特開 2024-17715 圧入装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024017715

(43)【公開日】2024-02-08

(54)【発明の名称】圧入装置

(51)【国際特許分類】

   B23P 19/02 20060101AFI20240201BHJP

   B23P 19/00 20060101ALI20240201BHJP

【ＦＩ】

B23P19/02 B

B23P19/00 303B

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022120540

(22)【出願日】2022-07-28

(71)【出願人】

【識別番号】000005234

【氏名又は名称】富士電機株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】508296738

【氏名又は名称】富士電機機器制御株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110004185

【氏名又は名称】インフォート弁理士法人

(74)【代理人】

【識別番号】100121083

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 宏義

(74)【代理人】

【識別番号】100138391

【弁理士】

【氏名又は名称】天田 昌行

(74)【代理人】

【識別番号】100132067

【弁理士】

【氏名又は名称】岡田 喜雅

(74)【代理人】

【識別番号】100120444

【弁理士】

【氏名又は名称】北川 雅章

(72)【発明者】

【氏名】吉田 隆

【テーマコード（参考）】

3C030

【Ｆターム（参考）】

3C030BB02

3C030BC19

3C030BC32

3C030BC33

3C030BC34

(57)【要約】

【課題】圧入部品の圧入の精度を高めつつ、生産性を向上すること。
【解決手段】圧入装置（１）は、本体部品（Ｂ）に第１圧入部品（Ｂ１）及び第２圧入部品（Ｂ２）を圧入して装着する。圧入装置は、圧入方向での変位を許容した状態で本体部品を支持する支持部（３）と、第１圧入部品を圧入する第１圧入機（１０）と、第２圧入部品を圧入する第２圧入機（２０）と、第１圧入機及び第２圧入機の動作を制御する制御手段（３０）とを備え、第１圧入部品及び第２圧入部品が圧入方向で反転した状態で同時に圧入される。制御手段は、圧入にて発生する第１力覚検出部（１３）及び第２力覚検出部（２３）で検出した力覚値と、圧入での変位となる第１変位検出部（１４）及び第２変位検出部（２４）で検出した変位値とに基づき、第１圧入部品及び第２圧入部品の圧入状態の良否を判定する圧入判定部（３６）を備えている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

本体部品に第１圧入部品及び第２圧入部品を圧入して装着する圧入装置であって、
前記本体部品は、前記第１圧入部品が圧入される第１受容部と、前記第２圧入部品が圧入される第２受容部とを備え、
前記第１受容部及び前記第２受容部は、直線方向となる圧入方向にて相互に反転した向きに形成され、
前記圧入方向での変位を許容した状態で前記本体部品を支持する支持部と、
前記支持部に支持された前記本体部品の前記第１受容部に前記第１圧入部品を圧入する第１圧入機と、
前記支持部に支持された前記本体部品の前記第２受容部に前記第２圧入部品を圧入する第２圧入機と、
前記第１圧入機及び前記第２圧入機の動作を制御する制御手段と、を備え、前記第１圧入部品及び前記第２圧入部品が前記圧入方向で反転した状態で同時に圧入され、
前記第１圧入機は、前記第１圧入部品を押圧する第１押圧部と、
前記第１押圧部を駆動して前記第１受容部に前記第１圧入部品を圧入する第１駆動部と、
前記第１押圧部に発生する力を検出する第１力覚検出部と、
前記本体部品に対する前記第１圧入部品の変位を検出する第１変位検出部と、を備え、
前記第２圧入機は、前記第２圧入部品を押圧する第２押圧部と、
前記第２押圧部を駆動して前記第２受容部に前記第２圧入部品を圧入する第２駆動部と、
前記第２押圧部に発生する力を検出する第２力覚検出部と、
前記支持部に支持される前記本体部品の変位を検出する第２変位検出部と、を備え、
前記制御手段は、前記第１力覚検出部及び前記第２力覚検出部で検出した力覚値と、前記第１変位検出部及び前記第２変位検出部で検出した変位値とに基づき、前記第１圧入部品及び前記第２圧入部品の圧入状態の良否を判定する圧入判定部を備えていることを特徴とする圧入装置。

【請求項2】

前記制御手段は、前記第１圧入部品及び前記第２圧入部品の圧入の過程にて、前記変位値の変化量に対する前記力覚値の変化量が所定値以上増大する変化点を求める解析部と、
前記変化点の力覚値の許容力覚値範囲を記憶する記憶部とを備え、
前記圧入判定部は、前記変化点の力覚値と、前記許容力覚値範囲との比較に基づき、前記良否を判定することを特徴とする請求項１に記載の圧入装置。

【請求項3】

前記記憶部は、前記変化点の変位値の許容変位値範囲を更に記憶し、
前記圧入判定部は、前記変化点の変位値と、前記許容変位値範囲との比較に基づき、前記良否を判定することを特徴とする請求項２に記載の圧入装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、所定の受容部に圧入部品を押圧して圧入することができる圧入装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、２つの部品を組み立てる場合、一方の部品に形成される穴に対し、他方の部品を圧入して装着する圧入装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。具体例を挙げると、電磁開閉器の樹脂製フレームに対して固定接点を組み立てる場合、樹脂製フレームに形成される凹部に対し、金属製の固定接点を圧入する圧入装置が検討されている。

【0003】

かかる圧入装置は、支持台に固定される樹脂製フレームに対し、移動機構による押圧ヘッドの移動によって固定接点を凹部内に押し込んで圧入を行っている。かかる圧入では、力覚センサによる圧入力値の測定と、変位センサによる押圧ヘッドの移動量の測定とが行われる。固定接点の圧入力値を保証するため、固定された樹脂製フレームに設定された位置まで固定接点を圧入し、その過程で所定の圧入力値に達したら圧入を停止する工程が行われる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平８－１４１８４８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上述した圧入装置における圧入方向の管理寸法にあっては、電磁開閉器の寸法公差に対し、樹脂製フレームを支持台に固定する公差が累積してしまう。このため、樹脂製フレームに対する固定接点の圧入方向の位置にバラつきが大きくなって寸法精度が低下する、という問題がある。

【0006】

ここで、上記問題を解消すべく、支持台への樹脂製フレームの固定精度を高くすればよいが、樹脂製フレームを固定する作業時間が長くなって生産性が低下する、という他の問題が発生する。

【0007】

また、電磁開閉器にあっては、樹脂製フレームの電源側及び負荷側の両方に固定接点が圧入される構成が採用される場合がある。かかる構成において、従来の圧入方法では、樹脂製フレームを固定してから電源側及び負荷側の一方に固定接点を圧入する。その後、樹脂製フレームの固定を解除して向きを変更してから再固定し、電源側及び負荷側の他方に固定接点を圧入する。このため、固定接点を圧入する工程が長時間となって生産性が低下する、という問題がある。

【0008】

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、圧入部品の圧入の精度を高めつつ、生産性を向上することができる圧入装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明における一態様の圧入装置にあっては、本体部品に第１圧入部品及び第２圧入部品を圧入して装着する圧入装置であって、前記本体部品は、前記第１圧入部品が圧入される第１受容部と、前記第２圧入部品が圧入される第２受容部とを備え、前記第１受容部及び前記第２受容部は、直線方向となる圧入方向にて相互に反転した向きに形成され、前記圧入方向での変位を許容した状態で前記本体部品を支持する支持部と、前記支持部に支持された前記本体部品の前記第１受容部に前記第１圧入部品を圧入する第１圧入機と、前記支持部に支持された前記本体部品の前記第２受容部に前記第２圧入部品を圧入する第２圧入機と、前記第１圧入機及び前記第２圧入機の動作を制御する制御手段と、を備え、前記第１圧入部品及び前記第２圧入部品が前記圧入方向で反転した状態で同時に圧入され、前記第１圧入機は、前記第１圧入部品を押圧する第１押圧部と、前記第１押圧部を駆動して前記第１受容部に前記第１圧入部品を圧入する第１駆動部と、前記第１押圧部に発生する力を検出する第１力覚検出部と、前記本体部品に対する前記第１圧入部品の変位を検出する第１変位検出部と、を備え、前記第２圧入機は、前記第２圧入部品を押圧する第２押圧部と、前記第２押圧部を駆動して前記第２受容部に前記第２圧入部品を圧入する第２駆動部と、前記第２押圧部に発生する力を検出する第２力覚検出部と、前記支持部に支持される前記本体部品の変位を検出する第２変位検出部と、を備え、前記制御手段は、前記第１力覚検出部及び前記第２力覚検出部で検出した力覚値と、前記第１変位検出部及び前記第２変位検出部で検出した変位値とに基づき、前記第１圧入部品及び前記第２圧入部品の圧入状態の良否を判定する圧入判定部を備えていることを特徴とする。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、第１圧入部品及び第２圧入部品の圧入にあたり、本体部品を圧入方向にて拘束せずに移動を許容しており、圧入方向の管理寸法にて、本体部品を支持部に固定する公差を除外することができる。これにより、従来の圧入装置に比べ、各圧入部品の圧入方向における位置のバラつきを小さくでき、寸法精度を向上することができる。しかも、本体部品を圧入方向に位置決めしたり固定したりする作業を不要にでき、圧入の工程時間を短縮化して生産性を高めることができる。また、第１圧入部品及び第２圧入部品が反転した向かい合わせの状態として両方を同時に圧入するので、工程時間を更に短縮化することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】実施の形態に係る圧入装置を模式的に表した正面図である。

【図2】実施の形態に係る圧入装置の機能ブロック図である。

【図3】各圧入部品の圧入完了直後の状態を示す図１と同様の正面図である。

【図4】圧入時における変位値と力覚値との関係の一例を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の一実施の形態に係る圧入装置について、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、下記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲内で適宜変形して実施することができるものである。以下の図においては、説明の便宜上、一部の構成を省略することがある。

【0013】

ここで、以下の説明においては、各図において矢印で示したＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向を基準に説明する。以下の実施の形態では、Ｘ方向、Ｙ方向が水平方向と平行となり、Ｚ方向が鉛直方向と平行になるが、これらの方向は実施の形態と同様の機能を発揮し得る限りにおいて変更してもよい。

【0014】

図１は、実施の形態に係る圧入装置を模式的に表した正面図である。図１に示すように、圧入装置１は、本体部品Ｂに第１圧入部品Ｂ１及び第２圧入部品Ｂ２を圧入して装着する。本実施の形態では、本体部品Ｂに第１圧入部品Ｂ１及び第２圧入部品Ｂ２を圧入することで、電磁開閉器が製品として構成される。

【0015】

第１圧入部品Ｂ１及び第２圧入部品Ｂ２は、導電性を有する金属材料によって形成される固定接点とされる。第１圧入部品Ｂ１及び第２圧入部品Ｂ２は、同一形状となる片状に構成される。また、本体部品Ｂは、電磁開閉器の各構成部材を収容するケースとして機能する樹脂製フレームとされる。本体部品Ｂは、第１圧入部品Ｂ１が圧入される圧入穴となる第１受容部Ｂａと、第２圧入部品Ｂ２が圧入される圧入穴となる第２受容部Ｂｂとを備えている。

【0016】

第１受容部Ｂａ及び第２受容部Ｂｂは、直線方向となるＸ方向を圧入方向として同一直線状に並んで形成されている。また、第１受容部Ｂａ及び第２受容部Ｂｂは、Ｘ方向にて相互に反転した向きに形成される。

【0017】

更に述べると、第１受容部Ｂａは、Ｘ方向と平行に延出しつつ、－Ｘ側を受け入れ口、＋Ｘ側を第１圧入部品Ｂ１の突き当て部分として形成される。また、第２受容部Ｂｂは、Ｘ方向と平行に延出しつつ、＋Ｘ側を受け入れ口、－Ｘ側を第１圧入部品Ｂ１の突き当て部分として形成される。よって、圧入装置１においては、同一形状の第１圧入部品Ｂ１及び第２圧入部品Ｂ２がＸ方向にて相互に反転して向かい合わせの状態で圧入される。

【0018】

図示省略したが、本体部品Ｂにて、第１受容部ＢａはＹ方向に等間隔に複数（例えば４つ）形成され、第１受容部Ｂａの形成数と同数の第１圧入部品Ｂ１が第１受容部Ｂａに圧入される。第２受容部Ｂｂは、第１受容部Ｂａと向かい合わせとなるので、第１受容部Ｂａと同様にＹ方向に等間隔に複数形成され、第２受容部Ｂｂの形成数と同数の第２圧入部品Ｂ２が第２受容部Ｂｂに圧入される。図１では、Ｙ方向に複数形成される第１受容部Ｂａ及び第２受容部Ｂｂのうち、それぞれ１つの第１受容部Ｂａ及び第２受容部Ｂｂについて図示している（図３も同様）。

【0019】

圧入装置１は、本体部品Ｂを支持する支持部３と、図１にて－Ｘ側に配置される第１圧入部品Ｂ１を圧入する第１圧入機１０と、図１にて＋Ｘ側に配置される第２圧入部品Ｂ２を圧入する第２圧入機２０と、第１圧入機１０及び第２圧入機２０の動作を制御する制御手段３０とを備えている。

【0020】

支持部３は、上面に本体部品Ｂを載置可能なテーブルによって構成される。支持部３は、載置された本体部品ＢのＹ方向の移動を規制するガイド３ａを備えている。ガイド３ａは、例えば、本体部品ＢのＹ方向の幅に応じた間隔で設けられる２本のリブ（１本は不図示）によって形成できる。支持部３は、ガイド３ａによって本体部品ＢにおけるＸ方向に移動を案内し、Ｘ方向の変位を許容した状態で本体部品Ｂを支持する。ここで、「変位を許容」は、変位時に支持部３と本体部品Ｂとの間に若干の摩擦抵抗力が生じるが、該摩擦抵抗力が各圧入部品Ｂ１、Ｂ２の圧入にて発生する力に比べて極めて小さい状態を意味する。なお、支持部３は、図示省略した移動機構を介してＹ方向に移動可能に設けられる。

【0021】

第１圧入機１０は、第１駆動部１１と、第１押圧部１２と、第１力覚検出部１３と、第１変位検出部１４とを備えている。

【0022】

第１駆動部１１は、第１押圧部１２、第１力覚検出部１３及び第１変位検出部１４をＸ方向に駆動する。第１駆動部１１は、エアシリンダや、単軸ロボット、多関節ロボット、アクチュエータ、サーボモータ等の駆動機構によって構成される。第１駆動部１１は、第１押圧部１２を駆動して第１受容部Ｂａに第１圧入部品Ｂ１を圧入する。

【0023】

第１押圧部１２は、Ｘ方向に延出する軸状をなし、圧入する第１圧入部品Ｂ１に先端にて接触し、基部にて第１力覚検出部１３に支持される。第１押圧部１２は、第１駆動部１１の駆動によって第１圧入部品Ｂ１をＸ方向に押圧可能に設けられる。

【0024】

第１力覚検出部１３は、第１ブラケット１６を介して第１駆動部１１に支持されている。第１力覚検出部１３は、相互に直交する３軸の各軸方向の力と各軸回りのモーメントを検出可能な６軸力覚センサによって構成することが例示でき、第１押圧部１２の先端側に発生する力を検知する。第１力覚検出部１３は、第１押圧部１２の基部に設けられることで、第１受容部Ｂａに第１圧入部品Ｂ１を圧入するときの力をリアルタイムに検出可能とされる。

【0025】

第１変位検出部１４は、第１ブラケット１６を介して第１駆動部１１に支持され、第１押圧部１２及び第１力覚検出部１３と共にＸ方向に変位する。第１変位検出部１４は、接触式変位センサによって構成され、プローブ等の接触子が支持部３に支持される本体部品Ｂに接触している。よって、第１変位検出部１４は、接触子のＸ方向の進退量によって本体部品Ｂに対する第１圧入部品Ｂ１のＸ方向の変位値（位置）をリアルタイムに検出可能とされる。なお、第１変位検出部１４は、接触式変位センサに限られず、発光部及び受光部を備えた非接触式変位センサを用いてもよい。

【0026】

ここで、第２圧入機２０にあっては、第１圧入機１０に対し、Ｘ方向にて支持部３を挟んで対称に配置される以外は、同様の構成とされる。従って、第２圧入機２０の構成については、説明を省略又は簡略とするため、第１圧入機１０における各構成の「第１」を「第２」に変更した名称とする。また、第２圧入機２０の構成の符号については、第１圧入機１０の符号の上一桁目の「１」を「２」に変更して用いる。

【0027】

図２は、実施の形態に係る部品実装装置の機能ブロック図である。図２に示すように、本実施の形態に係る制御手段３０は、圧入装置１の各部を統括制御するものであり、各種処理を実行するプロセッサやメモリ等を含んで構成される。メモリは、用途に応じてＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等の一つ又は複数の記憶媒体で構成される。制御手段３０は、検出制御部３２、圧入制御部３３、解析部３５、圧入判定部３６、記憶部３７として機能する。なお、図２に示す制御手段３０の機能ブロックは、本発明に関連する構成のみを示しており、それ以外の構成については省略している。

【0028】

検出制御部３２は、第１力覚検出部１３及び第２力覚検出部２３に検出指令を出力して力覚値の検出等を制御する他、各力覚検出部１３、２３から出力された力覚値を所定時間毎に入力して圧入制御部３３及び解析部３５に出力する。また、検出制御部３２は、第１変位検出部１４及び第２変位検出部２４に検出指令を出力して変位値の検出等を制御する他、各変位検出部１４、２４から出力された変位値を所定時間毎に入力して圧入制御部３３及び解析部３５に出力する。

【0029】

圧入制御部３３は、第１力覚検出部１３及び第２力覚検出部２３で検出した力覚値と、第１変位検出部１４及び第２変位検出部２４で検出した変位値とを検出制御部３２から取得する。そして、圧入制御部３３は、取得した力覚値及び変位値に基づいて第１駆動部１１及び第２駆動部２１の駆動量や駆動の開始及び停止のタイミングを制御する。

【0030】

例を挙げると、圧入制御部３３は、各圧入部品Ｂ１、Ｂ２の圧入中に取得した力覚値が、記憶部３７に記憶された圧入力上限値（閾値、図４参照）を超えた時点で各駆動部１１、２１を停止する指令を出力する。更に、圧入制御部３３は、取得した変位値が、記憶部３７に記憶された最大許容変位値（閾値、図４参照）を超えた時点で各駆動部１１、２１を停止する指令を出力する。

【0031】

解析部３５は、圧入制御部３３と同様に検出制御部３２から力覚値及び変位値を取得し、圧入判定部３６での良否判定に用いる値として、後述する力覚値増加率や、勾配値、回帰直線を求める。また、解析部３５は、各圧入部品Ｂ１、Ｂ２の圧入の過程にて、変位値の変化量に対する力覚値の変化量が所定値以上増大する変化点を求める。解析部３５は、各圧入部品Ｂ１、Ｂ２毎に取得した圧入中の力覚値及び変位値を、各圧入部品Ｂ１、Ｂ２の識別情報と対応付けたプロファイルを作成し、記憶部３７に記憶する。かかるプロファイルには、圧入判定部３６による圧入状態の良否判定結果も含まれる。

【0032】

圧入判定部３６は、解析部３５によって求められる後述する変化点の力覚値や変位値等と、記憶部３７に記憶された許容力覚値範囲（閾値）、許容変位値範囲（閾値）とを比較する。そして、かかる比較に基づき、圧入判定部３６は、第１圧入部品Ｂ１及び第２圧入部品Ｂ２の圧入状態の良否を判定する。よって、圧入状態の良否の判定は、第１力覚検出部１３及び第２力覚検出部２３で検出した力覚値と、第１変位検出部１４及び第２変位検出部２４で検出した変位値とに基づいて行われる。解析部３５、圧入判定部３６による良否判定の具体的な処理については後述する。

【0033】

記憶部３７には、各力覚検出部１３、２３及び各変位検出部１４、２４の検出結果や、該検出結果を含む解析部３５で作成されたプロファイル、圧入制御部３３や圧入判定部３６で用いられる各種の閾値が記憶される。また、記憶部３７には、圧入制御部３３、解析部３５及び圧入判定部３６が各種の演算、制御を行うための関係式やプログラム、アプリケーションとして機能するためのプログラム、データ等が記憶される。

【0034】

ここで、制御手段３０には、入力部４１及び表示部４２が接続されている。入力部４１は、例えば、キーボード、ボタン、キー、タッチパネル型ディスプレイ、マイク等を含み、オペレータ等からの操作によるデータを取得して記憶部３７に記憶する。また、入力部４１は、通信インターフェースとしてパソコン等の外部装置から有線又は無線通信によってデータを取得するようにしたり、データを内蔵するメモリーカード等の記憶媒体を接続可能なスロット等のインターフェースとしたりしてもよい。

【0035】

表示部４２は、ディスプレイ等によって構成され、オペレータに対し、解析部３５や圧入判定部３６での処理結果や、アラームを表示する。

【0036】

次に、実施の形態に係る圧入装置１による圧入方法について説明する。図１は、各圧入部品Ｂ１、Ｂ２の圧入を開始する直前状態を示す。図１に示すように、圧入装置１で圧入を実施するにあたり、圧入装置１の外部から不図示の搬送装置を介して支持部３の上面に本体部品Ｂが搬送される。ここで、搬送される本体部品Ｂには、各圧入部品Ｂ１、Ｂ２が仮固定されている。かかる仮固定は、各圧入部品Ｂ１、Ｂ２が各受容部Ｂａ、Ｂｂに部分的に挿入されて保持されるものの、各受容部Ｂａ、Ｂｂにて圧入が開始される領域に達していない状態とされる。

【0037】

搬送された本体部品Ｂは、支持部３の上面におけるガイド３ａに沿って配置されて支持部３に支持される。本体部品Ｂの支持部３への搬送では、本体部品Ｂに仮固定される各圧入部品Ｂ１、Ｂ２の延出方向がＸ方向と平行に配置され、また、本体部品ＢのＸ方向における大まかな位置合わせが行われる。

【0038】

支持部３に支持された本体部品Ｂは、ガイド３ａによる案内によってＸ方向での変位が許容される。一方、支持部３に支持された本体部品Ｂは、水平方向にてＸ方向と交差する方向（例えば、Ｙ方向）の変位がガイド３ａによって規制される。

【0039】

本体部品Ｂの搬送の前または後に、移動機構（不図示）を介して支持部３をＹ方向に移動し、圧入する各圧入部品Ｂ１、Ｂ２と、第１押圧部１２及び第２押圧部２２とがＸ方向に沿って並ぶように位置合わせする。

【0040】

図１に示す状態から、圧入制御部３３からの指令によって、第１圧入機１０の第１駆動部１１を駆動し、第１押圧部１２を＋Ｘ側に移動して第１圧入部品Ｂ１を押圧する。また、同じタイミングで、第２圧入機２０の第２駆動部２１を駆動し、第２押圧部２２を－Ｘ側に移動して第２圧入部品Ｂ２を押圧する。

【0041】

第１駆動部１１の駆動によって第１押圧部１２が第１圧入部品Ｂ１を押圧することで、本体部品Ｂの第１受容部Ｂａに第１圧入部品Ｂ１が圧入される。第２駆動部２１の駆動によって第２押圧部２２が第２圧入部品Ｂ２を押圧することで、本体部品Ｂの第２受容部Ｂｂに第２圧入部品Ｂ２が圧入される。第１押圧部１２と第２押圧部２２とが向かい合わせとなって接近するように移動するので、支持部３にて本体部品ＢがＸ方向にて非拘束であっても、本体部品ＢがＸ方向に大きく変位することを抑制して各圧入部品Ｂ１、Ｂ２を圧入可能となる。

【0042】

各圧入部品Ｂ１、Ｂ２を圧入している間、各力覚検出部１３、２３によって、各押圧部１２、２２に発生する力が力覚値として検出される。また、各圧入部品Ｂ１、Ｂ２を圧入している間、各変位検出部１４、２４によって、本体部品Ｂに対する各圧入部品Ｂ１、Ｂ２のＸ方向の変位量が変位値として検出される。検出された力覚値及び変位値は検出制御部３２に出力される。

【0043】

図３は、各圧入部品の圧入完了直後の状態を示す図１と同様の正面図である。図３に示すように、第１受容部Ｂａの＋Ｘ側の突き当て部分に第１圧入部品Ｂ１が当接し、第２受容部Ｂｂの－Ｘ側の突き当て部分に第２圧入部品Ｂ２が当接した状態で圧入が完了する。

【0044】

図４は、圧入時における変位値と力覚値との関係の一例を示すグラフである。図４のグラフでは、横軸に各変位検出部１４、２４で検出される変位値（Ｘ値）、縦軸に各力覚検出部１３、２３で検出される力覚値（Ｆ値）を示す。

【0045】

各圧入部品Ｂ１、Ｂ２の圧入中、圧入制御部３３によって検出制御部３２から取得した力覚値及び変位値を監視した状態となる。具体的には、力覚値を取得する毎に、該力覚値と記憶部３７に記憶された圧入力最大値（閾値、図４参照）とが圧入制御部３３にて比較される。取得した力覚値が、圧入力最大値を超えた時点で圧入制御部３３にて各駆動部１１、２１を停止する制御が行われ、圧入も停止される。

【0046】

ここで、圧入力最大値は、圧入完了時の基準力覚値に公差を加えた値より所定量大きく設定される。圧入力最大値を超える力で押圧することで、各圧入部品Ｂ１、Ｂ２の圧入に必要な押圧力を加えたこととなる。

【0047】

但し、各圧入部品Ｂ１、Ｂ２の圧入にあっては、取得した力覚値が圧入力最大値を超えない場合がある。例えば、本体部品Ｂの破損等によって圧入に異常が発生し、第１受容部Ｂａの＋Ｘ側の突き当て部分に第１圧入部品Ｂ１が当接した状態とならない場合を挙げることができる。このような場合に対応すべく、変位値を取得する毎に、該変位値と記憶部３７に記憶された最大許容変位値（閾値、図４参照）とが圧入制御部３３にて比較される。取得した変位値が、最大許容変位値を超えた時点で圧入制御部３３にて各駆動部１１、２１を停止する制御が行われ、圧入も停止される。

【0048】

ここで、最大許容変位値は圧入完了時の基準変位値に公差を加えた値に設定される。最大許容変位値を超える変位量を押圧することで、各圧入部品Ｂ１、Ｂ２の圧入に必要な変位量まで押圧したこととなる。

【0049】

上述のように圧入を停止した後は、圧入方向とは反対方向の駆動によって、第１押圧部１２と第２押圧部２２とが相互に離れる方向に移動するよう制御され、本体部品Ｂから各押圧部１２、２２が退避される。

【0050】

その後、支持部３をＹ方向に移動することで、圧入が完了した各圧入部品Ｂ１、Ｂ２の隣の各圧入部品Ｂ１、Ｂ２に対し、第１押圧部１２及び第２押圧部２２がＸ方向に並ぶように位置合わせされる。そして、上述と同様に各圧入部品Ｂ１、Ｂ２の圧入が繰り返し行われ、Ｙ方向に並ぶ全ての各圧入部品Ｂ１、Ｂ２が圧入される。全ての各圧入部品Ｂ１、Ｂ２の圧入が完了すると、不図示の搬送装置を介して支持部３から本体部品Ｂが搬出される。

【0051】

続いて、解析部３５及び圧入判定部３６による良否判定について、図４のグラフを参照しつつ例を挙げて説明する。かかる良否判定は、上述した圧入方法による各圧入部品Ｂ１、Ｂ２の圧入と同時に行われる。また、良否判定にあっては、第１受容部Ｂａに対する第１圧入部品Ｂ１の圧入と、第２受容部Ｂｂに対する第２圧入部品Ｂ２の圧入とのそれぞれで行われる。これらの圧入は、Ｘ方向の向きが異なるだけで同様に行われるので、ここでは、第１圧入部品Ｂ１の圧入について説明する。

【0052】

図４にて黒丸でプロットしたように、第１駆動部１１の駆動中に、サンプリング周期に応じた所定の時間間隔にて、第１変位検出部１４で検出される変位値（Ｘ値）、と、第１力覚検出部１３で検出される力覚値（Ｆ値）とが取得される。ここで、変位値にあっては、移動平均値（例えば、測定回数１０回分や、測定期間０．１秒等）とする。このように所定の時間間隔にて連続して取得される変位値及び力覚値につき、例えば、ｎ回目（ｎは自然数）に取得した変位値及び力覚値は（Ｘ_ｎ、Ｆ_ｎ）として対応付けて演算される。

【0053】

変位値及び力覚値の取得開始後、各値を取得する毎に「力覚値増加率」が演算される。かかる力覚値増加率は、ｎ回目の各値の取得にて、Ｆ_ｎ値をＦ_ｎ－１値で除算した値（Ｆ_ｎ／Ｆ_ｎ－１）として演算される。演算された力覚値増加率は、事前に設定及び記憶した圧力開始判定値（閾値、１以上の値で例えば、１．２等）と比較される。そして、力覚値増加率が圧力開始判定値以上となった各値の取得の前回の各値が、図４にて圧入開始点ＳＰに設定される。圧入開始点ＳＰから更に圧入を進行することで、変位値及び力覚値の両方が増加する。

【0054】

ここで、第１圧入部品Ｂ１の圧入にて（図１参照）、第１受容部Ｂａの＋Ｘ側となる突き当て部分に当接するまでは、概ね一定の勾配で線形的（一次関数的）に変位値及び力覚値の両方が増加する。そして、第１圧入部品Ｂ１が第１受容部Ｂａの突き当て部分に当接すると（図３参照）、圧入が完了した状態となる。圧入完了後における第１圧入部品Ｂ１の変位は、本体部品ＢのＸ方向の弾性変形により生じるものとなる。このため、変位量に対する力覚値の増加量が大きくなり、図４にて、圧入完了前に比べて急勾配な線形となって変位値及び力覚値が増加する。

【0055】

かかる勾配が変化する点が変化点ＣＰとなり、圧入の良否判定を行うべく、変化点ＣＰでの変位値及び力覚値が演算される。かかる演算のため、圧入開始点ＳＰの設定後の変位値及び力覚値につき、２つの検出データ群に区分される。かかる区分を実施するため、圧入開始点ＳＰの設定後、変位値及び力覚値を取得する毎に勾配値が演算される。かかる勾配値は、ｎ回目の各値の取得にて、下記の式（１）にて演算される。
勾配値＝（Ｆ_ｎ－Ｆ_ｎ－１）／（Ｘ_ｎ－Ｘ_ｎ－１）・・・式（１）

【0056】

演算された勾配値は、事前に設定及び記憶した圧入完了判定値（閾値）と比較される。ｍ回目の各値の取得にて演算された勾配値が圧入完了判定値を超えた場合、圧入開始点ＳＰからｍ－１回目までの各値により第１検出データ群が構成され、ｍ回目以降の各値によって第２検出データ群が構成される。なお、第２検出データ群における各値の取得の最終回は、取得した力覚値が上述の圧入力最大値を超えた取得の前の回とされる。このように、圧入開始から圧入完了までに取得した変位値及び力覚値が、第１検出データ群と第２検出データ群との２つのデータ群に区分される。

【0057】

２つのデータ群への区分後、図４の実線のグラフＧで示すように、第１検出データ群及び第２検出データ群それぞれでの回帰直線が求められる。そして、グラフＧを形成する２本の回帰直線の交点が演算され、かかる交点での変位値及び力覚値が変化点ＣＰとされる。変化点ＣＰにあっては、第１圧入部品Ｂ１の圧入の過程にて、取得した変位値の変化量に対する力覚値の変化量が、上記の圧入完了判定値に応じた所定値以上増大する点とされる。

【0058】

演算された変化点ＣＰの力覚値については、予め設定して記憶部３７に記憶された許容力覚値範囲（閾値）内であるか否かが比較される。また、演算された変化点ＣＰの変位値についても、予め設定して記憶部３７に記憶された許容変位値範囲（閾値）内であるかが比較される。ここで、許容力覚値範囲は、圧入完了時の基準力覚値に対する公差の範囲とされ、許容変位値範囲は、圧入完了時の基準変位値に対する公差の範囲とされる。

【0059】

上記の比較にて、図４のグラフＧのように、変化点ＣＰの力覚値が許容力覚値範囲に含まれ、且つ、変化点ＣＰの変位値が許容変位値範囲に含まれる場合、圧入の良否判定として合格（良好、正常）の判定がなされる。合格判定がなされた場合、第１圧入部品Ｂ１が第１受容部Ｂａに適正な押圧力で圧入され、Ｘ方向に押圧する変位量も適正となって、第１受容部Ｂａの突き当て部分に第１受容部Ｂａが当接した状態となる。

【0060】

上記の比較にて、変化点の力覚値が許容力覚値範囲に含まれない場合、圧入の良否判定として不合格（不良、異常）の判定がなされる。該不合格の判定は、変化点の力覚値が許容力覚値範囲より小さい場合として、図４のグラフＮ１で示す変位値及び力覚値の変化を例示できる。グラフＮ１で示す変位値及び力覚値の変化は、例えば、Ｙ方向での第１受容部Ｂａの幅が基準値に比べて大きく、圧入が完了するものの第１圧入部品Ｂ１を圧入する押圧力が小さい場合とされる。この場合、意図しない第１圧入部品Ｂ１のぐらつきが生じる可能性が高くなり、不合格の判定がなされる。

【0061】

また、変化点の力覚値が許容力覚値範囲より大きい場合として、図４のグラフＮ２で示す変位値及び力覚値の変化を例示できる。グラフＮ２で示す変位値及び力覚値の変化は、例えば、Ｙ方向での第１受容部Ｂａの幅が基準値に比べて小さく、圧入が完了するものの第１圧入部品Ｂ１を圧入する押圧力が大きい場合とされる。この場合、本体部品Ｂの第１受容部Ｂａの周辺で変形等が生じている可能性が高くなり、不合格の判定がなされる。

【0062】

更に、上記の比較にて、変化点の力覚値が許容力覚値範囲に含まれるか否かに係らず、変化点の変位値が許容変位値範囲より小さい場合、圧入の良否判定として不合格の判定がなされる。この場合、図４のグラフＮ３で示す変位値及び力覚値の変化を例示できる。グラフＮ３で示す変位値及び力覚値の変化は、例えば、第１受容部Ｂａが変形して突き当て部分の手前で第１圧入部品Ｂ１が引っ掛かる等で圧入（変位）が中途になる異常が発生する場合とされる。この場合、本体部品Ｂの第１受容部Ｂａに第１圧入部品Ｂ１が不完全に圧入された状態となり、不合格の判定がなされる。

【0063】

なお、図４のグラフＮ４で示すように、変化点が発生せずに変位値及び力覚値が増加する場合がある。グラフＮ４で示す変位値及び力覚値の変化は、例えば、第１受容部Ｂａの突き当て部分が破損等でなくなって第１圧入部品Ｂ１の突き当てがなされていない異常が発生する場合とされる。この場合も、本体部品Ｂの第１受容部Ｂａに第１圧入部品Ｂ１が不完全に圧入された状態となり、不合格の判定がなされる。

【0064】

不合格及び合格の判定は、第１圧入部品Ｂ１の識別情報と共にプロファイルに含めて記憶部３７に記憶される。不合格の第１圧入部品Ｂ１を含む製品は、圧入装置１より搬出された後、所定の仕分工程にて仕分けされ、再検査や調整、廃棄等の工程が実施される。

【0065】

上記実施の形態によれば、支持部３で支持される本体部品Ｂを圧入方向にて拘束せずに移動を許容した状態で各圧入部品Ｂ１、Ｂ２を圧入しているので、圧入方向の寸法の管理にあたり、本体部品Ｂを支持部３に固定する公差を除外することができる。これにより、従来の圧入装置に比べ、各圧入部品Ｂ１、Ｂ２の圧入方向における位置精度を高め、ひいては、製品の歩留まりが向上することができる。

【0066】

更に、本実施の形態では、以下に述べる３点において、工程時間の短縮化、生産性の向上を図ることができる。

【0067】

１点目として、上述の解析部３５及び圧入判定部３６の処理によって、圧入と同時に圧入状態の良否を判定して検査でき、該検査と圧入工程とを別々に行う従来技術に比べ、工程時間の短縮化、生産性の向上を図ることができる。

【0068】

２点目として、支持部３にて本体部品Ｂの圧入方向の移動を許容しているので、本体部品Ｂを圧入方向に位置決めしたり固定したりする作業を不要にでき、本体部品を固定する従来技術に比べ、工程時間の短縮化、生産性の向上を図ることができる。

【0069】

３点目として、第１圧入部品Ｂ１及び第２圧入部品Ｂ２を向かい合わせの状態として同時に圧入するので、２つの部品を別々に圧入する従来技術に比べ、工程時間の短縮化、生産性の向上を図ることができる。

【0070】

また、上記実施の形態では、各圧入部品Ｂ１、Ｂ２の圧入に要する変位値及び力覚値を検出し、圧入方向にて各受容部Ｂａ、Ｂｂに当接した状態の変位値及び力覚値を変化点ＣＰとして求めている。そして、各圧入部品Ｂ１、Ｂ２の圧入状態の良否の判定にて、圧入の過程（中間状態）となる変化点ＣＰの力覚値を許容力覚値範囲と比較して判定している。これにより、圧入が完了した状態での異常を判定できるようになり、穴等への圧入開始のタイミングで圧入状態の良否を判定する従来技術に比べ、完成製品に近い状態での圧入状態を確認可能として判定精度を向上することができる。

【0071】

しかも、変化点ＣＰの変位値を許容変位値範囲と比較し、各圧入部品Ｂ１、Ｂ２の圧入状態の良否の判定を行うので、力覚値による良否判定と併せて判定精度をより一層向上することができる。

【0072】

なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、さまざまに変更して実施可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状、方向などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更が可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施可能である。

【0073】

例えば、記憶部３７に記憶される許容力覚値範囲や許容変位値範囲は、過去の各圧入部品Ｂ１、Ｂ２のプロファイルに含まれる変化点の力覚値及び変位値に基づいて算出してもよい。

【0074】

また、上記実施の形態では、電磁開閉器を製造するための圧入装置１について説明したが、上述と同様にて本体部品Ｂに各圧入部品Ｂ１、Ｂ２を圧入可能であれば、他の種々の製品に適用することができる。

【符号の説明】

【0075】

１ ：圧入装置
３ ：支持部
１０ ：第１圧入機
１１ ：第１駆動部
１２ ：第１押圧部
１３ ：第１力覚検出部
１４ ：第１変位検出部
２０ ：第２圧入機
２１ ：第２駆動部
２２ ：第２押圧部
２３ ：第２力覚検出部
２４ ：第２変位検出部
３０ ：制御手段
３５ ：解析部
３６ ：圧入判定部
３７ ：記憶部
Ｂ ：本体部品
Ｂ１ ：第１圧入部品
Ｂ２ ：第２圧入部品
Ｂａ ：第１受容部
Ｂｂ ：第２受容部
ＣＰ ：変化点

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】