JP7444524B2 - 検査装置およびワイヤハーネス製造装置 - Google Patents
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Description
把持力と、および把持方向と直交する方向及び引張方向と直交する方向の力との3方向の力を一つの素子で検出することができる。よって、検査装置をコンパクトにすることができる。
図1を用いて、本発明が適用される場面の一例について説明する。図1は、実施形態に係る検査装置100の概要を示している。図1に示されるように検査装置100は、把持部2A、2Bを備える。把持部2A、2Bは、検査対象の電線52を挟み込んで把持可能なように配置されている。また、把持部2A、2Bは、電線52を挟み込んだ状態で+X方向へ移動可能である。把持部2A、2Bにより電線52を挟み込む力、すなわち電線52の引張方向と直交する方向に電線を把持する力(本開示の「把持力」の一例)と、電線52を挟み込んだ状態で+X方向へ移動する動力は、駆動部(図示しない)により制御される。このようにして、電線52の圧着端子がコネクタ50のハウジングに正常に挿入されているか否かを確認するための引っ張り検査を行うことができる。また、検査装置100は、3軸センサユニット4A、4Bを備える。3軸センサユニット4A、4Bは、検出可能な荷重方向が3方向である力センサ素子を備える。よって、3軸センサユニット4A、4Bは、電線52が+X方向に引っ張られている場合に、自身に作用するX方向、Y方向、及びZ方向の力を検出することができる。
[ハードウェア構成]
図1は、本実施形態に係る検査装置100の概要を示している。なお、以降において、図1における縦方向をX方向、奥行き方向をY方向、横方向をZ方向とする。図1に示されるように検査装置100は、把持部2A、2Bを備える。把持部2A、2Bは、X方向に伸びる検査装置100の中心軸に対して対称に設けられている。なお、把持部2A、2Bは、本開示の「電線把持部」の一例である。
平面状の面3A、3Bを有する。そして、面3A、3Bに作用する力が3軸センサユニット4A、4Bによって検出される。3軸センサユニット4A、4Bのサイズは、電線52の寸法と比べて大き過ぎない小型であることが望ましい。すなわち、例えば3軸センサユニット4A、4Bのサイズは5mm以下が望ましい。なお、面3A、3Bは、本開示の「電線を挟んで対向して配置される2つの面」の一例である。
図2は、検査対象の電線52の圧着端子がコネクタ50のハウジングに正常に挿入されているか否かを検査する検査装置100の動作の概要を示している。また、図3は、検査方法のフローチャートの一例を示している。
ステップS101では、ハウジングに電線52の圧着端子が挿入されたコネクタ50が固定治具5の面15A、15Bの間に配置される。そして固定治具5のボルトが捻られることにより、コネクタ50が所定の力によりZ方向に挟み込まれる。このようにして検査装置100に対してコネクタ50は固定される。
。
ステップS102では、駆動部は、把持部2A及び把持部2BをX方向に規定の固定変位分(例えば1.5mm)移動させる動力を生成し、当該動力を把持部2A、2Bへ伝達
する。このような動力が把持部2A、2Bに伝達されると、電線52を把持している把持部2A、2Bは、電線52を+X方向に引っ張ることになる。また、把持部2A、2Bが電線52を引っ張っている場合、電線52から面3A、3Bに作用するX方向の力が3軸センサユニット4A、4Bによって検出される。なお、把持部2A、2Bから電線52への別の検査負荷の付与方法として、所定の引張荷重値になるまで徐々に引張荷重を上げていくような動力を駆動部は生成してもよい。
ステップS103では、把持部2A、2BがステップS101の初期状態から+X方向に1.5mm移動した時に、把持部2A、2Bの移動は停止される。なお、ステップS1
02において所定の引張荷重値になるまで徐々に引張荷重を上げていくような動力を駆動部が生成する場合、駆動部が生成する動力が所定の引張荷重となった場合に把持部2A、2Bの移動は停止されてもよい。
ステップS104では、3軸センサユニット4A、4Bにより検出された、電線52から面3A、3Bに作用するXYZ方向の力情報が記憶装置に記憶される。このように記憶装置にXYZ方向の力情報が記憶されることで、検査のトレーサビリティが向上する。よって、検査品質は向上する。また、判定部は、3軸センサユニット4A、4Bにより検出されXYZ方向の力情報を使用して電線52の挿入の正否を判定する。
おいて急激に変化していることが認められる。このような理由として、正常に挿入できた場合はコネクタ50のランスに電線52の圧着端子の溝が引っかかることが挙げられる。よって電線52を引っ張っても電線52がコネクタ50から抜けないため、面3A、3Bにはコネクタ50側の向きに(-X方向)大きなせん断力Fxが作用することになる。また、このように急激に変化したX方向の力Fxは、把持部2A、2Bが+X方向に電線52を引っ張りながら移動している間も変化後の値を比較的維持していることが認められる。
ステップS105では、ステップS104において電線52がコネクタ50に正常に挿入されていると判定部が判定した場合、コネクタ50に挿入された状態の電線52の引っ張り試験は合格と判定される。
ステップS106では、ステップS104において電線52がコネクタ50に正常に挿入されていないと判定部が判定した場合、コネクタ50に挿入された状態の電線52の引っ張り試験は不合格と判定される。
上記のような検査装置100によれば、面3A、3Bが電線52を把持する把持力が3軸センサユニット4A、4BによってFzとして検出される。よって、面3A、3Bが所
定の把持力で電線52を実際に把持しているか確認することができる。よって、例えば作業者の検査の習熟度が不足しているために、電線52を把持する力が弱く、引張負荷が正しく電線52に印加されないことは防止される。また、電線52を引っ張った時に電線52から面3A、3Bに作用する引張方向の力Fxだけではなく、把持力に相当するFzを含めて合否判定を行うことができる。よって、検査精度は向上する。
以上、本発明の実施の形態を詳細に説明してきたが、前述までの説明はあらゆる点にお
いて本発明の例示に過ぎない。本発明の範囲を逸脱することなく種々の改良や変形を行うことができることは言うまでもない。例えば、以下のような変更が可能である。なお、以下では、上記実施形態と同様の構成要素に関しては同様の符号を用い、上記実施形態と同様の点については、適宜説明を省略した。以下の変形例は適宜組み合わせ可能である。
図5は、変形例に係る検査装置100Aの概要を例示している。検査装置100Aは、検査装置100と同様の構成・機能を有する。ただし、変形例に係る検査装置100Aは、電線52Aの圧着端子が挿入されていないコネクタ50A(本開示の「第2コネクタ」の一例)を固定治具5が保持している。そして、面3A及び3Bにより電線52A(本開示の「第2電線」の一例)を所定の把持力(本開示の「第2把持力の一例」)で把持している。ここで、把持部2A、2B(本開示の「第2電線把持部」の一例)は、コネクタ50AからのX方向の距離が例えば1-10mm程度離れた場所に設けられる。このような
距離に把持部2A、2Bが設けられることで、電線52Aをコネクタ50Aへ挿入させる場合に電線52が屈曲して挿入が失敗することは抑制される。また、把持部2A、2Bとコネクタ50Aの端子が干渉することも抑制される。なお、把持部2A、2Bが設けられる位置は把持対象の電線52Aの太さなどに応じて変更されてもよい。そして、把持部2A、2Bが-X方向に移動するように駆動部は動力を生成して該把持部2A、2Bへ当該動力を伝達する。このような動作により、電線52Aの-X方向に位置する圧着端子はコネクタ50Aのハウジングに挿入される。そして、検査装置100Aに設けられる3軸センサユニット4A、4Bは、面3A、3Bにより電線52Aを把持する把持力(Fz)と、電線52Aの端子がコネクタ50Aに挿入される場合の電線52Aから面3A、3Bに作用する挿入方向の力(Fx)を検出する。
このような検査装置100Aによれば、電線52Aの端子がコネクタ50Aに挿入されることでワイヤハーネスを製造することができる。また、面3A、3Bにより電線52Aを掴む把持力が弱いと、電線52Aがコネクタ50Aに挿入される時に電線52Aが面3A、3Bに対して滑ることになる。しかしながら、このような検査装置100Aによれば、電線52Aの端子がコネクタ50Aに挿入される場合の把持力が3軸センサユニット4A、4Bによって検出される。よって、把持力が所望の通り電線52Aに作用しているか確認することができ、その結果として電線52Aが面3A、3Bに対して滑ることは防止される。よって、ワイヤハーネスの製造不良は低減される。
はより高精度に検出可能となる。また、挿入検査において不合格と判定された場合、引張検査を実施せずに検査対象のワイヤハーネスを製造不良と判定することができる。よって、引張検査まで含めた製造工数は短縮可能となる。また、ワイヤハーネスの製造、挿入検査、及び引張検査を一台の検査装置で行うことができる。このような検査装置は利便性が高いといえる。なお、ワイヤハーネスの製造及び挿入検査を検査装置100Aで行い、挿入検査後の引張検査を検査装置100で行ってもよい。
図7は、変形例に係る検査装置100Bの概要を例示している。変形例に係る検査装置100Bは、把持部2Aの+Z方向の先端に把持部材6Aを備える。同様にして、検査装置100Bは、把持部2Bの-Z方向の先端に把持部材6Bを備える。把持部材6A、6Bは、Z方向において対向するように設けられる。また、把持部材6A、6Bは、対向する部分にXY方向に平行な平面を有する。また、把持部材6A、6Bは、夫々3軸センサユニット4A、4Bを覆うように設けられる。
上記のような検査装置100Bによれば、3軸センサユニット4A、4Bは電線52と直接繰り返し接触することにより生じる衝撃から保護される。よって、3軸センサユニット4A、4Bの故障は防止されるため、検査に影響が及ぶことは抑制される。また、電線52から3軸センサユニット4A、4Bに実質的に直接力が作用するため、3軸センサユニット4A、4Bにより検出される情報が本来の検出値から減衰・劣化することは抑制される。また、把持部材6Cの場合、少ない把持力であっても効率的に電線52の把持が可能となる。よって、把持力を生成する検査装置100Bの動力は節減される。また、検査装置100Bは、上記のような把持部材を備える形態に限らず、3軸センサユニット4A、4Bに電線52から実質的に直接力が作用するような形態であればよい。
図9は、変形例に係る検査装置100Cの概要を例示している。変形例に係る検査装置100Cは、コネクタ50を把持する固定治具5Aの面15A、15Bにそれぞれ3軸センサユニット4A、4Bが設けられる。また、固定治具5Aは、駆動部により制御された所定の動力が伝達されることにより、電線52の引張方向(-X方向)へ移動する。よって、電線52を-X方向に引っ張ることができる。このような検査装置100Cによっても、検査装置100と同様の効果を奏する。
上記の検査装置100に設けられる判定部は、検査装置100とは異なる装置に設けられてもよい。つまり、検査装置100がネットワークに接続可能な通信モジュールを備え、ネットワークを介して検査装置100と接続するサーバに3軸センサユニット4A、4Bにより検出されたデータが送信されてもよい。そして、サーバに判定部が設けられ、サーバにおいてコネクタ50に対する電線52の挿入の正否判定が行われてもよい。また、把持力を判定する部分と引っ張り方向の力を判定する部分とが別々に実行されてもよい。
ットが設けられ、3軸センサユニットによって検出された把持力(Fz)と引っ張り方向の力(Fx)が検出されてもよい。また、検査治具には通信モジュールが設けられ、3軸センサユニットによって検出された把持力と引っ張り方向の力の情報が無線通信によりサーバへ送信されてもよい。そして、サーバにおいて把持力と引っ張り方向の力に基づいて合否判定が実行されてもよい。このような検査治具によれば、手動で電線52を引っ張った場合に、適正な力で把持した状態で電線52を引っ張ったか否かを人間の感覚に頼らず、3軸センサユニット4A、4Bにより検出された把持力Fzおよび引張方向の力Fxに基づいて判定することができる。よって、検査精度が向上する。また、触覚センサ素子は上記に開示された態様に限定されない。
<付記1>
コネクタ(50)に電線(52)の端子が正常に挿入されているか否かを検査する検査装置(100、100A、100B、100C)であって、
前記電線(52)の端子が挿入された前記コネクタ(50)を前記電線(52)の引張方向に静止するように把持するコネクタ把持部(5)と、
前記電線(52)の引張方向と直交する方向から前記電線(52)を把持する電線把持部(2A、2B)と、を備え、
前記コネクタ把持部(5)又は前記電線把持部(2A、2B)は、前記コネクタ(50)または前記電線(52)を把持した状態で前記電線(52)に引張負荷を印加可能に設けられ、
前記コネクタ把持部(5)又は前記電線把持部(2A、2B)が前記コネクタ(50)または前記電線(52)を把持する把持力(Fz)と、前記コネクタ(50)または前記電線(52)から前記コネクタ把持部(5)又は前記電線把持部(2A、2B)が受ける引張方向の力(Fx)と、を検出可能に配置される力触覚センサ素子(4A、4B)を有する、
検査装置(100、100A、100B、100C)。
<付記2>
前記力触覚センサ素子(4A、4B)は、前記電線把持部(2A、2B)が前記電線(52)を把持する把持方向と直交する方向、かつ前記引張方向と直交する方向に前記電線把持部(2A、2B)が前記電線(52)から作用する力(Fy)をさらに検出する、
付記1に記載の検査装置(100、100A、100B、100C)。
<付記3>
前記電線把持部(2A、2B)は、前記電線(52)を挟んで対向して配置される2つの面(3A、3B)を有し、
前記力触覚センサ素子(4A、4B)は、前記2つの面(3A、3B)が夫々前記把持力(Fz)で押圧し合った場合に、前記2つの面(3A、3B)のうちの片方の面に前記電線(52)から作用する力(Fx、Fy、Fz)を検出可能に配置される、
付記1又は2に記載の検査装置(100、100A、100B、100C)。
<付記4>
前記力触覚センサ素子(4A、4B)は前記電線(52)との間に所定部材(6A、6B、6C)を介して配置される、
付記1から3のうち何れか一項に記載の検査装置(100B)。
<付記5>
前記コネクタ把持部(5)又は前記電線把持部(2A、2B)が前記電線(52)に前記引張負荷を印加させた場合に、前記力触覚センサ素子(4A、4B)により検出された力(Fx、Fy、Fz)に基づき、前記コネクタ(50)に前記電線(52)の端子が正常に挿入されているか否かを判定する判定部を更に備える、
付記1から4のうち何れか一項に記載の検査装置(100、100A、100B、100C)。
<付記6>
前記判定部は、所定時刻において前記力触覚センサ素子(4A、4B)により検出された前記引張方向の力(Fx)に基づいて前記判定を行う、
付記5に記載の検査装置(100、100A、100B、100C)。
<付記7>
前記判定部は、第2所定時刻からの所定期間において前記力触覚センサ素子(4A、4B)により継続的に検出された前記引張方向の力(Fx)に基づいて前記判定を行う、
付記5に記載の検査装置(100、100A、100B、100C)。
<付記8>
前記判定部は、前記力触覚センサ素子(4A、4B)により検出された前記把持力(Fz)に基づいて前記判定を行う、
付記5から7のうち何れか一項に記載の検査装置(100、100A、100B、100C)。
<付記9>
前記電線把持部(2A、2B)は、手動により前記電線(52)を把持可能に設けられ、前記電線(52)を把持した状態で手動により前記引張負荷を前記電線(52)に印加可能に設けられる、
付記5から8のうち何れか一項に記載の検査装置。
<付記10>
前記力触覚センサ素子(4A、4B)は、検出可能な荷重方向が3方向である力センサ素子を含む、
付記1から9のうち何れか一項に記載の検査装置(100、100A、100B、100C)。
<付記11>
第2コネクタ(50A)に端子が挿入されていない第2電線(52A)を第2把持力で把持し、前記第2コネクタ(50A)に前記第2電線(52A)の端子を挿入可能に設けられる第2電線把持部(2A、2B)と、
付記1から10のうち何れか一項に記載の検査装置(100A)であって、前記第2コネクタ(50A)に対する前記第2電線(52A)の端子の挿入の正否を検査する検査装置(100A)を備え、
前記力触覚センサ素子(4A、4B)は、前記第2把持力(Fz)、および前記第2電線(52A)の端子が前記第2コネクタ(50A)に挿入される場合の前記第2電線(52A)から前記第2電線把持部(2A、2B)に作用する前記挿入方向の力(Fx)をさらに検出する、
ワイヤハーネス製造装置(100A)。
<付記12>
前記力触覚センサ素子(4A、4B)により検出された力に基づき、前記第2コネクタ(50A)に対する前記第2電線(52A)の端子の挿入の正否を判定する第2判定部を更に備える、
付記11に記載のワイヤハーネス製造装置(100A)。
3A、3B :面
4、4A、4B :3軸センサユニット
5 :固定治具
6A、6B、6C :把持部材
15A、15B :面
50、50A :コネクタ
52、52A :電線
100、100A、100B、100C :検査装置
Claims (11)
- コネクタに電線の端子が正常に挿入されているか否かを検査する検査装置であって、前記電線の端子が挿入された前記コネクタを前記電線の引張方向に静止するように把持するコネクタ把持部と、前記電線の引張方向と直交する方向から前記電線を把持する電線把持部と、を有する検査装置と、
第2コネクタに端子が挿入されていない第2電線を第2把持力で把持し、前記第2コネクタに前記第2電線の端子を挿入可能に設けられる第2電線把持部と、
を備え、
前記コネクタ把持部又は前記電線把持部は、前記コネクタまたは前記電線を把持した状態で前記電線に引張負荷を印加可能に設けられ、
前記検査装置は、前記コネクタ把持部又は前記電線把持部が前記コネクタまたは前記電線を把持する把持力と、前記コネクタまたは前記電線から前記コネクタ把持部又は前記電線把持部が受ける引張方向の力と、を検出可能に配置される力触覚センサ素子を有し、
前記検査装置は、前記第2コネクタに対する前記第2電線の端子の挿入の正否を検査し、
前記力触覚センサ素子は、前記第2把持力、および前記第2電線の端子が前記第2コネクタに挿入される場合の前記第2電線から前記第2電線把持部に作用する挿入方向の力を検出する、
ワイヤハーネス製造装置。 - 前記力触覚センサ素子は、前記電線把持部が前記電線を把持する把持方向と直交する方向、かつ前記引張方向と直交する方向に前記電線把持部が前記電線から作用する力をさらに検出する、
請求項1に記載のワイヤハーネス製造装置。 - 前記電線把持部は、前記電線を挟んで対向して配置される2つの面を有し、
前記力触覚センサ素子は、前記2つの面が夫々前記把持力で押圧し合った場合に、前記2つの面のうちの片方の面に前記電線から作用する力を検出可能に配置される、
請求項1又は2に記載のワイヤハーネス製造装置。 - 前記力触覚センサ素子は前記電線との間に所定部材を介して配置される、
請求項1から3のうち何れか一項に記載のワイヤハーネス製造装置。 - 前記検査装置は、前記コネクタ把持部又は前記電線把持部が前記電線に前記引張負荷を印加させた場合に、前記力触覚センサ素子により検出された力に基づき、前記コネクタに前記電線の端子が正常に挿入されているか否かを判定する判定部を更に有する、
請求項1から4のうち何れか一項に記載のワイヤハーネス製造装置。 - 前記判定部は、所定時刻において前記力触覚センサ素子により検出された前記引張方向の力に基づいて前記判定を行う、
請求項5に記載のワイヤハーネス製造装置。 - 前記判定部は、第2所定時刻からの所定期間において前記力触覚センサ素子により継続的に検出された前記引張方向の力に基づいて前記判定を行う、
請求項5に記載のワイヤハーネス製造装置。 - 前記判定部は、前記力触覚センサ素子により検出された前記把持力に基づいて前記判定を行う、
請求項5から7のうち何れか一項に記載のワイヤハーネス製造装置。 - 前記電線把持部は、手動により前記電線を把持可能に設けられ、前記電線を把持した状態で手動により前記引張負荷を前記電線に印加可能に設けられる、
請求項5から8のうち何れか一項に記載のワイヤハーネス製造装置。 - 前記力触覚センサ素子は、検出可能な荷重方向が3方向である力センサ素子を含む、
請求項1から9のうち何れか一項に記載のワイヤハーネス製造装置。 - 前記力触覚センサ素子により検出された力に基づき、前記第2コネクタに対する前記第2電線の端子の挿入の正否を判定する第2判定部を更に備える、
請求項1から10のうち何れか一項に記載のワイヤハーネス製造装置。
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