JP2001035629A - 端子圧着状態判別方法および装置並びに加締め型の摩耗状態検出方法 - Google Patents
端子圧着状態判別方法および装置並びに加締め型の摩耗状態検出方法Info
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Abstract
を安定して検出するとともに細かな不良まで確実に検出
する。 【解決手段】 圧着不良検出装置により、端子圧着装置
で生じる荷重や変位の特性値の特性波形(図5(A) )を
サンプリングする。特性波形の特性値の増分の波形(図
5(B) )を求める。増分の波形から特異点としてA点、
B点、C点、D点を求める。A−B間、B−C間、C−
D間の分割領域毎に特性波形に基づいて圧着不良の判定
を行う。各分割領域毎にしきい値を設定する。基準波形
と特性波形の差の基準波形に対する割合を求める。割合
がしきい値を越える度合で良否の判定を行う。新品の加
締め型による基準波形を記憶しておき、生産時の基準波
形と比較して加締め型の摩耗状態を検出する。複数の圧
着不良検出装置でネットワークシステムを構成する。基
準波形の管理および授受を可能にする。
Description
を構成する端子付電線をつくる端子圧着装置に係わり、
該端子圧着装置で圧着された端子の圧着状態を判別する
端子圧着状態判別方法および装置、並びに端子圧着装置
の加締め型の摩耗状態を検出する加締め型の摩耗状態検
出装置に関する。
線は端子の加締め足部を電線の芯線に加締めることで圧
着されるが、この圧着工程で圧着不良が生じることがあ
る。そこで、圧着された端子の圧着不良を検出する圧着
不良検出装置が用いられている。この装置は、例えば圧
着過程の荷重値等の特性値を時系列にサンプリングして
特性波形を求め、この特性波形と、良品について予め求
められた特性波形である基準波形とを比較することで良
否を判定している。これは、例えば図21に示したよう
に正常圧着時と不良圧着時とで特性値(荷重値)の変化
の仕方が異なること、すなわち基準波形と特性波形とで
波形が異なることにより良否の判定ができるというもの
である。
程度により基準波形と特性波形との波形の違いの程度に
も差がある。例えば、図22(A) のように電線の芯線の
部分が皮剥きされておらずに絶縁被覆部が加締め足部で
加締められた場合は、図22(B) のように基準波形と特
性波形の差が大きくなる。また、図23(A) のように芯
線が皮剥き開始位置で切断された状態で加締め足部が加
締められた場合も、図23(B) のように基準波形と特性
波形の差が大きくなる。このような重欠陥不良では良否
の判定が容易であるが、図24(A) のように芯線が例え
ば1本欠落しているなど芯線不足のような不良の場合で
は、図24(B) のように基準波形と特性波形の差が小さ
くなり、良品と区別がつきにくいものがある。
波形で構成される領域の面積を求め、基準波形で構成さ
れる領域の面積と比較する方法などがあるが、この方法
では面積差が大きく出る重欠陥不良は検出されやすい
が、特性波形の高さが圧着初期は基準波形より高く後期
は低く出るような不良時には面積差が出にくく不良が検
出されないという不具合もあった。
較に使用する領域を制限したり、波形をいくつかの領域
に分割したりして工夫していた。これにより、検出能力
は少し向上するが、ある程度の限界があった。また、こ
の領域の制限や分割の仕方などの判定条件の設定は経験
から導き出された例が多く、設定する人の職能の程度に
大きく左右される性格のものである。さらに、このよう
な設定の仕方は、端子の種類や電線サイズ(種類)との
組合せによっても異なる。
は試行錯誤で探し出しており、例えば、ある基準値を決
めておき、不良状態で圧着してそれを検出できるかどう
かを見ながら調整する。また、別の不良状態や良品を圧
着しながら修正する、という具合であり、かなりの手間
と熟練を要する。このことは、検出能力にバラツキが存
在することと、判定条件の設定の困難さを意味してい
る。また、生産効率を考慮して、設定を容易にするため
に領域の制限や分割の仕方を一律で決めたり、判定基準
を緩めることもあるが、検出能力の向上が望めなくな
る。
いは圧着状態判別方法では、細かな不良まで確実に検出
できる決めてに欠けており、実際の工程での運用は、重
欠陥不良の検出に重点を置いて使用されることが多かっ
た。このため、端子の圧着状態の良好な製品を効率よく
製造するのが困難であった。
を芯線に加締めるための加締め型(クリンパとアンビ
ル)の設計は設計基準に基づき行われるが、その評価は
圧着結果としての機械的特性評価および電気的特性評価
が主流を占めている。圧着過程の端子と電線の変形挙動
は図面上で再現しにくく、動的な評価はほとんど行われ
なかった。加締め型の磨耗が大きくなると、一般に背バ
リが大きくなり、ある程度を超えると加締め部にクラッ
クが生じ、電気的・機械的特性を損なうことが知られて
いる。
ことは困難であり、TPM(技術的パフォーマンス測
定)管理としてカウンターによる圧着数把握や、圧着部
のバリの大きさにより判断していた。しかし、圧着数と
磨耗の関係は、端子の種類や電線サイズとの組合せ等に
より一様ではなく、それだけでは単独に機能しにくい。
また、背バリの大きさもどこまでが許容できるのか明確
な基準が設定できにくく、圧着部をカットし、断面の顕
微鏡観察等により、クロックラックの有無を調べてい
た。この方法は手間がかかり、リアルタイムの判定はで
きなかった。
に実際の圧着過程から特性波形をサンプリングして、良
否判定用の基準波形として用い、そのロットの生産が終
わった時点で、基準波形は不要となり、次の生産の新た
な基準波形に置き換えられていた。つまり、圧着不良検
出装置は、生産途中の突発異常による加締め型へのダメ
ージは検出できるが、型の異常に気付かず基準波形を採
って生産すると、不良が流出する危険が伴う。
を安定して検出するとともに細かな不良まで確実に検出
し、また、加締め型の磨耗状態を効率よく、かつ、確実
に把握することで、端子の圧着状態の良好な製品を効率
よく製造できるようにすることを課題とする。
判別方法は、端子圧着装置で電線の芯線に端子を圧着す
る圧着過程で得られる特性値の特性波形に基づいて、該
端子の圧着状態を判別する端子圧着状態判別方法におい
て、正常に圧着されたときの前記特性波形から基準波形
を求めるとともに、該基準波形の増分値から該基準波形
の特異点を求め、該基準波形を該特異点で分割し、該分
割した領域で前記圧着過程で得られる特性値の特性波形
に基づいて端子の圧着状態を判別することを特徴とす
る。
形する過程で力が上昇から下降に代わる点、端子が芯線
に触れ始めて力が上昇に代わる点、芯線を加締める過程
において力が上昇から下降に代わる点、力が加えられな
くなる点など、荷重値や端子圧着装置の構成部品の変形
量などの特性値の変化に特徴があり、これが特性波形上
で特異点として現れることが判った。この特異点は基準
波形の増分値から求めることができる。
の細分化された一連の過程に対応するので、請求項1の
ように、この分割された領域で特性波形に基づいて端子
の圧着状態の判別を行うことにより、端子の圧着状態の
良否の判別を安定して行うことができ、細かな圧着不良
まで検出できる。
圧着装置で電線の芯線に端子を圧着する圧着過程で得ら
れる特性値の特性波形に基づいて、該端子の圧着状態を
判別する端子圧着状態判別方法において、正常に圧着さ
れたときの前記特性波形から基準波形を求めるととも
に、該基準波形の増分値から該基準波形の特異点を求
め、該基準波形のうち、前記特異点から検出される特性
値のピーク近傍より前半の領域で、前記圧着過程で得ら
れる特性値の特性波形に基づいて端子の圧着状態を判別
することを特徴とする。
ば、圧着状態を判別するための特性波形を求める際に、
特性値のピーク近傍より前半の領域差異だけを求めれば
よいので、全特性波形を求める場合よりも、特性値のサ
ンプリング点の分解能を高くすることができ、判別精度
が高まる。
項1の構成を備え、前記基準波形と前記圧着過程で得ら
れる特性値の特性波形との差を該基準波形の割合で捉
え、該割合を前記分割した領域に予め設定されたしきい
値と比較して端子の圧着状態を判別することを特徴とす
る。
ば、請求項1と同様な作用効果が得られるとともに、特
性波形と基準波形の比較に、特性値の特性波形との差の
基準波形に対する割合を用いるので、判定基準となるし
きい値の値を分割した領域内で一定の値とすることがで
き、演算等が容易になる。
項3の構成を備え、前記分割した領域についての前記割
合が前記しきい値を超過する程度に基づいて端子の圧着
状態を判別することを特徴とする。
ば、請求項3と同様な作用効果が得られるとともに、特
性値の特性波形との差の基準波形に対する割合がしきい
値を超過する程度で判別するので、特性値のノイズ等に
よる検出誤り等を防止でき安定した判別を行うことがで
きる。
項3または4の構成を備え、コンピュータで判定基準設
定用プログラムと端子圧着状態判別プログラムとを実行
し、前記判定基準設定用プログラムの実行により前記基
準波形および前記しきい値を設定するとともに、前記端
子圧着状態判別プログラムの実行により、前記設定され
た基準波形およびしきい値に基づいて端子の圧着状態を
判別することを特徴とする。
ば、請求項3または4と同様な作用効果が得られるとと
もに、端子圧着状態判別装置としてコンピュータを利用
し、判定基準設定用プログラムと端子圧着状態判別プロ
グラムとを実行することで、基準波形およびしきい値の
設定作業、圧着工程での圧着不良検出等の作業性が向上
する。
圧着装置で電線の芯線に端子を圧着する圧着過程で得ら
れる特性値の特性波形に基づいて、該端子の圧着状態を
判別する端子圧着状態判別装置において、正常に圧着さ
れたときの前記特性波形から求めた基準波形の増分値か
ら該基準波形の特異点を求める特異点検出手段と、該基
準波形を該特異点で分割し、該分割した領域で前記圧着
過程で得られる特性値の特性波形に基づいて端子の圧着
状態を判別する判別手段と、を備えたことを特徴とし、
この請求項6の端子圧着状態判別装置によれば、請求項
1と同様な作用効果が得られる。
圧着装置で電線の芯線に端子を圧着する圧着過程で得ら
れる特性値の特性波形に基づいて、該端子の圧着状態を
判別する端子圧着状態判別装置において、正常に圧着さ
れたときの前記特性波形から求めた基準波形を増分値か
ら該基準波形の特異点を求める特異点検出手段と、該基
準波形のうち、前記特異点から検出される特性値のピー
ク近傍より前半の領域で、前記圧着過程で得られる特性
値の特性波形に基づいて端子の圧着状態を判別する判別
手段と、を備えたことを特徴とし、この請求項7の端子
圧着状態判別装置によれば、請求項2と同様な作用効果
が得られる。する。
項6の構成を備え、前記判別手段は、前記基準波形と前
記圧着過程で得られる特性値の特性波形との差を該基準
波形の割合で捉え、該割合を前記分割した領域に予め設
定されたしきい値と比較して端子の圧着状態を判別する
ことを特徴とし、この請求項8の端子圧着状態判別装置
によれば、請求項6および請求項3と同様な作用効果が
得られる。
項8の構成を備え、前記判別手段は、前記分割した領域
についての前記割合が前記しきい値を超過する程度に基
づいて端子の圧着状態を判別することを特徴とし、この
請求項9の端子圧着状態判別装置によれば、請求項8お
よび請求項4と同様な作用効果が得られる。
は、端子圧着装置で正常な加締め型を用いて電線の芯線
に端子を圧着する圧着過程で得られる特性値の基準波形
を求めて該基準波形を記憶しておき、前記端子圧着装置
で正常に圧着されたときの特性波形と前記記憶しておい
た基準波形とを比較することにより、前記加締め型の摩
耗状態を検出するようにしたことを特徴とする。
子圧着装置で正常に圧着されたときの特性波形から基準
波形を前もって設定しておき、圧着工程で得られる特性
波形と基準波形を比較して圧着不良を検出する。しか
し、端子圧着装置の加締め型が摩耗すると新たに設定し
た基準波形も変化してくる。したがって、請求項10の
加締め型の摩耗状態検出方法によれば、加締め型の摩耗
状態は時には端子圧着装置で正常に圧着されたときの特
性波形が記憶しておいた基準波形からずれるので、加締
め型の摩耗状態を検出することができ、異常発生前に型
の交換が可能になる。
は、複数の端子圧着装置の各々に圧着不良検出装置を設
けるとともに、該各々の圧着不良検出装置とコンピュー
タによりネットワークを形成し、前記各々の圧着不良検
出装置に請求項10の加締め型の摩擦状態検出方法を適
用し、各圧着不良検出装置にそれぞれ記憶されている前
記基準波形を前記コンピュータにより管理することによ
り、各圧着不良検出装置で他の圧着不良検出装置の基準
波形を参照できるようにし、各圧着不良検出装置におい
て前記参照した基準波形と前記記憶している基準波形と
を比較することにより加締め型の摩耗状態を検出するよ
うにしたことを特徴とする。
によれば、複数の端子圧着装置間で基準波形の授受が可
能となり、生産側では、現在の基準波形の可否を知るこ
とができ、加締め型の摩耗状態を検出することができ、
異常発生前に型の交換が可能になる。さらに、コンピュ
ータ側では例えば基準波形の詳細な分析が可能となる。
実施形態について説明する。図1は本発明を適用した端
子圧着装置の正面図、図2は同端子圧着装置の側面図で
ある。図において、1は端子圧着装置Aのケーシングで
あって、基板2とその両側の側板3,3とから成り、両
側板3,3の上部後方には減速機5を備えたサーボモー
タ4が固定されている。減速機5の出力軸6には偏心ピ
ン(クランク軸)8を有する円板7が軸装され、偏心ピ
ン8にはスライドブロック9が枢着されている。スライ
ドブロック9の上面および下面はラム11に取付けられ
た受座10および10′間に摺動自在に装着されてお
り、円板7に回転によりスライドブロック9は受座1
0,10′間を左右方向にスライドするとともにラム1
1が上下方向に移動する。このラム11は両側板3,3
の内面に設けたラムガイド12,12に上下摺動自在に
装着されており、円板7、スライドブロック9、受座1
0,10′、ラム11およびラムガイド12がピストン
−クランク機構を構成している。
該係合凹部13にはクリンパ14を取付けたクリンパホ
ルダ15の係合凸部16が着脱自在に装着され、クリン
パ14の直下にはこれと対向してアンビル17が基板2
上のアンビル取付台24に固定されている。図3に示し
たように、ラム11には水平方向に切欠き部11aが形
成され、このラム11に加わる荷重に応じて、下ブロッ
ク11Aは連結部11Cの弾性により上ブロック11B
に対して荷重に応じた量だけ上下方向(図の矢印の方
向)に変動する。また、上ブロック11Bに固定された
位置検出装置100のプローブ100aが下ブロック1
1Aの上面11A−1に当接されており、この位置検出
装置100は圧着不良検出装置Bに接続されている。そ
して、位置検出装置100の出力により圧着不良検出装
置Bで下ブロック11Aの上下方向の変位量(すなわち
ラム11の変形量)が検出され、この検出された変位量
が、圧着過程での特性値として処理される。
端子供給装置であり、図示しない連鎖状端子を支持する
端子ガイド19、端子押さえ20、先端に端子送り爪2
1を有する端子送りアーム22および該アーム22を進
退させる揺動リンク23等を備え、揺動リンク23は前
記ラム11の降下、上昇に合わせて前後に揺動し、端子
送り爪21により端子(図示せず)を一個ずつアンビル
17上に送り込むようになっている。また、アンビル1
7はアンビル取付台24のハンドル25の操作によりク
リンパ14に対する位置調整や撤去、交換等を容易にで
きるようになっている。
ストン−クランク機構によりラム11、即ちクリンパ1
4を降下および上昇させるものであり、該モータ4の駆
動を制御するドライバ32に接続されている。そして、
クリンパ14の下降および上昇により、このクリンパ1
4とアンビル17との間に配置された、端子および電線
の圧着が行われる。なお、ドライバ32には基準データ
入力部33が接続されて、端子規格(又はサイズ)、対
応する電線サイズ、クリンプハイトおよびサーボモータ
4にかかる負荷(電流)などの基準データを入力するよ
うになっている。また、サーボモータ4の図示しない出
力軸にはエンコーダ31が付設されており、その回転数
に基いてクリンパ14の位置を検出してドライバ32に
フィードバックしている。
Bのブロック図であり、圧着不良検出装置Bは位置検出
装置100の出力を増幅するアンプ41、アンプ41か
ら出力されるアナログ電圧信号をデジタルの電圧データ
に変換するA/D変換器42、入力部43、CPU4
4、ROM45、RAM46、表示部47および通信イ
ンターフェース48を備えており、入力部43、CPU
44、ROM45、RAM46、表示部47および通信
インターフェース48はマイクロコンピュータを構成し
ている。CPU44はROM45に格納された制御プロ
グラムに基づいてRAM46のワーキングエリアを使用
して制御を行う。具体的には、A/D変換器42で得ら
れる位置検出装置100による変位量のデータを特性値
としてサンプリングする。また、CPU44は、サンプ
リングした特性値に基づいて演算を行い、基準波形の生
成処理、基準波形の特異点の検出処理、しきい値(しき
い線の値)および許容限度の入力処理、圧着不良の検出
処理、加締め型(クリンパ14とアンビル17)の摩耗
状態の検出処理等を行い、検出結果を表示部47に表示
する。
よる変位量のデータである特性値が得られ、例えば図5
(A) に示したような特性波形が得られる。この図5(A)
の特性波形は正常に圧着されたときの特性波形であり、
このように正常に圧着されたときの特性波形を複数求め
て所定のフォーマットでRAM46に記憶しておく。な
お、A/D変換器42は所定の変換サイクルでデジタル
データが確定する毎にそのデータを出力するので、CP
U44は、例えばこのデータの出力タイミングをタイム
ベースとして特性値を時系列にサンプリングすることが
でき、特性波形のデータを時系列なデータとしてRAM
46に記憶しておくことができる。そして、圧着状態が
正常であった複数の特性波形のデータの平均等により基
準波形のデータをRAM46内に生成する。なお、以下
の説明では図5(A) の特性波形を基準波形として説明す
る。また、「特性波形」という用語は正常に圧着された
場合と正常に圧着されなかった場合の何れの場合にも使
用し、「基準波形」という用語は正常に圧着された場合
の特性波形から得た波形について使用する。
CPU44は、この基準波形のデータから特性値の単位
時間当たりの増分値を求め、図5(B) のような増分値の
波形のデータを得る。次に、この増分値の波形のデータ
から極値やゼロクロス点となる位置(時間軸上の位置)
を検出し、この位置を端子圧着過程におけるいくつかの
特別な点となるA点、B点、C点、D点を特異点とす
る。なお、増分値の極値となる位置は上記4点以外にも
あるが、上記の4点は、圧着過程の1サイクル中での以
下のような特別な点であり予め大まかな位置が既知であ
るので、上記4点を抽出することができる。
の加締め足部50および芯線60の圧着過程の断面図で
ある。なお、見やすくするために斜線を一部省略してあ
る。同図(A) 〜(D) は上記4つの特異点における状態を
示し、同図(E) は圧着開始直前の状態を示している。4
つの特異点は以下のような点である。 A点:図6(A) のように加締め足部50がクリンパ14
上部のアール(曲面部分)により変形する過程におい
て、力が上昇から下降に代わる点。 B点:図6(B) のように加締め足部50が芯線60に触
れ始め、力が上昇に代わる点。 C点:図6(C) のように加締め足部50により芯線60
を加締める過程において、力が上昇から下降に代わる
点。 D点:図6(D) のように加締め足部50により芯線60
が完全に加締められて特性値がピークになる点。
形のデータも、特性波形のデータと同様なタイムベース
によりに時系列なデータとして扱うことができることは
いうまでもない。また、上記特異点の位置もこれらの時
系列なデータに対応付けてタイミングのデータとして記
憶しておくことができる。
し、A−B間、B−C間、C−D間を分割領域として設
定し、この分割領域毎に特性波形に基づいて圧着不良の
判定を行う。このように分割領域毎に判定を行うとそれ
ぞれの分割領域での特性波形の状態により、正常圧着
(良品)と異常圧着(不良品)が判別し易くなる。例え
ば、絶縁被覆部を噛み込むような異常圧着(絶縁噛み)
の場合は、図7(A) に示したようにA−B間とB−C間
で特性波形は基準波形より高く、C−D間では特性波形
は基準波形より低くなる。また、これとは対照的に、芯
線が絶縁皮剥き位置で切断されていたり切断芯線が少な
い異常圧着(芯線切れ)の場合は、図7(B)に示したよ
うにA−B間では特性波形と基準波形には差が無く、B
−C間とC−D間では特性波形は基準波形より低くな
る。このように、特異点で分割した分割領域で特性波形
を調べれば、各不良の特徴が顕著に現れ、圧着不良の検
出能力が高まる。なお、図7に示したようにD点に代え
て機械的に予め判っている下死点を使ってもよいが、以
下の例ではD点を特異点とした場合について説明する。
割領域毎に特性波形に基づいて圧着不良の判定を行うこ
とは、請求項2に対応して特性値のピーク(D点)近傍
より前半の波形に基づいて圧着不良の判定を行うことに
なる。このため、圧着過程での特性値はこの前半(A−
D間)だけサンプリングすればよいので、例えば、ラム
46に設定された特性値の記憶領域の容量が一定(すな
わちサンプリング可能なポイント数が一定)とすると、
全特性波形にわたって特性値をサンプリングする場合よ
りも、細かくサンプリングすることができる。したがっ
て、判定精度を高めることができる。また、逆に、サン
プリングの間隔が固定であれば、全特性波形にわたって
特性値をサンプリングする場合よりも少ない記憶容量で
よい。
として、各分割領域での圧着不良の検出方法について説
明する。まず、検出した特性値の各サンプリング点につ
いて、その特性値と基準波形における同じサンプリング
点の特性値との差を求め、この差のそのサンプリング点
の基準波形の特性値に対する第1の割合を演算する。な
お、基準波形の特性値の方が特性波形の特性値より大き
ければ、この第1の割合は負の値となるので、この第1
の割合を±のパーセンテージで表現する。こうして各サ
ンプリング点毎に得られた第1の割合を一旦RAM46
に記憶する。
に対するしきい線が設定されており、各分割領域におい
て第1の割合の絶対値がしきい線で示すしきい値の絶対
値を越えるか否かを判定する。そして、各分割領域にお
いてつぎのような処理を行う。第1の割合の絶対値がし
きい値の絶対値を越えるようなサンプリング点(以後、
「異常候補点」という。)の数を求める。一方、分割領
域内の全サンプリング点の数は分割領域を決定したとき
に決まるので、分割領域内の上記異常候補点の数と分割
領域内の全サンプリング点の数の割合(以後、「第2の
割合」という。)を求める。次に、この第2の割合と当
該分割領域に予め設定されている許容限度(パーセンテ
ージのしきい値で、例えば50%とする。)とを比較す
る。そして、全分割領域について、第2の割合が許容限
度を越える領域が一つでもあれば、圧着不良と判定す
る。上記しきい線のしきい値は、各種不良による割合波
形の現れ方と上記許容度との兼ね合いにより決定する。
なお、各しきい線の値が請求項における「しきい値」に
対応している。
での判定基準となるしきい線の設定について説明する。
特性波形の各サンプリング点における前記第1の割合の
時系列データにより、図8〜図12のような第1の割合
に対応する波形が得られる。図8は良品についての波
形、図9は1/3の絶縁噛みの不良の場合の波形、図1
0は1/2の絶縁噛みの不良の場合の波形、図11は1
/7本の芯線切れの不良の場合の波形、図12は1/3
の芯線引込みの不良の場合の波形をそれぞれ示してい
る。このような割合の波形はプラス側とマイナス側に現
れるが、不良の場合には、A−B間では図9,図10の
ように主にプラス側に振れ、B−C間では、図9,図1
0のようにプラス側に振れる場合と、図11,図12の
ようにマイナス側に振れる場合がある。さらに、C−D
間では、図10,図12のように主にマイナス側に振れ
る。
しきい線を設定し、分割領域B−C間は上側と下側に
しきい線,′を設定し、分割領域C−D間は下側に
しきい線を設定する。このしきい線,,′,
の4箇所を監視すれば、ほぼ全ての種類の不良が高い精
度で検出できる。また、はずれ方の組合せで不良の内容
や原因の絞り込みができる。なお、上記のような割合の
波形を以後「割合波形」という。
は、例えば次のような方法がある。圧着不良検出装置B
で制御プログラムを実行し、一種類の圧着不良について
複数回のサンプリングを行って割合波形を一つのグラフ
に重ねてプリントアウトする。これを良品と前記のよう
な各種の圧着不良について行い、例えば図16のような
プリント結果を得る。図16(A) は3本の良品の端子の
割合波形の例、図16(B) は3本の絶縁噛み端子の割合
波形の例、図16(C) は3本の芯線切れ端子の割合波形
(C) をそれぞれ示しているが、この割合波形は図16以
外のものもサンプル取りする。そして、許容度(例えば
50%)を考慮しながら各プリントアウトされたグラフ
を見比べることにより、各分割領域のしきい値を決め
る。なお、このようなしきい線を決める処理は、割合波
形のデータに対して統計処理等を行うことで、演算によ
り自動的に設定することもできる。
フの特徴と、特異点の出方を知ることにより、端子の加
締め足部や加締め型の設計の良否や、お互いの適合具合
を評価することができる。例えば、図5(B) に示したよ
うに、好ましい状態は、A、B、C点が明確に現れ、波
形もなめらかである。一方、加締め足部や加締め型が好
ましくない場合は、例えば図13に示したように、A、
B点付近で山谷の数が多く出ている。
で実行される実施形態の制御プログラムのフローチャー
トであり、図14は判定基準設定用プログラムのフロー
チャート、図15は端子圧着状態判別プログラムのフロ
ーチャートである。圧着不良検出装置Bは、図示しない
メインフローのプログラムの実行により使用者が動作モ
ードを選択できるようになっており、圧着作業(生産)
の前段階の動作モードとしての判定基準設定モードが選
択されると判定基準設定用プログラムが実行され、圧着
作業時の動作モードとして端子圧着状態判別モードが選
択されると端子圧着状態判別プログラムが実行される。
が起動されると、ステップS11で基準波形の取込み処
理を行う。この基準波形の取込み処理では、複数の良品
を圧着して、各々の特性波形から各サンプリング点にお
ける特性値の平均等により基準波形のデータを求めてR
AM46に記憶する。次に、ステップS12で、所定の
状態(代表的な不良状態または良状態のうち選択した一
つの状態)で圧着を実行するとともに、そのときの特性
値をサンプリングして特性波形のデータをRAM46に
記憶する。次に、ステップS13で、サンプリングした
特性値と基準波形の特性値との差(同じサンプリング
点)の基準波形の特性値に対する割合(第1の割合)を
演算し、割合波形のデータをRAM46に記憶する。
態についての上記同様な割合波形のサンプリングを続行
するか否かを判定し、入力部43で続行の入力操作があ
ればステップS12に戻り、終了の入力操作があればス
テップS15に進む。ステップS15では、現在の圧着
状態についてサンプル取りした割合波形を同一グラフ上
にプリントアウトする。次に、ステップS16で別の圧
着状態について上記同様な割合波形のサンプリングを続
行するか否かを判定し、続行の入力操作があればステッ
プS12に戻り、終了の入力操作があれば処理を終了す
る。
良状態について、それぞれ複数の割合波形をプリントア
ウトした結果が得られ、これらの割合波形から前述のよ
うにしきい線および許容度の決定を行う。
ムが起動されると、ステップS21で、基準波形の設定
処理を行う。この基準波形の設定処理では、判定基準設
定用プログラムのステップS11の基準波形の取込み処
理でRAM46に記憶した基準波形のデータを判定処理
用として設定する。次に、ステップS22で、前記のよ
うに決定したしきい線のしきい値および許容度を判定基
準としてオペレータが入力するための入力処理を行う。
とともにそのときの特性値をサンプリングしてRAM4
6に記憶し、ステップS24で前記のように基準波形と
特性波形および特異点等に基づいて圧着の良否の判定を
行い、不良(NG)の場合はステップS25で不良品発
生の信号を出力してステップS26で特性波形と判定結
果を表示する。なお、不良品発生の信号は例えば図示し
ない装置により警報を発生する場合等に用いる。良品
(OK)の場合はそのままステップS26で特性波形と
判定結果を表示する。そして、ステップS27で、圧着
を続行するか否かを判定し、続行の入力操作があればス
テップS23に戻り、終了の入力操作があれば処理を終
了する。
と端子圧着状態判別プログラムとを備えているので、判
定基準の設定作業も容易になり、圧着状態の良否の判別
を安定して検出することができる。
信インターフェース48を用いてネットワークシステム
を構成することもできる。例えば図17のように、複数
の端子圧着装置Aのそれぞれに備えられた複数の圧着不
良検出装置BをネットワークNを介してパーソナルコン
ピュータCに接続する。各圧着不良検出装置Bで設定し
た基準波形のデータをパーソナルコンピュータCに転送
し、パーソナルコンピュータCに内蔵されたハードディ
スク等に各基準波形のデータを記憶しておく。そして、
このパーソナルコンピュータCで各圧着不良検出装置B
における基準波形を管理する。
応する端子圧着装置の加締め型(クリンパ14やアンビ
ル17)の摩耗具合を判定することもできる。すなわ
ち、加締め型を新品の部品と交換したときに、複数の良
品の圧着によって前記のように基準波形を求めておき、
この基準波形のデータをネットワークNを介してパーソ
ナルコンピュータCに転送しパーソナルコンピュータC
のハードディスクに記憶しておく。そして、圧着不良検
出装置B側では、随時行われる圧着作業の前段階で基準
波形を設定したとき、パーソナルコンピュータC側に前
に記憶しておいた、加締め型が新品の部品のときの基準
波形のデータを読み出し、この読み出した基準波形と現
在設定した基準波形とを比較する。
ることこができる。加締め型が古い場合と新しい場合と
では、例えば図18のように基準波形に差が生じるの
で、両基準波形を表示部47に重ねて表示することによ
り摩耗具合を容易に判定することができ、手間がかから
ずリアルタイムで判定することができる。したがって、
加締め型の磨耗状態を効率よく、かつ、確実に把握する
ことができ、端子の圧着状態の良好な製品を効率よく製
造できる
検出装置B間で基準波形のデータを相互に授受したり、
パーソナルコンピュータCで、生産側(端子圧着装置A
および圧着不良検出装置B側)では、現波形の可否を知
ることができ、管理側(パーソナルコンピュータC側)
では詳細分析が可能となる。したがって、例えば端子の
種類や電線サイズとの組合せ等による、圧着数、摩耗、
バリ、波形の関係を調べ、データベースを構築すること
により、異常発生前に加締め型の交換が可能になる。
て、ラム11の下ブロック11Aの上下方向の変位量す
なわちラム11の変形量を検出するようにしているが、
例えば、図19に示したように、端子圧着装置Aの上下
のフレームであるケーシング1と側板3の間に位置検出
装置100を設けるようにしてもよい。すなわち、端子
を圧着する端子圧着装置は、圧着時の反力を受けてフレ
ームが変形する。その変形量はフレームの構造により剛
性が異なるので端子圧着装置の種類により違いがある。
つまり、変形量が大きい端子圧着装置や小さい端子圧着
装置等が存在する。変形量がほとんどゼロに等しい端子
圧着装置も考えられるが、実用的ではない。つまり、実
用される端子圧着装置は、基本的に変形するので、この
変形量を特性として用いることができる。このことは、
フレームの変形量を測定するだけでなく、実施形態のラ
ムと同様にピストン−クランク機構に切欠き部をつけバ
ネ性を持たせるなどすれば、この検出部を内蔵させるこ
とが可能となる。
変形する過程等を加速度センサで測定し、その測定値で
圧着時の特性波形を取っても良品と不良品を識別するの
に十分なデータを得ることができる。
態のように圧着時のラムやフレーム等の変形量に限ら
ず、圧力(荷重)を特性値としてもよいことはいうまで
もない。例えば、アンビルに加わる圧力、クリンパに加
わる圧力、ラムに加わる圧力などを圧力センサで検出し
て、これを特性値としてするようにしてもよい。
よっては特性値の出方が異なることから増分値の波形も
図5(B) と異なることもあり、例えば図20のような波
形となることもある。この場合でも、特性値のゼロクロ
ス点やピーク点により、図6と同様な圧着過程の1サイ
クル中での特別な点としてA点〜D点を求めることがで
きる。
圧着不良を検出する際に、前記異常候補点の数と分割領
域内の全サンプリング点の数の割合すなわち第2の割合
を求め、この第2の割合が許容限度を越えるか否かで良
不良を検出しているが、これに限らず他の外の方法で良
不良を検出するようにしてもよい。例えば、上記第1の
割合としきい値との差分を求め、その差分をその分割領
域内について加算し、差分の総和を求める。また、その
分割領域内の各サンプリング点での第1の割合を全て加
算して第1の割合の総和を求める。そして、差分の総和
の第1の割合の総和に対する割合を求め、この割合が当
該分割領域に予め設定されている許容限度を越えるか否
かで良不良を検出するようにしてもよい。
実施形態のものに限らず、基準波形から特異点を求め、
この特異点で分割した分割領域で判定を行うものであれ
ばよい。例えば、圧着過程における特性値を、分割領域
内で加算し、その分割領域内での基準波形の特性値の加
算値(予め求めておくことができる。)と、上記圧着過
程における特性値の加算値とを比較し、この加算値のず
れの程度によって良不良を判定するようにしてもよい。
なお、このような方法は、特性波形あるいは基準波形で
囲まれる部分の面積を比較することに相当する。
装置はサーボモータの駆動により端子圧着を行うもので
あるが、本発明はどのような圧着機構であってもよいこ
とはいうまでもない。
の端子圧着状態判別方法または請求項6の端子圧着状態
判別装置によれば、圧着過程の特性値の基準波形の増分
値から該基準波形の特異点を求め、該基準波形を該特異
点で分割し、該分割した領域で特性波形に基づいて端子
の圧着状態を判別するようにしたので、端子の圧着状態
の良否の判別を安定して行うことができ、細かな圧着不
良まで検出できる。したがって、端子の圧着状態の良好
な製品を効率よく製造できる。
求項7の端子圧着状態判別装置によれば、圧着状態を判
別するための特性波形を求める際に、特性値のピーク近
傍より前半の領域差異だけを求めればよいので、全特性
波形を求める場合よりも、特性値のサンプリング点の分
解能を高くすることができ、判別精度が高まる。
求項8の端子圧着状態判別装置によれば、請求項1と同
様な作用効果が得られるとともに、特性波形と基準波形
の比較に、特性値の特性波形との差の基準波形に対する
割合を用いるので、判定基準となるしきい値の値を分割
した領域内で一定の値とすることができ、演算等が容易
になる。
求項9の端子圧着状態判別装置によれば、請求項3と同
様な作用効果が得られるとともに、特性値の特性波形と
の差の基準波形に対する割合がしきい値を超過する程度
で判別するので、特性値のノイズ等による検出誤り等を
防止でき安定した判別を行うことができる。したがっ
て、端子の圧着状態の良好な製品を効率よく製造でき
る。
ば、請求項3または4と同様な作用効果が得られるとと
もに、端子圧着状態判別装置としてコンピュータを利用
し、判定基準設定用プログラムと端子圧着状態判別プロ
グラムとを実行することで、基準波形およびしきい値の
設定作業、圧着工程での圧着不良検出等の作業性が向上
する。したがって、端子の圧着状態の良好な製品を効率
よく製造できる。
によれば、加締め型の摩耗状態は時には端子圧着装置で
正常に圧着されたときの特性波形が記憶しておいた基準
波形からずれるので、加締め型の摩耗状態を検出するこ
とができ、異常発生前に型の交換が可能になる。したが
って、端子の圧着状態の良好な製品を効率よく製造でき
る。
によれば、複数の端子圧着装置間で基準波形の授受が可
能となり、生産側では、現在の基準波形の可否を知るこ
とができ、加締め型の摩耗状態を検出することができ、
異常発生前に型の交換が可能になる。さらに、コンピュ
ータ側では例えば基準波形の詳細な分析が可能となる。
したがって、端子の圧着状態の良好な製品を効率よく製
造できる。
る。
す図である。
ク図である。
び特異点の例を示す図である。
加締め足部および芯線の圧着過程の断面図である。
状態の種類に応じた特性波形との関係の一例を示す図で
ある。
きい線を示す図である。
合の割合波形としきい線を示す図である。
場合の割合波形としきい線を示す図である。
の場合の割合波形としきい線を示す図である。
の場合の割合波形としきい線を示す図である。
ましくない場合の増分値の波形および特異点の例を示す
図である。
のフローチャートである。
ムのフローチャートである。
のプリントアウト結果の一例を示す図である。
パーソナルコンピュータで構成したネットワークシステ
ムの概念図である。
い場合との基準波形の差を示す図である。
変形を特性値として検出する場合の構成の一例を示す図
である。
異点の例を示す図である。
いの例を示す図である。
特性波形の差を示す図である。
特性波形の差を示す図である。
特性波形の差を示す図である。
Claims (11)
- 【請求項1】 端子圧着装置で電線の芯線に端子を圧着
する圧着過程で得られる特性値の特性波形に基づいて、
該端子の圧着状態を判別する端子圧着状態判別方法にお
いて、 正常に圧着されたときの前記特性波形から基準波形を求
めるとともに、該基準波形の増分値から該基準波形の特
異点を求め、該基準波形を該特異点で分割し、該分割し
た領域で前記圧着過程で得られる特性値の特性波形に基
づいて端子の圧着状態を判別することを特徴とする端子
圧着状態判別方法。 - 【請求項2】 端子圧着装置で電線の芯線に端子を圧着
する圧着過程で得られる特性値の特性波形に基づいて、
該端子の圧着状態を判別する端子圧着状態判別方法にお
いて、 正常に圧着されたときの前記特性波形から基準波形を求
めるとともに、該基準波形の増分値から該基準波形の特
異点を求め、 該基準波形のうち、前記特異点から検出される特性値の
ピーク近傍より前半の領域で、前記圧着過程で得られる
特性値の特性波形に基づいて端子の圧着状態を判別する
ことを特徴とする端子圧着状態判別方法。 - 【請求項3】 前記基準波形と前記圧着過程で得られる
特性値の特性波形との差を該基準波形の割合で捉え、該
割合を前記分割した領域に予め設定されたしきい値と比
較して端子の圧着状態を判別することを特徴とする請求
項1記載の端子圧着状態判別方法。 - 【請求項4】 前記分割した領域についての前記割合が
前記しきい値を超過する程度に基づいて端子の圧着状態
を判別することを特徴とする請求項3記載の端子圧着状
態判別方法。 - 【請求項5】 コンピュータで判定基準設定用プログラ
ムと端子圧着状態判別プログラムとを実行し、 前記判定基準設定用プログラムの実行により前記基準波
形および前記しきい値を設定するとともに、前記端子圧
着状態判別プログラムの実行により、前記設定された基
準波形およびしきい値に基づいて端子の圧着状態を判別
することを特徴とする請求項3または4記載の端子圧着
状態判別方法。 - 【請求項6】 端子圧着装置で電線の芯線に端子を圧着
する圧着過程で得られる特性値の特性波形に基づいて、
該端子の圧着状態を判別する端子圧着状態判別装置にお
いて、 正常に圧着されたときの前記特性波形から求めた基準波
形の増分値から該基準波形の特異点を求める特異点検出
手段と、 該基準波形を該特異点で分割し、該分割した領域で前記
圧着過程で得られる特性値の特性波形に基づいて端子の
圧着状態を判別する判別手段と、を備えたことを特徴と
する端子圧着状態判別装置。 - 【請求項7】 端子圧着装置で電線の芯線に端子を圧着
する圧着過程で得られる特性値の特性波形に基づいて、
該端子の圧着状態を判別する端子圧着状態判別装置にお
いて、 正常に圧着されたときの前記特性波形から求めた基準波
形を増分値から該基準波形の特異点を求める特異点検出
手段と、 該基準波形のうち、前記特異点から検出される特性値の
ピーク近傍より前半の領域で、前記圧着過程で得られる
特性値の特性波形に基づいて端子の圧着状態を判別する
判別手段と、を備えたことを特徴とする端子圧着状態判
別装置。 - 【請求項8】 前記判別手段は、前記基準波形と前記圧
着過程で得られる特性値の特性波形との差を該基準波形
の割合で捉え、該割合を前記分割した領域に予め設定さ
れたしきい値と比較して端子の圧着状態を判別すること
を特徴とする請求項6記載の端子圧着状態判別装置。 - 【請求項9】 前記判別手段は、前記分割した領域につ
いての前記割合が前記しきい値を超過する程度に基づい
て端子の圧着状態を判別することを特徴とする請求項8
記載の端子圧着状態判別装置。 - 【請求項10】 端子圧着装置で正常な加締め型を用い
て電線の芯線に端子を圧着する圧着過程で得られる特性
値の基準波形を求めて該基準波形を記憶しておき、前記
端子圧着装置で正常に圧着されたときの特性波形と前記
記憶しておいた基準波形とを比較することにより、前記
加締め型の摩耗状態を検出するようにしたことを特徴と
する加締め型の摩耗状態検出方法。 - 【請求項11】 複数の端子圧着装置の各々に圧着不良
検出装置を設けるとともに、該各々の圧着不良検出装置
とコンピュータによりネットワークを形成し、前記各々
の圧着不良検出装置に請求項10の加締め型の摩擦状態
検出方法を適用し、各圧着不良検出装置にそれぞれ記憶
されている前記基準波形を前記コンピュータにより管理
することにより、各圧着不良検出装置で他の圧着不良検
出装置の基準波形を参照できるようにし、各圧着不良検
出装置において前記参照した基準波形と前記記憶してい
る基準波形とを比較することにより加締め型の摩耗状態
を検出するようにしたことを特徴とする加締め型の摩耗
状態検出方法。
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