JP6653619B2 - Laminated core forming method, laminated core forming apparatus and program - Google Patents
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Description
本発明は、鉄心片を積層して積層鉄心を形成する方法及び装置並びにプログラムに関するものである。 The present invention relates to a method, an apparatus, and a program for forming a laminated core by laminating core pieces.
回転電機の電機子を構成する積層鉄心は、鉄心片を積層して形成される。鉄心片は、一般に電磁鋼板あるいは珪素鋼板と呼ばれる板状の素材をプレス加工によって打ち抜いて製造される。鉄心片の素材(以下、本明細書においては、単に「素材」と言う)は、圧延機によって形成されたコイル状の鋼板(原鋼板)を所望の幅にスリット加工して製造される。 The laminated core constituting the armature of the rotating electric machine is formed by laminating core pieces. The iron core piece is manufactured by stamping a plate-shaped material generally called an electromagnetic steel plate or a silicon steel plate by press working. The core material (hereinafter simply referred to as “material” in the present specification) is manufactured by slitting a coiled steel plate (original steel plate) formed by a rolling mill into a desired width.
素材は、完全な平板であること、つまり、全ての部位において板厚が均一であることが求められる。しかしながら、原鋼板を形成する圧延機が備える圧延ローラは、加工対象から反力を受けて、僅かではあるが撓む。この圧延ローラの撓みによって、原材料の板厚は不均一になる。一般に、原鋼板の板厚は幅方向の中央において厚く、幅方向の両端において薄くなる。また、僅かではあるが、原鋼板の板厚は、製造ロット毎に微妙に異なる。そして、前述したように、素材は原鋼板をスリット加工して製造される。そのため、素材から打ち抜かれた鉄心片の板厚も均一にはならない。板厚が不均一な鉄心片の最大板厚と最小板厚の差を板厚偏差と言う。 The material is required to be a perfect flat plate, that is, to have a uniform plate thickness in all parts. However, the rolling roller provided in the rolling mill that forms the raw steel sheet bends, albeit slightly, due to the reaction force from the object to be processed. Due to the bending of the rolling roller, the thickness of the raw material becomes uneven. Generally, the thickness of the raw steel sheet is thicker at the center in the width direction and thinner at both ends in the width direction. Further, although slightly, the thickness of the raw steel sheet is slightly different for each production lot. As described above, the raw material is manufactured by slitting an original steel plate. Therefore, the thickness of the core pieces punched from the material is not uniform. The difference between the maximum thickness and the minimum thickness of an iron core piece having an uneven thickness is called a thickness deviation.
そして、素材から打ち抜かれた鉄心片を、向きを変えずに、つまり打ち抜き加工機から取り出された向きのままで、積層すると、先に積層された鉄心片の板厚が厚い部位の直上に、次に積層される鉄心片の板厚が厚い部位が載置される。そのため、鉄心片を積層すると、板厚偏差も積算される。その結果、積層鉄心は、積層高さが不均一になり、全体として傾いた状態になる。積層鉄心が傾くと、回転子と固定子の間のギャップが不均一になり、トルク変動や振動が発生する。つまり、回転電機に不具合が生じる。 Then, when the core pieces punched from the material are stacked without changing the direction, that is, in the direction taken out from the punching machine, immediately above the part where the plate thickness of the core pieces stacked earlier is thicker, Next, a portion where the thickness of the core pieces to be laminated is large is placed. Therefore, when the iron core pieces are stacked, the thickness deviation is also integrated. As a result, the laminated iron core has a non-uniform laminated height and is in a state of being inclined as a whole. When the laminated core is inclined, the gap between the rotor and the stator becomes non-uniform, causing torque fluctuation and vibration. That is, a problem occurs in the rotating electric machine.
このような不具合を解消するために、「転積」が行われる。「転積」とは、鉄心片を積層鉄心の中心軸回りに回転させて、鉄心片の向きを変えて、積層することである。例えば、最初の鉄心片を、打ち抜き加工機から取り出された状態のまま積層し、次に積層される鉄心片を、回転中心軸回りに120°回転させて積層し、3回目に積層される鉄心片を、回転中心軸回りに240°回転させて積層し、4回目以降は、これらを繰り返すことが知られている。このようにすれば、最初に積層された鉄心片の板厚の厚い部位の直上に、2回目及び3回目に積層される鉄心片の板厚の薄い部位が載置される。その結果、板厚偏差が相殺され、積層鉄心の積層高さが平均化される。 In order to solve such a problem, “transmutation” is performed. The "transduction" is to rotate the core pieces around the central axis of the laminated core, change the direction of the core pieces, and stack them. For example, the first core piece is laminated while being taken out of the punching machine, the next laminated core piece is rotated by 120 ° around the rotation center axis, and the third core piece is laminated. It is known that the pieces are rotated by 240 ° about the rotation center axis and laminated, and the fourth and subsequent times are repeated. With this configuration, the thin portions of the core pieces to be stacked for the second and third times are placed immediately above the thick portions of the iron core pieces stacked first. As a result, the thickness deviation is offset, and the stacking height of the stacked core is averaged.
前述したように、転積を行えば、転積を行わない場合に比べて、積層鉄心の傾きは一応は減少する。しかしながら、鉄心片の板厚偏差は一定ではない。最大板厚と最小板厚が生じる部位も、鉄心片毎に微妙に変動する。そのため、毎回、同じ角度だけ回転角度を変更する従来の転積法では、板厚偏差を十分に相殺できない場合がある。つまり、積層鉄心の形状精度を十分に改善できない場合がある。また、回転電機の性能を向上させるために、積層鉄心の形状精度を更に改善することが求められている。 As described above, when the transmutation is performed, the inclination of the laminated iron core is temporarily reduced as compared with the case where the transmutation is not performed. However, the thickness deviation of the iron core pieces is not constant. The parts where the maximum and minimum thicknesses occur also vary slightly for each iron core piece. For this reason, the conventional transposition method in which the rotation angle is changed by the same angle every time may not sufficiently offset the thickness deviation. That is, there are cases where the shape accuracy of the laminated core cannot be sufficiently improved. Further, in order to improve the performance of the rotating electric machine, it is required to further improve the shape accuracy of the laminated core.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、鉄心片の板厚偏差に起因する積層鉄心の傾きをより確実に解消して、積層鉄心の形状精度を更に改善できる積層鉄心形成方法、積層鉄心形成装置及びプログラムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and more reliably eliminates the inclination of the laminated core caused by the thickness deviation of the core pieces, and further improves the shape accuracy of the laminated core. It is an object to provide a method, a laminated core forming apparatus and a program.
上記課題を解決するために、本発明に係る積層鉄心形成方法は、素材から打ち抜かれた複数の鉄心片を積層して、積層鉄心を形成する積層鉄心形成方法において、複数の計測基準点において、前記素材の板厚を計測する素材板厚計測ステップと、前記素材から前記鉄心片を打ち抜く鉄心片打抜ステップと、前記素材板厚計測ステップで計測された前記計測基準点における前記素材の板厚に基づいて、前記鉄心片を、先に積層された積層体に対して中心軸回りに相対的に回転させて、前記積層体の上に積層した場合の、複数の積層基準点における積層高さを推定し、推定された複数の前記積層高さの最大値から最小値を減じて積層高偏差を算出する操作を、複数の回転角度について繰り返して、前記積層高偏差が最小になる最適回転角度を決定し、前記鉄心片を、中心軸回りに、前記積層体に対して相対的に、前記最適回転角度だけ実際に回転させて、前記積層体の上に積層する回転積層ステップと、を有するものである。 In order to solve the above problems, the laminated core forming method according to the present invention is a method of laminating a plurality of core pieces punched from a material, in a laminated core forming method of forming a laminated core, at a plurality of measurement reference points, A material thickness measuring step of measuring the thickness of the material, a core piece punching step of punching the iron piece from the material, and a thickness of the material at the measurement reference point measured in the material thickness measuring step Based on the above, the iron core pieces are relatively rotated around the central axis with respect to the previously laminated body, and when laminated on the laminated body, the lamination height at a plurality of lamination reference points The operation of calculating the stack height deviation by subtracting the minimum value from the maximum value of the estimated stack heights is repeated for a plurality of rotation angles, and the optimum rotation angle at which the stack height deviation is minimized Decide A rotating lamination step of actually rotating the iron core piece around the central axis relative to the laminate by the optimal rotation angle and laminating the core on the laminate. .
前記計測基準点及び前記積層基準点は、前記素材の前記鉄心片にされる領域の外側に配置されていても良い。 The measurement reference point and the lamination reference point may be arranged outside a region where the core piece of the material is formed.
前記計測基準点は、前記素材の前記鉄心片にされる領域の外側に配置され、前記積層基準点は、前記素材の前記鉄心片にされる領域内に配置されていても良い。 The measurement reference point may be disposed outside a region of the material that is to be the core piece, and the lamination reference point may be disposed within a region of the material that is to be the core piece.
前記計測基準点及び前記積層基準点は、前記素材の前記鉄心片にされる領域内に配置されていても良い。 The measurement reference point and the lamination reference point may be arranged in a region where the core piece of the material is formed.
前記回転積層ステップは、前記素材板厚計測ステップで計測された複数の前記計測基準点における前記素材の板厚に基づいて、補間演算を行って、前記積層基準点における前記素材の板厚を推定する補間演算ステップを含んでいても良い。 The rotation lamination step performs an interpolation calculation based on the thickness of the material at the plurality of measurement reference points measured in the material thickness measurement step, and estimates the thickness of the material at the lamination reference point. May be included.
前記素材から複数の前記鉄心片を打ち抜く場合に、複数の前記計測基準点の少なくとも一部は、前記鉄心片にされる領域であって前記素材において隣接する2つの領域の中間に配置されていて、当該2つの領域の間で共有されていても良い。 When punching the plurality of iron core pieces from the material, at least a part of the plurality of measurement reference points is an area to be the iron core piece and is disposed in the middle of two adjacent areas in the material. , May be shared between the two areas.
本発明に係る積層鉄心形成装置は、素材から打ち抜かれた複数の鉄心片を積層して、積層鉄心を形成する積層鉄心形成装置において、複数の計測基準点において、前記素材の板厚を計測する板厚計測ユニットと、前記素材から前記鉄心片を打ち抜く鉄心片打抜ユニットと、前記板厚計測ユニットで計測された前記計測基準点における前記素材の板厚に基づいて、前記鉄心片を、先に積層された積層体に対して中心軸回りに相対的に回転させて、前記積層体の上に積層した場合の、複数の積層基準点における積層高さを推定し、推定された複数の前記積層高さの最大値から最小値を減じて積層高偏差を算出する操作を、複数の回転角度について繰り返して、前記積層高偏差が最小になる最適回転角度を決定し、前記鉄心片を、中心軸回りに、前記積層体に対して相対的に、前記最適回転角度だけ実際に回転させて、前記積層体の上に積層する回転積層ユニットと、を備えるものである。 The laminated core forming apparatus according to the present invention is configured such that a plurality of core pieces punched out of a material are laminated to form a laminated core, and the thickness of the material is measured at a plurality of measurement reference points in the laminated core forming apparatus. A sheet thickness measuring unit, a core piece punching unit for punching the core piece from the material, and, based on the thickness of the material at the measurement reference point measured by the sheet thickness measuring unit, Rotate relatively around the central axis with respect to the laminated body laminated, when laminated on the laminated body, estimate the lamination height at a plurality of lamination reference points, the estimated plurality of The operation of calculating the stack height deviation by subtracting the minimum value from the maximum value of the stack height is repeated for a plurality of rotation angles, determining the optimum rotation angle at which the stack height deviation is minimized, and centering the iron core piece. Around the axis, in front Relative to the stack, the optimum rotation angle only by actually rotating the rotary lamination unit for laminating over the laminate, in which comprises a.
本発明に係るプログラムは、素材から打ち抜かれた複数の鉄心片を積層して、積層鉄心を形成する積層鉄心形成装置を構成するコンピュータであって、前記素材の板厚を計測する板厚計測ユニットと、前記素材から前記鉄心片を打ち抜く鉄心片打抜ユニットと、前記鉄心片を、中心軸回りに、積層体に対して相対的に回転させて、前記積層体の上に積層する回転積層ユニットを制御するコンピュータにインストールされて、前記板厚計測ユニットを、複数の計測基準点において、前記素材の板厚を計測する素材板厚計測手段として、機能させ、前記回転積層ユニットを、前記素材板厚計測手段で計測された前記計測基準点における前記素材の板厚に基づいて、前記鉄心片を、先に積層された積層体に対して中心軸回りに相対的に回転させて、前記積層体の上に積層した場合の、複数の積層基準点における積層高さを推定し、推定された複数の前記積層高さの最大値から最小値を減じて積層高偏差を算出する操作を、複数の回転角度について繰り返して、前記積層高偏差が最小になる最適回転角度を決定し、前記鉄心片を、中心軸回りに、前記積層体に対して相対的に、前記最適回転角度だけ実際に回転させて、前記積層体の上に積層する回転積層手段として、機能させるものである。 A program according to the present invention is a computer constituting a laminated iron core forming apparatus for laminating a plurality of core pieces punched out of a material to form a laminated iron core, wherein the thickness measuring unit measures the thickness of the material. And a core piece punching unit for punching the core piece from the material, and a rotary laminating unit for rotating the core piece relative to the laminate around a central axis and laminating the laminate on the laminate. Installed in a computer that controls the sheet thickness measurement unit, at a plurality of measurement reference points, to function as a material thickness measurement means for measuring the thickness of the material, the rotation lamination unit, the material plate Based on the thickness of the material at the measurement reference point measured by the thickness measurement means, the iron core piece, relative to the stacked body previously stacked, relatively rotated around the central axis, In the case of stacking on the stacked body, an operation of estimating the stack height at a plurality of stack reference points and calculating a stack height deviation by subtracting a minimum value from a maximum value of the estimated stack heights is performed. Iteratively, for a plurality of rotation angles, determine the optimum rotation angle at which the stack height deviation is minimized, and rotate the iron core piece around the central axis with respect to the laminate, by the optimum rotation angle. To function as a rotating laminating means for laminating on the laminate.
本発明によれば、鉄心片の板厚偏差に応じて、鉄心片の転積角度を最適化できるので、積層鉄心の積層高さの偏差を最小化し、積層鉄心の傾きを最小化することができる。その結果、電機子の品質と回転電機の性能が向上する。 According to the present invention, the roll angle of the core pieces can be optimized according to the thickness deviation of the core pieces, so that the deviation of the stack height of the laminated core can be minimized, and the inclination of the laminated core can be minimized. it can. As a result, the quality of the armature and the performance of the rotating electric machine are improved.
以下、本発明の実施形態に係る積層鉄心形成方法、積層鉄心形成装置及びプログラムについて図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, a laminated core forming method, a laminated core forming apparatus, and a program according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施形態に係る積層鉄心形成装置1の構成を示す説明図である。積層鉄心形成装置1は、鋼板2から鉄心片3を打ち抜いて、その鉄心片3を積層して積層鉄心4を形成する装置である。また、図1に示すように、積層鉄心形成装置1は、板厚計測ユニット5、打抜ユニット6及び回転積層ユニット7を備えている。これらは、図の左側から右側に順に配列されている。なお、積層鉄心形成装置1は、図示しない送り装置を備えている。鋼板2は該送り装置によって、図1において、左側から右側に向かう方向(送り方向)に移送される。そのため、鋼板2は、板厚計測ユニット5、打抜ユニット6及び回転積層ユニット7に順次、搬入されて、後述するような処理が成される。また、積層鉄心形成装置1はコンピュータ8を備えている。板厚計測ユニット5、打抜ユニット6、回転積層ユニット7、及び前記の送り装置は、コンピュータ8によって制御されて、動作する。
FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a configuration of a laminated
鋼板2は、鉄心片3を構成する素材であって、一般に電磁鋼板あるいは珪素鋼板と呼ばれる圧延鋼の帯状の薄板である。なお、鋼板2は、圧延機で連続圧延された幅広の原鋼板を、図示しない前工程において、鉄心片3の製造に適した幅にスリット加工して製造される。また、鋼板2は、コイル状に巻き取られた状態(図示せず)で、図1において積層鉄心形成装置1の左側に配置されている。そして、鋼板2はコイルから引き出されて、図1における右方向に順次移送されて、積層鉄心形成装置1の内部に搬入される。なお、鋼板2の送り方向(図1における左右方向)は、圧延機の送り方向と一致する。鋼板2の幅方向(図1における上下方向)は、圧延機の幅方向と一致する。
The
鉄心片3は、積層鉄心4を構成する部材であって、打抜ユニット6において鋼板2から打ち抜かれる。鉄心片3は、回転積層ユニット7において、順次積層されて、積層鉄心4を構成する。なお、積層鉄心4は図示しない回転電機の電機子(固定子又は回転子)を構成する部品である。
The
板厚計測ユニット5は、積層鉄心形成装置1において、鋼板2が最初に搬入されるユニットである。板厚計測ユニット5では、鋼板2の板厚が複数の部位において計測される。板厚計測ユニット5において計測された鋼板2の板厚はコンピュータ8に記憶される。なお、板厚計測ユニット5の詳細な構成については後述する。板厚の計測が終わった鋼板2は、打抜ユニット6に移送される。
The plate
打抜ユニット6は、鋼板2から鉄心片3を打ち抜くユニットである。打抜ユニット6の詳細な構成については後述する。また、鋼板2から打ち抜かれた鉄心片3と鋼板2は、回転積層ユニット7に移送される。
The
回転積層ユニット7は、打抜ユニット6から、鋼板2と共に移送された鉄心片3を、鋼板2から分離して、順次積層して積層鉄心4を形成するユニットである。また、回転積層ユニット7は、新たに積層される鉄心片3を、先に積層された鉄心片3(の積層体)に対して、相対的に回転させてから、積層する。つまり、回転積層ユニット7では、転積が行われる。また、鉄心片3が分離された後に残った鋼板2(つまり、スクラップ)は、図1において、右方向(送り方向)に移送されて、積層鉄心形成装置1の外に排出される。回転積層ユニット7の詳細な構成については後述する。
The
図2(a)に示すように、板厚計測ユニット5は、4組の板厚計51を備えている。板厚計51は、図2(b)に示すように、上プローブ51aと下プローブ51bとから構成されて、上プローブ51aを鋼板2の上面に、下プローブ51bを鋼板2の下面に、それぞれ接触させて、つまり、上プローブ51aと下プローブ51bで鋼板2を挟持して、鋼板2の板厚を計測する接触式の板厚計である。また、図2(a)に示すように、4組の板厚計51は、鋼板2の鉄心片3を構成する領域(鋼板2から分離されて鉄心片3となる領域)の外側に仮想される正方形10の各頂点に配置されている。また、板厚計測ユニット5はコンピュータ8に制御されて、前述したような計測を行う。板厚計51で計測された鋼板2の板厚の値はコンピュータ8に入力される。
As shown in FIG. 2A, the
図3に示すように、打抜ユニット6は、打抜パンチ61、打抜ダイス62、板押え63を備えている。また、打抜ダイス62の内部には、プッシュバック用逆押え64が配置されている。打抜パンチ61と板押え63は、それぞれ、図示しない駆動装置で駆動されて、鋼板2に対して昇降される。板押え63が押し下げられて、板押え63と打抜ダイス62の間に鋼板2が挟まれると、その後に、打抜パンチ61が押し下げられて、鋼板2から鉄心片3を打ち抜く。鋼板2から鉄心片3を打ち抜いたら、打抜パンチ61は元の位置に戻される(上方に引き上げられる)。また、プッシュバック用逆押え64の下方には図示しないばね要素が配置されていて、打抜パンチ61が上昇すると、鉄心片3は鋼板2に嵌め戻される。鉄心片3が鋼板2に嵌め戻されたら、板押え63は元の位置に戻される(上方に引き上げられる)。なお、打抜ユニット6はコンピュータ8に制御される。上記の動作はコンピュータ8に制御されてなされる。
As shown in FIG. 3, the
図4に示すように、回転積層ユニット7は、積層パンチ71、回転積層ダイス72、及び回転積層ダイス72を鉄心片3の中心軸(図4においてXで示す軸)回りに回転駆動する回転駆動装置73を備えている。また、回転積層ユニット7は、積層パンチ71を昇降させる図示しない駆動装置を備えている。鉄心片3が嵌め込まれた状態で鋼板2が、回転積層ユニット7内に搬入されると、後述するような手順で、コンピュータ8において、最適回転角度が決定され、回転駆動装置73によって、回転積層ダイス72がX軸回りに回転される。その結果、鉄心片3は、回転積層ダイス72に対して、最適回転角度だけ相対的に回転する。その後で、積層パンチ71が押し下げられて、鉄心片3が回転積層ダイス72内に押し入れられる。このようにして、複数の鉄心片3が、回転積層ダイス72に、逐次、押し入れられて、積層体9を形成する。事前に規定された枚数の鉄心片3が回転積層ダイス72内で積層されると、積層鉄心4が完成する。
As shown in FIG. 4, the
回転積層ダイス72の中には、積層体9が載置されているので、回転積層ダイス72が回転されて、鉄心片3が、回転積層ダイス72に対して、最適回転角度だけ相対的に回転すると、鉄心片3は、積層体9に対して、最適回転角度だけ相対的に回転する。
Since the
さて、前述したように、板厚計測ユニット5と回転積層ユニット7は、コンピュータ8に制御されて、上記のように動作する。かかる制御を行うために、板厚計測プログラムと回転積層プログラムがコンピュータ8にインストールされている。以下において、板厚計測プログラムと回転積層プログラムによってなされる処理を説明する。
Now, as described above, the plate
板厚計測プログラムは、鋼板2が板厚計測ユニット5に搬入されると起動される。図5に示すように、板厚計測プログラムが起動されると、板厚計測ユニット5が備える4組の板厚計51が動作されて、鋼板2上に設定された4点の計測基準点において、板厚が計測される(STEP11)。そして、計測された板厚の値をコンピュータ8に記憶して(STEP12)、処理を終える。コンピュータ8に記憶された板厚の計測値は、回転積層プログラムにおいて参照される。なお、前述したように、4点の計測基準点は鋼板2の鉄心片3を構成する領域(鋼板2から打ち抜かれて鉄心片3となる領域)の外側に仮想された正方形10の各頂点に配置されている。以後、図6に示すように、これら4点の計測基準点に符号a,b,c,dを付けて説明する。また、計測基準点a,b,c,dにおいて計測された、鋼板2の板厚の値を、それぞれ、ta,tb,tc,tdで表示する。つまり、板厚計測プログラムの処理が終了すると、コンピュータ8には板厚ta,tb,tc,tdが記憶される。また、板厚ta,tb,tc,tdでは、回転積層プログラムにおいて参照される。
The thickness measurement program is started when the
このように、積層鉄心形成装置1においては、コンピュータ8が板厚計測プログラムに従って、処理を行うことによって、素材板厚計測ステップが実行される。また、コンピュータ8が板厚計測プログラムに従って、処理を行うことによって、板厚計測ユニット5が、素材板厚計測手段として機能する。
As described above, in the laminated iron
回転積層プログラムによる処理を説明する前に、回転積層プログラムで参照される積層基準点について説明する。積層基準点は、図7に示すように、平面形において積層体9の外側に仮想された正方形10の各頂点に配置されている。また、積層基準点の積層体9に対する相対的な位置は、計測基準点の鉄心片3に対する相対的な位置に等しい。以後、図7に示すように、これら4点の積層基準点に符号A,B,C,Dを付けて説明する。また、積層基準点A,B,C,Dにおける積層高さを、それぞれTA,TB,TC,TDで表示する。積層基準点A,B,C,Dの積層高さTA,TB,TC,TDは、積層体9を構成する全ての鉄心片3の計測基準点a,b,c,dにおいて計測された板厚ta,tb,tc,tdに基づいて推定される。
Before describing the processing by the rotation lamination program, a lamination reference point referred to by the rotation lamination program will be described. As shown in FIG. 7, the stacking reference points are arranged at the vertices of a square 10 imagined outside the
さて、回転積層プログラムは、鉄心片3が回転積層ユニット7に搬入されると起動される。図8に示すように、回転積層プログラムが起動されると、まず、鉄心片3を回転させないで(回転角度=0°)、つまり、回転積層ユニット7に搬入された時の向きのままで、積層体9の上に積層した(図7に示した積層体9の上に、図9(a)に示した鉄心片3を積層した)場合の、積層基準点A,B,C,Dの積層高さT’A,T’B,T’C,T’Dを推定する(STEP21)。積層高さT’A,T’B,T’C,T’Dの推定は下式によってなされる。
The rotation lamination program is started when the
T’A=TA+ta
T’B=TB+tb
T’C=TC+tc
T’D=TD+td
T 'A = T A + t a
T ' B = T B + t b
T ' C = T C + t c
T ' D = T D + t d
そして、T’A,T’B,T’C,T’Dの最大値T’MAXと最小値T’MINを求め、その差(T’MAX−T’MIN)を積層高偏差ΔT’として算出する(STEP22)。 Then, T 'A, T' B , T 'C, T' the maximum value T 'MAX and the minimum value T' MIN and D, as a difference (T 'MAX -T' MIN) stacked height deviation [Delta] T ' It is calculated (STEP 22).
次に、回転積層ユニット7に搬入された鉄心片3を時計回りに90°回転させて(回転角度=90°)、積層体9の上に積層した(図7に示した積層体9の上に、図9(b)に示した鉄心片3を積層した)場合の、積層基準点A,B,C,Dの積層高さT’A,T’B,T’C,T’Dを推定する(STEP23)。積層高さT’A,T’B,T’C,T’Dの推定は下式によってなされる。
Next, the
T’A=TA+td
T’B=TB+ta
T’C=TC+tb
T’D=TD+tc
T ' A = T A + t d
T 'B = T B + t a
T ′ C = T C + t b
T ' D = T D + t c
そして、T’A,T’B,T’C,T’Dの最大値T’MAXと最小値T’MINを求め、その差(T’MAX−T’MIN)を積層高偏差ΔT’として算出する(STEP24)。 Then, T 'A, T' B , T 'C, T' the maximum value T 'MAX and the minimum value T' MIN and D, as a difference (T 'MAX -T' MIN) stacked height deviation [Delta] T ' It is calculated (STEP 24).
次に、回転積層ユニット7に搬入された鉄心片3を時計回りに180°回転させて(回転角度=180°)、積層体9の上に積層した(図7に示した積層体9の上に、図9(c)に示した鉄心片3を積層した)場合の、積層基準点A,B,C,Dの積層高さT’A,T’B,T’C,T’Dを推定する(STEP25)。積層高さT’A,T’B,T’C,T’Dの推定は下式によってなされる。
Next, the
T’A=TA+tc
T’B=TB+td
T’C=TC+ta
T’D=TD+tb
T ' A = T A + t c
T ′ B = T B + t d
T 'C = T C + t a
T ' D = T D + t b
そして、T’A,T’B,T’C,T’Dの最大値T’MAXと最小値T’MINを求め、その差(T’MAX−T’MIN)を積層高偏差ΔT’として算出する(STEP26) Then, T 'A, T' B , T 'C, T' the maximum value T 'MAX and the minimum value T' MIN and D, as a difference (T 'MAX -T' MIN) stacked height deviation [Delta] T ' Calculate (STEP 26)
最後に、回転積層ユニット7に搬入された鉄心片3を時計回りに270°回転させて(回転角度=270°)、積層体9の上に積層した(図7に示した積層体9の上に、図9(d)に示した鉄心片3を積層した)場合の、積層基準点A,B,C,Dの積層高さT’A,T’B,T’C,T’Dを推定する(STEP27)。積層高さT’A,T’B,T’C,T’Dの推定は下式によってなされる。
Finally, the
T’A=TA+tb
T’B=TB+tc
T’C=TC+td
T’D=TD+ta
T ' A = T A + t b
T ' B = T B + t c
T ′ C = T C + t d
T 'D = T D + t a
そして、T’A,T’B,T’C,T’Dの最大値T’MAXと最小値T’MINを求め、その差(T’MAX−T’MIN)を積層高偏差ΔT’として算出する(STEP28)。 Then, T 'A, T' B , T 'C, T' the maximum value T 'MAX and the minimum value T' MIN and D, as a difference (T 'MAX -T' MIN) stacked height deviation [Delta] T ' It is calculated (STEP 28).
次に、STEP22,24,26,28で算出された、積層高偏差ΔT’を比較して、板厚偏差ΔT’が最小になる回転角度θを決定する(STEP29)。 Next, the rotation angle θ at which the thickness deviation ΔT ′ is minimized is determined by comparing the lamination height deviation ΔT ′ calculated in STEPs 22, 24, 26, and 28 (STEP 29).
次に、回転積層ダイス72を反時計回り方向に、回転角度θだけ回転させる(STEP30)。その後、積層パンチ71を下降させて、鉄心片3を回転積層ダイス72の中に押し入れて、積層体9の上に積層する。そして、積層パンチ71を上昇させる(STEP31)。そして、積層高さTA,TB,TC,TDの値を、積層体9の上に鉄心片3を積層して構成された新たな積層体9の積層高さT’A,T’B,T’C,T’Dの値に更新して(STEP32)、処理を終える。
Next, the rotating lamination die 72 is rotated counterclockwise by the rotation angle θ (STEP 30). Thereafter, the stacking
このように、積層鉄心形成装置1においては、コンピュータ8が回転積層プログラムに従って、処理を行うことによって、回転積層ステップが実行される。また、コンピュータ8が回転積層プログラムに従って、処理を行うことによって、回転積層ユニット7が、回転積層手段として機能する。
As described above, in the laminated iron
さて、上記において、鉄心片3の外側の領域に仮想された正方形10の各頂点に計測基準点と積層基準点を配置する例を示したが、計測基準点と積層基準点の配置は、このようなものには限定されない。例えば、図10(a)に示すように、鉄心片3の外側の領域に3個の計測基準点a,b,cと3個の積層基準点A,B,Cを配置しても良い。この場合、最適回転角度の選択は、鉄心片3を120°ずつ回転させて行われる。つまり、最適回転角度は、0°、120°、240°の中から選択される。あるいは、図10(b)に示すように、鉄心片3の外側の領域に配置された計測基準点a〜d(積層基準点A〜D)に加えて、計測基準点e(積層基準点E)を鉄心片3の中心に配置するようにしても良い。また、計測基準点と積層基準点を配置する領域は、鉄心片3の外側の領域には限定されない。図10(c)に示すように、計測基準点a〜d(積層基準点A〜D)を鉄心片3の内側の領域に配置しても良い。
By the way, in the above, the example in which the measurement reference point and the lamination reference point are arranged at each vertex of the imaginary square 10 in the area outside the
また、上記において、鉄心片3のそれぞれに固有の計測基準点の組が配置される例を示したが、隣接する鉄心片3の間で計測基準点を共有するようにしても良い。例えば、計測基準点a〜hを図11(a)に示すように配置して、計測基準点c,dを鉄心片3aと鉄心片3bの間で、計測基準点e,fを鉄心片3bと鉄心片3cの間で,それぞれ共有するようにしても良い。あるいは、計測基準点a〜jを図11(b)に示すように配置して、計測基準点dを鉄心片3aと鉄心片3bの間で、計測基準点gを鉄心片3bと鉄心片3cの間で、それぞれ共有するようにしても良い。このように、計測基準点の一部を、隣接する鉄心片3a〜3cの間に配置して、鉄心片3a〜3cの間で共有すれば、板厚計測ユニット5が備える板厚計51の個数を減らすことができる。その結果、板厚計測ユニット5の製造コストが削減される。
In the above description, an example in which a set of unique measurement reference points is arranged for each of the
また、上記においては、計測基準点と積層基準点が同じ位置に配置されて、互いに一対一で対応する例を示した。つまり、鉄心片3を積層体9の上に載置した場合に、平面形において、計測基準点a〜dがそれぞれ積層基準点A〜Dに重なるように構成した例を示した。しかしながら、計測基準点と積層基準点の相互の関係はこのような物には限定されない。例えば図12に示すように、計測基準点a〜dを鉄心片3の外側の領域に配置して、積層基準点A〜Dを鉄心片3の内側の領域に配置しても良い。この場合、計測基準点a〜dで計測された鉄心片3の板厚に基づいて補間演算を行って、積層基準点A〜Dにおける鉄心片3の積層高さを推定する。図12の場合において、転積を行わない(回転角度=0°)時の積層高さT’A〜T’Dは下式によって推定される。転積を行う(回転角度≠0°)時は、これに準じる。
In the above description, an example has been described in which the measurement reference point and the lamination reference point are arranged at the same position and correspond to each other on a one-to-one basis. That is, an example is shown in which, when the
T’A=TA+(ta+tb)/2
T’B=TB+(tb+tc)/2
T’C=TC+(tc+td)/2
T’D=TD+(td+ta)/2
T 'A = T A + ( t a + t b) / 2
T ′ B = T B + (t b + t c ) / 2
T ′ C = T C + (t c + t d ) / 2
T 'D = T D + ( t d + t a) / 2
計測基準点の個数と積層基準点の個数は異なっていても良い。例えば、図13(a)に示すように、計測基準点を4個(計測基準点a〜d)を設定して、図13(b)に示すように積層基準点を8個(積層基準点A〜H)を設定するようにしても良い。図13の場合において、転積を行わない(回転角度=0°)時に、対応する計測基準点がない積層基準点の積層高さは下式によって推定される。転積を行う(回転角度≠0°)時は、これに準じる。 The number of measurement reference points and the number of lamination reference points may be different. For example, as shown in FIG. 13A, four measurement reference points (measurement reference points a to d) are set, and as shown in FIG. A to H) may be set. In the case of FIG. 13, when the transposition is not performed (rotation angle = 0 °), the stack height of the stack reference point having no corresponding measurement reference point is estimated by the following equation. This applies when performing transmutation (rotation angle ≠ 0 °).
T’B=TB+(ta+tb)/2
T’D=TD+(tb+tc)/2
T’F=TF+(tc+td)/2
T’H=TH+(td+ta)/2
T 'B = T B + ( t a + t b) / 2
T ′ D = T D + (t b + t c ) / 2
T ′ F = T F + (t c + t d ) / 2
T 'H = T H + ( t d + t a) / 2
以上、説明したように、本発明の実施形態によれば、鉄心片3を積層体9の上に積層した場合の、積層高偏差が最小になる最適回転角度を決定して、当該最適回転角度だけ鉄心片3を中心軸周りに、積層体9に対して相対的に回転させて、鉄心片3を積層体9の上に積層するので、積層鉄心の積層高偏差を最小化して、積層鉄心の傾きを最小化することができる。そのため、積層鉄心の形状精度を十分に改善することができる。その結果、回転電機の性能が向上する。
As described above, according to the embodiment of the present invention, when the
上記において、本発明の実施形態と変形例を説明したが、これらは、この発明の具体的実施態様を例示するものであって、この発明の技術的範囲を画すものではない。この発明は特許請求の範囲に記述された技術的思想の限りにおいて、自由に変形、応用あるいは改良して実施することができる。 In the above, the embodiments and the modified examples of the present invention have been described, but these are illustrative of specific embodiments of the present invention and do not delimit the technical scope of the present invention. The present invention can be freely modified, applied or improved without departing from the technical concept described in the claims.
例えば、上記実施形態においては、素材板厚計測ステップで計測された鋼板2の板厚ta,tb,tc,tdを、そのまま、回転積層ステップにおいて参照する例を示したが、素材板厚計測ステップに異常値排除ステップを備えて、異常値を排除するようにしても良い。例えば、閾値Eを定めておき、板厚tcが、他の板厚ta,tb,tdとの差、つまり、|tc−ta|,|tc−tb|,|tc−td|のいずれもが、閾値Eを超えるような極端に大きい、あるいは極端に小さい値である場合には、板厚tcの実際の計測値に代えて、板厚ta,tb,tdの算術平均を板厚tcの値にしても良い。あるいは、板厚tbと板厚tdの算術平均を板厚tcの値にしても良い。あるいは、当該素材板厚計測ステップの直前のターンに係る素材板厚計測ステップで計測された板厚tcの値を、当該素材板厚計測ステップにおける板厚tcの値にしても良い。なお、閾値Eは、素材の基準板厚や経験則等により定めれば良い。閾値Eの決定方法は特に限定されない。
For example, in the above-described embodiment, the example in which the thicknesses t a , t b , t c , and t d of the
また、一般に電磁鋼板の磁気特性は、圧延方向に対する角度によって異なる。そこで、最適回転角度を決定する際に、積層鉄心4の磁気特性に偏りが生じないように、各鉄心片3の回転角度を分散させるようにしても良い。
In general, the magnetic properties of the magnetic steel sheet vary depending on the angle with respect to the rolling direction. Therefore, when determining the optimum rotation angle, the rotation angles of the
また、鉄心片3の積層に当たっては、積層高さによる制御を行っても良い。つまり、積層体9の高さが、事前に規定された積層鉄心4の積層高さに達するまで、鉄心片3の積層を繰り返すようにしても良い。
In stacking the
上記実施形態においては、板厚計測ユニット5に接触式の板厚計51を備える例を示したが、板厚計測ユニット5が備える板厚計51は接触式のものには限定されない板厚計51は非接触式のセンサであっても良い。板厚計51の検出原理は特に限定されない。板厚計51は例えば、静電容量センサやレーザセンサであっても良い。
In the above embodiment, the example in which the
上記実施形態においては、板厚計測ユニット5、打抜ユニット6及び回転積層ユニット7を独立させて、分散配置した例を示したが、これらの全部又は一部を一体に構成しても良い。例えば、打抜ユニット6に板厚計51を備えて、板厚計測ユニット5と打抜ユニット6を一体に構成しても良い。また、打抜ユニット6と回転積層ユニット7を一体に構成し、打抜きと積層を同時に行うようにしても良い。あるいは、板厚計測ユニット5、打抜ユニット6及び回転積層ユニット7を一体に構成しても良い。
In the above embodiment, the example in which the
上記実施形態においては、打抜ユニット6に打抜パンチ61と打抜ダイス62の組を1組だけ備えて、1工程で鉄心片3を打ち抜く例を示したが、打抜ユニット6に打抜パンチ61と打抜ダイス62の組を複数組備えて、複数の工程を経て鉄心片3が完成するようにしても良い。
In the above embodiment, the
上記実施形態においては、回転積層ユニット7において、回転積層ダイス72をX軸回りに回転させる回転駆動装置73を備えて、積層体9を回転させる例を示したが、積層体9を固定して、鉄心片3をX軸回りに回転させるようにしても良い。
In the above-described embodiment, an example in which the
上記実施形態においては、鋼板2から1種類の鉄心片3を打抜き、1種類の積層鉄心4を形成する例を示した。しかしながら、本発明の適用対象は、このようなものには限定されない。同一の鋼板2から複数種類の鉄心片3を打抜いて、複数種類の積層鉄心4を形成するようにしても良い。そのために、積層鉄心形成装置1に複数台の回転積層ユニット7を備えるようにしても良い。例えば、同一の鋼板2から、回転子鉄心片と固定子鉄心片を同心円状に打抜いて、回転子鉄心片と固定子鉄心片をそれぞれ積層して、回転子積層鉄心と固定子積層鉄心を形成するようにしても良い。その場合、回転子鉄心片専用の板厚計51と固定子鉄心片専用の板厚計51を、それぞれ別個に備えても良いし、同一の板厚計51で兼用しても良い。
In the above embodiment, an example has been shown in which one type of
1 積層鉄心形成装置
2 鋼板
3 鉄心片
3a,3b,3c 鉄心片
4 積層鉄心
5 板厚計測ユニット
51 板厚計
51a 上プローブ
51b 下プローブ
6 打抜ユニット
61 打抜パンチ
62 打抜ダイス
63 板押え
64 プッシュバック用逆押え
7 回転積層ユニット
71 積層パンチ
72 回転積層ダイス
73 回転駆動装置
8 コンピュータ
9 積層体
10 正方形
REFERENCE SIGNS
Claims (8)
複数の計測基準点において、前記素材の板厚を計測する素材板厚計測ステップと、
前記素材から前記鉄心片を打ち抜く鉄心片打抜ステップと、
前記素材板厚計測ステップで計測された前記計測基準点における前記素材の板厚に基づいて、前記鉄心片を、先に積層された積層体に対して中心軸回りに相対的に回転させて、前記積層体の上に積層した場合の、複数の積層基準点における積層高さを推定し、推定された複数の前記積層高さの最大値から最小値を減じて積層高偏差を算出する操作を、複数の回転角度について繰り返して、前記積層高偏差が最小になる最適回転角度を決定し、前記鉄心片を、中心軸回りに、前記積層体に対して相対的に、前記最適回転角度だけ実際に回転させて、前記積層体の上に積層する回転積層ステップと、
を有する積層鉄心形成方法。 In a laminated core forming method of laminating a plurality of core pieces punched from a material to form a laminated core,
At a plurality of measurement reference points, a material thickness measuring step of measuring the thickness of the material,
Core piece punching step of punching the core piece from the material,
Based on the thickness of the material at the measurement reference point measured in the material thickness measurement step, the iron core piece, relative to the previously laminated body is rotated relatively around a central axis, When stacking on the stacked body, the operation of estimating the stacking height at a plurality of stacking reference points and calculating the stacking height deviation by subtracting the minimum value from the estimated maximum value of the stacking heights. Iteratively, for a plurality of rotation angles, determine the optimum rotation angle at which the stack height deviation is minimized, and rotate the iron core piece around the central axis with respect to the laminate, by the optimum rotation angle. Rotating, laminating the laminated body on the laminated body,
A method for forming a laminated iron core having:
請求項1に記載の積層鉄心形成方法。 The measurement reference point and the lamination reference point are arranged outside a region to be the core piece of the material,
The method for forming a laminated core according to claim 1.
前記積層基準点は、前記素材の前記鉄心片にされる領域内に配置される、
請求項1に記載の積層鉄心形成方法。 The measurement reference point is arranged outside a region to be the core piece of the material,
The lamination reference point is arranged in an area to be the core piece of the material,
The method for forming a laminated core according to claim 1.
請求項1に記載の積層鉄心形成方法。 The measurement reference point and the lamination reference point are arranged in an area to be the core piece of the material,
The method for forming a laminated core according to claim 1.
請求項1に記載の積層鉄心形成方法。 The rotation lamination step performs an interpolation calculation based on the thickness of the material at the plurality of measurement reference points measured in the material thickness measurement step, and estimates the thickness of the material at the lamination reference point. Including an interpolation operation step of
The method for forming a laminated core according to claim 1.
複数の前記計測基準点の少なくとも一部は、前記鉄心片にされる領域であって前記素材において隣接する2つの領域の中間に配置されていて、当該2つの領域の間で共有されている、
請求項1に記載の積層鉄心形成方法。 When punching a plurality of core pieces from the material,
At least a part of the plurality of measurement reference points is a region to be the iron core piece, is disposed in the middle of two adjacent regions in the material, and is shared between the two regions.
The method for forming a laminated core according to claim 1.
複数の計測基準点において、前記素材の板厚を計測する板厚計測ユニットと、
前記素材から前記鉄心片を打ち抜く鉄心片打抜ユニットと、
前記板厚計測ユニットで計測された前記計測基準点における前記素材の板厚に基づいて、前記鉄心片を、先に積層された積層体に対して中心軸回りに相対的に回転させて、前記積層体の上に積層した場合の、複数の積層基準点における積層高さを推定し、推定された複数の前記積層高さの最大値から最小値を減じて積層高偏差を算出する操作を、複数の回転角度について繰り返して、前記積層高偏差が最小になる最適回転角度を決定し、前記鉄心片を、中心軸回りに、前記積層体に対して相対的に、前記最適回転角度だけ実際に回転させて、前記積層体の上に積層する回転積層ユニットと、
を備える積層鉄心形成装置。 In a laminated core forming apparatus that laminates a plurality of core pieces punched from a material to form a laminated core,
At a plurality of measurement reference points, a thickness measuring unit that measures the thickness of the material,
A core piece punching unit for punching the core piece from the material,
Based on the plate thickness of the material at the measurement reference point measured by the plate thickness measurement unit, the iron core piece, relative to the previously laminated body is rotated relatively around a central axis, When stacked on the stack, the stack height at a plurality of stacking reference points is estimated, the operation of calculating the stack height deviation by subtracting the minimum value from the maximum value of the estimated stack heights, Repeatedly for a plurality of rotation angles, determine the optimum rotation angle at which the stack height deviation is minimized, and, relative to the laminate, around the central axis, relative to the laminate, the actual optimum rotation angle. Rotating, a rotating lamination unit to laminate on the laminate,
A laminated core forming apparatus comprising:
前記板厚計測ユニットを、複数の計測基準点において、前記素材の板厚を計測する素材板厚計測手段として、機能させ、
前記回転積層ユニットを、
前記素材板厚計測手段で計測された前記計測基準点における前記素材の板厚に基づいて、前記鉄心片を、先に積層された積層体に対して中心軸回りに相対的に回転させて、前記積層体の上に積層した場合の、複数の積層基準点における積層高さを推定し、推定された複数の前記積層高さの最大値から最小値を減じて積層高偏差を算出する操作を、複数の回転角度について繰り返して、前記積層高偏差が最小になる最適回転角度を決定し、前記鉄心片を、中心軸回りに、前記積層体に対して相対的に、前記最適回転角度だけ実際に回転させて、前記積層体の上に積層する回転積層手段として、機能させる、
プログラム。
A computer constituting a laminated core forming apparatus that forms a laminated core by laminating a plurality of core pieces punched out of a material, comprising: a thickness measuring unit configured to measure a thickness of the material; and A core piece punching unit for punching a piece, and a core piece installed on a computer that controls a rotary laminating unit for laminating on the laminate by rotating the core piece around a central axis relative to the laminate. hand,
The plate thickness measurement unit, at a plurality of measurement reference points, function as a material thickness measurement means for measuring the thickness of the material,
The rotating lamination unit,
Based on the thickness of the material at the measurement reference point measured by the material thickness measuring means, the iron core piece, relative to the previously laminated body is rotated relatively around a central axis, When stacking on the stacked body, the operation of estimating the stacking height at a plurality of stacking reference points and calculating the stacking height deviation by subtracting the minimum value from the estimated maximum value of the stacking heights. Iteratively, for a plurality of rotation angles, determine the optimum rotation angle at which the stack height deviation is minimized, and rotate the iron core piece around the central axis with respect to the laminate, by the optimum rotation angle. To function as rotating laminating means for laminating on the laminate,
program.
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