JPH11273823A - 端子圧着装置の圧着不良検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡易な構成で正確に端子圧着の良否を判定で
きるようにした端子圧着装置の圧着不良検出方法を提供
する。 【解決手段】 電線の露出導体に端子をかしめる昇降自
在のクリンパと、該クリンパに対向するアンビルとを備
え、クリンパの昇降をサーボモータ等の駆動手段により
行わせる端子圧着装置の圧着不良検出方法において、前
記端子の圧着時において前記クリンパの高さとクリンパ
速度とをモニターし、検出されたクリンパ高に対するク
リンパ速度と予め設定したクリンパ高に対するクリンパ
速度とを比較して端子圧着の良否を判定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ワイヤハーネス等
を構成する端子付電線をつくる端子圧着装置の圧着不良
検出方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、特公平５−６５１１号公報に
は、端子圧着電線の端子圧着不良検出方法が開示されて
いる。上記公報においては端子圧着が良好か否かを検出
する方法として、端子かしめ時の時間に対する圧着力を
荷重センサにより検出し、検出した圧着力の時間的変化
をパターンとして捉え、当該パターンと正常時のパター
ンとを比較してその変化より端子の圧着状態の良否を判
定させるようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前述した従来の方法に
おいては、正常時の時間に対する圧着力を記録したパタ
ーンと動作時の時間に対する圧着力を記録したパターン
とを比較して端子の圧着の良否を判定させるようにして
いた。しかし、この方法においては、両パターンを比較
するための時間位置合わせが困難であると共に、時間位
置合わせ誤差に基づく基準圧着力と検出した圧着力との
差が少なくなり誤判定を行い易い、と言った問題があ
る。本発明は簡易な構成で正確に端子圧着の良否を判定
できるようにした端子圧着装置の圧着不良検出方法を提
供することを課題とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
めに、電線の露出導体に端子をかしめる昇降自在のクリ
ンパと、該クリンパに対向するアンビルとを備え、クリ
ンパの昇降をサーボモータ等の駆動手段により行わせる
端子圧着装置の圧着不良検出方法において、前記端子の
圧着時において前記クリンパの高さとクリンパ速度とを
モニターし、検出されたクリンパ高に対するクリンパ速
度と予め設定したクリンパ高に対するクリンパ速度とを
比較して端子圧着の良否を判定する。予め設定したクリ
ンパ高に対するクリンパ速度と動作時のクリンパ高に対
するクリンパ速度とを比較して端子圧着の良否を判定す
るようにしたので、クリンパ高に対する速度の比較は誤
差が無く、正確に良否を判定することができる。

【０００５】前記クリンパ高を端子のかしめ位置の設定
したクリンパ高とする。クリンパ速度の比較を端子のか
しめ位置に設定した特定のクリンパ高のとき行うように
したので、１点のみの比較で良否の判定ができ、容易に
判定を行わせることができる。

【０００６】前記クリンパ高を、前記サーボモータの回
転軸または前記クリンパを昇降させるクランク軸を有す
る円板の回転軸に設けられたエンコーダより得る。クリ
ンパ高を、サーボモータまたはクランク軸が設けられて
いる円板の回転軸に取付けられたエンコーダより得るよ
うにしたので、容易にクリンパ高を得ることができる。

【０００７】前記クリンパ速度を、前記サーボモータの
回転軸または前記クリンパを昇降させるクランク軸を有
する円板の回転軸に設けられたエンコーダより得られる
値より求める。クリンパの速度を、サーボモータまたは
クランク軸が設けられている円板の回転軸に取付けられ
たエンコーダより得られる値より求めるようにしたの
で、容易にクリンパ速度を得ることができる。

【０００８】前記駆動手段が端子かしめ位置において設
定された電流を前記サーボモータに供給する。端子かし
め位置において駆動手段より設定された電流をサーボモ
ータに供給させるようにしたので、正常端子圧着時には
クリンパ高に対するクリンパ速度は同じとなり、異常時
には異なったクリンパ速度となり、判定を正確に行わせ
ることができる。

【０００９】また、前記駆動手段が端子かしめ開始位置
において前記クリンパの速度を設定された速度となるよ
う制御する。端子かしめ開始位置においてクリンパ速度
を設定した速度となるよう制御するようにしたので、端
子かしめ位置におけるクリンパ高に対するクリンパ速度
を設定された速度に一致させることができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１および図２において、１は本
発明に係る端子圧着装置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に上端が
枢着されたクランク杆９の下端にはピン軸１０によりラ
ム１１が枢着され、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，クランク杆９，ラム１１およびラムガイ
ド１２がピストン−クランク機構Ｂを構成している。

【００１１】ラム１１は下端部に係合凹部１３を有し、
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
に固定されている。１８はクリンパホルダ１５に対する
ガイド板であり、側板３の内面に図示しないブラケット
を介して固定されている。

【００１２】サーボモータ４は正逆回転を行い、前記ピ
ストン−クランク機構Ｂによりクランク杆９に枢着され
たラム１１、即ちクリンパ１４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３４
に接続されている。ドライバ３４には基準データ入力装
置２２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（クリンパの最下降下位
置）およびサーボモータにかかる負荷（電流）などの基
準データを入力するようになっている。

【００１３】また、サーボモータ４の図示しない出力軸
にはロータリーエンコーダ３３が付設されており、その
回転数に基づいてクリンパ１４の位置を検出してドライ
バ３４にフィードバックしている。また、３２はハイト
センサであり、クリンパ１４の高さを検出してドライバ
３４に入力し、前記ロータリーエンコーダ３３の出力値
とクリンパ１４の高さの関係を求める基準として使用さ
せている。また３１はサーボモータ４のコイルの温度を
測定する温度センサである。

【００１４】図３はサーボモータ４の駆動をするドライ
バ３４の機能ブロック図である。同図に示されるよう
に、ドライバ３４は、中央演算処理装置のような制御回
路として組込まれ、データ格納部２３、速度制御部２
４、電流制御部２５、判定部２６、増幅部２７、電流値
検出部２８、インタフェース（Ｉ／Ｏ）２９（２９−１
〜２９−８）および処理を行うマイクロプロセッサ（Ｍ
ＰＵ）３０で構成される。つぎに実施例の動作を説明す
る前に、本発明の実施例の動作原理を図６および図７を
参照して説明する。

【００１５】図６（Ａ）〜（Ｃ）は端子圧着装置の作動
説明図、図７（Ａ）はその際のクリンパの時間と昇降速
度の関係を示すグラフ、（Ｂ）は同じく時間とモータ電
流値の関係を示すグラフである。なお、図７中，，
はそれぞれ図６（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に対応する。

【００１６】図６（Ａ）は圧着工程開始状態を示し、円
板７の偏心ピン８は最上位置、即ちクリンパ１４が上死
点にあり、このとき、図７（Ａ）に示すように、クリン
パ１４の下降速度０、サーボモータ４の負荷電流０であ
る。図６（Ｂ）は円板７が矢線方向に回転し、偏心ピン
８が下方に移動し、クリンパ１４が高速で下降して前記
端子Ｃのバレルｃに接触した状態、即ち、かしめ開始位
置を示す。接触前にクリンパ１４の下降速度は減速さ
れ、負荷電流も減少する。

【００１７】図６（Ｃ）は円板７が矢線方向に回転して
偏心ピン８が下死点近傍に移動し、クリンパ１４とアン
ビル１７とにより実質的にかしめを行い、このかしめを
行った後、クリンパ１４がかしめ位置で停止した一時停
止状態を示す。このとき、クリンパ１４は停止（停止時
間ｔ）しているから、速度０であるが、クリンパ１４は
前記端子Ｃのバレルｃを加圧、挟持した状態にあり、端
子バレルｃのスプリングバックに対抗して加圧を続行し
ているから、負荷電流は最高値に達し丘状を示す。この
一時停止による加圧、挟持により上記バレルｃのスプリ
ングバックが防止され、強い圧着強度が得られる。端子
圧着後、サーボモータ４を逆転させ、図６（Ｃ）におい
て円板７を矢線と逆方向に回転させる。クリンパ１４が
上昇して、（Ａ）の状態に復帰する。

【００１８】図７において、のかしめ開始位置では、
クリンパ１４の降下速度が、その最上位置から端子のバ
レルに接触するかしめ開始位置に降下するまでの速度よ
りも十分小にし、設定された速度になるよう制御が行わ
れる。

【００１９】そこで、図３に戻って説明すると、端子圧
着装置Ａを動作する前に基準データ入力装置２２よりＩ
／Ｏ２９−７を介してデータ収納部２３に該装置Ａを動
作させるためのデータおよび端子圧着の良否を判定させ
るためのデータ等を予め格納する。

【００２０】すなわち、端子圧着装置Ａを動作させるた
めのデータとしては、図７（Ａ）に示されるように、
でモータが正方向に回転を開始してからの加速度、モー
タが回転しクリンパ１４が降下し、回転を等速度にする
ときのクリンパ１４の位置および速度、等速度回転より
減速させるクリンパ１４の位置および減速度、でかし
め開始させるときのクリンパ１４の位置および速度、
で一定時間ｔおよび一定時間モータを駆動させる駆動電
流、でかしめ終了後に逆回転してクリンパ１４を上昇
させるときのモータの加速度、等速度にするときのクリ
ンパ１４の位置、減速を開始するときの位置および停止
位置等が格納される。なお、クリンパ１４の位置はサー
ボモータ４に取付けられたロータリーエンコーダ３３の
出力値に対応させた値として格納される。

【００２１】これらのデータは、圧着させる端子毎に予
め実験等によって求め、求められたデータを格納する。
なお、複数の端子に対応するデータを格納しておき、動
作時には対応するデータを読み出すようにしてもよい。
クリンパ１４の位置はロータリーエンコーダ３３の出力
値、すなわち円板７の回転角に対応した値で格納するよ
うにしているので、圧着する端子が変更になっても、ア
ンビル１７の高さを変化させる必要がなく、直ちに対処
できると共に、かしめ開始時のクリンパ位置の調整も容
易である。なおロータリーエンコーダ３３を円板７の回
転軸に取付けるようにしてもよい。

【００２２】次に、図４および図５を参照して、ドライ
バ３４の動作を説明する。図４および図５はドライバの
動作フローチャートである。ステップＳ１では、速度制
御部２４は、Ｉ／Ｏ２９−８を介して、端子かしめ動作
を開始させる信号が入力されたか否かを判定し、判定が
ＮＯの場合はＹＥＳとなるまで待機する。

【００２３】ステップＳ２では、速度制御部２４は、デ
ータ収納部２３よりサーボモータ４を正方向に回転させ
る加速度を読出し、読出した速度になるようＩ／Ｏ２９
−１を介して増幅部２７に出力し、増幅部２７で電力増
幅してサーボモータ４に電流を供給する。

【００２４】なお、モータの回転の加速度はロータリー
エンコーダ３３の出力値をＩ／Ｏ２９−３を介して読込
み、読み込んだ値を微分して、すなわち、読み込んだ値
の差を時間で除算して速度を得て、更に速度を微分して
加速度を得ている。ステップＳ３では、速度制御部２４
は、Ｉ／Ｏ２９−３を介して入力されるロータリーエン
コーダ３３の出力値がデータ収納部２３に格納されてい
る等速回転位置となったか否かを判定し、判定がＮＯの
場合はステップＳ２の加速を続行させ、ＹＥＳの場合は
ステップＳ４に移って等速回転を行わす。

【００２５】また、速度制御部２４は、ステップＳ５で
減速回転位置が検出されたときは、ステップＳ６に移っ
てモータの回転を減速させ、ステップＳ７で端子がかし
め位置になったときは電流制御部２５に通知する。なお
モータの回転はデータ収納部２３に格納されている回転
数になるよう制御が行われ、端子かしめ開始位置では設
定された速度で端子かしめが開始される。

【００２６】ステップＳ８では、電流制御部２５は、デ
ータ収納部２３に格納されている端子圧着時のサーボモ
ータ４に流す電流値Ｉを読出し、ステップＳ９に移って
Ｉ／Ｏ２９−４を介して入力される温度センサ３１から
の温度値によって補正を行い、サーボモータ４のトルク
が規定値となるようにし、ステップＳ１０に移ってＩ／
Ｏ２９−１を介して出力する。

【００２７】ステップＳ１１では、判定部２６は、判定
データを図示しないメモリに記録する。なお判定するた
めのデータについては後で詳細に説明する。ステップＳ
１２では、電流制御部２５は、サーボモータ４に電流Ｉ
をｔ時間供給したか否かを判定し、判定がＮＯならばス
テップＳ１０に移って該ステップＳ１０およびＳ１１を
続行する。

【００２８】ステップＳ１３では、速度制御部２４は、
ステップモータ４を逆方向に指定された加速度となるよ
う加速して回転させ、ステップＳ１４で等速度回転値に
なったと判定されるときはステップＳ１５に移って逆方
向等速回転させ、ステップＳ１６で減速回転位置になっ
たと判定されるときはステップＳ１７に移って減速回転
させ、ステップＳ１８で停止位置になったときは回転を
停止させる。

【００２９】ステップＳ１９では、判定部２６は、ステ
ップＳ１１で記録されたデータよりかしめが正常である
か否かを判定し、ステップＳ２０に移って結果を圧着モ
ニタ２１に表示すると共に不良の場合は必要に応じて警
報を発する。

【００３０】ステップ１９での判定部２６が行うかしめ
が正常か否かの判定は次のようにして行う。図８は端子
かしめ時（図６（Ｂ）より図６（Ｃ）に至る状態）のク
リンパの高さとクリンパの速度との関係を示している。

【００３１】前述したように、端子かしめ開始位置では
クリンパの速度は設定された速度Ｖ ₀ でかしめが開始さ
れる。端子のかしめが開始されるとサーボモータは、前
述したように設定された電流Ｉで駆動されるが、かしめ
による反作用によって速度が次第に減速し、かしめ終了
と共に０となる。

【００３２】この場合、かしめを行う電線が芯線なしの
場合は反作用が小さく、正常な電線の場合に比べて同じ
クリンパの高さにおける速度の減少は少なく、またかし
め終了時のクリンパの高さも小さい。また逆に電線が皮
むきなしおよび絶縁体かみの場合は正常な場合に比べて
反作用が大きく、速度の減少は大きく、またかしめ終了
時のクリンパの高さは高くなる。したがって、本発明で
は、図８の点線で示すように、設定されたクリンパの高
さにおけるクリンパの速度によって、かしめが正常に行
われたか否かを判定する。

【００３３】すなわち、ステップＳ１１での判定データ
の記録は、データ収納部２４に格納されているクリンパ
の高さになったときのクリンパの速度を記録する。ま
た、ステップＳ１９でのかしめ結果の判定は、データ収
納部２４に格納されているクリンパの速度の範囲内にス
テップＳ１１で記録した記録値がある場合は正常、範囲
外である場合は異常であると判定する。なお正常である
か否かの判定を複数のクリンパの高さにおけるクリンパ
の速度が設定された範囲内であるか否かで判定させるよ
うにしてもよい。

【００３４】

【発明の効果】本発明によれば、予め設定したクリンパ
高に対するクリンパ速度と動作時のクリンパ高に対する
クリンパ速度とを比較して端子圧着の良否を判定するよ
うにしたので、クリンパ高に対する速度の比較は誤差が
無く、正確に良否を判定することができる。

【００３５】クリンパ速度の比較を端子のかしめ位置に
設定した特定のクリンパ高のとき行うようにしたので、
１点のみの比較で良否の判定ができ、容易に判定を行わ
せることができる。クリンパ高を、サーボモータまたは
クランク軸が設けられている円板の回転軸に取付けられ
たエンコーダより得るようにしたので、容易にクリンパ
高を得ることができる。

【００３６】クリンパの速度を、サーボモータまたはク
ランク軸が設けられている円板の回転軸に取付けられた
エンコーダより得られる値より求めるようにしたので、
容易にクリンパ速度を得ることができる。端子かしめ位
置において駆動手段より設定された電線をサーボモータ
に供給させるようにしたので、正常端子圧着時にはクリ
ンパ高に対するクリンパ速度は同じとなり、異常時には
異なったクリンパ速度となり、判定を正確に行わせるこ
とができる。

【００３７】また、端子かしめ開始位置においてクリン
パ速度を設定した速度となるよう制御するようにしたの
で、端子かしめ位置におけるクリンパ高に対するクリン
パ速度を設定された速度に一致させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す端子圧着装置の正面図
である。

【図２】図１の側面図である。

【図３】図１の端子圧着装置の制御系統を示す機能ブロ
ック図である。

【図４】図３の動作を示すフローチャートである。

【図５】図３の動作を示すフローチャートである。

【図６】（Ａ）〜（Ｃ）は、それぞれ図１の端子圧着装
置の作動説明図である。

【図７】（Ａ）は図３の端子圧着過程におけるクリンパ
の時間と昇降速度の関係を示すグラフ、（Ｂ）は同じく
時間とモータ電流値の関係を示すグラフである。

【図８】クリンパの高さとクリンパ速度との関係を説明
する図である。

【符号の説明】

Ａ 電線の端子圧着装置 Ｂ ピストン−クランク機構 ４ サーボモータ ５ 減速機 ７ 円板 ８ 偏心ピン（クランク軸） ９ クランク杆 １１ ラム １４ クリンパ １７ アンビル ２３ データ収納部 ２４ 速度制御部 ２５ 電流制御部 ２６ 判定部 ２８ 電流値検出部 ３０ マイクロプロセッサ ３２ ハイトセンサ ３３ ロータリーエンコーダ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電線の露出導体に端子をかしめる昇降自
   在のクリンパと、該クリンパに対向するアンビルとを備
   え、クリンパの昇降をサーボモータ等の駆動手段により
   行わせる端子圧着装置の圧着不良検出方法において、 前記端子の圧着時において前記クリンパの高さとクリン
   パ速度とをモニターし、検出されたクリンパ高に対する
   クリンパ速度と予め設定したクリンパ高に対するクリン
   パ速度とを比較して端子圧着の良否を判定することを特
   徴とする端子圧着装置の圧着不良検出方法。
2. 【請求項２】 前記クリンパ高を端子のかしめ位置の設
   定したクリンパ高であることを特徴とする請求項１に記
   載の端子圧着装置の圧着不良検出方法。
3. 【請求項３】 前記クリンパ高を、前記サーボモータの
   回転軸または前記クリンパを昇降させるクランク軸を有
   する円板の回転軸に設けられたエンコーダより得るよう
   にしたことを特徴とする請求項１または２記載の端子圧
   着装置の圧着不良検出方法。
4. 【請求項４】 前記クリンパ速度を、前記サーボモータ
   の回転軸または前記クリンパを昇降させるクランク軸を
   有する円板の回転軸に設けられたエンコーダより得られ
   る値より求めるようにしたことを特徴とする請求項１，
   ２または３記載の端子圧着装置の圧着不良検出方法。
5. 【請求項５】 前記駆動手段が端子かしめ位置において
   設定された電流を前記サーボモータに供給させるように
   したことを特徴とする請求項１，２，３または４記載の
   端子圧着装置の圧着不良検出方法。
6. 【請求項６】 前記駆動手段が端子かしめ開始位置にお
   いて前記クリンパの速度を設定された速度となるよう制
   御するようにしたことを特徴とする請求項１，２，３，
   ４または５記載の端子圧着装置の圧着不良検出方法。