JP2005131777A - 圧入かしめ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被圧入かしめ部品に対する挿入部品の挿入深さにバラツキがあっても、圧入かしめの良否を正確に判定することができる圧入かしめ装置を提供する。
【解決手段】制御部は、圧入かしめ装置の押圧部により挿入部品を被圧入かしめ部品に圧入かしめたとき、そのときに測定した実際の測定荷重曲線Ｓ１、Ｓ２の変化点Ｐ１、Ｐ２を求めると共に、変化点Ｐ１、Ｐ２と基準荷重曲線Ｘの基準変化点Ｐとの差δ１、δ２を求めた後、求めた差δ１、δ２を吸収する方向に実際の測定荷重曲線Ｓ１、Ｓ２をずらすことで、実際の測定荷重曲線Ｓ１、Ｓ２と基準荷重曲線Ｘとを比較照合して圧入かしめの良否を判定する補正演算部を設けている。
【選択図】図２

Description

本発明は、挿入部品を被圧入かしめ部品に圧入してかしめることで、被圧入かしめ部品と挿入部品との組立体を構成する圧入かしめ装置に関する。

例えば、ピン状からなる挿入部品と、その挿入部品を圧入かしめるための挿入孔を有する被圧入かしめ部品との組立体を製作する圧入かしめ装置がある。
そのような圧入かしめ装置の従来例を図３に示す。即ち、図３に示す従来の圧入かしめ装置１は、油圧シリンダ２の駆動によりそのロッドである押圧部３が鉛直方向に下降すると、押圧部３によって挿入部品Ｉが長さ方向に押圧されることで、挿入部品Ｉが被圧入かしめ部品Ｈに圧入され、最終的に被圧入かしめ部品Ｈにかしめられることで組立体が形成される。押圧部３は、図４に示すように、挿入部品Ｉの先端部が、予め被圧入かしめ部品Ｈに挿入されたとき、油圧シリンダ２の駆動により降下することで挿入部品Ｉを挿入孔Ｈ１の奥部まで圧入してかしめることにより、上記の圧入かしめ作業を行う。被圧入かしめ部品Ｈは、図３に示すように固定板６に固定されている。

また、油圧シリンダ１の押圧部３にはストロークセンサ４及び荷重センサ５が備えられている。ストロークセンサ４は、押圧部３のストローク、即ち、移動距離を測定するセンサであって、ストロークの長さを電気信号に変換して出力する。荷重センサ５は、挿入部品Ｉに対する押圧力の大きさを荷重として電気信号に変換して出力する。これらストロークセンサ４及び荷重センサ５からの検出信号に基づいて組立体の良否が判定される。

圧入かしめ装置１には、データベースとして図５に示すように、基準荷重曲線Ｘ０と、その上限が設定された上限荷重曲線Ｘ１と、その下限が設定された下限荷重曲線Ｘ２とが予め設定されており、ストロークセンサ４からのストローク信号（検出信号）と荷重センサ５からの荷重信号（検出信号）とに基づいて実際の測定荷重曲線を求めると共に、求めた測定荷重曲線が基準荷重曲線Ｘ０の閾値内に入るか否かによって判定している。つまり、圧入かしめ装置１により被圧入かしめ部品Ｈに対する挿入部品Ｉの圧入かしめが良好に行われたときの曲線が、曲線Ｘ１及びＸ２で囲まれた領域内に入ると、圧入かしめが正常に行われたと判定する一方、曲線Ｙのように、曲線Ｘ１及びＸ２の範囲から外れた場合はかしめが正常でないと判定している。
なお、図５において、横軸にはストロークセンサ４によって検出されたストロークが、縦軸には荷重センサ５によって検出された荷重がそれぞれ表されている。

上記に示す従来の圧入かしめ装置１においては、基準荷重曲線Ｘ０とその閾値である上限荷重曲線Ｘ１、下限荷重曲線Ｘ２とに基づいて圧入かしめの良否を判定するようにしているので、例えば対象製品に若干の寸法誤差があっても、その誤差を吸収することができ、組立体の良否を良好に判定することができる。
ところが、挿入部品Ｉの長さはバラツキが極めて少ないものの、被圧入かしめ部品Ｈの挿入孔ＨＩの深さ（図３及び図４参照）にはバラツキがあって、挿入部品Ｉの挿入深さにバラツキが生じることから、圧入かしめ装置１が組立体の良否を判定する場合、曲線Ｙのように下限荷重曲線Ｘ２と上限荷重曲線Ｘ１との間から外れることがあると、組立体の良否を判定することができない問題があった。

上記問題を解決するため、被圧入かしめ部品Ｈに挿入部品Ｉを挿入する前に、被圧入かしめ部品Ｈの挿入孔の深さをいちいちチェックしてバラツキの大きなものを取り除くことが考えられ、また、バラツキのある被圧入かしめ部品Ｈを用いる場合、上限荷重曲線Ｘ１と下限荷重曲線Ｘ２間を修正することも考えられるが、そのようにすると、かなりの手間及び時間がかかってしまい、量産性が著しく低下するという問題があった。

本発明の目的は、上記従来の事情に鑑み、被圧入かしめ部品に対する挿入部品の挿入深さにバラツキがあっても、圧入かしめの良否を正確に判定することができ、装置としての信頼性を高めることができる圧入かしめ装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は以下の構成となっている。
請求項１に係る発明は、挿入部品が被圧入かしめ部品に挿入されたとき、前記挿入部品を前記被圧入かしめ部品に対し圧入かしめて組立体を形成する押圧部と、前記押圧部の移動量を検出するストロークセンサと、前記挿入部品に対する押圧力を荷重として検出する荷重センサと、前記ストロークセンサ及び前記荷重センサからの検出信号に基づき、前記挿入部品の前記被圧入かしめ部品に対する圧入かしめの良否を判定する制御部とを備え、かつ該制御部は、予め定められた基準荷重曲線と、前記それぞれの検出信号に基づいて実際に測定された測定荷重曲線との差に基づいて前記良否を判定してなる圧入かしめ装置において、前記制御部は、前記組立体が形成された時点で、前記ストロークセンサ及び前記荷重センサからの検出信号に基づいて前記測定荷重曲線の変化点を求めると共に、該求めた前記測定荷重曲線の変化点と前記基準荷重曲線の変化点とのストローク差を求め、かつ該求めたストローク差を吸収する方向に前記測定荷重曲線をずらして前記測定荷重曲線と前記基準荷重曲線とを比較照合する補正演算部を有することを特徴とする。
請求項２に係る発明は、請求項１記載の圧入かしめ装置において、前記補正演算部は、前記組立体が形成された時点で、前記ストロークセンサ及び前記荷重センサからの検出信号に基づいて前記測定荷重曲線を演算すると共に、該演算した測定荷重曲線に基づいて前記測定荷重曲線の変化点を求めることを特徴とする。
請求項３に係る発明は、請求項１または２記載の圧入かしめ装置において、前記基準荷重曲線は、予め定められた閾値を有していることを特徴とする。

請求項１に係る発明によれば、制御部に設けられた補正演算部により、基準荷重曲線に対する実際の測定荷重曲線を比較照合することができるので、被圧入かしめ部品に対して圧入部品の挿入深さにバラツキが生じても、それに拘わることなく正確に良否を判定することができ、しかも、被圧入かしめ部品を今以上に高精度にする必要もなくなり、被圧入かしめ部品をそのまま利用することができる結果、挿入深さのバラツキに拘わることなく簡単かつ正確に判定することができ、圧入かしめ装置としての信頼性をそれだけ高めることができる効果がある。

請求項２に係る発明によれば、圧入かしめの良否の判定に際し、補正演算部がまず、実際の測定荷重曲線を演算し、その測定荷重曲線から変化点を求めるので、測定荷重曲線の変化点を正確に取り出すことができ、そのため、測定荷重曲線と基準荷重曲線との比較照合を的確に行うことができるので、バラツキのある被圧入かしめ部品を用いているにも拘わらず、圧入かしめの判定を極めて良好に行うことができる効果がある。

請求項３に係る発明によれば、基準荷重曲線は、閾値を有することで、被圧入かしめ部品は勿論、挿入部品の寸法誤差が多少あっても吸収することができ、これにより、容易に対処することができる効果がある。

以下、本発明の実施例について説明する。図１及び図２は本発明の一実施の形態に係る圧入かしめ装置を示す図であって、図１は圧入かしめ装置を示すブロック図、図２は制御部の補正演算部の機能を示す説明図である。
この実施形態の圧入かしめ装置１は、挿入部品Ｉが被圧入かしめ部品Ｈに挿入されたとき、その挿入部品Ｉを被圧入かしめ部品Ｈに圧入かしめるための押圧部３を有する油圧シリンダ２と、該油圧シリンダ２の押圧部３のストロークを検出するストロークセンサ４と、押圧部３の挿入部品Ｉに対する押圧力を荷重として検出する荷重センサ５とが備えられている（図３参照）。

ストロークセンサ４及び荷重センサ５の出力部は、図１に示すように、それぞれＡ／Ｄ変換器８Ａ、８Ｂを介して制御部（ＣＰＵ）７に接続されている。制御部７はメモリ７１を有しており、ストロークセンサ４からのストローク（検出）信号及び荷重センサ５からの荷重（検出）信号とが送信されたとき、それらのデータをメモリ７１に予め格納された基準荷重曲線のデータと比較し、基準荷重曲線に対する実際の測定荷重曲線のずれ量を求め、その結果を出力部７２から出力する。

この実施形態において、上記制御部７は、圧入かしめ装置１の押圧部３により挿入部品Ｉが被圧入かしめ部品Ｈに圧入かしめられたとき、そのときに測定した実際の測定荷重曲線の変化点を求めると共に、該変化点と基準荷重曲線の基準変化点との差を求めた後、該求めた差を吸収する方向に実際の測定荷重曲線をずらすことで、実際の測定荷重曲線と基準荷重曲線とを比較判定する補正演算部７３を設けている。

この補正演算部７３の機能について図２を用いてさらに詳細に説明する。
図２において、Ｘは基準荷重曲線、Ｓ１及びＳ２は実際に測定された測定荷重曲線をそれぞれ表している。また、被圧入かしめ部品Ｈに対する挿入部品Ｉの基準挿入深さをｄ、その基準挿入深さｄよりδ１分だけ深い位置をｄ１、基準挿入深さｄよりδ２分だけ浅い位置をｄ２とすると、被圧入かしめ部品Ｈに対して挿入部品Ｉの挿入深さが深くなった場合には、深い測定荷重曲線Ｓ１となり、基準荷重曲線Ｘの基準挿入深さｄに対して変化点がδ１だけ右側にずれてＰ１となる一方、挿入部品Ｉの挿入深さが浅くなった場合には、浅い測定荷重曲線Ｓ２となり、基準波形曲線Ｘの基準挿入深さｄに対して変化点がδ２だけ左側にずれてしまい、Ｐ２となる。変化点Ｐ、Ｐ１及びＰ２は、挿入部品Ｉの圧入作業とかしめ作業との双方が開始された位置である。

そこで、上記補正演算部７３は、挿入部品Ｉが被圧入かしめ部品Ｈに圧入かしめられて組立体が形成されたとき、そのときのストロークセンサ４からのストローク（検出）信号と荷重センサ５からの荷重（検出）信号とに基づいて、実際に測定された測定荷重曲線Ｓ１若しくはＳ２の変化率を求めると共に、その求めた測定荷重曲線Ｓ１若しくはＳ２の変化点（Ｐ１若しくはＰ２）を求める。

次に、補正演算部７３は、測定荷重曲線Ｓ１、Ｓ２の変化点Ｐ１、Ｐ２を基準荷重曲線Ｘの変化点Ｐとの差を求めた後、その差を吸収するように演算することで測定荷重曲線Ｓ１、Ｓ２の変換点Ｐ１、Ｐ２を変化点Ｐに一致させ、その状態で測定荷重曲線Ｓ１、Ｓ２と基準荷重曲線Ｘとを比較照合することで、組立体の圧入かしめの良否を判定するようになっている。
この場合、実際には基準荷重曲線Ｘが、図５にて示したように上限荷重曲線Ｘ１及び下限荷重曲線Ｘ２からなる閾値を有しており、許容範囲内の寸法誤差に対して容易に対処できるようになっている。

この実施形態の圧入かしめ装置１は、上記のように構成されているので、次に、その動作について以下に説明する。
圧入部品Ｉの先端部が被圧入かしめ部品Ｈに挿入されると、圧入かしめ装置１の油圧シリンダ２が駆動され、その先端のロッドである押圧部３が降下して圧入部品Ｉを被圧入かしめ部品Ｈの挿入孔Ｈ１に対して圧入かしめ作業を行う。
上記圧入かしめ作業時、押圧部３の降下に伴い、押圧部３に備えられているストロークセンサ４が押圧部３のストローク量を検出すると共に、荷重センサ５が押圧部３の荷重を検出することで、それらストローク信号と荷重信号とがＡ／Ｄ変換器８Ａと８Ｂを介して制御部７にそれぞれ出力され、それらの検出信号が制御部７のメモリ７１にバッファリングされる。

そして、制御部７は、圧入かしめ作業が終了すると、メモリ７１に予め格納されている基準荷重曲線Ｘのデータと、いま入力された実際の測定荷重曲線Ｓのデータとを比較することで、圧入部品Ｉと被圧入かしめ部品Ｈとからなる組立体の良否を判定し、その結果を出力部７２から出力する。
ところが、その際、被圧入かしめ部品Ｈの挿入孔Ｈ１の深さにバラツキが生じていると、被圧入かしめ部品Ｈに対する挿入部品Ｉの挿入深さにバラツキが発生し、制御部７が圧入部品Ｉと被圧入かしめ部品Ｈとの組立体の良否を判定できなくなるおそれがある。

しかしながら、本実施形態では、制御部７には補正演算部７３が設けられ、その補正演算部７３が上記判定に際し、まず、ストロークセンサ４からのストローク信号と荷重センサ５からの荷重信号とに基づいて実際の測定荷重曲線Ｓ１（若しくはＳ２）となるべき変化率を求めると共に、その測定荷重曲線Ｓ１（若しくはＳ２）の変化点Ｐ１（若しくはＰ２）を求める。
例えば、被圧入かしめ部品Ｈに対する圧入部品Ｉの挿入深さが長い場合には、図２に示すように、測定荷重曲線がＳ１となり、その変化点がＰ１となり、また圧入部品Ｉの挿入深さが短い場合には、測定荷重曲線がＳ２となり、その変化点がＰ２となるが、その変化点がいずれかを求める。

次いで、補正演算部７３は、求めた変化点Ｐ１（若しくはＰ２）と基準荷重曲線の変化点Ｐとの差δ１（若しくはδ２）を求めた後、その差δ１を吸収する方向にずらすことで、実際の測定荷重曲線Ｓ１の変化点Ｐ１と基準荷重曲線Ｘの変化点Ｐとを一致させ、これによって、基準荷重曲線Ｘと実際の測定荷重曲線Ｓとを比較照合することで、圧入部品Ｉと被圧入かしめ部品Ｈとの組立体の良否を判定することとなる。
なお、挿入部品Ｉの被圧入かしめ部品Ｈに対する挿入深さに大きなバラツキが発生したとき、上述したように補正演算部７３によって圧入かしめの良否を判定するが、バラツキが小さく、通常の範囲となる場合には、制御部７によって良否を判定することとなる。

この圧入かしめ装置１によれば、制御部７に設けられた補正演算部７３により、基準荷重曲線Ｘに対する実際の測定荷重曲線Ｓ１、Ｓ２を比較照合することができるので、被圧入かしめ部品Ｈに対して圧入部品Ｉの挿入深さにバラツキが生じても、それに拘わることなく正確に良否を判定することができる。しかも、被圧入かしめ部品Ｈの挿入孔Ｈ１を今以上に高精度にする必要もなくなり、被圧入かしめ部品をそのまま利用することができる。
従って、被圧入かしめ部品Ｈの挿入孔Ｈ１をチェックすることや、基準荷重曲線の閾値を修正したりすることが不要になるので、挿入深さのバラツキに拘わることなく簡単かつ正確に判定することができ、圧入かしめ装置１としての信頼性をそれだけ高めることができる。
その上、補正演算部７３は、制御部７に設けられた演算プログラムであって、圧入かしめ装置１の押圧部３等に新たな部品を特に装着させるようなこともなく、簡単に実現することができる。

また、補正演算部７３は、圧入かしめの良否の判定に際し、まず、実際の測定荷重曲線Ｓ１、Ｓ２を演算した後、その測定荷重曲線Ｓ１、Ｓ２から変化点Ｐ１、Ｐ２を求めるので、その変化点Ｐ１、Ｐ２を正確に取り出すことができる。そのため、測定荷重曲線Ｓ１、Ｓ２と基準荷重曲線Ｘとの比較照合を的確に行うことができるので、バラツキのある被圧入かしめ部品Ｈを用いているにも拘わらず、圧入かしめの判定を極めて良好に行うことができる。
そして、基準荷重曲線Ｘは、図５に示すような上限荷重曲線Ｘ１及び下限荷重曲線Ｘ２からなる閾値を有するので、被圧入かしめ部品Ｈは勿論、挿入部品Ｉの寸法誤差が多少あっても吸収することができ、これにより、容易に対処することができる。

なお、図示実施の形態では、押圧部３が油圧シリンダ２のロッドで構成された例を示したが、油圧に限らず空圧を利用するものでもよいのは勿論、他のアクチュエータによって押圧部を構成することもでき、その具体的構成は図示例に限定されるものではない。また、被圧入かしめ部品がアルミニウム製若しくはその合金製で構成されているが、それ以外の金属で構成されていても、それに応じて基準荷重曲線を容易にパラメータ化することができるので、種々の材質であっても、容易に対処することができる。

本発明の一実施の形態に係る圧入かしめ装置を示す概略ブロック図である。 圧入かしめ装置の制御部における補正演算部の機能を示す説明図である。 従来の圧入かしめ装置の一構成例を示す概略側面図である。 挿入部品の先端部が被圧入かしめ部品の挿入孔に挿入されたときの状態を示す説明図である。 圧入かしめ装置による押圧部のストロークと荷重との関係を示す説明図である。

符号の説明

１…圧入かしめ装置
３…押圧部
４…ストロークセンサ
５…荷重センサ
７…制御部
７３…補正演算部
Ｘ、ＸＯ…基準荷重曲線
Ｘ１…上限荷重曲線
Ｘ２…下限荷重曲線
Ｓ１、Ｓ２…測定荷重曲線
Ｐ、Ｐ１、Ｐ２…変化点
δ１、δ２…ずれ量（差）

Claims (3)

1. 挿入部品が被圧入かしめ部品に挿入されたとき、前記挿入部品を前記被圧入かしめ部品に対し圧入かしめて組立体を形成する押圧部と、前記押圧部の移動量を検出するストロークセンサと、前記挿入部品に対する押圧力を荷重として検出する荷重センサと、前記ストロークセンサ及び前記荷重センサからの検出信号に基づき、前記挿入部品の前記被圧入かしめ部品に対する圧入かしめの良否を判定する制御部とを備え、かつ該制御部は、予め定められた基準荷重曲線と、前記それぞれの検出信号に基づいて実際に測定された測定荷重曲線との差に基づいて前記良否を判定してなる圧入かしめ装置において、
   前記制御部は、前記組立体が形成された時点で、前記ストロークセンサ及び前記荷重センサからの検出信号に基づいて前記測定荷重曲線の変化点を求めると共に、該求めた前記測定荷重曲線の変化点と前記基準荷重曲線の変化点とのストローク差を求め、かつ該求めたストローク差を吸収する方向に前記測定荷重曲線をずらして前記測定荷重曲線と前記基準荷重曲線とを比較照合する補正演算部を有することを特徴とする圧入かしめ装置。
2. 請求項１記載の圧入かしめ装置において、
   前記補正演算部は、前記組立体が形成された時点で、前記ストロークセンサ及び前記荷重センサからの検出信号に基づいて前記測定荷重曲線を演算すると共に、該演算した測定荷重曲線に基づいて前記測定荷重曲線の変化点を求めることを特徴とする圧入かしめ装置。
3. 請求項１または２記載の圧入かしめ装置において、
   前記基準荷重曲線は、予め定められた閾値を有していることを特徴とする圧入かしめ装置。

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