(57)【要約】【課題】サイクルタイムに影響することなく、検査対象の巻線コイルの直線性を算出でき、巻線検査の効率を向上できる巻線検査方法を提供する。【解決手段】撮像用カメラと照明を用いて撮像した検査対象巻線コイルの撮像画像を取得する画像取得工程Ｓ０２と、撮像画像に対して２値化処理を行う２値化処理工程Ｓ０３と、検査対象巻線コイルのエッジを抽出するエッジ抽出工程Ｓ０６と、抽出エッジを検査対象巻線コイルの巻きまわり方向に積分して積分グラフを作成する積分グラフ作成工程Ｓ０８と、積分グラフの高さより検査対象巻線コイルの直線性を算出する直線性算出工程Ｓ０９を備える。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像用カメラと照明を用いて撮像した検査対象巻線コイルの撮像画像を取得する画像取得工程と、前記撮像画像に対して２値化処理を行う２値化処理工程と、２値化処理データに対して微分処理を行い前記検査対象巻線コイルのエッジを抽出するエッジ抽出工程と、抽出エッジを前記検査対象巻線コイルの巻きまわり方向に積分して積分グラフを作成する積分グラフ作成工程と、前記積分グラフの高さより前記検査対象巻線コイルの直線性を算出する直線性算出工程とを備えた巻線検査方法。
【請求項２】
さらに前記積分グラフから分布グラフを作成し、前記検査対象巻線コイルの整列性を定量化する整列性定量化工程を備えた請求項１に記載の巻線検査方法。
【請求項３】
さらに前記積分グラフから前記検査対象巻線コイルの巻線不良位置を特定する不良位置特定工程を備えた請求項１または請求項２に記載の巻線検査方法。
【請求項４】
さらに前記撮像画像に対して２値化処理、エッジ抽出および積分グラフを作成し、前記検査対象巻線コイルの絶縁部材のエッジを抽出する絶縁部材エッジ抽出工程と、前記積分グラフから判定できる前記検査対象巻線コイルの左右両端位置と前記絶縁部材のエッジ位置を比較し、前記検査対象巻線コイルの巻こぼれを検出する巻こぼれ検出工程を備えた請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の巻線検査方法。
【請求項５】
前記撮像用カメラはカラーカメラであり、前記照明は白色照明である請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の巻線検査方法。
【請求項６】
前記撮像用カメラはモノクロカメラであり、前記照明はカラー照明である請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の巻線検査方法。
【請求項７】
前記照明は、バー型照明、リング型照明、ドーム型照明、同軸型照明の内のいずれか１種類か、あるいは複数種類を用いる請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の巻線検査方法。
【請求項８】
撮像用カメラと照明と画像処理装置から構成され、
前記画像処理装置は、撮像用カメラと照明を用いて撮影した検査対象巻線コイルの撮像画像を取得する画像取得部と、前記撮像画像に対して２値化処理を行う２値化処理部と、２値化処理データに対して微分処理を行い前記検査対象巻線コイルのエッジを抽出するエッジ抽出部と、抽出エッジを前記検査対象巻線コイルの巻きまわり方向に積分して積分グラフを作成する積分グラフ作成部と、前記積分グラフの高さより前記検査対象巻線コイルの直線性を算出する直線性算出部とを備えた巻線検査装置。
【請求項９】
さらに、前記画像処理装置は、前記積分グラフから分布グラフを作成し、前記検査対象巻線コイルの整列性を定量化する整列性定量化部を備えた請求項８に記載の巻線検査装置。
【請求項１０】
さらに、前記画像処理装置は、前記積分グラフから前記検査対象巻線コイルの巻線不良位置を特定する不良位置特定部を備えた請求項８または請求項９に記載の巻線検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、回転電機のステータにおける巻線状態を検査する巻線検査方法および巻線検査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
小型モータのステータの巻線工程では、巻線コイルが各層で等間隔に整列して巻かれる必要がある。巻線不良や異常の有無を検査するために目視検査や耐圧検査を実施している。しかし、目視検査は「検査時間に能力差がある」、「検査結果に個人差がある」等の問題がある。
【０００３】
これを解決するために、巻線工程直後に巻線装置とは別に外形検査装置を設け、ステータコアに巻き付けられた巻線コイルの巻外形の大きさを判別して、良否を判定する巻線装置が開示されている（例えば、特許文献１）。
また、被検査コイルの撮像画像から空間周波数成分の強度分布を生成し、強度分布の集まり具合を判断して、被検査コイルの良否を判定する判定方法が開示されている（例えば、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平４−８４４０６号公報（４頁  左下、図８）
【特許文献２】特開２００５−２４１５８２号公報（段落［００１０］、［００１１］、［００２０］、図３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の開示発明では、既存の生産ラインに追加することは困難であり、またサイクルタイムが増加するという問題がある。また、特許文献２の開示発明では、巻線の直線性を算出できないという問題がある。
【０００６】
この発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、サイクルタイムに影響することなく、検査対象の巻線コイルの直線性を算出でき、巻線検査の効率を向上できる巻線検査方法および巻線検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係る巻線検査方法は、撮像用カメラと照明を用いて撮像した検査対象巻線コイルの撮像画像を取得する画像取得工程と、撮像画像に対して２値化処理を行う２値化処理工程と、２値化処理データに対して微分処理を行い検査対象巻線コイルのエッジを抽出するエッジ抽出工程と、抽出エッジを検査対象巻線コイルの巻きまわり方向に積分して積分グラフを作成する積分グラフ作成工程と、積分グラフの高さより検査対象巻線コイルの直線性を算出する直線性算出工程とを備えるものである。
【０００８】
この発明に係る巻線検査装置は、撮像用カメラと照明と画像処理装置から構成され、画像処理装置は、撮像用カメラと照明を用いて撮影した検査対象巻線コイルの撮像画像を取得する画像取得部と、撮像画像に対して２値化処理を行う２値化処理部と、２値化処理データに対して微分処理を行い検査対象巻線コイルのエッジを抽出するエッジ抽出部と、抽出エッジを検査対象巻線コイルの巻きまわり方向に積分して積分グラフを作成する積分グラフ作成部と、積分グラフの高さより検査対象巻線コイルの直線性を算出する直線性算出部とを備えたものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明に係る巻線検査方法は、上記の工程を備えるため、サイクルタイムに影響を与えることなく、検査対象巻線コイルの直線性を算出できるため、巻線検査の効率が向上し、後工程への不良流出を防止でき、生産性を向上させることができる。
【００１０】
この発明に係る巻線検査装置は、上記のように構成されているため、サイクルタイムに影響を与えることなく、検査対象巻線コイルの直線性を算出できるため、巻線検査の効率が向上し、後工程への不良流出を防止でき、生産性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明の実施の形態１の巻線検査方法に係る巻線検査装置の構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１の巻線検査方法に係る巻線工程の説明図である。
【図３】この発明の実施の形態１の巻線検査方法に係る巻線工程の説明図である。
【図４】この発明の実施の形態１の巻線検査方法に係る巻線後のステータコアの斜視図である。
【図５】この発明の実施の形態１の巻線検査方法に係る巻線後のステータコアの側面図である。
【図６】この発明の実施の形態１の巻線検査方法に係る巻線後のステータコアの上面図である。
【図７】この発明の実施の形態１の巻線検査方法に係るフローチャートである。
【図８】この発明の実施の形態１の巻線検査方法に係るステータコアの拡大図である。
【図９】この発明の実施の形態１の巻線検査方法に係る説明図（積分グラフ）である。
【図１０】この発明の実施の形態１の巻線検査方法に係る説明図（分布グラフ）である。
【図１１】この発明の実施の形態１の巻線検査方法に係るステータコアの拡大図である。
【図１２】この発明の実施の形態１の巻線検査方法に係る説明図（積分グラフ）である。
【図１３】この発明の実施の形態１の巻線検査方法に係る説明図（分布グラフ）である。
【図１４】この発明の実施の形態１の巻線検査方法に係る連結ステータコアの斜視図である。
【図１５】この発明の実施の形態１の巻線検査方法に係る連結ステータコアの巻線時の斜視図である。
【図１６】この発明の実施の形態１の巻線検査方法に係る連結ステータコアの組み立て後の斜視図である。
【図１７】この発明の実施の形態２の巻線検査方法に係る説明図（巻こぼれ不良）である。
【図１８】この発明の実施の形態２の巻線検査方法に係る説明図（絶縁部材積分グラフ）である。
【図１９】この発明の実施の形態２の巻線検査方法に係る説明図（巻線コイル積分グラフ）である。
【図２０】この発明の実施の形態３の巻線検査装置に係る構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
実施の形態１．
実施の形態１は、基本工程として、検査対象巻線コイルの撮像画像を取得する画像取得工程と、撮像画像に対して２値化処理を行う２値化処理工程と、微分処理を行い検査対象巻線コイルのエッジを抽出するエッジ抽出工程と、抽出エッジを検査対象巻線コイルの巻きまわり方向に積分して積分グラフを作成する積分グラフ作成工程と、積分グラフの高さより検査対象巻線コイルの直線性を算出する直線性算出工程とを備える巻線検査方法に関するものである。さらに、実施の形態１の巻線検査方法は、積分グラフから巻線コイルの巻線不良位置を特定する不良位置特定工程と、積分グラフから分布グラフを作成し巻線コイルの整列性を定量化する整列性定量化工程とを備える。
【００１３】
以下、本願発明の実施の形態１に係る巻線検査方法の機能、動作について、巻線検査装置の構成図である図１、巻線工程の説明図である図２、図３、巻線後のステータコアの斜視図等である図４から図６、検査方法のフローチャートである図７、ステータコアの拡大図である図８、説明図である図９、図１０、ステータコアの拡大図である図１１、説明図である図１２、図１３、および連結ステータコアの斜視図である図１４から図１６に基づいて説明する。
【００１４】
図１は、本発明の実施の形態１の巻線検査方法に使用する巻線検査装置の構成を示している。図１において、本発明に適用する巻線検査装置１は、撮像用カメラ（以下、カメラと記載する）２と照明３と画像処理装置４とを備え、検査対象のステータコア５の巻線コイル６の検査を行う。なお、撮像用カメラは、画像処理用カメラであり、高画質、高精細なカメラを使用する。また、照明３はバー型照明を使用する。
【００１５】
実施の形態１では、カメラ２にはカラーカメラ、照明３には白色照明を使用することを想定している。カラーカメラと白色照明を使用して、撮像した検査対象のステータコア５の撮像画像を処理して行う巻線検査方法について、以下説明する。
【００１６】
次に、ステータコア部材１０へ巻線コイル６を巻きつける巻線工程について、図２から図４に基づいて説明する。
図２のようにステータコア部材１０に対して、絶縁部材１１を挿入する。絶縁部材１１は第１の絶縁部材１１ａと第２の絶縁部材１１ｂから成る。
第１の絶縁部材１１ａは、ステータコア部材１０の巻線部に軸方向に一端から（図２では上部から）挿入し片側を絶縁する。第２の絶縁部材１１ｂは、ステータコア部材１０の巻線部に軸方向に他端から（図２では下部から）挿入し片側を絶縁する。
図３は、ステータコア部材１０に対して絶縁部材１１が挿入された状態を表している。これに対して巻線コイル６が巻きつけられて、図４は巻線完了後のステータコア５である。
なお、巻線完了後のステータコアをステータコア５として、ステータコア部材１０と区別している。
【００１７】
巻線コイル６が巻きつけられたステータコア５の巻線整列状態を、カメラ２と照明３により撮像し、画像処理装置４で検査対象の巻線コイル６の良否判定を行う。
【００１８】
巻線検査方法の処理手順を説明するに際して、画像処理に必要に座標系をまず説明する。
絶縁部材１１の挿入方向（長辺側の巻線コイル６の巻きまわり方向）をＸ軸方向、ステータコア５の径方向（長辺側の巻線コイル６の巻きまわりに垂直な方向）をＹ軸方向、短辺側の巻線コイル６の巻きまわり方向をＺ軸方向とする。
【００１９】
巻線コイルの良否判定に用いる巻線コイルの直線性、整列性を以下のように定義する。
検査対象のステータコア５の巻線コイル６の巻きまわり方向に対して平行の程度を巻線コイル単体では直線性という。巻線コイル６の巻きつけが完了した後のステータコア５の巻線コイル６全体では整列性という。
【００２０】
巻線検査の概要を説明し、その後、図７のフローチャートに基づいて、巻線検査の処理手順を説明する。
まず、本願発明の基本である巻線コイルの直線性の算出、さらに巻線コイル全体の整列性の定量化について巻線検査の概要を説明する。
撮像した撮像画像は画像処理装置４で取得される。取得された撮像画像は２値化処理される。２値化処理後の２値化画像に対してフィルタ処理でノイズを除去する。このノイズ除去後の撮像画像から巻線コイル６のエッジ情報を抽出する。
【００２１】
撮像した撮像画像には、絶縁部材１１のエッジ情報も含まれているため、絶縁部材１１のエッジ情報を除去して、巻線コイル６に関するエッジ情報のみを抽出する。
巻線コイル６のエッジ情報より巻線コイル６の巻きまわり方向であるＸ方向に積分した積分グラフを作成する。この積分グラフの各巻線コイル６に対応するグラフの高さで巻線コイル６の直線性を算出する。
さらに、積分グラフより、各高さ（各直線度）での分布を取得することによりステータコア５の巻線コイル６全体の整列性を定量化する。
【００２２】
次に、巻線整列良品のステータコア５の斜視図、側面図、上面図である図４から図６、および拡大図、説明図である図８から図１０を参照して、図７のフローチャートに基づいて巻線検査方法の処理手順を説明する。
【００２３】
ステップ１（Ｓ０１）の撮像工程では、図４から図６に示した巻線コイル６を巻きつけられたステータコア５の巻線コイル６の側面部をカメラ２で撮像する。
【００２４】
ステップ２（Ｓ０２）の画像取得工程では、カメラ２で撮像した撮像画像を画像処理装置４で取得する。
【００２５】
ステップ３（Ｓ０３）の２値化処理工程では、取得された撮像画像に対して、ＲＧＢ値それぞれの閾値で２値化処理をかける。
具体的には、Ｂ値に閾値を設けると、巻線コイル６を検出できないため、Ｂ値に閾値を設けずに、Ｒ値の閾値を高くし、Ｒ値とＧ値のみの閾値により２値化処理を行う。ただし、撮像画像に対してＲ値とＧ値のみの閾値により２値化処理を行うと、白色の絶縁部材１１のデータも同時に検出される。
後のステップで、巻線コイル６のみのエッジ情報を得るために、このステップで絶縁部材１１のみの２値化処理データを得るために、ＲＢＧ値すべてに閾値を設けて２値化処理を行い、絶縁部材１１のみの２値化処理データを取得する。
【００２６】
ステップ４（Ｓ０４）のフィルタ処理工程では、ノイズ除去する必要がある場合、２値化処理後のデータに対してフィルタ処理を行う。
【００２７】
ステップ５（Ｓ０５）の巻線コイルデータ抽出工程では、巻線コイル６のみの２値化処理データを得る。具体的には、ステップ４で取得した巻線コイル６と絶縁部材１１の両方の２値化処理データから絶縁部材１１の２値化処理データを除去することで、巻線コイル６のみの２値化処理データを得る。
【００２８】
ステップ６（Ｓ０６）のエッジ抽出工程では、ステップ５（Ｓ０５）で得られた巻線コイル６のみの２値化処理データに対して微分処理を行い、微分処理後のデータから微分値が１以上の領域を抽出する処理を行い巻線コイル６のエッジを抽出する。
【００２９】
ステップ７（Ｓ０７）の分割工程では、必要に応じて巻線コイル６のエッジを巻線コイル６方向、すなわちＸ方向に等間隔で分割する。
巻線コイル６方向に分割せずに軸方向全体で簡易に検査することも可能であるが、分割しない、あるいは分割数が少ないと不良箇所が良好箇所を含めて全体的に平均化されるため、巻線検査の精度が低下する。
分割数が多いほど、正確に巻線不良が検出できるため高精度な良否判定が可能となる。
【００３０】
以下、例として、図８に示す図４の良品ステータコア５のＸ方向中央部の分割部を対象として、巻線検査方法の処理手順を説明する。
【００３１】
ステップ８（Ｓ０８）の積分グラフ作成工程では、ステップ７で行った分割の各分割範囲内、具体的にはステータコア５のＸ方向中央部の分割部で、図９に示すように巻線コイル６の巻きまわり方向に積分した積分グラフを作成する。
なお、図９において、横軸は巻線Ｙ方向ピクセル位置、縦軸は存在確率を示す。
【００３２】
ステップ９（Ｓ０９）の直線性算出工程では、図９の積分グラフより、巻線コイル６の直線性を算出する。各巻線コイルの配置位置での値が１．０（１００％）に近い程、直線性が良好である。
【００３３】
ステップ１０（Ｓ１０）の不良位置特定工程では、直線性不良の巻線コイルがあった場合、積分グラフから直線性不良の巻線コイルのＹ方向の配置位置を特定する。すなわち、積分グラフより、各巻線コイル６のＹ方向の配置位置を検出することが可能であり、直線性不良の位置と関連付けて、どの位置の巻線コイルが不良かを特定する。
【００３４】
ステップ１１（Ｓ１１）の整列性定量化工程では、図９の積分グラフからの各高さ（直線度）毎に確率分布を取得し、図１０の分布グラフを作成する。
なお、図１０において、横軸は頻度、縦軸は存在確率（図９の縦軸に対応する）を示す。具体的は、図１０の横軸は、図９において０．１で横軸に水平線を引いたときの線上の点の数を表す。
さらに、ステップ１１（Ｓ１１）では図１０の分布グラフから、判定基準（図１０では、０．７）を超える領域の点数（図１０では、１９０点）を算出し、巻線コイル６全体の整列性を定量化する。
【００３５】
ステップ１２（Ｓ１２）の良否判定工程では、ステップ９の直線性算出の結果、およびステップ１１の整列性定量化の結果を用いて、設定された検査基準と比較することでステータコア５の巻線コイル６および巻線コイル６全体の良否判定を行う。
【００３６】
次に、本願発明の巻線検査方法をより明確にするために、巻線不良が存在するステータコア５に対して、本願発明の巻線検査方法を適用した場合について、図１１から図１３に基づいて説明する。
【００３７】
図１１は、良品の図８に対応した図であり、ステータコア５の中央部の分割部に巻線不良が存在する巻線不整列状態図である。
図１２は、良品の図９に対応した図であり、巻線コイル巻線不良がある場合の積分グラフである。撮像画像に対して、２値化処理、エッジ抽出処理を行い、巻線コイル巻まわり方向に積分したグラフである。
図１３は、良品の図１０に対応した図であり、図１２の積分グラフに対して、巻線不良がある場合の確率分布である。図１２の積分グラフに対して、各高さ（直線度）毎に確率分布を取得し、作成した分布グラフである。
【００３８】
図９と図１２を比較すると、巻線不良が存在する積分グラフでは、各巻線コイルに対応するピークの高さが低く、直線性が悪いことがわかる。
図１２において、存在確率（ピーク）が低い位置が巻線不良であり、Ｙ方向（巻線方向に垂直方向）での巻線位置（ピクセル位置）と関連付けることが可能である。
【００３９】
図１０と図１３を比較すると、巻線不良が存在するステータコアの巻線コイル全体の分布グラフでは、基準値（０．７）以上の分布が少なく、整列性が悪いことがわかる。具体的には、良品のステータコアの巻線コイルの分布グラフでは基準値以上が１９０点に対して、不良品のステータコアの巻線コイルの分布グラフでは６９点と明らかに低くなっている。
【００４０】
以上の説明では、カメラ２と照明３を１台ずつ用いて、ステータコア５の巻線コイル６の片側側面を検査することで巻線コイル単体の直線性と全体の整列性を良否判定した。しかし、自動巻線機内の設置スペースに余裕があれば、両側面にカメラ２と照明３を設置して検査することができる。両側面からの良否判定を行うことで、より高精度な良否判定ができる。
【００４１】
また、以上の説明では、ステータコアとして分割されたステータコア５を検査対象としたが、これに限らず、図１４のような連結されたステータコア（連結ステータコアと、適宜記載する）１５に対して本願発明の巻線検査方法を適用できる。
【００４２】
連結ステータコア１５では、図１５のように巻線時に連結ステータコア１５を展開した状態で巻線コイル６を巻線することで巻線コイル６の占積率を向上させている。巻線完了後は、次のステータコアで折り曲げられ順次巻線されていく。しかし、自動巻線機で巻線コイル６を巻きつけられた後、図１６に示すように自動巻線機内で連結部を溶接し、円形に固定するため、既存の製造ラインでは組み立て完了後に作業者による目視検査も行うことができない。
したがって、ステータコア製造ラインで、サイクルタイムに影響を与えない処理時間で巻線完了直後の各ステータコアの巻線コイルを順次、画像処理して巻線検査を行うことで、連結ステータコア１５において既存の装置でも巻線コイルの直線性および整列性の良否判定検査ができる。
【００４３】
また、従来の自動巻線機では、連結ステータコア１５では、巻線途中に不良が発生していても、最終ステータコアまで巻線が行われる。しかし、本願発明の巻線検査方法を適用して、各ステータコアの巻線コイルを順次検査することで不良発生後に不良のステータコアを取り出すことが可能となるため、コイル線の無駄を低減することができる。
【００４４】
以上、実施の形態１の説明では、撮像用カメラ２としてカラーカメラ、照明３として白色照明を用いていた。撮像用カメラ２としては、カラーカメラの代わりにモノクロカメラを用いてもよい。
一般的に撮像用カメラとしてモノクロカメラを使用する場合は、照明に赤色照明や青色照明を用いて、ＲＧＢ値を変化させるが、本願発明の巻線検査にもモノクロカメラとカラー照明を適用できる。
【００４５】
また、照明形状としてはバー型照明を用いて説明したが、リング型照明やドーム型照明、同軸型照明を一種類あるいは複数種類使用してもよい。
実施の形態１では検査対象範囲が長方形状であるためバー型照明を用いたが、検査対象の巻線コイルが均等に照明を受けることができる形状であれば、形状はこれに限られない。
【００４６】
なお、実施の形態１において、直線性算出工程、不良位置特定工程、整列性定量化工程を備えた巻線検査方法を説明した。しかし、巻線検査の目的や要求される検査精度により、基本的な直線性算出工程のみを備えた検査方法とすることで、検査方法の簡素化を図ることができる。
巻線検査の目的に応じて、不良位置特定工程、整列性定量化工程を追加することで、検査精度の向上および検査の効率化を図ることができる。
【００４７】
以上説明したように、実施の形態１の巻線検査方法は、基本工程として、検査対象巻線コイルの撮像画像を取得する画像取得工程と、撮像画像に対して２値化処理を行う２値化処理工程と、微分処理を行い検査対象巻線コイルのエッジを抽出するエッジ抽出工程と、抽出エッジを検査対象巻線コイルの巻きまわり方向に積分して積分グラフを作成する積分グラフ作成工程と、積分グラフの高さより検査対象巻線コイルの直線性を算出する直線性算出工程とを備えるものである。したがって、検査対象の巻線コイルの直線性を算出できるため、巻線検査の効率が向上し、後工程への不良流出を防止でき、生産性を向上させることができる。このため、省エネルギーおよび歩留まり向上の効果がある。
【００４８】
さらに、実施の形態１の巻線検査方法は、積分グラフから巻線コイルの巻線不良位置を特定する不良位置特定工程と、積分グラフから分布グラフを作成し巻線コイルの整列性を定量化する整列性定量化工程とを備える。このため、さらに、検査精度の向上、検査工程の省力化を図ることができる。
【００４９】
実施の形態２．
実施の形態２の巻線検査方法は、短絡不良要因の１つである巻きこぼれを検出する巻線検査方法に関するものである。
具体的には、実施の形態２の巻線検査方法は、実施の形態１の巻線検査方法の各処理工程に加えて、絶縁部材のエッジを抽出する絶縁部材エッジ抽出工程と検査対象巻線コイルの巻こぼれを検出する巻こぼれ検出工程を備えている。
【００５０】
以下、実施の形態２の巻線検査方法の機能、動作について、本検査方法に係る説明図である図１７から図１９に基づいて、適時実施の形態１の図面を参照して説明する。
【００５１】
ステータコア５の巻線コイル６が正常に等間隔に且つ直線的に巻かれていれば、実施の形態１の図４のように絶縁部材から巻線コイル６がこぼれてステータコア部材１０と接触することはない。しかし、巻線コイル６に巻乱れが発生した場合、図１７のように絶縁部材１１から巻線コイル６がこぼれてしまうことがある。巻こぼれ巻線コイルを６Ａで示している。
このように所定の絶縁部材１１内に巻線コイル６が収まっているかを検査する際、実施の形態１で説明した巻線検査方法が適用できる。
【００５２】
実施の形態１との相違点は、実施の形態１では、ステップ５（Ｓ０５）において、巻線コイル６のみの２値化処理データを抽出した後は、絶縁部材データは使用しなかった。
しかし、実施の形態２では、この絶縁部材データも使用して、絶縁部材のエッジを抽出して、巻こぼれ巻線コイル６Ａを検出する。
【００５３】
図７のフローチャートのステップ３において絶縁部材１１のみの２値化処理データを得るために、ＲＢＧ値すべてに閾値を設けて２値化処理を行い、絶縁部材１１のみの２値化処理データを取得した。
上記の２値化処理データにおいて巻線コイル６のエッジも薄く残ることがある。この巻線コイル６のエッジを除去するために、ミニマムフィルタとマックスフィルタを使用する。
例えば、３×３のミニマムフィルタを使用し、次に３×３のマックスフィルタを使用すると、３画素より小さい検出物は除去され、３画素より大きい検出物は元の大きさで残る。
【００５４】
以降、図７のフローチャートのステップ６からステップ８の処理を行うことで、図１８のように絶縁部材１１のエッジのみの抽出をした積分グラフを取得でき、両側最端部のエッジ座標を得ることができる（絶縁部材エッジ抽出工程）。
【００５５】
例えば、図１７のような不良巻こぼれ巻線コイル６Ａが発生した場合を例に説明する。  図１８で絶縁部材１１の両側最端エッジ座標は左側２９、右側１６０と得ることができる。同様に図１９で巻線コイル６の両側最端エッジ座標を左側１０、右側１４２と得ることができる。
それぞれの結果を比較すると、最端左部では絶縁部材１１の座標よりも巻線コイル６の座標が小さくなっており、巻きこぼれが発生していることが検出できる。また最端右部では、絶縁部材１１の座標よりも巻線コイル６の座標が小さくなっており、正常に巻きつけられていることが確認できる（巻こぼれ検出工程）。
【００５６】
以上説明したように、実施の形態２の巻線検査方法は、実施の形態１の巻線検査方法の各処理工程に加えて、絶縁部材のエッジを抽出する絶縁部材エッジ抽出工程と検査対象巻線コイルの巻こぼれを検出する巻こぼれ検出工程を備えている。
このため、実施の形態２の発明によれば、実施の形態１の効果に加えて、さらに巻こぼれ不良を検出することができるため、さらに巻線検査の精度の向上を図ることができる。また、検査対象巻線コイルの巻こぼれを検出するために、別途、検出機器を用意する必要はないため、巻線検査装置の簡素化を図ることができる。
【００５７】
実施の形態３．
実施の形態３は、実施の形態１で説明した巻線検査方法を適用して、ステータコアの巻線コイルの検査を行う巻線検査装置に関するものである。
【００５８】
以下、本願発明の実施の形態３に係る巻線検査装置１の構成、動作について、巻線検査装置に係る構成図である図２０に基づいて、実施の形態１の図を適時参照して説明する。
なお、図２０は実施の形態１の図１の画像処理装置の内部構成を詳細に示したものである。図２０において、図１と同一あるいは相当部分には、同一の符号を付している。
【００５９】
図２０において、本発明に適用する巻線検査装置１は、撮像用カメラ２と照明３と画像処理装置４とを備え、検査対象のステータコア５の巻線コイル６の検査を行う。
巻線検査方法の基本、例えば座標系等は実施の形態１と同様であるため、以下、画像処理装置４の構成および機能を中心に説明する。
【００６０】
画像処理装置４は、実施の形態１で説明した巻線検査方法を実施するために必要な機能部を備える。具体的には、画像処理装置４は、画像取込部２１、２値化処理部２２、エッジ抽出部２３、積分グラフ作成部２４、直線性算出部２５、不良位置特定部２６、整列性定量化部２７、良否判定部２８、および巻線検査全体を統括しカメラ２、照明３に操作する制御部２９を備える。制御部２９はまた図示しない表示装置（ＣＲＴ）、キーボード、マウス等との間の信号処理も行う。
【００６１】
検査員は、表示装置、キーボードを用いて、巻線検査の判定基準や照明３の照度等の必要な検査条件を設定して、巻線検査を開始する。
【００６２】
ステータコア５の巻線コイル６の側面部をカメラ２で撮像し、この撮像した撮像画像を画像取込部２１において取得する。
【００６３】
次に、２値化処理部２２において、この取得された撮像画像に対して、ＲＧＢ値それぞれの閾値で２値化処理を行う。ノイズ除去が必要な場合は、この２値化処理部２２において、２値化処理後のデータに対してフィルタ処理を行う。
また、巻線コイル６のみの２値化処理データを得る処理もこの２値化処理部２２において行う。具体的には、巻線コイル６と絶縁部材１１の両方の２値化処理データから絶縁部材１１の２値化処理データを除去することで、巻線コイル６のみの２値化処理データを得る。
【００６４】
次に、エッジ抽出部２３において、巻線コイル６のみの２値化処理データに対して微分処理を行い、微分処理後のデータから微分値が１以上の領域を抽出して巻線コイル６のエッジを抽出する。
【００６５】
次に、積分グラフ作成部２４において、エッジ抽出部２３で取得したエッジ情報を巻線コイル６の巻きまわり方向に積分して積分グラフを作成する。
なお、あらかじめ検査条件で設定された分割数に、巻線コイル６のエッジを巻線コイル６方向に等間隔で分割した後に、積分グラフを作成する。
【００６６】
次に、直線性算出部２５において、積分グラフ作成部２４で作成した積分グラフより、巻線コイル６の直線性を算出する。
【００６７】
次に、不良位置特定部２６において、直線性不良の巻線コイルがあった場合、積分グラフから直線性不良の巻線コイルのＹ方向の配置位置を特定する。
【００６８】
次に、整列性定量化部２７において、積分グラフの各高さ（直線度）毎に確率分布を取得し、分布グラフを作成する。さらに、この分布グラフからあらかじめ検査条件で設定された判定基準を超える領域の点数を算出し、巻線コイル６全体の整列性を定量化する。
【００６９】
次に、良否判定部２８において、直線性算出部２５が算出した巻線コイル６の直線性、および、整列性定量化部２７が定量化した巻線コイル６全体の整列性のデータとあらかじめ設定された検査基準と比較して、ステータコア５の巻線コイル６の良否判定を行う。
【００７０】
制御部２９は、巻線検査の結果、すなわち良否判定部２８の判定結果を、表示装置に表示して、検査員に提示する。直線性不良の巻線コイルがあった場合は、制御部２９は、不良位置特定部２６が特定した巻線コイルのＹ方向の配置位置も合わせて表示装置に表示する。
【００７１】
なお、実施の形態３の巻線検査装置１において、画像処理装置４は直線性算出部２５、不良位置特定部２６、および整列性定量化部２７を備える構成として説明した。しかし、巻線検査の目的や要求される検査精度により、基本的な直線性算出部２５のみを備えた画像処理装置とすることで、巻線検査装置の簡素化を図ることができる。
巻線検査の目的に応じて、不良位置特定部２６、整列性定量化部２７を備えることで、検査精度の向上および検査の効率化を図ることができる。
【００７２】
実施の形態３の巻線検査装置１においては、画像処理装置を巻線検査方法の各処理工程に対応した各機能部を備える構成とした。しかし、画像処理装置をＣＰＵ、メモリ、ディスク、入出力装置、および周辺装置で構成し、巻線検査方法の各処理工程をソフトウエアで処理することができる。
【００７３】
以上説明したように、実施の形態３の巻線検査装置は、撮像用カメラと照明と画像処理装置から構成され、画像処理装置は撮像用カメラと照明を用いて撮影した検査対象巻線コイルの撮像画像を取得する画像取得部と、撮像画像に対して２値化処理を行う２値化処理部と、微分処理を行い検査対象巻線コイルのエッジを抽出するエッジ抽出部と、抽出エッジを検査対象巻線コイルの巻きまわり方向に積分して積分グラフを作成する積分グラフ作成部と、積分グラフの高さより検査対象巻線コイルの直線性を算出する直線性算出部とを備えたものである。したがって、検査対象の巻線コイルの直線性を算出できるため、巻線検査の効率が向上し、後工程への不良流出を防止でき、生産性を向上させることができる。
【００７４】
さらに、実施の形態３の巻線検査装置は、積分グラフから検査対象巻線コイルの巻線不良位置を特定する不良位置特定部と、積分グラフから分布グラフを作成し検査対象巻線コイルの整列性を定量化する整列性定量化部を備える。このため、さらに、検査精度の向上、検査工程の省力化を図ることができる。
【００７５】
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。
【符号の説明】
【００７６】
１  巻線検査装置、２  撮像用カメラ、３  照明、４  画像処理装置、
５  ステータコア、６  巻線コイル、１０  ステータコア部材、１１  絶縁部材、
１１ａ  第１の絶縁部材、１１ｂ  第２の絶縁部材、１５  連結ステータコア、
２１  画像取込部、２２  ２値化処理部、２３  エッジ抽出部、
２４  積分グラフ作成部、２５  直線性算出部、２６  不良位置特定部、
２７  整列性定量化部、２８  良否判定部、２９  制御部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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