JPH02262924A - かしめ加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は、被加工物をかしめ加工するのに用いられる
リベツティングマシンのようなかしめ加工装置に関連し
、殊にこの発明は、最適なかしめ状態を容易かつ能率良
く設定し得るかしめ加工装置に関する。

〈従来の技術〉 従来のりベツティングマシンは、第１１図に示す如く、
ＸＹ子テーブル上に治具２を用いて被加工物３を固定し
、この被加工物３に対し、かしめ工具４を回転させつつ
油圧シリンダやエアシリンダ（図示せず）により昇降動
作させる構造のものである。ここでの被加工物３は電気
器具などに組み込まれるシャーシであって、板状をなす
基板５には複数本のリベット６が止着固定される。前記
の治具２は支持台７上に複数本の支持筒８を縦設して成
り、各支持筒８に設けたリベット挿入穴でリベット６を
支持すると共に、各支持筒８の端面で基板５の下面を支
持している。

この治具２で被加工物３を固定した状態では、リベット
６の先端が基板５に設けた貫通孔９より基板５上に突出
しており、このリベット６の突出端をかしめ工具４の先
端面で加圧して潰し、第１２図に示すような所定のかし
め状態ａを得ている。

第１３図は、このリベツティングマシンにおけるかしめ
工具４の回転動作を示している。

このかしめ工具４は、回転中心である鉛直線１２に対し
所定角度だけ傾けてセットされるもので、このかしめ工
具４の基端部を円周ＩＯに沿って回転させることにより
、かしめ工具４の先端面が点１１を中心としたみそすり
運動を行い、これによりリベット６の先端面の周縁部を
加圧して徐々に押し潰してゆく。

この場合にリベット６のかしめ量は、かしめ工具４の下
降位置により左右され、このかしめ工具４の最下降点は
前記シリンダに設けられるメカストッパーの位置を調整
することにより設定される。

かくして最適なかしめ状態を得るのに、従来は、まずメ
カストッパーを適当な位置に位置決めすることによりか
しめ工具４の最下降点を仮設定し、つぎにかしめ工具４
をその最下降点まで下降させて被加工物にかしめ加工を
施した後、その加工状態の良否、すなわち十分なかしめ
がなされているか否かを観測し、その観測結果に応じて
前記メカストッパーの位置を順次下げながら同様の作業
を繰り返し実施するものである。

〈発明が解決しようとする問題点〉 このような調整方法の場合、最下降点の位置を変更する
都度、メカストッパーの位置を調整することになるが、
その調整作業が簡易でないため、作業能率が悪く、調整
作業に手数と時間がかかるという問題がある。

この発明は、上記問題に着目してなされたもので、被加
工物に対してかしめ工具を相対的に往復動させる往復動
機構の駆動源としてサーボモータを用いることにより、
最適なかしめ状態を容易かつ能率良（設定できる新規な
かしめ加工装置を提供することを目的とする。

〈問題点を解決するための手段〉 この発明にかかるかしめ加工装置は、かしめ工具を回転
駆動するための回転駆動機構と、被加工物に対しかしめ
工具を相対的に往復動させるためのサーボモータを駆動
源とする往復動機構と、この往復動機構の動作を制御す
るための制御装置とから成るもので、前記制御装置は、
被加工物に対するかしめ工具の制限圧力を可変設定する
ための圧力設定部と、かしめ工具の目標移動位置を入力
データにより設定するための位置設定部と、かしめ工具
の現在移動位置を検出するための位置検出部と、かしめ
工具の現在移動位置と目標移動位置とをデータ比較して
かしめ工具を位置制御する位置制御部と、被加工物に対
するかしめ工具の加圧力と前記圧力設定部で設定される
制限圧力とを比較してかしめ工具を圧力制御する圧力制
御部とを具備させている。

〈作用〉 被加工物のかしめ量を調整するのに、被加工物をかしめ
加工するのに十分な制限圧力を予め設定しておく。つぎ
に被加工物を位置決めした後、かしめ工具を回転させつ
つ被加工物に対して相対移動させる。この場合、現在移
動位置の情報は位置検出０部より位置制御部に取り込ま
れる。

かしめ工具の下降動作で被加工物に適度なかしめ加工を
施したとき、かしめ工具の下降を止め、その段階での加
工状態の良否、すなわち十分なかしめ状態が得られたか
否かを点検する。

その結果、かしめ量が十分でなければ、かしめ工具を引
き続き下降させて同様の調整作業を実施する。そして最
適なかしめ状態が得られると、調整作業を終了させてか
しめ工具の最下降点の位置データを求め、これを目標位
置として位置設定することになる。なお調整作業中、制
限圧力を越える加圧力が作用したときは、かしめ工具の
下降動作は強制停止せられ、安全が確保される。

〈実施例〉 第１図および第２図は、この発明の一実施例にかかるか
しめ加工装置を示すもので、機械本体１５と、機械本体
１５の側部に配備されるコントロールボックス１６とか
ら成る。

前記機械本体１５の前面には、ＸＹ子テーブル４が配置
される固定台１７と、ＸＹ子テーブル４に対し往復昇降
するかしめ工具１８とが上下に対向して設けられ、前面
下部にはフットスイッチ４８を具備させている。前記か
しめ工具１８は、所定の角度傾いた状態でホルダ１９に
より保持されるとともに、インダクションモータ２０を
駆動源とする回転駆動機構２１に連繋されて回転し、み
そすり運動を行う。

またこのかしめ工具１８は、第３図に示す如く、ＡＣサ
ーボモータ２２を駆動源とする往復動機構２３に連繋さ
れている。

この往復動機構２３は、ＡＣサーボモータ２２にベルト
や歯車のような動力伝達機構２４を介して送りネジ軸２
５を接続するとともに、この送りネジ軸２５にリードナ
ツト２６を螺合させたもので、このリードナツト２６に
支持腕２７を介してかしめ工具１８が連結しである。前
記送りネジ軸２５は軸受２８により回転自由に軸承され
ており、ＡＣサーボモータ２２の駆動により送りねじ軸
２５が正逆回転すると、その回転方向に応じてリードナ
ツト２６が上下にねじ送りされ、かしめ工具１８が往復
昇降動作する。

前記コントロールボックス１６は、前面に操作パネルを
備え、ボックス内部には上記往復動機構２３の動作を制
御する制御装置３０（第５図に示す）が組み込まれてい
る。

第４図は、表示部３１を備えた前記操作パネル２９の構
成例を示す。図中、ファンクションキー３２は処理モー
ドを設定するためのものであり、手動モード設定キー３
３．プログラムモード設定キー３４．ＮＣモード設定キ
ー３５等を含む。テンキー３６は各種データを入力する
ためのキーであり、またクリアキー３７は入力データを
消去するためのキー、セットキー３８はデータ入力を終
了させるためのキー、移動キー３９は表示部３１上のカ
ーソルを移動させるためのキーである。

テーブル操作部４０は被加工物を位置決めするためのＸ
Ｙ子テーブル４を手動動作させるためのものである。

工具操作部４１はかしめ工具１８を手動操作に基づき動
作させるためのものであり、この工具操作部４１にはか
しめ工具１８を上昇させるための押ボタンスイッチ４２
とかしめ工具１８を下降させるための押ボタンスイッチ
４３とを含んでいる。

この操作パネル２９には、さらに電源投入スイッチ４４
１作動スイッチ４５．圧力設定スイッチ４６が配備しで
ある。この作動スイッチ４５は回転駆動機構２１を作動
させるためのものである。また圧力設定スイッチ４６は
ロークリスイッチより成り、その回動操作により被加工
物に作用させるかしめ工具１８・の制限圧力をゼロから
所定値まで段階的に可変設定できる。

第５図は、コントロールボックス１６に内蔵されている
制御装置３０の回路構成例を示す。

図中、ＣＰ　Ｕ　（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉ
ｎｇ　Ｕｎｉｔ　）　４７はＲＯＭ　（Ｒｅａｄ　０ｎ
ｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）　４　ＢやＲＡＭ（Ｒａｎｄａｎ
＋　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）　４９とともにマイ
クロコンピュータを構成しており、命令解析、電流指令
値計算等の各種演算や処理を実行する。

なおＲＯＭ４Ｂは機械制御用のプログラム等を格納し、
さらにＲＡＭ４９は演算結果その他のデータやユーザプ
ログラムを記憶させる。

また前記ＣＰＵ４７は電流指令値をサーボアンプ５０に
出力し、サーボアンプ５０はＣＰＵ４７からの出力値を
増幅して、前記ＡＣサーボモータ２２へ与える。このＡ
Ｃサーボモータ２２にはアブソリュート型のロータリエ
ンコーダ５１が接続されており、ＡＣサーボモータ２２
の回転角度（かしめ工具１８の現在移動位置に対応する
）を検出してその値をＣＰＵ４７へ出力する。

第６図は、上記かしめ加工装置の操作手順を示す。

同図のステップ１（図中ｒＳＴＩＪで示す）で操作パネ
ル２９上の電源投入スイッチ４４が投入されると、ステ
ップ１が“ＹＥＳ”となり、表示部３１に初期画面が表
示される（ステップ２）。

つぎにテーブル操作部４０のスタートスイッチ４７が押
されると、ステップ３が“ＹＥＳ”となり、ステップ４
でＸＹ子テーブル４の原点補正が行われる。ついでファ
ンクションキー３２が押されると、ステップ５が“ＹＥ
Ｓ”となり、それが手動モード設定キー３３であればス
テップ６が“ＹＥＳ”となって手動モードによる処理へ
移行する。またＮＣモード設定キー３５であればステッ
プ７が“ＹＥＳ”となってＮＣモードによる処理へ、さ
らにプログラムモード設定キー３４であればステップ８
が“ＹＥＳ″となってプログラムモードによる処理へ、
それぞれ移行する。

第７図は、被加工物のかしめ状態を調整する際の手動モ
ードによる操作手順を示す。まず同図のステップ１０で
手動モード設定キー３３を押した後、テンキー３６を押
し操作することにより各種パラメータを入力すると共に
、圧力設定スイッチ４６を回動操作して被加工物をかし
め加工するに十分な制限圧力を設定する（ステップ１１
．１２）。つぎにステップ１３で被加工物をＸＹ子テー
ブル４により位置決めした後、ステップ１４で作動スイ
ッチ４５および工具下降用の押ボタンスイッチ４３を押
操作する。これによりＡＣサーボモータ２２およびイン
ダクションモータ２０の駆動により往復動機構２３と回
転駆動機構２１とが作動し、かしめ工具１８が回転動作
しつつ下降する。この場合ロータリエンコーダ５１の回
転角度はＣＰＵ４７に取り込まれ、これがかしめ工具１
８の現在移動位置として表示部３１に表示される。

かしめ工具１８が下降して先端が被加工物に到達すると
、被加工物はかしめ工具１日の先端面により加圧されて
かしめ加工される。この加圧力は前記電流指令値に比例
するもので、ＣＰＵ４７ではこの加圧力の大きさを圧力
設定スイッチ４６により設定された制限圧力と比較し、
その差がゼロに達するまでは加圧力を増加させてゆく。

操作者は被加工物のかしめ状態を目視しつつ前記押ボタ
ンスイッチ４３の押操作を継続させるが、その結果、被
加工物が操作者の予想するあるかしめ量に達すると、ス
テップ１５が“ＹＥＳ”となり、この時点で操作者は押
ボタンスイッチ４３の押操作を停止する。これによりか
しめ工具１８は下降を停止し、つぎに操作者は被加工物
のかしめ状態の点検作業に移行する。

まず操作者は、ステップ１６で圧力設定スイッチ４６を
回動操作して、制限圧力をゼロに設定する。これにより
かしめ工具１８の被加工物に対する加圧力が解放され、
被加工物からの反力がかしめ工具１８を若干量押し上げ
る。その後、かしめ工具１８の回転を停止させて、かし
め状態の良否を点検する（ステップ１７）。

その結果、もしかしめ状態が適正であれば、ステップ１
８が”ＹＥＳ”であり、つぎのステップ１９で上昇用の
押ボタンスイッチ４２を押操作し、かしめ工具１８を上
昇させて調整作業を終了させる。

一方かしめ状態が適正でなければ、ステップ１８が“Ｎ
Ｏ”となり、ステップ２０で圧力設定スイッチ４６を回
動操作して制限圧力を被加工物をかしめ加工するに十分
な値に再設定して、下降用の押ボタンスイッチ４２を押
操作し前記と同様の調整・点検作業を実行する。

第８図は、上記調整作業時におけるＣＰＵ４７の制御動
作を示すもので、同図のステップ３１で、ＣＰＵ４７は
ロークリエンコーダ５１の出力を取り込んで、これをか
しめ工具１８の現在移動位置データＨ３としてＲＡＭ４
９の現在位置データ格納エリアＭ　＋　（第９図に示す
）に記憶させると共に、つぎのステップ３２で前記現在
移動位置データＨ，の値が表示部３１にディジタル表示
される。

つぎにＣＰＵ４７はステップ３３で、現在移動位置デー
タＨ１と前回位置データ格納エリアＭ２に記憶されてい
る前回のサンプリングにかかる位置データ１（ｔ−ｔ　
との差ΔＨを演算し、この差ΔＨがゼロより大きいか否
かを判断する。

もし差ΔＨがゼロ以下のとき、すなわち前回位置データ
Ｈｉ−１が現在移動位置データ上１以上のときは、ステ
ップ３４が“ＮＯ”となり、ＣＰＵ４７はステップ３７
において現在移動位置データＨｉを前回位置データ格納
エリアＭ２に移して、次回のサンプルデータの取込みに
待機する。

もしステップ３４の「ΔＨ〉０」の判定が“ＹＥＳ”の
ときはステップ３５へ進み、現在移動位置データＨｉが
前回位置データ格納エリアＭ２に移されかつ極大値格納
エリアＭ３に格納された後、これら極大値格納エリアＭ
３の内容が最下降点位置として表示部３１に表示される
（ステップ３６）。

従って操作者は、表示部３１の表示内容によってかしめ
工具１８の現在位置を確認できるだけでなく、被加工物
のかしめ加工中にかしめ工具１８がどこまで下降したか
、すなわちかしめ状態が最適となったときのかしめ工具
１８の最下降点を確認することができる。

上記調整作業によって最良のかしめ状態を得るためのか
しめ工具１８の最下降点を求めると、つぎにファンクシ
ョンキー３２のプログラムモード設定キー３４を押操作
してプログラムモードによる処理へ移行する。そしてこ
の処理において、前記最下降点位置データを目標位置と
しテンキー３６により入力することによって、機械のＮ
Ｃ制御のプログラムが形成されることになる。

第１Ｏ図は、ＮＣモードにおける機械の動作手順を示す
。

まず同図のステップ４１で必要な初期設定を行った後、
つぎのステップ４２でスタートスイッチ４７が、続くス
テラ；°４３でフットスイッチ４８が、順次押操作され
ると、インダクションモータ２０およびＡＣサーボモー
タ２２の駆動によりかしめ工具１８が回転しつつ下降を
開始する（ステップ４４）。

つぎのステップ４５は被加工物に対する加圧力が圧力設
定スイッチ４６で設定された制限圧力に達したか否かを
判定し、またステップ４８はかしめ工具１８がプログラ
ム設定された目標位置まで降下したか否かを判定してい
る。

もしいずれの判定も“ＮＯ”のときは、ステップ５２に
進み、フットスイッチ４８が継続操作されているか否か
を判定し、もしその判定が“ＹＥＳ”のときはステップ
４４に進んでかしめ工具１８の下降動作を継続させる。

またフットスイッチ４８の踏み操作を止めた場合はステ
ップ５２の判定が“Ｎｏ”となり、ステップ５３でかし
め工具１８の下降が停止し、ステップ４３に戻ってフッ
トスイッチ４８の操作に待機する。

かしめ工具１８が目標位置まで降下して、被加工物に対
し最適なかしめ加工を行うと、ステップ４８の判定が“
ＹＥＳ”となり、ステップ４９でＡＣサーボモータ２２
が逆回転してかしめ工具１８・が上昇する。そしてかし
め工具１８が所定の待機位置に戻ると、ステップ５０の
判定が“ＹＥＳ”となり、ステップ５１でかしめ工具１
８の上昇動作が停止せられる。

また加圧時に被加工物に対する加圧力が制限圧力８こ達
すると、ステップ４５の判定が“ＹＥＳ“となり、ＣＰ
Ｕ４７はステップ４６でかしめ工具１８の下降を停止さ
せ、さらにステップ４７で警報装置（図示せず）を作動
させて、その旨操作者に報知する。

〈発明の効果〉 この発明は上記の如く、往復動機構の駆動源としてサー
ボモータを用いると共に、かしめ工具の現在移動位置を
把握しつつかしめ状態の調整作業を可能としたから、最
適なかしめ状態を容易かつ能率的に得ることができ、し
かも最適なかしめ状態を実現するかしめ工具の目標移動
位置を容易にデータ設定できる。また調整作業中、制限
圧力を越える加圧力が作用するのが防止され、安全性が
確保される等、発明目的を達成した顕著な効果を奏する
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例にかかるかしめ加工装置の
正面図、第２図はその側面図、第３図は往復動機構の構
造を示す断面図、第４図はコントロールボックスの操作
パネルの構成を示す正面図、第５図は制御装置の回路構
成例を示すブロック図、第６図はこの発明にかかる装置
の操作手順を示すフローチャート、第７図は手動モード
による操作手順を示すフローチャート、第８図は装置の
制御手順を示すフローチャート、第９図はメモリの内容
を示す説明図、第１０図はＮＣモードによる動作手順を
示すフローチャート、第１１図は従来例を示す斜面図、
第１２図は被加工物のかしめ状態を示す正面図、第１３
特 図はかしめ工具の動作を示す説明図である。 １８・・・・かしめ工具 ２１・・・・回転駆動機構 ２２・・・・ＡＣサーボモータ ２３・・・・往復動機構 ３０・・・・制御装置 許出願人　株式会社東洋工 機 第４図 コンヒロールオ”／クスの↑叙イエｒｅネルの不ｋＡｆ
Ｒ，Ｊ正ｉ口卆＋ＩＺＬ装置の困μｐ糞戎ター４１示４
７・０７７図８〜−−、Ｑ−レ／＞工６ ２３−一往糧勧青槙 ３０−−一制御佐１ く 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 かしめ工具を回転駆動するための回転駆動機構と、 被加工物に対しかしめ工具を相対的に往復動させるため
   のサーボモータを駆動源とする往復動機構と、 この往復動機構の動作を制御するための制御装置とから
   成り、 前記制御装置は、 前記加工物に対するかしめ工具の制限圧力を可変設定す
   るための圧力設定部と、 かしめ工具の目標移動位置を入力データにより設定する
   ための位置設定部と、 かしめ工具の現在移動位置を検出するための位置検出部
   と、 かしめ工具の現在移動位置と目標移動位置とを比較して
   かしめ工具を位置制御する位置制御部と、 被加工物に対するかしめ工具の加圧力と前記圧力設定部
   で設定される制限圧力とを比較してかしめ工具を圧力制
   御する圧力制御部とを具備して成るかしめ加工装置。