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モーターラミネート積層の自動化:接合前のミスアライメント、バリのリスク、スクラップを減らす方法


この記事の内容

モーター積層 は単なるシート処理工程ではない。.

モーターコアが静かに良くなったり、不安定になったり、高価になったり、後で修理が不可能になったりするところだ。.

この記事では、モーターラミネーションを使用したスタッキング・オートメーションの設計方法について説明します:

  • センサー
  • スタッキングピン
  • 高さコントロール
  • フォース・モニタリング
  • 視力検査
  • QCゲート
  • 加入チェック
  • MESトレーサビリティ
  • ROIとOEEのロジック

溶接、接着、巻線、磁石の挿入、シャフトの組み立て、モーターの最終テストなどの前に、いかにして問題を発見するかという実践的な内容に重点を置いている。.

なぜなら、不良スタックがラインの最後に到達するまでに、労働力、機械時間、部品、言い訳が溜まっているからだ。.

目次


モーター・ラミネーション・スタッキングとは?

モーター積層 を組み立てるプロセスである。 電気鋼板 をステータコア、ロータコア、分割コア、サブスタックに分割する。.

各ラミネーションは通常、電気鋼からプレスまたは切断される。シートは積層され、モータの磁気コアを形成します。薄いシート構造は渦電流損失の低減に役立ち、完成したスタックは巻線、磁石の配置、シャフトのはめ込み、ハウジングの組み立て、および最終的なモーター性能に必要な形状を提供します。.

それがクリーンな定義だ。.

生産現場の現実はもっと混乱している。.

それぞれのラミネーションには小さなばらつきがある:

  • 厚みの変化
  • バーの高さ
  • コーティング状態
  • スロットプロファイル偏差
  • 穴位置偏差
  • 油膜
  • ハンドリングマーク
  • 工具摩耗サイン
  • わずかなうねり
  • 軽微な回転誤差

1枚のラミネートは許容範囲に見えるかもしれない。それが数百枚になると、もはや許容できない積み重ねになる。.

だからこそ、スタッキングの自動化が重要なのだ。.

単にシートを速く動かすだけではない。小さなエラーの蓄積をコントロールするのだ。.


ラミネーション・スタックの自動化が重要な理由

モーターコアは何層にも重なっているが、故障は必ずしも層ごとに現れるわけではない。.

ステータースタックは、基本的な高さチェックに合格していても、巻線中に問題を起こすことがある。ロータースタックは、マグネット挿入前にはきれいに見えても、ポケットのばらつきがあり、組立停止を引き起こすことがある。スタックが公称高さに達することがあるのは、プレスがその高さを強制したからに他ならない。.

最後のはよくあることだ。.

スタックは良くならなかった。静寂の中に圧縮された。.

自動化はそのような誤った自信を防ぐはずだ。.

うまく設計されたラミネーション積層セルは、コスト削減に役立つ:

  • ダブルシート・ピックアップ
  • ラミネーションの欠落
  • 角度のずれ
  • スロット・ドリフト
  • 内径または外径のばらつき
  • バー関連妨害
  • ピン摩耗の欠陥
  • 間違った部品の混合
  • 接合不良
  • 後期スクラップ
  • 追跡不可能なプロセス・ドリフト

モーターの大量生産では、“この部品を積み重ねられるか ”という問題だけではない。”

より良い質問はこうだ:

コストを増やす前に、すべてのスタックが正しいことを証明できるか?


モーター・ラミネーション・スタックの主な欠陥

ほとんどのラミネート・スタックの欠陥は小さなものから始まる。それがいらいらさせるのだ。.

ラインの向こうから常に見えるわけではない。すぐにマシンを止められないこともある。次の工程まで待たされ、そこで他の人の問題になることもある。.

欠陥通常の原因後で痛くなるところ
ダブルシート・ピックアップ分離不良、オイル付着、磁気吸着、真空エラースタック高さ、ラミネーション数、接合品質
シートの欠落フィードスキップ、ピックアップの失敗、センサーの死角スタックファクター、高さ、磁気性能
角度のずれピンクリアランス、データムの摩耗、ネストコントロールの弱さ、配置パスの間違いスロットアライメント、巻線、マグネットポケット位置
バーの蓄積パンチの磨耗、バリの方向性の不一致、バリ取りコントロール不良スロット絶縁、スタックシーティング、接合、アセンブリクリアランス
ローカル・スタック・リフト破片、バリ、シートのゆがみ、着座力の低下平坦度、溶接・接合品質、下流への適合性
間違ったラミネーション類似部品、弱い部品の検証、プログラムの不一致接合または最終組立後のスクラップ
ピン削りきついクリアランス、バリ、曲がったピン、面取り不良コーティングの損傷、破片、スタックドリフト
コーティングの損傷乱暴な扱い、過度の圧縮、接合部の熱、ピンの摩擦層間ショート、ロスの増加
スタック高さのドリフト厚みのばらつき、圧縮の変化、シートの欠落/二重シート、工具の摩耗アッセンブリーフィット、マグネットの一貫性
スロット狭窄バリ、角度ドリフト、変形、シートの不一致巻線挿入、絶縁損傷

スタックは1つの理由で失敗することがある。また、3つの小さな理由が同時に起こって失敗することもある。.

獲るのはもっと難しい。しかし、不可能ではない。.


ラミネート積層におけるセンサーの真の目的

センサーはマシンを飾るためにあるのではない。.

特定の質問に特定のタイミングで答える。.

シートが選ばれる前に:

適切な部品はありますか?

ピックアップ中

2枚ではなく1枚が選ばれたのか?

配置前:

ラミネートは正しい向きで、正しく回転していますか?

スタッキング中

シートは正常でしたか?

入団前

このスタックは溶接、接着、リベット、プレスする価値があるのか?

入団後

加入プロセスで良いスタックができたのか、それとも永久に悪いスタックが続くだけなのか。

これが基本的なロジックだ。.

機械に空きスペースがあるからといってセンサーを追加しないこと。次の操作で欠陥が回復しにくくなるため、センサーを追加する。.


モーターラミネーション積層オートメーション用センサーの選択

最良のセンサー計画は、1つの “魔法のような ”検査システムではなく、いくつかの簡単なチェックを用いる。.

カメラはシート力を感じることができない。力センサーは間違ったラミネーションバリアントを識別できない。高さセンサーはバリの方向を証明できません。ダブルシートセンサーでは、スロットのアライメントを確認できません。.

だからシステムは信号を組み合わせなければならない。.

センサーまたはチェック最高のロケーション主な目的何を防ぐか
部品現品センサーフィーダー、ピックアップポイント、設置巣ラミネーションの有無を確認空のサイクル、欠落したシート
ダブルシート検出器お迎えまたはお送りの近く2枚のラミネーションを1枚として検出カウントミス、身長エラー、加入後のスクラップ
視力検査スタッキング前部品の同一性、回転、スロット/キーの特徴をチェックします。間違ったバリアント、角度エラー、逆さまのシート
レーザー変位センサースタック構築中または構築後スタック高さとローカルリフトを測定高さドリフト、がれき、劣悪な座席
マルチポイント高さチェック接合前ステーション傾き、うねり、不均一な圧縮を検出隠れた平面度の問題
力-距離モニタリングシーティングまたはコンプレッションステップ負荷がかかった時のスタックの挙動を追跡バリの干渉、ミスアライメント、ゴミの噛み込み
ピン負荷モニタリングスタッキング治具またはマンドレル側面荷重、削れ、ピン摩耗を検出緩やかなアライメントドリフト
電気的ショートチェック接合後または最終スタック・ゲート不要な導電経路のチェック層間ショートリスク
スロット検査巻取りゲートスロット開度、バリリスク、スロット位置を測定巻線損傷、挿入停止
内径または外径測定ローターまたはステーターの最終スタックチェックコアの形状を確認シャフトのフィット感、ハウジングのフィット感、バランスのリスク

配置はセンサーのカタログ名よりも重要だ。.

あまりにも上流に設置されたセンサーは、以前は何かが正しかったことを確認する。それは、現在正しいことを確認することとは異なる。.


センサーで検査されるモーターラミネーションスタック

スタッキングピン:スタック精度を決める小さな部品

スタッキングピン は、スタックビルドアップ中に各ラミネーションの位置合わせに使用される位置決め要素です。貫通穴、スロット、ノッチ、内径フィーチャ、外径フィーチャ、または専用工具フィーチャを位置決めします。.

単純に聞こえる。.

そうではない。.

ピンズコントロール:

  • 角度位置
  • シート間の再現性
  • スタックの真直度
  • スロットアライメント
  • 内径または外径基準
  • スキュー精度(使用時
  • 接合精度の向上

ピンが摩耗しても、生産は続けられるかもしれない。それが危険なのだ。.

マシンは回転する。スタックは正常に見える。寸法トレンドの動きは遅い。下流の故障が始まるまで、誰も気づかない。.

そして、巻線、磁石の挿入、溶接、工具、検査、オペレーター、材料について議論する。.

ピンが単に着用されていることもあった。.


スタッキング・ピンの設計要因

部品形状や欠陥履歴を確認せずに、他のセルからピン設計をコピーしてはならない。.

ピン設計係数なぜ重要なのか悪い設計結果
リードイン面取り薄いラミネーションが引っかかることなく入る擦り傷、エッジの曲がり、コーティングの損傷
ピンクリアランス位置精度とスムーズなローディングのバランスきつすぎるとジャムの原因になり、緩すぎるとドリフトの原因になる
ピンの硬度とコーティング摩耗と摩擦をコントロールデータム精度が徐々に低下
ピンの長さスタック高さとシートガイダンスに対応傾き、スタックコントロール不良
ピン数回転とポジションをコントロール多すぎるとラミネーションに過度の負担がかかる。
ピン交換間隔サイレント・ドリフトを防ぐバッチレベルのミスアライメント
クリーンアウトパス埃、切り屑、コーティングの屑を取り除く局所的な浮き上がり、妨害、偽の力スパイク
バー方向ロジックバリとピンの相互作用を制御シーティング不良、ピン荷重増加

ピンの数が多ければコントロールが良いとは限らない。.

ピンの本数が多いと、部品が自由に固定できないことがある。スタックは治具と戦います。フォースカーブは上昇する。ラインはとにかく動き続ける。.

良くない。.


ピンのクリアランスタイト」が必ずしも正確ではない理由

非常にタイトなピン・フィットは、図面上では魅力的に見える。それはコントロールを約束する。.

ライン上では、その逆を生むかもしれない。.

薄いラミネーションは完全な剛体板ではありません。バリ、コーティングのばらつき、オイル、温度の影響、取り扱いのばらつきなどがある。ピン・クリアランスがきつすぎると、通常のばらつきが機械的な干渉になります。.

クリアランスが緩すぎると、スタックが回転したり、ドリフトしたりする可能性がある。.

従って、正しいピン・クリアランスは、これを基準とすべきである:

  • リアルホールまたはスロット測定データ
  • バリの高さ分布
  • 膜厚のばらつき
  • 配置の再現性
  • 必要な角度公差
  • スタックの高さ
  • ラミネーション数
  • 接合方法
  • 下流アセンブリーのクリアランス

CADの公称形状だけでピンクリアランスを設定しないでください。.

それは汚い問題を作るためのクリーンな方法だ。.


ラミネーション・スタックにおけるバリの方向とバリの成長

バリは1枚では小さい。積み重なると模様になる。.

バリの向きが不規則に変化する場合、スタックは一貫性のない着座、局所的な高さの変化、スロットエッジのリスク、またはコーティングの損傷を示す可能性があります。バリが常に同じ方向を向いている場合、スタックはより予測しやすくなりますが、バリの蓄積を制御する必要があります。.

ステータースタックの場合、巻線スロットの近くにバリがあると、絶縁体を損傷したり、ワイヤー、ヘアピン、挿入工具と干渉したりする可能性があります。.

ロータースタックでは、マグネットポケット、ボア形状、またはバランスに敏感な領域の近くにバリがあると、適合と性能に問題が生じる可能性があります。.

優れたスタッキング・システムがそれに応えてくれるはずだ:

  • バリの方向は制御されていますか?
  • 工具の寿命にわたってバリの成長を監視していますか?
  • バリが大きくなると、着座力は大きくなりますか?
  • スロットの開口部は狭くなっているか?
  • ピンが削れているのはバリが上がっているからですか?
  • QCゲートは、巻線や磁石挿入の前にスタックを止めるのか?

バリが高価だからといって、大げさなものである必要はない。.

繰り返すだけでいい。.


スタックハイトコントロールはシートカウントコントロールとは異なる

これはよくある間違いだ。.

枚数管理 何枚のラミネーションがスタックに入ったかを確認する。.

スタック高さコントロール は、構築されたスタックの物理的な高さを検証する。.

それらは関連している。同じではない。.

スタックは、厚みのばらつき、バリ、引っかかった破片、コーティングの変化、圧縮挙動などのために、正しいカウントと間違った高さを持つことがある。.

スタックに疑わしいカウント動作があっても、圧縮によって誤差が隠されているため、目標の高さに近い高さを測定することができる。.

だから、信頼できるスタッキング・プロセスはその両方を使うべきだ。.

チェックその答えそれだけでは証明できないこと
シート数正しい数のラミネーションがスタックに入ったか?すべてのシートが正しく装着されているか
スタックの高さスタックは予想された高さに達したか?カウントが正しいかどうか
マルチポイントの高さスタックが傾いていたり、持ち上がっていたり、不揃いだったりしないか?適切なラミネーション・バリアントが使用されたかどうか
力-距離曲線スタックは普通に座りましたか?正確な寸法コンプライアンス
視力検査部品は正しいか、向きは適切か。埋設スタックが正しく設置されているか

トップハイトの測定は、何もしないよりはましだ。.

しかし、ティルトは外れるかもしれない。.

厳しい組立が要求されるモーターコアには、接合前に多点高さチェックを行う。.


フォースカーブ隠れたスタック問題を見るためのより良い方法

フォースカーブ 着座、圧縮、ピンの進入、スタックの押し付けの際に、距離や時間に対する力を記録します。.

スタックの問題は、目に見える欠陥として現れる前に、異常な抵抗として現れることが多いからだ。.

フォース・モニタリングは検出できる:

  • バー干渉
  • ピン削り
  • 間違ったラミネーション
  • 層間の破片
  • 貧弱な座席
  • 過剰な圧縮
  • スタック・リーン
  • 穴またはスロットの不一致

ピークフォースだけを見ていてはいけない。.

ピークフォースは読みやすいが、ストーリーを隠してしまう。.

力-距離曲線は、抵抗がどこで始まるか、抵抗がどれくらいの速さで上昇するか、スタックがスムーズに収まるかどうか、最終的なシーティングの挙動が既知の良好なスタックと一致するかどうかを示す。.

2つのスタックが同じ高さになることもある。.

一人は自然に着席した。.

1人はそこで強制された。.

それは違うスタックだ。.


QCゲート:高価になる前に、不良スタックを止めよう

QCゲート は、システムがスタックを次のステップに解放するか、拒否、再作業、検疫、またはレビューのために停止するかの決定ポイントである。.

QCゲートはコスト増の前に座るべきだ。.

つまり、その前ということだ:

  • 参加
  • 溶接
  • ボンディング
  • リベッティング
  • ワインディング
  • マグネット挿入
  • シャフトプレス
  • ハウジング組立
  • 最終テスト

スタッキングの問題を発見するのに一番まずいのは、モーターがすでに高価な下流工程の作業を終えた後である。.

QCゲートプロセス・ロケーション何をチェックすべきかなぜ重要なのか
ゲート1:着信ラミネーション検証給餌前部品タイプ、ロット、バリの方向、目に見えるダメージセルへの間違った物質の侵入を防ぐ
ゲート2:ピックアップ確認シート受け取り時パーツあり、シングルシート、安定したグリップシートの欠落や二重発行を防ぐ
ゲート3:スタック前のオリエンテーションチェック配置前回転、フェース方向、スロット/キー機能埋もれたオリエンテーションエラーを防ぐ
ゲート4:スタック内モニタリングビルド中カウント、高さ傾向、ピン荷重、着座挙動スタック完了前のドリフトをキャッチ
ゲート5:プレ・ジョイニング・ゲート溶接/接着/リベット接合前高さ、平坦度、アライメント、フォースサイン不良ジオメトリーのロックを回避
第6ゲート接合後のゲート加入後最終高さ、ボア/OD、スロット位置、ショートリスクスタックにダメージがないことを確認
ゲート7:プリ・ダウンストリーム・ゲート巻線前、マグネット挿入、シャフトフィット重要なクリアランスと組み立ての特徴継承された欠陥から次工程を守る

エンド・オブ・ライン検査は依然として重要である。.

しかし、それが最初の重大な検査であってはならない。.

それが晩学だ。.


エンジニアリング・チェックとビジネス・インパクト

スタッキング・オートメーション・プロジェクトは、固定具が賢いという理由だけでは承認されない。.

ラインはより安定し、スクラップはより早く、より安くなり、故障は追跡可能になる。.

エンジニアリングの問題オートメーション制御ビジネスインパクト
ダブルシート・ピックアップピックアップ時のダブルシート検出接合部のスクラップや再加工を防ぐ
ピンの摩耗が遅いピン負荷の傾向と交換予定バッチレベルのドリフトを低減
バーの成長戦力傾向、視野、スロットチェック巻線と磁石の挿入歩留まりを保護
スタック高さの変化カウント+多点高さ+圧縮データ組立時のはめあい問題を軽減
間違ったラミネーションビジョン・アイデンティティ・チェックとプログラム・ロック混合部品の生産を防ぐ
欠陥発見の遅れ付加価値工程の前のQCゲート品質低下のコストを低減
根本原因が不明確スタックIDのトレーサビリティトラブルシューティング時間の短縮
オペレーターに依存した決定合否ロジックの定義シフト間の再現性を向上

優れたQCシステムは、不良スタックだけを拒否するわけではない。.

なぜ却下されたのか、その理由がわかる。.

その説明こそが金のあるところだ。.


ラミネート積層における品質低下のコスト

同じ欠陥でも、発見された時期によってコストは異なる。.

ピックアップ時に検出される間違ったラミネーションは小さな出来事だ。.

スタック接合後に検出された間違ったラミネーションは、スクラップまたは再加工となる。.

巻線、磁石の挿入、シャフトのプレス、モーターの最終テストの後に検出された間違ったラミネーションは、現在でははるかに大きな問題である。.

欠陥が見つかった場所一般的なコスト水準なぜ
ピックアップ前最低シートは価値が付加される前に拒否される可能性がある
スタッキング中低いスタックは参加する前に止めることができる
加入前中程度建設にかかる時間は多少失われるが、下流の主要なコストは守られる
加入後より高いスタックは手直しやスクラップが必要な場合がある
巻線または磁石挿入後非常に高いより多くの部品と機械時間がすでに投資されている
最終テスト最高根本原因の切り分けが難しく、封じ込めの幅が広がる

これがQCゲートのビジネスケースである。.

理論ではない。より良いタイミングでの算数だ。.


OEE:スタッキング・オートメーションが可用性、パフォーマンス、品質に与える影響

OEEは機械レベルで議論されることが多いが、ラミネートの積層不良はライン全体に広がる。.

スタッキングセルは3つの方法でOEEにダメージを与える:

可用性損失

ジャム、ダブルピック、ピン干渉、搬送不良、不合格品処理の不明確さなどが原因でラインが停止する。.

パフォーマンス・ロス

リトライを繰り返したり、手作業でチェックしたり、給紙が不安定になったりするため、ラインの動作が遅くなる。.

品質損失

このラインでは、後に寸法検査、接合検査、巻線挿入、磁石挿入、最終検査に不合格となるスタックを生産する。.

より優れたスタッキングシステムは、OEEを次のように改善する:

  • 迷惑停車の削減
  • 良いスタックと悪いスタックを自動的に分ける
  • ハード障害の前に傾向を検出
  • 下流の停止を防ぐ
  • メンテナンスに明確な欠陥シグナルを与える
  • 手作業による検査ループの削減

何が何でも最高速を目指すわけではない。.

欠陥を下流に送る高速スタッキング・セルは高速ではない。次のステーションから時間を借りているのだ。.


接合方法がQCプランを変える

モーター・ラミネーション・スタックは、異なる接合方法でつなぎ合わせることができる。それぞれの方法によって検査リスクが変わる。.

接合方法主なメリットQCの主な懸念事項推奨ゲート
インターロッキング高速、ラミネーション設計と統合局所変形、応力、スタック分離、特徴的損傷インターロックの形成とスタックの平坦性をチェックする
溶接強力な機械的保持力熱影響、局部短絡、歪み、溶接の一貫性溶接前のジオメトリ+溶接後の電気/寸法チェック
ボンディング良好な表面接触と制御されたスタック挙動接着剤の分布、硬化、圧力、汚染圧力/温度/キュアーのトレーサビリティ
リベット留めまたは機械式留めシンプルな機械的保持局所的な変形、クランプのばらつき、ホールの位置合わせファスナー力と組立後の形状
外部クランプいくつかの組立設計に柔軟に対応スタックシフト、圧縮ロス、ハンドリング感度圧縮と転送の検証

普遍的な最善の方法はない。.

モータの設計、体積、公差、磁気性能目標、コストモデルに合った方法しかない。.

しかし、どのような方法にも、その故障モードに合ったQC計画が必要である。.


モーター・ラミネーション・スタックの溶接と接着の比較

これはプロセスプランニングの際によく比較されることだ。.

トピック溶接ボンディング
サイクル行動位置が決まれば速いことが多いキュアタイムまたはコントロールドウェルが必要な場合がある
機械的保持力強力な地元加入分散型表面保持
熱入力プレゼントプロセスにもよるが、通常は低熱
電気ショートの危険性接合部付近に注意が必要接着剤と表面の状態による
歪曲リスク溶接部付近の可能性圧力、接着剤層、硬化に依存する
追跡するデータ溶接エネルギー、位置、時間、力、視覚的結果接着剤量、圧力、温度、硬化プロファイル
最高のQCフォーカス溶接前のアライメントと溶接後のジオメトリー/ショートチェック表面の清浄度、圧力、硬化、最終高さ

加入の強さだけで決断すべきではない。.

下流の性能、検査の負担、機器の設置面積、修理戦略、トレーサビリティの必要性などを含める必要がある。.

設置は簡単でも検証が難しい接合方法は、後で高くつく可能性がある。.


ステータースタックの自動化検査のポイント

ステーター・ラミネーション・スタックの場合、工程は巻線経路を保護する必要がある。.

重要なチェック項目は以下の通り:

  • スロット開口部
  • スロットの深さ
  • 歯並び
  • 内径
  • スタックの高さ
  • スロットバリ
  • スロット付近のコーティング損傷
  • ラミネート方向
  • 最終的な丸み
  • スタックの直角度

ステーターがヘアピン巻線を使用している場合、スロット形状はさらに敏感になる。挿入工程では、狭いスロット、バリ、角度ドリフトは許されない。.

ステータースタックは外見上問題ないように見えるが、あるスロットファミリーは位置がずれている。.

そこで、次のプロセスが実際に使用するジオメトリを検査する。.

測定が容易なジオメトリーだけではない。.


ロータースタックの自動化検査のポイント

ローターラミネーションスタックの場合、最もリスクの高い特徴は異なることが多い。.

重要なチェック項目は以下の通り:

  • ボア径
  • ボアの円筒度
  • 外径
  • マグネットポケットの位置
  • マグネット式ポケットバリ
  • スキュー精度
  • アンギュラー・インデクシング
  • バランスに配慮した機能
  • スタックの高さ
  • ジョイングの一貫性

ロータースタックは、ボア、マグネットポケット、スキュー機能がドリフトすると、下流で高価な問題を引き起こす可能性があります。.

スタック内の小さな角度の問題は、マグネットの挿入の問題になるかもしれません。内径の誤差がシャフト組立の問題になることがある。スタックのアンバランスの問題は、かなり後になってから明らかになるかもしれません。.

繰り返すが、遅発探知は高価なバージョンだ。.


セグメント化されたラミネーション・スタックには特別なコントロールが必要

セグメント化されたステーターやローターのスタックは、さらに複雑なレイヤーを追加する。.

今、システムはシート間の積み重ねだけでなく、セグメント間の関係も制御しなければならない。.

をチェックする:

  • セグメント・アイデンティティ
  • セグメントピッチ
  • ジョイント・ギャップ
  • クロッキング
  • セグメント席
  • 累積円形度誤差
  • 最終外径/内径真円度
  • セグメント間ミスマッチ
  • セグメントエッジの損傷への対応

セグメント化された設計は、材料の使用や組み立ての柔軟性を向上させることができるが、積み重ねの自動化は、蓄積された誤差を注意深く管理しなければならない。.

ワンセグがわずかにずれていても合格かもしれない。.

いくつかのセグメントがわずかにずれていると、真円度やスロット位置の問題が生じる可能性がある。.

それが蓄積というものだ。静かにね。.


ラミネーション積層におけるマシンビジョン

マシンビジョンが有用なのは、コンベアの近くにボルトで固定されたカメラではなく、制御された測定システムとして扱われる場合である。.

視力は検査できる:

  • パート
  • ローテーション
  • 顔の向き
  • スロットプロファイル
  • キーウェイの位置
  • 穴の存在感
  • バリ・リスク・ゾーン
  • 輪郭の損傷
  • ミックスパーツ
  • ラミネート加工

難しいのは照明と再現性だ。.

電気鋼は、エッジ検出を混乱させる方法で光を反射することがある。油膜は表面の外観を変化させる。バリが特定の光角度下でのみ現れることがある。コーティングのばらつきはコントラストを変えることがある。.

優れたビジョンのセットアップに必要なもの

  • 安定した照明
  • 固定部プレゼンテーション
  • 既知の作動距離
  • 校正チェック
  • 明確な合否のしきい値
  • 不確実な結果に対するルール
  • 実際の生産部品による定期的な検証

きれいで完璧なラミネーションだけでトレーニングや検証を行わないこと。.

生産部品はあまり丁寧ではない。.


ダブルシート検出:スタックが横たわり始める前に検知

ダブルシートのピックアップは、最も重要な初期チェックのひとつである。.

2枚の薄いラミネートが、ピックアップ時に1枚のシートのように振舞うことがあります。油膜、静電気、磁気吸引力、分離不良、真空の挙動などが、この可能性を高めます。.

ダブルシートが発生する可能性がある:

  • ラミネート枚数の間違い
  • スタックの高さエラー
  • 圧縮動作が悪い
  • 接合不良
  • スロットまたはボア形状のシフト
  • 下流処理後のスクラップ

ダブルシート検知は、ピックアップまたは搬送のできるだけ近くに設置する。.

上流に行き過ぎると、間違ったことを確認する可能性がある。きれいなフィードがきれいなピックアップを保証するわけではない。.


シートの分離と給餌:多くの問題はここから始まる

スタッキングセルは、不安定な給電から抜け出す方法を永遠に検査することはできない。.

良い給餌は、コントロールする必要がある:

  • シート・プレゼンテーション
  • 分離の信頼性
  • ピックアップの再現性
  • オイル効果
  • 静的効果
  • 磁気吸引力
  • エッジ・ダメージ
  • オリエンテーション
  • パート・バリアント・ミキシング

フィーダーが不安定になると、オートメーションの他の部分は反応しなくなる。.

このラインでは、機械的に防ぐべき問題をセンサーでキャッチするようになった。.

しばらくはうまくいくかもしれない。通常はメンテナンスが重くなる。.


身長測定:1点では不十分なことが多い

シングルポイントの高さチェックが一般的なのは、シンプルだからだ。.

それも限られている。.

スタックはある時点で正しい高さを持ち、なおかつ傾いていることがある。局所的なゴミがあることがある。バリの蓄積によって片側が持ち上がっている。不均一に圧縮されることがある。.

マルチポイント高さ測定は、より良い情報を提供する:

  • スタック全体の高さ
  • チルト
  • ローカルリフト
  • 座席の一貫性
  • 接合前の平坦度
  • リリース後の圧縮回復

タイトなステーターやローターアッセンブリーの場合、マルチポイントハイトはやり過ぎではありません。.

ひとつのセンサーがそう言ったからといって、スタックが平らであるかのように装うのを避けるための方法だ。.


精密スタッキングピンが薄いモーターラミネーションを整列させる

MESのトレーサビリティ:スタックデータから工場データへ

最新のラミネーション積層オートメーションは、合否の判断だけをしてはならない。.

使用可能な生産データが得られるはずだ。.

各スタックにはスタックIDがあるはずだ。そのIDは、物理的なコアと生産時に作成されたデータを結びつけるものでなければならない。.

有用なデータは以下の通り:

  • 積層ロット
  • 材料バッチ
  • ツールID
  • スタンピング・バッチまたはコイル・リファレンス
  • パートプログラム
  • シート数
  • 身長測定
  • 多点平面度の結果
  • ビジョン・オフセット
  • 力曲線の概要
  • ピン負荷の傾向
  • 参加レシピ
  • 加入結果
  • 却下理由
  • オペレーターの介入
  • メンテナンス状態
  • タイムスタンプ
  • 下流駅結果

このデータは、MES、SCADA、品質データベース、またはローカルのトレーサビリティ・システムに送ることができる。.

目標は、すべてを永遠に保存することではない。.

目標は、この問いに答えられるだけの量を蓄えることだ:

後で不良コアが現れたとき、スタック中にすでに見えていたものは何だったのか?


OPC-UA、エッジ処理、データフロー

ラミネーション積層セルは、工場が生ファイルとして保存したい以上のデータを生成する可能性がある。.

フォースカーブ、カメラ画像、高さマップ、センサーログが重くなることがある。.

だから、コントロール・アーキテクチャは分離すべきだ:

  • リアルタイム機械制御
  • 現地での合否判定
  • エッジレベルのデータ削減
  • MESレベルの要約データ
  • 長期品質記録

現実的な構成はこうだ:

データレベルデータ例ベストユース
リアルタイムPLCデータセンサーの状態、アクチュエーターの状態、インターロックマシンコントロール
エッジ加工データ視力結果、力曲線の特徴、身長の傾向迅速なQC判断
MESデータスタックID、合否、レシピ、拒否理由生産追跡
品質データベーストレンド、ロット比較、工具摩耗分析根本原因分析
アーカイブされた生データ画像、フルフォースカーブ、詳細ログ必要に応じて深層調査

すべての画像がMESに行く必要はない。.

すべての力曲線を永久に保存する必要はない。.

しかし、すべての不合格スタックには、人々が理解できる理由コードがあるはずだ。.

“「失敗」だけでは十分ではない。.


ロジックを否定するセンサーの不一致は通らない

スタッキングセルでは、異なるセンサーが不一致になることがある。.

カメラによると、ラミネーションは正しい。.

フォースカーブによると、シーティングが異常だった。.

高さセンサーは、スタックがボーダーラインにあると言っている。.

マシンは質問している。.

自動承認で答えないこと。.

強力な拒否ロジックは、以下を含むべきである:

  • ハードフェイル限界
  • 警告制限
  • トレンドに基づく制限
  • センサーの不一致ルール
  • リトライ制限
  • 検疫規則
  • オペレーター・オーバーライド・コントロール
  • 自動理由コード

信号の組み合わせ推奨される措置
ビジョンパス+ノーマルフォース+ハイトパスリリーススタック
ビジョンパス+フォースアブノーマル+ハイトパス検疫または二次検査
視界不良+フォースノーマル積み重ねる前に不合格または再検査
合格カウント+不合格身長停止し、厚さ、破片、座席を調査する。
不合格+合格圧縮がカウントエラーを隠している可能性がある。
複数スタックにわたるピン負荷の上昇ハード故障前のメンテナンス警告
ダブルシートの繰り返しフィーダーを停止させ、リカバリー手順を要求する

センサーの不一致は迷惑ではない。.

多くの場合、これは最初の有用な兆候である。.


プロセス能力:公差をやみくもにコピーしない

普遍的な寛容さを書きたくなる。.

そうしないことだ。.

モーターのラミネーション・スタックの公差は、以下の要因に左右される:

  • モータータイプ
  • 積層厚さ
  • スタックの高さ
  • 素材グレード
  • コーティング
  • プレス加工
  • 接合方法
  • スロットデザイン
  • ローター回転数
  • 磁石挿入方式
  • 巻線方法
  • シャフトまたはハウジングの適合
  • 最終的なモーター性能目標

あるラインにとっては簡単な公差でも、別のラインにとっては不可能な場合もある。.

あるモーターでは許容できる公差でも、別のモーターの歩留まりを損なう可能性がある。.

数値をコピーする代わりに、4つの入力から公差を定義する:

  1. 製品要件 モーター設計に必要なものは?
  2. 下流アセンブリーのクリアランス 巻線、磁石の挿入、シャフトのプレス、ハウジングの適合は何を許容するのか?
  3. プロセス能力 スタッキング・ラインは、実際に長期にわたってどの程度保持できるのか?
  4. 失敗コスト スタックが脱出したらどうなるのか?

これは数値をコピーするよりも遅い。.

愚かさも少ない。.


制御限界、不合格限界、機械故障限界

すべてのバリエーションがラインを止めるべきというわけではない。.

良いプロセスは3つのレベルに分けられる。.

リミット・タイプ意味アクション
制御限界工程は流れているが、部品はまだ使えるかもしれないアラート、トレンドレビュー、メンテナンス計画
リジェクト・リミットスタックがリリース基準を満たしていないスタックを拒否または隔離する
機械故障リミット細胞は欠陥を作り続けるかもしれないマシンを停止し、リカバリーを要求する

これにより、2つの悪い結果を防ぐことができる:

  • 真の欠陥を見逃す
  • 無害な変動ごとにラインを止める

オペレーターは、QCシステムが有用なのか、それとも劇場型なのかをすぐに知ることができる。.

システムが弱すぎるアラームを作り出せば、人々はそれを回避する。.

だからアラームのデザインは重要なのだ。.


不可逆的なステップを中心に積層セルを設計する

いくつかのプロセスは再試行できる。.

できない人もいる。.

接合はしばしば、悪いジオメトリーが永久的なものになったり、元に戻すのに費用がかかったりするポイントである。.

そのため、接合前のQCゲートはセルで最も重要なゲートのひとつとなっている。.

参加する前に確認すること:

  • 正しいシーツ数
  • スタックの高さ
  • マルチポイント・フラットネス
  • 角度アライメント
  • スロットまたはポケットの位置
  • 内径または外径基準
  • シートフォースシグネチャー
  • 未解決のセンサー不一致なし
  • 正しい部品レシピ
  • 正しいスタックID

ここでスタックが失敗した場合、本番が遅れているため、前方には送らないこと。.

小さな遅れが大きな封じ込めの問題になるのだ。.


実用的なラミネート積層ラインは、このような構造になっている:

  1. 材料投入
    • ロット、部品タイプ、プログラムの一致を確認する。.
  2. シート分離
    • ピックアップを制御し、2枚送りを防止します。.
  3. スタック前検査
    • 身元、回転、顔の向き、主な特徴をチェックする。.
  4. ガイド付きプレースメント
    • ピン、ネスト、マンドレル、または管理された基準面を使用する。.
  5. 工程内モニタリング
    • カウント、高さの傾向、力の挙動、ピン荷重を追跡。.
  6. コンプレッションまたはシーティング
    • 通常の力と距離の反応を確認する。.
  7. 接合前QCゲート
    • スタックに参加するのに十分かどうかを判断する。.
  8. 参加
    • 溶接、接着、インターロック、リベット、クランプを施す。.
  9. 接合後の検査
    • ジオメトリと機能的リスクポイントを検証する。.
  10. データリリース
  11. スタック ID、結果、理由コードを工場システムに送信する。.
  12. 物理的選別
  13. 良品、不合格品、検疫スタックを分ける。.

物理的な選別を伴わないソフトウェア選別では不十分だ。.

良いスタックの横に悪いスタックが座るのは、やはりリスクだ。.


スタッキングピンと固定具のメンテナンス戦略

ピンの摩耗は時間だけでなく、状態によって管理されるべきである。.

優れたメンテナンス・プランの追跡

  • ピン負荷の傾向
  • 実測ピン径
  • ピンの真直度
  • 表面摩耗
  • コーティングの摩耗
  • 面取りの損傷
  • スクラップパターン
  • ビジョン・オフセットの傾向
  • 力曲線の変化
  • 不合格理由頻度

ピンが突然故障することはない。.

徐々に悪化するかもしれない。.

これがトレンドデータが重要な理由だ。退屈な故障モードを捕らえることができるからだ。.

そして、退屈な失敗モードは不良バッチを作るものだ。.


人間の決断は依然として重要

自動化は判断を排除するものではない。.

判定が早くなる。.

誰かが決めなければならない:

  • どの欠陥が致命的か?
  • どのような特徴がデータムを定義しているのか?
  • 拒否ルールとは何ですか?
  • どのデータを保存すべきか?
  • オペレーターは何をオーバーライドできますか?
  • エンジニアリングの承認が必要なものは?
  • 警告が停止になるのはいつですか?
  • 不合格を繰り返すとどうなるのか?

マシンは不明確な決定を黙々と下すべきではない。.

適切な人々が行動できるように、明確な決定を大声で行うべきである。.

感情的にではない。ただはっきりと。.


モーターラミネート積層オートメーションにおけるよくある間違い

1.スタックの高さを唯一の品質チェックとする

高さは役に立つ。完全な品質決定にはならない。.

カウント、高さ、力、方向、キージオメトリを一緒に使う。.

2.ピンの摩耗を無視する

ピンは永遠の真実ではない。.

摩耗し、曲がり、削れ、ゴミが溜まり、精度が落ちる。.

3.遅すぎた検査

入団後に初めて意味のある検査が行われるのであれば、プロセスはすでにコストのコントロールを失っている。.

4.ビジョンを完全なソリューションとして扱う

ヴィジョンは、アイデンティティ、方向性、露出したジオメトリーに強い。.

ラミネートを埋めた後の内部シーティングの品質を証明することはできない。.

5.オペレータに理由コードなしでオーバーライドさせる

オーバーライドが必要な場合もある。.

記録されていないオーバーライドはそうではない。.

6.誰も使わないデータを保存する

大規模な生データのアーカイブは印象的に見える。.

有用な理由コード、傾向、スタックレベルのトレーサビリティにより、問題を迅速に解決する。.

7.別のラインから公差をコピーする

プロセス・コンテキストのない公差は単なる数字にすぎない。.

製品の必要性、下流のクリアランス、工程能力を使用する。.

8.不合格となったスタックを物理的に分離しなかった。

デジタル拒否は封じ込めではない。.

悪いスタックには物理的な流れをコントロールする必要がある。.


優れたラミネーション・スタッキング・システムとはどのようなものか

成熟した積み重ねは劇的なものではない。.

ダブルシーツを早めにキャッチする。.

スタックする前に間違ったバリアントをリジェクトする。.

ピンウェアをトレンドとして捉えている。.

巻上げ不良が発生する前にバリの成長をキャッチする。.

加入前に疑わしいスタックを止める。.

工場のシステムに有用な理由コードを送信する。.

品質エンジニアは、シフトの半分を面接することなく、問題を解決するのに十分なデータを得ることができる。.

運や記憶、マシンの近くにタイミングよく立っている人などには頼らない。.

そこがポイントだ。.

プロセスがリッスンする前に、スタックが大声で失敗するようなことがあってはならない。.


ラミネーション積層自動化バイヤーズチェックリスト

このチェックリストは、スタッキング・オートメーション・プロジェクトを計画、指定、検討する際に使用してください。.

質問なぜ重要なのか
二枚取りはどのように検知するのですか?カウントと高さの誤差を防ぐ
ラミネーションの向きはどうやって確認するのですか?層間不良の埋没を防ぐ
スタッキングピンの摩耗や負荷は監視されていますか?遅いアライメント・ドリフトを防ぐ
スタック高さの測定は1点ですか、複数点ですか?チルトとローカルリフトを検出
シーティングの際、力と距離のデータは使用されますか?隠れたバリや座面の問題を発見
入団前にQCゲートはありますか?欠陥が高価になる前に食い止める
不合格の理由は自動的に記録されますか?根本原因分析をサポート
スタックデータはMESやトレーサビリティシステムに接続できますか?物理部品とプロセス履歴をリンク
センサーが不一致の場合はどうなるのか?偽パス・ロジックを防ぐ
却下された書庫は物理的に分離されているか?真の封じ込めをサポート
システムは、実際の油性の生産部品用に設計されていますか?妥当性確認のサプライズを回避
システムは部品のバリアントを安全に扱えるか?混合生産のリスクを軽減

優れたサプライヤーや社内のエンジニアリング・チームは、長い間を置かずにこれらの質問に答えることができるはずだ。.

多少の間があっても構わない。.

長いポーズはデータだ。.


よくある質問モーターラミネーション積層オートメーション

モーターラミネーションスタッキングで二枚取りを防ぐには?

制御されたシート分離、安定したピックアップツール、ピックアップまたは搬送ポイントの近くにあるダブルシート検出器を使用してください。チェックは、ラミネートがスタックに入る前に行う。二重シートが接合に達すると、欠陥のコストは急速に増加する。.

ステーターの積層高さのばらつきの原因は?

一般的な原因としては、ラミネーションの厚みのばらつき、バリの成長、シートの欠落、二重シート、層間のゴミ、コーティングのばらつき、不均一な圧縮、座りの悪さなどがある。積み重ねの高さは、シートの枚数や力の挙動とともにチェックする必要がある。.

スタックの高さは1点で測るべきか、複数点で測るべきか?

基本的なスタックの場合、大まかな確認は1点で十分かもしれない。タイトなモーターコアの場合は、接合前に傾き、局所的な浮き、うねり、不均一な圧縮を検出できるため、多点高さ測定がよい。.

どうしてピンの摩耗がモーターのラミネーション・スタックのずれを引き起こすのですか?

摩耗したピンは基準精度を失います。スタックの荷重やサイクルは正常でも、角度位置や半径方向位置は時間とともにドリフトします。ピンの磨耗は、検査、ピンの荷重傾向、荷重シグネチャー、不合格データを使用して追跡する必要があります。.

自動ラミネート積層に必要なセンサーは?

一般的なセンサーには、パーツプレゼントセンサー、ダブルシートディテクター、ビジョンシステム、レーザー変位センサー、フォースセンサー、ピンロードモニター、電気的ショートチェック、寸法測定などがあります。適切な組み合わせは、モーターコアの設計と下流の組み立てリスクによって決まります。.

フォースカーブはラミネーション・スタックのバリ検出にどのように役立つのか?

バリは、配置、着座、圧縮の際に抵抗を増加させる可能性がある。力-距離曲線は、欠陥が視覚的に明らかになる前に、異常な接触、削れ、急激な抵抗、または過度の圧縮を示すことがあります。.

枚数確認とスタック高さ制御の違いは何ですか?

枚数確認は、スタックに入ったラミネーションの枚数を確認します。スタックの高さ管理は、スタックの物理的な高さを確認する。圧縮、厚みのばらつき、ダブルシートの発生により、一方のチェックだけでは誤解を招く可能性があるため、両方のチェックが必要である。.

巻く前にスロットのアライメントをどのように検査するのですか?

巻線工程の前に、画像検査、寸法測定、またはスロットに特化した測定を行います。スロットの開口部、スロットの深さ、バリ、歯並び、角度位置に注目する。検査は巻線方法と挿入クリアランスに合わせる。.

不合格となったラミネートのスタックを物理的に分離しなければならない理由は?

なぜなら、ソフトウェアによる拒絶だけでは、取り違えを防ぐことはできないからである。不合格になったスタックや検疫スタックは、接合、巻線、磁石挿入、最終組立に誤って入らないように、管理された場所に移動すべきである。.

ラミネート積層オートメーションはどのようにOEEを改善するのか?

予定外の停止を減らし、下流工程での不良を防止し、手戻りを減らし、ファーストパス歩留まりを向上させ、メンテナンスチームに明確な不良シグナルを与えることで、OEEを改善します。OEEが最も向上するのは、欠陥が積層セルを出る前に止めることです。.

最終的な収穫

モーターラミネート積層の自動化は、スピードだけではない。.

スピードは確かに重要だ。しかし、早期の欠陥コントロールを伴わないスピードは、悪いスタックをより早く動かすだけだ。.

より強い目標はこうだ:

各スタックは、次の工程でコストがかかる前に、管理されたアライメント、検証されたカウント、測定された高さ、既知のシーティング動作、明確なQCゲート、追跡可能なデータで構築する。.

これが、スタッキング・オートメーションが歩留まり、OEE、そして下流の組み立てを守る方法である。.

そしてそれは、適切なタイミングで簡単な質問をすることから始まる:

正しいシートが選ばれたか?1枚だけでしたか?シートは正しく置かれたか?シートは正常にセットされたか?接合前のスタックは健全か?データはそれを証明できるか?

愛を分かち合いましょう
チャーリー
チャーリー

チェイニーはSinoのシニアアプリケーションエンジニアで、精密製造への強い情熱を持っています。機械工学のバックグラウンドを持ち、豊富な実践的製造経験を持っています。Sinoでは、ラミネーションスタック製造プロセスの最適化と、高品質なラミネーションスタック製品を実現するための革新的な技術の応用に注力しています。

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