CN103915744A - 线束加工装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种线束加工装置，减轻因装置的温度条件的变动而需要的事前作业，并且提高加工精度或对加工是否良好的判定的精度。温度传感器（6）对与伺服电动机（2）的轴（21）和对线束进行加工的加工机构连接的齿轮机构（3）的温度或者与该温度相当的指标温度进行检测。温度调节部（7、8）根据温度传感器（6）的检测温度将齿轮机构（3）的温度调节为预先设定的温度状态。

Description

线束加工装置

技术领域

本发明涉及一种具有齿轮机构的线束加工装置，该齿轮机构与伺服电动机的轴和对线束进行加工的加工机构连接。

背景技术

线束是使用线束加工装置进行制造的。例如，使用将端子配件压接于线束的端部的压接装置、或者去除线束的电线包覆层的剥皮装置等线束加工装置。另外，专利文献1示出了压接装置的一例。

压接装置或剥皮装置等线束加工装置具有伺服电动机、对线束进行加工的加工机构、以及与伺服电动机的轴和加工机构连接的齿轮机构。齿轮机构使伺服电动机的轴的旋转速度减速或增速而向加工机构传递伺服电动机的轴的旋转力。

在对线束进行加工时，根据预先设定的基准的控制模式对线束加工装置的伺服电动机进行控制。例如，在压接装置中，以跟踪预先设定的电流的转换模式的方式对伺服电动机的旋转角度进行控制。

另外，在线束加工装置中，用于进行适当加工的伺服电动机的控制模式根据各种加工条件和环境条件而不同。例如，在压接装置中，伺服电动机的控制模式根据作为加工对象的端子配件和电线的形状和材质等加工条件而不同，进而，也根据装置的温度条件等而不同。即，伺服电动机的适当的控制模式因装置的温度条件的变动而变化。

另外，如专利文献1所示，在使用了压接装置的线束的端子压接工序中，基于各种参数的基准值与实测值的比较对金属端子的压接状态是否良好进行自动判定。例如基于伺服电动机的电流的基准值与实测值的比较、以及所压接的金属配件的压接高度的基准值与实测值的比较等而对压接状态是否良好进行自动判定。

另外，在对端子配件的压接状态是否良好的判定中，各种参数的基准值根据端子配件和电线的形状以及材质等加工条件而不同，进而，也根据装置的温度条件而不同。即，适当的对是否良好的判定的基准、因装置的温度条件的变动而变化。例如，在专利文献1的段落[0026]中，示出了在对压接状态是否良好的判定中、伺服电动机的电流值通过伺服电动机的线圈温度的实测值而被校正。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平8-236253号公报

但是，为了针对每个各种加工条件和温度条件的组合而制作伺服电动机的控制模式和对加工是否良好的判定的基准，需要花费大量的时间和劳力，例如为了得到多个加工样品和实测数据而实施多个加工，对多个加工样品进行加工状态的评价和实测数据的分析等。

特别是关于温度条件，在所假设的温度范围内可以考虑到无数的条件，因此加工精度和对加工是否良好的判定的精度越高，在用于制作基准的控制模式和良好与否判定的基准的事前作业中越需要庞大的时间和劳力。另一方面，如果为了减轻事前作业（制作基准的作业）而粗略地设定温度条件，则加工精度和对加工是否良好的判定的精度恶化。

发明内容

本发明的目的在于，在线束加工装置中，减轻因装置的温度条件的变动而需要的事前作业，并且提高加工精度或对加工是否良好的判定的精度。

本发明的第一方式所涉及的线束加工装置具有如下所示的各构成要素。

（1）第一构成要素是与伺服电动机的轴和对线束进行加工的加工机构连接的齿轮机构。

（2）第二构成要素是对上述齿轮机构的温度或者与该温度相当的指标温度进行检测的温度传感器。

（3）第三构成要素是根据上述温度传感器的检测温度将上述齿轮机构的温度调节为预先设定的温度状态的温度调节部。

本发明的第二方式所涉及的线束加工装置是第一方式所涉及的线束加工装置的一个方式。第二方式所涉及的线束加工装置还具有容纳上述齿轮机构的齿轮容器。并且，上述温度传感器检测上述齿轮容器的温度，上述温度调节部对上述齿轮容器的温度进行调节。

本发明的第三方式所涉及的线束加工装置，是第二方式所涉及的线束加工装置的一个方式。在第三方式所涉及的线束加工装置中，上述温度调节部具有：加热器，对上述齿轮容器进行加热；以及加热器控制部，根据上述温度传感器的检测温度与预先设定的温度的比较结果对上述加热器进行控制。

本发明的第四方式所涉及的线束加工装置，是第三方式所涉及的线束加工装置的一个方式。在第四方式所涉及的线束加工装置中，上述温度调节部，具有配置在多个位置的多个上述加热器。

如果采用上述各方式的线束加工装置，则齿轮机构的温度稳定。因此，由于后述的理由，因装置的温度条件的变动而需要的多个控制模式的制作、或多个判定是否良好的基准的制作等事前作业大幅地减轻。

例如，一直以来，在为了确保预定加工精度和对是否良好的判定的精度、而对三个至五个左右的装置的每个温度条件单独地制作了控制模式或判定是否良好的基准时，控制模式的制作或判定是否良好的基准的制作所需要的事前作业从三分之一减轻至五分之一左右。

而且，通过使齿轮机构的温度稳定，线束的加工精度和对加工是否良好的判定的精度也得到提高。因此，如果采用上述各方式的线束加工装置，则能够减轻因装置的温度条件的变动引起而需要的事前作业，并且提高加工精度或对加工是否良好的判定的精度。

另外，在第二方式所涉及的线束加工装置中，将容纳齿轮机构的齿轮容器的温度调节成预先设定的温度状态。由此，在调节将齿轮机构包围在内部的封闭的小区域的温度时，温度调节的响应性变得良好，能够以较小的能量使齿轮机构的温度稳定。而且，在现有的线束加工装置具有齿轮容器的情况下，容易对现有的装置追加温度传感器和温度调节部。

另外，在第三方式所涉及的线束加工装置中，温度调节部进行使用加热器的加热控制。此时，如果温度调节部的设定温度被设定为比室温高的温度，则能够通过不包含冷却装置的简易装置使齿轮机构的温度稳定。

另外，在第四方式所涉及的线束加工装置中，通过配置在多个位置的多个加热器而调节齿轮机构的温度。由此通过使加热位置分散化而使齿轮机构的温度分布均匀化，使线束的加工精度和对加工是否良好的判定的精度更稳定。

附图说明

图1是在本发明的实施方式所涉及的线束加工装置的一例即压接装置1的一部分中包含剖面图的侧视图。

图2是压接装置1的后视图。

图3是压接装置1与以往的压接装置的各自的压接工序的过程值的趋势图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。以下的实施方式是具体化了本发明的一例，并不是限定本发明的技术范围的事例。

首先，参照图1、2，对本发明的实施方式所涉及的线束加工装置的一例即压接装置1的结构进行说明。另外，在图1中，用虚拟线（双点划线）描绘作为由压接装置1实现的压接加工的对象的端子配件91、和电线92。

压接装置1是为了制造在例如搭载于汽车等车辆上的线束中所包含的具有端子的电线而使用的装置。在压接装置1中，将端子配件91的一部分在其内侧配置有电线92的端部的状态下压弯，从而将端子配件91的一部分压接于电线92的端部。

如图1、2所示，压接装置1具有伺服电动机2、齿轮机构3、凸轮机构41、压头部42、加工部43、台部44、齿轮容器51、框体52、温度传感器6、加热器7以及加热器控制部8。凸轮机构41和压头部42是构成对线束进行加工的加工机构的部分。

<伺服电动机>

伺服电动机2是压接装置1的驱动源。伺服电动机2的驱动力通过齿轮机构3、凸轮机构41以及压头部42传递到加工部43。

<齿轮机构>

齿轮机构3与伺服电动机2的轴21和对线束进行加工的加工机构的一部分即凸轮机构41连接。即，伺服电动机2的轴21与齿轮机构3的输入部连接，齿轮机构3的输出轴31与凸轮机构41的输入部连接。

齿轮机构3是例如使伺服电动机2的轴21的旋转速度减速并将伺服电动机2的轴21的旋转力传递到凸轮机构41的减速机。另外，也可以认为齿轮机构3为增速机。

<凸轮机构>

凸轮机构41是将齿轮机构3的输出轴31的旋转运动转换为往复运动的机构。作为凸轮机构41的输出部的连杆411的前端部通过齿轮机构3的输出轴31旋转而进行往复移动。凸轮机构41例如是曲柄机构。

<压头部>

压头部42是与凸轮机构41的连杆411的前端部连接并通过伺服电动机2的旋转而进行往复运动的部分（活塞部）。

<加工部和台部>

加工部43是直接作用于线束的被加工部而对线束进行加工的部分。另外，台部44是载置线束的被加工部的部分。

在本实施方式中，加工部43是使包围端子配件91中的电线92的端部的三方而呈板状的压接部弯曲、并紧固于电线92的端部的压接器。另外，台部44是载置端子配件91的压接部和电线92的端部的砧座。

压接器（加工部43）和砧座（台部44）通过在它们之间夹入端子配件91的压接部和电线92的端部而对作为线束的被加工部的端子配件91的压接部和电线92的端部进行加工。

<齿轮容器>

齿轮容器51是容纳齿轮机构3的容器。在图1、2所示的例子中，齿轮容器51是圆筒状的容器。齿轮容器51是例如由以铁、不锈钢或铝等金属作为主成分的材料构成的容器。

<框体>

框体52是支撑与伺服电动机2一体连接的齿轮容器51和凸轮机构41、并且容纳齿轮容器51和凸轮机构41的部分。在图1中，关于框体52的部分，通过斜线示出其剖面。

<温度传感器>

温度传感器6是对齿轮机构3的温度或相当于该温度的指标温度进行检测的传感器。温度传感器6的典型例虽然是热敏电阻，但是也可以想到采用二极管温度传感器或热电偶等作为温度传感器6。

本实施方式中的温度传感器6是对齿轮容器51的温度进行检测的传感器，是对相当于齿轮机构3的温度的指标温度进行检测的传感器的一例。例如，温度传感器6被埋入齿轮容器51的壁中。此时，可以想到温度传感器6是在插入在齿轮容器51的壁中形成的空洞内的状态下被保持。

另外，在本实施方式中，虽然在齿轮容器51中安装了一个温度传感器6，但是也可以想到压接装置1具有安装在齿轮容器51的多个位置的多个温度传感器6。

<加热器>

加热器7是对齿轮容器51进行加热的设备，例如是电阻加热式的加热器或卤素加热器等。在图1、2所示的例子中，将加热器7埋入齿轮容器51的壁中。此时，可以想到加热器7是在插入在齿轮容器51的壁中形成的空洞内的状态下被保持。

另外，如图1、2所示，在本实施方式中，多个加热器7配置在齿轮容器51中的多个位置。在图2所示的例子中，三个加热器7安装于齿轮容器51。

<加热器控制部>

加热器控制部8是根据温度传感器6的检测温度与预先设定的温度的比较结果而控制加热器7的装置。加热器控制部8具有处理器81和加热器驱动电路82。

处理器81是例如包含CPU（Central Processor Unit）的微处理器单元或定序器等。处理器81根据温度传感器6的检测温度与预先设定温度的比较而通过加热器驱动电路82对加热器7进行控制。用于对齿轮机构3的温度控制的设定温度被设定为与配置有压接装置1的房间的室温相比充分高的温度。

例如，可以想到处理器81按照以下所示的多个控制规则中的任意一个经由加热器驱动电路82对加热器7进行控制。

控制规则的第一例是如下所述的控制规则：在温度传感器6的检测温度低于预先设定的一个目标温度时，将使加热器7工作的接通信号输出到加热器驱动电路82，在温度传感器6的检测温度高于目标温度时，将使加热器7停止的断开信号输出到加热器驱动电路82。

另外，控制规则的第二例是如下所述的控制规则：在温度传感器6的检测温度低于预先设定的一个目标温度时，将以与目标温度与检测温度之间的差分对应的热量使加热器7工作的驱动信号输出到加热器驱动电路82，在温度传感器6的检测温度高于目标温度时，将使加热器7停止的断开信号输出到加热器驱动电路82。

另外，控制规则的第三例是如下所述的控制规则：在温度传感器6的检测温度低于第一设定温度时，将使加热器7工作的接通信号输出到加热器驱动电路82，在温度传感器6的检测温度高于比第一设定温度低的第二设定温度时，将使加热器7停止的断开信号输出到加热器驱动电路82。除此以外，还可以想到处理器81通过基于温度传感器6的检测温度与目标温度之间的比较的PID控制而对加热器7的热量进行控制。

另外，可以想到处理器81将多个加热器7控制为相同状态，除此以外，也可以想到处理器81通过使多个加热器7单独地工作或停止而阶段性地对多个加热器7整体的热量进行控制。

另外，加热器驱动电路82根据来自处理器81的控制信号、至少对加热器7的工作和停止进行控制。另外，也可以想到加热器驱动电路82根据来自处理器81的控制指令而对工作中的加热器7的热量进行控制。

如以上所示，加热器控制部8和加热器7根据温度传感器6的检测温度将齿轮机构3的温度调节为预先设定的温度状态。更具体地讲，加热器控制部8和加热器7根据温度传感器6的检测温度而对齿轮容器51的温度进行调节。另外，加热器控制部8和加热器7是将齿轮机构3的温度调节为预先设定的温度状态的温度调节部的一例。

<效果>

根据各种实验可知，在压接装置中，如果齿轮机构3的温度稳定，则端子配件的压接加工的精度稳定，在得到良好的加工结果时的伺服电动机的电流和压接高度等各种参数的值也稳定。即，可知压接装置的温度条件中的、齿轮机构3的温度条件，占据对于用于确保预定加工精度的伺服电动机2的控制模式的影响、和对于用于判定加工是否良好的参数的基准值的影响的大部分。

图3是进行对齿轮机构3的温度控制的压接装置1与不进行相同温度控制的现有的压接装置所各自使用的压接工序的过程值的趋势图。此时使用的压接装置1与现有的压接装置的不同仅在于，是否具备进行上述的对齿轮机构3的温度控制的结构。

图3（a）是使用了现有的压接装置时的曲线图，图3（b）是使用了压接装置1时的曲线图。在各曲线图中，纵轴的过程值PV是与伺服电动机2的输出扭矩相当的测量值，过程值PV越小输出则扭矩越高。另外，在各曲线图中横轴为时间轴。

另外，在各曲线图中，描绘了表示在装置的环境温度分别为5℃、10℃、15℃、20℃、25℃、30℃以及35℃时得到的过程值PV（输出扭矩）的七条曲线。另外，在七个温度条件的任意一个中，压接装置1和现有的压接装置中的伺服电动机2的控制模式相同。

如从图3（a）的曲线图可知的那样，在使用了现有的压接装置的压接工序中，即使以相同的控制模式控制伺服电动机2，输出扭矩也根据环境温度而相差很大。伺服电动机2的输出扭矩很大程度受到压接端子的压接质量的影响，在输出扭矩的偏差大时，压接高度等其他过程值的偏差也大。因此，在使用了现有的压接装置的压接工序中，所得到的压接端子的质量根据环境温度而相差很大。

另一方面，如从图3（b）的曲线图可知的那样，在使用了压接装置1的压接工序中，如果伺服电动机2以相同的控制模式控制，则即使环境温度变化也几乎不产生输出扭矩的偏差。此时，压接高度等其他过程值的偏差也小。因此，在使用了压接装置1的压接工序中，与环境温度的变化无关，所得到的压接端子的质量稳定。

如以上所示，如果采用压接装置1，则齿轮机构3的温度稳定，进而压接工序的各种过程值稳定。因此，由于基于各种实验的上述理由，因装置的温度条件的变动而需要的多个控制模式的制作、或多个判定是否良好的基准的制作等事前作业大幅减少。例如，一直以来，在为了确保对预定压接精度和压接状态是否良好的判定的精度、对三个至五个左右的装置的每个温度条件单独地制作了控制模式或判定是否良好的基准时，控制模式的制作或判定是否良好的基准的制作所需要的事前作业从三分之一减少到五分之一左右。

而且，通过使齿轮机构3的温度稳定，端子配件91的压接加工的精度和对加工是否良好的判定的精度也得到提高。因此，如果采用压接装置1，则能够减轻因装置的温度条件的变动而需要的事前作业，并且提高加工精度或对加工是否良好的判定的精度。

另外，在压接装置1中，容纳齿轮机构3的齿轮容器51的温度被调节为预先设定的温度状态。由此，在调节将齿轮机构3包围在内部的封闭的小区域的温度时，温度调节的响应性变得良好，能够以较小的能量使齿轮机构3的温度稳定。而且，在现有的压接装置具有齿轮容器51的情况下，容易对现有的装置追加温度传感器6和加热器7。

另外，在压接装置1中，齿轮机构3的温度调节通过使用加热器7的加热控制而进行。此时，如果齿轮机构3的设定温度被设定为比室温高的温度，则能够通过不包含冷却装置的简易装置使齿轮机构3的温度稳定。

另外，在齿轮机构3所包含的齿轮和轴等多个机械部件上涂覆有润滑脂等润滑剂。润滑剂在比一般室温（0℃到35℃左右）高的温度环境中表现出稳定的润滑特性。因此，将齿轮机构3的温度维持在比室温高的温度，从而使齿轮机构3的特性稳定，进而使线束的加工精度也稳定。

另外，在压接装置1中，通过配置在多个位置的多个加热器7而调节齿轮机构3的温度。由此通过使加热位置分散化而使齿轮机构3的温度分布均匀化，使线束的加工精度和对加工是否良好的判定的精度更稳定。

<其他>

以上所示的压接装置1是线束加工装置的一例，本发明还能够适用于具备伺服电动机2和齿轮机构3的其他线束加工装置。

另外，在压接装置1中，还可以想到将温度传感器6配置在齿轮容器51内，从而将齿轮容器51内的温度即齿轮机构3的环境温度检测为与齿轮机构3的温度相当的指标温度。

另外，在压接装置1中，还可以想到将温度传感器6在与齿轮机构3接触的状态下配置在齿轮容器51内、或者将放射温度计等非接触式的温度传感器6配置为朝向齿轮机构3。由此，通过温度传感器6检测齿轮机构3自身的温度。

另外，还可以想到使压接装置1具有根据用于冷却齿轮机构3的风扇等冷却装置和温度传感器6的检测温度而控制该冷却装置的冷却控制部。

另外，本发明所涉及的线束加工装置在记载于各权利要求的发明范围内、还能够通过对于以上所示的实施方式适当地进行变形或省略一部分而构成。

Claims (4)

1.一种线束加工装置，具有：

齿轮机构，与伺服电动机的轴和对线束进行加工的加工机构连接；

温度传感器，对所述齿轮机构的温度或者与该温度相当的指标温度进行检测；以及

温度调节部，根据所述温度传感器的检测温度将所述齿轮机构的温度调节为预先设定的温度状态。

2.根据权利要求1所述的线束加工装置，其中，

还具有容纳所述齿轮机构的齿轮容器，

所述温度传感器对所述齿轮容器的温度进行检测，

所述温度调节部对所述齿轮容器的温度进行调节。

3.根据权利要求2所述的线束加工装置，其中，

所述温度调节部具有：

加热器，对所述齿轮容器进行加热；以及

加热器控制部，根据所述温度传感器的检测温度与预先设定的温度的比较结果对所述加热器进行控制。

4.根据权利要求3所述的线束加工装置，其中，

所述温度调节部具有配置在多个位置的多个所述加热器。