JP4031214B2 - 端子圧着状態判別方法 - Google Patents
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Description
【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に関する。
【0002】
【従来の技術】
端子と電線とを取り付ける際には、従来から端子圧着装置を用いてきた。前記電線は、端子と取り付けられる前に、例えば端部などの被覆部が除去されて、該端部の芯線が露出される。すなわち、前記電線は皮むき作業を施される。前記端子は、前述したように露出した芯線をかしめるための芯線かしめ足と、被覆部毎電線をかしめる電線かしめ足とを備えている。
【0003】
従来から、前記端子圧着装置が前記芯線かしめ足と電線かしめ足とをかしめることで、前記端子と電線とが圧着されてきた。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。
【0004】
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別している。これは、例えば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別ができるというものである。
【0005】
前述した圧着不良検出装置の例として、特開平1−185457号公報に開示されているものが提案されている。特開平1−185457号公報に開示された圧着不良検出方法は、前記特性波形をサンプリングした時間で積分して得られる積分値を、正常な端子付電線を圧着する際に得られる基準波形の積分値と、比較することにより、検出対象の端子が取り付けられた電線の圧着の良否を判別している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、不良の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、所望の箇所で皮むきされておらずに被覆部が芯線かしめ足でかしめられた場合は、基準波形と特性波形の差が大きくなる。また、芯線が皮むきされた位置で切断された状態で芯線かしめ足がかしめられた場合も、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別が容易である。しかし、基準波形と特性波形の差が小さくなる場合では、良否の判別が困難となる。
【0007】
また、特開平1−185457号公報に開示された圧着不良検出方法では、前述した積分値の差が大きく出る重欠陥不良は検出されやすいが、特性波形の高さが例えば圧着初期では基準波形より高くかつ圧着終期では低く出るような不良時には積分値の差が出にくく、良否の判別が困難となる。
【0008】
また、端子が取り付けられた電線の圧着の良否の判別は、端子を電線に圧着する工程などで行われるため、作業にかかる所要時間をより短くすることが要求されている。
【0009】
さらに、端子が前述したように芯線かしめ足と電線かしめ足とを備えており、前記端子圧着装置が前記芯線かしめ足と電線かしめ足とを同時にかしめる。このため、特に圧着不良が生じると、特異点の特定が困難となった。
【0010】
したがって、本発明の目的は、圧着状態の良否の判別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でき、かつ判別作業にかかる所要時間を短縮することが可能な端子圧着状態判別方法を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
【0014】
請求項1に記載の本発明の端子圧着状態判別方法は、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、かつ該基準波形の増分値から該基準波形の特異点を求めるとともに、前記基準波形よりも短く該特異点の前後所定時間の領域でかつ前記基準波形の一部であるとともに互いに間隔をあけた第2基準部分波形を複数求め、判別対象の電線と端子とを圧着した際に得られる特性波形の当該特性波形よりも短く前記特異点に相当する箇所の前後所定時間の領域でかつ前記特性波形の一部であるとともに互いに間隔をあけた第2部分波形を複数求め、前記第2基準部分波形と前記第2部分波形と、に基いて、端子の圧着状態を判別することを特徴としている。
【0015】
請求項2に記載の本発明の端子圧着状態判別方法は、請求項1に記載の端子圧着状態判別方法において、特異点は、前記基準波形の増分値が極大となる箇所または、前記基準波形の増分値が零となる箇所であることを特徴としている。
【0017】
請求項3に記載の本発明の端子圧着状態判別方法は、請求項1又は請求項2に記載の端子圧着状態判別方法において、前記電線が前記芯線を被覆する被覆部を備えており、前記端子が前記芯線をかしめるかしめ足を備えており、前記かしめ足が前記被覆部を前記芯線とともにかしめたときの前記特性波形から第1の不良波形を求め、前記基準波形と前記第1の不良波形とから前記特異点のうち一つの第1の特異点を求めることを特徴としている。
【0018】
請求項4に記載の本発明の端子圧着状態判別方法は、請求項3に記載の端子圧着状態判別方法において、圧着作業の時間の経過にしたがって前記基準波形の特性値より前記第1の不良波形の特性値が上回りはじめる点を前記第1の特異点とすることを特徴としている。
【0019】
請求項5に記載の本発明の端子圧着状態判別方法は、請求項1、請求項2、請求項3または請求項4に記載の端子圧着状態判別方法において、前記芯線が複数の導線を束ねられて構成されており、前記端子が前記芯線をかしめるかしめ足を備えており、前記かしめ足が正常時より少ない本数の導線からなる芯線をかしめたときの前記特性波形から第2の不良波形を求め、前記基準波形と前記第2の不良波形とから前記特異点のうち一つの第2の特異点を求めることを特徴としている。
【0020】
請求項6に記載の本発明の端子圧着状態判別方法は、請求項5に記載の端子圧着状態判別方法において、圧着作業の時間の経過にしたがって前記基準波形の特性値より前記第2の不良波形の特性値が下回りはじめる点を前記第2の特異点とすることを特徴としている。
【0027】
請求項1に記載した端子圧着状態判別方法によれば、判別の際に用いられる一部の第2基準部分波形が特異点を含んでおり、判別対象の特性波形の第2部分波形が、前記特異点に相当する箇所を含んでいる。そして、第2基準部分波形と第2部分波形とに基いて、端子の圧着状態の良否を判別する。このため、特に圧着状態の良否によって前記特異点及びこれら特異点の近傍での前記荷重の値などが変化する端子の場合、より確実に細かな圧着不良まで検出できる。なお、判別に用いる特性波形の一部は、圧着状態の良否によって顕著に特性値の差がでる箇所であるのが望ましい。
【0028】
さらに、前記基準波形の一部である第2基準部分波形と、前記特性波形の一部である第2部分波形と、に基いて、圧着状態の良否を判別するので、判別にかかる所要時間を短縮することができる。
【0029】
なお、特性波形とは、圧着作業中における、変形する際の端子に加える荷重または、圧着する際に用いられる圧着機の変形量であるのが望ましい。また、特異点とは、端子圧着装置での圧着過程中で端子の一対のかしめ足が変形する過程において、圧着する際に端子の一対のかしめ足が互いに接触する点、端子の一対のかしめ足が芯線に触れ始めて前記荷重が上昇に代わる点、芯線をかしめる過程において前記荷重が上昇から下降に代わる点、前記荷重が加えられなくなる点など、であるのが望ましい。
【0030】
請求項2に記載した端子圧着状態判別方法によれば、特異点が、基準波形の増分値が極大となる箇所または零となる箇所なので、圧着する際に端子の一対のかしめ足が互いに接触する点、端子の一対のかしめ足が芯線に触れ始めて前記荷重が上昇に代わる点、芯線をかしめる過程において前記荷重が上昇から下降に代わる点、前記荷重が加えられなくなる点などとなる。このため、より一層確実に細かな圧着不良まで検出できる。
【0033】
請求項3に記載した端子圧着状態判別方法によれば、かしめ足で被覆部とともに芯線をかしめた圧着不良時の第1の不良波形と、正常に圧着した際の基準波形と、から第1の特異点を定める。このため、第1の特異点を確実に定めることができる。
【0034】
請求項4に記載した端子圧着状態判別方法によれば、基準波形より第1の不良波形が上回りはじめる点を第1の特異点としている。このため、第1の特異点をより確実に定めることができる。
【0035】
請求項5に記載した端子圧着状態判別方法によれば、かしめ足で導線が不足した芯線をかしめた圧着不良時の第2の不良波形と、正常に圧着した際の基準波形と、から第2の特異点を定める。このため、第2の特異点を確実に定めることができる。
【0036】
請求項6に記載した端子圧着状態判別方法によれば、基準波形より第2の不良波形が下回りはじめる点を第2の特異点としている。このため、第2の特異点をより確実に定めることができる。
【0037】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の第1の実施形態について図1ないし図8及び図15を参照して説明する。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1及び図2に示した端子圧着装置200は、図15に示す電線61に端子としての圧着端子51を圧着して取り付けるための装置である。
【0038】
電線61は、導電性の芯線60と、該芯線60を被覆する絶縁性の被覆部62とを備えている。芯線60は、複数の導線が撚られて(束ねられて)構成されており、断面形状が丸形に形成されている。芯線60を構成する導線は、例えば、銅、銅合金、アルミニウムまたはアルミニウム合金などの導電性を有する金属からなる。被覆部62は、絶縁性の合成樹脂からなる。電線61は、圧着端子51が取り付けられる前に、一部の被覆部62が除去されて、該一部の芯線60が露出した状態となっている。
【0039】
圧着端子51は、導電性の板金を折り曲げるなどして形成されている。圧着端子51は、後述する電気接触部53が筒状に形成された所謂雌端子である。圧着端子51は、電線61と接続するための電線接続部52と、他の端子金具と接続するための電気接触部53と、これらの電線接続部52と電気接触部53とを互いに連ねる底壁54と、を備えている。
【0040】
電線接続部52は、一対の電線かしめ足55と、一対の芯線かしめ足50と、を備えている。なお、一対の芯線かしめ足50は、本明細書に記したかしめ足をなしている。一対の電線かしめ足55は、それぞれ、底壁54の両縁から立設している。電線かしめ足55は、底壁54に向かって曲げられることにより、底壁54との間に被覆部62毎電線61を挟む。こうして、一対の電線かしめ足55は、電線61をかしめる。
【0041】
一対の芯線かしめ足50は、それぞれ、底壁54の両縁から立設している。芯線かしめ足50は、底壁54に向かって曲げられることにより、底壁54との間に露出した芯線60を挟む。こうして、一対の芯線かしめ足50は、芯線60をかしめる。図1及び図2に示された端子圧着装置200は、かしめ足50,55を底壁54に向かって曲げて、圧着端子51を電線61にかしめる装置である。図1において、1は端子圧着装置200のフレームであって、該フレーム1は、基板2とその両側の側板3,3とを備えている。
【0042】
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はラム11に取付けられた受座10,10a間に摺動自在に装着されている。スライドブロック9は、円板7の回転により受座10,10a間を左右方向にスライドするとともにラム11が上下方向に移動する。
【0043】
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いる。円板7、スライドブロック9、受座10,10a、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。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ている。
【0044】
クリンパ14にはアンビル17が対向している。アンビル17は、基板2上のアンビル取付台24に固定されている。また、ラム11と、クリンパホルダ15との間には、図3に示すように、圧力センサ100が設けられている。この圧力センサ100は圧着不良検出装置300に接続されている。そして、圧力センサ100の出力により圧着不良検出装置300でクリンパ14からの上下方向の荷重(以下この荷重の値を荷重値と呼ぶ)が検出され、この検出された荷重値が、圧着過程での特性値として処理される。なお、この荷重は、圧着作業中の圧着端子51からの反力及び圧着端子51に加える力をなしている。
【0045】
なお、図1において、18は既知の構成の端子供給装置である。この端子供給装置18は、図示しない連鎖状の圧着端子51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21を有する端子送りアーム22および該端子送りアーム22を進退させる揺動リンク23等を備えている。
【0046】
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により圧着端子51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17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。
【0047】
サーボモータ4は正逆回転を行い、前記ピストン−クランク機構によりラム11、即ちクリンパ14を降下および上昇させるものである。サーボモータ4は、該サーボモータ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14とアンビル17との間に配置された、圧着端子51および電線61の圧着が行われる。
【0048】
なお、ドライバ32には入力部33が接続されている。入力部33は、圧着端子51の規格(又はサイズ)、対応する電線61のサイズ、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。
【0049】
図4は、本実施形態に係わる圧着不良検出装置300のブロック図である。圧着不良検出装置300は、圧力センサ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、CPU44、ROM45、RAM46、表示部47および通信インターフェース48を備えている。
【0050】
入力部43、CPU44、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。
【0051】
具体的には、A/D変換器42で得られる圧力センサ100による荷重値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71(図5などに示す)の生成処理、基準波形71の分割処理、基準波形71の特異点の検出処理、後述する基準部分波形72a,72b,72c,72dの積分処理、しきい値および許容限度の入力処理、圧着不良の検出処理、等を行い、検出結果を表示部47に表示する。
【0052】
圧着端子51の圧着時には、圧力センサ100による荷重値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71が得られる。この特性波形71は、時間の経過に応じた荷重値の変化を示している。図5(A)に示された特性波形71は正常に圧着されたときの波形であり、このように正常に圧着されたときの特性波形71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、図5(A)に示された正常に圧着されたときの特性波形71を、以下基準波形71と呼ぶ。
【0053】
前記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、CPU44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、基準波形(特性波形)71のデータを時系列なデータとしてRAM46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71のデータをRAM46内に生成する。
【0054】
なお、以下の説明では、「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。
【0055】
図5(A)のような基準波形71が得られると、CPU44は、この基準波形71のデータから特性値の単位時間あたりの増分値を求め、図5(B)のような増分値の波形73のデータを得る。
【0056】
次に、この増分値の波形73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、この位置を特異点とする。図示例では、端子圧着過程におけるいくつかの特別な箇所となる4つの箇所A点、B点、C点、D点を前記特異点としている。また、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。
【0057】
なお、前記特異点A,B,C,Dは、それぞれ、前記基準波形71の増分値が極大となる箇所及びこの極大となる箇所の近傍または、前記基準波形71の増分値が零となる箇所及びこの零となる箇所の近傍である。
【0058】
図6はクリンパ14、アンビル17、圧着端子51の一対の芯線かしめ足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平行斜線を一部省略してある。同図(A)から(D)は、それぞれ上記4つの特異点A,B,C,D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A,B,C,Dは、それぞれ、以下のような点である。なお、特異点Aは、本明細書に記した第1の特異点をなしている。特異点Bは、本明細書に記した第2の特異点をなしている。
【0059】
A点:図6(A)のように、圧着端子51の一対の芯線かしめ足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、互いに接触する点。
B点:図6(B)のように、圧着端子51の一対の芯線かしめ足50が芯線60に触れ始め、力(荷重値)が上昇に代わる点。
C点:図6(C)のように、圧着端子51の一対の芯線かしめ足50により芯線60をかしめる過程において、力(荷重値)が上昇から下降に代わる点。
D点:図6(D)のように、圧着端子51の一対の芯線かしめ足50により芯線60が完全にかしめられて力(荷重値)がピークになる点。
【0060】
なお、基準波形71のデータおよび増分値の波形73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。
【0061】
また、前記CPU44は、前記基準波形71を複数に分割し、これら複数に分割して得られるもののうち前記特異点A,B,C,Dを含んだものを、図5中に平行斜線で示す基準部分波形72a,72b,72c,72dとして設定する。これらの基準部分波形72a,72b,72c,72d毎に特性波形に基づいて圧着状態の良否の判別を行う。なお、図示例では、基準波形71を等時間間隔に20分割している。
【0062】
基準部分波形72a,72b,72c,72d毎に圧着不良の判別を行う際には、CPU44は、図5中平行斜線で示した基準部分波形72a,72b,72c,72d毎の面積を、前記基準波形71の生成、特異点A,B,C,Dの特定などとともに算出しておく。
【0063】
そして、CPU44は、検査対象としての圧着端子51が取り付けられた電線61の圧着作業中で前述した基準波形71と同様に特性波形81(図7中に一点鎖線で示す)を生成する。CPU44は、該特性波形81を基準波形71と同様に複数に分割し、前記基準部分波形72a,72b,72c,72dに相当する箇所の部分波形82a,82b,82c,82dの面積を算出する。
【0064】
その後、CPU44は、前記基準部分波形72a,72b,72c,72dそれぞれと、部分波形82a,82b,82c,82dそれぞれと、の面積の差を算出し、これら面積の差(図7(A)及び図7(B)中に平行斜線で示す)のうち少なくとも一つが予め定められるしきい値を超えると圧着端子51が取り付けられた電線61を圧着不良であると判別し、これら面積の差のうちいずれもが予め定められるしきい値以内であれば良品であると判別する。
【0065】
このように特異点A,B,C,Dを含んだ領域毎に判別を行うとそれぞれの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、被覆部62を噛み込むような異常圧着(絶縁噛み)の場合は、図7(A)中に示すように、A−B間とB−C間で特性波形81は基準波形71より高く、C−D間では特性波形81は基準波形71より低くなる。
【0066】
また、これとは対照的に、芯線60が皮むきされた位置で切断されていたり芯線60の導線が少ない異常圧着(芯線切れ)の場合は、図7(B)に示すように、A−B間では特性波形81と基準波形71には差が無く、B−C間とC−D間では特性波形81は基準波形71より低くなる。
【0067】
このように、特異点A,B,C,Dを含んだ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。
【0068】
次に、本実施形態にかかる端子圧着装置200で圧着端子51と電線61とを圧着して、圧着端子51が取り付けられた電線61の良否を判別する工程の流れを、図8に示したフローチャートを参照して説明する。
【0069】
まず、ステップS1で、端子圧着装置200で圧着端子51と電線61とを圧着して、圧着状態が良好の圧着端子51が取り付けられた電線61を複数回製造して、基準波形71を生成してステップS2に進む。
【0070】
ステップS2では、CPU44が基準波形71を複数に分割するとともに、CPU44または作業者の指定により前述した特異点A,B,C,Dを設定する。CPU44が特異点A,B,C,Dを含んだ分割領域である基準部分波形72a,72b,72c,72dそれぞれを積分して、ステップS3に進む。
【0071】
ステップS3では、判別対象品としての圧着端子51と電線61とを圧着する。圧着端子51が取り付けられた電線61を製造する際に得られた特性波形81を、基準波形71と同様に分割する。前記基準部分波形72a,72b,72c,72dに対応する部分波形82a,82b,82c,82dを積分して、ステップS4にすすむ。
【0072】
ステップS4では、前記基準部分波形72a,72b,72c,72dの積分値(面積)それぞれと、前記部分波形82a,82b,82c,82dの積分値(面積)それぞれと、を比較する。これらの積分値(面積)の差がしきい値を超えると不良品であると判別し、前記積分値(面積)の差がしきい値を超えない場合には良品であると判別する。
【0073】
本実施形態によれば、複数に分割された特性波形に基づいて圧着端子51の圧着状態の判別を行うことにより、圧着端子51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。
【0074】
また、圧着する際に圧着端子51の一対の芯線かしめ足50がクリンパ14のアール(曲面部分)により変形する過程において、特異点Aは、前記一対の芯線かしめ足50が互いに接触する点である。特異点Bは、前記一対の芯線かしめ足50が芯線60に触れ始めて圧着する際に生じる荷重の値(荷重値)が上昇に代わる点である。特異点Cは、芯線をかしめる過程において前記荷重が上昇から下降に代わる点である。特異点Dは、前記荷重が加えられなくなる点などである。圧着端子51が取り付けられた電線61の圧着状態の良否を判別する際に、これらの特異点A,B,C,Dを含んだ基準部分波形72a,72b,72c,72dを用いている。このため、圧着端子51の圧着作業中において、前記特異点A,B,C,D及びこれら特異点A,B,C,Dの近傍において、前記圧着の良否によって前記荷重値が変化する場合があるので、より一層確実に細かな圧着不良まで検出できる。
【0075】
さらに、複数分割された特性波形81のうち一部の部分波形82a,82b,82c,82dに基いて、圧着状態の良否を判別するので、判別にかかる所要時間を短縮することができる。
【0076】
次に、本発明の第2の実施形態について、図9及び図10を参照して説明する。なお、前述した第1の実施形態と同一箇所には同一符号を付して説明を省略する。
【0077】
本実施形態では、CPU44は基準波形71を生成して分割しかつ特異点A,B,C,Dを設定した後、例えば、分割領域のうちB点とC点間に位置する一つを基準部分波形72eとし、分割領域のうちC点とD点間に位置する一つを基準部分波形72fとする。そして、基準部分波形72e及び基準部分波形72fそれぞれの面積を算出する。
【0078】
圧着状態の良否を判別する際には、まず、圧着端子51を電線61に圧着する際に得られた特性波形81(図10中の一点鎖線で示す)を基準波形71と同様に分割する。前記基準部分波形72e,72fそれぞれに対応する部分波形82e,82fそれぞれと、前述した基準部分波形72e,72fそれぞれとの面積の差(図10中平行斜線で示す領域)に基いて、良否を算出する。なお、図10(A)中の一点鎖線は、被覆部62を噛み込むような異常圧着(絶縁噛み)の場合を示しており、図10(B)中の一点鎖線は、芯線60が皮むきされた位置で切断されていたり芯線60の導線が少ない異常圧着(芯線切れ)の場合を示している。
【0079】
本実施形態においても、複数分割された特性波形81のうち一部の部分波形82e,82fに基いて、圧着状態の良否を判別するので、判別にかかる所要時間を短縮することができる。
【0080】
一対の芯線かしめ足50がクリンパ14のアール(曲面部分)により変形する過程において、一対の芯線かしめ足50が互いに接触する点を特異点Aとしている。前記一対の芯線かしめ足50が芯線60に触れ始めて圧着する際に生じる荷重が上昇に代わる点を特異点Bとしている。芯線60をかしめる過程において前記荷重が上昇から下降に代わる点を特異点Cとしている。前記荷重が加えられなくなる点などを特異点Dとしている。
【0081】
また、圧着端子51の圧着作業中において、前記圧着端子51は前記特異点A,B,C,D相互間で主に変形する場合がある。この場合、前記圧着端子51は、圧着状態の良否によって変形のし易さ(し難さ)即ち前記荷重値が変化する。このように、圧着状態の良否によって、前記特異点A,B,C,D相互間での前記荷重値が変化する端子の場合、前記特異点A,B,C,D相互間の特性波形の面積に基いて判別するため、確実に細かな圧着不良まで検出できる。
【0082】
次に、本発明の第3の実施形態を、図11及び図12を参照して説明する。なお、前述した第1及び第2の実施形態と同一箇所には同一符号を付して説明を省略する。
【0083】
本実施形態では、CPU44は基準波形71を生成した後に、前述した第1及び第2の実施形態のようには、前記基準波形71を分割しない、そして、前記CPU44は、前記基準波形71から前述した第1の実施形態と同様に、図11(B)に示すように、特異点A,B,C,Dを設定する。各特異点A,B,C,Dそれぞれの圧着開始からの経過時間TA,TB,TC,TDを求める。前記基準波形71の各経過時間TA,TB,TC,TDの前後ΔT時間の領域を、図11(A)に平行斜線で示す第2基準部分波形74a,74b,74c,74dとする。そして、第2基準部分波形74a,74b,74c,74dそれぞれの面積を算出する。
【0084】
圧着状態の良否を判別する際には、まず、前記各経過時間TA,TB,TC,TD及び前記時間ΔTから、圧着端子51を電線61に圧着する際に得られた特性波形81(図12中の一点鎖線で示す)の第2部分波形84a,84b,84c,84dを求める。なお、これらの第2部分波形84a,84b,84c,84dは、それぞれ、前記第2基準部分波形74a,74b,74c,74dに対応する。このため、第2部分波形84a,84b,84c,84dは、それぞれ、特異点A,B,C,Dに相当する箇所を含んでいる。
【0085】
第2部分波形84a,84b,84c,84dそれぞれと、第2基準部分波形74a,74b,74c,74dそれぞれとの面積の差(図12中平行斜線で示す領域)に基いて、圧着状態の良否を算出する。判別する際には、例えば、前記面積の差すべてが、予め定められるしきい値以内であれば良品と判別し、前記面積の差のうち少なくとも一つが予め定められるしきい値を超えると不良品と判別する。
【0086】
なお、図12(A)中の一点鎖線は、被覆部62を噛み込むような異常圧着(絶縁噛み)の場合を示しており、図12(B)中の一点鎖線は、芯線60が皮むきされた位置で切断されていたり芯線60の導線が少ない異常圧着(芯線切れ)の場合を示している。
【0087】
このように、本実施形態では、特異点A,B,C,Dを含んだ第2基準部分波形74a,74b,74c,74dと、前記特異点A,B,C,Dに相当する箇所を含んだ第2部分波形84a,84b,84c,84dと、に基いて、圧着状態の良否を判別する。
【0088】
本実施形態においても、複数分割された特性波形81のうち一部の第2部分波形84a,84b,84c,84dに基いて、圧着状態の良否を判別するので、判別にかかる所要時間を短縮することができる。
【0089】
一対の芯線かしめ足50がクリンパ14のアール(曲面部分)により変形する過程において、一対の芯線かしめ足50が互いに接触する点を特異点Aとしている。前記一対の芯線かしめ足50が芯線60に触れ始めて圧着する際に生じる荷重が上昇に代わる点を特異点Bとしている。芯線60をかしめる過程において前記荷重が上昇から下降に代わる点を特異点Cとしている。前記荷重が加えられなくなる点などを特異点Dとしている。
【0090】
第2部分波形84a,84b,84c,84dに基いて、圧着状態の良否を判別するので、圧着作業中において、前記特異点A,B,C,D及びこれら特異点A,B,C,Dの近傍において、前記圧着の良否によって前記荷重値が変化する端子の場合、特に、より一層確実に細かな圧着不良まで検出できる。
【0091】
次に、本発明の第4の実施形態を、図13及び図14を参照して説明する。なお、前述した第1ないし第3の実施形態と同一箇所には同一符号を付して説明を省略する。
【0092】
本実施形態では、CPU44は基準波形71を生成した後に、前記特異点A,B,C,Dを設定することなく、前記基準波形71を一定時間T毎に分割する。そして、図13に示すように、前記一定時間T毎の、基準特性値としての基準荷重値P1,P2,P3,…,Pnを求める。
【0093】
圧着状態の良否を判別する際には、まず、圧着端子51を電線61に圧着する際に得られた特性波形81(図14中の一点鎖線で示す)を一定時間T毎に分割する。そして、前記一定時間T毎の、特性値としての荷重値Pa1,Pa2,Pa3,…,Panを求める。
【0094】
前記基準波形71の基準荷重値P1,P2,P3,…,Pnそれぞれと、前記特性波形81の荷重値Pa1,Pa2,Pa3,…,Panそれぞれとの差(図14中に符号ΔP2,ΔP3,ΔP4,ΔP5,ΔP6,ΔP7…,ΔPnで示す部分)に基いて、圧着状態の良否を算出する。判別する際には、例えば、前記荷重値の差ΔP2,ΔP3,ΔP4,ΔP5,ΔP6,ΔP7…,ΔPnすべてが、予め定められるしきい値以内であれば良品と判別し、前記荷重値の差ΔP2,ΔP3,ΔP4,ΔP5,ΔP6,ΔP7…,ΔPnの少なくとも一つが予め定められるしきい値を超えると不良品と判別する。
【0095】
なお、図14(A)中の一点鎖線は、被覆部62を噛み込むような異常圧着(絶縁噛み)の場合を示しており、図14(B)中の一点鎖線は、芯線60が皮むきされた位置で切断されていたり芯線60の導線が少ない異常圧着(芯線切れ)の場合を示している。このように、本実施形態では、一定時間T毎の荷重値に基いて、圧着端子51の圧着状態の良否を判別する。
【0096】
本実施形態においても、特性波形81の一部の荷重値Pa1,Pa2,Pa3,…,Panなどに基いて、圧着状態の良否を判別するので、判別にかかる所要時間を短縮することができる。
【0097】
また、前記一定時間T毎の荷重値Pa1,Pa2,Pa3,…,Panなどに基くので、判別時には、複数の荷重値を用いている。このため、図14(A)に示す被覆部62を噛み込むような異常圧着(絶縁噛み)の場合や、図14(B)中の一点鎖線は、芯線60が皮むきされた位置で切断されていたり芯線60の導線が少ない異常圧着(芯線切れ)の場合でも、細かな圧着不良まで検出できる。
【0098】
なお、第4の実施形態において、図示例では、前記一定時間Tは、すべて等しい場合を示している。しかしながら、本発明では、基準波形71と特性波形81との間で対応させておけば、常に同じ時間間隔毎の荷重値でなくても良い。
【0099】
前述した第1ないし第3の実施形態では、以下に示すように、特異点A,Bを定めても良い。まず、前述したように特性波形71(図16中に実線で示す)を生成する。その後、芯線かしめ足50が被覆部62とともに芯線60をかしめた圧着不良(絶縁噛み)時の第1の不良波形91(図16中に一点鎖線で示す)を生成する。
【0100】
圧着開始から圧着作業の時間の経過とともに、第1の不良波形91の荷重値(特性値)が基準波形71の荷重値(特性値)より上回りはじめる圧着開始からの経過時間TAを求める。圧着開始からの経過時間TAの点を特異点(第1の特異点)Aと定める。この場合、特異点Aが一対の芯線かしめ足50が互いに接触する箇所なので、該特異点Aでは第1の不良波形91の荷重値(特性値)が基準波形71の荷重値(特性値)より上回る。このように、第1の不良波形91の荷重値と基準波形71の荷重値とに基づくことによって、特異点Aを確実に定めることができる。したがって、特異点Aを確実にかつ容易に定めることができ、より一層細かな圧着不良まで検出できる。
【0101】
特性波形71(図17中に実線で示す)を生成した後、芯線かしめ足50が正常時より少ない本数の導線からなる芯線60をかしめた圧着不良(芯線切れ)時の第2の不良波形92(図17中に一点鎖線で示す)を生成する。圧着開始から圧着作業の時間の経過とともに、第2の不良波形92の荷重値(特性値)が基準波形71の荷重値(特性値)より下回りはじめる圧着開始からの経過時間TBを求める。
【0102】
圧着開始からの経過時間TBの点を特異点(第2の特異点)Bと定める。この場合、特異点Bが一対の芯線かしめ足50が芯線60に接触する箇所なので、該特異点Bでは第2の不良波形92の荷重値(特性値)が基準波形71の荷重値(特性値)より下回る。このように、第2の不良波形92の荷重値と基準波形71の荷重値とに基づくことによって、特異点Bを確実に定めることができる。したがって、特異点Bを確実にかつ容易に定めることができ、より一層細かな圧着不良まで検出できる。
【0103】
以上説明した圧着不良検出装置300は前記通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、複数の端子圧着装置200のそれぞれに備えられた複数の圧着不良検出装置300をネットワークを介してポータブルコンピュータに接続する。各圧着不良検出装置300で設定した基準波形71のデータをポータブルコンピュータに転送し、ポータブルコンピュータに内蔵されたハードディスク等に各基準波形71のデータを記憶しておく。そして、このポータブルコンピュータで各圧着不良検出装置300における基準波形71を管理する。
【0104】
以上の実施形態では圧着時の特性値として、クリンパホルダ15からラム11などに伝えられる荷重値を検出するようにしているが、アンビル17に加わる圧力(荷重)、クリンパ14からクリンパホルダ15に伝えられるラム11に加わる圧力などを圧力センサ100で検出して、これを特性値とするようにしてもよい。
【0105】
さらに、ラム11の一部に弾性変形しやすい弾性変形部を形成しておき、圧着時の前記弾性変形部の変形量を前述した特性値として用いても良い。この場合、変位センサのプローブを前記弾性変形部に当接させるように配置するのが望ましい。この場合、フレーム1の側板3間に前述した変位を測定するセンサを設けてもよい。
【0106】
すなわち、圧着端子51を圧着する端子圧着装置200は、圧着時の反力を受けてフレーム1が変形する。その変形量はフレーム1の構造により剛性が異なるので端子圧着装置200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200や小さい端子圧着装置200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200も考えられるが、実用的ではない。
【0107】
つまり、実用される端子圧着装置200は、基本的に変形するので、この変形量を特性値として用いることができる。このことは、フレーム1の変形量を測定するだけでなく、実施形態のラム11と同様にピストン−クランク機構に切欠き部をつけ弾性変形し易くすれば、前述した変位センサなどを内蔵させることが可能となる。
【0108】
また、変位センサに限らず、フレーム1が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81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。
【0109】
また、特性値を検出するセンサ等の種類に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)に示す場合と異なる場合もある。この場合でも、特性値の零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の前記特異点A,B,C,Dを求めることができる。
【0110】
また、実施形態で対象としている端子圧着装置200はサーボモータ4の駆動により圧着端子51の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。
【0111】
さらに、前述した実施形態では、特異点A,B,C,Dが比較的明瞭に表れる場合を示しているが、本発明では、以下のようにすることにより、特異点A,B,C,Dが明瞭に表れない場合にも対応することができる。この場合、圧着状態が良好である場合の特性波形71と、圧着状態が不良である場合の特性波形81と、を比較して、積分値の差が大きい分割領域を前述した基準部分波形72a,72b,72c,72d,72e,72f,74a,74b,74c,74dとして用いる。
【0112】
また、前述した第1の実施形態では特異点A,B,C,Dを含んだ基準部分波形72a,72b,72c,72dを用い、第2の実施形態では特異点A,B,C,Dを含まない基準部分波形72e,72fを用いている。しかしながら、本発明では、前記基準波形71と特性波形81とのすべてを判別に用いないのであれば、圧着状態の良否の判別に用いる基準部分波形及び部分波形を、前記基準波形71と特性波形81とを予め分割した中から、圧着端子51及び電線61などに応じて適宜選択しても良いことは勿論である。さらに、特異点A,B,C,Dが4箇所ある場合にも、本発明では、圧着状態の良否によって、前記荷重値が顕著に異なるのであれば、判別に用いる部分波形を、例えば3箇所としても良いことは勿論である。
【0113】
【発明の効果】
【0119】
請求項1に記載の本発明によれば、判別の際に用いられる一部の第2基準部分波形が特異点を含んでおり、判別対象の特性波形の第2部分波形が前記特異点に相当する箇所を含んでいる。このため、特に、圧着状態の良否によって前記特異点及びこれら特異点の近傍での前記荷重の値などが変化する端子の場合、より確実に細かな圧着不良まで検出できる。
【0120】
さらに、前記基準波形の一部である第2基準部分波形と、前記特性波形の一部である第2部分波形と、に基いて、圧着状態の良否を判別するので、判別にかかる所要時間を短縮することができる。
【0121】
なお、特性波形とは、圧着作業中における、変形する際の端子に加える荷重または、圧着する際に用いられる圧着機の変形量であるのが望ましい。また、特異点は、圧着する際に端子の一対のかしめ足が変形する過程において一対のかしめ足が互いに接触する点、圧着する際に端子に加える荷重が上昇に代わる点、前記荷重が上昇から下降に代わる点、前記荷重が加えられなくなる点など、であるのが望ましい。
【0122】
請求項2に記載の本発明によれば、特異点が、特性波形の増分値が極大となる箇所または零となる箇所なので、圧着する際に端子の一対のかしめ足が互いに接触する点、端子の一対の加締め足が芯線に触れ始めて前記荷重が上昇に代わる点、芯線をかしめる過程において前記荷重が上昇から下降に代わる点、前記荷重が加えられなくなる点などとなる。このため、より一層確実に細かな圧着不良まで検出できる。
【0125】
請求項3に記載の本発明によれば、かしめ足で被覆部とともに芯線をかしめた圧着不良時の第1の不良波形と、正常に圧着した際の基準波形と、から第1の特異点を定める。このため、第1の特異点を確実に定めることができる。したがって、第1の特異点を確実でかつ容易に定めることができるので、より一層細かな圧着不良まで検出できる。
【0126】
請求項4に記載の本発明によれば、基準波形より第1の不良波形が上回りはじめる点を第1の特異点としている。このため、第1の特異点をより確実に定めることができる。したがって、第1の特異点をより確実でかつより容易に定めることができるので、より一層細かな圧着不良まで検出できる。
【0127】
請求項5に記載の本発明によれば、かしめ足で導線が不足した芯線をかしめた圧着不良時の第2の不良波形と、正常に圧着した際の基準波形と、から第2の特異点を定める。このため、第2の特異点を確実に定めることができる。したがって、第2の特異点を確実でかつ容易に定めることができるので、より一層細かな圧着不良まで検出できる。
【0128】
請求項6に記載の本発明によれば、基準波形より第2の不良波形が下回りはじめる点を第2の特異点としている。このため、第2の特異点をより確実に定めることができる。したがって、第2の特異点をより確実でかつより容易に定めることができるので、より一層細かな圧着不良まで検出できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態にかかる端子圧着状態判別方法を適用した端子圧着装置の正面図である。
【図2】図1に示された端子圧着装置の側面図である。
【図3】同実施形態における圧力センサの取付状態を示す図である。
【図4】同実施形態に係わる圧着不良検出装置のブロック図である。
【図5】同実施形態に係わる基準波形と増分値の波形と特異点及び基準部分波形の例を示す図である。
【図6】同実施形態におけるクリンパ、アンビル、端子の一対の芯線かしめ足および芯線の圧着過程の断面図である。
【図7】同実施形態に係わる基準波形と不良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。
【図8】同実施形態に係わる圧着状態の判別工程の一例を示すフローチャートである。
【図9】第2の実施形態における基準波形と特異点及び基準部分波形の例を示す図である。
【図10】同実施形態に係わる基準波形と不良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。
【図11】第3の実施形態における基準波形と特異点及び第2基準部分波形の例を示す図である。
【図12】同実施形態に係わる基準波形と不良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。
【図13】第4の実施形態における基準波形の例を示す図である。
【図14】同実施形態に係わる基準波形と不良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。
【図15】図1に示された端子圧着装置で互いに取り付けられた電線と圧着端子とを示す斜視図である。
【図16】本発明の第1ないし第3の実施形態において、特異点Aを求める他の方法を示す説明図である。
【図17】本発明の第1ないし第3の実施形態において、特異点Bを求める他の方法を示す説明図である。
【符号の説明】
50 芯線かしめ足(かしめ足)
51 圧着端子(端子)
60 芯線
61 電線
62 被覆部
71 基準波形(特性波形)
72a,72b,72c,72d,72e,72f 基準部分波形
74a,74b,74c,74d 第2基準部分波形
81 特性波形
82a,82b,82c,82d,82e,82f 部分波形
84a,84b,84c,84d 第2部分波形
91 第1の不良波形
92 第2の不良波形
200 端子圧着装置
A 特異点(第1の特異点)
B 特異点(第2の特異点)
C 特異点
D 特異点
P1,P2,P3,Pn 基準荷重値(基準特性値)
Pa1,Pa2,Pa3,Pan 荷重値(特性値)
Claims (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、かつ該基準波形の増分値から該基準波形の特異点を求めるとともに、前記基準波形よりも短く該特異点の前後所定時間の領域でかつ前記基準波形の一部であるとともに互いに間隔をあけた第2基準部分波形を複数求め、判別対象の電線と端子とを圧着した際に得られる特性波形の当該特性波形よりも短く前記特異点に相当する箇所の前後所定時間の領域でかつ前記特性波形の一部であるとともに互いに間隔をあけた第2部分波形を複数求め、前記第2基準部分波形と前記第2部分波形と、に基いて、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。 - 特異点は、前記基準波形の増分値が極大となる箇所または、前記基準波形の増分値が零となる箇所であることを特徴とする請求項1に記載の端子圧着状態判別方法。
- 前記電線が前記芯線を被覆する被覆部を備えており、
前記端子が前記芯線をかしめるかしめ足を備えており、
前記かしめ足が前記被覆部を前記芯線とともにかしめたときの前記特性波形から第1の不良波形を求め、前記基準波形と前記第1の不良波形とから前記特異点のうち一つの第1の特異点を求めることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の端子圧着状態判別方法。 - 圧着作業の時間の経過にしたがって前記基準波形の特性値より前記第1の不良波形の特性値が上回りはじめる点を前記第1の特異点とすることを特徴とする請求項3に記載の端子圧着状態判別方法。
- 前記芯線が複数の導線を束ねられて構成されており、
前記端子が前記芯線をかしめるかしめ足を備えており、
前記かしめ足が正常時より少ない本数の導線からなる芯線をかしめたときの前記特性波形から第2の不良波形を求め、前記基準波形と前記第2の不良波形とから前記特異点のうち一つの第2の特異点を求めることを特徴とする請求項1、請求項2、請求項3または請求項4に記載の端子圧着状態判別方法。 - 圧着作業の時間の経過にしたがって前記基準波形の特性値より前記第2の不良波形の特性値が下回りはじめる点を前記第2の特異点とすることを特徴とする請求項5に記載の端子圧着状態判別方法。
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