WO2022064724A1 - 積層体製造装置および積層体製造方法 - Google Patents

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WO2022064724A1
WO2022064724A1 PCT/JP2020/047551 JP2020047551W WO2022064724A1 WO 2022064724 A1 WO2022064724 A1 WO 2022064724A1 JP 2020047551 W JP2020047551 W JP 2020047551W WO 2022064724 A1 WO2022064724 A1 WO 2022064724A1
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WO
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block
characteristic
stack
blocks
laminated core
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PCT/JP2020/047551
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仁司 桂田
武 本田
幸雄 隈本
駿介 関谷
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日本電産株式会社
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B37/00Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/02Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies

Definitions

  • the present invention relates to a laminate manufacturing apparatus and a laminate manufacturing method capable of efficiently stacking blocks to form a stack.
  • Patent Document 1 a technique has been proposed in which a plurality of blocks made of a plurality of electrical steel sheets are transposed to form a laminated core.
  • a block manufacturing device for manufacturing a block by laminating a plurality of plate-shaped members, a transport device for transporting the block, and a first characteristic measuring device for measuring the characteristics of the block. And, a plurality of first blocks having the first characteristic are laminated based on the measurement result of the first characteristic measuring device, and a second having the second characteristic is formed on the plurality of laminated first blocks.
  • a stacking device for stacking at least one of two blocks to form a stack, and a second characteristic measuring device for measuring the characteristics of the stack are provided, and the stacking device is based on the result of the second characteristic measuring device. Based on this, there is provided a laminate manufacturing apparatus capable of exchanging the second block in the stack with another second block.
  • a block manufacturing step of laminating a plurality of electromagnetic steel plates to manufacture a block a first characteristic measuring step of measuring the characteristics of the block, and a measurement of the first characteristic measuring step. Based on the result, a plurality of first blocks having the first characteristic are laminated, and at least one second block having the second characteristic is laminated on the plurality of laminated first blocks to form a stack. Based on the results of the laminating step to be manufactured, the second characteristic measuring step for measuring the characteristics of the stack, and the second characteristic measuring step, the second block in the stack is combined with the other second block.
  • a method for manufacturing a laminate comprising a replacement step for replacement is provided.
  • a laminated body manufacturing apparatus and a laminated body capable of efficiently stacking appropriate blocks so that the characteristics of the laminated core satisfy the required range and improving the yield of the laminated core.
  • a manufacturing method is provided.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a laminated core manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing a partial configuration (block separation device, foreign matter confirmation inspection device, block confirmation device) in the laminated core manufacturing apparatus of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a block height measuring device in the laminated core manufacturing device of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a first printing device in the laminated core manufacturing device of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a laminating device in the laminated core manufacturing device of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a stack manufacturing apparatus in a stacking apparatus.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a laminated core manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing a partial configuration (block separation device, foreign matter confirmation inspection device, block confirmation device) in the laminated core
  • FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a block supply stock device for adjustment in a stacking device.
  • FIG. 8 is a diagram showing the configuration of the adjustment block stocker 82 in the adjustment block supply stock device.
  • FIG. 9 is a diagram showing the configuration of the transfer device.
  • FIG. 10 is a diagram showing a configuration of a laser welding device.
  • FIG. 11 is a diagram showing a configuration of a laser irradiation unit in a laser welding apparatus.
  • FIG. 12 is a diagram showing a configuration of a sorting device and a laminated core measurement / inspection device.
  • FIG. 13 is a diagram showing a main configuration of a laminated core measurement / inspection device.
  • FIG. 14 is a diagram showing a configuration of a laminated core inner diameter measuring device in a laminated core measuring and inspecting apparatus.
  • FIG. 15 is a diagram showing a configuration of a laminated core outer diameter height measuring device in a laminated core measurement inspection device.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a laminated core manufacturing apparatus 1000 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing a partial configuration (block separation device 30, foreign matter confirmation inspection device 35, block confirmation device 40) in the laminated core manufacturing device 1000 of the present invention.
  • the laminated core manufacturing apparatus 1000 includes, for example, a block manufacturing apparatus 10, a first transporting device (conveying device) 21, a block separating device 30, a foreign matter confirmation inspection device 35, and a block arranged in the order of manufacturing processes.
  • Confirmation device 40 block height measuring device (first characteristic specifying device) 50, first printing device (printing device) 61, laminating device 100, transfer device 85, laser welding device 90, laminated core measurement and inspection device 120.
  • each device in the laminated core manufacturing device 1000 shown in FIG. 1 is an example, and the positions may be replaced as appropriate.
  • the block manufacturing apparatus 10 punches an electromagnetic steel plate (plate-shaped member) having a predetermined shape from a thin magnetic steel plate using a press die, and then stacks and crimps a predetermined number of electromagnetic steel plates to form a block 8. It is a press processing device.
  • the block manufacturing apparatus 10 manufactures two blocks each of the same type of blocks 8 (FIG. 2). For example, two blocks each of a first block 8A formed by laminating 34 pieces of electrical steel sheets and a second block 8B formed by laminating a number of sheets other than 34 pieces of electromagnetic steel sheets are manufactured, and 2 blocks are manufactured for each type. Carry out in a stacked state.
  • the fixed number of electrical steel sheets constituting the first block 8A is 34, but it may be appropriately changed depending on the thickness of the material used. In this case, the number of electrical steel sheets in the second block 8B is changed according to the fixed number of the first block 8A.
  • the process of manufacturing 16 blocks in the block manufacturing apparatus 10 is defined as one course.
  • the types of the first block 8A and the second block 8B are not separated, they are simply referred to as the block 8.
  • a notch 8a for determining the circumferential direction of the block 8 is formed on the outer peripheral surface of the block 8.
  • the first transfer device 21 includes a transfer conveyor 21A having one end on the upstream side in the transfer direction connected to the block manufacturing device 10.
  • the first transfer device 21 conveys two blocks of each type of blocks 8 manufactured by the block manufacturing device 10 by the transfer conveyor 21A.
  • a roller conveyor, a loader, and a hand robot may be adopted, or a conveyor combining these may be used.
  • the block separating device 30 is connected to the other end of the transport conveyor 21A on the downstream side in the transport direction, and two blocks 8 stacked vertically and discharged from the block manufacturing device 10 are divided into one block each. It has a function to divide.
  • the block separation device 30 has a configuration in which the upper block 8 of the two stacked blocks 8 is air-chucked by the grip portion 31 and the block 8 gripped by the single-axis robot 32 that moves the grip portion 31 up and down is lifted. It has become.
  • the grip portion 31 holds the block 8 from the through hole 8b side in a state of being inserted into the through hole 8b of the block 8.
  • the grip portion 31 is movable in the vertical direction as well as in the horizontal direction by the single-axis robot 32, and moves between a position on the conveyor 21A and a position off the conveyor 21A. As a result, only one of the blocks 8 stacked in two stages on the transfer surface 21a of the transfer conveyor 21A can be taken out.
  • the grip portion 31 of the present embodiment has a function of gripping the block 8 by an air chuck, but the gripping method is not limited to the air chuck, and suction or magnetic adhesion may be adopted.
  • the block confirmation device 40 confirms the front and back surfaces of the block 8 that has been subjected to the foreign matter confirmation inspection by the foreign matter confirmation inspection device 35, the position of the notch 8a, and the presence / absence of the barcode 2.
  • a transfer transport unit 41 that carries in the block 8 after inspection from the foreign matter confirmation inspection device 35, a block holding unit 42 that holds the carried-in block 8, and a camera 43 that photographs the block 8 held by the block holding unit 42.
  • a light 44 that brightly illuminates the block 8 and a bar code reader 45 that reads the bar code 2 printed on the block 8 are provided.
  • the transfer transfer unit 41 has a pair of block gripping units 41A that can move horizontally between the foreign matter confirmation inspection device 35 and the block holding unit 42, and grips the block 8 from both sides in the radial direction.
  • the block holding portion 42 includes a support base 42A that supports the block 8 from the lower surface side, and a rotating portion 42B that is inserted into the through hole of the block 8, and rotates around the axis of the rotating shaft along the vertical direction. By rotating the portion 42B, the orientation of the block 8 placed on the support base 42A in the circumferential direction can be changed.
  • a block confirmation device 40 In such a block confirmation device 40, the front and back surfaces of the block 8 are confirmed, the direction of the notch formed on the outer peripheral surface of the block 8 and the presence / absence of the barcode 2 are confirmed. If the position of the notch 8a of the block 8 cannot be confirmed, the rotating portion 42B is rotated 90 degrees around the axis to take a picture again, and the block 8 is rotated until the position of the notch 8a can be confirmed. To adjust.
  • the block confirmation device 40 takes a picture with a camera while illuminating the block 8 with a light, confirms the back surface of the block 8, and confirms the position of the notch formed on the outer periphery of the block 8. Even if the surface of the block 8 is facing upward, if the bar code 2 is printed, it is already determined to be a defective product by the distribution and transfer device 70 described later and discharged, and the block 8 to be discharged is discharged. Although it is conveyed to the next device as it is, the subsequent steps are omitted, and it is collected again on the discharge table 72 in the distribution transfer device 70 and then discharged. In this way, even if the operator accidentally loads the once discharged block 8 onto the conveyor 21A, the defective block 8 can be prevented from being reloaded and appropriate measures can be taken. ..
  • FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a block height measuring device 50 in the laminated core manufacturing device 1000 of the present invention.
  • the block height measuring device (first characteristic measuring device) 50 includes a repressurizing section (first pressurizing section) 51 that pressurizes each block 8 and a plurality of height measuring sensors 52. And, the height of each block 8 is measured at the same time as the pressure is applied in the vertical direction (the laminating direction of the electromagnetic steel plates).
  • the repressurizing unit 51 of the present embodiment has a function of pressurizing the block 8 placed on the block mounting table 53 in the vertical direction and pressing the laminated electromagnetic steel sheets with each other by the repressurizing unit 51.
  • the pressing force applied to each block 8 is set to about 17 kN, but the pressure is not limited to this.
  • the plurality of height measurement sensors 52 are composed of displacement sensors and are mounted on the block pressurizing section 51A side of the repressurizing section 51.
  • the block height measuring device 50 of the present embodiment includes four height measuring sensors 52, and these measuring sensors 52 are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the block 8, and each of them is the upper end of the block 8. It faces the outer peripheral surface on the side.
  • the height measurement values obtained by the four height measurement sensors 52 are averaged and output to the first printing device 61 (FIG. 1) described later.
  • the default height of the block 8 is 10.5 mm.
  • FIG. 4 is a diagram showing the configuration of the first printing device 61 in the laminated core manufacturing device 1000 of the present invention.
  • the first printing device 61 uses a bar code for the height of each block 8 obtained by the block height measuring device 50 and various other information, and uses a laser marker to display the surface of the block 8. Print at a predetermined position on (upper surface).
  • the various information includes the date of manufacture of the block 8, the manufacturing device No., the height of the block 8, and the like. Further, the front and back data of the block 8 may be included.
  • the "bar code” includes a one-dimensional code and a two-dimensional code.
  • the stacking device 100 in the present embodiment is composed of a distribution transfer device 70, a stack manufacturing device 75, and an adjustment block supply stock device (stock device) 80, and by stacking a plurality of blocks 8. , Forming a stack S whose height meets a predetermined required range.
  • FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a stacking device 100 in the laminated core manufacturing device 1000 of the present invention.
  • the distribution transfer device 70 has a second barcode reader 71 that reads the first barcode 3 printed on the surface of the block 8 and data read by the second barcode reader 71.
  • a discriminant unit (not shown) that discriminates between a non-defective product and a defective product of the block 8 based on
  • An articulated robot arm 73 that distributes the block 8 and the defective block 8 to different places is provided. Further, the articulated robot arm 73 stacks a plurality of non-defective blocks 8 on the index table 76 of the stack manufacturing apparatus 75 described later. At this time, each block 8 is rotated by 90 degrees in a predetermined direction and rolled.
  • the configuration is provided with the discharge table 72, but the configuration is not limited to this, and for example, a configuration may be provided with a discharge conveyor for discharging the block 8 to be discharged.
  • the articulated robot arm 73 has a plurality of blocks 8 (first block 8A, second block 8B) determined to be non-defective, in a predetermined number for each type on the index table 76 of the stack manufacturing apparatus 75 described later.
  • the blocks 8 are stacked to form a stack S.
  • the first block 8A is stacked in 14 stages and the second block 8B is stacked in two stages on the first block 8A to form a stack S composed of a total of 16 stages of blocks 8.
  • the distribution / rolling device 70 is provided with a temporary storage table 77 for temporarily placing the second block 8B within the movable range of the articulated robot arm 73, and is conveyed while the first block 8A is stacked.
  • the second block 8B that has been used can be temporarily placed.
  • the temporary storage table 77 of the present embodiment can temporarily place two second blocks 8B.
  • FIG. 6 is a diagram showing the configuration of the stack manufacturing device 75 in the stacking device 100.
  • the stack manufacturing apparatus 75 includes a disk-shaped index table 76 and a stack pressurizing height measuring machine (second characteristic measuring apparatus) arranged at predetermined positions in the circumferential direction of the index table 76. It is equipped with 78.
  • the index table 76 can rotate around the axis of the rotation axis extending in the vertical direction.
  • the stack pressurization height measuring device (second characteristic measuring device) 78 is obtained from the block rolling position by the articulated robot arm.
  • the stack S is conveyed to the height measurement position according to the above.
  • the index table 76 is made of a plate material having a circular shape in a plan view, and is configured to be rotatable in one direction around the axis of rotation along the vertical direction.
  • the index table 76 has stack mounting portions 76A at four positions facing each other in the radial direction via the rotation axis, and suppresses radial misalignment between the blocks 8 stacked on each stack mounting portion 76A. It is preferable to have a mechanism.
  • the index table 76 rotates clockwise, for example, when viewed from the upper side in the axial direction, and the stack mounting portions 76A are aligned with the stack S at a position where a predetermined operation is performed, and the rotation is stopped.
  • the position where the rotation of the index table 76 is stopped for example, the position where a plurality of blocks 8 are stacked by the above-mentioned articulated robot arm 73, and the pressurization and height measurement of the stack S by the stack pressurization height measuring device 78 are performed. It stops at at least four positions: a position where the height of the stack S is adjusted by the adjusting block supply stock device 80 (FIG. 7), and a position where the completed stack S is taken out from the index table 76.
  • the stop position of the index table 76 is appropriately set according to the arrangement of the articulated robot arm 73, the stack pressurizing height measuring device 78, and the adjusting block supply stock device 80.
  • the stack pressurizing height measuring device 78 pressurizes the stack S on the index table 76 and measures its height (second characteristic).
  • the stack pressurizing height measuring device 78 includes a servo press unit (second pressurizing section) 781 having a built-in pressure sensor, and the stack S on the stack mounting section 76A of the index table 76 is added in the vertical direction. It has a function of pressing and pressing the stacked blocks 8 to each other.
  • the stack S is pressurized with a pressing amount of 8.6 kN, but it is also possible to control the pressurizing value with respect to the stack S for each pressurizing operation.
  • the stack pressurization height measuring device 78 further includes a linear scale 782, and has a function of measuring the height of the stack S in a state of being pressurized by the servo press unit 781.
  • the linear scale 782 has a scale 782A with a scale and a height detection head 782B that moves on the scale 782A.
  • the scale 782A stands vertically on a support base 783 that supports the index table 76 and the servo press unit 781.
  • the height detection head 782B is connected to the pressurizing portion 781A of the servo press unit 781, and moves up and down on the scale 782A with the movement of the height detection head 782B, so that the stack S at the time of pressurization The height can be measured.
  • the obtained height measurement data is sent to the adjusting block supply stock device 80.
  • FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a block supply stock device for adjustment in a stacking device.
  • FIG. 8 is a diagram showing a configuration of an adjustment block stocker 82 in the adjustment block supply stock device 80.
  • the adjusting block supply stock device 80 is installed at a position adjacent to the stack pressurizing height measuring device 78, and the height measurement data obtained by the stack pressurizing height measuring device 78 is provided. It has a function of adjusting the height of the stack S based on the above.
  • the adjustment block supply stock device 80 includes a hand mechanism 81 that grips the second block 8B, and an adjustment block stocker 82 that stacks a large number of the second blocks 8B.
  • the hand mechanism 81 has a moving rail 81A extending horizontally between the index table 76 and the adjusting block stocker 82, and is on the lower end side of the single-axis robot 81B that can move horizontally along the moving rail 81A.
  • the second block 8B is gripped by the hand portion 81C attached to the.
  • the single-axis robot 81B lifts the second block 8B from either the index table 76 or the adjustment block stocker 82 by moving the hand portion 81C in the vertical direction, and moves the second block 8B to the other mounting location. Place the second block 8B.
  • the hand mechanism 81 further includes a barcode reader 81D in the vicinity of the hand unit 81C, and is air-chucked by the hand unit 81C based on the data acquired from the first barcode 3 attached to the second block 8B.
  • the second block 8B is transported to a predetermined place on the adjusting block stocker 82.
  • the adjustment block stocker 82 is provided with a plurality of adjustment block stock areas 82A divided according to the height dimension (number of electrical steel sheets) of the second block 8B, and at least one separately from the adjustment block stock area 82A.
  • the block stock area 82B for discharge is provided, and the positions of the block stock areas 82A and 82B with respect to the hand mechanism 81 are moved by a pair of horizontally extending guide rails 82C intersecting the moving rail 81A. Can be done.
  • the adjusting block stocker 82 of the present embodiment has eight adjusting block stock areas 82A, and is made of the height of the second block 8B and the electrical steel sheet constituting the second block 8B. It can be classified into multiple pieces according to the number of sheets and stocked.
  • the first region 82A1 for stocking the second block 8B having 35 electromagnetic steel sheets and a height dimension of less than 10 to 10.1 mm, and 35 electromagnetic steel sheets with a height dimension of 10 .
  • the adjusting block stocker 82 has a function of suppressing the displacement of the second blocks 8B stacked in the block stock areas 82A and 82B in the radial direction.
  • FIG. 9 is a diagram showing the configuration of the transfer device 85.
  • the transfer device 85 is arranged in the vicinity of the stack manufacturing device 75 as shown in FIG. 9, and takes out the height-adjusted stack S from the index table 76 and conveys it to the laser welding device 90 (FIG. 1).
  • the transfer device 85 has a parallel opening / closing type hand portion 85A having four finger portions 85a, and the stack S is air-chucked and conveyed from the outside in the radial direction.
  • FIG. 10 is a diagram showing the configuration of the laser welding device 90.
  • FIG. 11 is a diagram showing the configuration of the laser irradiation unit 93A in the laser welding apparatus 90.
  • the laser welding apparatus 90 presses the index table 91 on which the stack S is placed and the stack S on the index table 91 with a predetermined pressure (first pressurization).
  • the laser welding apparatus 90 presses the stack S carried onto the index table 91 with the pressurizing unit 92, and joins the blocks 8 of the stack S to each other by the laser emitted from each laser irradiation unit 93a. It is an apparatus for manufacturing a laminated core (laminated body) 110.
  • the index table 91 is composed of a top plate having a circular shape in a plan view, and is configured to be rotatable around the axis of a rotation axis extending in the vertical direction.
  • a plurality of mounting tables 91A on which the stack S is mounted are provided on the upper surface of the index table 91, and are arranged at equal intervals around the axis.
  • a plurality of rising portions 91B that suppress the positional deviation of each block 8 constituting the stack S before welding are attached around each mounting table 91A, and in the present embodiment, the four rising portions 91B are stacked. It faces the outer peripheral surface of S, and it is possible to suppress the positional deviation of the blocks 8 stacked above and below in the radial direction.
  • the pressurizing portion 92 includes a servomotor (not shown), a weight portion 92A that applies a load to the stack S by driving the servomotor, and a core rod 92B that is inserted into the stack S according to the movement of the weight portion 92A. It includes a stopper 92C that presses the stack S when the core rod 92B is pulled out from the stack S, and a cylinder 92D that moves the stopper 92C up and down. The stopper 92C moves up and down independently of the weight portion 92A by the cylinder 92D.
  • the stack S can be prevented from floating from the mounting table 91A by pressing the stack S with the stopper 92C when the core rod 92B is pulled out from the inside of the stack S. It is possible to prevent the stack S from falling.
  • the laser welding process is performed only on the stack S that satisfies the height requirement.
  • the laser welding apparatus 90 may have a height measuring sensor (not shown) for measuring the height of the stack S before welding, and determines whether or not to perform welding processing on the stack S according to the measurement result. to decide. As a result, for example, the stack S that does not satisfy the height requirement range even if the height is adjusted in the adjustment block supply stock device 80 can be removed.
  • the height measuring sensor in the pressurizing section 92 the height of the stack S in the pressurized state can be measured.
  • the pair of laser irradiation units 93A are arranged at positions facing each other via a rotation axis O2 extending in the vertical direction, and can be moved up and down by the elevating portion 93B.
  • the laser welding apparatus 90 has a total of four laser irradiation units 93a, and are arranged around the stack S at equal intervals. With these four laser irradiation units 93a, it is possible to simultaneously irradiate the four welded portions 8c out of the eight welded portions 8c on the outer peripheral surface of the stack S with a laser. In the present embodiment, the laser can be applied to the welded portions 8c at all eight locations in two steps of four locations each.
  • the laser irradiation unit 93A includes two laser irradiation units 93a, a first single-axis robot 93b and a second single-axis robot 93c connected to each laser irradiation unit 93a, respectively. It is equipped with a cylinder (not shown) connected to the shaft robots 93b and 93c. Each laser irradiation unit 93a driven by the operation of the cylinder moves linearly along the horizontal direction intersecting the laser emission direction, so that the other welded portions 8c are irradiated with the laser. It has become.
  • the laser irradiation unit 93a irradiates the laser in the radial direction of the stack S.
  • the first single-axis robot 93b moves the laser irradiation unit 93a in the laser irradiation direction, thereby moving the laser irradiation unit 93a in the direction toward or away from the stack S.
  • the second single-axis robot 93c horizontally moves (horizontally moves) the laser irradiation unit 93a along the horizontal direction intersecting the laser irradiation direction, that is, along the circumferential direction of the stack S.
  • the laser irradiation unit 93a by moving the laser irradiation unit 93a in the vertical direction, welding can be performed from the lower end side to the upper end side of the stack S, and the laser irradiation unit 93a is stacked by the second single-axis robot 93c.
  • the stack S By moving the stack S in the circumferential direction, it is possible to perform welding to other welded portions adjacent to each other in the circumferential direction among the plurality of welded portions set on the outer peripheral surface of the stack S.
  • the laser irradiation units 93a can be moved laterally to irradiate the remaining four welded portions 8c with the laser. ..
  • FIG. 12 is a diagram showing the configurations of the sorting device 95 and the laminated core measurement / inspection device 120.
  • FIG. 13 is a diagram showing a configuration of a main part of the laminated core measurement inspection device 120.
  • FIG. 14 is a diagram showing a configuration of a laminated core inner diameter measuring device in the laminated core measurement inspection device 120.
  • FIG. 15 is a diagram showing the configuration of the laminated core outer diameter height measuring device 123 in the laminated core measurement inspection device 120.
  • the laminated core measurement inspection device 120 includes a laminated core inner diameter measuring device 122 for measuring the inner diameter of the laminated core 110 and a laminated core outer diameter height measurement for measuring the outer diameter of the laminated core 110.
  • a pair of laminated core temperature measuring units 126 and at least.
  • Each of the above measuring instruments 122 and 123 is a device for measuring the height, outer diameter, inner diameter, squareness, etc. of the laminated core 110, and each of them is equipped with a plurality of contact type displacement meters.
  • the laminated core inner diameter measuring instrument 122 includes a measuring unit 122A inserted inside the laminated core 110, and an expansion / contraction unit 122B for moving the measuring unit 122A attached to the upper end up and down. It is equipped with.
  • a total of eight contact type displacement meters 122a for measuring the inner diameter are attached to the outer peripheral side of the measuring unit 122A.
  • a plurality of contact type displacement gauges 122a for measuring the inner diameter are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the measuring unit 122A, and each of them contacts the inner peripheral surface of the laminated core 110 to measure the inner diameter.
  • the laminated core inner diameter measuring instrument 122 of the present embodiment can also measure the squareness of the laminated core 110.
  • the laminated core inner diameter measuring instrument 122 moves along the transport rail 124 as shown in FIG. 13, and the welded laminated core 110 is moved toward the laminated core outer diameter height measuring instrument 123.
  • a laminated core temperature measuring unit 126 composed of a pair of thermocouples is arranged on the transport rail 124 on the laminated core outer diameter height measuring instrument 123 side.
  • the laminated core temperature measuring unit 126 measures the temperature of the laminated core 110 after welding, which is conveyed by the movement of the laminated core inner diameter measuring device 122. Immediately after welding, the laminated core 110 is hot due to the heat of welding, so that dimensional errors are likely to occur. Therefore, the temperature of the laminated core 110 is measured by the pair of laminated core temperature measuring units 126, and the measured values obtained by the respective measuring instruments 122 and 123 are corrected based on the temperature of the individual laminated core 110. , Accurate values can be calculated.
  • the laminated core outer diameter height measuring device 123 can measure the height and the outer diameter of the laminated core 110 at the same time. As shown in FIGS. 13 and 15, the laminated core outer diameter height measuring instrument 123 is provided on a total of eight height measuring contact displacement meters 123a in contact with the upper surface of the laminated core 110 and on the outer peripheral surface of the laminated core 110. A total of four contact-type displacement meters 123b for measuring the outer diameter, a displacement meter support 123c that supports the contact displacement meter 123a for height measurement and the contact displacement meter 123b for measuring the outer diameter, and the displacement meter support 123c are in contact with each other. A single-axis robot 125, which is connected to and moves the displacement meter support base 123c in the vertical direction, is provided.
  • the second printing device 62 shown in FIG. 12 prints a second barcode 4 including various numerical data obtained by the laminated core measurement inspection device 120 at a predetermined position on the upper surface of the laminated core 110.
  • the sorting device 95 shown in FIG. 12 includes a discharge stack mounting table 95A on which the unwelded stack S having a height of NG in the laser welding device 90 is placed, and a laminated core after inspection by the laminated core measurement inspection device 120.
  • a distribution stacking core mounting table 95B on which 110 is placed, a distribution rail 95C connected to the distribution stacking core mounting table 95B, and a pair of extrusion portions (not shown) arranged on the distribution rail 95C are provided. Be prepared.
  • the discharge stack mounting table 95A is movable along the distribution rail 95C arranged on the transfer conveyor 22A of the second transfer device 22 and the start end side of the discharge conveyor 22B, and can be moved to either the transfer conveyor 22A or the discharge conveyor 22B. Stop at the opposite position.
  • the pair of extrusion portions are arranged on the start end side of the transfer conveyor 22A of the second transfer device 22 and the start end side of the discharge conveyor 22B, respectively, and are based on various numerical data obtained by the laminated core measurement inspection device 120. Therefore, it has a function of pushing the laminated core 110 from the sorting laminated core mounting table 95B to either the transport conveyor 22A or the discharging conveyor 22B.
  • the sorting device 95 of the present embodiment a non-defective product based on the inspection result obtained by the laminated core measurement inspection device 120 for the post-inspection laminated core 110 mounted on the discharge stack mounting table 95A? It is determined whether it is a defective product and sent to one of the conveyors 22A and 22B.
  • the second transfer device 22 conveys the non-defective laminated core 110 for which the various measurement results are determined to be OK by the laminated core measurement inspection device 120 by the transfer conveyor 22A to the device that performs the next step, and various measurements are performed by the discharge conveyor 22B.
  • the defective laminated core 110 whose result is determined to be NG is discharged.
  • laminated core manufacturing method (laminated body manufacturing method) for manufacturing a laminated core using the above-mentioned laminated core manufacturing apparatus 1000 will be described.
  • Block manufacturing process First, in the block manufacturing apparatus 10 of the laminated core manufacturing apparatus 1000 shown in FIG. 1, a large number of blocks 8 constituting the laminated core are manufactured.
  • a large number of electromagnetic steel plates having a predetermined shape are die-cut from a flat plate steel plate by a mold, and a plurality of electromagnetic steel plates laminated one by one are crimped to produce two blocks 8 at a time.
  • the block manufacturing apparatus 10 manufactures the first block 8A having a reference height by laminating and crimping 35 electromagnetic steel sheets at a time. Further, when the second block 8B is manufactured, it is manufactured by laminating a different number (other than 34) of the number of electromagnetic steel sheets constituting the first block 8A (34 sheets). The block manufacturing apparatus 10 manufactures two blocks 8 of the same type having the same number of electrical steel sheets at a time.
  • a large number of second blocks 8B for adjustment used for adjusting the height of the laminated core 110 are manufactured in advance, and are sorted and stocked in the adjusting block supply stock device 80 of the laminated device 100 for each characteristic.
  • a plurality of types of second blocks 8B for adjustment are formed.
  • the second block 8B manufactured for adjustment passes through a first transfer device 21, a block separation device 30, a foreign matter confirmation inspection device 35, a block confirmation device 40, a transfer transfer unit 41, and a block height measuring device 50, and then a transfer device.
  • the laminated core manufacturing process is performed.
  • the first block 8A is manufactured from the electromagnetic steel sheets laminated by 35 sheets at a time, and a total of 14 blocks are continuously manufactured by 2 blocks at a time (block manufacturing process).
  • 2 blocks of the 2nd block 8B are manufactured at a time by the number of electromagnetic steel sheets (less than 34) which is smaller than the number of the electromagnetic steel sheets constituting the 1st block 8A. In this way, all 16 blocks of the blocks 8 necessary for manufacturing one laminated core 110 are continuously manufactured.
  • the plurality of blocks 8 manufactured in the block manufacturing apparatus 10 are carried out in a state of being stacked up and down by two blocks for each type by the first conveyor 21, and are carried out in the block separating apparatus 30. , Lift one block at a time from the top of the conveyor 21A and separate. After that, the foreign matter confirmation inspection device 35 performs a foreign matter confirmation inspection on each block 8.
  • the block 8 which is determined to be defective due to foreign matter or deformation is subject to discharge, the subsequent manufacturing process is canceled, and the block 8 is collected on the discharge table 72 of the stacking device 100 (sorting and rolling device 70).
  • the block confirmation device 40 confirms the front and back of the block 8, confirms and adjusts the orientation of the notch 8a of the block 8, confirms the presence or absence of the barcode 2, and the like. I do.
  • the height measuring device 50 shown in FIG. 3 the height is measured in a state where each block 8 is pressurized (first characteristic measuring step), and the height data is added to include various information.
  • the barcode 3 of 1 is printed on the surface of each block 8 by the first printing device 61 shown in FIG. 4 (printing step).
  • a plurality of first blocks 8A and second blocks 8B are stacked to form a stack S (stacking step).
  • the non-defective product block 8 and the defective product block 8 are sorted (discrimination step), the defective product block 8 is transported onto the discharge table 72, and the non-defective product block 8 is shown in FIG. It is transferred onto the index table 76 of the stack manufacturing apparatus 75 shown in 6.
  • stack 2 blocks of the second block 8B After stacking 14 blocks of the first block 8A on the index table 76, stack 2 blocks of the second block 8B to form a stack S. If the second block 8B is transported while stacking 14 blocks of the first block 8A, it is retracted on the temporary storage table 77, and after stacking the first block 8A in 14 stages, it is placed on the temporary storage table 77. Stack the second blocks 8B that have been evacuated.
  • the second block 8B is stacked in two stages on the upper side of the stack S, but the position where the second block 8B is arranged is not limited to the upper side.
  • the second block 8B may be mixed between the first blocks 8A.
  • the index table 76 is rotated to convey the stack S to a predetermined position.
  • the index table 76 is rotated 180 degrees to move the stack S in the servo press unit 781 as shown in FIGS. 7 and 9.
  • the stack S is moved to the mounting device 85 (FIG. 9) side, and the stack S is placed at the take-out position.
  • the index table 76 is rotated 90 degrees and moved to the adjustment block supply stock device 80 side shown in FIG. 7, and the stack S is moved to the height adjustment position. Place in.
  • the adjusting block supply stock device 80 shows the second block 8B stacked on the uppermost stage of the stack S that does not satisfy the required range based on the height data obtained by the stack pressurizing height measuring device 78.
  • the second block 8B for adjustment of the same type as the second block 8B to be exchanged is arranged in the area in which the second block 8B for adjustment is stocked.
  • the adjustment second block 8B that satisfies the required range of the stack height is arranged at the uppermost stage of the stack S (replacement process).
  • the second block 8B located at the uppermost stage of the stack S is replaced with the second block 8B for adjustment, but the second block 8B of the second stage located at the upper stage side of the stack S is replaced with one. It may be replaced with the second block 8B for adjustment.
  • the second block 8B arranged at the uppermost stage of the stack S with the second block 8B having an appropriate height, the heights of all the stacks S to be manufactured are made uniform and the height requirement range is adjusted.
  • a stack S to be satisfied is produced. After that, the stack S produced by rotating the index table 76 by 90 degrees is moved to the transfer device 85 side shown in FIG. 9, and the stack S is placed at the take-out position.
  • the stack S is taken out from the index table 76 by the transfer device 85 and transferred to the laser welding device 90 shown in FIG.
  • the laser welding apparatus 90 first, the height of the stack S in a state of being pressurized by the pressurizing unit 92 is measured, and it is reconfirmed whether or not the height satisfies the required range. If there is a stack S that does not meet the height requirement range, it is moved to the discharge stack mounting table 95A of the sorting device 95 and discharged from the discharge conveyor 22B.
  • the laminated core 110 is manufactured by performing laser welding only on the stack S that satisfies the height requirement. After that, the manufactured laminated core 110 is transferred to the laminated core measurement inspection device 120, and the temperature, height, outer diameter, inner diameter, squareness, and the like are measured.
  • the laminated core measurement inspection device 120 first measures the temperature of the laminated core 110. After that, the measuring unit 122A of the laminated core inner diameter measuring instrument 122 is inserted inside the laminated core 110, and the inner diameter of the laminated core 110 is measured by eight contact type displacement meters 122a for measuring the inner diameter arranged in the circumferential direction of the measuring unit 122A. Measure. In the laminated core inner diameter measuring instrument 122, the measuring unit 122A is further raised to measure the squareness of the laminated core 110, and the inclination of the laminated core 110 is inspected.
  • the height and outer diameter of the laminated core 110 are measured by the laminated core outer diameter height measuring device 123.
  • the height of the laminated core 110 is measured by eight contact type displacement meters 123a for height measurement in contact with the upper surface of the laminated core 110 by lowering the displacement meter support base 123c.
  • the outer diameter of the laminated core 110 is measured by four contact type displacement meters 123b for measuring the outer diameter that come into contact with the outer peripheral surface of the laminated core 110.
  • the second barcode 4 including the measurement data obtained by the laminated core measurement inspection device 120 is printed at a predetermined position on the upper surface of the laminated core 110 by the second printing device 62 shown in FIG.
  • the laminated core 110 after the measurement is placed on the sorting laminated core mounting table 95B of the sorting device 95, and the sorting laminated core mounting table 95B is moved along the sorting rail 95C to convey the conveyor. Convey to a position facing either 22A or the discharge conveyor 22B. After that, by operating the extrusion portion (not shown) and pushing the laminated core 110 from the distribution core mounting table 95B toward either the transport conveyor 22A or the discharge conveyor 22B, the non-defective laminated core 110 is next. It is transported to the manufacturing process site and the defective laminated core 110 is discharged.
  • the second block 8B for adjusting the height is manufactured in advance, and each of the second blocks 8B having the same characteristics (height) is manufactured.
  • the stack S is measured by the stack pressurizing height measuring device 78, when the height of the stack S first produced by the articulated robot arm 73 does not satisfy the height requirement range, the stack S
  • the second block 8B at the uppermost stage is the second block 8B having an appropriate height from a plurality of types of second blocks 8B having different heights stocked in advance in the adjustment block stocker 82. By selecting and replacing them, the stack S satisfying the height requirement range can be efficiently manufactured.
  • the stack S having a desired height can be efficiently obtained. Therefore, the stacked core 110 is welded.
  • the number of laminated cores 110 that do not satisfy the height condition and are discarded after being manufactured can be significantly reduced. As a result, it is possible to suppress unnecessary disposal of the block 8 and increase the productivity of the laminated core 110.
  • the second block 8B having a height lower than that of the first block 8A is used as the block 8 for adjusting the height of the stack S.
  • the number of electrical steel sheets in the first blocks 8A is equal to each other.
  • the block 8 having a smaller number of electrical steel sheets than the first block 8A can be used as the second block 8B for stack height adjustment, it can be applied to each block stock area 82A in the adjustment block supply stock device 80. By stocking it, it can be effectively used for adjusting the stack height, so that the number of second blocks 8B to be discarded can be reduced.
  • the second block 8B that does not correspond to any of the areas is classified into the discharge block stock area 82B and is the first for adjustment. It is possible to keep it separately from the 2 blocks 8B. As a result, it is possible to separate it from the second block 8B, which is determined to be usable for stack height adjustment, and to dispose of a plurality of defective products at once.
  • each block 8 when measuring the height of each block 8, the height is measured in a state where each block 8 is pressurized by the repressurizing unit 51. As a result, the exact height of each block 8 can be grasped after solving the insufficient caulking between the electromagnetic steel sheets in the block manufacturing apparatus 10.
  • the stock mode in which the second block 8B for adjustment is manufactured and a plurality of stocks are manufactured and the laminated core manufacturing mode in which the laminated core 110 is manufactured can be appropriately switched.
  • the thin steel plate used as the material of the electromagnetic steel plate to be set in the block manufacturing apparatus 10 is changed, it is preferable to set the stock mode.
  • the plate thickness changes depending on the thin steel plate that is the material of the electromagnetic steel plate, when the material is changed, the height of the block 8 manufactured at the beginning is unknown, so that the block 8 to be manufactured is manufactured. Until the height stabilizes, it is preferable to set the stock mode and stock the second block 8B for adjustment.
  • the setting of the number of electromagnetic steel sheets punched on the block manufacturing apparatus 10 side is changed based on the height of the block 8 manufactured by the first few presses.
  • the fixed number of the first block 8A is 34
  • the number of the second block 8B for adjustment is changed according to the thickness of the material used.
  • the second block 8B for adjustment having different heights is manufactured in advance.
  • the height of the manufactured stack S does not meet the height requirement range
  • the height of the second block 8B at the uppermost stage in the stack S is stocked in advance in the adjustment block stocker 82.
  • 2 ... bar code, 8 ... block, 8A ... first block, 8B ... second block, 10 ... block manufacturing device, 21 ... first transfer device (conveyor device), 22 ... second transfer device (conveyor device), 45 , 81D ... Bar code reader, 50 ... Block height measuring device (first characteristic measuring device), 51 ... Repressurizing unit (first pressurizing unit), 61 ... First printing device (printing device), 78 ... Stack pressurizing height measuring machine (second characteristic measuring device), 78 ... Stack pressurizing height measuring device (second characteristic measuring device), 80 ... Adjusting block supply stock device (stock device), 81 ... Hand Mechanism, 82 ... Adjustment block stocker, 82A ... Adjustment block stock area, 82B ...
  • Discharge block stock area 92 ... Pressurizing section (first pressurizing section), 95 ... Sorting device, 100 ... Laminating device, 110 ... Laminated core (laminated body), 781 ... Servo press unit (second pressurizing unit), 1000 ... Laminated core manufacturing equipment (laminated body manufacturing equipment), S ... Stack

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Abstract

積層体製造装置は、複数枚の電磁鋼板を積層してブロックを製造するブロック製造装置と、ブロックを搬送する搬送装置と、ブロックの特性を測定する第1の特性測定装置と、第1の特性測定装置の測定結果に基づいて第1の特性を有する第1ブロックを複数積層するとともに、積層された複数の第1ブロックの上に、第2の特性を有する第2ブロックを少なくとも1つ積層することでスタックとする積層装置と、スタックの特性を測定する第2の特性測定装置と、を備え、積層装置は、第2の特性測定装置の結果に基づいて、スタック内の第2ブロックを他の第2ブロックと交換可能である。

Description

積層体製造装置および積層体製造方法
 本発明は、効率よくブロックを積み重ねてスタックを形成することができる積層体製造装置および積層体製造方法に関する。
 従来より、複数の電磁鋼板からなるブロックを複数転積させることによって積層コアとする技術が提案されている(例えば、特許文献1)。
特開2015-082848号公報
 特許文献1の技術の場合、積層コアの特性(例えば、高さ寸法等)が要求範囲に満たないときは、複数のブロックを含む積層コアごと廃棄する必要があったため、非効率的であった。
 本発明の一態様によれば、複数枚の板状部材を積層してブロックを製造するブロック製造装置と、前記ブロックを搬送する搬送装置と、前記ブロックの特性を測定する第1の特性測定装置と、前記第1の特性測定装置の測定結果に基づいて第1の特性を有する第1ブロックを複数積層するとともに、積層された複数の前記第1ブロックの上に、第2の特性を有する第2ブロックを少なくとも1つ積層することでスタックとする積層装置と、前記スタックの特性を測定する第2の特性測定装置と、を備え、前記積層装置は、前記第2の特性測定装置の結果に基づいて、前記スタック内の前記第2ブロックを他の前記第2ブロックと交換可能である、積層体製造装置が提供される。
 本発明の一態様によれば、複数の電磁鋼板を積層してブロックを製造するブロック製造工程と、前記ブロックの特性を測定する第1の特性測定工程と、前記第1の特性測定工程の測定結果に基づいて第1の特性を有する第1ブロックを複数積層するとともに、積層された複数の前記第1ブロックの上に第2の特性を有する第2ブロックを少なくとも1つ積層することでスタックを製造する積層工程と、前記スタックの特性を測定する第2の特性測定工程と、前記第2の特性測定工程の結果に基づいて、前記スタック内の前記第2ブロックを他の前記第2ブロックと交換する交換工程と、を備える積層体製造方法が提供される。
 本発明の一つの態様によれば、積層コアの特性が要求範囲に満たすように効率よく適切なブロックを積み上げることができ、積層コアの歩留まりを向上させることのできる、積層体製造装置および積層体製造方法が提供される。
図1は、本発明の一実施形態における積層コア製造装置の構成を示す図である。 図2は、本発明の積層コア製造装置における一部の構成(ブロック分離装置、異物確認検査装置、ブロック確認装置)を示す図である。 図3は、本発明の積層コア製造装置におけるブロック高さ測定装置の構成を示す図である。 図4は、本発明の積層コア製造装置における第1印字装置の構成を示す図である。 図5は、本発明の積層コア製造装置における積層装置の構成を示す図である。 図6は、積層装置におけるスタック製造装置の構成を示す図である。 図7は、積層装置における調整用ブロック供給ストック装置の構成を示す図である。 図8は、調整用ブロック供給ストック装置における調整用ブロックストッカー82の構成を示す図である。 図9は、移載装置の構成を示す図である。 図10は、レーザー溶接装置の構成を示す図である。 図11は、レーザー溶接装置におけるレーザー照射ユニットの構成を示す図である。 図12は、振り分け装置および積層コア測定検査装置の構成を示す図である。 図13は、積層コア測定検査装置の要部構成を示す図である。 図14は、積層コア測定検査装置における積層コア内径測定器の構成を示す図である。 図15は、積層コア測定検査装置における積層コア外径高さ測定器の構成を示す図である。
<積層コア製造装置>
 まず、本発明の一実施形態における積層コア製造装置(積層体製造装置)1000の構成について述べる。
 図1は、本発明の一実施形態における積層コア製造装置1000の構成を示す図である。図2は、本発明の積層コア製造装置1000における一部の構成(ブロック分離装置30、異物確認検査装置35、ブロック確認装置40)を示す図である。
 積層コア製造装置1000は、図1に示すように、例えば、製造工程順に配置された、ブロック製造装置10、第1搬送装置(搬送装置)21、ブロック分離装置30、異物確認検査装置35、ブロック確認装置40、ブロック高さ測定装置(第1の特性特定装置)50、第1印字装置(印字装置)61、積層装置100と、移載装置85、レーザー溶接装置90、積層コア測定検査装置120、第2印字装置62、振り分け装置95および第2搬送装置(搬送装置)22を備えている。
  なお、図1に示す積層コア製造装置1000における各装置の配置位置は一例であり、適宜場所を入れ替えてもよい。
 ブロック製造装置10は、磁性を有する薄板の鋼板から所定形状の電磁鋼板(板状部材)をプレス金型を用いて打ち抜いた後、所定数の電磁鋼板を積み重ねてかしめることによりブロック8にするプレス加工装置である。
 ブロック製造装置10は、同じ種類のブロック8(図2)をそれぞれそれぞれ2ブロックずつ製造する。電磁鋼板を例えば34枚積層して構成した第1ブロック8Aと、電磁鋼板を34枚以外の枚数を積層して構成した第2ブロック8Bと、をそれぞれ2ブロックずつ製造し、種類ごとに2ブロックずつ積み重ねた状態で搬出する。
 本実施形態では、第1ブロック8Aを構成する電磁鋼板の固定枚数を34枚としたが、使用する材料の厚さに応じて適宜変更してもよい。この場合、第2ブロック8Bの電磁鋼板の枚数を第1ブロック8Aの固定枚数に応じて変更する。
 ブロック製造装置10では、まず、第1ブロック8Aを7組、全14ブロック製造し、その後、第2ブロック8Bを1組、全2ブロック製造する。ブロック製造装置10において16ブロックを製造する過程を1クールとする。なお、以下の説明において、第1ブロック8Aおよび第2ブロック8Bの種類を分けない場合は、単にブロック8と呼ぶ。ブロック8の外周面には、ブロック8の周方向の向きを判別するための切欠き8aが形成されている。
(第1搬送装置)
 第1搬送装置21は、図1に示すように、搬送方向上流側の一端がブロック製造装置10に接続された搬送コンベア21Aを備える。第1搬送装置21は、搬送コンベア21Aにより、ブロック製造装置10において製造されたブロック8を種類ごとにそれぞれ2ブロックずつ搬送する。
 なお、搬送コンベア21Aに換えて、ローラコンベア、ローダー、ハンドロボットを採用してもよいし、これらを組み合わせた搬送装置であってもよい。
(ブロック分離装置)
 ブロック分離装置30は、図2に示すように、搬送コンベア21Aの搬送方向下流側の他端に接続され、ブロック製造装置10から上下に積み重なって排出された2つのブロック8をそれぞれ1ブロックずつに分ける機能を有する。ブロック分離装置30は、積み重ねられた2つのブロック8のうち、上段側のブロック8を把持部31によりエアチャックし、把持部31を上下移動させる単軸ロボット32により把持したブロック8を持ち上げる構成となっている。
 把持部31は、ブロック8の貫通孔8b内に挿入された状態でブロック8を貫通孔8b側から保持する。把持部31は、単軸ロボット32により上下方向に移動可能であるとともに水平方向にも移動可能であり、搬送コンベア21A上の位置と搬送コンベア21Aから外れた位置との間で移動する。これによって、搬送コンベア21Aの搬送面21a上で2段積み重なったブロック8のうちの一つだけを取り出すことができる。
 本実施形態の把持部31は、エアチャックによりブロック8を把持する機能を有するが、把持する方法は、エアチャックに限られず、吸着や磁気接着を採用してもよい。
(ブロック確認装置)
 ブロック確認装置40は、図2に示すように、異物確認検査装置35において異物確認検査を終えたブロック8の表裏面と、切欠き8aの位置と、バーコード2の有無を確認するもので、検査後のブロック8を異物確認検査装置35から搬入するトランスファー搬送部41と、搬入されたブロック8を保持するブロック保持部42と、ブロック保持部42に保持されたブロック8を撮影するカメラ43と、ブロック8を明るく照らす照明44と、ブロック8に印字されたバーコード2を読み取るバーコードリーダー45と、を備えている。
 トランスファー搬送部41は、異物確認検査装置35と上記ブロック保持部42との間を水平方向に移動可能な一対のブロック把持部41Aを有しており、ブロック8を径方向両側から把持する。
 ブロック保持部42は、ブロック8を下面側から支持する支持台42Aと、ブロック8の貫通孔内に挿入される回転部42Bと、を備えており、上下方向に沿う回転軸の軸回りに回転部42Bが回転することによって、支持台42A上に載置されたブロック8の周方向の向きを変えることができる。
 このようなブロック確認装置40では、ブロック8の表裏面の確認と、ブロック8の外周面に形成された切欠きの向きと、バーコード2の有無を確認する。
 ブロック8の切欠き8aの位置が確認できない場合は、上記回転部42Bを軸回りに90度回転させて再度撮影を行うこととし、切欠き8aの位置を確認できるまでブロック8を回転させて向きを調整する。
 ブロック確認装置40はブロック8をライトで照らしながらカメラで撮影し、ブロック8の裏表面を確認するとともに、ブロック8の外周に形成された切欠きの位置を確認する。ブロック8の表面が上向きであっても、バーコード2が印字されていた場合は、後述する振り分け転積装置70において既に不良品と判断されて排出されたものであって、排出対象のブロック8としてそのまま次の装置へ搬送されるものの後続の工程は省略され、再び振り分け転積装置70における排出台72に集められた後で排出される。このようにして、一度排出されたブロック8を作業者が誤って搬送コンベア21A上に投入してしまった場合でも、不良とされたブロック8の再投入が防止され、適切に対処することができる。
(ブロック高さ測定装置)
 図3は、本発明の積層コア製造装置1000におけるブロック高さ測定装置50の構成を示す図である。
 ブロック高さ測定装置(第1の特性測定装置)50は、図3に示すように、各ブロック8を加圧する再加圧部(第1加圧部)51と、複数の高さ測定センサ52と、を備えており、各ブロック8を上下方向(電磁鋼板の積層方向)に加圧すると同時にその高さを測定する。本実施形態の再加圧部51は、ブロック載置台53上に載置されたブロック8を上下方向に加圧し、積層された電磁鋼板どうしを再加圧部51によって押圧する機能を有する。本実施形態では、各ブロック8に対する加圧力を約17kNとしたが、これに限定されない。
 複数の高さ測定センサ52は、変位センサからなり、再加圧部51のブロック加圧部51A側に搭載されている。本実施形態のブロック高さ測定装置50は、4つの高さ測定センサ52を備えており、これら測定センサ52がブロック8の周方向に等間隔に配置されているとともに、各々がブロック8の上端側の外周面に対向している。
 本実施形態では、4つの高さ測定センサ52によって得られた高さ測定数値を平均化して、後述の第1印字装置61(図1)へ出力する。本実施形態では、例えばブロック8の既定高さを10.5mmとしている。
(第1印字装置)
 図4は、本発明の積層コア製造装置1000における第1印字装置61の構成を示す図
である。
 第1印字装置61は、図4に示すように、ブロック高さ測定装置50で得られた各ブロック8の高さ、およびその他の各種情報をバーコードにして、レーザーマーカーにてブロック8の表面(上面)の所定の位置に印字する。上記各種情報には、ブロック8の製造年月日、製造装置No、ブロック8の高さ等を含む。また、ブロック8の表裏データを含んでいてもよい。
 なお、本実施形態において「バーコード」とは、一次元コード、二次元コードを含む。
(積層装置)
 本実施形態における積層装置100は、図1に示すように、振り分け転積装置70、スタック製造装置75、調整用ブロック供給ストック装置(ストック装置)80により構成され、複数のブロック8を積み重ねることによって、高さが所定の要求範囲を満たすスタックSを形成する。
(振り分け転積装置)
 図5は、本発明の積層コア製造装置1000における積層装置100の構成を示す図である。
 振り分け転積装置70は、図5に示すように、ブロック8の表面に印字された第1のバーコード3を読み取る第2のバーコードリーダー71と、第2のバーコードリーダー71で読み取ったデータに基づいてブロック8の良品あるいは不良品の判別を行う判別部(不図示)と、判別部において不良品と判断されたブロック8を製造ライン上から退避させて排出する排出台72と、良品のブロック8と不良品のブロック8とを異なる場所に振り分ける多関節ロボットアーム73と、を備える。さらに、多関節ロボットアーム73は、良品のブロック8を後述のスタック製造装置75のインデックステーブル76上にて複数積み重ねる。この際、各ブロック8を所定の方向へ90度回転させて転積させる。
 なお、本実施形態では、排出台72を備える構成としたがこれに限られず、例えば、排出するブロック8を排出する排出コンベアを備えた構成であってもよい。
 多関節ロボットアーム73は、良品と判定された複数のブロック8(第1ブロック8A、第2ブロック8B)を、後述のスタック製造装置75のインデックステーブル76上において種類ごとに所定の数ずつ複数のブロック8を積み重ねてスタックSを形成する。本実施形態では、第1ブロック8Aを14段積み上げるとともに、その上に第2ブロック8Bを2段積み重ねることで、全16段のブロック8からなるスタックSを形成する。
 また、振り分け転積装置70は、多関節ロボットアーム73の可動域内に、第2ブロック8Bを一時的に仮置きする仮置き台77を備えており、第1ブロック8Aを積み重ねている間に搬送されてきた第2ブロック8Bを仮置きできる。本実施形態の仮置き台77は、2つの第2ブロック8Bを仮置きできる。
(ブロック積層装置)
 図6は、積層装置100におけるスタック製造装置75の構成を示す図である。
 スタック製造装置75は、図6に示すように、円板状のインデックステーブル76と、インデックステーブル76の周方向における所定箇所に配置されたスタック加圧高さ測定機(第2の特性測定装置)78と、を備えている。
 インデックステーブル76は、上下方向に延びる回転軸の軸回りに回転可能であり、例えば、上記多関節ロボットアームによるブロック転積位置から、スタック加圧高さ測定装置(第2の特性測定装置)78による高さ測定位置へとスタックSを搬送する。
 インデックステーブル76は、平面視円形状の板材からなり、上下方向に沿う回転軸の軸回りに一方向に回転可能に構成されている。インデックステーブル76は、回転軸を介して径方向で対向する4箇所にスタック載置部76Aを有しており、各スタック載置部76A上に積み重ねるブロック8どうしの径方向の位置ずれを抑制する機構を有していることが好ましい。
 インデックステーブル76は、例えば軸方向上側から見て時計回りに回転し、スタックSに対して所定の作業を行う位置に、各スタック載置部76Aを一致させて回転停止する。インデックステーブル76の回転を停止させる位置としては、例えば、上述した多関節ロボットアーム73により複数のブロック8を積み重ねる位置と、スタック加圧高さ測定装置78によるスタックSの加圧および高さ測定を行う位置と、調整用ブロック供給ストック装置80(図7)によるスタックSの高さ調整を行う位置と、インデックステーブル76上から完成したスタックSを取り出す位置と、の少なくとも4箇所で停止する。なお、インデックステーブル76の停止位置は、多関節ロボットアーム73、スタック加圧高さ測定装置78および調整用ブロック供給ストック装置80の配置に応じて適宜設定する。
 スタック加圧高さ測定装置78は、インデックステーブル76上のスタックSを加圧するとともにその高さ(第2の特性)を測定する。スタック加圧高さ測定装置78は、圧力センサが内蔵されたサーボプレスユニット(第2加圧部)781を備えており、インデックステーブル76のスタック載置部76A上のスタックSを上下方向に加圧し、積み重ねられたブロック8どうしを押圧する機能を有する。本実施形態では、例えば加圧力量8.6kNでスタックSを加圧するが、加圧動作ごとにスタックSに対する加圧値を制御することも可能である。
 スタック加圧高さ測定装置78は、さらにリニアスケール782を備えており、サーボプレスユニット781により加圧された状態のスタックSの高さを測定する機能を有する。リニアスケール782は、目盛が付されたスケール782Aと、スケール782A上を移動する高さ検出ヘッド782Bと、を有している。スケール782Aは、インデックステーブル76およびサーボプレスユニット781を支持する支持台783に垂直に立てられている。高さ検出ヘッド782Bは、サーボプレスユニット781の加圧部781Aに接続されており、当該高さ検出ヘッド782Bの動きに伴ってスケール782A上を上下移動することによって、加圧時のスタックSの高さを測定することができる。得られた高さの測定データは、調整用ブロック供給ストック装置80へと送られる。
(調整用ブロック供給ストック装置)
 図7は、積層装置における調整用ブロック供給ストック装置の構成を示す図である。図8は、調整用ブロック供給ストック装置80における調整用ブロックストッカー82の構成を示す図である。
 調整用ブロック供給ストック装置80は、図7に示すように、スタック加圧高さ測定装置78に隣り合う位置に設置されており、スタック加圧高さ測定装置78によって得られた高さ測定データに基づいて、スタックSの高さを調整する機能を有する。
 調整用ブロック供給ストック装置80は、第2ブロック8Bを把持するハンド機構81と、多数の第2ブロック8Bをスタックする調整用ブロックストッカー82と、を備える。
 ハンド機構81は、インデックステーブル76上と調整用ブロックストッカー82との間で水平に延びる移動レール81Aを有しており、移動レール81Aに沿って水平方向に移動可能な単軸ロボット81Bの下端側に取り付けられたハンド部81Cによって、第2ブロック8Bを把持する。単軸ロボット81Bは、ハンド部81Cを上下方向に移動させることで、インデックステーブル76上もしくは調整用ブロックストッカー82内のいずれか一方から第2ブロック8Bを持ち上げるとともに、いずれか他方の載置場所へ第2ブロック8Bを置く。
 ハンド機構81は、ハンド部81Cの近傍にバーコードリーダー81Dをさらに備えており、第2ブロック8Bに付された第1のバーコード3から取得したデータに基づいて、ハンド部81Cによってエアチャックした第2ブロック8Bを、調整用ブロックストッカー82上の所定の場所へ搬送する。
 調整用ブロックストッカー82は、第2ブロック8Bの高さ寸法(電磁鋼板の枚数)に応じて区分された複数の調整用ブロックストック領域82Aと、調整用ブロックストック領域82Aとは別に少なくとも1つ設けられた排出用ブロックストック領域82Bと、を有しており、上記移動レール81Aに交差する水平方向に延びる一対のガイドレール82Cによってハンド機構81に対する各ブロックストック領域82A、82Bの位置を移動させることができる。
 本実施形態の調整用ブロックストッカー82は、図8に示すように、8つの調整用ブロックストック領域82Aを有しており、第2ブロック8Bの高さおよび第2ブロック8Bを構成する電磁鋼板の枚数に応じて複数に分類してストックしておくことができる。
 具体的には、電磁鋼板の枚数が35枚で高さ寸法が10~10.1mm未満の第2ブロック8Bをストックする第1領域82A1と、電磁鋼板の枚数が35枚で高さ寸法が10.1mm以上の第2ブロック8Bをストックする第2領域82A2と、電磁鋼板の枚数が32枚の第2ブロック8Bをストックする第3領域82A3と、電磁鋼板の枚数が33枚の第2ブロック8Bをストックする第4領域82A4と、電磁鋼板の枚数が36枚の第2ブロック8Bをストックする第5領域82A5と、電磁鋼板の枚数が37枚の第2ブロック8Bをストックする第6領域82A6と、電磁鋼板の枚数が38枚の第2ブロック8Bをストックする第7領域82A7と、電磁鋼板の枚数が39枚の第2ブロック8Bをストックする第8領域82A8と、に区分けされている。
 また、排出用ブロックストック領域82Bでは、バーコードが読み取れないブロックや裏返しのブロック、切欠きの向きが違うブロックを不良品としてストックする。
 本実施形態では、各ブロックストック領域82A,82Bには、最大10個まで第2ブロック8Bをストックすることができる。また、調整用ブロックストッカー82は、各ブロックストック領域82A,82Bにおいて積み重ねた第2ブロック8Bどうしが径方向へ位置ずれするのを抑制できる機能を有していることが好ましい。
(移載装置)
 図9は、移載装置85の構成を示す図である。
 移載装置85は、図9に示すようにスタック製造装置75の近傍に配置され、インデックステーブル76上から高さ調整後のスタックSを取り出してレーザー溶接装置90(図1)へ搬送する。移載装置85は、4つの指部85aを有した平行開閉型のハンド部85Aを有し、スタックSを径方向外側からエアチャックして搬送する。
(レーザー溶接装置)
 図10は、レーザー溶接装置90の構成を示す図である。図11は、レーザー溶接装置90におけるレーザー照射ユニット93Aの構成を示す図である。
 レーザー溶接装置90は、図10および図11に示すように、スタックSが載置されるインデックステーブル91と、インデックステーブル91上のスタックSを所定の圧力で加圧する加圧部(第1加圧部)92と、加圧状態のスタックSにレーザーを照射して積み重ねられたブロック8どうしを接合する一対のレーザー照射ユニット93Aと、を備えている。
 レーザー溶接装置90は、インデックステーブル91上に搬入されたスタックSを加圧部92にて加圧しながら、各レーザー照射部93aから射出されるレーザーによってスタックSの各ブロック8どうしを互いに接合し、積層コア(積層体)110を作製するための装置である。
 インデックステーブル91は、平面視円形状の天板からなり、上下方向に延びる回転軸の軸回りに回転可能に構成されている。インデックステーブル91の上面には、スタックSを載置させる複数の載置台91Aが設けられており、軸回りに等しい間隔をおいて配置されている。各載置台91Aの周囲には、溶接前のスタックSを構成している各ブロック8の位置ずれを抑制する複数の立ち上がり部91Bが取り付けられており、本実施形態では4つの立ち上がり部91BがスタックSの外周面に対向しており、上下に積載されたブロック8どうしの径方向への位置ずれを抑制することが可能である。
 加圧部92は、サーボモータ(不図示)と、サーボモータの駆動によってスタックSに荷重をかける錘部92Aと、錘部92Aの動きに応じてスタックS内に挿入される芯棒92Bと、スタックS内から芯棒92Bを引き抜く際にスタックSを押さえるストッパー92Cと、ストッパー92Cの上下移動を行うシリンダ92Dと、を備えている。ストッパー92Cは、シリンダ92Dによって錘部92Aとは独立して上下移動する。
 このため本実施形態の加圧部92では、スタックS内から芯棒92Bを引き抜く際にストッパー92CによってスタックSを押さえることで、スタックSが載置台91Aから浮いてしまうのを防ぐことができ、スタックSの落下を防止できる。
 本実施形態のレーザー溶接装置90では、高さ要件を満たすスタックSに対してのみレーザー溶接処理を実施する。レーザー溶接装置90は、溶接前のスタックSの高さを測定する高さ測定センサ(不図示)を有していてもよく、測定結果に応じてスタックSに溶接処理を実施するか否かを判断する。これにり、例えば、調整用ブロック供給ストック装置80において高さ調整を行っても高さ要求範囲を満たさなかったスタックSを取り除くことができる。高さ測定センサを加圧部92に設けることで、加圧状態のスタックSの高さを測定することができる。
 一対のレーザー照射ユニット93Aは、図11に示すように、上下方向に延びる回転軸O2を介して対向する位置に配置され、昇降部93Bによって上下移動が可能である。
 レーザー溶接装置90は、全部で4つのレーザー照射部93aを有しており、スタックSの周囲に互いに等間隔で配置されている。これら4つのレーザー照射部93aにより、スタックSの外周面における8箇所の溶接部8cのうち4箇所の溶接部8cに対して同時にレーザーを照射することができる。本実施形態では、4箇所ずつ2回に分けて全8箇所の溶接部8cに対してレーザーを照射することができる。
 レーザー照射ユニット93Aは、図11に示すように、2つのレーザー照射部93aと、各レーザー照射部93aにそれぞれ接続された第1の単軸ロボット93bおよび第2の単軸ロボット93cと、各単軸ロボット93b、93cに接続されたシリンダー(不図示)と、を備えている。シリンダーの動作により駆動する各レーザー照射部93aが、レーザーの射出方向に交差する水平方向に沿ってそれぞれ直線的に移動することで、他の溶接部8cに対してレーザーを照射するような構成となっている。レーザー照射部93aは、スタックSの径方向にレーザーを照射する。
 第1の単軸ロボット93bは、レーザー照射部93aをレーザー照射方向に移動させことによって、スタックSに対してレーザー照射部93aを近づく方向あるいは離れる方向に移動させる。
 第2の単軸ロボット93cは、レーザー照射方向に交差する水平方向、すなわち、スタックSの周方向に沿うように、レーザー照射部93aを水平移動(横移動)させる。
 本実施形態では、レーザー照射部93aを上下方向に移動させることによって、スタックSの下端側から上端側へ向かって溶接を実施できるとともに、第2の単軸ロボット93cによってレーザー照射部93aをスタックSの周方向に移動させることによって、スタックSの外周面に設定された複数の溶接箇所のうち周方向で隣り合う他の溶接部位に対する溶接を実施することができる。
 このため、4つのレーザー照射部93aが1回目の照射を実施した後、各レーザー照射部93aをそれぞれ横移動させることで、残りの4箇所の溶接部8cに対してレーザーを照射することができる。
 図12は、振り分け装置95および積層コア測定検査装置120の構成を示す図である。図13は、積層コア測定検査装置120の要部構成を示す図である。図14は、積層コア測定検査装置120における積層コア内径測定器の構成を示す図である。図15は、積層コア測定検査装置120における積層コア外径高さ測定器123の構成を示す図である。
 積層コア測定検査装置120は、図12および図13に示すように、積層コア110の内径を測定する積層コア内径測定器122と、積層コア110の外径を測定する積層コア外径高さ測定器123と、積層コア内径測定器122と積層コア外径高さ測定器123との間に設置された搬送レール124と、積層コア外径高さ測定器123を上下移動させる単軸ロボット125と、一対の積層コア温度測定部126と、を少なくとも備えている。
 上記各測定器122、123は、積層コア110の高さ、外径、内径、直角度等を測定する装置であって、それぞれが複数の接触式変位計を備えている。
 積層コア内径測定器122は、図13および図14に示すように、積層コア110の内側に挿入される測定部122Aと、上端に取り付けられた測定部122Aを上下に移動させる伸縮部122Bと、を備えている。
 測定部122Aの外周側には、合計8つの内径測定用接触式変位計122aが取り付けられている。複数の内径測定用接触式変位計122aは、測定部122Aの周方向に等間隔で配置され、それぞれが積層コア110の内周面に接触することで内径を測定する。本実施形態の積層コア内径測定器122は、積層コア110の直角度も測定可能である。積層コア内径測定器122は、図13に示すように搬送レール124に沿って移動し、溶接後の積層コア110を積層コア外径高さ測定器123へ向けて移動させる。
 積層コア外径高さ測定器123側の搬送レール124上には、一対の熱電対からなる積層コア温度測定部126が配置されている。積層コア温度測定部126は、積層コア内径測定器122の移動によって搬送された溶接後の積層コア110の温度を測定する。溶接直後の積層コア110は溶接熱がこもって熱くなっているため、寸法に誤差が生じやすい。そのため、一対の積層コア温度測定部126で積層コア110の温度を測定し、個々の積層コア110の温度に基づいて、各測定器122、123で得られたそれぞれの測定値を補正することで、正確な値を算出することができる。
 積層コア外径高さ測定器123は、積層コア110の高さと外径の測定を同時に行うことができる。積層コア外径高さ測定器123は、図13及び図15に示すように、積層コア110の上面に接触する合計8つの高さ測定用接触式変位計123aと、積層コア110の外周面に接触する合計4つの外径測定用接触式変位計123bと、高さ測定用接触式変位計123aおよび外径測定用接触式変位計123bを支持する変位計支持台123cと、変位計支持台123cに接続され当該変位計支持台123cを上下方向に移動させる単軸ロボット125と、を備える。
 図12に示す第2印字装置62は、積層コア測定検査装置120において得られた各種の数値データを含む第2のバーコード4を、積層コア110の上面における所定の位置に印字する。
 図12に示す振り分け装置95は、レーザー溶接装置90において高さNGとされた溶接前のスタックSが載置される排出用スタック載置台95Aと、積層コア測定検査装置120による検査後の積層コア110が載置される振り分け用積層コア載置台95Bと、振り分け用積層コア載置台95Bに接続された振り分けレール95Cと、振り分けレール95C上に配置された一対の押し出し部(不図示)と、を備える。
 排出用スタック載置台95Aは、第2搬送装置22の搬送コンベア22Aおよび排出コンベア22Bの始端側に配置された振り分けレール95Cに沿って移動可能とされ、搬送コンベア22Aあるいは排出コンベア22Bのいずれかに対向する位置で停止する。
 一対の押し出し部は、第2搬送装置22の搬送コンベア22Aの始端側と、排出コンベア22Bの始端側とにそれぞれ配置されており、積層コア測定検査装置120において得られた各種の数値データに基づいて、振り分け用積層コア載置台95Bから搬送コンベア22Aもしくは排出コンベア22Bのいずれかに積層コア110を押し出す機能を有する。
 このように、本実施形態の振り分け装置95は、排出用スタック載置台95A上に載置された検査後の積層コア110を、積層コア測定検査装置120で得られた検査結果に基づいて良品か不良品かを判断し、いずれかのコンベア22A,22Bへ送り出す。
 第2搬送装置22は、搬送コンベア22Aにより積層コア測定検査装置120において各種測定結果がOKと判断された良品の積層コア110を次の工程を行う装置まで搬送し、排出コンベア22Bにより、各種測定結果がNGと判断された不良の積層コア110を排出する。
<積層コア製造方法>
 次に、上述した積層コア製造装置1000を用いて積層コアを製造する積層コア製造方法(積層体製造方法)について述べる。
(1.ブロック製造工程)
 初めに、図1に示した積層コア製造装置1000のブロック製造装置10において、積層コアを構成するブロック8を多数製造する。ブロック製造装置10では、金型により、平板鋼板から所定形状の電磁鋼板を多数型抜きし、複数枚ずつ積層した電磁鋼板どうしをかしめることで、一度に2つのブロック8を作製する。
 ブロック製造装置10では、電磁鋼板を35枚ずつ積層させてかしめることによって基準となる高さを有した第1ブロック8Aを製造する。また、第2ブロック8Bを製造する場合には、第1ブロック8Aを構成する電磁鋼板の枚数(34枚)と異なる枚数(34枚以外)の電磁鋼板を積層させることによって製造する。ブロック製造装置10では、電磁鋼板の枚数が等しい同じ種類のブロック8を一度に2ブロックずつ製造する。
(1-1.調整用ブロック製造工程)
 まず、積層コア110の高さ調整に用いる調整用の第2ブロック8Bを予め多数製造し、積層装置100の調整用ブロック供給ストック装置80に特性ごとに分別してストックしておく。
 ここでは、電磁鋼板の積層枚数を異ならせることによって、調整用の第2ブロック8Bを複数種類形成する。調整用として製造した第2ブロック8Bは、第1搬送装置21、ブロック分離装置30、異物確認検査装置35、ブロック確認装置40、トランスファー搬送部41、ブロック高さ測定装置50を経て、転積装置70において良品と判断されたものだけを調整用ブロック供給ストック装置80に搬送し、各第2ブロック8Bを構成している電磁鋼板の枚数に応じて、調整用ブロックストッカー82に設定された所定の調整用ブロックストック領域82Aにストックしていく(ストック工程)。
 調整用ブロックストッカー82のすべての調整用ブロックをストックする領域82A1~82A8に第2ブロック8Bを所定の数(10ブロック以下)ずつストックし終えると、積層コア製造工程に移る。
(1-2.積層コア製造工程)
 次に、積層コア製造工程を行う。
 まず、35枚ずつ積層した電磁鋼板により第1ブロック8Aを製造し、一度に2ブロックずつ、全14ブロックを連続して製造する(ブロック製造工程)。
 続けて、第1ブロック8Aを構成する電磁鋼板の枚数よりも少ない数(34枚未満)の電磁鋼板により第2ブロック8Bを、一度に2ブロック製造する。このようにして、1つの積層コア110を製造するのに必要なブロック8を全16ブロックを連続して製造する。
 次に、ブロック製造装置10において製造された複数のブロック8を、図2に示すように、第1搬送装置21により種類ごとに2ブロックずつ上下に積み重ねた状態で搬出し、ブロック分離装置30において、搬送コンベア21A上から1ブロックずつ持ち上げて分離する。その後、異物確認検査装置35において、個々のブロック8に対して異物確認検査を実施する。
 異物や変形があり不良品と判断されたブロック8は排出対象となり、これ以降の製造工程がキャンセルされて、積層装置100(振り分け転積装置70)の排出台72上に集められる。
 異物や変形などがなく良品と判断されたブロック8に対しては、ブロック確認装置40においてブロック8の表裏確認、ブロック8の切欠き8aの向きの確認及び調整、バーコード2の有無の確認等を行う。
 次に、図3に示すブロック高さ測定装置50において個々のブロック8を加圧した状態で高さを測定し(第1の特性測定工程)、その高さデータを加えた各種情報を含む第1のバーコード3を、図4に示す第1印字装置61により各ブロック8の表面に印字する(印字工程)。
 次に、図5に示す積層装置100において、複数の第1ブロック8Aおよび第2ブロック8Bを積み上げてスタックSを作製する(積層工程)。まず、振り分け転積装置70において、良品のブロック8と不良品のブロック8とを振り分けて(判別工程)、不良品のブロック8を排出台72上に搬送するとともに、良品のブロック8を、図6に示すスタック製造装置75のインデックステーブル76上に搬送する。
 インデックステーブル76上にて第1ブロック8Aを14ブロック積み上げた後、第2ブロック8Bを2ブロック積み上げてスタックSとする。第1ブロック8Aを14ブロック積み重ねる間に第2ブロック8Bが搬送されてきた場合は、仮置き台77上に退避させておき、第1ブロック8Aを14段積み上げた後で仮置き台77上に退避させておいた第2ブロック8Bを積み重ねる。
 本実施形態では、スタックSの上位に第2ブロック8Bを2段積み重ねているが、第2ブロック8Bを配置する位置は上位側に限らない。第1ブロック8Aどうしの間に第2ブロック8Bが混在していてもよい。
 次に、インデックステーブル76を回転させることで、スタックSをスタック高さ測定位置へと搬送し、スタックSをサーボプレスユニット781により加圧した状態で、リニアスケール782によりスタック高さを測定する(第2の特性測定工程)。スタックSの加圧高さ測定が終了すると、インデックステーブル76を回転させてスタックSを所定の位置へと搬送する。
 具体的には、スタックSの高さが要求範囲を満たしている場合は、図7および図9に示すように、インデックステーブル76を180度回転させて、サーボプレスユニット781内のスタックSを移載装置85(図9)側に移動させ、スタックSを取り出し位置に配置する。一方、スタックSの高さが要求範囲を満たしていない場合は、インデックステーブル76を90度回転させて、図7に示す調整用ブロック供給ストック装置80側に移動させ、スタックSを高さ調整位置に配置する。
 調整用ブロック供給ストック装置80は、スタック加圧高さ測定装置78において得られた高さデータに基づいて、要求範囲を満たさないスタックSのうち最上段に積層された第2ブロック8Bを、図8に示す調整用ブロックストッカー82における複数の調整用ブロックをストックする領域82A1~82A8のうち、交換対象の第2ブロック8Bと同型の調整用第2ブロック8Bがストックされている領域に配置する。
 次に、調整用ブロックストッカー82にストックされている調整用第2ブロック8Bのうち、スタック高さの要求範囲を満たす調整用第2ブロック8BをスタックSの最上段に配置する(交換工程)。
 本実施形態では、スタックSの最上段に位置する第2ブロック8Bだけを調整用第2ブロック8Bと交換しているが、スタックSの上段側に位置する2段の第2ブロック8Bを1つの調整用の第2ブロック8Bと交換してもよい。
 このように、スタックSの最上段に配置される第2ブロック8Bを適切な高さの第2ブロック8Bと交換することによって、作製する全てのスタックSの高さを揃えて高さ要求範囲を満たすスタックSを作製する。その後、インデックステーブル76を90度回転させることで作製したスタックSを図9に示す移載装置85側に移動させ、スタックSを取り出し位置に配置する。
 次に、移載装置85により、インデックステーブル76上からスタックSを取り出して、図10に示すレーザー溶接装置90へと移載する。
 レーザー溶接装置90では、まず加圧部92によって加圧した状態のスタックSの高さを測定し、高さが要求範囲を満たしているかどうかを再度確認する。高さ要求範囲を満たしていないスタックSがあった場合は、振り分け装置95の排出用スタック載置台95Aに移動させて排出コンベア22Bから排出させる。
 レーザー溶接装置90では、高さ要件を満たすスタックSに対してのみレーザー溶接を実施して積層コア110を作製する。その後、作製した積層コア110を積層コア測定検査装置120へと移載し、温度、高さ、外径、内径、直角度等を測定する。
 積層コア測定検査装置120では、まず、積層コア110の温度を測定する。
 その後、積層コア内径測定器122の測定部122Aを積層コア110の内側に挿入し、当該測定部122Aの周方向に配置された8つの内径測定用接触式変位計122aによって積層コア110の内径を測定する。積層コア内径測定器122では、さらに測定部122Aを上昇させて積層コア110の直角度を測定し、積層コア110の傾き具合を検査する。
 次に、積層コア外径高さ測定器123によって、積層コア110の高さおよび外径を測定する。積層コア外径高さ測定器123では、変位計支持台123cを降下させることで、積層コア110の上面に接触する8つの高さ測定用接触式変位計123aにより積層コア110の高さを測定するとともに、積層コア110の外周面に接触する4つの外径測定用接触式変位計123bにより積層コア110の外径を測定する。
 そして、積層コア110の温度に基づいて、測定した積層コア110の内径、直角度、高さ、外径等の正確な値を算出する。
 溶接直後の積層コア110は、溶接熱によって高温になっており、寸法誤差が生じやすい。積層コア110の温度は時間の経過とともに低下するので、十分に冷却した状態で寸法を測定すれば問題はないが、積層コア110が完全に冷却するまでには時間がかかるため、マシンタクトの制約から積層コア110の温度が高い状態で寸法を測定しなければならない。そのため、積層コア110の寸法測定を行う際に、温度を測定し、その温度の状態で寸法測定値に補正を行うことによって正確な数値を算出する。
 次に、積層コア測定検査装置120において得られた測定データを含む第2のバーコード4を、図12に示す第2印字装置62によって積層コア110の上面における所定の位置に印字する。
 次に、測定終了後の積層コア110を振り分け装置95の振り分け用積層コア載置台95B上に載置し、当該振り分け用積層コア載置台95Bを振り分けレール95Cに沿って移動させることで、搬送コンベア22Aあるいは排出コンベア22Bのいずれかに対向する位置まで搬送する。その後、不図示の押し出し部を動作させて、振り分け用積層コア載置台95B上から搬送コンベア22Aあるいは排出コンベア22Bのいずれかに向かって積層コア110を押し出すことにより、良品の積層コア110を次の製造工程場所へと搬送するとともに不良品の積層コア110を排出する。
 本実施形態の積層コア製造装置1000を用いた積層コア製造方法では、予め、高さの事なる調整用の第2ブロック8Bを製造して、同じ特性(高さ)を有する第2ブロック8Bごとにストックしておく。これにより、スタック加圧高さ測定装置78においてスタックSの高さを測定した際、多関節ロボットアーム73によって最初に作製したスタックSの高さが高さ要求範囲を満たさない場合に、スタックS内の最上段にある第2ブロック8Bを、調整用ブロックストッカー82内に予めストックしておいた高さの異なる複数種類の第2ブロック8Bの中から適切な高さを有する第2ブロック8Bを選択して入れ換えることによって、高さ要求範囲を満たすスタックSを効率的に製造することができる。このように、複数のブロック8を積み重ねる前に、各ブロック8の特性(高さ)を把握することによって所望の高さを有するスタックSを効率よく得ることができるので、溶接して積層コア110を作製した後に、高さ条件を満たさず廃棄になってしまう積層コア110の数を大幅に減らすことができる。これにより、ブロック8の無駄な廃棄を抑えて、積層コア110の生産性を高めることが可能である。
 また、本実施形態では、第1ブロック8Aよりも低い高さを有する第2ブロック8Bを、スタックSの高さ調整用のブロック8として用いている。第1ブロック8A同士における電磁鋼板の枚数は互いに等しい。一方、第1ブロック8Aよりも電磁鋼板の枚数が少ないブロック8は、スタック高さ調整用の第2ブロック8Bとして利用することができるため、調整用ブロック供給ストック装置80における各ブロックストック領域82Aにストックしておくことでスタック高さ調整用として有効的に活用することができるため、廃棄する第2ブロック8Bの数を減らすことができる。
 なお、調整用ブロック供給ストック装置80内に設定された複数のブロックストック領域82Aのうち、どの領域にも該当しない第2ブロック8Bについては、排出用ブロックストック領域82Bに分類され、調整用の第2ブロック8Bとは分けて置いておくことが可能である。これにより、スタック高さ調整用として活用可能と判断された第2ブロック8Bとは分離できるとともに、複数の不良品をまとめて廃棄することができる。
 また、本実施形態では、各ブロック8の高さを測定する際に、再加圧部51において各ブロック8を加圧した状態で高さを測定している。これにより、ブロック製造装置10における電磁鋼板どうしのかしめ不足を解消した上で、各ブロック8の正確な高さを把握することができる。
 また、本実施形態では、複数のブロック8を積み重ねる前に、各ブロック8の異物の有無および高さ等の品質チェックを行い、クリアしたブロック8のみを積み重ねてスタックSとしている。また、スタックSをレーザー溶接装置90へ送る前に、スタックSの高さ、外径、内径、直角度等を測定することによって、良品のスタックSに対してのみレーザー溶接を行うことができる。
 このように、ブロック8ごと、スタックSごとに品質チェックを行うことによって、不要なレーザー処理を実施しなくて済むとともに、複数のブロック8を含む積層コア110ごと廃棄する必要がなくなるため、無駄になってしまうブロック8の数を減らすことができる。
 また、本実施形態の積層コア製造装置1000では、調整用の第2ブロック8Bを製造して複数ストックするストックモードと、積層コア110を製造する積層コア製造モードとを適宜切り替えることができるので、ブロック製造装置10にセットする電磁鋼板の材料となる薄板の鋼板を変えたときには、ストックモードとすることが好ましい。
 電磁鋼板の材料となる薄板の鋼板に応じて板厚が変わるため、材料を変えたときは、初めのうちに製造されるブロック8の高さが不明であることから、製造されるブロック8の高さが安定するまでは、ストックモードにして調整用の第2ブロック8Bをストックすることが好ましい。
 このとき、例えば、最初の数回のプレスで製造されたブロック8の高さに基づいて、ブロック製造装置10側で打ち抜く電磁鋼板の枚数の設定変更を行う。第1ブロック8Aの固定枚数が34枚の場合、使用する材料の厚みによって調整用の第2ブロック8Bの枚数を変更する。
 このとき、ブロック製造装置10の設定を変更している間も、本実施形態の積層コア製造装置1000を用いた積層コア製造方法では、高さの異なる調整用の第2ブロック8Bが予め製造されており、作製したスタックSの高さが高さ要求範囲を満たさない場合に、スタックS内の最上段にある第2ブロック8Bを、調整用ブロックストッカー82内に予めストックしておいた高さの異なる複数種類の第2ブロック8Bの中から適切な高さを有する第2ブロック8Bを選択して当該第2ブロック8Bと入れ換えることによって、高さ要求範囲を満たすスタックSを効率的に製造することができる。その結果、ブロック製造装置10の設定変更についても、積層コア製造と並行して、効率的に検討することができる。
 以上に、本発明の実施形態を説明したが、実施形態における各構成およびそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換およびその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはない。
 2…バーコード、8…ブロック、8A…第1ブロック、8B…第2ブロック、10…ブロック製造装置、21…第1搬送装置(搬送装置)、22…第2搬送装置(搬送装置)、45,81D…バーコードリーダー、50…ブロック高さ測定装置(第1の特性測定装置)、51…再加圧部(第1加圧部)、61…第1印字装置(印字装置)、78…スタック加圧高さ測定機(第2の特性測定装置)、78…スタック加圧高さ測定装置(第2の特性測定装置)、80…調整用ブロック供給ストック装置(ストック装置)、81…ハンド機構、82…調整用ブロックストッカー、82A…調整用ブロックストック領域、82B…排出用ブロックストック領域、92…加圧部(第1加圧部)、95…振り分け装置、100…積層装置、110…積層コア(積層体)、781…サーボプレスユニット(第2加圧部)、1000…積層コア製造装置(積層体製造装置)、S…スタック

Claims (14)

  1.  複数枚の板状部材を積層してブロックを製造するブロック製造装置と、
     前記ブロックを搬送する搬送装置と、
     前記ブロックの特性を測定する第1の特性測定装置と、
     前記第1の特性測定装置の測定結果に基づいて第1の特性を有する第1ブロックを複数積層するとともに、積層された複数の前記第1ブロックの上に、第2の特性を有する第2ブロックを少なくとも1つ積層することでスタックとする積層装置と、
     前記スタックの特性を測定する第2の特性測定装置と、を備え、
     前記積層装置は、前記第2の特性測定装置の結果に基づいて、前記スタック内の前記第2ブロックを他の前記第2ブロックと交換可能である、積層体製造装置。
  2.  前記板状部材は電磁鋼板であり、
     前記電磁鋼板の積層体は積層コアである、
    請求項1に記載の積層体製造装置。
  3.  前記第1の特性測定装置は、
     前記第1の特性を基準とし、前記第1の特性以外の特性を前記第2の特性とする、
    請求項1又は2に記載の積層体製造装置。
  4.  前記特性が高さ寸法であり、
     前記第1の特性測定装置は、複数の前記板状部材の積層方向に前記ブロックを加圧する第1加圧部を有し、
     前記第2の特性測定装置は、複数の前記ブロックの積層方向に前記スタックを加圧する第2加圧部を有する、
    請求項1から3のいずれか1項に記載の積層体製造装置。
  5.  複数の前記第2ブロックを、各々の特性ごとに分別してストックするストック装置を備える、
     請求項1から4のいずれか1項に記載の積層体製造装置。
  6.  前記ストック装置は、
     前記第2ブロックを把持するハンド機構と、
     前記第2ブロックの特性ごとに区分された複数の調整用ブロックストック領域を有する調整用ブロックストッカーと、を備えて構成されている
    請求項5に記載の積層体製造装置。
  7.  前記調整用ブロックストッカーは、排出する不良品をストックする排出用ブロックストック領域を有する、
    請求項6に記載の積層体製造装置。
  8.  前記第1の特性測定装置からのデータに基づいて前記ストックの前記第1の特性の情報を含むバーコードを印字する印字装置を備え、
     前記ストック装置は、前記バーコードを読み取るバーコードリーダーと、
     前記バーコードリーダーで読み取った情報に応じて、前記第2ブロックを前記調整用ブロックストッカーに配置するハンド機構と、を備えている、
    請求項6又は7に記載の積層体製造装置。
  9.  請求項1から8のいずれか1項に記載の積層体製造装置を用いた積層体製造方法において、
     複数の板状部材を積層して前記ブロックを製造するブロック製造工程と、
     前記ブロックの特性を測定する第1の特性測定工程と、
     前記第1の特性測定工程の測定結果に基づいて第1の特性を有する第1ブロックを複数積層するとともに、積層された複数の前記第1ブロックの上に第2の特性を有する第2ブロックを少なくとも1つ積層することでスタックを製造する積層工程と、
     前記スタックの特性を測定する第2の特性測定工程と、
     前記第2の特性測定工程の結果に基づいて、前記スタック内の前記第2ブロックを他の前記第2ブロックと交換する交換工程と、を備える、
    積層体製造方法。
  10.  前記第1の特性測定工程では、前記ブロックの高さを測定し、
     前記第2の特性測定工程では、前記スタックの高さを測定する、
    請求項9に記載の積層体製造方法。
  11.  前記第1の特性測定工程では、複数の前記板状部材の積層方向に前記ブロックを加圧した状態で測定を行い、
     前記第2の特性測定工程では、複数の前記ブロックの積層方向に前記ブロックを加圧した状態で測定を行う、
    請求項9又は10に記載の積層体製造方法。
  12.  前記第1の特性測定工程の結果に基づいて、複数の前記第2ブロックを特性ごとに振り分けてストックするストック工程を有する、
    請求項9から11のいずれか1項に記載の積層体製造方法。
  13.  前記第1の特性測定工程で得た情報を含むバーコードを前記ブロックに印字する印字工程と、
     前記バーコードを読み取ることで前記ブロックが良品かどうかを判別する判別工程と、を有する、
    請求項9から12のいずれか1項に記載の積層体製造方法。
  14.  前記ブロック製造工程は、
     積層コアの作製に必要な複数の前記第1ブロックおよび複数の前記第2ブロックを製造する積層コア製造工程と、
     前記板状部材の枚数が互いに異なる複数の調整用の前記第2ブロックを製造する調整用ブロック製造工程と、を有する、
    請求項9から13のいずれか1項に記載の積層体製造方法。
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