WO2024085049A1 - 積層鉄心の検査方法及び装置並びに補修方法及び装置 - Google Patents

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WO2024085049A1
WO2024085049A1 PCT/JP2023/036959 JP2023036959W WO2024085049A1 WO 2024085049 A1 WO2024085049 A1 WO 2024085049A1 JP 2023036959 W JP2023036959 W JP 2023036959W WO 2024085049 A1 WO2024085049 A1 WO 2024085049A1
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laminated core
axial direction
laminated
face
measurement
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PCT/JP2023/036959
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English (en)
French (fr)
Inventor
修司 安藤
雄一郎 陣
Original Assignee
日本発條株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/02—Methods 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 method and device for inspecting laminated cores used in electric motors, etc., as well as a method and device for repairing them.
  • a conventional laminated core is one in which multiple annular core pieces are stacked in the axial direction and joined together at multiple circumferential locations by axially extending welds (e.g., Patent Document 1).
  • the welds may protrude from the axial end faces of the laminated core. This protrusion may lead to reduced assembly accuracy or defects when the laminated core is assembled to the end plate or rotor shaft, and may be required to be smaller than a specified standard.
  • the present invention provides a method for inspecting a laminated core in which a number of annular core pieces are stacked in the axial direction and a number of circumferential welds are provided that reach the end faces formed by the core pieces at the ends in the axial direction.
  • This inspection method rotates the laminated core in the circumferential direction and continuously measures the amount of protrusion of the welds in the axial direction from the end faces in the axial direction in accordance with the rotation of the laminated core.
  • the present invention also provides a method for repairing a laminated core using the above-mentioned laminated core inspection method.
  • this repair method if the protrusion amount exceeds a standard, a protruding portion of the weld protruding from the end face in the axial direction is irradiated with a laser from the axial direction, so that the protrusion amount falls within the standard range.
  • the present invention further provides an inspection device for a laminated core in which a plurality of annular core pieces are stacked in the axial direction and a plurality of circumferential welds are provided that reach an end face formed by the core pieces at the ends in the axial direction.
  • This inspection device comprises a rotating unit that supports the laminated core and rotates it in the circumferential direction, and a measuring unit that is disposed in the axial direction facing the end face of the rotating laminated core and that continuously measures the amount of protrusion of the plurality of welds in the axial direction from the facing end face in accordance with the rotation of the laminated core.
  • the present invention further provides a laminated core repair device that uses the above-mentioned laminated core inspection device.
  • This repair device includes a laser irradiation unit that, when the protrusion amount exceeds a standard, irradiates the protruding portion of the welded portion protruding from the end face in the axial direction with a laser in the axial direction, thereby bringing the protrusion amount within the standard range.
  • the laminated core inspection method and device of the present invention can inspect the protrusion amount of welds with high accuracy and high speed.
  • the laminated core repair method and device of the present invention can quickly and reliably repair laminated cores through inspection of the protrusion amount of welds, which is performed with high precision and speed.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a laminated core to be inspected according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an enlarged perspective view of a portion of FIG.
  • FIG. 3 is a plan view showing the welded portion and its periphery in FIG.
  • FIG. 4 is a side view showing the periphery of the welded portion of FIG.
  • FIG. 5 is a block diagram illustrating an inspection device according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is a side view, partly in section, showing the schematic configuration of the inspection device of FIG.
  • FIG. 7 is a side view showing a part of a cross section of the rotating section and the measuring section during measurement of the welded portion of FIG.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a laminated core to be inspected according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an enlarged perspective view of a portion of FIG.
  • FIG. 3 is a plan view showing the welded portion and its periphery in FIG.
  • FIG. 8 is a plan view showing the rotating section and the reversing section of the inspection apparatus of FIG.
  • FIG. 9 is a process diagram showing the inspection method of the laminated core of the first embodiment.
  • FIG. 10 is a side view showing a schematic configuration of a repair device according to a second embodiment of the present invention, with a part in cross section.
  • FIG. 11 is a side view showing a rotation unit, a measurement unit, and a laser irradiation unit, partly in cross section, during measurement and repair of the welded portion shown in FIG.
  • FIGS 12(A) to (C) are process diagrams showing a method of repairing a laminated core, with Figure 12(A) showing the entire process, Figure 12(B) showing details of the first repair process in Figure 12(A), and Figure 12(C) showing details of the second repair process in Figure 12(A).
  • FIG. 13 is a block diagram showing a repair device according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a side view, partly in section, showing the schematic configuration of the inspection device of FIG.
  • the goal of being able to inspect the protrusion amount of the weld with high precision and high speed was achieved by measuring the protrusion amount of the weld from the axial direction relative to the axial end face while rotating the laminated core.
  • the inspection method for a laminated core is a method for inspecting a laminated core 1 in which multiple annular core pieces 3 are stacked in the axial direction, as shown in the figure.
  • the laminated core 1 has multiple circumferential welds 5 that reach the end face 1a formed by the core pieces 3 located at the axial end.
  • the laminated core 1 is rotated in the circumferential direction, and the amount of axial protrusion of the multiple welds 5 relative to the end face 1a is continuously measured in the axial direction as the laminated core 1 rotates.
  • the protrusion amount of the welded portion 5 as well as the dimensions of the welded portion 5 in the circumferential and radial directions of the laminated core 1 may be measured in three dimensions.
  • the protrusion amount may be measured for one axial end face 1a of the laminated core 1, and then the laminated core 1 may be inverted and measured for the other axial end face 1a.
  • the axial dimension of the laminated core 1 may be measured, and the axial position of the laminated core 1 may be relatively adjusted so that the distance between the measurement source 13, which measures the amount of protrusion, and the end face 1a is constant in the axial direction according to the measured dimension.
  • the repair method for laminated core 1 using this inspection method involves irradiating a laser from the axial direction to protruding portion 5a of welded portion 5 that protrudes axially from end face 1a when the protruding amount exceeds the standard, thereby bringing the protruding amount within the standard range.
  • the laser irradiation is preferably performed in parallel with the measurement of the protrusion amount on the same end surface 1a as the welded portion 5 of the laminated core 1 being measured.
  • the inspection device 7 for the laminated core 1 includes a rotating unit 11 and a measuring unit 13.
  • the rotating unit 11 supports the laminated core 1 and rotates it in the circumferential direction.
  • the measuring unit 13 is disposed axially opposite the end face 1a of the rotating laminated core 1, and continuously measures the amount of axial protrusion of the multiple welds 5 relative to the opposing end face 1a from the axial direction as the laminated core 1 rotates.
  • the measuring unit 13 may perform three-dimensional measurement of the circumferential and radial dimensions of the laminated core 1 at the welded portion 5, as well as the amount of protrusion.
  • the inspection device 7 may include a gripping unit 15 that grips and flips the laminated core 1. In this case, after the measurement unit 13 measures the amount of protrusion for one end face 1a in the axial direction, the gripping unit 15 flips the laminated core 1, and the measurement unit 13 measures the amount of protrusion for the other end face 1a in the axial direction.
  • the inspection device 7 may also include a dimension measuring unit 9 that measures the axial dimension of the laminated core 1.
  • the rotating unit 11 or the measuring unit 13 is operated in the axial direction so that the distance between the measuring unit 13 and the end face 1a is constant in the axial direction, and the axial position of the laminated core 1 is relatively adjusted.
  • the repair device 19 equipped with the inspection device 7 is also equipped with a laser irradiation unit 21.
  • the laser irradiation unit 21 irradiates the protrusion 5a of the welded portion 5 that protrudes in the axial direction from the end face 1a with a laser in the axial direction, thereby bringing the protrusion amount within the standard range.
  • the laser irradiation unit 21 is disposed axially opposite the end face 1a of the laminated core 1, and laser irradiation may be performed in parallel with the measurement of the protrusion amount on the same end face 1a as the welded portion 5 where the measurement of the laminated core 1 is being performed.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a laminated core to be inspected in Example 1 of the present invention.
  • Fig. 2 is a perspective view showing an enlarged part of Fig. 1.
  • Fig. 3 is a plan view showing the periphery of a welded portion in Fig. 2.
  • Fig. 4 is a side view showing the periphery of a welded portion in Fig. 2.
  • the laminated core 1 to be inspected is a rotor core used on the rotor side of an electric motor or generator.
  • the laminated core 1 may also be a stator core on the stator side.
  • This laminated core 1 is made up of multiple annular core pieces 3 that are stacked in the axial direction and integrated with multiple welds 5.
  • the multiple welds 5 are spaced apart from one another in the circumferential direction of the laminated core 1.
  • the annular core pieces 3 may be for a non-split core made of a single annular member, or for a split core in which arc-shaped core members are arranged in a ring shape. In this embodiment, the core pieces 3 are for a split core.
  • the axial direction refers to the direction along the axis of the laminated core 1.
  • the circumferential direction refers to the extension direction around the axis of the laminated core 1
  • the radial direction refers to the direction along the diameter of the laminated core 1.
  • the multiple welds 5 each extend axially around the inner circumference of the laminated core 1, reaching the end face 1a formed by the core pieces 3 at the axial ends of the laminated core 1. Note that the welds 5 can be subject to inspection as long as they reach either one of the end faces 1a of the laminated core 1. For this reason, the welds 5 may be formed only at either one of the axial ends.
  • the welded portion 5 has a fusion width W and a fusion depth D in plan view when viewed from the axial direction.
  • the fusion width W refers to the circumferential dimension of the welded portion 5
  • the fusion depth D refers to the radial dimension of the welded portion 5 relative to the inner peripheral edge of the core piece 3.
  • the fusion depth D is the radial dimension of the welded portion 5 relative to the outer peripheral edge.
  • the welded portion 5 may have a protrusion 5a that protrudes in the axial direction from the end face 1a.
  • the axial dimension (protrusion height) of this protrusion 5a relative to the end face 1a is called the protrusion amount H.
  • inspection device 7 is used to inspect the fusion width W, fusion depth D, and protrusion amount H of the welded portion 5. Inspection of protrusion amount H is performed for the purpose of assembly accuracy, etc. Inspection of fusion width W and fusion depth D is performed because, in determining whether or not the welded portion 5 is suitable, it may be required that fusion width W and fusion depth D are within a specified range. Therefore, if fusion width W and fusion depth D are not required, inspection may be omitted.
  • FIG. 5 is a block diagram showing an inspection device according to Example 1.
  • Fig. 6 is a partially cross-sectional side view showing a schematic configuration of the inspection device of Fig. 5.
  • Fig. 7 is a partially cross-sectional side view showing a rotating unit and a measuring unit during measurement of the welded portion of Fig. 6.
  • Fig. 8 is a plan view showing a rotating unit and a reversing unit of the inspection device of Fig. 6.
  • the inspection device 7 for the laminated core 1 is incorporated, for example, in a manufacturing line for the laminated core 1.
  • This inspection device 7 includes a dimension measuring unit 9, a rotating unit 11, a three-dimensional measuring unit 13 which is a measuring unit, a gripping unit 15, and a control unit 17.
  • the dimension measuring unit 9 is a dimension measuring device that measures the axial dimension of the laminated core 1.
  • the dimension measuring unit 9 is arranged so that a pressure plate 9b is movably opposed to a mounting plate 9a on which the laminated core 1 is placed.
  • the dimension measuring unit 9 applies pressure to the laminated core 1 in the axial direction between the mounting plate 9a and the pressure plate 9b, and obtains the axial dimension of the laminated core 1 at this time.
  • the dimension measuring unit 9 may obtain the axial dimension of the laminated core 1 without applying pressure.
  • the dimension measuring unit 9 may be a non-contact measuring device that uses a laser or the like.
  • the dimension measuring unit 9 may also be omitted.
  • the rotating part 11 supports the laminated core 1 and rotates it in the circumferential direction.
  • the rotating part 11 includes a base 11a, a rotating plate 11b, and a rotating shaft 11c.
  • the base 11a is a member that is moved between the measurement position MP and the reversal position RP.
  • the measurement position MP is a position for measuring the welded portion 5, including the protrusion amount H of the welded portion 5 of the laminated core 1, using the three-dimensional measuring unit 13 described below
  • the reversal position RP is a position for reversing the laminated core 1 using the gripping unit 15 described below.
  • one measurement position MP and one reversal position RP are provided, and the base 11a moves back and forth between the measurement position MP and the reversal position RP.
  • the reversal movement may be performed by an appropriate driving device such as a linear actuator, a linear guide, or an electric motor.
  • the base 11a is provided with a through hole 11aa.
  • the through hole 11aa penetrates the base 11a in the vertical direction, which is a direction intersecting the direction of movement of the base 11a.
  • the rotating plate 11b is disposed on the through hole 11aa.
  • the up-down direction is the up-down direction of the inspection device 7, which is the vertical direction in this embodiment, but is not necessarily the vertical direction depending on the installation conditions of the inspection device 7. This up-down direction coincides with the axial direction of the laminated core 1 rotated by the rotating part 11 in this embodiment.
  • the rotating plate 11b is a plate-shaped member that is placed on the base 11a. This rotating plate 11b is not connected to the base 11a in the vertical direction, and can move upward and away from the base plate 11a.
  • the rotating plate 11b is provided with a mounting surface 11ba on which the laminated core 1 is placed, and the mounting surface 11ba is provided with positioning pins 11bb.
  • the pins 11bb are inserted axially into positioning holes 1b formed in the laminated core 1, and position the laminated core 1 on the mounting surface 11ba of the rotating plate 11b.
  • the rotating shaft 11c is disposed below the base 11a at the measurement position MP so that it can move up and down.
  • the rotating shaft 11c can be a simple rod-shaped device that is driven in the vertical direction, or an expandable cylinder device.
  • this rotating shaft 11c advances upward to engage with the rotating plate 11b via the through hole 11aa of the base 11a, thereby supporting the rotating plate 11b.
  • the rotating shaft 11c can adjust its support position in the vertical direction of the rotating plate 11b depending on the amount of upward advancement. This advancement amount is set according to the axial dimension of the laminated iron core 1. As a result, the rotating part 11 is operated in the axial direction so that the distance between the three-dimensional measuring part 13 and the end face 1a of the laminated iron core 1 on the rotating part 11 is constant in the axial direction, and the axial position of the laminated iron core 1 is relatively adjusted.
  • the axial position of the laminated core 1 can be adjusted by moving the three-dimensional measuring unit 13 in the axial direction, since it can be adjusted relative to the three-dimensional measuring unit 13 and the laminated core 1.
  • the axial position of the laminated core 1 can be adjusted by moving either the laminated core 1 or the three-dimensional measuring unit 13, which is the measurement source, in the axial direction relative to the other.
  • the rotating shaft 11c may also be configured to be integrally connected to the rotating plate 11b. In this case, when the base 11a moves, the rotating plate 11b and the rotating shaft 11c also move together.
  • the rotating shaft 11c is connected to a driving source 11d such as a stepping motor, and is adapted to rotate intermittently around the axis by being driven by the driving source 11d.
  • the intermittent rotation refers to repeated rotation of a predetermined angle and then stopping. Note that the rotation around the axis may be performed continuously.
  • the rotating shaft 11c rotates the connected rotating plate 11b together, and rotates the laminated core 1 via the rotating plate 11b.
  • the three-dimensional measuring unit 13 is made up of a three-dimensional measuring device, and is positioned above the rotating unit 11 when the base 11a is at the measurement position MP. This allows the three-dimensional measuring unit 13 to face the end face 1a of the laminated core 1 rotating at the measurement position MP in the axial direction.
  • This three-dimensional measuring unit 13 continuously measures the axial protrusion amount H of the multiple welds 5 relative to the opposing end face 1a from the axial direction in accordance with the rotation of the laminated core 1.
  • the fusion width W and fusion depth D are measured in three dimensions along with the protrusion amount H of the welds 5.
  • Measuring from the axial direction means measuring from a position away in the axial direction, not measuring along the axial direction.
  • Three-dimensional measurement can be performed by any suitable method that uses a laser or light to read three-dimensional coordinates, such as optical interference or confocal methods.
  • it is preferable to perform the measurement non-contact it may also be performed by contact. Note that the measurement does not have to be a three-dimensional measurement as long as it measures the protrusion amount H of the weld 5. In this case, an appropriate height measuring device can be used.
  • Continuous measurement means that the three-dimensional measuring unit 13 sequentially measures the welds 5 that face each other in the vertical direction in response to the continuous or intermittent rotation of the laminated core 1.
  • the three-dimensional measuring unit 13 faces the welds 5 when the rotation stops in response to the intermittent rotation of the laminated core 1, and performs the measurement.
  • the three-dimensional measuring unit 13 may also be rotated in the circumferential direction relative to the laminated core 1.
  • the gripping portion 15 grips and inverts the laminated core 1.
  • the gripping portion 15 is made up of a pair of arms 15a.
  • the arms 15a are supported so that they can be inverted by an inversion drive mechanism 15b such as a rack and pinion, and are supported so that they can move up and down by an up and down drive mechanism 15c such as a linear guide.
  • the gripping part 15 descends to grip the laminated core 1 at the reversal position RP, then rises to reverse it. In this reversed state, the gripping part 15 descends and releases the laminated core 1 onto the rotating part 11.
  • the gripping portion 15 may be omitted.
  • the protrusion amount H may be measured from both axial sides or only one axial side without flipping the laminated core 1, or may be measured by manually flipping it over.
  • the control unit 17 is a computer having a control device such as a processor and a storage device such as a memory, which controls each part of the inspection device 7. This control unit 17 realizes the inspection method by controlling each part of the inspection device 7.
  • FIG. 9 is a process diagram showing a method for inspecting the laminated core 1 of the first embodiment.
  • a dimension measurement process, a height adjustment process, a first weld measurement process, a first judgment process, a reversal process, a second weld measurement process, and a second judgment process are performed to inspect the multiple welds 5 of the laminated core 1.
  • the laminated core 1 is made by stacking annular core pieces 3 in advance and integrating them with the multiple welds 5.
  • the dimension measurement unit 9 receives the laminated core 1 being transported on the production line. Receiving can be performed by a pick-and-place unit (not shown) or the like.
  • the dimension measurement unit 9 measures the dimensions of the received laminated core 1 by applying pressure in the axial direction between the mounting plate 9a and pressure plate 9b. Once the dimension measurement is complete, the laminated core 1 is transported on the production line and the next height adjustment process is performed.
  • the rotating part 11 receives the transported laminated core 1 on the rotating plate 11b. Receiving can be performed by using a pick-and-place unit or a gripping part 15 (not shown), etc.
  • the pins 11bb on the rotating plate 11b are inserted into the holes 1b of the laminated core 1, and the laminated core 1 is positioned on the rotating plate 11b.
  • the base 11a of the rotating part 11 moves to the measurement position MP.
  • the rotating shaft 11c advances upward and engages with the rotating plate 11b. At this time, the amount of advancement of the rotating shaft 11c is adjusted according to the axial dimension of the laminated core 1 measured in the dimension measurement process.
  • the first welded portion measuring process together with the first judgment process, constitutes the first inspection process.
  • the rotating plate 11b is first rotated by the rotating shaft 11c. This causes the laminated core 1 to rotate in the circumferential direction.
  • the rotation is intermittent, occurring at a predetermined angle and then stopping, and each time it stops, the welded portion 5 of the laminated core 1 faces the three-dimensional measuring unit 13 in the vertical direction.
  • the three-dimensional measuring unit 13 measures the amount of protrusion H in the axial direction relative to the end face 1a of the opposing welded portion 5.
  • the amount of protrusion H is measured along with the fusion width W and fusion depth D by three-dimensional measurement.
  • the protrusion amount H of the welded portion 5 can be accurately measured, including the position of the protrusion 5a in the welded portion 5.
  • the fusion width W and fusion depth D can also be accurately measured along with the protrusion amount H. Also, in this embodiment, since measurements are performed from the axial direction while rotating the laminated core 1, measurements can be quickly performed on multiple welded portions 5.
  • measurements can be performed on each weld 5 while maintaining a constant distance between the three-dimensional measuring unit 13 and the end face 1a, suppressing fluctuations in the measurement conditions for each weld 5 and improving and stabilizing measurement accuracy.
  • the distance between the three-dimensional measuring unit 13 and the end face 1a can be easily maintained constant by utilizing the rotating shaft 11c.
  • the control unit 17 judges whether the laminated core 1 is good or bad based on the protrusion amount H, fusion width W, and fusion depth D acquired in the first weld measurement process. In other words, it is judged whether the protrusion amount H, fusion width W, and fusion depth D of each weld 5 meet the standards, and if all meet the standards, the laminated core 1 is judged to be a good product and proceeds to the next reversal process.
  • the laminated core 1 is judged to be a defective product.
  • Laminated cores 1 that are judged to be defective are separated from non-defective products by being discharged from a defective product outlet, etc.
  • the laminated core 1 is inverted upside down.
  • the base 11a of the rotating part 11 is moved to the reversal position.
  • the gripping part 15 descends and the laminated core 1 is positioned between the arms 15a of the gripping part 15. In this state, the gripping part 15 grips the laminated core 1 with the arms 15a.
  • the gripping part 15 which has gripped the laminated core 1, rises to a predetermined raised position and performs an inversion operation at the raised position. This turns the laminated core 1 upside down. In this state, the gripping part 15 descends and places the inverted laminated core 1 on the rotating plate 11b. After that, the gripping part 15 releases the laminated core 1 and rises to the initial position, and the base 11a of the rotating part 11 moves to the measurement position MP.
  • the second welded portion measuring process together with the second judgment process, constitutes the second inspection process.
  • this second welded portion measuring process similar to the first welded portion measuring process, the laminated core 1 is rotated in the circumferential direction, and the protrusion amount H of the welded portion 5, as well as the fusion width W and fusion depth D, are measured in the axial direction with respect to the other axial end face 1a.
  • the control unit 17 judges whether the laminated core 1 is good or bad based on the protrusion amount H, fusion width W, and fusion depth D obtained in the second weld measurement process. If the laminated core 1 is judged to be a good product, the laminated core 1 is transported to the next process in the production line. On the other hand, if the laminated core 1 is judged to be a defective product, the laminated core 1 is classified as a good product by being discharged from a defective product discharge outlet, etc.
  • the protrusion amount H of the welded portion 5 can be inspected with high accuracy and high speed.
  • FIG. 10 is a side view showing the schematic configuration of a repair device according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing the rotating part together with the measuring part and the laser irradiation part during measurement and repair of the welded part in FIG. 10. Note that since the basic configuration of the second embodiment is the same as that of the first embodiment, the same reference numerals are used for the corresponding components to the first embodiment, and duplicated explanations will be omitted.
  • the repair device 19 of the second embodiment irradiates the protrusion 5a of the welded portion 5 with a laser in the axial direction to bring the protrusion amount H within the standard range.
  • the repair device 19 includes a laser irradiation unit 21 in addition to the inspection device 7 of the first embodiment.
  • the laser irradiation unit 21 includes a laser oscillator such as a CO2 laser or a YAG laser.
  • the laser irradiation unit 21 is positioned so as to face the end face 1a of the laminated core 1 at the measurement position MP from above in the vertical direction (axial direction).
  • the laser irradiation unit 21 can perform laser irradiation on the same end surface 1a as the welded portion 5 on which the laminated core 1 is being measured, in parallel with the measurement of the protrusion amount H by the three-dimensional measurement unit 13.
  • the welded portion 5 being measured does not only mean the welded portion 5 being actually measured, but also includes the welded portion 5 that is the subject of measurement but is not being measured.
  • "Parallel" includes not only the case where the measurement of the protrusion amount H and the laser irradiation are performed simultaneously, but also the case where the measurement of the protrusion amount H and the laser irradiation are performed with a time lag.
  • the laser irradiation unit 21 may be provided outside the measurement position MP, and a separate laser irradiation may be performed on the laminated core 1 after the measurement of the protrusion amount H has been completed.
  • the laser irradiation unit 21 is positioned 180 degrees away from the three-dimensional measurement unit 13 in the circumferential direction.
  • the positioning of the laser irradiation unit 21 and the three-dimensional measurement unit 13 is not limited to this, and can be appropriately determined depending on the size of the laser irradiation unit 21 and the three-dimensional measurement unit 13, etc.
  • Figures 12(A) to (C) are process diagrams showing a method for repairing a laminated core, where Figure 12(A) shows the entire process, Figure 12(B) shows details of the first repair process in Figure 12(A), and Figure 12(C) shows details of the second repair process in Figure 12(A).
  • a laser irradiation process is carried out depending on the results of the first and second judgment processes.
  • the first repair process includes a first weld measurement process, a first judgment process, and a laser irradiation process
  • the second repair process includes a second weld measurement process, a second judgment process, and a laser irradiation process, making it possible to repair the protrusion amount H of the weld 5 on both end faces 1a of the laminated core 1.
  • the protrusion amount H of the welded portion 5 relative to the end face 1a of the laminated core 1 is measured in the first and second welded portion measurement processes, and it is judged whether the protrusion amount H, fusion width W, and fusion depth D of the welded portion 5 are within the standard range in the first and second judgment processes.
  • laser irradiation is performed by the laser irradiation unit 21 in the laser irradiation process.
  • the laminated core 1 is determined to be a defective product and is separated from the non-defective product by being discharged from a defective product outlet, etc.
  • the measured welds 5 are measured by the three-dimensional measuring unit 13 of the laminated core 1 at the measurement position MP, while the measured welds 5 are judged in sequence. Then, for the welds 5 whose protrusion amount H exceeds the standard on the same end face 1a as the welds 5 being sequentially measured, a laser is irradiated in parallel with the measurement of the protrusion amount H of the other welds 5.
  • the laser can be irradiated using the measurement time of the three-dimensional measuring unit 13, which can improve tact time. Furthermore, the laser can be irradiated while maintaining the same condition as when the measurement was performed on the welded portion 5, which can stabilize the repair accuracy by laser irradiation.
  • the protrusion amount H of the welded portion 5 is measured again. As long as the protrusion amount H is not within the standard range, the laser is irradiated and the repair is repeated.
  • FIG. 13 is a block diagram showing a repair device according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a side view, partially in cross section, showing the general configuration of the inspection device in FIG. 13. Note that since the basic configuration of the third embodiment is the same as that of the second embodiment, the same reference numerals are used for the configuration corresponding to the first embodiment, and duplicated explanations will be omitted.
  • the repair device 19 of the third embodiment provides a reversal position RP between two measurement positions MP, and transports the laminated core 1 in one direction so that it passes through the measurement position MP and the reversal position RP.
  • the base 11a of the rotating part 11 reciprocates between the measurement position MP and the reversal position RP.
  • the base 11a may be shared by the rotating parts 11 at both measurement positions MP, and the base 11a may move from the upstream measurement position MP in the transport direction through the reversal position RP to the downstream measurement position MP.
  • the base 11a may also be configured as a plate on whose outer periphery the laminated core 1 is placed, and the laminated core 1 may be transported in a circular motion as the base 11a rotates.
  • a second reversal position RP may also be provided further downstream of the downstream measurement position MP.
  • each measurement position MP is equipped with a rotation unit 11, a three-dimensional measurement unit 13, and a laser irradiation unit 21, and the reversal position RP is equipped with a gripping unit 15.
  • the first weld measurement process is performed in the same manner as in embodiment 2, with the base 11a of the rotating part 11 located at the measurement position MP on the upstream side of the conveying direction. That is, the protrusion amount H, fusion width W, and fusion depth D of the weld 5 are measured for one end face 1a of the laminated core 1 on the rotating plate 11b of the rotating part 11.
  • the protrusion amount H exceeds the standard, a laser irradiation process is carried out and the part is repaired by laser irradiation, and if the melt width W or melt depth D exceeds the standard, the laminated core 1 is classified as a non-defective product by being ejected from a defective product ejection port, etc.
  • the laminated core 1 is transported to the reversal position RP.
  • the base 11a of the upstream rotating part 11 moves to the reversal position RP, the laminated core 1 is gripped by the gripping part 15, and the reversal operation is performed in the same manner as in Example 1.
  • the base 11a of the upstream rotating part 11 retreats to the measurement position MP, and the base 11a of the downstream rotating part 11 advances to the reversal position RP to take over the laminated core 1 after reversal.
  • the laminated core 1 is transported to a measurement position MP downstream in the transport direction.
  • a second weld measurement process is performed, and the protrusion amount H, fusion width W, and fusion depth D of the weld 5 are measured for the other end surface 1a of the laminated core 1.
  • the protrusion amount H exceeds the standard, a laser irradiation process is carried out and the part is repaired by laser irradiation, and if the melt width W or melt depth D exceeds the standard, the laminated core 1 is classified as a non-defective product by being ejected from a defective product ejection port, etc.
  • Example 3 in addition to being able to achieve the same effects as Examples 1 and 2, the first weld measurement process, the reversal process, and the second weld measurement process can be performed in parallel on different laminated cores 1, thereby improving tact time.

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Abstract

高精度且つ高速で溶接部の突出量の検査を行うことが可能な積層鉄心の検査方法を提供する。複数の環状の鉄心片３が軸方向に積層されると共に軸方向の端部の鉄心片３で構成される端面１ａに至る周方向複数の溶接部５が設けられた積層鉄心１の検査方法であって、積層鉄心１を周方向に回転させ、端面１ａに対する複数の溶接部５の軸方向での突出量を、積層鉄心１の回転に応じて連続的に軸方向から測定する。

Description

積層鉄心の検査方法及び装置並びに補修方法及び装置
　本発明は、電動モーター等に供される積層鉄心の検査方法及び装置並びに補修方法及び装置に関する。
　従来の積層鉄心としては、複数の環状の鉄心片が軸方向に積層されると共に周方向の複数箇所で軸方向にわたる溶接部によって結合されたものがある（例えば特許文献１）。
　かかる積層鉄心では、溶接部が積層鉄心の軸方向の端面上から突出することがある。この突出は、積層鉄心をエンドプレートやローターシャフトに組み付ける際の組み付け精度の低下や疵の発生等を招くおそれがあり、所定の基準よりも小さいことが要求される場合がある。
　この場合、積層鉄心の製造過程では、端面からの溶接部の突出量を検査し、溶接部の突出量が基準よりも大きい積層鉄心を排除し或いは補修する必要がある。
　しかし、溶接部の突出量の検査は、各積層鉄心において複数の溶接部の全てに対して行う必要があるため、検査数が多いものとなる。従って、かかる突出量の検査は、精度だけでなく速度も要求され、実現が困難であった。
特許６４６９３５５号公報
　解決しようとする問題点は、高精度且つ高速で溶接部の突出量の検査を行うことが実現されていなかった点である。
　本発明は、複数の環状の鉄心片が軸方向に積層されると共に前記軸方向の端部の鉄心片で構成される端面に至る周方向複数の溶接部が設けられた積層鉄心の検査方法を提供する。この検査方法は、前記積層鉄心を前記周方向に回転させ、前記端面に対する前記複数の溶接部の前記軸方向での突出量を、前記積層鉄心の前記回転に応じて連続的に前記軸方向から測定する。
　また、本発明は、上記積層鉄心の検査方法を用いた積層鉄心の補修方法を提供する。この補修方法は、前記突出量が基準を超える場合に、前記端面から前記軸方向に突出する前記溶接部の突出部を前記軸方向からレーザー照射し前記突出量を前記基準の範囲内とする。
　さらに、本発明は、複数の環状の鉄心片が軸方向に積層されると共に前記軸方向の端部の鉄心片で構成される端面に至る周方向複数の溶接部が設けられた積層鉄心の検査装置を提供する。この検査装置は、前記積層鉄心を支持して前記周方向に回転させる回転部と、前記回転中の前記積層鉄心の前記端面に前記軸方向で対向して配置され、前記対向する前記端面に対する前記複数の溶接部の前記軸方向での突出量を、前記積層鉄心の前記回転に応じて連続的に前記軸方向から測定する測定部と、を備える。
　さらに、本発明は、上記積層鉄心の検査装置を用いた積層鉄心の補修装置を提供する。この補修装置は、前記突出量が基準を超える場合に、前記端面から前記軸方向に突出する前記溶接部の突出部を前記軸方向からレーザー照射し前記突出量を前記基準の範囲内とするレーザー照射部を備える。
　本発明の積層鉄心の検査方法及び装置は、高精度且つ高速で溶接部の突出量の検査を行うことができる。
　本発明の積層鉄心の補修方法及び装置は、高精度且つ高速で行われる溶接部の突出量の検査を通じ、積層鉄心を高速で確実に補修することができる。
図１は、本発明の実施例１の検査対象の積層鉄心を示す斜視図である。 図２は、図１の一部を拡大して示す斜視図である。 図３は、図２の溶接部周辺を示す平面図である。 図４は、図２の溶接部周辺を示す側面図である。 図５は、実施例１に係る検査装置を示すブロック図である。 図６は、図５の検査装置の概略構成を示す一部を断面にした側面図である。 図７は、図６の溶接部の測定時おける一部を断面にした回転部及び測定部を示す側面図である。 図８は、図６の検査装置の回転部及び反転部を示す平面図である。 図９は、実施例１の積層鉄心の検査方法を示す工程図である。 図１０は、本発明の実施例２に係る補修装置の一部を断面にした概略構成を示す側面図である。 図１１は、図１０の溶接部の測定及び補修時における一部を断面にした回転部、測定部、及びレーザー照射部を示す側面図である。 図１２（Ａ）～（Ｃ）は、積層鉄心の補修方法を示す工程図あり、図１２（Ａ）は、工程全体を示し、図１２（Ｂ）は、図１２（Ａ）の第１補修工程の詳細を示し、図１２（Ｃ）は、図１２（Ａ）の第２補修工程の詳細を示す。 図１３は、本発明の実施例３に係る補修装置を示すブロック図である。 図１４は、図１３の検査装置の概略構成を示す一部を断面にした側面図である。
　高精度且つ高速で溶接部の突出量の検査を行うことを可能にするという目的を、積層鉄心を回転させつつ軸方向の端面に対する溶接部の突出量を軸方向から測定することによって実現した。
　積層鉄心の検査方法は、図のように、複数の環状の鉄心片３が軸方向に積層された積層鉄心１の検査方法である。積層鉄心１は、軸方向の端部に位置する鉄心片３で構成される端面１ａに至る周方向複数の溶接部５を有する。
　この検査方法では、積層鉄心１を周方向に回転させ、端面１ａに対する複数の溶接部５の軸方向での突出量を、積層鉄心１の回転に応じて連続的に軸方向から測定する。
　かかる検査方法では、溶接部５の突出量と共に溶接部５の積層鉄心１の周方向及び径方向での寸法を三次元測定してもよい。
　突出量の測定は、積層鉄心１の軸方向の一方の端面１ａに関して行った後、積層鉄心１を反転させて軸方向の他方の端面１ａに関して行ってもよい。
　また、突出量の測定前には、積層鉄心１の軸方向の寸法を測定し、この測定された寸法に応じて突出量の測定を行う測定源１３と端面１ａとの間が軸方向で一定となるように積層鉄心１の軸方向の位置を相対的に調整してもよい。
　かかる検査方法を用いた積層鉄心１の補修方法は、突出量が基準を超える場合に、端面１ａから軸方向に突出する溶接部５の突出部５ａに対して軸方向からレーザーを照射し、突出量を基準の範囲内とする。
　レーザーの照射は、積層鉄心１の測定が行われている溶接部５と同一端面１ａ上において、突出量の測定と並行して行うのが好ましい。
　積層鉄心１の検査装置７は、回転部１１と、測定部１３とを備える。回転部１１は、積層鉄心１を支持して周方向に回転させる。測定部１３は、回転中の積層鉄心１の端面１ａに軸方向で対向して配置され、対向する端面１ａに対する複数の溶接部５の軸方向での突出量を、積層鉄心１の回転に応じて連続的に軸方向から測定する。
　測定部１３は、突出量と共に溶接部５の積層鉄心１の周方向及び径方向での寸法を三次元測定してもよい。
　検査装置７は、積層鉄心１を把持して反転させる把持部１５を備えてもよい。この場合、測定部１３で軸方向の一方の端面１ａに関して突出量の測定を行った後、把持部１５により積層鉄心１を反転させ、測定部１３で軸方向の他方の端面１ａに関して突出量の測定を行う。
　また、検査装置７は、積層鉄心１の軸方向の寸法を測定する寸法測定部９を備えてもよい。この場合、測定された寸法に応じ、測定部１３と端面１ａとの間が軸方向で一定となるように回転部１１又は測定部１３を軸方向に動作させ、積層鉄心１の軸方向の位置を相対的に調整する。
　上記検査装置７を備えた補修装置１９は、レーザー照射部２１を備える。レーザー照射部２１は、溶接部５の突出量が基準を超える場合に、端面１ａから軸方向に突出する溶接部５の突出部５ａに対して軸方向からレーザーを照射し、突出量を基準の範囲内とする。
　レーザー照射部２１は、積層鉄心１の端面１ａに軸方向で対向して配置され、積層鉄心１の測定が行われている溶接部５と同一端面１ａ上において、突出量の測定と並行してレーザー照射を行ってもよい。
［積層鉄心］
　図１は、本発明の実施例１の検査対象の積層鉄心を示す斜視図である。図２は、図１の一部を拡大して示す斜視図である。図３は、図２の溶接部周辺を示す平面図である。図４は、図２の溶接部周辺を示す側面図である。
　検査対象の積層鉄心１は、電動モーターや発電機の回転子側に用いられるローターコアである。ただし、積層鉄心１は、固定子側のステーターコアであってもよい。
　この積層鉄心１は、複数の環状の鉄心片３が軸方向に積層されると共に複数の溶接部５で一体化されている。複数の溶接部５は、積層鉄心１に対して周方向に間隔を空けて設けられている。環状の鉄心片３は、単一の環状部材からなる非分割コア用又は鉄心用の円弧状部材を環状に並べた分割コア用の何れであってもよい。本実施例では、鉄心片３が分割コア用となっている。
　なお、軸方向とは、積層鉄心１の軸心に沿った方向をいう。また、以下において周方向は、積層鉄心１の軸心周りの延設方向をいい、径方向は、積層鉄心１の径に沿った方向をいう。
　複数の溶接部５は、それぞれ積層鉄心１の内周において軸方向にわたって延設され、積層鉄心１の軸方向の端部の鉄心片３で構成される端面１ａにまで至っている。なお、溶接部５は、積層鉄心１の端面１ａの何れか一方にまで至るものであれば、検査の対象とすることが可能である。このため、溶接部５は、軸方向の何れか一方の端部にのみ形成されたものであってもよい。
　溶接部５は、軸方向から見た平面形状において、溶融幅Ｗ及び溶融深さＤを有する。溶融幅Ｗとは、溶接部５の周方向における寸法をいい、溶融深さＤとは、鉄心片３の内周の縁部に対する溶接部５の径方向における寸法をいう。なお、溶融深さＤは、溶接部５が積層鉄心１の外周に形成されている場合、外周の縁部に対する溶接部５の径方向における寸法となる。また、溶接部５は、端面１ａから軸方向に突出した突出部５ａを有することがある。この突出部５ａの端面１ａに対する軸方向の寸法（突出高さ）を突出量Ｈという。
　本実施例の検査方法では、検査装置７を用いて、かかる溶接部５の溶融幅Ｗ、溶融深さＤ、及び突出量Ｈを検査する。突出量Ｈの検査は、組付け精度等のために行われる。溶融幅Ｗ及び溶融深さＤの検査は、溶接部５の適否の判断をする上で、溶融幅Ｗ及び溶融深さＤが所定範囲であるか否かが要求されることがあるために行われる。従って、溶融幅Ｗ及び溶融深さＤは、要求されない場合、検査を省略することも可能である。
［検査装置］
　図５は、実施例１に係る検査装置を示すブロック図である。図６は、図５の検査装置の概略構成を示す一部を断面にした側面図である。図７は、図６の溶接部の測定時における一部を断面にした回転部及び測定部を示す側面図である。図８は、図６の検査装置の回転部及び反転部を示す平面図である。
　積層鉄心１の検査装置７は、例えば積層鉄心１の製造ラインに組み込まれている。この検査装置７は、寸法測定部９と、回転部１１と、測定部である三次元測定部１３と、把持部１５と、制御部１７とを備える。
　寸法測定部９は、積層鉄心１の軸方向の寸法を測定する寸法測定器である。本実施例の寸法測定部９は、積層鉄心１を載置する載置板９ａ上に加圧板９ｂが移動可能に対向して配置されている。そして、寸法測定部９は、載置板９ａと加圧板９ｂとの間で積層鉄心１を軸方向に加圧し、このときの積層鉄心１の軸方向の寸法を取得する。
　なお、寸法測定部９は、加圧を行わずに、積層鉄心１の軸方向の寸法を取得するものであってもよい。寸法測定部９は、レーザー等を用いた非接触測定器としてもよい。また、寸法測定部９は、省略することも可能である。
　回転部１１は、積層鉄心１を支持して周方向に回転させる。本実施例の回転部１１は、ベース１１ａと、回転板１１ｂと、及び回転軸１１ｃとを備えている。
　ベース１１ａは、測定位置ＭＰと反転位置ＲＰとの間で移動される部材である。なお、測定位置ＭＰは、後述する三次元測定部１３により積層鉄心１の溶接部５の突出量Ｈの測定を含めた溶接部５の測定を行わせるための位置をいい、反転位置ＲＰは、後述する把持部１５により積層鉄心１を反転させるための位置をいう。
　測定位置ＭＰと反転位置ＲＰは、本実施例において一つずつ設けられ、ベース１１ａは、測定位置ＭＰと反転位置ＲＰとの間を往復移動する。往復移動は、リニアアクチュエーター、リニアガイド、電動モーター等の適宜の駆動装置によって行えばよい。
　ベース１１ａには、貫通孔１１ａａが設けられている。貫通孔１１ａａは、ベース１１ａの移動方向に対する交差方向である上下方向でベース１１ａを貫通する。この貫通孔１１ａａ上に回転板１１ｂが配置されている。
　なお、上下方向は、検査装置７の上下方向であり、本実施例において鉛直方向であるが、検査装置７の設置状況によっては必ずしも鉛直方向ではない。この上下方向は、本実施例において回転部１１によって回転される積層鉄心１の軸方向と一致する。
　回転板１１ｂは、ベース１１ａ上に配置された板状部材である。この回転板１１ｂは、ベース１１ａに対して上下方向に結合されておらず、ベース板１１ａから上方に離れるように動作可能となっている。
　回転板１１ｂ上には、積層鉄心１を載置させる載置面１１ｂａが備えられ、載置面１１ｂａには、位置決め用のピン１１ｂｂが設けられている。ピン１１ｂｂは、積層鉄心１に形成された位置決め用の孔１ｂに軸方向で挿入され、積層鉄心１を回転板１１ｂの載置面１１ｂａ上に位置決める。
　回転軸１１ｃは、測定位置ＭＰで、ベース１１ａの下方に上下方向に沿って進退可能に配置されている。回転軸１１ｃは、上下方向に駆動される単純な棒状や伸縮可能なシリンダー装置等とすることが可能である。この回転軸１１ｃは、ベース１１ａが測定位置ＭＰにある場合において、上方への進出によりベース１１ａの貫通孔１１ａａを介して回転板１１ｂに係合し、回転板１１ｂを支持するようになっている。
　回転軸１１ｃは、上方への進出量に応じて、回転板１１ｂの上下方向での支持位置を調整することができる。この進出量は、積層鉄心１の軸方向の寸法に応じて設定される。この結果、三次元測定部１３と回転部１１上の積層鉄心１の端面１ａとの間が軸方向で一定となるように回転部１１を軸方向に動作させ、積層鉄心１の軸方向の位置を相対的に調整する。
　なお、積層鉄心１の軸方向の位置の調整は、三次元測定部１３と積層鉄心１との間で相対的に行えばよいため、三次元測定部１３を軸方向に動かして行ってもよい。つまり、積層鉄心１の軸方向の位置の調整では、積層鉄心１又は測定源である三次元測定部１３の何れか一方を他方に対して軸方向に動かせばよい。
　また、回転軸１１ｃは、回転板１１ｂと一体に結合した構成としてもよい。この場合、ベース１１ａの移動時には、回転板１１ｂ及び回転軸１１ｃも共に移動する。
　かかる回転軸１１ｃは、ステッピングモーター等の駆動源１１ｄに接続されており、駆動源１１ｄの駆動によって断続的に軸周りに回転するようになっている。本実施例の断続的な回転は、所定の角度回転した後に停止することを繰り返すことをいう。なお、軸周り回転は、連続的に行われてもよい。
　この軸周り回転により、回転軸１１ｃは、結合されている回転板１１ｂを一体に回転させ、回転板１１ｂを介して積層鉄心１を回転させる。
　三次元測定部１３は、三次元測定器からなり、ベース１１ａが測定位置ＭＰにある場合において回転部１１の上方に配置されている。これにより、三次元測定部１３は、測定位置ＭＰで回転中の積層鉄心１の端面１ａに軸方向で対向するようになっている。
　この三次元測定部１３は、対向する端面１ａに対する複数の溶接部５の軸方向での突出量Ｈを、積層鉄心１の回転に応じて連続的に軸方向から測定する。本実施例では、溶接部５の突出量Ｈと共に溶融幅Ｗ及び溶融深さＤを三次元測定する。
　軸方向から測定とは、軸方向で離れた位置から測定することであり、軸方向に沿って測定することではない。三次元測定は、光干渉方式や共焦点方式等のように、レーザーや光を用いて三次元座標を読み取る適宜の手法で行うことが可能である。また、測定は、非接触で行うのが好ましいが、接触により行うものであってもよい。なお、測定は、溶接部５の突出量Ｈを測定するものであれば、三次元測定でなくてもよい。この場合は、適宜の高さ測定器を用いることができる。
　連続的に測定するとは、積層鉄心１の連続的な回転又は断続的な回転に応じて、三次元測定部１３が上下方向で対向した溶接部５を順次測定することをいう。本実施例において、三次元測定部１３は、積層鉄心１の断続的な回転に応じ、回転が停止したときに溶接部５に対向し、測定を行う。三次元測定部１３を積層鉄心１に対して周方向に回転させてもよい。
　把持部１５は、積層鉄心１を把持して反転させるものである。本実施例において、把持部１５は、一対のアーム１５ａからなる。アーム１５ａは、ラックアンドピニオン等の反転駆動機構１５ｂによって反転可能に支持されると共にリニアガイド等の上下駆動機構１５ｃによって上下方向に移動可能に支持されている。
　この把持部１５は、反転位置ＲＰにある積層鉄心１を下降して把持し、上昇して反転する。この反転状態で把持部１５が下降し、回転部１１上に積層鉄心１を解放する。
　なお、把持部１５は省略することも可能である。この場合、突出量Ｈの測定は、積層鉄心１を反転させずに軸方向の両側から又は軸方向の一側のみ行えばよく、或いは手作業で反転させて行ってもよい。
　制御部１７は、上記検査装置７の各部を制御する、プロセッサー等の制御装置やメモリー等の記憶装置を有するコンピューターである。この制御部１７は、検査装置７の各部を制御することにより、検査方法を実現する。
［積層鉄心の検査方法］
　図９は、実施例１の積層鉄心１の検査方法を示す工程図である。
　本実施例の積層鉄心１の検査方法では、寸法測定工程、高さ調整工程、第１溶接部測定工程、第１判定工程、反転工程、第２溶接部測定工程、及び第２判定工程が行われ、積層鉄心１の複数の溶接部５に対する検査をする。なお、積層鉄心１は、予め環状の鉄心片３が積層されて複数の溶接部５によって一体化されている。
　寸法測定工程では、図６のように、製造ライン上で搬送されている積層鉄心１を寸法測定部９が受け取る。受け取りは、図示しないピックアンドプレースユニット等によって行うことができる。寸法測定部９は、受け取った積層鉄心１を載置板９ａと加圧板９ｂとの間で軸方向に加圧して寸法を測定する。寸法の測定が完了すると、積層鉄心１が製造ライン上で搬送されて次の高さ調整工程が行われる。
　高さ調整工程では、回転部１１が搬送された積層鉄心１を回転板１１ｂ上に受け取る。受け取りは、図示しないピックアンドプレースユニットや把持部１５を利用すること等によって行うことができる。
　積層鉄心１を回転板１１ｂ上に受け取ると、積層鉄心１の孔１ｂに回転板１１ｂ上のピン１１ｂｂが挿入されて、積層鉄心１が回転板１１ｂ上に位置決められる。この状態で、回転部１１のベース１１ａは、測定位置ＭＰへと移動する。
　測定位置ＭＰでは、図７のように、回転軸１１ｃが上方に進出して回転板１１ｂに係合する。このとき、寸法測定工程で測定された積層鉄心１の軸方向の寸法に応じ、回転軸１１ｃの進出量が調整される。
　これにより、回転部１１を軸方向に動作させ、三次元測定部１３と積層鉄心１の端面１ａとの間が軸方向で一定となるように積層鉄心１の上下方向（軸方向）の位置（高さ）を三次元測定部１３に対して相対的に調整する。
　第１溶接部測定工程は、第１判定工程と共に第１検査工程を構成する。この第１溶接部測定工程では、まず回転軸１１ｃによって回転板１１ｂを回転させる。これによって、積層鉄心１が周方向に回転する。回転は、所定角度行われては停止する断続的なものであり、停止する度に積層鉄心１の溶接部５が三次元測定部１３に上下方向で対向する。
　そして、三次元測定部１３は、対向した溶接部５の端面１ａに対する軸方向での突出量Ｈを軸方向から測定する。本実施例では、三次元測定により突出量Ｈが溶融幅Ｗ及び溶融深さＤと共に測定される。
　このように、本実施例では、軸方向から溶接部５を測定することで、溶接部５の突出量Ｈを突出部５ａの溶接部５中の位置を含めて正確に測定できる。しかも、本実施例では、溶融幅Ｗ及び溶融深さＤも突出量Ｈと併せて正確に測定できる。また、本実施例では、積層鉄心１を回転させながら軸方向から測定を行うため、複数の溶接部５に対する測定を迅速に行うことができる。
　また、三次元測定部１３と端面１ａとの間隔を一定に保持したまま各溶接部５に対する測定を行うことができ、各溶接部５に対する測定条件の変動を抑制して測定精度を向上及び安定化を図ることができる。また、回転軸１１ｃを利用して容易に三次元測定部１３と端面１ａとの間隔を一定に保持することができる。
　第１判定工程では、制御部１７が第１溶接部測定工程で取得した突出量Ｈ、溶融幅Ｗ、及び溶融深さＤに基づいて、積層鉄心１の良否を判定する。すなわち、各溶接部５の突出量Ｈ、溶融幅Ｗ、及び溶融深さＤが基準を満たしているか否かを判断し、全てが基準を満たしていれば、積層鉄心１が良品として判断され、次の反転工程へと進む。
　一方、各溶接部５の突出量Ｈ、溶融幅Ｗ、及び溶融深さＤにおいて、基準を満たしていないものがある場合、積層鉄心１が不良品として判断される。不良品と判断された積層鉄心１は、不良品排出口からの排出等で良品と分別される。
　反転工程では、第１溶接部測定工程が完了した後、つまり積層鉄心１の軸方向の一方の端面１ａに関して突出量Ｈの測定を行った後、積層鉄心１を反転させて上下逆にする。
　この反転工程では、第１溶接部測定工程後に、まず回転部１１のベース１１ａを反転位置へ移動させる。ベース１１ａが反転位置ＲＰへ移動すると、把持部１５が下降して、積層鉄心１が把持部１５のアーム１５ａ間に位置する。この状態で、把持部１５は、アーム１５ａによって積層鉄心１を把持する。
　積層鉄心１を把持した把持部１５は、所定の上昇位置まで上昇し、上昇位置において反転動作を行う。これにより積層鉄心１の上下を逆にする。この状態で把持部１５が下降し、回転板１１ｂ上に反転した積層鉄心１を載置する。その後、把持部１５が積層鉄心１を解放して初期位置まで上昇すると、回転部１１のベース１１ａが測定位置ＭＰへと移動する。
　第２溶接部測定工程は、第２判定工程と共に第２検査工程を構成する。この第２溶接部測定工程では、第１溶接部測定工程と同様に、積層鉄心１を周方向に回転させながら、軸方向の他方の端面１ａに対して溶接部５の突出量Ｈ並びに溶融幅Ｗ及び溶融深さＤの軸方向からの測定が行われる。
　第２判定工程では、第１判定工程と同様、制御部１７が第２溶接部測定工程で取得した突出量Ｈ、溶融幅Ｗ、及び溶融深さＤに基づいて、積層鉄心１の良否を判定する。積層鉄心１が良品として判断された場合は、積層鉄心１が製造ラインにおける次工程へと搬送される。一方、積層鉄心１が不良品として判断された場合は、積層鉄心１が不良品排出口からの排出等で良品と分別される。
　このように、本実施例では、高精度且つ高速で溶接部５の突出量Ｈの検査を行うことができる。
　図１０は、本発明の実施例２に係る補修装置の概略構成を示す側面図である。図１１は、図１０の溶接部の測定及び補修時における回転部を測定部及びレーザー照射部と共に示す断面図である。なお、実施例２は、基本構成が実施例１と共通するため、実施例１と対応する構成に同符号を付して重複した説明を省略する。
　実施例２の補修装置１９は、溶接部５の突出量Ｈが基準を超える場合に、溶接部５の突出部５ａに対して軸方向からレーザーを照射して突出量Ｈを基準の範囲内とする。このため、補修装置１９は、実施例１の検査装置７に加え、レーザー照射部２１を備える。
　レーザー照射部２１は、ＣＯ２レーザーやＹＡＧレーザー等のレーザー発振器を含む。本実施例のレーザー照射部２１は、測定位置ＭＰにある積層鉄心１の端面１ａに上方から上下方向（軸方向）で対向するように配置されている。
　これにより、レーザー照射部２１は、積層鉄心１の測定が行われている溶接部５と同一端面１ａ上において、三次元測定部１３による突出量Ｈの測定と並行してレーザー照射を行うことができる。
　測定が行われている溶接部５は、実際の測定中の溶接部５のみを意味するのではなく、測定自体は行われておらず測定の対象となっている溶接部５も含む。並行とは、突出量Ｈの測定とレーザー照射とが同時に行われる場合だけでなく、突出量Ｈの測定とレーザー照射とが時間的にずれて行われる場合も含む。なお、レーザー照射部２１は、測定位置ＭＰ外に設け、突出量Ｈの測定が完了した積層鉄心１に対して別途レーザー照射を行ってもよい。
　本実施例において、レーザー照射部２１は、三次元測定部１３に対して周方向で１８０度離れて配置されている。ただし、レーザー照射部２１と三次元測定部１３との配置は、これに限られるものではなく、レーザー照射部２１と三次元測定部１３のサイズ等に応じて適宜のものとすることができる。
　その他は、実施例１と同様である。
　図１２（Ａ）～（Ｃ）は、積層鉄心の補修方法を示す工程図であり、図１２（Ａ）は、工程全体を示し、図１２（Ｂ）は、図１２（Ａ）の第１補修工程の詳細を示し、図１２（Ｃ）は、図１２（Ａ）の第２補修工程の詳細を示す。
　本実施例の積層鉄心１の補修方法は、第１判定工程及び第２判定工程の判定結果に応じてレーザー照射工程が行われる。
　本実施例において、第１溶接部測定工程、第１判定工程、及びレーザー照射工程を有する第１補修工程と、第２溶接部測定工程、第２判定工程、及びレーザー照射工程を有する第２補修工程とで、積層鉄心１の両端面１ａ上の溶接部５の突出量Ｈの補修を可能とする。
　すなわち、図１２（Ｂ）及び（Ｃ）のように、第１及び第２溶接部測定工程で積層鉄心１の端面１ａに対する溶接部５の突出量Ｈを測定し、第１及び第２判定工程で溶接部５の突出量Ｈ、溶融幅Ｗ、及び溶融深さＤが基準の範囲内か否かを判定する。突出量Ｈが基準を超えた溶接部５に対しては、レーザー照射工程でレーザー照射部２１によるレーザー照射を行う。
　これにより、溶接部５の突出量Ｈを無くし若しくは減少させ、突出量Ｈを基準の範囲内にする。なお、溶接部５の溶融幅Ｗ又は溶融深さＤが基準を満たさない場合は、積層鉄心１が不良品と判断されて不良品排出口からの排出等で良品と分別される。
　具体的には、第１及び第２補修工程のそれぞれにおいて、測定位置ＭＰにある積層鉄心１の三次元測定部１３による溶接部５の測定を行いながら、測定した溶接部５の判定を順次行う。そして、測定が順次行われている溶接部５と同一端面１ａ上において、突出量Ｈが基準を超えた溶接部５に対して、他の溶接部５の突出量Ｈの測定と並行してレーザー照射を行う。
　このため、三次元測定部１３による測定時間を利用してレーザー照射を行うことができ、タクトアップを図ることができる。しかも、溶接部５に対し測定を行った状況をそのまま維持してレーザー照射を行うことができ、レーザー照射による補修精度を安定化させることができる。
　補修後の溶接部５は、再度、突出量Ｈの測定が行われる。突出量Ｈが基準の範囲内でない限り、レーザー照射が行われて補修が繰り返される。
　図１３は、本発明の実施例３に係る補修装置を示すブロック図である。図１４は、図１３の検査装置の概略構成を示す一部を断面にした側面図である。なお、実施例３は、基本構成が実施例２と共通するため、実施例１と対応する構成に同符号を付して重複した説明を省略する。
　実施例３の補修装置１９は、二つの測定位置ＭＰ間に反転位置ＲＰを設け、これら測定位置ＭＰ及び反転位置ＲＰを通過させるように積層鉄心１を一方向に搬送する。本実施例において、回転部１１のベース１１ａがそれぞれ測定位置ＭＰと反転位置ＲＰを往復するようになっている。
　ただし、両測定位置ＭＰの回転部１１においてベース１１ａを共用し、ベース１１ａが搬送方向の上流側の測定位置ＭＰから反転位置ＲＰを通過して下流側の測定位置ＭＰへと移動してもよい。また、ベース１１ａを積層鉄心１を外周に載置する板状に構成し、ベース１１ａの回転に応じて積層鉄心１を周回状に搬送するものであってもよい。また、下流側の測定位置ＭＰの更に下流に二つ目の反転位置ＲＰを設けてもよい。
　各測定位置ＭＰには、実施例２と同様に、回転部１１、三次元測定部１３、及びレーザー照射部２１が備えられ、反転位置ＲＰには、把持部１５が備えられている。
　従って、本実施例では、搬送方向の上流側において、回転部１１のベース１１ａが測定位置ＭＰに位置した状態で実施例２と同様に第１溶接部測定工程が行われる。すなわち、回転部１１の回転板１１ｂ上の積層鉄心１の一方の端面１ａに関して、溶接部５の突出量Ｈ、溶融幅Ｗ、及び溶融深さＤが測定される。
　突出量Ｈが基準を超える場合は、レーザー照射工程が行われ、レーザー照射によって補修し、溶融幅Ｗ又は溶融深さＤが基準を超える場合は、積層鉄心１が不良品排出口からの排出等で良品と分別される。
　全ての溶接部５に対して測定が行われ、必要に応じてレーザー修正がなされた後は、積層鉄心１が反転位置ＲＰへ搬送される。
　すなわち、上流側の回転部１１のベース１１ａが反転位置ＲＰへ移動し、積層鉄心１が把持部１５で把持されて実施例１と同様に反転動作が行われる。この反転動作の間に、上流側の回転部１１のベース１１ａが測定位置ＭＰへと退避し、下流側の回転部１１のベース１１ａが反転位置ＲＰへと進出して反転後の積層鉄心１を引き継ぐ。
　その後は、積層鉄心１が搬送方向の下流側の測定位置ＭＰに搬送される。この測定位置ＭＰにおいて、第２溶接部測定工程が行われ、積層鉄心１の他方の端面１ａに関して溶接部５の突出量Ｈ、溶融幅Ｗ、及び溶融深さＤが測定される。
　突出量Ｈが基準を超える場合は、レーザー照射工程が行われ、レーザー照射によって補修し、溶融幅Ｗ又は溶融深さＤが基準を超える場合は、積層鉄心１が不良品排出口からの排出等で良品と分別される。
　実施例３では、実施例１及び２と同様の作用効果を奏することができるのに加え、第１溶接部測定工程、反転工程、及び第２溶接部測定工程を、それぞれ異なる積層鉄心１に対して並行して行うことができ、タクトアップを図ることができる。
１　積層鉄心
１ａ　端面
３　鉄心片
３ａ　突出部
５　溶接部
７　検査装置
９　寸法測定部
１１　回転部
１３　三次元測定部（測定部、測定源）
１５　把持部
１９　補修装置
２１　レーザー照射部
  

 

Claims (12)

  1. 　複数の環状の鉄心片が軸方向に積層されると共に前記軸方向の端部の鉄心片で構成される端面に至る周方向複数の溶接部が設けられた積層鉄心の検査方法であって、
    　前記積層鉄心を前記周方向に回転させ、
    　前記端面に対する前記複数の溶接部の前記軸方向での突出量を、前記積層鉄心の前記回転に応じて連続的に前記軸方向から測定する、
    　積層鉄心の検査方法。
  2. 　請求項１の積層鉄心の検査方法であって、
    　前記突出量と共に前記溶接部の前記積層鉄心の前記周方向及び径方向での寸法を三次元測定する、
    　積層鉄心の検査方法。
  3. 　請求項１の積層鉄心の検査方法であって、
    　前記積層鉄心の前記軸方向の一方の端面に関して前記突出量の測定を行った後、前記積層鉄心を反転させて前記軸方向の他方の端面に関して前記突出量の測定を行う、
    　積層鉄心の検査方法。
  4. 　請求項１の積層鉄心の検査方法であって、
    　前記突出量の測定前に前記積層鉄心の前記軸方向の寸法を測定し、該測定された寸法に応じて前記測定を行う測定源と前記端面との間が前記軸方向で一定となるように前記積層鉄心の前記軸方向の位置を相対的に調整する、
    　積層鉄心の検査方法。
  5. 　請求項１～４の何れか一項の積層鉄心の検査方法を用いた積層鉄心の補修方法であって、
    　前記突出量が基準を超える場合に、前記端面から前記軸方向に突出する前記溶接部の突出部に対して前記軸方向からレーザーを照射し前記突出量を前記基準の範囲内とする、
    　積層鉄心の補修方法。
  6. 　請求項５の積層鉄心の補修方法であって、
    　前記レーザーの照射は、前記積層鉄心の前記測定が行われている溶接部と同一端面上において、前記突出量の測定と並行して行う、
    　積層鉄心の補修方法。
  7. 　複数の環状の鉄心片が軸方向に積層されると共に前記軸方向の端部の鉄心片で構成される端面に至る周方向複数の溶接部が設けられた積層鉄心の検査装置であって、
    　前記積層鉄心を支持して前記周方向に回転させる回転部と、
    　前記回転中の前記積層鉄心の前記端面に前記軸方向で対向して配置され、前記対向する前記端面に対する前記複数の溶接部の前記軸方向での突出量を、前記積層鉄心の前記回転に応じて連続的に前記軸方向から測定する測定部と、
    　を備えた積層鉄心の検査装置。
  8. 　請求項７の積層鉄心の検査装置であって、
    　前記測定部は、前記突出量と共に前記溶接部の前記積層鉄心の前記周方向及び径方向での寸法を三次元測定する、
    　積層鉄心の検査装置。
  9. 　請求項７の積層鉄心の検査装置であって、
    　前記積層鉄心を把持して反転させる把持部を備え、
    　前記測定部で前記軸方向の一方の端面に関して前記突出量の測定を行った後、前記把持部により前記積層鉄心を反転させ、前記測定部で前記軸方向の他方の端面に関して前記突出量の測定を行う、
    　積層鉄心の検査装置。
  10. 　請求項７の積層鉄心の検査装置であって、
    　前記積層鉄心の前記軸方向の寸法を測定する寸法測定部を備え、
    　前記測定された寸法に応じ、前記測定部と前記端面との間が前記軸方向で一定となるように前記回転部又は前記測定部を前記軸方向に動作させ前記積層鉄心の前記軸方向の位置を相対的に調整する、
    　積層鉄心の検査装置。
  11. 　請求項７～１０の何れか一項の積層鉄心の検査装置を用いた積層鉄心の補修装置であって、
    　前記突出量が基準を超える場合に、前記端面から前記軸方向に突出する前記溶接部の突出部に対して前記軸方向からレーザーを照射し前記突出量を前記基準の範囲内とするレーザー照射部を備えた、
    　積層鉄心の補修装置。
  12. 　請求項１１の積層鉄心の補修装置であって、
    　前記レーザー照射部は、前記積層鉄心の前記端面に前記軸方向で対向して配置され、前記積層鉄心の前記測定が行われている溶接部と同一端面上において、前記突出量の測定と並行して前記レーザー照射を行う、
    　積層鉄心の補修装置。
     
     
     

     
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