코일의 윤곽 데이터를 비교하는 비교 공정과, 상기 비교 공정의 결과에 근거하여 인접하는 상기 코어편의 상기 권선 코일의 양부를 판정하는 인접 판정 공정을 구비한다.

또한, 본 발명의 권선 검사 장치는, 권선을 감아서 권선 코일을 코어편에 형성하는 고정자의 권선 검사 장치에 있어서, 코어편을 촬영하는 촬상부에서 촬영된 상기 코어편의 화상을 취득하는 취득부와, 상기 코어편의 화상으로부터 상기 권선 코일의 윤곽 데이터를 추출하는 제 2 추출부와, 상기 권선 코일의 양부의 판정을 행하는 제 2 판정부를 구비한다.

또한, 본 발명의 권선 검사 장치는, 권선 코일이 형성된 복수의 코어편을 환상으로 설치하는 고정자의 권선 검사 장치에 있어서, 코어편을 촬영하는 촬상부에서 촬영된 상기 코어편의 화상을 취득하는 취득부와, 상기 코어편의 화상으로부터 상기 권선 코일의 윤곽 데이터를 추출하는 제 2 추출부와, 환상에 있어서 인접하는 개소가 되는 상기 코어편끼리의 상기 권선 코일의 윤곽 데이터를 비교하는 비교부와, 상기 비교부의 비교 결과에 근거하여 인접하는 상기 코어편의 상기 권선 코일의 양부를 판정하는 인접 판정부를 구비한다.

본 발명의 권선 검사 방법 및 권선 검사 장치에 의하면, 코어편의 권선 불량의 발생을 진단하고, 고정자로서 형성하기 전에 권선 코일의 권선 불량의 판정을 행할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시의 형태 1의 권선 검사 방법을 행하는 고정자의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 고정자의 평면도이다.
도 3은 도 1에 나타낸 고정자의 코어편의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 4는 도 3에 나타낸 코어편의 권선 코일을 설치하기 전의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 5는 도 4에 나타낸 코어편의 구성을 나타내는 분해 사시도이다.
도 6은 도 1에 나타낸 코어편이 연결된 코어부의 구성을 나타내는 상면도이다.
도 7은 도 6에 나타낸 T-T선의 단면을 나타내는 단면도이다.
도 8은 도 4에 나타낸 코어편이 연결된 코어부를 직선 형상으로 배치한 상태를 나타내는 사시도이다.
도 9는 도 8에 나타낸 코어부의 코어편에 권선을 행할 때의 상태를 나타낸 사시도이다.
도 10은 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 권선 검사 방법을 행하는 권선 검사 장치를 구비한 권선 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 11은 코어편에 있어서의 코일의 정렬성의 양품을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 코어편에 있어서의 코일의 정렬성의 양품을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 코어편에 있어서의 코일의 정렬성의 불량품을 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 코어편에 있어서의 코일의 정렬성의 불량품을 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 권선 검사 방법의 공정을 설명하기 위한 설명도이다.
도 16은 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 권선 검사 방법의 공정을 설명하기 위한 설명도이다.
도 17은 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 권선 검사 방법의 공정을 설명하기 위한 설명도이다.
도 18은 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 권선 검사 방법의 해석 결과를 설명하기 위한 설명도이다.
도 19는 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 권선 검사 방법의 플로차트를 나타낸다.
도 20은 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 권선 검사 방법의 플로차트를 나타낸다.
도 21은 본 발명의 실시의 형태 2의 권선 검사 방법의 턴 추출 공정을 설명하기 위한 설명도이다.
도 22는 본 발명의 실시의 형태 2의 권선 검사 방법을 설명하기 위한 플로차트이다.
도 23은 본 발명의 실시의 형태 3의 권선 검사 방법의 인접하는 코어편끼리의 간섭에 대하여 설명하는 설명도이다.
도 24는 본 발명의 실시의 형태 3의 권선 검사 방법을 설명하기 위한 플로차트이다.
도 25는 본 발명의 실시의 형태 3에서 얻어진 코일의 윤곽 데이터의 해석 결과를 나타낸 도면이다.
도 26은 본 발명의 실시의 형태 3에서 얻어진 코일의 윤곽 데이터의 해석 결과를 나타낸 도면이다.
도 27은 도 25 및 도 26의 해석 결과를 비교한 비교 결과를 나타낸 도면이다.
도 28은 본 발명의 실시의 형태 4의 권선 검사 장치를 설명하기 위한 도면이다.

실시의 형태 1.

이하, 본원 발명의 실시의 형태에 대하여 설명한다. 우선, 도 1 내지 도 9를 이용하여, 고정자(10) 및 권선의 검사의 대상이 되는 코어편의 구성에 대하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 권선 검사 방법을 행하는 코어편을 이용한 고정자의 구성을 나타내는 사시도이다.

도 2는 도 1에 나타낸 고정자의 평면도이다.

도 3은 도 1에 나타낸 고정자의 코어편의 구성을 나타내는 사시도이다.

도 4는 도 3에 나타낸 코어편의 권선 코일을 설치하기 전의 구성을 나타내는 사시도이다.

도 5는 도 4에 나타낸 코어편의 구성을 나타내는 분해 사시도이다.

도 6은 도 1에 나타낸 코어편이 연결된 코어부의 구성을 나타내는 상면도이다.

도 7은 도 6에 나타낸 T-T선의 단면을 나타내는 단면도이다.

도 8은 도 4에 나타낸 코어편이 연결된 코어부를 직선 형상으로 배치한 상태를 나타내는 사시도이다.

도 9는 도 8에 나타낸 코어부의 코어편에 권선을 행할 때의 상태를 나타낸 사시도이다.

도면에 있어서, 고정자(10)는, 권선 코일(이하, 코일로 생략하여 나타낸다)(1), 코어부(2), 및 절연부(3)로 구성된다. 코어부(2)는, 코일(1)이 권선된 9개의 코어편(20)이 환상으로 연결되어 구성된다. 본 실시의 형태 1에 있어서는, 9개의 코어편(20)이 연결되는 코어부(2)의 예를 나타냈다. 이것으로 한정되는 일은 없고, 회전 전기 기기의 특성상 필요하게 되는 임의의 개수의 코어편(20)으로 고정자(10)를 구성할 수 있다.

본 실시의 형태 1에서는 권선 전후의 코어편(20)의 화상으로부터, 코어편(20)의 형상 및 코일(1)의 형상을 계측하고, 권선의 불량을 검사하는 것이다. 따라서, 코어편(20)의 권선 전과 권선 후의 구성을 섞어서 설명한다. 본 실시의 형태 1에 있어서는, 코어편(20)은, 도 8에 나타내는 바와 같이, 권선을 실시하기 전의 코어편(20)을 전 코어편(201)으로 나타낸다. 또한, 도 9에 나타내는 바와 같이, 권선을 실시한 후의 코어편(20)을 후 코어편(202)으로 구별하여 나타낸다. 단, 권선의 전후의 구별이 불필요한 경우에는, 간단히 코어편(20)으로서 나타내는 경우도 있다.

코어편(20)은, 자성 판재인 전자기 강판(4)을 축 방향 Z로 적층하여 이루어지는 적층형 코어이다. 적층하는 축 방향 Z의 상하 두 방향으로부터 절연부(3)로서의 제 1 절연부(301) 및 제 2 절연부(302)를 삽입하여, 전 코어편(201)이 형성된다. 절연부(3)는 코어부(2)와 코일(1)을 전기적으로 절연하는 것이다. 절연부(3)에 있어서의, 코일(1)의 단말선을 결선하기 위한 형상 및 전 코어편(201)에 감기 위해 단말선을 계지하기 위한 형상 등은 도시를 생략하고 있다.

코어편(20)은 도 3에 나타낸 바와 같이, 단독으로 형성되는 경우로 한정되는 것이 아니다. 예컨대, 도 6 및 도 7에 나타내는 바와 같이, 코어편(20)끼리를, 연결부(5)를 통해서 연결한 코어부(2)를 이용하는 것도 가능하다.

본 실시의 형태 1에서는 코어편(20)의 화상을 이용하여 형상을 계측한다. 따라서, 도 6을 이용하여 코어편(20)의 각 부위의 명칭을 미리 정의하여 둔다. 코어편(20)은, 둘레 방향 X로 연장되는 요크부(7)와, 요크부(7)로부터 지름 방향 Y의 안쪽으로 돌출하는 티스부(6)를 구비하고 있다. 권선은 절연부(3)를 거쳐서 티스부(6)에 실시된다. 이와 같이, 요크부(7)는, 티스부(6)의 지름 방향 Y의 바깥쪽에 형성된다. 여기서는, 티스부(6)의 지름 방향 Y의 안쪽을 반 요크부(8)로 하여, 요크부(7)와 구별하여 정의한다.

요크부(7)의 둘레 방향 X의 양단에는 연결부(5)가 각각 마련되어 있다. 연결부(5)는, 볼록부(51)와 오목부(52)로 구성된다. 볼록부(51) 및 오목부(52)는, 코어편(20)의 요크부(7)의 둘레 방향 X의 단부에 각각 형성된다. 그리고, 인접하는 코어편(20)의 요크부(7)의 둘레 방향 X의 단부에 있어서, 적층되는 전자기 강판(4)끼리를 엇갈려 겹친다. 인접하는 코어편(20)은, 이 겹침 부분의, 볼록부(51), 오목부(52)를 코킹(caulking)한다. 이것에 의해, 인접하는 코어편(20)을 굴곡 가능하게 연결하는 연결부(5)를 구성한다. 또, 연결부(5)는 이 구성으로 한정되는 일은 없고, 인접하는 코어편(20)끼리를 굴곡 가능하게 연결하는 구성이면 다른 구성이더라도 좋다.

도 1에 있어서의 코어부(2)를 형성하기 위해, 도 9에 있어서의 연결된 코어편(20)의 양단에 위치하는 2개의 코어편(20) 사이만을 용접하면 된다. 또한, 권선을 실시하는 공정에 있어서는, 도 9에 나타내는 바와 같이 권선을 실시하는 코어편(20)에 인접하는 코어편(20)을 굴곡시켜 행한다.

다음으로, 도 10을 이용하여, 권선 장치(14)의 구성에 대하여 설명한다. 도 10은 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 권선 장치(14)의 구성을 나타내는 도면이다. 도면에 있어서, 권선 장치(14)는, 코일(1)을 형성하기 위한 마그넷 와이어(9)를 모아두는 드럼(11)과, 텐셔너(12)와, 플라이어(13)와, 권선 검사 장치(140)와, 권선 제어부(15)를 구비한다. 권선 검사 장치(140)는 카메라(141) 및 화상 처리부(142)를 구비한다.

도 10은 권선 장치(14)가 권선을 실시하는 위치에, 전 코어편(201)이 설치되어 고정된 상태를 나타낸다. 권선 제어부(15)는, 드럼(11), 텐셔너(12) 및 플라이어(13)를 제어하는 것이다. 또, 이들의 개소에 대한 배선의 도시는 생략하고 있다. 플라이어(13)는, 전 코어편(201)을 중심으로 화살표 R의 방향으로 선회한다. 그리고, 전 코어편(201)에 절연부(3)를 거쳐서 티스부(6)에 권선하여 코일(1)을 형성한다. 코일(1)은 고밀도로 감아 형성된다.

따라서, 플라이어(13)는, 화살표 R의 방향으로 1회전 할 때마다, 요크부(7) 및 반 요크부(8)인 화살표 Q의 방향으로, 마그넷 와이어(9)의 선직경에 상당하는 거리를, 단속적 또는 연속으로 이동하면서 감는다. 카메라(141)는, 코어편(20) 및 코일(1)의 위치 및 형상을 촬영하기 위해 이용한다. 카메라(141)는, 그 시야에 통상 위치에 설치된 코어편(20)의 전체가 촬상되는 위치에 고정된다.

도 10에 있어서 카메라(141)의 위치는, 권선을 실시하는 코어편(20)의 요크부(7), 반 요크부(8), 티스부(6)가 촬상되도록 배려되어 있으면 되고, 엄밀한 수직 방향이 아니더라도 좋다. 또한, 카메라(141)의 위치는, 도 3에 있어서의, 제 1 절연부(301) 또는 제 2 절연부(302)의 양쪽으로부터 촬영하는 경우, 또는, 어느 1방향으로부터 촬영하는 경우 등을 생각할 수 있다. 또한, 카메라(141)의 화질의 명암의 조정에 대해서는, 화상 처리를 행하기 위해 충분한 조도가 있으면 된다. 따라서, 본 실시의 형태 1에서는 조명의 종류나 필요와 불필요를 한정하지 않기 때문에 기재를 생략한다.

화상 처리부(142)는, 카메라(141)의 화상을 처리하는 것이다. 또, 화상 처리부(142)와 권선 제어부(15) 사이의 배선은, 예컨대 권선 제어부(15)가 플라이어(13)를 구동하여 감기를 개시하는 타이밍 등을 제어하고 있고, 화상 처리부(142)가 이 타이밍 등의 정보를 수집하여 검사에 이용하는 것이 가능한 것을 의미하고 있다. 따라서, 반드시 화상 처리부(142)와 권선 제어부(15) 사이의 배선이 필요하다고는 할 수 없다.

다음으로, 도 11 내지 도 14를 이용하여, 코어편(20)에 있어서의 코일(1)의 정렬성의 양품과, 불량 코일(16)의 정렬성의 불량품의 예를 설명한다. 도 11은 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 코일(1)의 정렬성의 양품을 설명하기 위해 후 코어편(202)의 구성을 나타내는 상면도이다. 도 12는 도 11에 나타낸 양품의 후 코어편(202)의 구성을 나타내는 측면도이다. 도 13은 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 코일(1)의 정렬성의 양품과 대비하기 위한 불량 코일(16)의 정렬성의 불량품을 설명하기 위해 후 코어편(202)의 구성을 나타내는 상면도이다. 도 14는 도 13에 나타낸 불량품의 후 코어편(202)의 구성을 나타내는 측면도이다.

도 11에 있어서, 후 코어편(202)의 티스부(6)에 감겨진 코일(1)의 1바퀴를 턴이라고 정의한다. 그리고, 코일(1)의 인접하는 턴끼리의 밀착 정도를 정렬성으로서 정의한다. 따라서, 정렬성이 양호하다고 하는 의미는, 밀착 정도가, 도 11 및 도 12에 나타내는 바와 같이 코일(1)의 턴끼리 극간 없이 밀착하는 것이다.

이것에 비하여, 불량이라고 하는 의미는, 도 13 및 도 14에 나타내는 바와 같이, 불량 코일(16)의 턴끼리가 밀착하고 있지 않거나 또는 겹쳐, 턴끼리에 극간 또는 겹치는 개소가 많이 발생하는 것이다. 도 13 및 도 14는 정렬성이 불량이 되는 불량 코일(16)의 일례이다. 권선의 정렬성의 불량의 예는 다방면에 걸쳐 있지만, 본 실시의 형태 1에 있어서는, 검사하는 대상에 있어서 발생하는 빈도가 높은 불량 코일(16)을 예로 설명한다.

이와 같이 형성된 불량 코일(16)은, 정렬성이 떨어지는, 이른바 감기 흐트러짐으로 불리는 상태이다. 이와 같이, 감기 흐트러짐이 발생하면 불량 코일(16)에 부푼 곳이 발생한다. 그리고, 이 불량 코일(16)의 부푼 곳이, 도 1과 같이 환상으로 배열할 때에, 인접하는 코일(1)끼리 간섭하고, 코일(1)이 눌려 찌그러진다.

그 결과, 코일(1)을 구성하는 마그넷 와이어(9)의 절연 피복이 손상되어 쇼트와의 상관이 높은 불량이 된다. 또한, 도 14에 나타내는 바와 같이, 감기 흐트러짐이 생긴 상태의 불량 코일(16)은, 이 일부의 턴이 절연부(3)로부터 벗어나 코어부(2)와 접촉하는 상태를 쇼트부(17)가 발생시킬 가능성이 있다. 또, 도 14에서 나타낸, 반 요크부(8)에 생긴 쇼트부(17)는 이 위치로 한정되는 것이 아니고, 불량 코일(16)이 요크부(7)와 접촉하더라도 마찬가지의 불량이 생긴다.

다음으로, 본 실시의 형태 1에 있어서의, 권선 검사 장치(140)에 있어서의 권선 검사 방법에 대하여 도 15 내지 도 20을 이용하여 설명한다. 본 실시의 형태 1에 있어서는, 화상 처리에 의해 권선의 정렬성을 정량화하는 것에 의해 권선 불량의 검사를 행하는 것이다. 여기서는, 감기 흐트러짐과 상관이 높은 권선 전의 코어편(20)의 위치를 검사하고, 감기 흐트러짐 등의 권선 불량 발생의 가능성을 판정한다. 이것에 더하여, 권선이 완료된 코일(1)의 윤곽의 검사를 행하고 권선의 불량을 검사하는 것이다.

도 15 내지 도 17은 권선 검사 방법의 각 공정을 설명하기 위한 설명도이다. 도 15(A)는 카메라(141)의 시야(21)에 비친 전 코어편(201)의 형상으로부터 권선 장치(14)로 권선을 실시하는 고정자(10)의 기종을 판정하는 것에 해당되고, 전 코어편(201)의 부위를 설명하는 설명도이다. 도 15(B)는 도 15(A)에 나타낸 바와 같이 얻어진, 전 코어편(201)의 부위로부터 권선을 실시하는 고정자(10)의 기종을 판정하기 위한 정점(定點)을 설명하는 설명도이다.

도 16은 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 코어편(20)의 윤곽으로서의 형상의 에지를 추출하는 공정인 전 추출 공정(내지는 제 1 추출 공정)을 설명하기 위한 설명도이다. 도 16(A)는 카메라(141)의 시야에 촬상된 전 코어편(201)의 윤곽 데이터로부터 검사를 행하는 것에 해당되고, 추출하는 윤곽의 부위를 설명하는 설명도이다. 도 16(B)는 도 16(A)에 나타낸 바와 같이 얻어진, 전 코어편(201)의 윤곽 데이터로부터 전 코어편(201)의 위치를 연산하기 위한 정점을 설명하는 설명도이다.

도 17은 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 코일(1)의 윤곽으로서의 형상의 에지를 추출하는 공정인 후 추출 공정(내지는 제 2 추출 공정)을 설명하기 위한 설명도이다. 도 17(A)는 카메라(141)의 시야에 촬상된 후 코어편(202)의 코일(1)의 윤곽 데이터를 추출하는 것에 해당되고, 추출하는 부위를 설명하기 위한 설명도이다. 도 17(B)는 도 17(A)에 나타낸 바와 같이 얻어진, 코일(1)의 윤곽 데이터로부터 코일(1)의 정렬성을 연산하여 정량화하는 부위를 설명하기 위한 설명도이다.

도 18은 도 17에서 얻어진 코일(1)의 윤곽 데이터의 해석 결과를 나타낸 도면이다.

도 19 및 도 20은 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 권선 검사 방법의 플로차트를 나타낸다.

이하, 도 19 및 도 20에 근거하여 실시의 형태 1의 권선 검사 방법의 처리 공정을 설명한다. 우선, 도 15에 나타낸 바와 같이, 권선 장치(14)에 권선이 감겨지는 위치에 전 코어편(201)이 설치되고, 해당 권선이 감김이 개시되기 직전으로부터 카메라(141)를 이용하여 동화상의 촬영을 개시하고, 권선이 종료할 때까지의 동화상을 촬영한다(도 19의 스텝 ST1). 또, 동화상이란, AVI(Audio Video Interleave)나 MPEG(Moving Picture Experts Group) 등 일반 동화상 파일 형식을 갖는 것으로, 정지 화상의 집합체이다.

다음으로, 동화상 파일로부터, 예컨대 도 15에서 나타낸 기종을 판정하기 위한 특정한 정지 화상, 즉, 권선 전의 전 코어편(201)의 화상인 전 화상을 취득한다(도 19의 스텝 ST2). 이 정지 화상의 취득에는, 예컨대, 도 10에 나타내는 권선 제어부(15)가 플라이어(13)를 구동하여 감기를 개시하는 타이밍으로부터 실시하는 것이 가능하다. 그리고, 화상 처리부(142)가 이 정보를 이용하여 동화상의 촬영을 개시하는 타이밍을 동기한다. 따라서, 동화상을 구성하는 정지 화상의 순번에 의해, 해당 정지 화상의 추출은, 용이하게 특정하는 것이 가능하다. 또, 화상을 취득하는 공정은, 이하의 공정에 있어서도 마찬가지로 행할 수 있다.

다음으로, 취득한 전 코어편(201)의 전 화상의 2치화 처리를 행한다(도 19의 스텝 ST3). 이 2치화 처리는, 일반적으로 공지의 처리 방법으로 행할 수 있기 때문에 설명은 생략한다. 단, 취득된 화상의 명암이나 촬영 대상의 색채를 고려하여 2치화하기 위한 처리 조건이 필요하다. 예컨대, 절연부(3)가 백색, 코어편(20)이 금속의 광택을 갖는 은색, 코일(1)을 형성하는 마그넷 와이어(9)가 동선으로 광택을 갖는 갈색인 경우에는, RGB 값의 각각의 임계치로 2치화의 처리를 행한다.

또, 2치화 처리는, 화상의 노이즈에 대한 필터 처리도 아울러 행하는 것이 가능하다. 또한, 2치화 처리는, 취득한 화상의 전역에 걸쳐 실시할 필요는 없다. 이하의 공정에 있어서도 마찬가지로, 취득한 화상에 있어서 사용하는 범위만 행하면 되기 때문에, 이 설명은 적당히 생략한다.

다음으로, 카메라(141)의 시야(21)에서 차지하는 전 코어편(201)의 크기로부터 고정자(10)의 종별을 판별한다(도 19의 스텝 ST4). 이것은, 권선 장치(14)가 반드시 단일 종류의 고정자(10)에 권선을 행한다고는 할 수 없다. 권선 장치(14)는, 일반적인 복수 기종(종별)의 회전 전기 기기의 고정자(10)에 권선을 행하는 경우를 상정하고 있기 때문이다.

이들 스텝 ST4의 판별 공정까지의 공정에 대하여, 도 15를 이용하여 설명한다. 우선, 도 15(A)에 나타내는 바와 같이, 카메라(141)로 촬영한 시야(21)에 대한, 전 코어편(201)의 위치는 고정자(10)의 종별에 따라 바뀐다. 그러나, 고정자(10)의 종별마다의 전 코어편(201)의 위치는 대략 동일한 위치이다. 도 15(A)에 나타낸 해석창(19)은, 해당 권선 장치(14)가 권선을 실시하는 각 종별의 고정자(10)의 코어편(20)을 망라하는 크기가 설정되어 있다.

해석창(19)의 두 모서리의 점 (X1, Y1) 및 (X2, Y2)는 해석용의 정점이고, 카메라(141)의 시야(21)에 대한 좌표이다. 즉, 권선 장치(14)의 권선 가능한 위치에 코어편(20)이 고정되고, 권선될 때에는, 어느 고정자(10)의 종별에 있어서도, 코어편(20)의 좌측면(181) 및 우측면(182)이, 해석창(19)에 들어가는 좌표를 설정하고 있다.

다음으로, 도 15(B)에 있어서, 해석창(19) 내의 좌측면(181) 및 우측면(182)의 윤곽 데이터로부터, 고정자(10)의 종별의 판별을 위한 참조점 (X3, Y3) 및 (X4, Y4)를 취득한다. 그리고, 2점 사이의 거리를 산출하여, 고정자(10)의 종별을 판별한다. 또, 판별 공정에 있어서, 설정한 해석창(19)을 전 코어편(201)의 위치가 크게 일탈한 경우는, 해석이 불가능하게 된다. 따라서, 판별 공정에 있어서, 해석 불능의 경우에는, 전 코어편(201)의 권선 장치(14)로의 설치 불비라고 판단할 수 있다.

다음으로, 전 코어편(201)의 윤곽 데이터를 추출한다(도 19의 스텝 ST5). 다음으로, 전 코어편(201)의 윤곽 데이터의 정량화를 행한다(도 19의 스텝 ST6). 다음으로, 정량화된 전 코어편(201)의 윤곽 데이터와, 임계치를 비교하여 전 코어편(201)의 권선 장치(14)로의 설치의 양부를 판정한다(도 19의 스텝 ST7).

이들 스텝 ST7의 공정인, 전 판정 공정(내지는 제 1 판정 공정)까지의 공정에 대하여, 도 16을 이용하여 설명한다. 우선, 앞에서 나타낸 판별 공정(스텝 ST4)에서 판별한 고정자(10)의 종별마다, 도 16(A)에 나타내는 바와 같이, 분석창(22)의 대각의 2점 (X5, Y5) 및 (X6, Y6)이 미리 설정되어 있다. 그리고, 판별 공정에서 판별한 고정자(10)의 종별에 대응하는 분석창(22)을 이용하여, 전 코어편(201)의 윤곽인, 분석창(22) 내의 좌측면(181) 및 절연부(3)의 요크측 측면(23)의 윤곽 데이터를 추출한다.

그리고, 도 16(B)에 있어서, 분석창(22) 내의 좌측면(181) 및 요크측 측면(23)의 윤곽 데이터로부터, 두 직선의 교점 (X7, Y7) 및 두 직선의 각도 θ1을 얻어, 권선 시의 코어편(20)의 위치와 자세(기울기)를 산출하여 정량화를 행한다. 그리고, 전 코어편(201)의 윤곽 데이터를 해석하고, 교점 (X7, Y7)이나 각도 θ1이 판정을 행하기 위한 임계치인 본래 위치해야 할 좌표에 없는 경우에는, 전 코어편(201)이 권선 장치(14)에 올바르게 설치되지 않고 감기 흐트러짐 등의 권선 불량 발생의 가능성을, 권선을 실시하기 전 단계에 판정한다.

또, 이 판정에 의해, 코어편(20)의 위치가 어긋난 원인이 권선 장치(14)의 코어편(20)을 계지하는 기구의 문제에 의한 것이라고 판단되면, 해당 기구의 조립 조정이나 수리를 행하여, 불량 발생을 조기에 억제할 수 있다.

이하의 공정은, 상기 각 공정을 거쳐, 권선 가능으로 판단된 코어편(20)에 대하여 행한다. 그리고, 해당 코어편(20)의 권선 후의 검사를 행한다. 우선, 계속하여 촬영되는 동화상으로부터, 상기 스텝 ST2와 마찬가지의 요령으로, 권선 완료 후의 코일(1)의 형상을 추출할 수 있는, 권선 후의 후 코어편(202)의 화상인 후 화상을 취득한다(도 20의 스텝 ST8). 다음으로, 후 코어편(202)의 후 화상으로부터, 코일(1)의 윤곽 데이터를 추출하기 위해 2치화 처리를 행한다(도 20의 스텝 ST9). 해당 요령은, 상기에 나타낸 스텝 ST3과 마찬가지의 처리를 행한다.

다음으로, 후 코어편(202)의 윤곽 데이터를 추출한다(도 20의 스텝 ST10). 다음으로, 후 코어편(202)의 코일(1)의 윤곽 데이터의 정량화를 행한다(도 20의 스텝 ST11). 다음으로, 정량화된 후 코어편(202)의 코일(1)의 윤곽 데이터와, 임계치를 비교하여 후 코어편(202)의 코일(1)의 양부를 판정한다(도 20의 스텝 ST12).

이들 스텝 ST12의 후 판정 공정까지의 공정에 대하여, 도 17을 이용하여 설명한다. 우선, 앞에서 나타낸 판별 공정(스텝 ST4)에서 판별한 고정자(10)의 종별마다, 도 17(A)는 시야(21)에 촬상되는 후 코어편(202)과, 코일(1)의 윤곽 데이터를 추출하기 위한 분석 좌창(241) 및 분석 우창(242)을 구비한다. 여기서는, 분석 좌창(241)은 (X8, Y8), (X9, Y9)를 갖는다. 또한, 분석 우창(242)은 (X10, Y10), (X11, Y11)을 갖는다. 각각의 분석 좌창(241) 내 및 분석 우창(242) 내에서 2치화된 데이터를 이용하여 코일(1)의 윤곽 데이터의 추출을 행한다.

구체적으로는, 코일(1)의 윤곽 데이터를 추출하기 위한 주사 개시점은, 예컨대 도 17(A)에 있어서의 분석 좌창(241)의 오른쪽 위 모서리에 해당하는 점 (X9, Y9)를 기점으로 한다. 그리고, 2치화한 플롯 데이터의 X 방향으로 연속하여 계속되는 동일한 값을 계수하고, 어느 임의의 개수 동일한 값이 연속하여 계수되었을 때에 코일(1)의 윤곽의 일점으로서 정의하여, 코일(1)의 윤곽 데이터의 추출을 행한다.

다음으로, 도 17(B)에 나타내는 바와 같이, 코어편(20)을 기준으로 하고, 추출한 윤곽 데이터의 일부인 좌 윤곽(261)의 위치를 정량화하기 위해, 인접하는 코어편(20) 사이의 경계선(25) 및 코어편(20)의 중심선(28)을 정의한다. 우선, 절연부(3)의 두 평면 중, 예컨대 요크측 측면(23)과 반 요크측 측면(27)의 2개의 능선을 이용하여 중심선(28)을 산출한다. 또한, 환상으로 코어편(20)을 배열했을 때의, 인접하는 코어편(20)끼리의 경계선(25)을 산출한다. 경계선(25) 및 중심선(28)은, 고정자(10)의 설계 시의 미리 설정되어 있는 중심선(28)과, 중심선(28)과 경계선(25)의 교차하는 각도 θ2를 인용하여 산출할 수 있다.

또, 고정자(10)의 설계 시에 미리 설정되어 있는 것을 이용하는 것이 아니고, 앞의 공정에서 검출한 코어편(20)의 윤곽 데이터로부터, 중심선(28) 및 경계선(25)을 산출하여 설정하는 것도 가능하다. 이 경우, 코어편(20)의 권선 장치(14)로의 현재의 정보를 이용할 수 있기 때문에, 더 정밀도가 우수한 검출을 행할 수 있다.

그리고, 요크측 측면(23)의 능선 상의 P점과 반 요크측 측면(27)의 능선 상의 K점을 통과하는 경계선(25)을 얻는다. 그리고, 좌 윤곽(261)의 코어편(20)에 대한 위치를 정량화한다. 우선, 중심선(28)으로부터 산출한 경계선(25)에 대한 위치 관계를 해석하기 위해 K점 및 P점을 정한다. 다음으로, P점으로부터 K점에 이르는 동안의 경계선(25)을 기준으로 하는 좌 윤곽(261)의 정량화를 행한다. 또, 여기서는 분석 좌창(241)을 이용한 좌 윤곽(261)에 대해서만 설명하지만, 분석 우창(242)을 이용한 우 윤곽(262)에 대하여 마찬가지로 행하기 때문에, 그 설명은 적당히 생략한다.

도 18은 스텝 ST11의 공정인, 후 정량화 공정(내지는 제 2 정량화 공정)에서 얻어진 해석 결과를 나타내는 도면이다. 도 18에 있어서, XA축은, 도 17(B)의 경계선(25)에 상당한다. 또한, 좌 윤곽(261)의 요크부(7) 쪽의 끝점의 P점을 좌표의 원점 (0, 0)으로 정의한다. 경계선(25)과 좌 윤곽(261)의 차분 플롯(29)은, 경계선(25)을 YA 좌표의 제로로 하고, 좌 윤곽(261)까지의 거리를 거리 L로서 나타낸다.

따라서, 도 18의 경계선(25)과 좌 윤곽(261)의 차분 플롯(29)의 YA 좌표가 음의 값이 된다고 하는 것은, 코일(1)이 인접하는 코어편(20)으로 빠져나와 간섭하는 것을 의미한다. 또한, 좌 윤곽(261)의 단부인 P점 및 K점에 있어서는, 절연부(3)와 코어부(2)의 경계 근방이다. 이것으로부터, 이 점 P 및 점 K에서 YA 좌표가 음의 값이 된다고 하는 것은, 도 14에 나타내는 바와 같이 코어부(2)와 코일(1)이 접촉하여 쇼트 불량을 일으키는 것을 의미한다.

이와 같이, 경계선(25)에 대한 좌 윤곽(261)의 거리 L로부터, 도 18에 있어서의 YA 좌표가 음이 되는 조건을 임계치로 하여, 인접하는 코어편(20)의 코일(1)과의 간섭이나, 권선을 실시하는 코어편(20)의 코어부(2)와의 접촉에 의한 쇼트 불량 등 불량으로서 판정한다.

또, 본 실시의 형태 1에 있어서는, 판별 공정, 전 판정 공정, 후 판정 공정의 각 공정에서 판정하는 예를 나타냈지만, 판별 공정, 전 판정 공정에서는 판정을 행하지 않고, 후 판정 공정에서 판별 공정, 전 판정 공정, 후 판정 공정의 각 공정의 판정을 종합적으로 행하여, 권선의 불량을 판정하는 것도 가능하다.

이 경우, 판별 공정, 전 판정 공정, 후 판정 공정 등 각각의 공정에서의 판정에서는, 각 임계치를 크게 넘는 것에 대하여 불량으로서 판단한다. 그리고, 최종적으로 종합적인 판정을 행한다. 이것에 의해, 판정마다, 각 임계치를 크게 넘어 불량으로 판정되면, 그때마다 적절한 대응을 행하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 이후의 불량 발생에 이르는 생산 시간의 허비를 억제할 수 있다.

또한, 본 실시의 형태 1에 있어서, 권선을 행하기 전의 코어편의 판별 공정, 전 판정 공정을 구비한 권선 검사 방법을 설명했다. 그렇지만, 권선 검사의 목적이나 요구되는 검사 정밀도에 따라, 권선을 행한 후의 코어편의 코일의 양부의 판정을 행하는 후 판정 공정만을 구비한 권선 검사 방법으로 하더라도 좋다. 이와 같이 하면, 검사 방법의 간소화를 도모할 수 있다. 권선 검사의 목적에 따라, 판별 공정, 전 판정 공정 등을 적당히 추가함으로써, 검사 정밀도의 향상 및 검사의 효율화를 도모할 수 있다.

상기와 같이 행해진 실시의 형태 1의 권선 검사 방법 및 권선 검사 장치에 의하면, 권선 후에 후 코어편의 코일의 윤곽 데이터로부터 권선 불량의 판정을 행할 수 있다. 따라서, 권선 후의 코어편을 환상으로 배열하고 용접 등의 고착하여 코어부를 형성하기 전에, 권선 불량을 검출할 수 있다. 따라서, 코일의 불량이 검출된 경우에는, 이 시점에서, 불량이 된 코어편을 제거하는, 코일의 다시 감기, 또는, 코일의 수정을 행하는 등의 대응이 가능하게 된다. 이들에 의해, 생산성을 향상시킬 수 있다. 이 때문에, 에너지가 절약되고, 수율이 향상된다.

또한, 권선 불량의 판정에, 권선 전의 코어편의 윤곽 데이터를 이용하는 것에 의해, 보다 한층 정밀하게 양부의 판정을 행할 수 있다.

또한, 권선 직전의 전 코어편의 윤곽 데이터로부터 권선 불량의 발생의 가능성의 판정을 행할 수 있다. 따라서, 권선 검사의 정밀도가 향상되고, 조기에 권선 불량을 검출할 수 있고, 후속 공정으로의 불량 유출을 방지할 수 있다.

또한, 판별 공정에서, 해석창을 크게 일탈하여 코어편을 해석할 수 없는 경우에는, 권선 불량으로서 판정을 행할 수 있다. 따라서, 권선 검사의 정밀도가 향상되고, 조기에 권선 불량을 검출할 수 있고, 후속 공정으로의 불량 유출을 방지할 수 있다.

또한, 판별 공정에서 고정자의 종별의 판별을 행하므로, 권선 검사 장치가 고정자의 종별에 대하여, 외부의 다른 기기로부터의 정보를 얻을 필요가 없어지기 때문에, 신호 종류나 데이터량의 제약이 없이 권선 검사를 행할 수 있다.

또, 상기 실시의 형태 1에 있어서는, 고정자의 종별을 판별하는 판별 공정을 구비하는 예를 나타냈지만, 이것으로 한정되는 일은 없고, 권선 검사 장치가 권선 제어부로부터 미리 고정자의 종별의 정보를 얻는 것도 가능하다. 그 경우는, 코어편의 종별을 판별하는 공정이 불필요해진다.

또한, 상기 실시의 형태 1에 있어서는, 2차원의 영상으로 처리하는 예를 나타냈지만, 이것으로 한정되는 일은 없고, 3차원의 영상으로 처리하여, 상기 실시의 형태 1과 마찬가지로 판단하는 것도 가능하다.

실시의 형태 2.

본 실시의 형태 2는, 전 코어편(201)의 제 1 턴부(30)의 위치를 검출하고, 감기 흐트러짐의 발생을 판정하는 권선 검사 방법에 관한 것이다. 구체적으로는, 실시의 형태 2의 권선 검사 방법은, 상기에 나타낸 실시의 형태 1의 권선 검사 방법에, 제 1 턴부의 턴 추출 공정, 제 1 턴부의 턴 정량화 공정, 및 제 1 턴부의 턴 판정 공정을 추가하는 것이다.

도 21은 본 발명의 실시의 형태 2의 권선 검사 방법의 턴 추출 공정을 설명하기 위한 설명도이다.

도 22는 본 발명의 실시의 형태 2의 권선 검사 방법을 설명하기 위한 플로차트이다.

도면에 있어서, 상기 실시의 형태 1과 마찬가지의 구성은 동일 부호를 붙여서 설명을 생략한다. 전 코어편(201)의 마그넷 와이어(9)를 감는 처음의 턴을 제 1 턴부(30)로 한다. 또한, 마그넷 와이어(9)의 한쪽 끝에는 핀(31)이 설치된다.

이하, 도 22에 근거하여 실시의 형태 2의 권선 검사 방법의 처리 공정을 설명한다. 우선, 상기 실시의 형태 1과 마찬가지의 공정을 거쳐, 스텝 ST7의 공정까지를 행한다. 다음으로, 전 코어편(201)에 마그넷 와이어(9)가 감겨진 제 1 턴부(30)를 추출한다(도 22의 스텝 ST13). 다음으로, 추출된 제 1 턴부(30)의 정량화를 행한다(도 22의 스텝 ST14). 다음으로, 정량화된 제 1 턴부(30)와, 임계치를 비교하여 제 1 턴부(30)의 불량을 판정한다(도 22의 스텝 ST15). 이하, 스텝 ST8로부터 상기 실시의 형태 1과 마찬가지의 공정을 행하여, 권선 검사를 행한다.

여기서는, 스텝 ST15의 턴 판정 공정까지의 공정에 대하여, 도 21을 이용하여 설명한다. 도 21(A)는 카메라(141)의 시야(21)에 촬상되는 전 코어편(201)에 매인, 제 1 턴부(30)의 마그넷 와이어(9)의 형상으로부터, 그 후의 권선에 있어서의 감기 흐트러짐 발생의 가능성을 판정하는 것에 해당되고, 마그넷 와이어(9), 즉 제 1 턴부(30)의 턴 윤곽 데이터를 추출하는 부위를 설명하는 설명도이다. 도 21(B)는 얻어진 턴 윤곽 데이터로부터, 전 코어편(201)에 대한 코일(1)의, 제 1 턴부(30)의 위치를 연산하기 위한 정점을 설명하는 설명도이다.

우선, 도 21(A)의 제 1 턴부(30)의 위치는, 구체적으로는 도 21(B)의 요크측 측면(23)과 우측면(182)의 교점 (X14, Y14)와, 제 1 턴부(30)의 절곡부 선단 (X15, Y15)의 거리를 계측하여, 윤곽 데이터를 추출하는 것에 의해 구한다. 도 21(A)에 있어서, 제 1 턴부(30)는 본래, 절연부(3)의 요크측 측면(23) 및 우측면(182)의 양 측면에 맞닿아 감기 위해, 핀(31)에 마그넷 와이어(9)의 한쪽 끝을 매어 계지한다. 그리고, 마그넷 와이어(9)에 적절한 장력을 주어 순차적으로 감기를 행한다.

이 제 1 턴부(30)가, 요크측 측면(23) 및 우측면(182)의 양 측면에 맞닿지 않은 채 감기를 하면, 제 2 턴 이후가 제 1 턴부(30)에 겹쳐져 감겨서 정렬성이 무너져, 감기 흐트러짐의 기점이 될 가능성이 있다.

예컨대, 제 1 턴부(30)가 요크측 측면(23) 및 우측면(182)의 양 측면 어디에도 맞닿지 않는 경우는, 제 1 턴부(30)가 완전하게 느슨해져 있어 단선이 의심된다. 또한, 제 1 턴부(30)가 요크측 측면(23)에만 맞닿는 경우는, 제 1 턴부(30)의 느슨해짐 또는 전 코어편(201)의 도 21의 X 방향으로의 기울어짐이 의심된다. 또한, 제 1 턴부(30)가 우측면(182)에만 맞닿는 경우는, 제 1 턴부(30)의 느슨해짐 또는 전 코어편(201)의 도 21의 Y 방향으로의 기울어짐이 의심된다. 어느 쪽이든 감기 전에 이 현상을 검출함으로써, 그 후의 감기 흐트러짐을 억제하는 것이 가능하게 된다.

따라서, 제 1 턴부(30)가, 절연부(3)의 요크측 측면(23) 및 우측면(182)의 양 측면에 맞닿는지 여부를 검사한다. 이를 위해, 스텝 ST4에서 판정한 고정자(10)의 종별로 따른 턴 분석창(32)의 대각의 2점 (X12, Y12) 및 (X13, Y13)을 도 21(A)에 나타내는 바와 같이 정한다.

다음으로, 턴 분석창(32) 내의 제 1 턴부(30)의 윤곽 데이터를 추출한다. 또한 스텝 ST5의 전 추출 공정에서 추출하고 있는, 코어편(20)의 윤곽 데이터에서, 절연부(3)의 요크측 측면(23) 및 코어편(20)의 우측면(182)을 추출한다. 다음으로, 도 21(B)에 있어서의 우측면(182)과 요크측 측면(23)의 교점 (X14, Y14)과, 제 1 턴부(30)의 윤곽 데이터의 Y 방향 정점(頂點) (X15, Y15)의 2점 사이의 상대 좌표 {(X15-X14), (Y15-Y14)}로 하여 정량화한다.

다음으로, 임계치로서, 예컨대, (X15-X14)>(마그넷 와이어(9)의 선직경÷2)이면 제 1 턴부가 우측면(182)에 맞닿아 있지 않다고 판단한다. 또한, (Y15-Y14)>(마그넷 와이어(9)의 선직경)이면 제 1 턴부(30)가 요크측 측면(23)과 맞닿아 있지 않다고 판정한다.

또, 상기 실시의 형태 2에 있어서는, 전 판정 공정과, 턴 판정 공정을 각각의 공정에서 행하는 예를 나타냈지만, 이것으로 한정되는 일은 없고, 코어편의 윤곽 데이터로부터 코어편의 권선 장치로의 설치의 양부와, 제 1 턴부의 윤곽 데이터 및 코어편의 윤곽 데이터로부터 제 1 턴부의 양부의 양쪽으로부터 권선을 형성하기 전의 코어편의 양부의 판정을 행하더라도 좋다.

또한, 상기 실시의 형태 2에 있어서는, 제 1 턴부(30)가 전 코어편(201)의 우측면(182)에 위치하는 경우의 권선 검사 방법에 대하여 설명했지만, 회전 전기 기기의 설계상, 제 1 턴부(30)가 좌측면(181)에 위치하는 일도 있다. 그 경우, 상기 나타낸 우측면(182)과 마찬가지로 행할 수 있다.

상기와 같이 구성된 실시의 형태 2의 권선 검사 방법 및 권선 검사 장치에 의하면, 상기 실시의 형태 1과 마찬가지의 효과를 갖는 것은 물론, 코어편에 대한 제 1 턴부의 윤곽 데이터로부터 권선 불량의 발생의 가능성을 판정할 수 있다. 권선 검사의 정밀도가 향상되고, 조기에 권선 불량을 검출할 수 있고, 후속 공정으로의 불량 유출을 방지할 수 있다. 따라서, 더욱 생산성의 향상, 에너지 절약, 수율의 향상이 가능하게 된다.

실시의 형태 3.

상기 각 실시의 형태에 있어서는, 1개의 코어편(20)의 검사를 행하는 경우에 대하여 나타냈지만, 본 실시의 형태 3에 있어서는, 1개의 코어편(20)의 검사를 행하는 것은 물론, 코어편(20)을 환상으로 배치하여 형성하는 경우에 있어서의, 인접하는 코어편(20)끼리의 간섭에 대하여 권선 검사를 더 행하는 것이다. 본 실시의 형태 3의 권선 검사 방법에서는, 상기 실시의 형태 1의 권선 검사 방법의 각 처리 공정에 더하여, 비교 공정 및 인접 판정 공정을 추가하는 것이다.

도 23은 본 발명의 실시의 형태 3의 권선 검사 방법의 인접하는 코어편(20)끼리의 간섭에 대하여 설명하는 설명도이다. 도 24는 본 발명의 실시의 형태 3의 권선 검사 방법을 설명하기 위한 플로차트이다. 도 25 및 도 26은 본 발명의 실시의 형태 3에서 얻어진 코일(1)의 윤곽 데이터의 해석 결과를 나타낸 도면이다. 도 27은 도 25 및 도 26의 해석 결과를 비교한 비교 결과를 나타낸 도면이다.

우선, 본 발명의 실시의 형태 3의 권선 검사 방법이 특히 유효하게 되는 고정자(10)의 구조에 대하여 설명한다. 예컨대, 도 23에 나타낸 바와 같이, 경계선(25)을 넘은 코일(1)의 부분(33)이 존재하는 경우이다. 이것은, 인접하는 코어편(20)끼리의 코일(1)의 형상, 즉 턴의 배열을 의도적으로 번갈아 바꾼 경우이다.

이와 같은 고정자(10)의 구성의 경우, 상기 실시의 형태 1의 권선 검사 방법에서는, 추출한 코일(1)의 윤곽이 경계선(25)을 넘고 있다고 판단된다. 그리고, 인접하는 코어편(20)의 코일(1)로 돌출하여 코일(1)끼리 접촉한다고 판정한다. 따라서, 상기 실시의 형태 1에 나타낸 바와 같이 불량이라고 판단된다. 그렇지만, 예컨대 회전 전기 기기의 특성으로서 전자기 설계상, 이와 같은 턴의 배열이 의도적으로 번갈아 배열되는 것이 바람직한 경우가 있다. 그 경우, 본 실시의 형태 3이 유효하다.

또한, 동일한 턴의 배열로서, 동일한 코일(1)의 형상을 감는 경우에도, 완전한 정렬이 되지 않는 경우가 있다. 이 경우, 결과적으로, 경계선(25)을 넘은 부분이 발생하더라도, 인접하는 코어편(20) 쪽으로 코일(1)이 돌출하는 정도와의 서로의 상대 위치 관계에 의해 판정하고, 코일(1)의 양부를 판정하는 것이 생각된다. 그 경우, 본 실시의 형태 3이 유효하다.

이하, 도 24에 근거하여 실시의 형태 3의 권선 검사 방법의 처리 공정을 설명한다. 우선, 상기 각 실시의 형태와 마찬가지의 공정을 거쳐, 스텝 ST11의 공정까지를 행한다. 다음으로, 스텝 ST11에서 정량화된, 환상에 있어서 인접하는 개소가 되는 코어편(20)끼리의 코일(1)의 윤곽 데이터를 비교한다(도 24의 스텝 ST16). 다음으로, 스텝 ST16에서 비교한 결과에 근거하여 인접하는 코어편(20)의 코일(1)의 양부를 판정한다(도 24의 스텝 ST17).

여기서 스텝 ST17의 인접 판정 공정에 대하여, 도 25 내지 도 27을 이용하여 설명한다. 도 25가 인접하는 한쪽의 코어편(20)의 코일(1)의 차분 플롯(29)이다. 도 26이 인접하는 다른 쪽의 코어편(20)의 코일(1)의 차분 플롯(29)이다. 이들 도 25 및 도 26은 상기 실시의 형태 1에서 나타낸 도 18과 마찬가지로 처리하여, 코일(1)의 윤곽 데이터의 해석 결과를 나타낸 것이다. 그리고, 이들 도 25와 도 26에 나타낸 차분 플롯(29)을 합계하여, 절반의 거리 LA로 한 비교치(34)가 도 27에 나타내는 바와 같이 얻어진다.

즉, 도 27의 비교치(34)가, 임계치로서의, YB 좌표가 음의 값인 경우에, 인접하는 코일(1)이 접촉하면 불량으로서 판정할 수 있다. 따라서, 도 26의 차분 플롯(29)만으로 판정하면 불량이 되지만, 여기서는, 도 27의 비교치(34)로 판정하기 때문에, 인접하는 코일(1)은 접촉하지 않기 때문에 양(良)으로서 판정된다.

또, 본 실시의 형태 3에 있어서는, 인접하는 코어편(20)끼리 비교하여 코일(1)의 양부를 판정하는 예를 나타냈지만, 이것으로 한정되는 일은 없고, 상기 각 실시의 형태와 마찬가지로, 우선, 코어편(20)의 단독으로 코일(1)의 양부를 미리 행하는 스텝 ST12의 공정을 거친 후, 본 실시의 형태 3에 있어서의 인접하는 코어편(20)끼리 비교하여 코일(1)의 양부를 판정하는 것도 가능하다. 그 경우, 스텝 ST12에 있어서, 인접하는 코어편(20)끼리 비교하는 것에 상당하지 않는, 코어편(20)의 불량을 미리 판단의 대상으로부터 제외하는 것이 가능하게 되고, 판단이 효율적이 된다.

상기와 같이 구성된 실시의 형태 3의 권선 검사 방법 및 권선 검사 장치에 의하면, 상기 각 실시의 형태와 마찬가지의 효과를 갖는 것은 물론, 인접하는 코어편끼리의 코일을 비교하여 권선 불량을 판정할 수 있다. 권선 검사의 정밀도가 향상되고, 더욱 생산성의 향상, 에너지 절약, 수율의 향상이 가능하게 된다.

실시의 형태 4.

실시의 형태 4는, 상기 각 실시의 형태에서 설명한 권선 검사 방법을 실시하기 위한 권선 검사 장치(140)에 관한 것이다. 또, 실시의 형태 4에 있어서는, 상기 각 실시의 형태에 있어서 설명한 고정자(10)를 참조하여 설명한다. 도 28은 본 발명의 실시의 형태 4에 있어서의 권선 검사 장치(140)의 구성을 나타내는 도면이다. 도면에 있어서, 권선 검사 장치(140)는, 카메라(141)와, 화상 처리부(142)를 구비하고 있다.

화상 처리부(142)는, 캡처부(35), 취득부(36), 2치화 처리부(37), 판별부(38), 전 추출부(39), 전 정량화부(40), 턴 추출부(41), 턴 정량화부(42), 전 판정부(43), 후 추출부(44), 후 정량화부(45), 후 판정부(46), 비교부(47), 턴 판정부 및 인접 판정부로서의 종합 판정부(48), 및 제어부(49)를 구비한다.

제어부(49)는 카메라(141)와 화상 처리부(142)를 제어한다. 제어부(49)는 도시하지 않는 표시 장치, 키보드, 마우스 등과의 사이의 신호 처리를 행한다. 화상 처리부(142)는 CPU, 메모리, 디스크, 입출력부, 및 주변기기부로 구성하고, 권선 검사 방법의 각 처리 공정을 소프트웨어로 처리할 수 있다. 또, 제어부(49)를 권선 장치(14)의 일부로서 이용하는 것도 가능하다. 그 경우, 권선 제어부(15)와 제어부(49)는 완전하게 동기하여, 검사원이 판정 결과를 기초로 권선 장치(14)의 조작을 행하는 일 없이 자동 생산과 권선의 자동 검사를 실시할 수 있다.

캡처부(35)는, 카메라(141)를 이용하여 전 코어편(201)이 권선을 실시하는 위치에 설치된 직후(감기 직전)로부터, 권선을 종료할 때까지의 동화상을 촬영한다. 취득부(36)는, 얻어진 동화상 파일로부터, 전 코어편(201) 및 후 코어편(202)의 필요하게 되는 화상의 취득을 행한다. 2치화 처리부(37)는, 취득된 전 코어편(201) 및 후 코어편(202)의 화상의 명암이나 촬영 대상인 절연부, 코어부, 코일의 색채를 고려하여 2치화의 처리를 행한다.

판별부(38)는, 카메라(141)의 시야(21)에서 차지하는 전 코어편(201)의 크기 및 위치로부터 기종 판정을 행한다. 전 추출부(39)는, 전 코어편(201)을 검사하기 위한, 코어 형상의 에지, 즉 절연부(3)를 포함하는 전 코어편(201)의 윤곽 데이터의 추출 등을 행한다. 전 정량화부(40)는, 전 코어편(201)의 윤곽 데이터로부터, 전 코어편(201)의 위치 및 기울기를 정량화한다.

턴 추출부(41)는, 전 코어편(201)에 매인 제 1 턴부(30)의 위치를 검사하기 위해, 제 1 턴부(30)의 윤곽 데이터의 추출을 행한다. 턴 정량화부(42)에서는, 제 1 턴부(30)의 윤곽 데이터로부터, 전 코어편(201)에 대한 제 1 턴부(30)의 위치의 정량화를 행한다. 전 판정부(43)는, 전 코어편(201)의 화상을 이용하여 검사하여 판정한 판별부(38), 전 정량화부(40), 턴 정량화부(42)의 결과를 진단하고, 권선을 실시하기 전 단계에서의 권선 불량 발생의 가능성을 판정한다.

후 추출부(44)는, 후 코어편(202)의 코일(1)의 정렬성을 검사하기 위해 코일(1)의 윤곽 데이터의 추출을 행한다. 후 정량화부(45)는, 얻어진 후 코어편(202)의 코일(1)의 윤곽 데이터를, 코어편(20) 기준으로 정량화한다. 또한 이외에, 이 시점에서, 감기 흐트러짐 및 쇼트 불량으로 대표되는 권선 불량을 진단하는 것도 가능하다.

후 판정부(46)는, 판별부(38), 전 정량화부(40), 턴 정량화부(42) 등의 전 코어편(201)의 화상을 검사한 판정 결과와, 후 코어편(202)의 화상을 검사한 판정 결과를 이용하여 코어편(20)의 단체(單體)의 양부 판정을 행한다. 비교부(47)에서는, 후 코어편(202)을 환상으로 배열했을 때에 인접하는 코어편(20)끼리의 코일(1)의 간섭을 비교한다.

종합 판정부(48)에서는, 전 판정부(43) 및 후 판정부(46)의 결과에 더하여, 후 코어편(202)을 환상으로 배열했을 때의 인접하는 코어편(20)끼리의 코일(1)의 간섭을 판정하고, 고정자(10)의 종합적인 권선 양부의 판정을 행한다. 제어부(49)는, 권선 검사의 결과, 즉 전 판정부(43), 후 판정부(46), 종합 판정부(48)의 판정 결과와 그 값, 또한 권선이 끝난 코어편(20)이더라도 권선 장치(14) 내에서 부여한 코어편(20)을 특정할 수 있는 정보를, 표시 장치에 표시하여 권선 장치(14)를 다루는 조작원을 포함하여 검사에 관련되는 인원에게 제시한다. 또한, 권선 전에 있어서 불량의 가능성을 검출한 경우는, 권선 장치(14)에 접속한 입출력 장치를 거쳐서 경고 신호를 발신하고, 이것을 받은 권선 장치(14)를 자동 정지할 수 있다.

상기와 같이 구성된 실시의 형태 4의 권선 검사 장치는, 상기 각 실시의 형태의 권선 검사 방법을 실시하는 것이 가능하게 되고, 상기 각 실시의 형태와 마찬가지의 효과를 가질 수 있다. 또한, 권선 장치를 권선 검사의 결과에 따라 적당히 처리하거나, 조작원에 대하여 권선 검사의 결과를 제공하거나 할 수 있다.

따라서, 코어편을 환상으로 배치하기 전에 권선 불량을 검출하고, 권선 장치 및 조작원이 불량의 코어편에 대하여 대응할 수 있다. 따라서, 더욱 생산성의 향상, 에너지 절약, 수율의 향상이 가능하게 된다.

또, 본 발명은, 그 발명의 범위 내에 있어서, 각 실시의 형태를 자유롭게 조합하거나, 각 실시의 형태를 적당히 변형, 생략하는 것이 가능하다.

Claims (11)

1. 권선 코일을 코어편에 형성하는 고정자의 권선 검사 방법에 있어서,
   상기 코어편의 권선 후의 화상을 취득하는 공정인 제 2 취득 공정과,
   상기 화상으로부터 상기 코어편에 감겨진 상기 권선 코일의 윤곽 데이터의 추출을 행하는 공정인 제 2 추출 공정과,
   상기 권선 코일의 윤곽 데이터로 상기 권선 코일의 양부(良否)를 판정하는 제 2 판정 공정
   을 구비한 권선 검사 방법.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 코어편의 권선 전의 화상을 취득하는 공정인 제 1 취득 공정과,
   상기 화상으로부터 상기 코어편의 윤곽 데이터의 추출을 행하는 제 1 추출 공정
   을 구비하고,
   제 1 판정 공정은, 상기 코어편의 윤곽 데이터를 이용하여 상기 권선 코일의 판정을 행하는
   권선 검사 방법.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   권선 장치로 복수의 종별의 상기 고정자의 권선 코일을 형성하는 권선 검사 방법에 있어서,
   상기 고정자의 종별을 판별하는 판별 공정을 구비하고,
   상기 제 2 판정 공정은, 상기 판별 공정에서 판별된 상기 고정자의 종별에 대응하여 판정하는
   권선 검사 방법.
   
4. 권선 코일이 형성된 복수의 코어편을 환상(環狀)으로 설치하는 고정자의 권선 검사 방법에 있어서,
   상기 코어편의 권선 후의 화상인 후 화상을 취득하는 제 2 취득 공정과,
   상기 화상으로부터 상기 코어편의 상기 권선 코일의 윤곽 데이터의 추출을 행하는 제 2 추출 공정과,
   환상에 있어서 인접하는 개소가 되는 상기 코어편끼리의 상기 권선 코일의 윤곽 데이터를 비교하는 비교 공정과,
   상기 비교 공정의 결과에 근거하여 인접하는 상기 코어편의 상기 권선 코일의 양부를 판정하는 인접 판정 공정
   을 구비한 권선 검사 방법.
   
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 권선 코일의 윤곽 데이터로 상기 권선 코일의 양부를 판정하는 제 2 판정 공정을 구비한 권선 검사 방법.
   
6. 제 1 항, 제 4 항, 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 코어편의 권선의 제 1 턴부의 턴 화상을 취득하는 턴 취득 공정과,
   상기 턴 화상으로부터 상기 제 1 턴부의 윤곽 데이터의 추출을 행하는 턴 추출 공정과,
   상기 제 1 턴부의 윤곽 데이터 및 상기 코어편의 윤곽 데이터로부터 상기 제 1 턴부의 양부를 판정하는 턴 판정 공정
   을 구비한 권선 검사 방법.
   
7. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
   권선 장치로 상기 권선 코일을 형성하는 권선 검사 방법에 있어서,
   상기 코어편의 윤곽 데이터로부터 상기 코어편의 상기 권선 장치로의 설치의 양부를 판정하는 제 1 판정 공정을 구비한
   권선 검사 방법.
   
8. 권선을 감아 권선 코일을 코어편에 형성하는 고정자의 권선 검사 장치에 있어서,
   코어편을 촬영하는 촬상부에서 촬영된 상기 코어편의 화상을 취득하는 취득부와,
   상기 코어편의 화상으로부터 상기 권선 코일의 윤곽 데이터를 추출하는 제 2 추출부와,
   상기 권선 코일의 양부의 판정을 행하는 제 2 판정부
   를 구비한 권선 검사 장치.
   
9. 권선 코일이 형성된 복수의 코어편을 환상으로 설치하는 고정자의 권선 검사 장치에 있어서,
   코어편을 촬영하는 촬상부에서 촬영된 상기 코어편의 화상을 취득하는 취득부와,
   상기 코어편의 화상으로부터 상기 권선 코일의 윤곽 데이터를 추출하는 제 2 추출부와,
   환상에 있어서 인접하는 개소가 되는 상기 코어편끼리의 상기 권선 코일의 윤곽 데이터를 비교하는 비교부와,
   상기 비교부의 비교 결과에 근거하여 인접하는 상기 코어편의 상기 권선 코일의 양부를 판정하는 인접 판정부
   를 구비한 권선 검사 장치.
   
10. 제 8 항에 있어서,
    권선 장치로 상기 권선 코일을 형성하는 권선 검사 장치에 있어서,
    상기 코어편의 화상으로부터 상기 코어편의 윤곽 데이터를 추출하는 제 1 추출부와,
    상기 코어편의 윤곽 데이터로부터 상기 고정자의 종별을 판별하는 판별부와,
    상기 코어편의 윤곽 데이터로부터 상기 코어편의 상기 권선 장치로의 설치의 양부를 판정하는 제 1 판정부와,
    상기 코어편의 화상으로부터 상기 코어편의 제 1 턴부의 윤곽 데이터를 추출하는 턴 추출부와,
    상기 제 1 턴부의 윤곽 데이터 및 상기 코어편의 윤곽 데이터로부터 상기 제 1 턴부의 양부를 판정하는 턴 판정부
    를 구비하고,
    상기 제 2 판정부는, 상기 고정자의 종별에 대응하여 판정하는
    권선 검사 장치.
    
11. 제 9 항에 있어서,
    권선 장치로 상기 권선 코일을 형성하는 권선 검사 장치에 있어서,
    상기 코어편의 화상으로부터 상기 코어편의 윤곽 데이터를 추출하는 제 1 추출부와,
    상기 코어편의 윤곽 데이터로부터 상기 고정자의 종별을 판별하는 판별부와,
    상기 코어편의 윤곽 데이터로부터 상기 코어편의 상기 권선 장치로의 설치의 양부를 판정하는 제 1 판정부와,
    상기 코어편의 화상으로부터 상기 코어편의 제 1 턴부의 윤곽 데이터를 추출하는 턴 추출부와,
    상기 제 1 턴부의 윤곽 데이터 및 상기 코어편의 윤곽 데이터로부터 상기 제 1 턴부의 양부를 판정하는 턴 판정부
    를 구비하고,
    상기 인접 판정부는, 상기 고정자의 종별에 대응하여 판정하는
    권선 검사 장치.

Images