JP3107147B2 - 端子圧着方法および装置 - Google Patents
端子圧着方法および装置Info
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Description
を構成する端子付電線をつくるための端子圧着方法およ
び装置の改良に関する。
すように、フライホイールを利用したものが長年使用さ
れて来た。この装置は、図示しないモータの駆動により
フライホイール101が矢線方向に定速度で回転し、偏
心ピン102に枢着されたクランク杆103が支軸10
4を支点に揺動する。そして、クランク杆103が連結
杆105を介してピン軸106で連結されたラム107
を上下方向に揺動させ、これに一体のクリンパ108を
昇降させる。これにより、クリンパ108とアンビル1
09とで電線Wの端末の露出導体wに端子Cのバレルc
をかしめ、圧着するようにしたものである。
クリンパ108が高速度で昇降するから、大量生産に適
している。しかし、クリンパ108が下死点を瞬時に通
過する(下死点通過型)ために、かしめが一瞬で行わ
れ、端子圧着の引張り強度が十分でないおそれがある。
図11は時間とクリンパ位置との関係を示し、クリンパ
108と端子Cとのかしめのための接触時間t0 はほん
の一瞬である。また、フライホイール101の大きさで
プレス深さ(クリンプハイト)が決まる他、モータのラ
ンニングコストが大で、圧着時の異常を検出し難いとい
う問題があった。
10に示すように、ラム107′およびクリンパ10
8′の昇降をボールねじ110の回転で行わせるように
したものが提案されている。111はサーボモータ、1
12は主動車、113は従動車、114はタイミングベ
ルトである。
ねじ方式では圧着時に高荷重を得る必要があることから
大型化せざるを得ず、動作が遅いために生産性が上がら
ず、高速化のためにボールねじのリードを大にすると、
さらに大型化するという問題がある。
たものであって、端子圧着の高速化を保持しつつ十分な
圧着強度が得られ、騒音発生の少ない端子圧着方法およ
び装置を提供することを目的とする。
め、本発明の端子圧着方法は、請求項1に記載のよう
に、アンビルに対してクリンパを降下させ、アンビル上
に載置した端子のバレルを電線にかしめる端子圧着方法
において、サーボモータの正逆回転によりピストン−ク
ランク機構を介してラムを昇降させて該ラムに挿着した
クリンパを昇降させ、前記サーボモータの回転を制御す
ることにより、前記クリンパの降下速度を、クリンパの
最上位置からかしめ開始接触位置までの間の降下速度よ
りも、該かしめ開始接触位置からクリンパの最下位置ま
での間の降下速度を小さくし、アンビルとクリンパで端
子を押圧した状態でクリンパを一時停止させることを特
徴とする。
ンパで端子を押圧した状態でクリンパを一時停止させる
ので、端子のバレルのスブリングバックがなく、十分な
圧着強度が得られ、しかも端子かしめ時の騒音を大巾に
減らすことができる。
パが昇降する際の昇降位置に対する昇降速度または加速
度、および端子圧着時の前記サーボモータに供給する電
流値を記憶させておき、端子圧着動作開始より前記クリ
ンパが端子かしめ開始位置に降下する間をクリンパ位置
に対応した前記記憶されている速度で降下させ、前記ク
リンパが端子をかしめる時には前記記憶されている電流
値を前記サーボモータに一定時間供給して端子を圧着す
る。
記端子に接触する際の速度を該クリンパが端子に接触す
るまでの降下速度よりも小さくするのが好ましく(請求
項3)、前記クリンパの位置は前記サーボモータの回転
角に対応する角度パルスを発生するロータリーエンコー
ダより得るようにし(請求項4)、また、前記クリンパ
の移動速度はクリンパの位置情報の変化より得るように
する(請求項5)。また、圧着は、請求項6に記載のよ
うに、前記クリンパを前記サーボモータの回転をピスト
ン−クランク機構によって直線移動に変換して昇降させ
るようにし、前記端子の圧着を前記ピストン−クランク
機構の偏心ピンが上下死点の中間位置で行うこともでき
る。さらに、前記サーボモータの回転を減速機で減速し
て前記クリンパを昇降させるのが好ましい(請求項
7)。
圧着装置は、請求項8に記載のように、サーボモータの
出力を駆動軸に伝達し、該駆動軸の正逆回転によりクリ
ンパを昇降させ、アンビル上に載置された端子のバレル
を電線にかしめる端子圧着装置において、前記クリンパ
が昇降する速度を検出する速度検出手段と、前記クリン
パの昇降位置を検出する位置検出手段と、前記クリンパ
が昇降する際の昇降位置に対応する昇降速度または加速
度、および端子圧着時の前記サーボモータに供給する電
流値を格納するデータ記憶手段と、前記端子圧着動作開
始より前記クリンパが端子かしめ開始位置に降下する間
を前記位置検出手段で検出された位置に対応する降下速
度を前記データ収納手段に収納された速度になるように
制御する速度制御手段と、前記クリンパが端子をかしめ
る時に前記データ収納手段に収納されている電流値を前
記サーボモータに一定時間供給するように制御する電流
制御手段とを備える。
御手段が、前記クリンパが前記端子に接触する際の速度
を該クリンパが端子に接触するまでの降下速度よりも小
さくするようにする(請求項9)。また、請求項10の
発明は、前記位置検出手段が前記サーボモータの回転角
に対応する角度パルスを発生するロータリーエンコーダ
で構成したものである。請求項11の発明は、前記速度
検出手段が、前記位置検出手段が検出した位置情報の変
化より速度を得るようにしたものであり、請求項12の
発明は、前記サーボモータの回転をピストン−クランク
機構によって直線移動に変換して前記クリンパを昇降さ
せ、前記端子の圧着を前記ピストン−クランク機構の偏
心ピンが上下死点の中間位置で行うようにしたものであ
る。さらに、請求項13に記載のように、前記サーボモ
ータの回転を減速機で減速して前記クリンパを昇降させ
るのが好ましい。
着方法および端子圧着装置によれば、端子圧着動作開始
よりクリンパが端子かしめ開始位置に降下する間を予め
記憶させておいた速度で降下させ、端子のかしめ時には
予め記憶されている電流値で一定時間サーボモータを駆
動して端子の圧着を行うようにしたので、端子バレルの
スプリングバックを抑え、圧着強度の大きな高品質の製
品を得ることができる(請求項1,8)。
に接触する際のクリンパの速度を該クリンパが端子に接
触するまでの降下速度よりも小さくするようにしたの
で、騒音の原因となる衝撃音が発生せず、作業環境の改
善に役立つ(請求項3,9)。さらに、サーボモータの
回転角に対応する角度パルスを出力するロータリーエン
コーダよりクリンパの位置および速度を得るようにした
ので、装置の構成を簡単にすることができる(請求項
4,10)。また、端子の圧着をピストン−クランク機
構の偏心ピンの位置が上下死点の中間位置で行うように
したので、端子圧着時のサーボモータの駆動電流を少な
くすることができる(請求項6,12)。また、サーボ
モータの回転を減速機で減速してクリンパで昇降させる
ようにしたので、端子圧着時に少ないトルクで大きな圧
着を行わせることができる(請求項7,13)。
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。
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。
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。また、サーボモ
ータ4の図示しない出力軸にはロータリ−エンコーダ3
3が付設されており、その回転数に基いてクリンパ14
の位置を検出して上記負荷電流を読み取るドライバ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、端子圧着時のクリンパ14の高さを検出してド
ライバ34に入力し、端子圧着の良否の判定を行なわせ
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。
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。
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。
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。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1
4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。
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
りも十分小にして行われるから、従来のフライホイール
式のような衝撃音が発生せず、騒音防止および作業環境
改善にも役立つ。
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。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、
で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、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。
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、従来の
ようにアンビル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。
ータとしては、後で詳細に説明するが、例えば図7
(B)に示すような電流値IU およびIL 等を格納す
る。すなわち、図7(B)において、Iはある端子と電
線サイズの正常圧着時における標準値、IU とIL はそ
の上限と下限を示し、上限値IU および下限値ILは予
め試験を行って決められる。IがIU とIC との間にあ
れば、正常圧着である。上限値IU 及び下限値IC は予
め試験を行って決められる。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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に移って等速
度方向回転させ、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。
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。
(A)に示すように、ステップS11でのデータの記録
を電流値検出部28で検出されたサーボモータに流れた
電流値(駆動値)を一定時間間隔で記録する。図8
(A)は図7(B)ので示すかしめ時のモータに供給
した駆動電流を示している。電流制御部25はデータ収
納部23に格納されている一定電流をモータに供給する
よう制御が行われる。モータが停止している状態では一
定電流が供給されるが、かしめによってモータが回転す
ると制御バランスがくずれて駆動電流が変化する。端子
圧着時に、圧着する電線の芯線無し、または皮むき無し
の電線を圧着した場合には、正常な電線を圧着する場合
よりも供給電流が高くなったり、また供給電流の合計が
小さくなったりする。したがって、本発明における正常
か否かの判定には、この供給電流の変化で判定させるよ
うにしている。
2の出力を示しており、当然のことではあるが電線の芯
線無し、または皮むき無しの電線を圧着した場合はクラ
ンプハイトが低くなり、正常時と異なったハイト値が時
間的に出力される。したがって、本発明における正常か
否かの判定にはハイト値の変化で判定させるようにして
いる。
るように、ステップS11で記録した駆動電流値の中よ
り、設定された時間内の記録値よりその最大値を取出
し、取出した最大値がデータ収納部23に格納されてい
る値の範囲内にあるか否かによって判定を行ない、範囲
外であるときは不良、範囲内では正常と判定させる。第
2の方法では、データ収納部23に設定された時間内の
基準値を記録させておき、ステップS11で記録された
時間系列のデータ値と基準値との差を求め、求めた差が
設定された範囲内のときは正常、範囲外のときは不良と
判定する。
間毎に記録したデータ値の設定した時間内のデータの合
計を求め、合計値が設定した範囲内のときは正常、範囲
外のときは不良と判定する。第4の方法では、図8
(B)に示すように、ステップS11でのデータの記録
をI/O29−5を介して入力されるハイトセンサ32
よりの出力値を記録させ、記録されたデータの中より最
小値を抽出し、抽出された最小値が設定された範囲内に
あるときは正常、範囲外のときは不良と判定する。
ンサの出力値を、設定された時間内において、時系列で
基準値と比較し、その差が設定された範囲内のときは正
常、範囲外のときは不良と判定する。また、駆動電流値
とハイト値の双方を用いて判定するようにしてもよい。
軸(偏心ピン8)は0〜180°の範囲で回転させ、そ
の角度によりクリンプハイト(クリンパ14の最下限位
置)を調整する。そして、角度の調整はドライバ34に
よりサーボモータ4の回転数を特定することにより任意
に制御することができる。また、サーボモータ4にかか
る負荷(負荷電流I)をモニターすることにより、或い
はクリンパ14の高さをモニターすることにより圧着の
良否、即ち製品の良否を圧着しながら判定することがで
きる。さらに、圧着時に一時停止時間tを設けたことに
より、端子バレルのスプリングバックをなくし、圧着品
質を高め、安定化して、信頼性の高い製品を得ることが
できる。
ーボモータ4を用いて行った例について説明したが、油
圧サーボを用いて行うこともできる。
グバックを抑え、圧着強度の大きな高品質の製品を得る
ことができ、しかも騒音の原因となる衝撃音が発生せ
ず、作業環境の改善に役立つ。また、サーボモータの回
転角に対応する角度パルスを出力するロータリーエンコ
ーダよりクリンパの位置および速度を得るようにしたの
で、装置の構成を簡単にすることができ、圧着する端子
を変更してもアンビル位置を固定した状態で対処でき
る。さらに、サーボモータの回転を減速機で減速してク
リンパで昇降させるようにしたので、端子圧着時に少な
いトルクで大きな圧着を行わせることができる。
である。
ック図である。
置の作動説明図である。
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、(B)はクリンパ高さによる判定を説明する図であ
る。
とクリンパ位置との関係を示すグラフの代表例である。
Claims (13)
- 【請求項1】 アンビルに対してクリンパを降下させ、
アンビル上に載置した端子のバレルを電線にかしめる端
子圧着方法において、 サーボモータの正逆回転によりピストン−クランク機構
を介してラムを昇降させて該ラムに挿着したクリンパを
昇降させ、 前記サーボモータの回転を制御することにより、前記ク
リンパの降下速度を、クリンパの最上位置からかしめ開
始接触位置までの間の降下速度よりも、該かしめ開始接
触位置からクリンパの最下位置までの間の降下速度を小
さくし、 アンビルとクリンパで端子を押圧した状態でク
リンパを一時停止させることを特徴とする端子圧着方
法。 - 【請求項2】 予め前記クリンパが昇降する際の昇降位
置に対する昇降速度または加速度、および端子圧着時の
前記サーボモータに供給する電流値を記憶させておき、 端子圧着動作開始より前記クリンパが端子かしめ開始位
置に降下する間をクリンパ位置に対応した前記記憶され
ている速度で降下させ、 前記クリンパが端子をかしめる時には前記記憶されてい
る電流値を前記サーボモータに一定時間供給して端子を
圧着する、 ことを 特徴とする請求項1に記載の端子圧着方法。 - 【請求項3】 前記クリンパが前記端子に接触する際の
速度を該クリンパが端子に接触するまでの降下速度より
も小さくしたことを特徴とする請求項2に記載の端子圧
着方法。 - 【請求項4】 前記クリンパの位置情報を前記サーボモ
ータの回転角に対応する角度パルスを発生するロータリ
ーエンコーダより得ることを特徴とする請求項2または
請求項3に記載の端子圧着方法。 - 【請求項5】 前記クリンパの移動速度をクリンパの位
置情報の変化より得るようにしたことを特徴とする請求
項2,3または請求項4に記載の端子圧着方法。 - 【請求項6】 前記クリンパを前記サーボモータの回転
をピストン−クランク機構によって直線移動に変換して
昇降させるようにし、前記端子の圧着を前記ピストン−
クランク機構の偏心ピンが上下死点の中間位置で行うよ
うにしたことを特徴とする請求項2,3,4または5に
記載の端子圧着方法。 - 【請求項7】 前記サーボモータの回転を減速機で減速
して前記クリンパを昇降させることを特徴とする請求項
2,3,4,5または6に記載の端子圧着方法。 - 【請求項8】 サーボモータの出力を駆動軸に伝達し、
該駆動軸の正逆回転によりクリンパを昇降させ、アンビ
ル上に載置された端子のバレルを電線にかしめる端子圧
着装置において、 前記クリンパが昇降する速度を検出する速度検出手段
と、 前記クリンパの昇降位置を検出する位置検出手段と、 前記クリンパが昇降する際の昇降位置に対応する昇降速
度または加速度、および端子圧着時の前記サーボモータ
に供給する電流値を格納するデータ記憶手段と、 前記端子圧着動作開始より前記クリンパが端子かしめ開
始位置に降下する間を前記位置検出手段で検出された位
置に対応する降下速度を前記データ収納手段に収納され
た速度になるように制御する速度制御手段と、 前記クリンパが端子をかしめる時に前記データ収納手段
に収納されている電流値を前記サーボモータに一定時間
供給するように制御する電流制御手段と、 を備えたことを特徴とする端子圧着装置。 - 【請求項9】 前記速度制御手段が、前記クリンパが前
記端子に接触する際の速度を該クリンパが端子に接触す
るまでの降下速度よりも小さくするようにしたことを特
徴とする請求項8に記載の端子圧着装置。 - 【請求項10】 前記位置検出手段が前記サーボモータ
の回転角に対応する角度パルスを発生するロータリーエ
ンコーダで構成したことを特徴とする請求項8または9
に記載の端子圧着装置。 - 【請求項11】 前記速度検出手段が、前記位置検出手
段が検出した位置情報の変化より速度を得るようにした
ことを特徴とする請求項8,9または10に記載の端子
圧着装置。 - 【請求項12】 前記サーボモータの回転をピストン−
クランク機構によって直線移動に変換して前記クリンパ
を昇降させ、前記端子の圧着を前記ピストン−クランク
機構の偏心ピンが上下死点の中間位置で行うようにした
ことを特徴とする請求項8,9,10または11に記載
の端子圧着装置。 - 【請求項13】 前記サーボモータの回転を減速機で減
速して前記クリンパを昇降させるようにしたことを特徴
とする請求項8,9,10,11または12に記載の端
子圧着装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP07341621A JP3107147B2 (ja) | 1994-12-28 | 1995-12-27 | 端子圧着方法および装置 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32882694 | 1994-12-28 | ||
JP6-328826 | 1994-12-28 | ||
JP07341621A JP3107147B2 (ja) | 1994-12-28 | 1995-12-27 | 端子圧着方法および装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH08236252A JPH08236252A (ja) | 1996-09-13 |
JP3107147B2 true JP3107147B2 (ja) | 2000-11-06 |
Family
ID=26573002
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JP4993612B2 (ja) * | 2008-01-15 | 2012-08-08 | 矢崎総業株式会社 | 端子圧着方法および端子圧着装置 |
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- 1995-12-27 JP JP07341621A patent/JP3107147B2/ja not_active Expired - Fee Related
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