JPH08236253A - 端子圧着装置の制御方法 - Google Patents

端子圧着装置の制御方法

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JPH08236253A
JPH08236253A JP7341622A JP34162295A JPH08236253A JP H08236253 A JPH08236253 A JP H08236253A JP 7341622 A JP7341622 A JP 7341622A JP 34162295 A JP34162295 A JP 34162295A JP H08236253 A JPH08236253 A JP H08236253A
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controlling
terminal crimping
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JP7341622A
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Toshihiro Inoue
寿弘 井上
Masao Igarashi
正雄 五十嵐
Kazuhiko Takada
和彦 高田
Tatsuya Maeda
龍也 前田
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Yazaki Corp
Original Assignee
Yazaki Corp
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    • B30PRESSES
    • B30BPRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/0094Press load monitoring means

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  • Manufacturing Of Electrical Connectors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 端子圧着装置において、各種のセンサーを用
いずに圧着装置を制御することができ、かつ圧着異常等
の不良品を確実に検出することができることを目的とす
る。 【解決手段】 電線の露出導体に端子をかしめる昇降自
在のクリンパと、該クリンパに対向するアンピルとを備
え、クリンパの昇降をサーボモータ4等の駆動手段によ
り行わせる端子圧着装置の制御方法であって、端子の圧
着時に駆動手段にかかる負荷をモニターし、検出された
負荷を予め設定した基準データと比較して(電流値比較
(判定)回路)端子圧着の良否を判定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【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の制御方法
に関する。
【0002】
【従来の技術】この種の端子圧着装置として、図9に示
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。
【0003】前述のフライホイール式かしめ機構では、
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。
【0004】そこで、実公平6−25911号には、図
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。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のボール
ねじ方式では圧着時に高荷重を得るために大型化し易
く、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
ほかに、端子圧着の良否に各種のセンサーを設けたり、
人手で行わなければならないという問題がある。
【0006】本発明は、上述した問題点に鑑みて成され
たものであって、多くのセンサーを用いずに圧着装置を
制御することができ、かつ圧着異常等の不良品を確実に
検出することができる端子圧着装置の制御方法を提供す
るにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記の課題を達成するた
め、本発明の端子圧着装置の制御方法は、請求項1に記
載のように、電線の露出導体に端子をかしめる昇降自在
のクリンパと、該クリンパに対向するアンビルとを備
え、クリンパの昇降をサーボモータ等の駆動手段により
行わせる端子圧着装置の制御方法において、前記端子の
圧着時において前記駆動手段にかかる負荷をモニター
し、検出された負荷を予め設定した基準データと比較し
て端子圧着の良否を判定することを特徴とする。モニタ
ーは、請求項2に記載のように、前記駆動手段にかかる
負荷のモニターを端子のかしめ位置において行うことが
好ましい。
【0008】前記端子圧着の良否の判定は、設定された
時間内の負荷最大値より判定させる方法(請求項3)、
設定された時間内の負荷値の基準値との差により判定さ
せる方法(請求項4)又は設定された時間内の負荷値の
合計より判定させる方法(請求項5)により行うことが
できる。
【0009】また、端子圧着の良否の判定は、請求項6
に記載のように、電線の露出導体に端子をかしめる昇降
自在のクリンパと、該クリンパに対向するアンビルとを
備え、クリンパの昇降をサーボモータ等の駆動手段によ
り行わせる端子圧着装置の制御方法において、前記クリ
ンパの端子圧着時におけるクリンパ高さをモニターし、
検出された高さを予め設定された基準データと比較して
行うようにすることもできる。
【0010】前記クリンパ高さのモニターは端子のかし
め位置またはその近傍において行い(請求項7)、ま
た、端子圧着の良否の判定は、設定された時間内のクリ
ンパ高さの最小値より判定させる方法(請求項8)又は
設定された時間内のクリンパ高さの基準値との差より判
定させる方法(請求項9)により行うことができる。
【0011】また、請求項10に記載の発明は、電線の
露出導体に端子をかしめる昇降自在のクリンパと、該ク
リンパに対向するアンビルとを備え、クリンパの昇降を
サーボモータ等の駆動手段により行わせる端子圧着装置
の制御方法において、前記端子圧着時における前記駆動
手段にかかる負荷をモニターし、検出された負荷を予め
設定された基準データとの比較、および前記クリンパ高
さをモニターし、検出された高さを予め設定された基準
データとの比較より端子圧着の良否を判定させるように
したものである。
【0012】本発明によれば、端子圧着時に駆動手段に
かかる負荷(例えば電流値に換算)をモニターすること
により圧着不良を検出し、その良否を判定できるので、
クリンパの下死点または最下位置、端子バレルの圧着高
さ、圧着形状等を検知する多くのセンサーを用いる必要
がなく、圧着装置の簡素化を図ることができる。また、
端子圧着時のクリンパ高さをモニターし、検出された高
さと基準とを比較して端子圧着の良否を判定するように
したので、簡単な装置構成で端子圧着の良否を判定する
ことができる。
【0013】
【発明の実施の形態】図1および図2において、1は本
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。
【0014】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、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。
【0015】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。
【0016】図3はサーボモータ4の駆動をするドライ
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。
【0017】図6(A)〜(C)は端子圧着装置の作動
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。
【0018】図7において、のかしめ開始位置では、
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。
【0019】そこで、図3に戻って説明すると、端子圧
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。
【0020】これらのデータは、圧着させる端子毎に予
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。
【0021】また、端子圧着の良否を判定するためのデ
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。
【0022】次に、図4および図5を参照して、ドライ
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。
【0023】ステップS2では、速度制御部24は、デ
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。
【0024】なお、モータの回転の加速度はロータリー
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。
【0025】また、速度制御部24は、ステップS5で
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。
【0026】ステップS8では、電流制御部25は、デ
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。
【0027】ステップS11では、判定部26は、判定
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。
【0028】ステップS13では、速度制御部24は、
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。
【0029】ステップS19では、判定部26は、ステ
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。
【0030】かしめが正常であるか否かの判定は、図8
(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。
【0031】図8(B)は端子圧着時のハイトセンサ3
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。
【0032】判定の第1の方法は、図8(A)に示され
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。
【0033】第3の方法では、ステップS11で一定時
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。
【0034】第5の方法では、記録されているハイトセ
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。
【0035】以上の実施例で明らかなように、クランク
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。
【0036】以上はクリンパ14の昇降を正逆転するサ
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。
【0037】
【発明の効果】本発明によれば、端子圧着時におけるク
リンパの駆動手段にかかる負荷(例えば電流)をモニタ
ーすることにより圧着不良を検出できるので、クリンパ
の下死点、端子バレルの圧着高さ等を検知する種々のセ
ンサーを用いる必要がなく、圧着装置の簡素化を図るこ
とができる。
【0038】また、端子圧着時のクリンパ高さをモニタ
ーし、検出された高さと基準とを比較して端子圧着の良
否を判定するようにしたので、簡単な装置構成で端子圧
着の良否を判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す端子圧着装置の正面図
である。
【図2】図1の側面図である。
【図3】図1の端子圧着装置の制御系統を示す機能ブロ
ック図である。
【図4】図3の動作を示すフローチャートである。
【図5】図3の動作を示すフローチャートである。
【図6】(A)〜(C)は、それぞれ図1の端子圧着装
置の作動説明図である。
【図7】(A)は図3の端子圧着過程におけるクリンパ
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。
【図8】(A)はモータ起動電流による判定を説明する
図、(B)はクリンパ高さによる判定を説明する図であ
る。
【図9】従来の端子圧着装置の説明図である。
【図10】従来の他の端子圧着装置の説明図である。
【図11】従来の端子圧着装置による端子圧着時の時間
とクリンパ位置との関係を示すグラフの代表例である。
【符号の説明】
A 電線の端子圧着装置 B ピストン−クランク機構 4 サーボモータ 5 減速機 7 円板 8 偏心ピン(クランク軸) 9 クランク杆 11 ラム 14 クリンパ 17 アンビル 23 データ収納部 24 速度制御部 25 電流制御部 26 判定部 28 電流値検出部 30 マイクロプロセッサ 32 ハイトセンサ 33 ロータリーエンコーダ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 前田 龍也 静岡県榛原郡榛原町布引原206−1 矢崎 部品株式会社内

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電線の露出導体に端子をかしめる昇降自
    在のクリンパと、該クリンパに対向するアンビルとを備
    え、クリンパの昇降をサーボモータ等の駆動手段により
    行わせる端子圧着装置の制御方法において、 前記端子の圧着時において前記駆動手段にかかる負荷を
    モニターし、検出された負荷を予め設定した基準データ
    と比較して端子圧着の良否を判定することを特徴とする
    端子圧着装置の制御方法。
  2. 【請求項2】 前記駆動手段にかかる負荷のモニターを
    端子のかしめ位置において行うことを特徴とする請求項
    1に記載の端子圧着装置の制御方法。
  3. 【請求項3】 前記端子圧着の良否の判定を、設定され
    た時間内の負荷最大値より判定させるようにしたことを
    特徴とする請求項1または2記載の端子圧着装置の制御
    方法。
  4. 【請求項4】 前記端子圧着の良否の判定を、設定され
    た時間内の負荷値の基準値との差より判定させるように
    したことを特徴とする請求項1または2記載の端子圧着
    装置の制御方法。
  5. 【請求項5】 前記端子圧着器の良否の判定を、設定さ
    れた時間内の負荷値の合計より判定させるようにしたこ
    とを特徴とする請求項1または2記載の端子圧着装置の
    制御方法。
  6. 【請求項6】 電線の露出導体に端子をかしめる昇降自
    在のクリンパと、該クリンパに対向するアンビルとを備
    え、クリンパの昇降をサーボモータ等の駆動手段により
    行わせる端子圧着装置の制御方法において、 前記クリンパの端子圧着時におけるクリンパ高さをモニ
    ターし、検出された高さを予め設定された基準データと
    比較して端子圧着の良否を判定することを特徴とする端
    子圧着装置の制御方法。
  7. 【請求項7】 前記クリンパ高さのモニターを端子のか
    しめ位置またはその近傍において行うことを特徴とする
    請求項6記載の圧着装置の制御方法。
  8. 【請求項8】 前記端子圧着の良否の判定を、設定され
    た時間内のクリンパ高さの最小値より判定させることを
    特徴とする請求項6および7記載の端子圧着装置の制御
    方法。
  9. 【請求項9】 前記端子圧着の良否の判定を、設定され
    た時間内のクリンパ高さの基準値との差より判定させる
    ことを特徴とする請求項6および7記載の端子圧着装置
    の制御方法。
  10. 【請求項10】 電線の露出導体に端子をかしめる昇降
    自在のクリンパと、該クリンパに対向するアンビルとを
    備え、クリンパの昇降をサーボモータ等の駆動手段によ
    り行わせる端子圧着装置の制御方法において、 前記端子圧着時における前記駆動手段にかかる負荷をモ
    ニターし、検出された負荷を予め設定された基準データ
    との比較、および前記クリンパ高さをモニターし、検出
    された高さを予め設定された基準データとの比較より端
    子圧着の良否を判定することを特徴とする端子圧着装置
    の制御方法。
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