使用AI的筐型转子的缺陷检测装置的制作方法

本发明涉及能够推测有存在于构成筐型转子的导体棒的可能性的气孔、断条(以下称为“缺陷”)的状态(有无缺陷、规模或者位置)，并报告其推测结果的使用ai的筐型转子的缺陷检测装置。

背景技术：

1、在电动汽车、工程机械的驱动部中利用的感应电动机中，利用由转子铁芯、使铝、铜等电气良导性金属材料的熔融金属流入在该转子铁芯的外周面附近贯通的多个孔而成的导体棒、以及在转子铁芯的两端部连结所有导体棒的一对端环构成的筐形转子。

2、而且，在筐形转子的导体棒、端环的一部分中发生的缺陷以及在导体棒和端环的连接部中发生的连接不良有时大幅影响感应电动机的性能、寿命，所以需要检查这些缺陷、连接不良，关于端环、导体棒和端环的连接部，由于向转子铁芯的外部露出而比较易于检查。

3、但是，关于导体棒，在熔融金属流入时卷入空气，在原样地固化的情况下，有时在内部产生缺陷。而且，如果该缺陷接近断条，则影响感应电动机的性能，即便是气孔，根据规模、形状，也有时影响感应电动机的性能、寿命，而且使寿命变短的程度的气孔由于在当初的试验中难以被发现，所以成为会生产出质量差的感应电动机的原因。

4、特别是，在转子铁芯的贯通孔为不在外周面开口的闭锁狭槽的情况下，由于无法从外部视觉辨认导体棒，所以作业人员无法目视检查缺陷，也无法使用测试机等来测量各导体棒的电阻。

5、为了解决这样的课题，在专利文献1(日本特开平9-37527号公报)中，记载了具有缠绕有连接着交流电源(48)的第1线圈(42)的铁芯(46)和缠绕有连接着处理装置(52)的第2线圈(44)的铁芯(50)，在铁芯(46)以及铁芯(50)分别设置有能够与筐形转子(12)的转子铁芯(18)对置的一对突齿(54)以及突齿(56)的缺陷检测装置(40)(特别是参照段落0022以及图4)。

6、在该缺陷检测装置(40)中，通过第1线圈(42)形成的交变磁通在检查对象的导体棒(22)中感应的二次电流在该导体棒(22)的周围形成感应交变磁通，被感应交变磁通感应而在第2线圈(44)中产生微小的交流电动势，用处理装置(52)检测该交流电动势，与周边贯通孔(20)的结构无关地，能够正确地判定筐形转子(12)有无电缺陷(特别参照段落0023～0026)。

7、但是，根据专利文献1记载的发明，虽然能够判定在导体棒(22)中有无电缺陷(断条)，但无法推测有无气孔、规模以及位置，如段落0025以及图3所示，在检查对象的导体棒(22)有多个且在其内的1个中有电缺陷的情况下，与检查对象的导体棒(22)完全没有缺陷的情况下的检测信号相比，仅振幅变小，所以在判定中需要熟练人员。

8、现有技术文献

9、专利文献

10、专利文献1：日本特开平9-37527号公报(专利第3608846号公报)

技术实现思路

1、本发明解决这样的问题，第1课题在于，提供筐型转子的缺陷检测装置，该筐型转子的缺陷检测装置无需依赖熟练人员而使用ai容易并且可靠地推测并报告有无无法通过外观检查、测试机等进行检查的有存在于形成于闭锁狭槽的导体棒的内部的可能性的断条或者气孔(以下称为“缺陷”)。

2、另外，在筐型转子的缺陷检测装置中，第2课题在于，能够推测并报告缺陷的规模，第3课题在于，关于缺陷的位置也能够推测并报告。

3、用于解决上述课题的权利要求1所涉及的发明提供筐型转子的缺陷检测装置，用于推测并报告存在于筐型转子的导体棒的缺陷，其特征在于，所述筐型转子的缺陷检测装置具备：

4、变动磁场产生单元，由能够跨越所述筐型转子的1个导体棒地配置的コ字状的第1铁芯、卷绕到该第1铁芯的第1线圈以及与该第1线圈连接的交流电源构成；

5、检测单元，由能够跨越所述筐型转子的1个导体棒地配置的コ字状的第2铁芯、卷绕到该第2铁芯的第2线圈以及检测在该第2线圈中感应的电流值或者电压值的仪表构成；

6、转子模型数据输出单元，关于所述筐型转子，制作存在于1个导体棒的缺陷不同的大量的转子模型，输出与该大量的转子模型有关的构造数据；

7、转子模型解析单元，具有数值解析单元，该数值解析单元接受从所述转子模型数据输出单元输出的所述构造数据以及交流电源数据，在跨越各转子模型的1个导体棒而配置所述第1铁芯和所述第2铁芯并对所述第1线圈施加了预定的交流的情况下，对在所述第2线圈中感应的电流值或者电压值进行数值解析，所述转子模型解析单元将确定成为数值解析的对象的转子模型的确定信息以及通过关于该转子模型进行的数值解析得到的数值解析数据作为学习数据输出；

8、神经网络，接受在对所述第1线圈施加预定的交流时由所述检测单元检测出的时序的电流值数据或者电压值数据而进行逆解析，输出有无缺陷推测信息；以及

9、缺陷信息报告单元，根据从所述神经网络输出的所述有无缺陷推测信息，报告有无存在于所述筐型转子的导体棒的缺陷，

10、所述神经网络被预先提供从所述转子模型解析单元输出的关于所述大量的转子模型的学习数据，并通过自主学习而被最佳化。

11、用于解决上述课题的权利要求2所涉及的发明在权利要求1所涉及的发明的缺陷检测装置中，其特征在于，

12、所述神经网络代替有无缺陷推测信息而输出缺陷规模推测信息，

13、所述缺陷信息报告单元根据所述缺陷规模推测信息，报告存在于所述筐型转子的导体棒的缺陷的规模。

14、用于解决上述课题的权利要求3所涉及的发明在权利要求1所涉及的发明的缺陷检测装置中，其特征在于，

15、所述变动磁场产生单元配置于所述筐型转子的一端侧，

16、将所述检测单元依次配置到在从所述筐型转子的另一端到配置有所述变动磁场产生单元的部位之间设定的多个部位，

17、在所述数值解析单元中，在将所述第2铁芯依次配置到在从各转子模型的另一端到配置有所述第1铁芯的部位之间设定的多个部位并在对所述第1线圈施加了预定的交流的情况下，对在所述第2线圈中感应的电流值或者电压值进行数值解析，

18、所述确定信息是确定作为数值解析的对象且将所述第2铁芯依次配置到所述多个部位的转子模型的信息，

19、所述神经网络接受所述时序的电流值数据或者电压值数据以及所述检测单元的配置位置数据而进行逆解析，输出有无缺陷推测信息以及缺陷位置推测信息，

20、所述缺陷信息报告单元根据从所述神经网络输出的所述有无缺陷推测信息以及缺陷位置推测信息，报告有无存在于所述筐型转子的导体棒的缺陷以及位置。

21、权利要求1所涉及的筐型转子的缺陷检测装置通过将在对变动磁场产生单元施加预定的交流时由检测单元检测出的时序的电流值数据或者电压值数据输入到神经网络而进行逆解析，输出有无缺陷推测信息，具备根据输出的有无缺陷推测信息，报告有无存在于筐型转子的导体棒的缺陷的缺陷信息报告单元，并且神经网络被预先提供从转子模型解析单元输出的关于大量的转子模型的学习数据，并通过自主学习而被最佳化，所以无需熟练人员而能够使用ai容易并且可靠地推测并报告有无无法通过外观检查、测试机等进行检查的有存在于形成于闭锁狭槽的导体棒的内部的可能性的缺陷。

22、因此，能够在装配感应电动机之前事先推测并报告由于导体棒的缺陷引起的感应电动机的性能降低，所以能够预防筐型转子的性能降低，能够提高产品质量，并且能够抑制发生各种故障。

23、权利要求2所涉及的筐型转子的缺陷检测装置除了权利要求1所涉及的发明起到的上述效果以外，神经网络代替有无缺陷推测信息而输出缺陷规模推测信息，缺陷信息报告单元根据缺陷规模推测信息报告缺陷的规模，所以能够推测并报告存在于筐型转子的导体棒的缺陷的规模。

24、权利要求3所涉及的筐型转子的缺陷检测装置除了权利要求1所涉及的发明起到的上述效果以外，神经网络输出有无缺陷推测信息以及缺陷位置推测信息，缺陷信息报告单元根据有无缺陷推测信息以及缺陷位置推测信息报告有无缺陷以及位置，所以关于存在于筐型转子的导体棒的缺陷的位置也能够推测并报告。