(57)【要約】【課題】圧入工程におけるかじりの有無を判定し、圧入の良否の正確な判定が行えるようにすること。【解決手段】直線駆動するロッドによって被圧入部材にワーク部材を圧入する工程におけるかじりの有無を判定する方法であって、圧入の工程中においてロッドの推力情報と位置情報とを取得し、推力情報に基づいてロッドの推力のピークが検出されなかったときに、圧入の工程中にかじりがあったと判定する。【選択図】      図２
2005131745.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直線駆動するロッドによって被圧入部材にワーク部材を圧入する工程におけるかじりの有無を判定する方法であって、
前記圧入の工程中において前記ロッドの推力情報と位置情報とを取得し、
前記推力情報に基づいて前記ロッドの推力のピークが検出されなかったときに、前記圧入の工程中にかじりがあったと判定する、
ことを特徴とする圧入におけるかじりの有無の判定方法。
【請求項２】
直線駆動するロッドによって被圧入部材にワーク部材を圧入する工程におけるかじりの有無を判定する方法であって、
前記圧入の工程中において前記ロッドの推力情報と位置情報とを取得し、
前記推力情報に基づいて前記ロッドの推力のピークが検出されたときに、そのピーク値をＦＦＰとし、ピーク値Ｐに対して設定された下設定値（ＦＦＰ−Ｌ）に対して、前記ピークの位置よりも後の位置において前記推力が前記下設定値（ＦＦＰ−Ｌ）よりも低い値となったときに、前記圧入の工程中にかじりがなかったと判定する、
ことを特徴とする圧入におけるかじりの有無の判定方法。
【請求項３】
直線駆動するロッドによって被圧入部材にワーク部材を圧入する工程におけるかじりの有無を判定する装置であって、
前記ロッドの所定のストローク範囲における推力情報を得るための推力検出手段と、
前記ロッドの所定のストローク範囲における位置情報を得るための位置検出手段と、
前記推力情報と前記位置情報とを記憶するための記憶手段と、
前記推力情報に基づいて前記ロッドの推力のピークを検出する手段と、
前記ピーク値ＦＦＰに対し下設定値（ＦＦＰ−Ｌ）を与える手段と、
前記ピークの位置よりも後の位置において前記推力が前記下設定限値（ＦＦＰ−Ｌ）よりも低い値となったときに、前記圧入の工程中にかじりがなかったと判定する手段と、
を有することを特徴とする圧入におけるかじりの有無の判定装置。
【請求項４】
直線駆動するロッドによって被圧入部材にワーク部材を圧入する工程における圧入の良否を判定する方法であって、
前記圧入の工程中において前記ロッドの推力情報と位置情報とを取得し、
前記推力情報に基づいて前記ロッドの推力のピークが検出されなかったときに、前記圧入の工程中にかじりがあったと判断して圧入が否であると判定する、
ことを特徴とする圧入の良否の判定方法。
【請求項５】
直線駆動するロッドによって被圧入部材にワーク部材を圧入する工程における圧入の良否を判定する装置であって、
前記ロッドの所定のストローク範囲における推力情報を得るための推力検出手段と、
前記ロッドの所定のストローク範囲における位置情報を得るための位置検出手段と、
前記推力情報と前記位置情報とを記憶するための記憶手段と、
前記推力情報に基づいて前記ロッドの推力のピークを検出する手段と、
前記ピーク値ＦＦＰに対し上設定値（ＦＦＰ＋Ｕ）および下設定値（ＦＦＰ−Ｌ）を与える手段と、
前記ピークの位置よりも後の位置において前記推力が前記下設定値（ＦＦＰ−Ｌ）よりも低い値となったときに、前記圧入の工程中にかじりがなかったと判定する手段と、
前記かじりがなかったと判定した後において前記推力が前記上設定値（ＦＦＰ＋Ｕ）よりも高い値となったときに、前記圧入が正常に行われたと判断する手段と、
を有することを特徴とする圧入の良否の判定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動組み立てラインなどでの圧入工程におけるかじりの有無の判定方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ワーク部材の圧入に際しては、被圧入部材の圧入位置にワーク部材を載置した状態で、シリンダを駆動してプランジャ（ロッド）を移動させる。被圧入部材は、ワーク部材の当たり面である押切り端を有しており、ワーク部材の下端面が押切り端に当接するまで、プランジャは圧入開始位置から圧入終了位置までの圧入判定区間を移動する。
【０００３】
従来より、圧入工程が正常に行われたか否かを判定するために、圧入の工程中において、シリンダの推力、つまりプランジャによるワーク部材の圧入力が検出される。圧入力の検出のために、圧入工程中における任意の位置（ポイント）にゲートが設けられる。それぞれのゲート位置において、圧入力が測定され、測定した圧入力が所定の範囲内に入っているかどうかが判定される。
【０００４】
ところで、圧入工程において、ワーク部材と被圧入部材との間にかじりが発生することがある。かじりは、ワーク部材と被圧入部材との同軸性または同芯性が損なわれた場合、ワーク部材と被圧入部材との間に異物が混入した場合などに発生する可能性がある。かじりが発生すると、一時的には圧入力が上昇して圧入が良好に行われたように見えたとしても、十分な圧入力が得られずに不良となって露呈することがある。
【０００５】
従来においては、このようなかじりを検出することは行われていなかった。
【０００６】
また、上に述べたように、圧入工程中における任意の位置にゲートを設ける方法による場合には、仮にかじりを検出した場合には圧入の良否を判定するためにかじりの位置に応じてゲート位置を変える必要があり、そのような位置の設定は実際には困難または不可能であった。
【特許文献１】特開２００２−２８３１４９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたもので、圧入工程におけるかじりの有無を判定し、圧入の良否の正確な判定が行えるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、直線駆動するロッドによって被圧入部材にワーク部材を圧入する工程におけるかじりの有無を判定する方法であって、前記圧入の工程中において前記ロッドの推力情報と位置情報とを取得し、前記推力情報に基づいて前記ロッドの推力のピークが検出されなかったときに、前記圧入の工程中にかじりがあったと判定する。
【０００９】
また、前記推力情報に基づいて前記ロッドの推力のピークが検出されたときに、そのピーク値をＦＦＰとし、ピーク値Ｐに対して設定された下設定値（ＦＦＰ−Ｌ）に対して、前記ピークの位置よりも後の位置において前記推力が前記下設定値（ＦＦＰ−Ｌ）よりも低い値となったときに、前記圧入の工程中にかじりがなかったと判定する。
【００１０】
また、前記推力情報に基づいて前記ロッドの推力のピークが検出されなかったときに、前記圧入の工程中にかじりがあったと判断して圧入が否であると判定する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によると、圧入工程におけるかじりの有無を判定することが可能となり、これによって圧入の良否の正確な判定を行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１は本発明に係る判定装置１を用いた圧入システムＰＦの構成を示す図、図２は判定装置１におけるかじり検出の動作を説明するための図である。図２において、縦軸はシリンダＣＹの推力ＴＨつまり圧入冶具ＰＲによる圧入力を表し、横軸は圧入冶具ＰＲの位置ＬＬを表す。
【００１３】
図１に示すように、圧入システムＰＦは、圧入装置、判定装置１、及びシーケンサ１８などからなる。圧入装置は、シリンダＣＹ、ロードセル１１、及びポジションセンサ１２などからなる。判定装置１は、増幅器１３，１４、演算処理部１５、設定部１６、及びメモリ１７などから構成される。判定装置１は、ＣＰＵ、適切なプログラムが格納されたＲＯＭ及びＲＡＭ、その他のメモリ、周辺素子、及び適当なハードウエア回路などを用いて構成することができる。
【００１４】
シリンダＣＹは、支持金具ＦＡを介して適当なフレームＦＭに固定されており、そのピストンロッドＰＤの先端には圧入冶具ＰＲが取り付けられている。圧入冶具ＰＲの直下には被圧入部材ＢＺが配置される。
【００１５】
被圧入部材ＢＺの圧入位置ＡＰにワーク部材ＷＫを載置した状態で、シリンダＣＹを駆動して圧入冶具ＰＲを下方へ移動させることにより、ワーク部材ＷＫを被圧入部材ＢＺに圧入する。被圧入部材ＢＺは、ワーク部材ＷＫの当たり面である押切り端ＫＴを有しており、ワーク部材ＷＫの下端面が押切り端ＫＴに当接するまで、圧入冶具ＰＲは圧入開始位置ＬＬ１から圧入終了位置ＬＬＥまでの圧入区間を移動する。
【００１６】
ロードセル１１は、シリンダＣＹの推力ＴＨ、つまり圧入冶具ＰＲによるワーク部材ＷＫの圧入力を検出する。増幅器１４は、ロードセル１１の出力信号を増幅し、推力信号Ｓ１を出力する。
【００１７】
ポジションセンサ１２は、シリンダＣＹにおけるピストンロッドＰＤの位置を検出することによって、圧入冶具ＰＲ及びワーク部材ＷＫの位置ＬＳを検出する。増幅器１３は、ポジションセンサ１２からの出力に基づいて位置信号Ｓ２を出力する。なお、増幅器１３，１４には、信号の変換のための適当な変換器が含まれることがある。
【００１８】
演算処理部１５は、かじり検出部１５ａ、判定演算部１５ｂ、及び範囲設定部１５ｃを有し、かじりの有無の判定、圧入の良否の判定などを行い、シーケンサ１８に制御信号ＣＳを送る。演算処理部１５の処理内容については後述する。
【００１９】
設定部１６は、次に述べるデータ取得開始位置ＬＬ２、上限範囲Ｕ、下限範囲Ｌ、かじり判定距離ＬＨなどの各値の設定を行うためのものである。
【００２０】
データ取得開始位置ＬＬ２とは、メモリ１７が推力信号Ｓ１及び位置信号Ｓ２の記憶を開始するときのワーク部材ＷＫの位置である。データ取得開始位置ＬＬ２は、ワーク部材ＷＫおよび被圧入部材ＢＺの形状寸法などに応じて適当に設定される。圧入終了位置ＬＬＥは、圧入が終了した位置である。例えば、圧入冶具ＰＲのストローク端、圧入力がＰＲシリンダＣＹの推力にほぼ等しくなった時点などである。データ取得開始位置ＬＬ２から圧入終了位置ＬＬＥまでの間（データ取得区間ＲＭ）のデータがメモリ１７に記憶される。
【００２１】
すなわち、メモリ１７には、データ取得区間ＲＭにおける推力信号Ｓ１および位置信号Ｓ２が、圧入データ（推力情報）および位置データ（位置情報）として記憶される。これらは互いに対応付けられて記憶される。また、メモリ１７には、設定部１６で設定された値（設定値）が記憶される。
【００２２】
シーケンサ１８は、演算処理部１５から送られる制御信号ＣＳに基づいて、圧入システムＰＦの全体の制御を行う。
【００２３】
次に、演算処理部１５の動作及び処理について説明する。
【００２４】
まず、かじり検出部１５ａによるかじりの有無の判定について説明する。
【００２５】
図２に示すように、データ取得開始位置ＬＬ２から圧入終了位置ＬＬＥまでの間において、推力信号Ｓ１および位置信号Ｓ２が取得され、メモリ１７に記憶される。推力信号Ｓ１に基づいて、ピークＰＫが検出される。ピークＰＫの検出に当たり、例えば、推力信号Ｓ１の位置に対する変化の割合をチェックし、変化の割合が正から負に変化したときをピークＰＫとして検出する。推力信号Ｓ１の変化の割合が正から負に変化しないときはピークＰＫが検出されない。
【００２６】
ピークＰＫが検出されたときの推力信号Ｓ１の値がピーク値ＦＦＰであり、そのときの位置がピーク位置ＬＰである。検出されたピーク位置ＬＰに対してかじり判定距離ＬＨだけ後方の位置（図２の右方の位置）がかじり判定位置ＬＬＨである。
【００２７】
また、検出されたピーク値ＦＦＰに対して、上限範囲Ｕだけ上方の値（ＦＦＰ＋Ｕ）が上設定値ＦＦＵ、下限範囲Ｌだけ下方の値（ＦＦＰ−Ｌ）が下設定値ＦＦＬである。
【００２８】
そして、ピーク値ＦＦＰが検出されたときには、かじり判定位置ＬＬＨにおける推力信号Ｓ１の値をチェックし、それが下設定値ＦＦＬ以下である場合に、圧入の工程中にかじりがなかったと判定する。
【００２９】
つまり、ピーク値ＦＦＰが検出され、かつ、かじり判定位置ＬＬＨにおける推力信号Ｓ１の値が下設定値ＦＦＬ以下である場合に、かじりが無しであると判定する。
【００３０】
これは、圧入冶具ＰＲに押されてワーク部材ＷＫが被圧入部材ＢＺに当接した時点から実際の圧入が開始されるが、圧入が開始されてから圧入力が上昇し、ある時点で圧入力がピークに達した後、圧入力はある値まで低下する。しかし、かじりがある場合には、ピークに達した後に圧入力が低下しないか、または圧入力が低下しても僅かである。異物などがひっかかっているためである。したがって、上のようにしてかじりの有無が判定されるのである。
【００３１】
ちなみに、図２において、圧入力として鎖線で示す曲線Ｂ１が得られたとした場合は、かじり判定位置ＬＬＨにおける値が下設定値ＦＦＬ以上であるので、ピーク値ＦＦＰが検出されているにも係わらず、かじりが有りと判定する。曲線Ｂ２が得られたとした場合は、ピーク値ＦＦＰが検出されていないので、やはりかじりが有りと判定する。曲線Ｂ３が得られたとした場合は、ピーク値ＦＦＰが検出されていないので、やはりかじりが有りと判定する。
【００３２】
なお、ワーク部材ＷＫの形状などによっては、複数箇所においてピーク値ＦＦＰが検出される場合がある。その場合には、それぞれのピーク値ＦＦＰに対して上に述べたようなチェックを行い、かじりの有無を判定すればよい。その場合に、それぞれのピーク値ＦＦＰに対して、上限範囲Ｕ、下限範囲Ｌ、かじり判定距離ＬＨの設定値を異ならせてもよい。
【００３３】
また、ピーク値ＦＦＰを検出した後、推力信号Ｓ１の低下の割合（微分値、傾き）をチェックし、低下の割合の絶対値が所定の値よりも大きくならない場合に、かじりが有ると判定してもよい。
【００３４】
なお、ピーク値ＦＦＰの検出方法は、上に述べた以外の方法を採用することが可能である。また、ピーク値ＦＦＰの検出に当たって、推力信号Ｓ１のデータの用い方について種々の方法を採用することができる。例えば、複数のデータについての平均値を用いたり、特異なデータを除外して演算するなどである。
【００３５】
次に、判定演算部１５ｂによる圧入の良否の判定について説明する。
【００３６】
かじりが有りと判定された場合には、圧入が否であると判定される。かじりが無しと判定された場合であって、その後の推力信号Ｓ１の値が上設定値ＦＦＵを越えた場合に、圧入が良であると判定される。つまり、この場合に、ワーク部材ＷＫが所定の圧入力で正常に圧入されたと判断する。
【００３７】
したがって、かじりが無しと判定された場合であっても、その後の推力信号Ｓ１の値が上設定値ＦＦＵを越えなかった場合には、圧入が否であると判定される。これは、ワーク部材ＷＫの下端面が押切り端ＫＴに当接することによって圧入力が上昇するはずであるが、もし上設定値ＦＦＵを越えなかった場合には押切り端ＫＴに当接していないことになるからである。したがって、押切り端ＫＴを有さない被圧入部材ＢＺの場合には、このようなチェックは不要である。
【００３８】
また、圧入の良否の判定に際し、他の種々の方法を採用することができる。例えば、特開２００２−２８３１４９、特開２０００−１５８２４４に記載の方法などを採用することが可能である。
【００３９】
シーケンサ１８は、制御信号ＣＳに基づいて、次の圧入に必要な指示ＡＳをリアルタイムでシリンダＣＹなどに対して出力する。
【００４０】
このように、本実施形態の判定装置１によると、圧入工程におけるかじりの有無を正確に判定し、圧入の良否の正確な判定を行うことができる。
【００４１】
上述の実施形態において、データ取得区間ＲＭをデータ取得開始位置ＬＬ２から圧入終了位置ＬＬＥとしたが、データ取得の開始位置を例えば圧入開始位置として広くしてもよい。圧入冶具ＰＲの形状、寸法、材質などは種々のものとすることができる。圧入冶具ＰＲをピストンロッドＰＤの先端に取り付けたが、ピストンロッドＰＤと一体としてもよい。ロードセル１１は、ピストンロッドＰＤの先端に取り付けてもよい。
【００４２】
上述の実施形態において、判定装置１及び圧入システムＰＦの全体または各部の構成、構造、寸法、形状、材質、個数などは、本発明の主旨に沿って種々変更することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
自動車エンジンのシリンダヘッドの組み立てラインにおける部品の圧入、ベアリングの圧入、プーリの圧入、その他の種々の部材の圧入における良否に判定に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明に係る判定装置を用いた圧入システムの構成を示す図である。
【図２】判定装置におけるかじり検出の動作を説明するための図である。
【符号の説明】
【００４５】
１  判定装置
１１  ロードセル（推力検出手段）
１２  ポジションセンサ（位置検出手段）
１５ａ  かじり検出部（判定する手段）
１５ｂ  判定演算部（判断する手段）
１６  設定部（与える手段）
１７  メモリ（記憶手段）
ＰＲ  圧入冶具
ＢＺ  被圧入部材
ＷＫ  ワーク部材
ＲＭ  データ取得区間（所定のストローク範囲）
Ｓ１  推力信号（推力情報）
Ｓ２  位置信号（位置情報）
ＰＫ  ピーク
ＦＦＰ  ピーク値
ＦＦＵ  上設定値
ＦＦＬ  下設定値
ＬＬ２  データ取得開始位置
ＬＬＨ  判定位置（ピークの位置よりも後の位置）
【図１】
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【図２】
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