JP2007059110A - 端子圧着不良検出装置の圧着不良判定データ作成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 端子形状等の端子圧着条件に応じた適切な許容公差が自動的に容易に設定できる端子圧着不良検出装置の圧着不良判定データ作成方法を提供する。
【解決手段】 圧着処理の良否を判定するための圧着不良判定データ作成方法は、対象となる端子圧着処理を行い、その際の圧力値の変化を示す新規基準波形データを生成するティーチング処理工程と、前記生成された新規基準波形データと予め記憶されている基準波形データ群とを比較し、基準波形データ群の中から新規基準波形データに最も近似する基準波形データを選び出す近似波形データ選出工程と、前記選び出された基準波形データの良否を判定する許容公差を、前記対象となる端子圧着処理における良否判定用の許容公差として設定する許容公差設定工程とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、被覆部を皮剥ぎした被覆電線の端末部に、端子圧着装置により端子を圧着する際、端子の圧着状態を監視して圧着不良を自動的に検出する端子圧着不良検出装置の圧着不良判定データ作成方法に関するものである。

従来、端子圧着装置は、被覆部が所定長さ皮剥ぎされた被覆電線の端末部に、所定形状の端子を圧着する構造とされていた。そして、このような端子圧着装置において、端子圧着処理時に、芯線部の一部が端子から食み出した状態で圧着されるいわゆる芯線食み出し不良や、芯線部に圧着されるべき部分が被覆部の一部をも含めて圧着されるいわゆる被覆噛み不良等の圧着不良が発生することがあり、そのような圧着不良が発生した場合に、それらを検出して排除する必要がある。

そこで、端子圧着処理時の異常を検出して圧着状態を識別するための端子圧着不良検出装置が登場している（例えば、特許文献１参照。）。

即ち、図４に示されるように、端子圧着装置１は、ベース板２上にアプリケータ３を備え、該アプリケータ３は被覆電線４の端末部に端子５を圧着するためのアンビル６およびクリンパ７を備える。また、端子５は被覆電線４の芯線部４ａに圧着される芯線圧着部５ａと、被覆部４ｂに圧着される被覆圧着部５ｂとを備えている。

そして、ベース板２の下側に圧力センサ１０（例えばピエゾセンサ）が備えられ、圧力センサ１０からリード線１１が引き出されている。

端子５の圧着処理に際しては、端末部の被覆部４ｂが皮剥ぎされた被覆電線４と端子５とが、アンビル６とクリンパ７との間の所定位置に配置され、この状態で、クリンパ７を下降操作することにより、クリンパ７とアンビル６とで端子５の芯線圧着部５ａと被覆圧着部５ｂが圧縮され、芯線圧着部５ａが被覆電線４の芯線部４ａに圧着されると共に被覆圧着部５ｂが被覆電線４の被覆部４ｂに圧着されて、被覆電線４の端末部に端子５が接続固定される構造とされていた。

そして、このクリンパ７による端子圧着処理において、圧力センサ１０はアンビル６やベース板２等を介して圧力を受け、その圧力値に応じた信号を出力する。端子圧着不良検出装置は、この圧力センサ１０からの出力の時間的変化を波形として捉え、デジタル処理して、予めメモリ等に記憶された正常時の基準波形データと、検査時に出力された検出波形データとを比較することにより、良品か不良品かを判定し、不良品を排除する方式とされていた。

このような検出された波形データにより圧着状態の良否を判定する方法として、図５に示されるように、正常圧着状態における基準波形データＡを基準に上下方向に所定値シフトして得られる許容値Ｓの範囲を許容公差とし、検出波形データが、その波形データ全域に渡ってその許容公差範囲内にあるか否かで圧着状態の良否を判定する方法や、検出波形データを時間軸に沿って複数の領域（例えばＴ１、Ｔ２、Ｔ３等）に分割し、各領域の面積を基準波形データＡの対応領域（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３等）の面積と比較して許容公差範囲内にあるか否かにより圧着状態の良否を判定する方法や、波形データのピーク値や総面積を基準波形データのものと比較して許容公差範囲内にあるか否かにより圧着状態の良否を判定する方法等がある。

特開２００５−１３５８２０号公報

上記のような許容公差を設定する方法として、先ず、正常な圧着状態における基準波形データを作成するためにティーチング加工を行う。例えば、正常状態の端子圧着処理を複数本行い、その際の圧力センサからの出力の時間的変化を解析処理し、その平均をとって基準波形データを求める。その後、その基準波形データに対する許容公差を操作画面より人手で入力する方法がある。

しかしながら、許容公差を人手により入力する方法によれば、入力に手間がかかると共に、入力ミスが発生するおそれもあるという問題がある。

また、予め許容公差のデフォルト値が入力されている場合であっても、端子形状や材質等の端子圧着条件により大きく変化するため、端子圧着条件に応じた適切な許容公差に調整する必要があり、この場合にも調整のための入力が必要とされ、その際、入力者はどの調整箇所にどの値を入力すればよいのか解りがたいため、時間がかかり、考え違いによる入力ミスが発生するおそれもある。

そこで、実績データのある端子と被覆電線との組合せによる端子圧着条件の場合における端子圧着処理に際しては、パソコンの操作画面より、予め記憶されている端子と被覆電線との組合せによる端子圧着条件に対応する基準波形データと、それに対応する良否判定用の許容公差との組合せのデータの中から、その端子と被覆電線との組合せ条件に適合するデータを選択後、設定する方法がある。

その場合は、端子圧着処理に際しての圧力センサからの圧力値の変化が端子圧着不良検出装置に送られ、データ取得部でその検出データが解析されて検出波形データを生成し、、表示制御部を通じてパソコンの表示画面にその検出波形データに基づく検出波形が、基準波形データに基づく基準波形に重ねられた状態で表示されていく。

そして、比較部で、この検出波形データが基準波形データの許容公差の範囲内にあるかどうかが比較される。例えば図６に示されるように、比較部で、この検出波形データＢ（Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３）が時間軸に沿って分割された複数の領域（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３）において基準波形データＡの各許容公差Ｓ（Ｓ１ｕ−Ｓ１ｄ、Ｓ２ｕ−Ｓ２ｄ、Ｓ３ｕ−Ｓ３ｄ）の範囲内にあるかどうかが比較され、それぞれの領域（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３）において全て許容公差Ｓの範囲内であれば、判定部により良品である旨の判定がなされ、表示画面２６ａ上に良品である旨の表示をさせる共に、制御部２４に良品信号を出力する。

しかしながら、この場合もアプリケータ交換時にその取付け位置の僅かな違いや、クリンパの繰り返し使用による微妙な変形等の条件の変化で、圧着処理時に検出される検出波形が変化することがある。

このような場合、その記録されているデータの基準波形は、実際の検出波形とその形状が異なるため、基準波形として利用できなくなる。

さらに、特許文献１に開示のように、許容公差をサンプリングしたデータから算出された標準偏差に基づいて自動的に設定する方法もある。

しかしながら、この場合も前記同様、端子形状や材質等の端子圧着条件により大きく変化するため、許容公差の調整に際しても、調整箇所を特定しがたく、従ってどの値を調整すればよいのか解りがたく、時間がかかり、考え違いによる入力ミスが発生するおそれもある。

そこで、本発明はこれらの問題点に鑑み、端子形状等の端子圧着条件に応じた適切な許容公差が自動的に容易に設定できる端子圧着不良検出装置の圧着不良判定データ作成方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための技術的手段は、端子圧着装置による端子圧着処理時の所定箇所で発生する圧力値の変化から生成された検出波形データに基づき、予め生成されている基準波形データの許容公差の範囲かどうかにより圧着処理の良否を判定する端子圧着不良検出装置の圧着不良判定データ作成方法において、対象となる端子圧着処理を行い、その際の前記圧力値の変化を示す新規基準波形データを生成するティーチング処理工程と、前記生成された新規基準波形データと予め記憶されている基準波形データ群とを比較し、基準波形データ群の中から新規基準波形データに最も近似する基準波形データを選び出す近似波形データ選出工程と、前記選び出された基準波形データの良否を判定する許容公差を、前記対象となる端子圧着処理における良否判定用の許容公差として設定する許容公差設定工程とを備える点にある。

また、前記許容公差設定工程で設定された許容公差の微調整が必要な場合に、手動入力により許容公差の調整箇所の修正を行う許容公差微調整工程をさらに備える方法としてもよい。

以上のように、本発明の端子圧着不良検出装置の圧着不良判定データ作成方法によれば、対象となる端子圧着処理を行い、その際の圧力値の変化を示す新規基準波形データを生成するティーチング処理工程と、前記生成された新規基準波形データと予め記憶されている基準波形データ群とを比較し、基準波形データ群の中から新規基準波形データに最も近似する基準波形データを選び出す近似波形データ選出工程と、前記選び出された基準波形データの良否を判定する許容公差を、前記対象となる端子圧着処理における良否判定用の許容公差として設定する許容公差設定工程とを備える方法であり、対象となる端子形状等の端子圧着条件に応じた適切な許容公差を自動的に容易に設定できる。従って、許容公差のための入力手間が省ける利点がある。

また、許容公差設定工程で設定された許容公差の微調整が必要な場合に、手動入力により許容公差の調整箇所の修正を行う許容公差微調整工程をさらに備える方法とすれば、許容公差を微調整する場合であっても、ほぼ適切な値となっているため、調整箇所の特定が入力者にわかり易く、調整に時間がかからず、考え違いによる入力ミスも有効に防止できる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明すると、図１は全体概略構成を示し、２０は両端端子打機で、順次供給される被覆電線の下流側端末部における被覆部を所定長さ皮剥ぎし、その皮剥ぎされた被覆電線の端末部に所定形状の端子を圧着する。その後、所定長さに測長して切断すると共に、その切断された被覆電線の上流側端末部における被覆部を所定長さ皮剥ぎし、その皮剥ぎされた被覆電線の端末部に所定形状の端子を圧着して、両端末部に端子がそれぞれ圧着された所定長さの被覆電線を順次製造する構造とされており、その被覆電線における両端末部に端子を圧着するための端子圧着装置２１、２１がそれぞれ備えられた構造とされている。

そして、端子圧着装置２１、２１による端子圧着処理時の所定箇所で発生する圧力値を検出すべく、例えば、図４に示される従来構造と同様、端子圧着不良検出装置２２の装置本体２２ａに配線２３接続された圧力センサ（例えばピエゾセンサ）が端子圧着装置２１、２１におけるベース板の下側にそれぞれ配置された構造とされている。なお、圧力センサの配置位置はこれに何ら限定されない。

また、端子圧着不良検出装置２２は、圧力センサで検出された圧力値の出力に基づき波形データを生成する基準波形生成部、圧力センサで検出された圧力値のデータを取得するデータ取得部、ＲＯＭやＲＡＭ等のメモリ、許容公差の設定や調整を行う許容公差設定部、検出波形データが基準波形データの許容公差の範囲内かどうかを比較する比較部、比較部の比較結果に基づいて良否の判定を行う判定部、表示装置の表示を制御する表示制御部等を備え、このような端子圧着不良検出装置２２としては、例えば、クリンプフォースモニタがある。

前記両端端子打機２０を駆動制御する制御部２４に、端子圧着不良検出装置２２が入出力ケーブル２５を介して接続されると共に、操作部としてのパーソナルコンピュータ（いわゆるパソコン）２６がデータ通信ケーブル２７を介して接続されている。さらに、装置本体２２ａとパソコン２６とがＬＡＮケーブル２８を介してＬＡＮ接続されている。

そして、パソコン２６の表示画面２６ａに、端子打機２０の操作画面や端子圧着不良検出装置２２の操作画面や波形モニター画面等を表示する構成とされている。

また、端子圧着不良検出装置２２の記憶装置としての内部メモリもしくは外部メモリとしてのパソコン２６のハードディスクには、図２に示されるように、各種形状・各種材質の端子と各種径・各種材質の被覆電線との組合せによる各種の端子圧着条件により得られた実績データとしての複数の基準波形データＡ（１）、Ａ（２）…Ａ（ｎ）と、それに対応する良否判定用の許容公差Ｓ（１）、Ｓ（２）…Ｓ（ｎ）との組合せのデータが予め記憶されている。

そして、本実施形態にかかる圧着不良判定用データの作成方法を、図３に示すフローチャートに基づき説明すると、先ず、対象となる新規な端子圧着条件に対応する新規の基準波形データＳ（ｎ＋１）を作成する必要があるかどうかが判断され（ステップ１）、作成する必要があれば、パソコン２６の操作部から作成開始のティーチングキー操作がなされたかどうかが判断される（ステップ２）。

そして、ティーチングキー操作がなされると、その操作信号が両端端子打機２０と端子圧着不良検出装置２２に供給され、両端端子打機２０はティーチング加工モードとなり（ステップ３）、端子圧着不良検出装置２２は基準波形生成モードとなる。

次に、スタートキー操作がなされると（ステップ４）、ティーチング加工が開始される（ステップ５）。そして、各端子圧着装置２１、２１により端子が被覆電線に圧着処理される際の圧力センサからの圧力値の出力変化を取り込み、データ取得部で検出波形データを作成し、メモリに格納する（ステップ６）。

その後、この作成された検出波形データが所定数Ｎ（例えば４）に達したかどうかが判断され（ステップ７）、所定数Ｎに達していなければ、ステップ５に戻り、所定数Ｎに達するまでティーチング加工に基づく端子圧着処理が繰り返される。

そして、検出波形データの数が所定数Ｎに達すれば、基準波形生成部は、Ｎ回分の検出波形データのそれぞれのデータ位置における平均を取って新規の基準波形データＡ（ｎ＋１）を生成し、メモリの所定位置に格納する（ステップ８）（ティーチング処理工程）。なお、この新規基準波形データＡ（ｎ＋１）の生成に際し、他の検出波形データと著しく異なる検出波形データはエラーとして排除する。

次に、この新規基準波形データＡ（ｎ＋１）とメモリに予め記憶されている基準波形データＡ（１）、Ａ（２）…Ａ（ｎ）群とを比較し、基準波形データＡ（１）、Ａ（２）…Ａ（ｎ）群の中から新規基準波形データＡ（ｎ＋１）に最も近似する基準波形データ、例えば基準波形データＡ（３）を選び出す（ステップ９）（近似波形データ選出工程）。

例えば、複数の近似する基準波形データがある場合は、予め設定された各ポイントでの差異を分析して、最も差異が小さいもので且つ、各ポイントで予め設定された上限、下限を超えないものを選択する。

その後、選び出された基準波形データＡ（３）における良否を判定するための許容公差Ｓ（３）を、今回の対象となる新規の端子圧着条件の端子圧着処理における良否判定用の許容公差Ｓ（ｎ＋１）＝許容公差Ｓ（３）として設定する（ステップ１０）（許容公差設定工程）。

そしてその後、両端端子打機２０により端子圧着処理が開始され、誤判定が生じないかどうかにより、許容公差Ｓ（３）の微調整が必要かどうかが判断され（ステップ１１）、誤判定がなければ、ティーチング加工モードが解除され、通常の端子圧着処理モードの戻される（ステップ１２）。

また、誤判定があれば、誤判定が生じた部分における許容公差Ｓ（例えば、図６におけるＳ１ｕ−Ｓ１ｄ、Ｓ２ｕ−Ｓ２ｄ、あるいはＳ３ｕ−Ｓ３ｄ）の調整必要箇所をパソコン２６に対する手動入力により微調整して修正し（ステップ１３）（許容公差微調整工程）、ステップ１１に戻る。そして、誤判定が生じない状態になれば、ティーチング加工モードが解除され（ステップ１２）、一連の圧着不良判定用のデータ作成が終了する。

そしてその後、この状態で端子の圧着処理が開始されると、新規基準波形データＡ（ｎ＋１）とそれに対応する許容公差Ｓ（ｎ＋１）、即ち許容公差Ｓ（３）もしくは微調整された許容公差Ｓ（ｎ＋１）を基準に、端子が圧着処理された被覆電線における圧着処理の良否が判断され、良品であるか不良品であるか識別されていく。

本実施形態の端子圧着不良検出装置２２における圧着不良判定データ作成方法によれば、対象となる端子と被覆電線との組合せによる新規の端子圧着処理を行って新規基準波形データＡ（ｎ＋１）を生成し、実績データとして予めメモリに記憶されている各種の端子圧着処理条件により生成されている基準波形データＡ（１）…Ａ（ｎ）群の中から最も近似する基準波形データＡ（３）を選び出し、その選び出された基準波形データＡ（３）の良否を判定する許容公差Ｓ（３）を、今回の対象となる端子圧着処理における良否判定用の許容公差Ｓ（３）として設定する方法であり、ここに、対象となる端子形状等の端子圧着条件に応じた適切な許容公差Ｓ（３）を自動的に容易に設定できる利点がある。

即ち、許容公差Ｓ（３）がソフト的に設定されるため、従来のように操作画面から人手で入力する必要がなく、入力ミスや手間がかからない利点がある。

また、端子圧着処理により誤判定が生じた際に、許容公差Ｓ（３）を微調整する必要がある場合であっても、ほぼ適切な値となっているため、調整箇所の特定、例えば、図６に示されるような場合においては、どの対応領域（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３）における許容公差Ｓを微調整すればよいのかが入力者にわかり易く、従って微調整に時間がかからず、考え違いによる入力ミスも有効に防止できるという利点がある。

さらに、本圧着不良判定データー作成方法によれば、アプリケータ交換時にその取付け位置の僅かな違いや、クリンパの繰り返し使用による微妙な変形等の条件の変化があった場合であっても、それらの変化を取り込んだ状態で、基準波形データや良否判定用の許容公差が設定されるため、何ら支障なく対応できるという利点がある。

なお、良否判定のための許容公差は、基準波形データを基準に上下方向に所定値シフトして得られる許容値の範囲によるものであってもよく、また、基準波形データを時間軸に沿って複数の領域に分割し、各領域の面積を比較する場合の許容値の範囲であってもよく、さらには、波形データのピーク値や総面積を基準波形データのものと比較する場合の許容値の範囲であってもよく、何ら限定されない。

また、１台のパソコン２６を両端端子打機２０と端子圧着不良検出装置２２に共用した構造を示しているが、操作部や表示部等としてのパソコン２６をそれぞれ別個に備える構造であってもよい。

さらに、端子圧着不良検出装置２２の装置本体２２ａがパソコン２６内に含まれる構成であってもよい。

本発明の実施形態にかかる全体概略図である。 基準波形データと許容公差との関係を示す説明図である。 圧着不良判定データ作成工程を示すフローチャートである。 端子圧着装置の概略説明図である。 端子圧着装置における時間と圧力値との関係を示す説明図である 端子圧着装置における時間と圧力値との関係を示す説明図である。

符号の説明

２０ 両端端子打機
２１ 端子圧着装置
２２ 端子圧着不良検出装置
２４ 制御部
２６ パソコン

Claims (2)

1. 端子圧着装置による端子圧着処理時の所定箇所で発生する圧力値の変化から生成された検出波形データに基づき、予め生成されている基準波形データの許容公差の範囲かどうかにより圧着処理の良否を判定する端子圧着不良検出装置の圧着不良判定データ作成方法において、
   対象となる端子圧着処理を行い、その際の前記圧力値の変化を示す新規基準波形データを生成するティーチング処理工程と、
   前記生成された新規基準波形データと予め記憶されている基準波形データ群とを比較し、基準波形データ群の中から新規基準波形データに最も近似する基準波形データを選び出す近似波形データ選出工程と、
   前記選び出された基準波形データの良否を判定する許容公差を、前記対象となる端子圧着処理における良否判定用の許容公差として設定する許容公差設定工程とを備えることを特徴とする端子圧着不良検出装置の圧着不良判定データー作成方法。
2. 請求項１に記載の端子圧着不良検出装置の圧着不良判定データ作成方法において、
   前記許容公差設定工程で設定された許容公差の微調整が必要な場合に、手動入力により許容公差の調整箇所の修正を行う許容公差微調整工程をさらに備えることを特徴とする端子圧着不良検出装置の圧着不良判定データ作成方法。
   

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