JP5380906B2 - Caulking device and caulking method - Google Patents
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Description
本発明は、かしめ装置に関し、特に被かしめ部材を適正な状態にかしめることのできるかしめ装置に関する。 The present invention relates to a caulking device, and more particularly to a caulking device capable of caulking a caulking member in an appropriate state.
従来から、生産現場において、部品や部材の取り付け、固定のために、かしめが利用されている。従来のかしめ装置では、かしめ部材を一定の荷重(圧力値)や、一定の潰れストロークでかしめていた。しかし、このような方法では、かしめ部材の材料の機械的特性や部品寸法のばらつきが大きい場合には、ばらつきによって、かしめ部材の潰れ度合が変化して、かしめ足らずとなって被かしめ部材が外れたり、かしめ過ぎとなって被かしめ部材が損傷したりして、所望のかしめ状態が得られない不具合が発生していた。 Conventionally, caulking has been used in production sites for mounting and fixing parts and members. In the conventional caulking device, the caulking member is caulked with a constant load (pressure value) and a constant crushing stroke. However, in such a method, when the mechanical characteristics of the caulking member material and the component dimensions vary greatly, the degree of crushing of the caulking member changes due to the variation, and the caulking member is disengaged due to insufficient caulking. Or the caulking member is damaged due to excessive caulking, and a problem that a desired caulking state cannot be obtained has occurred.
特に、近年、新しいアクチュエータとして注目を集めている形状記憶合金(以下、SMAと言う)の実装においては、一定の張力をSMAに印加した状態で、SMAをかしめる必要があるため、SMAの抜けや作動耐久による断線を起こさないかしめ方法の確立が重要である。 In particular, in the mounting of a shape memory alloy (hereinafter referred to as SMA), which has been attracting attention as a new actuator in recent years, it is necessary to caulk SMA while applying a constant tension to the SMA. It is important to establish a caulking method that does not cause disconnection due to operating durability.
そこで、例えば特許文献1では、プレス装置の圧力自動制御装置において、駆動リンク機構の一部に圧力センサを設けてかしめ部材に印加する圧力を自動調整するように制御するとともに、原点位置センサを付設して圧力センサの位置を規制することで、加圧状態を自動的に調整する方法が提案されている。 Therefore, in Patent Document 1, for example, in an automatic pressure control device of a press device, a pressure sensor is provided in a part of the drive link mechanism to control to automatically adjust the pressure applied to the caulking member, and an origin position sensor is additionally provided. And the method of adjusting a pressurization state automatically by regulating the position of a pressure sensor is proposed.
また、例えば特許文献2では、端子圧着装置の制御方法において、圧着した端子のクランプ高さをモニタし、検出された高さが既定値に等しくなるように駆動手段を制御する方法が提案されている。 Further, for example, Patent Document 2 proposes a method of controlling the driving means so that the clamp height of the crimped terminal is monitored and the detected height becomes equal to a predetermined value in the control method of the terminal crimping apparatus. Yes.
さらに、例えば特許文献3では、圧入かしめ装置において、かしめ時の押圧部の移動量と押圧力とからなる荷重曲線の変化点を求め、基準荷重曲線の変化点と比較することでかしめの良否を判定する方法が提案されている。
しかしながら、特許文献1や2の方法では、自動ではあっても、かしめ部材に印加する荷重や、かしめ部材の変形量が所定値に等しくなるように制御する点では従来と変わりなく、かしめ部材の材料の機械的特性や部品寸法のばらつきによるかしめ不良への対応とはなっていない。 However, in the methods of Patent Documents 1 and 2, even if automatic, the load applied to the caulking member and the deformation amount of the caulking member are controlled so as to be equal to a predetermined value. It does not deal with caulking defects due to variations in material mechanical properties and component dimensions.
また、特許文献3の方法でも、かしめの良否の判定は行えても、かしめ不良の削減には寄与しない。 Even if the method of Patent Document 3 can determine whether or not the caulking is good, it does not contribute to the reduction of caulking defects.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、かしめ部材の材料の機械的特性や部品寸法のばらつきによるかしめ不良を削減することのできるかしめ装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a caulking device that can reduce caulking defects due to variations in mechanical properties and component dimensions of the caulking members.
本発明の目的は、下記構成により達成することができる。 The object of the present invention can be achieved by the following constitution.
1.移動によってかしめ部材に押圧力を印加し、前記かしめ部材を変形させて被かしめ部材を固定する押圧部と、
前記押圧部を移動させる駆動手段と、
前記押圧部および前記駆動手段の動作を制御する制御部とを備えたかしめ装置において、
前記押圧部の移動量を検出する移動量検出手段を備え、
前記制御部は、
前記押圧部によって前記押圧力を印加する過程において、前記かしめ部材の変形形態が変化する変曲点を検出する変曲点検出部と、
前記変曲点での前記押圧部の移動量と、適正なかしめ状態での前記押圧部の移動量との差を予め所定の変形量として記憶するパラメータ記憶部と、
前記パラメータ記憶部に記憶された前記所定の変形量を読み出すパラメータ読出部と、
前記移動量検出手段によって検出された前記押圧部の移動量と、前記パラメータ読出部によって読み出された前記所定の変形量とを比較して、前記押圧部を適正なかしめ位置に移動させる移動量制御部とを有し、
前記かしめ部材が、
くびれ部と、押圧方向に垂直な断面で前記くびれ部の断面積よりも大きな断面積を持つ頭部とを有する棒材であり、かしめの工程において最初に変形する変形部を有し、最初に変形する前記変形部は前記くびれ部であり、前記変形部の変形により前記被かしめ部材を挟み込んで、前記被かしめ部材を保持し、固定し、
前記被かしめ部材は、
直径が10μm以上、1mm以下の線材の形状記憶合金であることを特徴とするかしめ装置。
1. A pressing portion that applies a pressing force to the caulking member by movement, deforms the caulking member, and fixes the caulking member;
Driving means for moving the pressing portion;
In the caulking device including the pressing unit and a control unit that controls the operation of the driving unit,
A movement amount detecting means for detecting a movement amount of the pressing portion;
The controller is
In the process of applying the pressing force by the pressing unit, an inflection point detection unit that detects an inflection point at which the deformation form of the caulking member changes;
A parameter storage unit that stores in advance a difference between the amount of movement of the pressing unit at the inflection point and the amount of movement of the pressing unit in an appropriate crimped state as a predetermined deformation amount;
A parameter reading unit for reading the predetermined deformation amount stored in the parameter storage unit;
A moving amount for moving the pressing portion to an appropriate caulking position by comparing the moving amount of the pressing portion detected by the moving amount detecting means with the predetermined deformation amount read by the parameter reading portion. have a control unit,
The caulking member is
A bar having a constricted portion and a head having a cross section perpendicular to the pressing direction and having a cross-sectional area larger than that of the constricted portion, and having a deformed portion that deforms first in the caulking process, The deforming portion to be deformed is the constricted portion, and the caulking member is sandwiched by deformation of the deforming portion to hold and fix the caulking member,
The caulking member is
A caulking device characterized by being a shape memory alloy of a wire having a diameter of 10 μm or more and 1 mm or less .
2.移動によってかしめ部材に押圧力を印加し、前記かしめ部材を変形させて被かしめ部材を固定する押圧部と、
前記押圧部を移動させる駆動手段と、
前記押圧部および前記駆動手段の動作を制御する制御部とを備えたかしめ装置において、
前記押圧力を検出する押圧力検出手段を備え、
前記制御部は、
前記押圧部によって前記押圧力を印加する過程において、前記かしめ部材の変形形態が変化する変曲点を検出する変曲点検出部と、
前記変曲点での前記押圧力と、適正なかしめ状態での前記押圧力との差を予め所定の押圧力の変化量として記憶するパラメータ記憶部と、
前記パラメータ記憶部に記憶された前記所定の押圧力の変化量を読み出すパラメータ読出部と、
前記押圧力検出手段によって検出された前記押圧力と、前記パラメータ読出部によって読み出された前記所定の押圧力の変化量とを比較して、前記押圧部を適正なかしめ状態まで加圧する押圧力制御部とを有し、
前記かしめ部材が、
くびれ部と、押圧方向に垂直な断面で前記くびれ部の断面積よりも大きな断面積を持つ頭部とを有する棒材であり、かしめの工程において最初に変形する変形部を有し、最初に変形する前記変形部は前記くびれ部であり、前記変形部の変形により前記被かしめ部材を挟み込んで、前記被かしめ部材を保持し、固定し、
前記被かしめ部材は、
直径が10μm以上、1mm以下の線材の形状記憶合金であることを特徴とするかしめ装置。
2. A pressing portion that applies a pressing force to the caulking member by movement, deforms the caulking member, and fixes the caulking member;
Driving means for moving the pressing portion;
In the caulking device including the pressing unit and a control unit that controls the operation of the driving unit,
A pressing force detecting means for detecting the pressing force;
The controller is
In the process of applying the pressing force by the pressing unit, an inflection point detection unit that detects an inflection point at which the deformation form of the caulking member changes;
A parameter storage unit that stores in advance a difference between the pressing force at the inflection point and the pressing force in an appropriate caulking state as a change amount of a predetermined pressing force;
A parameter reading unit for reading a change amount of the predetermined pressing force stored in the parameter storage unit;
A pressing force that pressurizes the pressing portion to an appropriate caulking state by comparing the pressing force detected by the pressing force detecting means with a change amount of the predetermined pressing force read by the parameter reading portion. have a control unit,
The caulking member is
A bar having a constricted portion and a head having a cross section perpendicular to the pressing direction and having a cross-sectional area larger than that of the constricted portion, and having a deformed portion that deforms first in the caulking process, The deforming portion to be deformed is the constricted portion, and the caulking member is sandwiched by deformation of the deforming portion to hold and fix the caulking member,
The caulking member is
A caulking device characterized by being a shape memory alloy of a wire having a diameter of 10 μm or more and 1 mm or less .
3.前記変曲点は、前記押圧力の変化に対する前記押圧部の移動量の変化率が所定の値以下になった点であることを特徴とする前記1に記載のかしめ装置。 3. 2. The caulking device according to 1 above, wherein the inflection point is a point at which a change rate of a movement amount of the pressing portion with respect to a change in the pressing force is equal to or less than a predetermined value.
4.前記変曲点は、前記押圧部の移動量の変化に対する前記押圧力の変化率が所定の値以上になった点であることを特徴とする前記2に記載のかしめ装置。 4). 3. The caulking device according to 2 above, wherein the inflection point is a point at which a rate of change of the pressing force with respect to a change in the amount of movement of the pressing portion becomes a predetermined value or more.
5.かしめ部材に押圧力を印加し、前記かしめ部材を変形させて被かしめ部材を固定するかしめ方法であって、
前記かしめ部材が、
くびれ部と、押圧方向に垂直な断面で前記くびれ部の断面積よりも大きな断面積を持つ頭部とを有する棒材であり、
前記被かしめ部材は、
直径が10μm以上、1mm以下の線材の形状記憶合金であり、
前記くびれ部に前記線材の形状記憶合金を当接させるように配置する配置工程と、
前記かしめ部材に前記押圧力を印加する押圧部を移動させて前記くびれ部を変形させる押圧工程と、
前記押圧力を印加する過程において、前記かしめ部材の変形形態が変化する変曲点を検出する変曲点検出工程と、
前記変曲点での前記押圧部の移動量と、適正なかしめ状態での前記押圧部の移動量との差を予め所定の変形量として記憶させるパラメータ記憶工程と、
前記記憶された所定の変形量を読み出すパラメータ読出工程と、
前記押圧部の移動量を検出する移動量検出工程と、
前記検出された前記押圧部の移動量と、前記パラメータ読出工程によって読み出された前記所定の変形量とを比較して、前記押圧部を適正なかしめ位置に移動させる移動量制御工程と、
を備えることを特徴とするかしめ方法。
5. A caulking method for applying a pressing force to a caulking member and deforming the caulking member to fix the caulking member,
The caulking member is
A bar having a constricted portion and a head having a cross-sectional area larger than the cross-sectional area of the constricted portion in a cross section perpendicular to the pressing direction;
The caulking member is
It is a shape memory alloy of a wire having a diameter of 10 μm or more and 1 mm or less,
An arranging step for arranging the shape memory alloy of the wire to contact the constricted portion;
A pressing step of deforming the constricted portion by moving a pressing portion that applies the pressing force to the caulking member;
An inflection point detecting step of detecting an inflection point at which the deformation form of the caulking member changes in the process of applying the pressing force;
A parameter storage step for storing in advance a difference between the amount of movement of the pressing portion at the inflection point and the amount of movement of the pressing portion in an appropriate crimped state as a predetermined deformation amount;
A parameter reading step of reading the stored predetermined deformation amount;
A movement amount detection step of detecting a movement amount of the pressing portion;
A movement amount control step of comparing the detected movement amount of the pressing portion with the predetermined deformation amount read by the parameter reading step, and moving the pressing portion to an appropriate caulking position;
A caulking method characterized by comprising:
6.かしめ部材に押圧力を印加し、前記かしめ部材を変形させて被かしめ部材を固定するかしめ方法であって、
前記かしめ部材が、
くびれ部と、押圧方向に垂直な断面で前記くびれ部の断面積よりも大きな断面積を持つ頭部とを有する棒材であり、
前記被かしめ部材は、
直径が10μm以上、1mm以下の線材の形状記憶合金であり、
前記くびれ部に前記線材の形状記憶合金を当接させるように配置する配置工程と、
前記かしめ部材に前記押圧力を印加する押圧部を移動させて前記くびれ部を変形させる押圧工程と、
前記押圧力を印加する過程において、前記かしめ部材の変形形態が変化する変曲点を検出する変曲点検出工程と、
前記変曲点での前記押圧部の移動量と、適正なかしめ状態での前記押圧部の移動量との差を予め所定の変形量として記憶させるパラメータ記憶工程と、
前記記憶された所定の変形量を読み出すパラメータ読出工程と、
前記押圧力を検出する押圧力検出工程と、
前記検出された前記押圧力と、前記パラメータ読出工程によって読み出された前記所定の押圧力の変化量とを比較して、前記押圧部を適正なかしめ状態まで加圧する押圧力制御工程と、
を備えることを特徴とするかしめ方法。
6). A caulking method for applying a pressing force to a caulking member and deforming the caulking member to fix the caulking member,
The caulking member is
A bar having a constricted portion and a head having a cross-sectional area larger than the cross-sectional area of the constricted portion in a cross section perpendicular to the pressing direction;
The caulking member is
It is a shape memory alloy of a wire having a diameter of 10 μm or more and 1 mm or less,
An arranging step for arranging the shape memory alloy of the wire to contact the constricted portion;
A pressing step of deforming the constricted portion by moving a pressing portion that applies the pressing force to the caulking member;
An inflection point detecting step of detecting an inflection point at which the deformation form of the caulking member changes in the process of applying the pressing force;
A parameter storage step for storing in advance a difference between the amount of movement of the pressing portion at the inflection point and the amount of movement of the pressing portion in an appropriate crimped state as a predetermined deformation amount;
A parameter reading step of reading the stored predetermined deformation amount;
A pressing force detecting step for detecting the pressing force;
A pressing force control step of comparing the detected pressing force with the change amount of the predetermined pressing force read by the parameter reading step and pressurizing the pressing portion to an appropriate caulking state;
A caulking method characterized by comprising:
本発明によれば、かしめの際にかしめ部材の変形形態が変化する点を変曲点として検出し、変曲点からさらに、予め記憶された変曲点から適正なかしめ状態までかしめるための押圧部の移動量あるいは押圧力の変化分だけ押圧部を移動あるいは加圧する。これによって、かしめ部材の材料の機械的特性や部品寸法のばらつきによるかしめ不良を削減することのできるかしめ装置を提供することができる。 According to the present invention, the point at which the deformation form of the caulking member changes during caulking is detected as an inflection point, and further caulking from the inflection point stored in advance to an appropriate caulking state. The pressing portion is moved or pressurized by the amount of change of the pressing portion or the pressing force. As a result, it is possible to provide a caulking device that can reduce caulking defects due to variations in the mechanical characteristics and component dimensions of the caulking member material.
以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて説明するが、本発明は該実施の形態に限られない。なお、図中、同一あるいは同等の部分には同一の番号を付与し、重複する説明は省略する。 Hereinafter, the present invention will be described based on the illustrated embodiment, but the present invention is not limited to the embodiment. In the drawings, the same or equivalent parts are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
最初に、本発明におけるかしめ装置について、図1を用いて説明する、図1は、本発明のかしめ装置の概略を示す模式図である。 First, a caulking apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. 1. FIG. 1 is a schematic diagram showing an outline of the caulking apparatus according to the present invention.
図1において、かしめ装置1は、制御部11、サーボモータ13、カップリング15、ボールネジ17、押圧部19、およびテーブル31等で構成される。押圧部19は、かしめポンチ21、感圧センサ23、移動軸25等で構成される。ここに、サーボモータ13、カップリング15およびボールネジ17は、本発明における駆動手段として機能する。
In FIG. 1, a caulking device 1 includes a
サーボモータ13は、カップリング15を介してボールネジ17に結合されており、サーボモータの回転に従って、ボールネジ17が回転される。ボールネジ17は押圧部19の移動軸25に螺合されており、ボールネジ17の回転、即ちサーボモータ13の回転に従って、移動軸25が図の矢印X方向に昇降される。移動軸25の下部には、かしめポンチ21と感圧センサ23とが積層されて配置されており、感圧センサ23によってかしめポンチ21に印加される押圧力Pが測定可能となっている。
The
押圧部19の下方には、テーブル31が配置され、テーブル31上には、かしめ部材によって被かしめ部材がかしめられる台板であるワーク33が搭載される。
A table 31 is disposed below the
制御部11は、モータ駆動信号13aを出力してサーボモータ13を駆動し、サーボモータ13の回転量とボールネジ17の送りピッチとから、押圧部19の移動量を演算し、検出する。さらに、感圧センサ23からの圧力信号23aを受信して、かしめポンチ21に印加される押圧力Pを検出する。ここに、制御部11および感圧センサ23は本発明における押圧力検出手段として機能し、制御部11は本発明における移動量検出手段として機能する。
The
次に、かしめポンチ21およびワーク33近傍の構成について、図2を用いて説明する。図2は、かしめポンチ21およびワーク33近傍の構成を示す模式図である。
Next, the configuration in the vicinity of the
図2において、テーブル31上のワーク33には、くびれ部47を有するかしめ部材41の下端が圧入されている。線状の被かしめ部材51(例えば上述したSMA線)は、かしめ部材41のくびれ部47に掛かるように、一端が不図示のチャック部材によって、他端が不図示の張力調整機能付の線材供給部によって、所定の張力が印加された状態で保持されている。
In FIG. 2, a lower end of a
移動軸25の下部には凹部25aが設けられ、その中には、かしめポンチ21と感圧センサ23とが積層されて配置されており、感圧センサ23によって、かしめポンチ21に印加される押圧力Pが測定可能となっている。かしめポンチ21の先端部は、かしめ部材41の頭部に接触しており、押圧力Pによってかしめ部材41が変形させられて、被かしめ部材51がワーク33に固定される。
A
続いて、かしめ時の押圧部19の移動量と押圧力との関係について、図3を用いて説明する。図3は、かしめ時の押圧部19の移動量S、即ちかしめ部材41の変形量Sと押圧力Pとの関係を示す模式図で、図3(a)乃至図3(e)はかしめの状態の変化を示す模式図、図3(f)は、押圧部19の移動量S、即ちかしめ部材41の変形量Sと押圧力Pとの関係を示すグラフである。
Next, the relationship between the amount of movement of the
図3(a)において、かしめ部材41は、頭部43、テーパ部45、くびれ部47および胴部49等で構成される棒材であり、図2で説明したように、胴部49の下端がワーク33に圧入されて固定されている。被かしめ部材51(例えば上述したSMA線)は、かしめ部材41のくびれ部47に当接するように配置される。この状態を図3(f)の(a)とする。
3A, the
図3(b)において、かしめ部材41は、押圧部19のかしめポンチ21から印加される押圧力Pを受けると、直径の小さなくびれ部47の受ける応力が大きくなるため、最初に主としてくびれ部47が変形を開始する。この状態が図3(f)の(b)である。
In FIG. 3B, when the
図3(c)において、変形が進み、くびれ部47がほとんど変形しきった状態となると、かしめ部材41の変形形態が変化し、続いてかしめ部材41全体の変形が始まる。この際に、かしめ部材41の断面積はくびれ部47よりも大きいために、かしめ部材41の変形に必要な押圧力Pが大きくなり、押圧力Pの変化に対するかしめ部材41の変形量Sの変化率は小さくなる。あるいは、かしめ部材41の変形量Sの変化に対する押圧力Pの変化率は大きくなる。この状態が図3(f)の(c)であり、この変化は、図3(f)のグラフに示す押圧力Pとかしめ部材41の変形量Sとの関係が大きく屈曲する変曲点Wとして、検出可能である。図3(f)に示すように、変曲点Wにおける変形量S=Sw、押圧力P=Pwとする。
In FIG. 3C, when the deformation progresses and the
なお、上述したかしめ部材41の変形は主として塑性変形であるので、押圧力Pと変形量Sとの関係は必ずしも図3(f)に示したような線形性を示すとは限らない。しかしながら、塑性変形であっても、押圧力Pと変形量Sとの関係は、上述したように主としてくびれ部47が変形する状態からかしめ部材41全体が変形する状態へとかしめ部材41の変形形態が変化する点で大きく変化するので、変曲点の検知は可能である。
In addition, since the deformation | transformation of the crimping
図3(d)において、図3(c)の変曲点W直後の状態では、まだ、被かしめ部材51の十分な保持・固定が得られるかしめ状態とはならない。そのため、適正なかしめ状態Bとするために、図3(c)の状態からかしめ部材41の変形量Sが所定の変形量ΔSbだけさらに変形した状態、あるいは押圧力Pが所定の押圧力の変化量ΔPbだけさらに加圧された状態となるまで変形を進めなくてはならない。この状態が図3(f)の(d)である。図3(f)に示すように、適正なかしめ状態Bでの変形量S=Sb=Sw+ΔSb、押圧力P=Pb=Pw+ΔPbとする。
In FIG. 3D, in the state immediately after the inflection point W in FIG. 3C, the caulking state in which sufficient holding and fixing of the
ここで言う適正なかしめ状態Bとは、耐久動作も含めて、実使用上でかしめ部分の保持力不足による緩みや抜けが発生せず、かつ、かしめ過ぎて被かしめ部材51にダメージが生じて断線等の不具合が発生しない状態を言う。言い換えれば、所定の保持力量以上で被かしめ部材51を保持しており、かつ、被かしめ部材51の変形が所定の量以下に収まっている状態である。
The proper caulking state B mentioned here means that the
図3(e)において、図3(d)の適正なかしめ状態Bから、さらに変形が進むと、かしめ部材41全体の変形がさらに進むだけではなく、被かしめ部材51の変形も進み、被かしめ部材51にダメージが残留する状態となる。この状態が図3(f)の(e)である。上述したように、被かしめ部材51にダメージが残留すると、実使用時の断線等、耐久強度に悪影響を与えることになるので、図3(e)の状態にならないように、図3(d)の適正なかしめ状態Bでかしめを停止する必要がある。
In FIG. 3 (e), when the deformation further proceeds from the appropriate caulking state B in FIG. 3 (d), not only the deformation of the
上述したように、かしめを図3(d)の適正なかしめ状態Bに制御することで、一般的な線材はもちろんのこと、特に近年アクチュエータとして用いられてきている直径が10μm以上、1mm以下の細い線径のSMA線のかしめにおいても、一定の張力をSMA線に印加した状態で、SMA線の抜けや作動耐久による断線を起こさないようにかしめることができる。 As described above, by controlling the caulking to an appropriate caulking state B shown in FIG. 3D, the diameter of 10 μm or more and 1 mm or less that has been used as an actuator in recent years as well as a general wire rod is used. Even in the case of SMA wire caulking with a thin wire diameter, it is possible to caulk so as not to cause disconnection due to SMA wire disconnection or operation durability in a state where a constant tension is applied to the SMA wire.
次に、本発明のかしめ装置の第1の実施の形態について、図4および図5を用いて説明する。図4は、図1に示したかしめ装置1の第1の実施の形態における制御部11の細部の構成を示すブロック図であり、図5は第1の実施の形態の動作を示すフローチャートである。
Next, a first embodiment of the caulking device of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a block diagram showing a detailed configuration of the
図4において、かしめ装置1の制御部11は、CPU110、モータ駆動部211、ROM(Read Only Memory)213、パラメータ記憶部214、およびRAM(Random Access Memory)215等で構成される。
4, the
CPU110は、ROM213に予め記憶されたプログラムをRAM215上に展開して実行することで、パラメータ読出部111、モータ駆動制御部112、電流検出部113、変曲点検出部114、移動量検出部115および移動量制御部116等として機能する。
The
モータ駆動部211は、モータ駆動信号13aを出力し、図1のサーボモータ13を駆動する。ROM213には、かしめ装置1を制御するためのプログラム等が予め記憶されている。
The
パラメータ記憶部214はPROM(Programmable ROM)等で構成され、図5で後述する変曲点Wを検出するためのトルク電流の変化量の所定値ΔIwや、図3で示した変曲点Wから適正なかしめ状態Bまでの所定の変形量ΔSb等のパラメータが予め記憶されている。ΔIwやΔSb等のパラメータは、ROM213に予め記憶されていてもよいし、メモリを用いずに、テンキーやダイアル式のプリセット手段等で設定されてもよい。
The
CPU110のパラメータ読出部111は、パラメータ記憶部214から、予め記憶された変曲点Wを検出するためのトルク電流の変化量の所定値ΔIwや、変曲点Wから適正なかしめ状態Bまでの所定の変形量ΔSb等のパラメータを読み出し、RAM215上の所定の領域に格納する。モータ駆動制御部112は、モータ駆動部211を制御してモータ駆動信号13aを出力させ、図1のサーボモータ13を駆動させる。電流検出部113は、サーボモータ13に流れるトルク電流Itを検出する。
The
変曲点検出部114は、電流検出部112で検出されたトルク電流の変化量ΔItと、パラメータ読出部111によって読み出された変曲点Wを検出するためのトルク電流の変化量の所定値ΔIwとを比較することで、図3(f)に示した変曲点Wを検出する。詳細は図5で説明する。
The inflection
移動量検出部115は、モータ駆動制御部112によって駆動制御されたサーボモータ13の回転量とボールネジ17の送りピッチとから、押圧部19の変曲点Wからの移動量即ちかしめ部材41の変曲点Wからの変形量ΔSを演算し、検出する。ここに、移動量検出部115とモータ駆動制御部112とは、本発明における移動量検出手段として機能する。
The movement
移動量制御部116は、移動量検出部115で検出された移動量ΔSが、パラメータ読出部111によって読み出された所定の変形量ΔSbに等しくなるまで、サーボモータ13を駆動し、等しくなったところで停止するように、モータ駆動制御部112およびモータ駆動部211を介してサーボモータ13の駆動を制御する。
The movement
図5において、ステップS101で、CPU110のパラメータ読出部111により、パラメータ記憶部214に予め記憶された変曲点Wを検出するためのトルク電流Itの変化量の所定値ΔIwや、変曲点Wから適正なかしめ状態Bまでの所定の変形量ΔSb等のパラメータが読み出され、RAM215上の所定の領域に格納される(パラメータ読出工程)。
5, in step S101, the
ステップS103で、モータ駆動制御部112によりモータ駆動部211が制御されてモータ駆動信号13aが出力され、サーボモータ13の駆動が開始される(押圧工程)。サーボモータ13は定速回転され、押圧部19も、サーボモータ13の回転に従って、定速で降下する。
In step S103, the motor
ステップS111で、電流検出部113により、サーボモータ13に流れるトルク電流Itが検出される(電流検出工程)。
In step S111, the
ステップS113で、変曲点検出部114により、トルク電流Itの変化率ΔItがステップS101で読み出された所定値ΔIwよりも大きくなったか否か、即ち変曲点Wに達したか否かが確認される(変曲点検出工程)。所定値以下の場合(ステップS113;No)、ステップS111に戻ってステップS111とS113とが繰り返される。
In step S113, the inflection
上述した変曲点検出の原理は以下の通りである。主としてかしめ部材41のくびれ部47が変形する変曲点Wまでの状態(図3(b)の状態)では、トルク電流Itはほぼ一定値となるが、変曲点Wにさしかかるあたりでサーボモータ13の駆動負荷が大きくなるため、トルク電流Itが急激に増大する。従って、変曲点Wを、トルク電流Itの変化率が所定値よりも大きくなる点として検出することができる。
The principle of inflection point detection described above is as follows. In the state up to the inflection point W where the
本来、トルク電流Itの変化率ΔItは、単位時間当たりのトルク電流Itの変化率として求める必要がある。ここでは、トルク電流Itの検出動作(ステップS111とS113との繰り返し)がほぼ一定時間毎に繰り返されるとして、今回のステップS111で検出されたトルク電流It(今回)の、前回のステップS111で検出されたトルク電流It(前回)からの増分を変化率ΔItとみなす。 Originally, the change rate ΔIt of the torque current It needs to be obtained as the change rate of the torque current It per unit time. Here, it is assumed that the detection operation of torque current It (repetition of steps S111 and S113) is repeated almost every constant time, and torque current It (current) detected in current step S111 is detected in previous step S111. The increment from the torque current It (previous) is regarded as the change rate ΔIt.
トルク電流Itの変化率ΔItが所定値ΔIwよりも大きくなった場合(ステップS113;Yes)、ステップS121で、移動量検出部115により、サーボモータ13の回転量とボールネジ17の送りピッチとから、押圧部19の変曲点Wからの移動量ΔSが検出される(移動量検出工程)。ステップS123で、移動量制御部116により、押圧部19の変曲点Wからの移動量ΔSが所定の移動量ΔSbよりも大きいか等しくなったか否かが確認される(移動量確認工程)。所定の移動量ΔSbよりも小さい場合(ステップS123;No)、ステップS121に戻って、ステップS121とS123とが繰り返される。
When the rate of change ΔIt of the torque current It becomes larger than the predetermined value ΔIw (step S113; Yes), in step S121, the movement
所定の移動量ΔSbよりも大きいか等しい場合(ステップS123;Yes)、ステップS131で、移動量制御部116により、モータ駆動制御部112を介してモータ駆動部211が制御されて、サーボモータ13が停止され(押圧停止工程)、かしめ動作が終了される。
When the movement amount is larger than or equal to the predetermined movement amount ΔSb (step S123; Yes), in step S131, the movement
上述したように、第1の実施の形態によれば、サーボモータ13のトルク電流Itの変化率ΔItから変曲点Wを検出し、変曲点Wから所定の移動量ΔSbだけ押圧部19をさらに移動させることで、適正なかしめ状態Bを実現でき、かしめ部材の材料の機械的特性や部品寸法のばらつきによるかしめ不良を削減することのできるかしめ装置を提供することができる。
As described above, according to the first embodiment, the inflection point W is detected from the rate of change ΔIt of the torque current It of the
なお、上述した第1の実施の形態では、サーボモータ13のトルク電流Itの変化率ΔItから変曲点Wを検出するとしたが、その代わりに、上述した移動量検出部115を用いて、サーボモータ13の回転量とボールネジ17の送りピッチとから押圧部19の移動量Sを算出し、第2の実施の形態で後述するように、感圧センサ23の圧力信号23aからかしめポンチ21の押圧力Pを検出し、移動量Sと押圧力Pとの関係から、図3(f)に示した変曲点Wを求めてもよい。
In the first embodiment described above, the inflection point W is detected from the rate of change ΔIt of the torque current It of the
次に、本発明のかしめ装置の第2の実施の形態について、図6および図7を用いて説明する。図6は、図1に示したかしめ装置1の第2の実施の形態における制御部11の細部の構成を示すブロック図であり、図7は第2の実施の形態の動作を示すフローチャートである。
Next, a second embodiment of the caulking device of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is a block diagram showing a detailed configuration of the
図6において、かしめ装置1の制御部11は、CPU120、モータ駆動部211、ROM213、パラメータ記憶部214、RAM215および押圧力検出部217等で構成される。
In FIG. 6, the
CPU120は、ROM213に予め記憶されたプログラムをRAM215上に展開して実行することで、パラメータ読出部121、モータ駆動制御部112、電流検出部113、変曲点検出部114、押圧力検出制御部125および押圧力制御部126等として機能する。
The CPU 120 develops and executes a program stored in advance in the
モータ駆動部211は、モータ駆動信号13aを出力し、図1のサーボモータ13を駆動する。ROM213には、かしめ装置1を制御するためのプログラム等が予め記憶されている。
The
パラメータ記憶部214はPROM(Programmable ROM)等で構成され、図5で述べた変曲点Wを検出するためのトルク電流の変化量の所定値ΔIwや、図3で示した変曲点Wから適正なかしめ状態Bまでの所定の押圧力の変化量ΔPb等のパラメータが予め記憶されている。ΔIwやΔPb等のパラメータは、ROM213に予め記憶されていてもよいし、メモリを用いずに、テンキーやダイアル式のプリセット手段等で設定されてもよい。
The
押圧力検出部217は、感圧センサ23の圧力信号23aを受信して、変曲点Wからの押圧力の変化分ΔPを検出する。
The pressing
CPU120のパラメータ読出部121は、パラメータ記憶部214に予め記憶された変曲点Wを検出するためのトルク電流の変化量の所定値ΔIwや、変曲点Wから適正なかしめ状態Bまでの所定の押圧力の変化量ΔPb等のパラメータを読み出し、RAM215上の所定の領域に格納する。モータ駆動制御部112、電流検出部113および変曲点検出部114は、図4の第1の実施の形態と同じであるので、説明は省略する。
The
押圧力検出制御部125は、押圧力検出部217を介して、感圧センサ23の圧力信号23aを受信して、変曲点Wからの押圧力の変化分ΔPを演算し、検出する。ここに、感圧センサ23、押圧力検出部217および押圧力検出制御部125は、本発明における押圧力検出手段として機能する。
The pressing force
押圧力制御部126は、押圧力検出制御部125で検出された変曲点Wからの押圧力の変化分ΔPが、パラメータ読出部121によって読み出された所定の押圧力の変化量ΔPbに等しくなるまで、サーボモータ13を駆動し、等しくなったところで停止するように、モータ駆動制御部112およびモータ駆動部211を介してサーボモータ13の駆動を制御する。
In the pressing
図7において、ステップS201で、CPU120のパラメータ読出部111により、RAM215に予め記憶された変曲点Wを検出するためのトルク電流の変化量の所定値ΔIwや、変曲点Wから適正なかしめ状態Bまでの所定の押圧力の変化量ΔPb等のパラメータが読み出され、RAM215上の所定の領域に格納される(パラメータ読出工程)。ステップS103からステップS113までは、図5の第1の実施の形態と同じであるので、説明は省略する。
In FIG. 7, in step S201, the
トルク電流Itの変化率ΔItが所定値ΔIwよりも大きくなった場合(ステップS113;Yes)、ステップS221で、押圧力検出制御部125により、押圧力検出部217を介して、感圧センサ23の圧力信号23aから、変曲点Wからの押圧力の変化分ΔPが検出される(押圧力検出工程)。
When the rate of change ΔIt of the torque current It becomes larger than the predetermined value ΔIw (step S113; Yes), the
ステップS223で、押圧力制御部126により、変曲点Wからの押圧力の変化分ΔPが所定の押圧力の変化量ΔPbよりも大きいか等しくなったか否かが確認される(押圧力確認工程)。所定の押圧力の変化量ΔPbよりも小さい場合(ステップS153;No)、ステップS221に戻って、ステップS221とS223とが繰り返される。
In step S223, the pressing
所定の押圧力の変化量ΔPbよりも大きいか等しい場合(ステップS223;Yes)、ステップS131で、押圧力制御部126により、モータ駆動制御部112を介してモータ駆動部211が制御されて、サーボモータ13が停止され(押圧停止工程)、かしめ動作が終了される。
If it is greater than or equal to the predetermined change amount ΔPb of the pressing force (step S223; Yes), the
上述したように、第2の実施の形態によれば、サーボモータ13のトルク電流Itの変化率ΔItから変曲点Wを検出し、変曲点Wから適正なかしめ状態Bまでの所定の押圧力の変化量ΔPbだけ押圧力Pをさらに加圧することで、適正なかしめ状態Bを実現でき、かしめ部材の材料の機械的特性や部品寸法のばらつきによるかしめ不良を削減することのできるかしめ装置を提供することができる。
As described above, according to the second embodiment, the inflection point W is detected from the rate of change ΔIt of the torque current It of the
次に、本発明のかしめ装置の第3の実施の形態について、図8乃至図10を用いて説明する。図8は、本発明のかしめ装置1の第3の実施の形態を示すブロック図、図9は、第3の実施の形態における制御部11の細部の構成を示すブロック図、図10は第3の実施の形態の動作を示すフローチャートである。
Next, a third embodiment of the caulking device of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 8 is a block diagram showing a third embodiment of the caulking device 1 of the present invention, FIG. 9 is a block diagram showing a detailed configuration of the
図8において、かしめ装置1は、制御部11、油圧シリンダ61、押圧部19、位置センサ63およびテーブル31等で構成される。押圧部19は、かしめポンチ21、感圧センサ23、移動軸25等で構成される。テーブル31上には、ワーク33が配置されている。ここに、制御部11と油圧シリンダ61とは本発明における駆動手段として機能し、制御部11と位置センサ63とは移動量検出手段として機能する。
In FIG. 8, the caulking device 1 includes a
油圧シリンダ61は作用部61aを有し、作用部61aは、押圧部19の移動軸25に結合されており、作用部61aの駆動に従って、移動軸25が図の矢印X方向に昇降される。作用部61aは、例えば時間に比例して押圧力が増大するように駆動される。移動軸25の移動量S即ち押圧部19の移動量Sは、位置センサ63によって検出され、位置信号63aとして制御部11に送信される。その他の構成は、図1に示したと同じであるので、説明は省略する。
The
図9において、制御部11は、CPU130、ROM213、パラメータ記憶部214、RAM215、シリンダ駆動部221、押圧力検出部217および移動量検出部219等で構成される。
In FIG. 9, the
CPU130は、ROM213に予め記憶されたプログラムをRAM215上に展開して実行することで、パラメータ読出部131、シリンダ駆動制御部132、移動量検出制御部133、押圧力検出制御部125、変曲点検出部134および移動量制御部136等として機能する。移動量制御部136の代わりに、押圧力制御部126として機能させてもよい。
The
シリンダ駆動部221は、シリンダ駆動信号61bを出力して、図8の油圧シリンダ61を駆動する。ROM213には、かしめ装置1を制御するためのプログラム等が予め記憶されている。
The
パラメータ記憶部214はPROM(Programmable ROM)等で構成され、図10で後述する変曲点Wを検出するための押圧部19の移動量と押圧力との比の所定値ΔSw/ΔPwや、図3で示した変曲点Wから適正なかしめ状態Bまでの所定の変形量ΔSb等のパラメータが予め記憶されている。ΔSw/ΔPwやΔSb等のパラメータは、ROM213に予め記憶されていてもよいし、メモリを用いずに、テンキーやダイアル式のプリセット手段等で設定されてもよい。
The
移動量検出部219は、位置センサ63の位置信号63aを受信して、押圧部19の移動量Sを検出する。押圧力検出部217は、感圧センサ23の圧力信号23aを受信して、かしめポンチ21に印加される押圧力Pを検出する。
The movement
CPU130のパラメータ読出部131は、パラメータ記憶部214に予め記憶された変曲点Wを検出するための押圧部19の移動量と押圧力との比の所定値ΔSw/ΔPwや、図3で示した変曲点Wから適正なかしめ状態Bまでの所定の変形量ΔSb等のパラメータを読み出し、RAM215上の所定の領域に格納する。シリンダ駆動制御部132は、シリンダ駆動部221を制御してシリンダ駆動信号61bを出力させ、図8の油圧シリンダ61を駆動させる。
The
移動量検出制御部133は、移動量検出部219を介して位置センサ63の位置信号63aを受信して、押圧部19の移動量Sを検出する。ここに、位置センサ63、移動量検出部219および移動量検出制御部133は、本発明における移動量検出手段として機能する。押圧力検出制御部125は、図6の第2の実施の形態に示したと同じであるので、説明は省略する。
The movement amount
変曲点検出部134は、移動量検出制御部133で検出された押圧部19の移動量Sと、押圧力検出制御部125で検出されたかしめポンチ21に印加される押圧力Pとから、図3(f)に示した変曲点Wを検出する。
The inflection
移動量制御部136は、移動量検出制御部133で検出された変曲点Wからの移動量ΔSが、パラメータ読出部131によって読み出された所定の変形量ΔSbに等しくなるまで、油圧シリンダ61を駆動し、等しくなったところで停止するように、シリンダ駆動制御部132およびシリンダ駆動部221を介して油圧シリンダ61の駆動を制御する。
The movement
CPU130を、移動量制御部136の代わりに、押圧力制御部126として機能させる場合には、パラメータ読出部131によって、変曲点Wから適正なかしめ状態Bまでの所定の変形量ΔSbの代わりに、変曲点Wからの所定の押圧力の変化量ΔPbが読み出される。
When the
そして、押圧力制御部126は、押圧力検出制御部125で検出された変曲点Wからの押圧力の変化分ΔPが、パラメータ読出部131によって読み出された所定の押圧力の変化量ΔPbに等しくなるまで、油圧シリンダ61を駆動し、等しくなったところで停止するように、シリンダ駆動制御部132およびシリンダ駆動部221を介して油圧シリンダ61の駆動を制御する。
Then, the pressing
図10において、ステップS301で、CPU130のパラメータ読出部131により、RAM215に予め記憶された変曲点Wを検出するための押圧部19の移動量と押圧力との比の所定値ΔSw/ΔPwや、図3で示した変曲点Wから適正なかしめ状態Bまでの所定の変形量ΔSb等のパラメータが読み出される(パラメータ読出工程)。
In FIG. 10, in step S301, the
ステップS303で、シリンダ駆動制御部132により、シリンダ駆動部221が制御されてシリンダ駆動信号61bが出力され、図8の油圧シリンダ61の駆動が開始され、油圧シリンダ61の押し下げに従って、押圧部19も降下する(押圧工程)。
In step S303, the cylinder
ステップS311で、移動量検出制御部133により、移動量検出部219を介して、位置センサ63の位置信号63aから、押圧部19の移動量Sが検出される(移動量検出工程)。ステップS313で、押圧力検出制御部125により、押圧力検出部217を介して、感圧センサ23の圧力信号23aからかしめポンチ21に印加される押圧力Pが検出される(押圧力検出工程)。
In step S311, the movement amount
ステップS315で、ステップS311で検出された移動量SとステップS313で検出された押圧力Pとから、現在のかしめ状態が図3(f)の変曲点Wであるか否かが確認される(変曲点検出工程)。変曲点でないと判断された場合(ステップS315;No)、ステップS311に戻ってステップS311、S313およびS315が繰り返される。 In step S315, it is confirmed from the movement amount S detected in step S311 and the pressing force P detected in step S313 whether the current caulking state is the inflection point W in FIG. (Inflection point detection process). When it is determined that the point is not an inflection point (step S315; No), the process returns to step S311 and steps S311, S313, and S315 are repeated.
現在のかしめ状態が図3(f)の変曲点Wであるか否かは、ステップS311からS315が繰り返される中で、図3(f)に示すように、前回のステップS311と今回のステップS311との押圧部19の移動量Sの変化分ΔSと、前回のステップS313と今回のステップS313との押圧力Pの変化分ΔPとの比ΔS/ΔPが、所定値ΔSw/ΔPwよりも小さいか否か、つまり、押圧力Pの変化に対して移動量Sの変化が小さいか否かで判断できる。
Whether or not the current caulking state is the inflection point W in FIG. 3 (f) is determined by repeating steps S311 to S315, as shown in FIG. 3 (f), the previous step S311 and the current step. The ratio ΔS / ΔP between the change amount ΔS of the movement amount S of the
その他に、ステップS311が繰り返される中で、前回のステップS311と今回のステップS311との押圧部19の移動量Sの時間変化率ΔS/Δtが所定値ΔSw/Δtよりも小さいか否かで判断することもできる。あるいは、ステップS313が繰り返される中で、前回のステップS313と今回のステップS313との押圧力Pの時間変化率ΔP/Δtが所定値ΔPw/Δtよりも大きいか否かで判断することもできる。
In addition, while step S311 is repeated, it is determined whether or not the time change rate ΔS / Δt of the movement amount S of the
変曲点であると判断された場合(ステップS315;Yes)、ステップS121に進む。ステップS121およびステップS123は、図5の第1の実施の形態と同じであるので、説明は省略する。 If it is determined that the point is an inflection point (step S315; Yes), the process proceeds to step S121. Steps S121 and S123 are the same as those in the first embodiment shown in FIG.
ステップS123で、押圧部19の変曲点Wからの移動量ΔSが所定の移動量ΔSbよりも大きいか等しい場合(ステップS123;Yes)、ステップS331で、移動量制御部136により、シリンダ駆動制御部132を介してシリンダ駆動部221が制御されて、油圧シリンダ61が停止され(押圧停止工程)、かしめ動作が終了される。
If the movement amount ΔS of the
なお、ステップS121およびステップS123に代えて、図7の第2の実施の形態に示したステップS221およびステップS223を用いても同じ効果が得られる。 Note that the same effect can be obtained by using step S221 and step S223 shown in the second embodiment in FIG. 7 instead of step S121 and step S123.
上述したように、第3の実施の形態によれば、押圧部19の移動量Sとかしめポンチ21に印加される押圧力Pとから変曲点Wを検出し、変曲点Wから適正なかしめ状態Bまでの所定の移動量ΔSbだけ押圧部19をさらに移動させることで、あるいは変曲点Wから適正なかしめ状態Bまでの所定の押圧力の変化量ΔPbだけ押圧力Pを加圧することで、適正なかしめ状態Bを実現でき、かしめ部材の材料の機械的特性や部品寸法のばらつきによるかしめ不良を削減することのできるかしめ装置を提供することができる。
As described above, according to the third embodiment, the inflection point W is detected from the movement amount S of the
次に、かしめ部材と被かしめ部材の他の例について、図11を用いて説明する。図11は、かしめ部材と被かしめ部材の他の例を示す模式図である。 Next, another example of the caulking member and the caulking member will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a schematic diagram illustrating another example of the caulking member and the caulking member.
本発明のかしめにおいては、上述した変曲点Wを検出できればかしめ状態を把握できるので、かしめ部材の形状としては、最初に変形するための変形部を持つ形状で、かつ変形部の変形により被かしめ部材を挟み込んで保持・固定できれば、図3に示したようなくびれ部を有する棒材でなくても、どのような形状でもよい。また、被かしめ部材についても、かしめ部材によって挟み込んで保持・固定できれば、図3に示したような線材でなくても、どのような形状でもよい。 In the caulking of the present invention, the caulking state can be grasped if the inflection point W described above can be detected. Therefore, the caulking member has a deformed portion for deforming first and is deformed by the deformation of the deforming portion. As long as the caulking member can be sandwiched and held and fixed, the bar may have any shape as long as it is not a bar having a constricted portion as shown in FIG. Further, the caulking member may have any shape as long as the caulking member can be held and fixed by being clamped by the caulking member.
図11において、かしめ部材71は例えば金属の平板である。また、被かしめ部材53は、例えばSMAの板あるいは箔や、バイモルフ型圧電素子のシム板等の平板形状の部材である。
In FIG. 11, the
本例でのかしめにおいては、図11(a)のように、予め変形部71aで折り曲げられたかしめ部材71に被かしめ部材53を挟み込み、かしめ部材71の曲げ部71bをかしめポンチ21で押さえ込んでいく。そして、図11(b)のように、かしめ部材71の曲げ部71bが被かしめ部材53に完全に接触するところで、変形部71aの変形がほぼ終了する。
In the caulking in this example, as shown in FIG. 11A, the
その後、かしめポンチ21でさらに押圧力を印加してかしめることで、かしめ部材71の圧縮変形が進んで、被かしめ部材53がかしめ部材71に挟み込まれ、保持・固定される。この時、図3(f)に示したように変曲点Wを求め、変曲点Wから所定の移動量ΔSbあるいは所定の押圧力の変化量ΔPbだけさらにかしめることで、適正なかしめ状態Bを得ることができる。さらに押圧力を強めると、被かしめ部材53の圧縮変形やかしめ部材71へのめりこみ等が発生し、かしめ不良の要因となる。
Thereafter, by further applying a pressing force with the
上述したように、任意の形状のかしめ部材および被かしめ部材においても、押圧部の移動量と押圧力との関係の変曲点を検出し、変曲点から所定の移動量あるいは所定の押圧力だけさらにかしめることで適正なかしめ状態を得ることができ、かしめ部材の材料の機械的特性や部品寸法のばらつきによるかしめ不良を削減することのできるかしめ装置を提供することができる。 As described above, even in a caulking member and a caulking member having an arbitrary shape, an inflection point of the relationship between the moving amount of the pressing portion and the pressing force is detected, and a predetermined moving amount or a predetermined pressing force is detected from the inflection point. Further, it is possible to provide a caulking apparatus that can obtain an appropriate caulking state by further caulking, and can reduce caulking defects due to variations in the mechanical properties and component dimensions of the caulking member material.
以上に述べたように、本発明によれば、かしめの際にかしめ部材の変形形態が変化する点を変曲点として検出し、変曲点からさらに、予め記憶された変曲点から適正なかしめ状態までかしめるための押圧部の移動量あるいは押圧力の変化分だけ押圧部を移動あるいは加圧する。これによって、かしめ部材の材料の機械的特性や部品寸法のばらつきによるかしめ不良を削減することのできるかしめ装置を提供することができる。 As described above, according to the present invention, the point at which the deformation form of the caulking member changes during caulking is detected as an inflection point, and an appropriate point is determined from the inflection point stored in advance. The pressing portion is moved or pressurized by the amount of movement or pressing force of the pressing portion for caulking up to the caulking state. As a result, it is possible to provide a caulking device that can reduce caulking defects due to variations in the mechanical characteristics and component dimensions of the caulking member material.
なお、本発明に係るかしめ装置を構成する各構成の細部構成および細部動作に関しては、本発明の趣旨を逸脱することのない範囲で適宜変更可能である。 It should be noted that the detailed configuration and detailed operation of each component constituting the caulking device according to the present invention can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention.
1 かしめ装置
11 制御部
13 サーボモータ
13a モータ駆動信号
15 カップリング
17 ボールネジ
19 押圧部
21 かしめポンチ
23 感圧センサ
23a 圧力信号
25 移動軸
31 テーブル
33 ワーク
41 かしめ部材
43 頭部
45 テーパ部
47 くびれ部
49 胴部
51 被かしめ部材
53 被かしめ部材
61 油圧シリンダ
61a (油圧シリンダの)作用部
61b シリンダ駆動信号
63 位置センサ
71 かしめ部材
71a 変形部
71b (かしめ部材71の)一端
110、120、130 CPU
111、121、131 パラメータ読出部
112 モータ駆動制御部
113 電流検出部
114、134 変曲点検出部
115 移動量検出部
116、136 移動量制御部
125 押圧力検出制御部
126 押圧力制御部
132 シリンダ駆動制御部
133 移動量検出制御部
211 モータ駆動部
213 ROM
215 RAM
217 押圧力検出部
219 移動量検出部
221 シリンダ駆動部
W 変曲点
B 適正なかしめ状態
S (押圧部19の)移動量、または(かしめ部材41の)変形量
ΔS 変曲点Wからの移動量
ΔSb 所定の移動量、または所定の変形量
P 押圧力
ΔP 変曲点Wからの押圧力の変化分
ΔPb 所定の押圧力の変化分
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
111, 121, 131
215 RAM
217 Pressing
Claims (6)
前記押圧部を移動させる駆動手段と、
前記押圧部および前記駆動手段の動作を制御する制御部とを備えたかしめ装置において、
前記押圧部の移動量を検出する移動量検出手段を備え、
前記制御部は、
前記押圧部によって前記押圧力を印加する過程において、前記かしめ部材の変形形態が変化する変曲点を検出する変曲点検出部と、
前記変曲点での前記押圧部の移動量と、適正なかしめ状態での前記押圧部の移動量との差を予め所定の変形量として記憶するパラメータ記憶部と、
前記パラメータ記憶部に記憶された前記所定の変形量を読み出すパラメータ読出部と、
前記移動量検出手段によって検出された前記押圧部の移動量と、前記パラメータ読出部によって読み出された前記所定の変形量とを比較して、前記押圧部を適正なかしめ位置に移動させる移動量制御部とを有し、
前記かしめ部材が、
くびれ部と、押圧方向に垂直な断面で前記くびれ部の断面積よりも大きな断面積を持つ頭部とを有する棒材であり、かしめの工程において最初に変形する変形部を有し、最初に変形する前記変形部は前記くびれ部であり、前記変形部の変形により前記被かしめ部材を挟み込んで、前記被かしめ部材を保持し、固定し、
前記被かしめ部材は、
直径が10μm以上、1mm以下の線材の形状記憶合金であることを特徴とするかしめ装置。 A pressing portion that applies a pressing force to the caulking member by movement, deforms the caulking member, and fixes the caulking member;
Driving means for moving the pressing portion;
In the caulking device including the pressing unit and a control unit that controls the operation of the driving unit,
A movement amount detecting means for detecting a movement amount of the pressing portion;
The controller is
In the process of applying the pressing force by the pressing unit, an inflection point detection unit that detects an inflection point at which the deformation form of the caulking member changes;
A parameter storage unit that stores in advance a difference between the amount of movement of the pressing unit at the inflection point and the amount of movement of the pressing unit in an appropriate crimped state as a predetermined deformation amount;
A parameter reading unit for reading the predetermined deformation amount stored in the parameter storage unit;
A moving amount for moving the pressing portion to an appropriate caulking position by comparing the moving amount of the pressing portion detected by the moving amount detecting means with the predetermined deformation amount read by the parameter reading portion. have a control unit,
The caulking member is
A bar having a constricted portion and a head having a cross section perpendicular to the pressing direction and having a cross-sectional area larger than that of the constricted portion, and having a deformed portion that deforms first in the caulking process, The deforming portion to be deformed is the constricted portion, and the caulking member is sandwiched by deformation of the deforming portion to hold and fix the caulking member,
The caulking member is
A caulking device characterized by being a shape memory alloy of a wire having a diameter of 10 μm or more and 1 mm or less .
前記押圧部を移動させる駆動手段と、
前記押圧部および前記駆動手段の動作を制御する制御部とを備えたかしめ装置において、
前記押圧力を検出する押圧力検出手段を備え、
前記制御部は、
前記押圧部によって前記押圧力を印加する過程において、前記かしめ部材の変形形態が変化する変曲点を検出する変曲点検出部と、
前記変曲点での前記押圧力と、適正なかしめ状態での前記押圧力との差を予め所定の押圧力の変化量として記憶するパラメータ記憶部と、
前記パラメータ記憶部に記憶された前記所定の押圧力の変化量を読み出すパラメータ読出部と、
前記押圧力検出手段によって検出された前記押圧力と、前記パラメータ読出部によって読み出された前記所定の押圧力の変化量とを比較して、前記押圧部を適正なかしめ状態まで加圧する押圧力制御部とを有し、
前記かしめ部材が、
くびれ部と、押圧方向に垂直な断面で前記くびれ部の断面積よりも大きな断面積を持つ頭部とを有する棒材であり、かしめの工程において最初に変形する変形部を有し、最初に変形する前記変形部は前記くびれ部であり、前記変形部の変形により前記被かしめ部材を挟み込んで、前記被かしめ部材を保持し、固定し、
前記被かしめ部材は、
直径が10μm以上、1mm以下の線材の形状記憶合金であることを特徴とするかしめ装置。 A pressing portion that applies a pressing force to the caulking member by movement, deforms the caulking member, and fixes the caulking member;
Driving means for moving the pressing portion;
In the caulking device including the pressing unit and a control unit that controls the operation of the driving unit,
A pressing force detecting means for detecting the pressing force;
The controller is
In the process of applying the pressing force by the pressing unit, an inflection point detection unit that detects an inflection point at which the deformation form of the caulking member changes;
A parameter storage unit that stores in advance a difference between the pressing force at the inflection point and the pressing force in an appropriate caulking state as a change amount of a predetermined pressing force;
A parameter reading unit for reading a change amount of the predetermined pressing force stored in the parameter storage unit;
A pressing force that pressurizes the pressing portion to an appropriate caulking state by comparing the pressing force detected by the pressing force detecting means with a change amount of the predetermined pressing force read by the parameter reading portion. have a control unit,
The caulking member is
A bar having a constricted portion and a head having a cross section perpendicular to the pressing direction and having a cross-sectional area larger than that of the constricted portion, and having a deformed portion that deforms first in the caulking process, The deforming portion to be deformed is the constricted portion, and the caulking member is sandwiched by deformation of the deforming portion to hold and fix the caulking member,
The caulking member is
A caulking device characterized by being a shape memory alloy of a wire having a diameter of 10 μm or more and 1 mm or less .
前記かしめ部材が、 The caulking member is
くびれ部と、押圧方向に垂直な断面で前記くびれ部の断面積よりも大きな断面積を持つ頭部とを有する棒材であり、A bar having a constricted portion and a head having a cross-sectional area larger than the cross-sectional area of the constricted portion in a cross section perpendicular to the pressing direction;
前記被かしめ部材は、 The caulking member is
直径が10μm以上、1mm以下の線材の形状記憶合金であり、It is a shape memory alloy of a wire having a diameter of 10 μm or more and 1 mm or less,
前記くびれ部に前記線材の形状記憶合金を当接させるように配置する配置工程と、 An arranging step for arranging the shape memory alloy of the wire to contact the constricted portion;
前記かしめ部材に前記押圧力を印加する押圧部を移動させて前記くびれ部を変形させる押圧工程と、 A pressing step of deforming the constricted portion by moving a pressing portion that applies the pressing force to the caulking member;
前記押圧力を印加する過程において、前記かしめ部材の変形形態が変化する変曲点を検出する変曲点検出工程と、 An inflection point detecting step of detecting an inflection point at which the deformation form of the caulking member changes in the process of applying the pressing force;
前記変曲点での前記押圧部の移動量と、適正なかしめ状態での前記押圧部の移動量との差を予め所定の変形量として記憶させるパラメータ記憶工程と、 A parameter storage step for storing in advance a difference between the amount of movement of the pressing portion at the inflection point and the amount of movement of the pressing portion in an appropriate crimped state as a predetermined deformation amount;
前記記憶された所定の変形量を読み出すパラメータ読出工程と、 A parameter reading step of reading the stored predetermined deformation amount;
前記押圧部の移動量を検出する移動量検出工程と、 A movement amount detection step of detecting a movement amount of the pressing portion;
前記検出された前記押圧部の移動量と、前記パラメータ読出工程によって読み出された前記所定の変形量とを比較して、前記押圧部を適正なかしめ位置に移動させる移動量制御工程と、 A movement amount control step of comparing the detected movement amount of the pressing portion with the predetermined deformation amount read by the parameter reading step, and moving the pressing portion to an appropriate caulking position;
を備えることを特徴とするかしめ方法。A caulking method characterized by comprising:
前記かしめ部材が、 The caulking member is
くびれ部と、押圧方向に垂直な断面で前記くびれ部の断面積よりも大きな断面積を持つ頭部とを有する棒材であり、A bar having a constricted portion and a head having a cross-sectional area larger than the cross-sectional area of the constricted portion in a cross section perpendicular to the pressing direction;
前記被かしめ部材は、 The caulking member is
直径が10μm以上、1mm以下の線材の形状記憶合金であり、It is a shape memory alloy of a wire having a diameter of 10 μm or more and 1 mm or less,
前記くびれ部に前記線材の形状記憶合金を当接させるように配置する配置工程と、 An arranging step for arranging the shape memory alloy of the wire to contact the constricted portion;
前記かしめ部材に前記押圧力を印加する押圧部を移動させて前記くびれ部を変形させる押圧工程と、 A pressing step of deforming the constricted portion by moving a pressing portion that applies the pressing force to the caulking member;
前記押圧力を印加する過程において、前記かしめ部材の変形形態が変化する変曲点を検出する変曲点検出工程と、 An inflection point detecting step of detecting an inflection point at which the deformation form of the caulking member changes in the process of applying the pressing force;
前記変曲点での前記押圧部の移動量と、適正なかしめ状態での前記押圧部の移動量との差を予め所定の変形量として記憶させるパラメータ記憶工程と、 A parameter storage step for storing in advance a difference between the amount of movement of the pressing portion at the inflection point and the amount of movement of the pressing portion in an appropriate crimped state as a predetermined deformation amount;
前記記憶された所定の変形量を読み出すパラメータ読出工程と、 A parameter reading step of reading the stored predetermined deformation amount;
前記押圧力を検出する押圧力検出工程と、 A pressing force detecting step for detecting the pressing force;
前記検出された前記押圧力と、前記パラメータ読出工程によって読み出された前記所定の押圧力の変化量とを比較して、前記押圧部を適正なかしめ状態まで加圧する押圧力制御工程と、 A pressing force control step of comparing the detected pressing force with the change amount of the predetermined pressing force read by the parameter reading step and pressurizing the pressing portion to an appropriate caulking state;
を備えることを特徴とするかしめ方法。A caulking method characterized by comprising:
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