江蘇省博之王自動化設備有限公司

エンジニアは、圧着力モニターの機能を最大限に活用するために、その仕組みを理解する必要があります。

圧着力モニター（CFM）は、電線接続時の品質確保に役立ちます。スクラップを削減し、アプリケーターツールの損傷を防ぐことで、時間とコストを大幅に節約できます。また、高品質な圧着を保証することで、顧客満足度の向上にも貢献します。

CFMはこれまで以上に精度が高く、使いやすくなりましたが、その機能を最大限に活用するには、エンジニアは依然としてその仕組みを理解する必要があります。理解が不十分だと、フラストレーションにつながる可能性があります。場合によっては、デバイスが期待どおりに動作しなかったため、メーカーがCFMを完全に停止してしまうケースも知られています。

多くのエンジニアは、CFMを導入すれば品質問題が解決する、あるいはどんなプレス機にもCFMを設置できると考えています。しかし、これは間違いです。中には「CFMは圧着部から外れた1本のストランドを検出できますか？」という、的外れな質問をする人もいます。実際、この疑問に答えるには、アプリケーションに関する一連の質問を検討する必要があります。

以下の点は、各ワイヤアセンブリの切断、被覆剥ぎ、および終端処理を完全自動化システムで行っているアプリケーションに主に当てはまります。CFMは、ベンチトッププレスではなく、この種の機械で最も一般的に導入されています。これは、自動化システムによるワイヤ終端処理の速度が速すぎるため、他の方法では効果的な検査を行うことが困難だからです。ただし、ベンチトップアプリケーションにも同じ基本原則が適用されます。

圧着力モニターは、力-時間曲線または力-角度曲線を作成し、エンジニアが圧着がどのように行われているかを正確に観察できるようにします。この曲線の左側にある隆起は、ツールが端子の翼部に最初に接触したときに生じたものです。

建設とコンセプト

力センサー:すべての CFM は、圧着力を測定するロード セル、CFM に読み取りを開始するタイミングを指示する何らかのトリガー デバイス、および分析を実行する制御ユニットに依存するという点で似ています。

力センサは、プレスフレーム、プレスラム、またはベースプレートに設置できます。フレームセンサは、安価で設置が容易なため、最も一般的です。しかし、より高い感度が求められる用途では、ラムまたはベースプレートにリングセンサを設置し、プレス力と直接接触させる方が適しています。

欠点としては、リングセンサー自体が高価であることに加え、正しく取り付けるにはカスタムパーツが必要となるため、コストが高くなります。通常、組立業者がリングセンサーを使用する必要があるのは、非常に細い配線や端子を扱う場合のみです。

トリガーデバイス、電子機器：各圧着時の力信号の解析開始タイミングをCFMに指示するために、トリガー装置が必要です。トリガー装置には、近接スイッチ、プレス機本体に取り付けられた光バリア、プレス機のシャフトに接続されたエンコーダなど、様々な種類があります。エンコーダは一般的に3つの中で最も信頼性が高く、精度も高いですが、最も高価です。

プレス機が圧着を実行すると、センサーとトリガーからの信号が電子制御ユニットに送られ、X-Y 軸上の数百のデータ ポイントで構成される力 - 角度曲線または力 - 時間曲線が生成されます。X 軸は時間または角度を指定し、Y 軸は力を指定します。

次に、複雑なアルゴリズムを用いて各点における曲線の形状と振幅を分析し、これらの特性を既知の「良」な基準曲線と比較します。メーカーによってアルゴリズムは異なりますが、いずれの場合も、ユーザーがアセンブリの良否を判断するパラメータを入力する必要があります。メーカーによっては、柔軟性は低いものの、よりユーザーフレンドリーなアプローチを採用しているところもあります。一方、より柔軟性を重視しているメーカーもありますが、その場合、より複雑な設計になる傾向があります。一部の人が考えているのとは反対に、すべてのアプリケーションが同じというわけではなく、正しいパラメータを見つけるのが難しい場合もあります。

クリンプフォースモニターは自動化システムで使用されることが最も多いですが、小型で低速のベンチトッププレスにも実装できます。

標準設定

CFM を実装する方法は、使用されているシステムの種類に関係なく、基本的に同じです。

最初のステップとして、圧着部は、圧着高さ、引張試験、目視検査など、すべての仕様を満たしているかを検証し、良好な基準値を確保する必要があります。これは当然のことと思われるかもしれませんが、驚くほど多くのメーカーが圧着部に追加の変更を加えています。後CFMの設定を済ませてから、実際に生産を開始しようとすると、当然のことながら、CFMは異なる圧着曲線を認識し、すべての圧着不良と判断するため、大量のスクラップが発生することがよくあります。

組立担当者が正しいパラメータを設定したら、次のステップはCFMに適切な圧着状態を認識させるように「教える」ことです。これは、使用するシステムの種類に関わらず、通常1～6回の圧着作業を必要とします。

プログラミングプロセス中、オペレーターはすべての部品が実際に良好なアセンブリであることを確認することが非常に重要です。オペレーターがクリンプハイトを高く設定した状態でティーチングプロセスを実行し、その後、これらの値が正しいことを確認しても、CFMはそれを認識できません。CFMはクリンプハイトの高い部品を探して受け入れますが、同時に、正しく圧着されている部品を不合格にしてしまう可能性があります。

曲線を作成したら、次のステップは許容誤差パラメータのセットを作成することです。これらのパラメータは厳しすぎないようにすることが重要です。厳しすぎると、良品が不良品と誤認され、機械が頻繁に停止してしまいます。これはオペレーターのストレスになるだけでなく、時間と材料の無駄にもなります。

同時に、不良圧着が良品として認められないように、許容誤差を十分に厳しく設定する必要があります。不良圧着が良品として認められると、顧客の怒りを買い、不当な廃棄よりもさらに悪い結果になります。

力曲線はいくつかの方法で分析できます。最も一般的な方法は、曲線の下の面積と形状の両方を見ることです。片方のパラメータが許容範囲内にある一方で、もう片方のパラメータが許容範囲外になる可能性があるため、この2つを同時に監視することをお勧めします。一般的な許容範囲は、適用される力の±4%程度です。

多くのエンジニアは、1つのパラメータセットをあらゆるアプリケーションに使用できると考えています。しかし、必ずしもそうとは限りません。許容範囲を±7%以上に拡大する必要がある場合、変動が大きすぎるため、アプリケーターが正しく機能しているか、あるいは他の問題があるかを確認するためにシステムをチェックする必要があります。

通常、曲線の一部のみが解析されることに注意してください。特に、ほとんどの曲線の冒頭にある「ノイズ」は、圧着品質にほとんど影響を与えません。このノイズは、ツールが端子に接触し、圧着ウイングが曲がり始める際に、力の測定値に小さな隆起として現れます。実際の圧着プロセスはまだ開始されておらず、ウイングが電線に接触していないため、これらの測定値は最終的な品質に影響を与えません。

同様に、特に微細な欠陥を検出するために、曲線の特定のゾーン（複数可）を分析する必要がある場合があります。ゾーンアプローチを使用するには、プロセスの残りの部分が非常に安定している必要があります。その場合、各ゾーンには独自の許容パラメータが設定されます。

この断面図は、メーカーが電線に対して大きすぎる端子を指定した場合に何が起こるかを示しています。この例では、電線を正しく配置しなかったために、左側に空洞が生じています。