CN108512008B - 电子设备制造装置以及电子设备制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电子设备制造装置以及电子设备制造方法。电子设备制造装置具有线缆保持工具、作业台、自动机械部、第1位置检测部、第2位置检测部和控制部。第1位置检测部对被线缆保持工具保持的线缆和被作业台保持的电子设备的连接器在二维平面方向上的位置进行检测。第2位置检测部对被线缆保持工具保持的线缆和被作业台保持的电子设备的连接器在高度方向上的位置进行检测。控制部基于第1位置检测部和第2位置检测部的检测结果来控制自动机械部。

Description

电子设备制造装置以及电子设备制造方法

技术领域

本公开涉及将带状的线缆装配于连接器的电子设备制造装置以及电子设备制造方法。

背景技术

在便携式终端等电子设备中，大多采用将构成电子设备的显示装置、电路基板等功能模块相互连接的FPC(Flexible printed circuits：柔性印刷电路)等挠性线缆(以下仅简记为“线缆”)。而且，在这些电子设备的制造工序中，进行将线缆的被装配部装配于连接对象的连接器的连接作业。该连接作业以往通过手工作业来进行。但是，这种以线缆为对象的连接作业是伴有精细的位置对准的繁杂作业，因此难以提高作业效率，从而提出了作业的自动化(例如专利文献1)。

在专利文献1所示的在先技术中，通过第1自动机械、第2自动机械这两个自动机械(Robot)来进行将设置于带连接器的线缆的连接器与设置于基板等构件的对方连接器相连接的作业。即，在由第1自动机械夹持带连接器的线缆并固定的状态下，由第2自动机械具有的第1摄像机对连接器进行摄像来求出位置/姿势。接下来，由第2自动机械基于求出的位置检测结果来把持连接器。然后，由第1自动机械具有的第2摄像机对连接器以及对方连接器进行摄像来获取他们的位置/姿势的数据，边基于这些数据进行位置修正边将连接器与对方连接器相连接。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005-11580号公报

发明内容

本公开的电子设备制造装置是将带状的线缆装配于构成电子电路的一部分的连接器的装置。

电子设备制造装置具有线缆保持工具、作业台、自动机械部、第1位置检测部、第2位置检测部和控制部。

线缆保持工具对线缆进行保持。

作业台对具有连接器的电子设备进行保持。

自动机械部相对于被作业台保持的电子设备而使线缆保持工具相对移动。

第1位置检测部对被线缆保持工具保持的线缆和被作业台保持的电子设备的连接器在二维平面方向上的位置进行检测。

第2位置检测部对被线缆保持工具保持的线缆和被作业台保持的电子设备的连接器在高度方向上的位置进行检测。

控制部基于第1位置检测部和第2位置检测部的检测结果来控制自动机械部。

此外，本公开的电子设备制造方法是将带状的线缆装配于构成电子电路的一部分的连接器的方法。

电子设备制造方法具有电子设备保持工序、线缆保持工序、临时定位工序、第1位置检测工序、第2位置检测工序和连接器装配工序。

在电子设备保持工序中，使作业台保持具有连接器的电子设备。

在线缆保持工序中，由线缆保持工具保持线缆。

在临时定位工序中，使线缆保持工具移动而将由线缆保持工具保持的线缆相对于连接器进行临时定位。

在第1位置检测工序中，对连接器和被临时定位的线缆在二维平面方向上的位置进行检测。

在第2位置检测工序中，对连接器和被临时定位的线缆在高度方向上的位置进行检测。

在连接器装配工序中，基于第1位置检测工序和第2位置检测工序中的检测结果，使线缆保持工具移动而将线缆装配于连接器。

附图说明

图1是实施方式的电子设备制造装置的立体图。

图2是作为实施方式的电子设备制造装置的作业对象的电子设备(线缆装配前)的立体图。

图3是作为实施方式的电子设备制造装置的作业对象的电子设备(线缆装配后)的立体图。

图4是实施方式的电子设备制造装置的组装于自动机械部的头部的立体图。

图5是实施方式的电子设备制造装置的组装于自动机械部的头部的结构说明图。

图6是实施方式的电子设备制造装置中的高度计测的说明图之中的高度计测用的光的投光状态的说明图。

图7是实施方式的电子设备制造装置中的高度计测的原理的说明图。

图8是表示实施方式的电子设备制造装置的控制系统的结构的框图。

图9是实施方式的电子设备制造装置所执行的线缆装配动作的动作说明图。

图10是实施方式的电子设备制造装置中的连接器和线缆的位置辨识用的图像的说明图。

图11是实施方式的电子设备制造装置所执行的连接器和线缆的位置辨识中的高度计测的说明图。

图12是实施方式的电子设备制造装置所执行的连接器和线缆的位置辨识中的高度计测用的搜索线设定的说明图。

图13是实施方式的电子设备制造装置所执行的线缆装配动作的动作说明图。

图14是实施方式的电子设备制造装置所执行的连接器和线缆的位置辨识中的高度计测的说明图。

图15是实施方式的电子设备制造装置所执行的连接器和线缆的位置辨识中的高度计测用的光的投光状态的说明图。

图16是实施方式的电子设备制造装置所执行的连接器和线缆的位置辨识中的高度计测的说明图。

图17是实施方式的电子设备制造装置所执行的连接器和线缆的位置辨识中的高度计测用的光的投光状态的说明图。

图18是实施方式的电子设备制造装置所执行的连接器和线缆的位置辨识中的高度计测的说明图。

符号说明

1 电子设备制造装置

3 作业台

4 电子设备

5 自动机械部

8 基座部

13、14 连接器

15、18 线缆

15b、18b 被装配部

20 线缆保持工具

30 连接器锁工具

40 摄像部

40a 摄像视野

40b 辨识图像(第1图像)

40c 辨识图像(第2图像)

50、50A、50B、50C 投光器

52 狭缝光

53、53A、53B、53C1、53C2、53a、53b、53c、53d、53e、53f、53Ab、53Af、53Bb、53Bf、53C1b、53C2b、53C2f 狭缝光(狭缝光图像)

具体实施方式

伴随着电子设备的小型化，在这些电子设备的内部使用的连接器、线缆也推进了小型化、薄型化。如果举出专利文献1为例，则逐渐变化成废除线缆的连接器而将线缆的终端直接插入对方连接器来连接的构造。在这样将线缆的终端直接插入对方连接器的连接方式中，当存在线缆的终端中的与连接器在高度方向上的位置误差、例如线缆的翘曲变形、对方连接器的高度位置的误差等的情况下，有时无法将线缆正常插入连接器，从而成为动作错误。

在由自动机械操纵以往的带连接器的线缆的情况下，由于能够把持具有可由自动机械手把持的大小和刚性的连接器，因此线缆的把持自身是比较容易的。而且，在将连接器插入对方侧连接器的动作中，线缆的翘曲变形等高度方向的位置误差不会妨碍到连接动作。

然而，在设为作业对象的线缆是如专利文献1所示那样除去了连接器的形态的线缆的情况下，其终端薄且易于弯曲，当还存在高度方向的翘曲变形时，如专利文献1所示那样由第2自动机械把持而插入对方连接器是极其困难的。因而，将这种线缆装配于连接器的作业完全依赖于手工作业。

接下来，参照附图来说明本实施方式。首先，参照图1来说明电子设备制造装置1的整体结构。图1是实施方式的电子设备制造装置1的立体图。电子设备制造装置1将车载设备等电子设备4作为作业对象，如图2、图3所示，执行将挠性印刷基板等带状的线缆15装配于构成作为工件的电子设备4的电子电路的一部分的连接器13的作业。

在图1中，在基台2的上表面2a设置有作业台3。作业台3定位并保持作业对象的电子设备4。在此，参照图2、图3来说明作业对象的电子设备4。另外，图2表示将线缆15装配于连接器13之前的电子设备4的状态。此外，图3表示将线缆15装配于连接器13后的电子设备4的状态。

在图2中，电子设备4是具备显示装置的车载用的电子设备。作为电子设备4的主体的电路基板12在保持于操纵用的基板载体11的状态下搬入作业台3。电路基板12具有矩形的形状。在电路基板12的上表面，安装有多个电子部件12a。在电路基板12的一个边，预先装配有作为作业的对象的线缆15。线缆15在一端15a与设置于电路基板12的电子电路(省略图示)连接的状态下，以将设置有被装配部15b的另一端朝向上方的姿势来装配。即，线缆15的一端15a与设置于电路基板12的电子电路(省略图示)连接。线缆15的被装配部15b是朝向上方的姿势的自由端。

在电路基板12的安装面，设置有用于装配线缆15的连接器13。在电子设备制造装置1所执行的以电子设备4为对象的作业中，进行将线缆15装配于连接器13的作业。进而，在电路基板12的安装面，预先搭载有在安装有电子部件17a的子基板17的端部连接了线缆18的一端18a的结构的子单元16。形成在线缆18的另一端的被装配部18b成为装配于电路基板12的安装面所设置的连接器14的状态。

在连接器13装配被装配部15b，该被装配部15b形成于线缆15的与一端15a相反的一侧的另一端。在连接器13中，在装配被装配部15b的装配部13b的底面的端子面13c(参照图9)，形成有连接用的端子列。在将被装配部15b插入连接器13而装配后的状态下，形成于被装配部15b的布线图案(省略图示)与这些端子列接触。

连接器13为了防止装配的被装配部15b的脱落，具有构成锁机构的摇动部13a(还参照图11)。摇动部13a设置为相对于连接器13摇动而开闭自如。在将被装配部15b装配于连接器13之前电子设备4搬入作业台3的状态下，摇动部13a预先处于起立姿势而成为锁被解除的状态(参照图9)。然后，如图3所示，在将被装配部15b装配于连接器13之后，使锁有效。即，推倒摇动部13a而为闭状态，由摇动部13a压住被装配部15b防止脱落。

在图1中，作业台3能够实现升降动作以及水平面内的旋转动作。在以电子设备4为作业对象的线缆15的装配作业中，通过使作业台3升降，由此使电子设备4位于给定的作业高度。此外，通过使作业台3旋转，由此在电子设备4中将设置有作为作业对象的连接器13的边位置对准至以下说明的自动机械部5作业的给定的作业位置。

在基台2的上表面2a的角部立设有角柱2b，在角柱2b的上端部架设有水平的架台2c。在架台2c的侧面配置有具备触摸面板的操作面板10。以自动机械部5为对象的操作、动作指示用的指示输入是通过经由操作面板10的触摸操作输入来执行的。操作面板10具有显示功能。在电子设备制造装置1所执行的线缆装配动作中发生了异常、不良状况的情况下的通知显示于操作面板10。另外，关于电子设备制造装置1的坐标系，从作业装置的正面观察，将在左右水平的方向设为X轴，将与X轴在前后方向上正交的轴设为Y轴，将与X轴、Y轴在上下方向上正交的轴设为Z轴。

在架台2c的下表面，配设有以下说明的内置了自动机械部5的驱动机构的固定基座部6。在固定基座部6内置有单独动作的6个伺服驱动机构，各个伺服驱动机构单独驱动从固定基座部6向下方延伸出的6根连杆构件7。连杆构件7的下端部与基座部8结合。在上述结构中，固定基座部6、连杆构件7、基座部8构成自动机械部5。

自动机械部5是具有单独动作的6根连杆构件7的6自由度类型的平行连杆自动机械，从固定基座部6向下方延伸出的6根连杆构件7的下端部与作为执行将线缆15装配于连接器13的装配作业的作业单元的头部9的基座部8结合。

接下来，参照图4、图5来说明头部9的结构。图4是实施方式的电子设备制造装置1的组装于自动机械部5的头部9的立体图。图5是实施方式的电子设备制造装置1的组装于自动机械部5的头部9的结构说明图。另外，图5表示图4中的A向视图。在图4中，基座部8是在中心部具有圆形的开口部8a的多边形状的板状构件。在基座部8的对置的侧边，线缆保持工具20以及连接器锁工具30分别以使下部朝向基座部8的中心的倾斜姿势来安装。在与线缆保持工具20和连接器锁工具30对置的对置线正交的侧边，投光器50以使下部朝向基座部8的中心的倾斜姿势来安装。进而，在开口部8a的上方，摄像部40以使摄像方向朝向铅垂下方的姿势来配设。

如图5所示，连杆构件7经由万向接头7a而与基座部8结合。而且，根据该结构，能够通过自动机械部5使安装于基座部8的线缆保持工具20、连接器锁工具30以及投光器50进行6自由度的移动动作。由此，能够相对于被作业台3保持的电子设备4而使线缆保持工具20、连接器锁工具30、摄像部40以及投光器50相对移动。

线缆保持工具20具有对向连接器13装配的线缆15进行保持的功能。连接器锁工具30为使连接器13具备的锁机构有效而使用。摄像部40对被线缆保持工具20保持的线缆15和作为被作业台3保持的工件的电子设备4的连接器13进行摄像。此外，投光器50向被线缆保持工具20保持的线缆15和被作业台3保持的电子设备4的连接器13投光高度计测用的光。

通过控制部60(参照图8)控制自动机械部5、线缆保持工具20、连接器锁工具30、摄像部40以及投光器50来工作。根据该动作，由电子设备制造装置1执行将带状的线缆15装配于构成电子设备4的电子电路的一部分的连接器13的线缆装配作业、以及该线缆装配作业附带的图像辨识以及高度辨识用的处理。

接下来，对线缆保持工具20的结构进行说明。在图5所示的基座部8中，在从表示多个万向接头7a的中心位置的驱动中心设置的开口部8a向左方向隔开的侧边部，结合了向下方延伸出的保持支架23。在保持支架23的下端部，使驱动构件22a进退的结构的致动器22以使进退方向朝向内侧斜下方的姿势来结合。在驱动构件22a的前端部，结合了具有通过真空吸附将线缆15保持于下表面设置的保持面的功能的线缆保持部21。通过驱动致动器22，从而线缆保持部21朝向头部9中的驱动中心而在内侧斜下方(箭头a)进退。

接下来，对连接器锁工具30的结构进行说明。在图5中，在从开口部8a向右方向隔开的侧边部，结合了向下方延伸出的保持支架34。在保持支架34的下端部，使驱动构件33a进退的结构的致动器33以使进退方向朝向内侧斜下方的姿势来结合。在驱动构件33a的前端，辊31经由由板簧等弹性件构成的缓冲部32来结合。通过驱动致动器33，从而辊31在内侧倾斜方向(箭头b)进退。

如前述，连接器13具备的锁机构利用连接器锁工具30将起倒自如地设置于连接器13的摇动部13a推倒，由此进行被装配部15b向连接器13的固定。为了在连接器13中推倒摇动部13a而使锁为有效的状态，相对于起立的状态的摇动部13a而从侧面侧使辊31抵接，由辊31推倒摇动部13a(参照图13(c))。

接下来，对摄像部40的结构以及功能进行说明。在基座部8的上表面立设于开口部8a附近的支架41，由光学透镜部42以及摄像机43构成的摄像部40以使光轴43a朝向作业台3侧的朝下姿势来配设。即，摄像部40安装于通过自动机械部5而与线缆保持工具20一起移动的基座部8。在使自动机械部5工作从而使头部9位于被作业台3保持的电子设备4的上方的状态下，由摄像部40进行摄像。根据该动作，获取被线缆保持工具20保持的线缆15的被装配部15b和被作业台3保持的电子设备4的连接器13的图像(第1图像)。

在基座部8的下表面侧，以包围开口部8a的配置，将支承构件44立设于下方。在支承构件44的下端部，保持有与电子设备4的外形形状对应的照明保持板45。在照明保持板45的下表面，装配有由发光二极管(LED)等发光体构成的照明46。在由摄像部40进行摄像时，使照明46点亮来照明摄像对象的线缆15、连接器13。

接下来，对投光器50的结构以及功能进行说明。在基座部8中与线缆保持工具20和连接器锁工具30对置的对置线正交的位置，配设有投光器50。投光器50在前端面具有设置了用于照射狭缝光的狭缝孔51a的发光部51。发光部51通过固定支架55而与基座部8结合的保持块54嵌合从而被保持，以使狭缝孔51a朝向内侧斜下方的姿势来配设。

图6表示从如此配设的投光器50投光了高度计测用的光的状态。即，通过使投光器50工作，由此来自发光部51的狭缝孔51a的、光束在一方向上变窄的狭缝状的狭缝光52，从投光方向DR(参照图7(a))朝向处于被线缆保持工具20和连接器锁工具30夹持的位置的作为计测对象物的线缆15和连接器13投光。该计测对象物位于摄像部40的摄像视野40a，在使投光器50工作的状态下由摄像部40对计测对象物进行摄像，由此获取被照射了高度计测用的光的线缆15和连接器13的图像(第2图像)。

在第2图像中包含：照射至计测对象物的狭缝光52反射并被摄像部40的摄像机43受光而出现在画面上的狭缝光53。即，狭缝光53是狭缝光52反射而被摄像到的图像中的狭缝光图像，在本说明书中，标注包含“53”的符号的“狭缝光”全部意味着狭缝光图像。

在本实施方式中，基于上述的包含狭缝光53的第2图像来对计测对象物的高度进行计测。图7表示这样进行的高度计测的计测原理。在此，示出计测载置于基准平面PL0的计测对象物T的上表面的高度不同的两个面、即相对于基准平面PL0而分别处于高度尺寸H1、H2的位置的计测对象面PL1、PL2的高度的例子。

如图7(a)所示，对于计测对象物T，从相对于作为垂直方向的Z轴而成给定的倾斜角θ的投光方向DR投光高度计测用的狭缝光52。然后，狭缝光52照射至基准平面PL0、计测对象面PL1、PL2，从而在这些面由于狭缝光52而分别出现狭缝光照射线52a(0)、52a(1)、52a(2)。

而且，在从上方摄像被照射了狭缝光52的状态的计测对象物T而获取到的平面图像中，如图7(b)所示，出现从狭缝光照射线52a(0)、52a(1)、52a(2)反射的光被受光的狭缝光53(0)、53(1)、53(2)。在该平面图像中，狭缝光53(1)、53(2)出现在与狭缝光53(0)分别隔开平面尺寸D1、D2的位置。

这种平面尺寸D1、D2是通过从自Z轴倾斜了倾斜角θ的投光方向DR投光狭缝光52而产生的。因而，通过获取图7(b)所示的平面尺寸D1、D2，从而能够通过几何运算来求出图7(a)所示的高度尺寸H1、H2。另外，在作为高度计测对象而需要的项目是计测对象面PL1、PL2的高度差(H2-H1)的情况下，无需单独求出图7(b)所示的平面尺寸D1、D2，只要根据平面图像直接仅求出尺寸差(D2-D1)即可。

在本实施方式中，由投光器50向被线缆保持工具20保持的线缆15和被作业台3保持的电子设备4的连接器13投光高度计测用的狭缝光52。然后，根据由摄像部40摄像该状态的线缆15和连接器13而获得的第2图像，求出线缆15的被装配部15b和连接器13的高度差。由此，在通过自动机械部5使线缆保持工具20移动来进行线缆装配动作时，对与适当的规定高度差的偏差进行修正。

接下来，参照图8来说明电子设备制造装置1的控制系统的结构。图8是表示实施方式的电子设备制造装置1的控制系统的结构的框图。控制部60与自动机械部5、作业台3、摄像部40(摄像机)、照明46、投光器50、驱动线缆保持工具20的致动器22、驱动连接器锁工具30的致动器33、操作面板10以及通知部64相连接。

控制部60对自动机械部5、作业台3、致动器22、致动器33进行控制，由此执行图9、图13所示的线缆装配动作。在线缆装配动作的执行过程中，控制部60对摄像部40、投光器50以及照明46进行控制，执行被线缆保持工具20保持的线缆15的被装配部15b和被作业台3保持的电子设备4的连接器13在二维平面方向上的位置以及在高度方向上的位置检测用的辨识处理。在此，线缆15和连接器13在二维平面方向上的位置是从上方观察线缆15和连接器13的情况下的位置。而且，线缆15和连接器13在高度方向上的位置是与在二维平面方向上的位置大致正交的方向的、表示线缆15和连接器13的高度的位置。这些处理的执行用的操作指令经由操作面板10来输入，由此控制部60执行给定的控制处理。通知部64进行使操作面板10显示在电子设备制造装置1执行线缆装配动作的执行过程中发生了异常、不良状况的情况下的通知的处理。

此外，控制部60可以具有作为内部控制处理功能的图像辨识部61、高度辨识部62以及装配动作运算部63。进而，图像辨识部61可以构成为包括连接器辨识部61a和线缆辨识部61b。高度辨识部62可以构成为包括连接器高度辨识部62a和线缆高度辨识部62b。

图像辨识部61的连接器辨识部61a和线缆辨识部61b根据由摄像部40摄像到的线缆15和连接器13的第1图像(参照图10所示的辨识图像40b)，分别辨识线缆15和连接器13的位置。摄像部40以及图像辨识部61构成对被线缆保持工具20保持的线缆15和被作业台3保持的电子设备4的连接器13在二维平面方向上的位置(从上方观察的位置)进行检测的第1位置检测部。

高度辨识部62的连接器高度辨识部62a和线缆高度辨识部62b根据由摄像部40摄像到的被照射了高度计测用的光(狭缝光52)的线缆15和连接器13的第2图像(参照图11所示的辨识图像40c)，分别辨识线缆15和连接器13的高度。摄像部40、投光器50以及高度辨识部62构成对被线缆保持工具20保持的线缆15和被作业台3保持的电子设备4的连接器13在高度方向上的位置进行检测的第2位置检测部。

装配动作运算部63在通过自动机械部5使线缆保持工具20移动而将线缆15装配于连接器13的线缆装配动作中，基于第1位置检测部的检测结果和第2位置检测部的检测结果，进行通过自动机械部5使线缆保持工具20移动时的位置修正运算。在此，第1位置检测部的检测结果是线缆15和连接器13在二维平面方向上的位置的检测结果。第2位置检测部的检测结果是线缆15和连接器13在高度方向上的位置的检测结果。即，控制部60在线缆装配动作中基于第1位置检测部和第2位置检测部的检测结果来控制自动机械部5。

接下来，参照图9、图13来说明前述结构的电子设备制造装置1所执行的线缆装配作业。图9、图13是实施方式的电子设备制造装置1所执行的线缆装配动作的动作说明图。这里所示的线缆装配作业相当于将带状的线缆15装配于构成电子设备4的电子电路的一部分的连接器13的电子设备制造方法。

在线缆装配作业时，首先，将作为具有连接器13的工件的电子设备4搬入电子设备制造装置1而使作业台3保持(工件保持工序)。图9(a)表示被作业台3保持的执行线缆装配作业之前的电子设备4的状态。即，作为线缆装配作业的对象的线缆15是其一端15a在电子设备4中与形成于电路基板12的电子电路(省略图示)连接的状态，成为使设置于另一端的被装配部15b朝上的姿势。在搬入作业台3上的状态的电子设备4中，连接器13处于摇动部13a起立而锁被解除的状态。

接下来，开始向连接器13装配线缆15的被装配部15b的线缆装配作业。在此，首先，使自动机械部5工作而使线缆保持工具20移动(箭头c)。然后，使线缆保持工具20的线缆保持部21的前端靠近立起姿势的线缆15。接下来，如图9(b)所示，使线缆保持工具20进行临时保持动作(箭头d)。也就是，使设置于线缆保持部21的下表面的保持面接触线缆15的中间位置，通过真空吸附来临时保持线缆15。

接下来，进行保持位置调整动作。即，如图9(c)所示，使线缆保持工具20移动而使得线缆15的被装配部15b成为从线缆保持部21的前端突出了预先规定的突出长度B的状态(箭头e)，由此来调整线缆保持部21保持的保持位置。而且，在对线缆15的保持位置进行了调整之后，通过线缆保持部21对线缆15进行真空吸附，从而由线缆保持工具20来保持线缆15(线缆保持工序)。

接下来，如图9(d)所示，使保持了线缆15的线缆保持工具20移动(箭头f)，从而将由线缆保持工具20保持的线缆15的被装配部15b相对于连接器13进行临时定位(临时定位工序)。该临时定位是边调整线缆保持工具20的位置边进行的，使得线缆15的被装配部15b与连接器13同时位于摄像部40的摄像机43能够摄像的摄像视野40a。在此，预先设定了如从线缆保持部21突出了突出长度B的被装配部15b位于上述的摄像视野40a那样的线缆保持工具20的临时停止位置。

在该临时定位状态下，由线缆保持工具20的线缆保持部21保持的线缆15的被装配部15b处于如下状态：起因于保持动作中的位置误差等而在二维平面方向上发生位置偏离，除此之外，起因于线缆15的翘曲变形等而在高度方向上也发生了位置偏离。进而，关于连接器13也处于如下状态：起因于作业台3中的电子设备4的位置保持误差、电子设备4中的连接器13的位置误差、进而连接器13自身的形状误差等，在二维平面方向上发生位置偏离，除此之外，在高度方向上也发生了位置偏离。即，连接器13与装配于连接器13的被装配部15b的相对位置关系处于包括二维平面方向、高度方向的三维的位置偏离状态，进而，该位置偏离状态在作为装配作业对象的每个连接器13中有偏差。

为了对这种连接器13与线缆15的位置关系的偏差进行修正，在本实施方式所示的电子设备制造装置1中，通过图像辨识部61、高度辨识部62的辨识处理功能来进行用于使连接器13和被装配部15b位置对准的辨识处理。在此，对连接器13和被临时定位的线缆15在二维平面方向上的位置进行检测的第1位置检测工序通过图像辨识部61的辨识处理功能来进行，进而，对连接器13和被临时定位的线缆15在高度方向上的位置进行检测的第2位置检测工序通过高度辨识部62的辨识处理功能来进行。

在第1位置检测工序中，在图9(d)所示的临时定位状态下，由摄像部40摄像被线缆保持工具20保持并被临时定位的线缆15和被作业台3保持的电子设备4的连接器13(第1摄像工序)。由此，获取图10所示的作为第1图像的辨识图像40b。

在该辨识图像40b中，连同构成锁机构的摇动部13a成为开状态的线缆装配前的连接器13的图像一起，出现了俯视观察对装配于该连接器13的线缆15进行了保持的线缆保持工具20的线缆保持部21的前端部而获得的图像。另外，在辨识图像40b中，将连接器13的长边方向定义为第1方向，将与第1方向正交且连结被装配部15b和连接器13的方向定义为第2方向。在图11、图14、图16、图18中也同样。

然后，根据在第1摄像工序中摄像到的辨识图像40b，通过图像辨识部61的辨识处理功能来辨识线缆15和连接器13的位置(第1图像辨识工序)。具体而言，在辨识图像40b中求出用于检测连接器13的位置的特征点A、B、C的位置，将特征点B、C的中点设为表示连接器13的位置的代表点M1(参照图10)。进而，求出用于检测被装配部15b的位置的特征点J、K的位置，将特征点J、K2的中点设为表示被装配部15b的位置的代表点M2。

在本实施方式中，除了上述的二维方向的位置检测之外，还对连接器13和被临时定位的线缆15的被装配部15b在高度方向上的位置进行检测(第2位置检测工序)。在该第2位置检测工序中，使投光器50工作而向被线缆保持工具20保持的线缆15的被装配部15b和被作业台3保持的电子设备4的连接器13投光狭缝状的狭缝光(参照图6所示的狭缝光52)，作为高度计测用的光(计测光照射工序)。

接下来，由摄像部40摄像被照射了高度计测用的光的线缆15的被装配部15b和连接器13(第2摄像工序)。由此，获取图11所示的作为第2图像的辨识图像40c。然后，根据辨识图像40c，通过高度辨识部62的辨识处理功能来辨识线缆15的被装配部15b和连接器13的高度(第2图像辨识工序)。

以下，对在第2位置检测工序中执行的处理的详细内容进行说明。在上述的辨识图像40c中，包含：作为照射的狭缝光52在线缆15的被装配部15b和连接器13的表面反射而被摄像机43受光的图像的狭缝光53。在此，在包括从线缆保持部21突出的被装配部15b中作为计测对象被设定的范围以及连接器13的整个范围的第2方向的照射范围，照射狭缝光52。

此时，如图6中说明过的那样，从自Z轴倾斜了规定的倾斜角θ的投光方向DR照射狭缝光52，因此辨识图像40c中的狭缝光53根据计测对象面的高度而以在作为投光方向DR的平面方向的第1方向上发生了位置偏离的状态来呈现。即，在计测对象中安装了连接器13的电子设备4的上表面，由于在其摄像范围中高度最低，因此照射至相当于电子设备4的上表面的部位的狭缝光52的反射光所产生的狭缝光53a、53e，在辨识图像40c中位于第1方向的最右侧(投光方向DR的相反侧)来呈现。

而且，从照射至连接器13、被装配部15b的上表面的狭缝光52反射的反射光所产生的狭缝光53，根据各个部位的高度而以向第1方向的左侧发生了位置偏离的状态而呈现在辨识图像40c中。即，由于从连接器13的上表面、起立状态的摇动部13a的倾斜面、端子面13c的上表面、被装配部15b的上表面反射的各个反射光，狭缝光53b、53c、53d、53f根据各个部位的高度而以向第1方向的左侧发生了位置偏离的状态来呈现。

在此，由于以修正将被装配部15b装配于连接器13的装配部13b(参照图9(a))时的高度位置为目的，因此将连接器13的上表面以及被装配部15b中的前端部附近的上表面设定为计测对象部位。而且，在辨识图像40c中，用于检测在这些计测对象部位上发生了反射的狭缝光的搜索线L1、L2分别沿着第1方向被设定。

即，在辨识图像40c的与连接器13的上表面对应的位置，搜索线L1基于特征点A、B以及预先设定为给定长度的参照尺寸R1、R2、R3而如以下那样设定。如图12(a)所示，在连结特征点A、B的线段AB中，将与特征点A向特征点B侧隔开参照尺寸R1的点设为辅助点E。而且，在从辅助点E起与线段AB正交的第1方向的直线中设定如下搜索线L1：将与辅助点E隔开参照尺寸R2的点设为搜索开始位置S1，将与辅助点E隔开参照尺寸R3的点设为搜索结束位置G1。

此外，在辨识图像40c的与被装配部15b的前端部附近的上表面对应的位置，搜索线L2基于特征点J、K以及预先设定为给定长度的参照尺寸R4、R5、R6而如下那样设定。如图12(b)所示，在连结特征点J、K的线段JK中，将与特征点J向特征点K侧分别隔开参照尺寸R4、R5的点分别设为辅助点F、H。而且，在从辅助点F、H起分别与线段JK正交的第2方向的直线中设定如下搜索线L2：将与辅助点F在被装配部15b的内侧方向(图中为下侧方向)上隔开参照尺寸R6的点设为搜索开始位置S2，将与辅助点H隔开参照尺寸R6的点设为搜索结束位置G2。

在基于图11所示的辨识图像40c的高度计测中，沿着如此设定的搜索线L1、L2来进行检测明亮度的搜索。首先，在沿着连接器13的上表面所设定的搜索线L1来检测明亮度的搜索中，搜索线L1和狭缝光53b的交点检测为比其他位置明亮的检测点P1。

然后，基于该检测点P1在第1方向上的位置来求出连接器13的上表面的检测点P1处的高度。在该高度检测中，例如，求出检测点P1与表示电子设备4的上表面上的狭缝光53的狭缝光53a的位置偏离量Db，从而能够求出连接器13的上表面相对于电子设备4的上表面的相对高度。另外，也能够将最靠近被装配部15b的装配部位的端子面13c设定为计测对象部位，在端子面13c设定搜索线L1。但是，在端子面13c设置端子列从而凹凸程度大，作为计测对象部位而不优选，因此在本实施方式中将连接器13的主体的上表面设为计测对象部位。

接下来，在沿着被装配部15b的上表面所设定的搜索线L2来检测明亮度的搜索中，搜索线L2和狭缝光53f的交点检测为比其他位置明亮的检测点P2。然后，基于该检测点P2在第1方向上的位置来求出被装配部15b的前端部附近处的上表面的高度。例如，求出检测点P2与表示电子设备4的上表面上的狭缝光53的狭缝光53e的位置偏离量Df，从而能够求出被装配部15b的上表面相对于电子设备4的上表面的相对高度。

上述的处理表示由高度辨识部62执行的第2图像辨识工序中的处理。在此，基于在由图像辨识部61执行的第1图像辨识工序中获得的线缆15和连接器13的特征点(特征点A、B、J、K)的位置，设定搜索线L1、L2。然后，沿着设定的搜索线L1、L2来搜索明亮度，由此来缩减辨识图像40c中包含的狭缝光53的检测处(在此，是指狭缝光53b中的检测点P1、狭缝光53f中的检测点P2)。

另外，在上述例中，在对线缆15的被装配部15b和连接器13的高度进行计测的高度计测中，示出求出相对于电子设备4的上表面的各个单独高度的例子。但是，也可以直接求出被装配部15b相对于连接器13的相对高度。高度计测的目的在于，求出向连接器13装配被装配部15b时在高度方向上的位置偏离修正量。为此，通过在辨识图像40c中求出狭缝光53b和狭缝光53f在第1方向上的位置偏离量，从而能够直接求出被装配部15b相对于连接器13的相对高度。

如此一来，执行第1位置检测工序和第2位置检测工序，从而检测出线缆15的被装配部15b和连接器13在二维平面方向上的位置以及在高度方向上的位置。然后，基于第1位置检测工序、第2位置检测工序中的检测结果，由控制部60控制自动机械部5，由此使线缆保持工具20移动而将线缆15的被装配部15b装配于连接器13(连接器装配工序)。

在该连接器装配工序中，对保持了线缆15的线缆保持工具20进行位置对准，以使得：连接器13、被装配部15b各自的代表点M1、M2(参照图10所示的辨识图像40b)配置在适当的位置，进而，被装配部15b相对于连接器13的装配部13b而成为适当的高度。与此同时，如图13(a)所示，使线缆保持工具20移动(箭头g)，将线缆15的被装配部15b从略倾斜方向插入电子设备4的连接器13的装配部13b。此时，摇动部13a处于起立的开状态，不会妨碍被装配部15b的插入。

接下来，如图13(b)所示，调整线缆保持工具20的姿势(箭头h)，使被装配部15b为水平姿势，从而使形成于被装配部15b的布线图案接触连接器13的端子面13c(参照图9(a))。如此一来，在将线缆15装配于连接器13之后，进行使连接器13中的线缆15的锁有效的操作。

即，如图13(c)所示，使连接器锁工具30靠近作为锁操作的对象的连接器13(箭头i)。然后，使连接器锁工具30的辊31从倾斜上方抵接起立状态的摇动部13a并进行按压，通过缓冲部32的弹力而推倒摇动部13a。由此，连接器13的装配部13b所装配的被装配部15b如图13(d)所示那样被摇动部13a压住，防止线缆15从连接器13的脱落。

另外，在上述的图11所示的第1实施例中，示出在作为计测对象部位的被装配部15b仅在一处设定搜索线L2的例子。但是，根据被装配部15b的变形状态，也可以在被装配部15b的多处设定搜索线。例如，在图14所示的第2实施例中，示出在被装配部15b中作为线缆15的装配方向的第2方向的不同位置设定了两处的搜索线L2、L3的例子。

然后，在第2位置检测工序中的第2图像辨识工序之中，通过在辨识图像40c中沿着搜索线L2、L3搜索明亮度，由此检测作为与狭缝光53f的交点的检测点P2、P3。此时，在被装配部15b发生了前端部的下垂等在第2方向上发生了三维变形的情况下，检测点P2、P3在第1方向上的位置根据该位置处的高度而不同。

例如，在这里所示的例子中，与电子设备4的上表面对应的狭缝光53e和检测点P2、P3在第1方向上的位置偏离分别成为位置偏离量Df(2)和比其大的位置偏离量Df(3)。由此，检测出被装配部15b是靠近前端部的检测点P2比检测点P3更向下方变形的下垂形状。

即，在第2实施例中，在高度辨识部62所执行的第2图像辨识工序中，至少在线缆15的表面的多处检测狭缝光53f来辨识高度。在此，也可以在线缆15的表面以外的期望的位置检测狭缝光来检测高度。

此外，图15、图16表示具备多个构成第2位置检测部的投光器的例子(第3实施例)。如图15所示，在基座部8中与线缆保持工具20和连接器锁工具30对置的对置线正交的位置，两个投光器50A、50B对置地配设。投光器50A、50B均在前端面具有设置了用于照射狭缝光的狭缝孔51a的发光部51。

通过使投光器50A、50B工作，由此从各自的发光部51的狭缝孔51a，将与图6所示的狭缝光52同样的狭缝光52，从对置的方向的投光方向DRA、DRB投光至处于被线缆保持工具20和连接器锁工具30夹持的位置的线缆15和连接器13。线缆15和连接器13位于摄像部40的摄像视野40a。因而，在使投光器50A、50B工作的状态下由摄像部40摄像，由此获取被照射了高度计测用的光的线缆15和连接器13的图像(第2图像)。在该第2图像中，包含照射至线缆15和连接器13的狭缝光52发生反射而被摄像部40的摄像机43受光由此出现在画面上的狭缝光53A、53B。

图16是表示包括如此照射的狭缝光52发生反射而出现在画面上的狭缝光53A、53B的辨识图像40c。在第3实施例中，也通过辨识图像40c中的高度辨识部62的辨识处理功能来辨识线缆15的被装配部15b和连接器13的高度。

在第3实施例中，由多个投光器50A、50B分别单独地向连接器13、被装配部15b投光狭缝光52，由此在辨识图像40c的第1方向上的两个位置处获取狭缝光53A、53B。然后，在狭缝光53A、53B的各个狭缝光中，与以图11所示的狭缝光53为对象的情况同样地，单独计测被装配部15b和连接器13的高度。

在辨识图像40c中，由于投光方向DRA、DRB是相向的方向，因此因狭缝光53A、53B而高度差所引起的向第1方向发生位置偏离的位置偏离方向呈现得不同。即，在狭缝光53A中，呈现为高度越高则狭缝光53A越向左侧偏移，在狭缝光53B中，呈现为高度越高则狭缝光53B越向右侧偏移。

而且，在第3实施例中，根据狭缝光53Ab、53Af在第1方向上的位置来求出狭缝光53A的位置处的被装配部15b和连接器13的高度。而且，根据狭缝光53Bb、53Bf在第1方向上的位置来求出狭缝光53B的位置处的被装配部15b和连接器13的高度。即，在第3实施例中，能够求出第1方向上的不同的两个位置处的被装配部15b和连接器13的高度。

进而，图17、图18表示作为构成第2位置检测部的投光器而使用具有具备多个狭缝孔51a的发光部51c的投光器50C的例子(第4实施例)。如图17所示，在基座部8中与线缆保持工具20和连接器锁工具30对置的对置线正交的位置，配设有投光器50C。投光器50C在前端面具有设置了用于照射狭缝光的多个狭缝孔51a的发光部51c。

通过使投光器50C工作，由此从各个狭缝孔51a，将与图6所示的狭缝光52同样的狭缝光52从同一投光方向DR投光至处于被线缆保持工具20和连接器锁工具30夹持的位置的线缆15和连接器13。线缆15和连接器13位于摄像部40的摄像视野40a，在使投光器50C工作的状态下由摄像部40摄像，由此来获取被照射了高度计测用的光的线缆15和连接器13的图像(第2图像)。在该第2图像中，包含照射至线缆15和连接器13的多个(在此为两个)狭缝光52发生反射而被摄像部40的摄像机43受光由此出现在画面上的狭缝光53C1、53C2。

图18是表示包括如此照射的两个狭缝光52发生反射而出现在画面上的狭缝光53C1、53C2的辨识图像40c。在第4实施例中，也通过辨识图像40c中的高度辨识部62的辨识处理功能来辨识线缆15的被装配部15b和连接器13的高度。

在第4实施例中，由具备两个狭缝孔51a的投光器50C向连接器13、被装配部15b投光两个狭缝光52，由此在辨识图像40c的第1方向上的两个位置处获取狭缝光53C1、53C2。然后，在狭缝光53C1、53C2的各个狭缝光中，与以图11所示的狭缝光53为对象的情况同样地，单独计测被装配部15b和连接器13的高度。

在辨识图像40c中，由于从两个狭缝孔51a以同一投光方向DR投光狭缝光52，因此关于狭缝光53C1、53C2的任意狭缝光，高度差所引起的向第1方向发生位置偏离的位置偏离方向均为同一方向。即，在狭缝光53C1、53C2的任意狭缝光中，均呈现为高度越高则狭缝光53C1、53C2越向左侧偏移。另外，在两个狭缝光52从具有同一倾斜角度θ的投光方向DR投光的情况下，辨识图像40c中的第1方向的位置偏离量与实际的高度差的换算比率，关于狭缝光53C1、53C2的任意狭缝光均相同。相对于此，在两个狭缝光52从具有不同倾斜角度θ的投光方向DR投光的情况下，上述的换算比率根据倾斜角度θ而不同。

而且，在第4实施例中，也与前述例同样地，根据狭缝光53C1b、狭缝光53C1f在第1方向上的位置来求出狭缝光53C1的位置处的被装配部15b和连接器13的高度。而且，根据狭缝光53C2b、狭缝光53C2f在第1方向上的位置来求出狭缝光53C2的位置处的被装配部15b和连接器13的高度。即，在第4实施例中，也能够求出第1方向上的不同的两个位置处的被装配部15b和连接器13的高度。

即，在上述的第3实施例、第4实施例中，在对连接器13和被临时定位的线缆15的被装配部15b在高度方向上的位置进行检测的第2位置检测工序中的计测光照射工序之中，照射多个(在这里所示的例子中为两个)狭缝光52。因此，如前述那样能够求出第1方向上的不同的两个位置处的被装配部15b和连接器13的高度。由此，在将被装配部15b装配于连接器13的连接器装配动作中，能够实现连同连接器13和被装配部15b在第2方向上的高度关系一起还将第1方向上的高度关系、例如被装配部15b的扭曲变形等考虑在内的位置修正动作。

如上述说明过的那样，在本实施方式所示的电子设备制造装置1所执行的电子设备制造方法中，构成为在将带状的线缆15装配于被作业台保持的电子设备的连接器13的连接器装配作业时，使保持线缆15的线缆保持工具20移动而装配于连接器13。然后，根据摄像被线缆保持工具20保持的线缆15和电子设备的连接器13而获得的第1图像，检测线缆15和连接器13在二维平面方向上的位置(从上方观察的位置)。进而，根据摄像由投光器50向被线缆保持工具20保持的线缆15和连接器13投光狭缝光的状态而获得的第2图像，检测线缆15和连接器13在高度方向上的位置(与二维平面方向的位置大致正交的方向的位置)。然后，基于这些检测结果来控制线缆15向连接器13的装配动作。

由此，在线缆15和连接器13的位置对准时，不仅仅是二维平面方向，也能够将高度方向的位置误差包含在内来修正。因此，即便是对于易于挠曲的终端而以具有与连接器13的高度方向的位置误差的线缆15为对象的情况，也能够通过简单结构的设备来使连接作业自动化。

根据本公开，对于易于挠曲的终端而能够通过简单结构的设备来使具有与连接器的高度方向的位置误差的线缆的连接作业自动化。

产业上的可利用性

本公开的电子设备制造装置以及电子设备制造方法具有如下效果：对于易于挠曲的终端而能够通过简单结构的设备来使具有与连接器的高度方向的位置误差的线缆的连接作业自动化。因而，本公开的电子设备制造装置以及电子设备制造方法在将带状的线缆装配于连接器来制造电子设备的作业领域是有用的。

Claims (16)

1.一种电子设备制造装置，将线缆装配于构成电子电路的一部分的连接器，该电子设备制造装置具备：

线缆保持工具，对所述线缆进行保持；

基座部，装配有所述线缆保持工具；

自动机械部，通过使所述基座部移动，相对于具备装配所述线缆的被装配部的所述连接器的工件而使所述线缆保持工具相对移动；

第1位置检测部，包括摄像部，检测被所述线缆保持工具保持的所述线缆和所述工件的所述连接器在二维平面方向上的位置；

第2位置检测部，包括所述摄像部和照射高度计测用的光的投光器，检测被从所述投光器照射了所述高度计测用的光且被所述线缆保持工具保持的所述线缆和所述工件的所述连接器在高度方向上的位置；和

控制部，基于所述第1位置检测部和所述第2位置检测部的检测结果来控制所述自动机械部，

所述自动机械部使所述线缆保持工具移动，使得被所述线缆保持工具保持的所述线缆的所述被装配部与所述连接器同时位于所述摄像部能够摄像的摄像视野，

所述摄像部在所述第1位置检测部和所述第2位置检测部中摄像位于所述摄像视野的所述线缆和所述连接器。

2.根据权利要求1所述的电子设备制造装置，其中，

所述第1位置检测部具有：

图像辨识部，根据由所述摄像部摄像到的第1图像来辨识所述线缆和所述连接器的位置。

3.根据权利要求2所述的电子设备制造装置，其中，

所述第2位置检测部具有：

高度辨识部，根据由所述摄像部摄像到的被照射了所述高度计测用的光的所述线缆和所述连接器的第2图像来辨识所述线缆和所述连接器的高度。

4.根据权利要求3所述的电子设备制造装置，其中，

从所述投光器照射的高度计测用的光是狭缝状的狭缝光。

5.根据权利要求4所述的电子设备制造装置，其中，

所述第2图像中包含在所述线缆和所述连接器的表面发生了反射的所述狭缝光，

所述高度辨识部基于由所述图像辨识部获得的所述线缆和所述连接器的特征点的位置，缩减所述第2图像中包含的所述狭缝光的检测处。

6.根据权利要求4所述的电子设备制造装置，其中，

所述第2图像中包含在所述线缆和所述连接器的表面发生了反射的所述狭缝光，

所述高度辨识部至少在所述线缆的表面的多处检测所述狭缝光来辨识高度。

7.根据权利要求4所述的电子设备制造装置，其中，

从所述投光器照射多个狭缝光。

8.根据权利要求3所述的电子设备制造装置，其中，

所述投光器是多个投光器之中的一个，

所述多个投光器照射所述高度计测用的光。

9.根据权利要求1所述的电子设备制造装置，其中，

所述摄像部和所述投光器安装于所述基座部。

10.一种电子设备制造方法，通过电子设备制造装置将线缆的被装配部装配于工件所具备的连接器，

所述电子设备制造装置具备基座部，该基座部装配有对所述线缆进行保持的线缆保持工具，

所述电子设备制造方法包括：

线缆保持工序，由所述线缆保持工具保持所述线缆；

临时定位工序，通过使所述基座部移动而使所述线缆保持工具移动，使得被所述线缆保持工具保持的所述线缆的所述被装配部与所述连接器同时位于摄像部能够摄像的摄像视野，从而将由所述线缆保持工具保持的所述线缆相对于所述连接器进行临时定位；

第1位置检测工序，检测所述连接器和被临时定位的所述线缆在二维平面方向上的位置；

第2位置检测工序，从投光器向所述连接器和被临时定位的所述线缆照射高度计测用的光来检测在高度方向上的位置；和

连接器装配工序，基于所述第1位置检测工序和所述第2位置检测工序中的检测结果，使所述线缆保持工具移动而将所述线缆装配于所述连接器。

11.根据权利要求10所述的电子设备制造方法，其中，

所述第1位置检测工序具有：

第1摄像工序，对被所述线缆保持工具保持的所述线缆和所述工件的所述连接器进行摄像；和

第1图像辨识工序，根据在所述第1摄像工序中摄像到的第1图像来辨识所述线缆和所述连接器的位置。

12.根据权利要求11所述的电子设备制造方法，其中，

所述第2位置检测工序具有：

计测光照射工序，向被所述线缆保持工具保持的所述线缆和所述工件的所述连接器照射高度计测用的光；

第2摄像工序，对被照射了所述高度计测用的光的所述线缆和所述连接器进行摄像；和

第2图像辨识工序，根据在所述第2摄像工序中摄像到的第2图像来辨识所述线缆和所述连接器的高度。

13.根据权利要求12所述的电子设备制造方法，其中，

所述计测光照射工序的所述高度计测用的光是狭缝状的狭缝光。

14.根据权利要求13所述的电子设备制造方法，其中，

所述第2图像中包含在所述线缆和所述连接器的表面发生了反射的所述狭缝光，

在所述第2图像辨识工序中，基于在所述第1图像辨识工序中获得的所述线缆和所述连接器的特征点的位置，缩减所述第2图像中包含的所述狭缝光的检测处。

15.根据权利要求13所述的电子设备制造方法，其中，

所述第2图像中包含在所述线缆和所述连接器的表面发生了反射的所述狭缝光，

在所述第2图像辨识工序中，至少在所述线缆的表面的多处检测所述狭缝光来辨识高度。

16.根据权利要求13所述的电子设备制造方法，其中，

所述狭缝光是多个狭缝光之中的一个，

所述计测光照射工序照射所述多个狭缝光。

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