CN111687819A - 把持包括连接器的工件的作业工具以及具备作业工具的机器人装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供把持包括连接器的工件的作业工具以及具备作业工具的机器人装置。作业工具具备把持线束的把持机构。把持机构具备把持线材的多个卡盘部和相互对置配置以便夹持线材的两个夹持部件。把持机构的驱动装置包括将第二夹持部件向朝向第一夹持部件的方向移动的移动机构。驱动装置包括移动第一夹持部件以使得在由卡盘部把持线材的状态下旋转线材的旋转机构。

Description

把持包括连接器的工件的作业工具以及具备作业工具的机器 人装置

技术领域

本发明涉及把持包括连接器的工件的作业工具以及具备作业工具的机器人装置。

背景技术

在机器人装置中，通过将与作业对应的作业工具安装到机器人，能够在变更作业工具的位置以及方向的同时进行各种作业。在制造产品的工序中，有将包括线材以及固定于线材的端部的连接器的线束与预定的装置连接的情况。即，有进行将配置于线材的端部的连接器与预定的装置的接受侧连接器连接的作业的情况。

在插入连接器的情况下，确定了连接器相对于接受侧连接器的方向。在将线束与接受侧连接器连接的情况下，需要使连接器的方向与接受侧连接器的插入口的方向匹配。因此，需要根据插入口的方向调整连接器的方向。

在现有技术中，公知有把持一方的端部被固定的线束的连接器并将连接器插入接受侧连接器的机器人装置(例如，日本特开2005－11580号公报以及日本特开2014－176917号公报)。

另外，在现有技术中，公知有一种手，具备在手的内部操作工件的把持部件，以调整被手把持的工件的方向(例如，日本特开平1－274987号公报)。

在载置于载置面的线束的连接器的方向是适当的方向的情况下，当由作业工具把持连接器时，确定了相对于作业工具的连接器的方向。因此，通过机器人变更位置以及姿势，能够将线束与其他的装置的接受侧连接器连接。

然而，根据搬运工件的状态，有连接器的方向未确定的情况。例如，连接器有剖面形状为长方形的情况。在工件的载置面载置有连接器的情况下，有连接器被配置为沿水平方向延伸，或者被配置为沿铅垂方向延伸的情况。在该情况下，当将连接器插入接受侧连接器的插入口时，有连接器相对于插入口的方向的方向不一致的情况。若连接器的方向与插入口的方向不一致，则不能将连接器插入于插入口。另外，当在方向错开的状态下将连接器向插入口插入时，有连接器破损的情况。

考虑有通过使机器人的位置以及姿势变化来调整连接器的方向。然而，有机器人的驱动超过可能的范围而不能将连接器的方向与插入口的方向匹配的情况。

另外，在现有技术中，能够将一方的端部被固定的线束的连接器与预定的部分连接。然而，由于一方的端部被固定，所以存在不能搬运线束这样的问题。例如，有不能将固定于线材的一方的端部的连接器与一个接受侧连接器连接而将固定于另一方的端部的连接器与其他的接受侧连接器连接这样的问题。

发明内容

本公开的一方式的作业工具安装于机器人。作业工具具备把持包括线材以及安装于线材的端部的连接器在内的工件的把持机构。把持机构具备被形成为把持线材的多个卡盘部。把持机构包括以夹持线材的方式相互对置地配置在多个卡盘部彼此之间的区域的两个夹持部件。把持机构包括驱动构成把持机构的部件的驱动装置。驱动装置包括将至少一个夹持部件向两个夹持部件相互接近或者远离的方向移动的移动机构。驱动装置包括旋转机构，该旋转机构将两个夹持部件中的一方的夹持部件相对于另一方的夹持部件相对地移动，以使得在由卡盘部把持线材的状态下旋转线材。移动机构进行驱动而使线材被两个夹持部件夹持，旋转机构进行驱动而使线材绕线材的轴向旋转。

本公开的一方式的机器人装置具备上述的作业工具、移动作业工具的机器人、以及控制作业工具以及机器人的控制装置。机器人装置具备用于检测作业工具把持线材时的连接器的方向的检测器。控制装置基于检测器的输出而检测连接器的方向。控制装置在连接器的方向脱离预先决定的判定范围的情况下，将旋转线材的指令送出到驱动装置。在连接器的方向为判定范围内的情况下，控制装置控制机器人的位置以及姿势以使连接器插入于预先决定的部分。

附图说明

图1是实施方式中的机器人装置的概要图。

图2是实施方式中的机器人装置的框图。

图3是实施方式中的作业工具的立体图。

图4是机器人装置把持线束时的立体图。

图5是作业工具的把持机构的概要立体图。

图6是作业工具的把持机构的另一概要立体图。

图7是实施方式中的作业工具的把持机构的立体图。

图8是作业工具的把持机构的框图。

图9是由机器人装置把持线束的控制的流程图。

图10是由机器人装置将线束与印刷电路基板的接受侧连接器连接的控制的流程图。

图11是实施方式中的倾斜检测照相机拍摄到的图像的例子。

具体实施方式

参照图1～图11对实施方式中的作业工具以及具备作业工具的机器人装置进行说明。本实施方式的机器人装置搬运包括线材以及安装于线材的端部的连接器的工件，并将连接器与其他的装置连接。

图1是本实施方式中的机器人装置的概要图。机器人装置5具备作为末端执行器的作业工具2和移动作业工具2的机器人1。作业工具2安装于机器人1。本实施方式的机器人1是包括多个关节部的多关节机器人。

机器人1包括基座部14和支承于基座部14的旋转基座13。基座部14固定于设置面。旋转基座13形成为相对于基座部14旋转。机器人1包括上部臂11以及下部臂12。下部臂12经由关节部而可转动地支承于旋转基座13。上部臂11经由关节部而可转动地支承于下部臂12。另外，上部臂11绕与上部臂11的延伸方向平行的旋转轴旋转。

机器人1包括与上部臂11的端部连结的联杆15。联杆15经由关节部而可转动地支承于上部臂11。联杆15包括形成为可旋转的凸缘16。作业工具2固定于凸缘16。本实施方式的机器人1具有6个驱动轴，但并不局限于该形式。能够采用可变更作业工具2的位置以及方向的任意的机器人。

本实施方式的作业工具2把持或者释放作为工件的线束81。线束81包括呈线状延伸的线材82。线束81包括安装于线材82的端部的第一连接器83a、第二连接器83b、以及第三连接器83c。线材82能够包括供电的电线或者传递信号的信号线等。线材82也可以包括多个电线或者多个信号线。另外，多个电线或者多个信号线也可以通过捆扎带或者胶带等相互固定。

本实施方式的机器人装置5包括作为配置于机器人1的周围的周边设备的输送器8。输送器8将线束81从其他的位置搬运到能够由作业工具2把持的位置。

本实施方式中的作业工具2把持线束81的线材82。机器人装置5具备检测把持线束81的线材82时的连接器83a、83b、83c的方向的倾斜检测装置。本实施方式的倾斜检测装置包括配置于机器人1的附近的倾斜检测照相机7作为检测器。倾斜检测照相机7固定于架台25。倾斜检测照相机7配置于能够通过机器人1变更位置以及姿势来拍摄被作业工具2把持的线束81的各个连接器83a、83b、83c的位置。此外，本实施方式中的倾斜检测照相机7固定于地面，但并不局限于该形式，也可以形成为可移动。

在本实施方式的机器人装置5中，线束81被输送器8搬运。机器人1变更位置以及姿势，作业工具2把持线束81。另外，机器人1将线束81移动到倾斜检测照相机7的附近。倾斜检测照相机7拍摄各个连接器83a、83b、83c。作业工具2基于由倾斜检测照相机7拍摄到的图像调整作业工具2中的各个连接器83a、83b、83c的方向。

在机器人1的附近配置有作业台。在作业台上配置有作为用于连接线束81的工件的印刷电路基板。在该印刷电路基板配置有连接了各个连接器83a、83b、83c的接受侧连接器。机器人1通过变更位置以及姿势将线束81搬运到印刷电路基板的附近。机器人装置5实施将连接器83a、83b、83c插入到接受侧连接器的插入口的作业。

图2示出本实施方式中的机器人装置的框图。参照图1以及图2，机器人1包括使机器人1的位置以及姿势变化的机器人驱动装置。机器人驱动装置包括对臂以及联杆等构件进行驱动的多个机器人驱动马达17。机器人驱动马达17配置于多个构件中的每个构件。通过机器人驱动马达17进行驱动，从而各个构件的方向发生变化。

机器人装置5的控制装置具备机器人控制装置4。机器人控制装置4包括作为处理器的具有CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)的运算处理装置(计算机)。运算处理装置具有经由总线而与CPU连接的RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)以及ROM(Read Only Memory：只读存储器)等。在机器人控制装置4输入有预先制作的动作程序41，以进行对机器人1、作业工具2、输送器8、以及倾斜检测照相机7的控制。机器人控制装置4包括存储与机器人装置5的控制有关的信息的存储部42。存储部42能够由易失性存储器、非易失性存储器、或者硬盘等可存储信息的存储介质构成。动作程序41存储于存储部42。本实施方式的机器人装置5基于动作程序41搬运线束81。

机器人控制装置4包括送出动作指令的动作控制部43。动作控制部43相当于根据动作程序41驱动的处理器。作为动作控制部43发挥作用的处理器形成为可读取存储于存储部42的信息。处理器读取动作程序41，实施被动作程序41预定的控制，由此作为动作控制部43发挥作用。

动作控制部43将用于基于动作程序41驱动机器人1的动作指令送出到机器人驱动部45。机器人驱动部45包括驱动机器人驱动马达17的电路。机器人驱动部45基于动作指令向机器人驱动马达17供电。

另外，动作控制部43将基于动作程序41驱动作业工具2的动作指令送出到作业工具驱动部44。作业工具驱动部44包括驱动作业工具2的驱动装置65的电路。作业工具驱动部44基于动作指令向作业工具的驱动装置65供电。进一步，动作控制部43基于动作程序41向倾斜检测照相机7送出拍摄图像的指令。

机器人1包括用于检测机器人1的位置以及姿势的状态检测器。本实施方式中的状态检测器包括安装于与臂等构件的驱动轴对应的机器人驱动马达17的位置检测器18。机器人控制装置4能够通过状态检测器的输出获取各个驱动轴中的构件的方向。例如，位置检测器18检测机器人驱动马达17进行驱动时的旋转角。机器人控制装置4基于位置检测器18的输出检测机器人1的位置以及姿势。

机器人装置5的控制装置具备控制输送器8的输送器控制装置9。输送器控制装置9包括具备CPU以及RAM等的运算处理装置(计算机)。输送器控制装置9被形成为能够与机器人控制装置4相互通信。输送器控制装置9接收来自机器人控制装置4的指令而驱动输送器8。另外，输送器控制装置9在输送器8将线束81搬运到预先决定的位置的情况下停止输送器8。输送器控制装置9将停止输送器8的信号发送到机器人控制装置4。

本实施方式的机器人装置5的控制装置具备：控制机器人1、作业工具2以及倾斜检测照相机7的机器人控制装置4；以及控制输送器8的输送器控制装置9，但并不局限于该形式。机器人装置5能够由任意个数的控制装置形成为控制机器人1、作业工具2、倾斜检测照相机7、以及输送器8。

接下来，对本实施方式中的作业工具2进行详细说明。图3示出本实施方式中的作业工具的立体图。图4示出作业工具、线束、以及输送器的立体图。图4示出作业工具2把持线束81之前的状态。参照图2～图4，本实施方式中的作业工具2包括与机器人1连结的基座部件21。基座部件21形成为板状。基座部件21具有与联杆15的凸缘16连结的连结部21a。作业工具2包括经由柱部件23而固定于基座部件21的支承部件22。

作业工具2包括把持线束81的把持机构。本实施方式的作业工具2包括第一把持机构51a、第二把持机构51b、以及第三把持机构51c。本实施方式的把持机构51a、51b、51c被支承部件22支承。

本实施方式中的线束81具有固定于线材82的多个连接器83a、83b、83c。本实施方式的线材82在中途分支。在线材82的多个前端部连接有连接器83a、83b、83c。线束81如箭头97所示被输送器8搬运。

机器人1将作业工具2移动到被搬运的线束81的上方。多个把持机构51a、51b、51c在支承部件22中固定于与多个连接器83a、83b、83c的位置对应的位置。支承部件22具有与线束81的形状对应的形状。支承部件22具有形成为沿着配置有连接器83a、83b、83c的线材82的延伸部22a、22b、22c。例如，延伸部22a沿着固定有第一连接器83a的线材82的延伸方向形成。而且，在各个延伸部22a、22b、22c的前端部固定有把持机构51a、51b、51c。一个把持机构被固定为与一个连接器的位置对应。把持机构51a、51b、51c形成为在各个连接器83a、83b、83c的附近把持线材82。

图5示出本实施方式中的第一把持机构的概要图。在图5中，为了理解把持机构的结构，示意性地示出把持机构。三个把持机构51a、51b、51c彼此的结构相同。这里，对第一把持机构51a进行说明。把持机构51a具有被形成为把持线束81的线材82的多个卡盘部61、62。在本实施方式中，配置有第一卡盘部61和第二卡盘部62。多个卡盘部61、62分开相互间隔配置。本实施方式的多个卡盘部61、62配置于以使线材82呈直线状延伸的方式把持线材82的位置。

各个卡盘部61、62具有如箭头91所示那样移动的爪部61a、62a。本实施方式的把持机构51a包括驱动构成把持机构51a的部件的驱动装置65。通过驱动装置65移动爪部61a、62a，卡盘部61、62能够把持或者释放线材82。

把持机构51a具有被配置为夹持线材82的第一夹持部件63以及第二夹持部件64。本实施方式中的各个夹持部件63、64被形成为板状。夹持部件63、64配置于两个卡盘部61、62彼此之间的区域。两个夹持部件63、64相互对置地配置于线材82的上下方向的两侧。另外，配置为第一夹持部件63的延伸方向和第二夹持部件64的延伸方向相互平行。夹持部件63、64被配置为在由卡盘部61、62把持线材82时沿与线材82延伸的方向垂直的方向延伸。

把持机构51a的驱动装置65具有移动两个夹持部件63、64中至少一个夹持部件的移动机构76。移动机构76调整夹持部件63、64的相对位置以使两个夹持部件63、64相互接近或者远离。本实施方式中的移动机构76包括将第二夹持部件64向箭头92所示的方向移动的夹持部件驱动缸70。移动机构76向与线材82延伸的方向垂直的方向移动第二夹持部件64。

本实施方式的移动机构76形成为移动第二夹持部件64，但不局限于该形式。移动机构也可以形成为移动第一夹持部件63以及第二夹持部件64这两者的部件。或者，移动机构也可以形成为第二夹持部件64不移动，第一夹持部件63朝向第二夹持部件64移动。

把持机构51a的驱动装置65具有在由卡盘部61、62把持线材82的状态下旋转线材82的旋转机构77。旋转机构77将两个夹持部件63、64中的一方的夹持部件相对于另一方的夹持部件相对地移动。旋转机构77将夹持部件63、64向与夹持线材82的方向垂直的方向相对地移动。通过旋转机构77进行驱动，从而线材82绕线材82的轴向旋转。

本实施方式的旋转机构77将第一夹持部件63向箭头94所示的方向移动。第一夹持部件63向第一夹持部件63延伸的方向移动。此外，旋转机构也可以将第一夹持部件63以及第二夹持部件64向相互相反方向移动。或者，旋转机构也可以形成为移动第二夹持部件64，而另一方面，第一夹持部件63停止。

把持机构51a的驱动装置65具有转动两个夹持部件63、64中配置于外侧的第二夹持部件64的机构78。转动第二夹持部件64的机构78包括夹持部件驱动缸70。夹持部件驱动缸70如箭头93所示那样转动第二夹持部件64。第二夹持部件64转动以使得在卡盘部61、62把持线材82时远离配置有线材82的区域。

在图5所示的状态下，第二夹持部件64被配置为与第一夹持部件63对置。在该状态下，第二夹持部件64配置于在由卡盘部61、62把持线材82时线材82通过的区域。第二夹持部件64在由卡盘部61、62把持线材82时与线材82干涉。第二夹持部件64通过向箭头93所示的方向转动，从而远离线材82通过的区域。例如，第二夹持部件64能够配置于由虚线所示的位置。能够避免在由卡盘部61、62把持线材82时第二夹持部件64与线材82干涉。

把持机构51a的驱动装置65具有移动两个卡盘部61、62中的至少一方的卡盘部而向线材82赋予张力的机构79。驱动装置65的机构79被形成为将至少一方的卡盘部向卡盘部61、62相互远离或者接近的方向移动。驱动装置65在卡盘部61、62把持线材82的状态下沿着线材82延伸的方向移动卡盘部。

在本实施方式中，赋予张力的机构79包括将第一卡盘部61向箭头95所示的方向移动的卡盘部驱动马达。卡盘部61、62以较弱的把持力把持线材82。在该状态下，线材82能够在爪部61a、62a的内部移动或者旋转。接下来，第二卡盘部62较强地把持线材82。接下来，第一卡盘部61向远离第二卡盘部62的方向移动。第一卡盘部61与第一连接器83a抵接。并且，当将第一卡盘部61向远离第二卡盘部62的方向移动时，向线材82赋予张力。接下来，第一卡盘部61以较强的把持力把持线材82。在向线材82赋予张力的状态下，能够由卡盘部61、62把持线材82。

此外，也可以在第一卡盘部61与第一连接器83a抵接时，第一卡盘部61以较强的把持力把持线材82。然后，也可以第一卡盘部61向远离第二卡盘部62的方向移动，而向线材82赋予张力。

通过向线材82赋予张力的机构79，从而能够抑制将各个连接器83a、83b、83c插入印刷电路基板的接受侧连接器时连接器83a、83b、83c摇晃。能够稳定连接器83a、83b、83c与印刷电路基板的接受侧连接器连接。

把持机构51a的驱动装置65具有使把持机构51a相对于作业工具2的支承部件22远离或者接近的机构80。驱动装置65的机构80具有支承卡盘部61、62以及第一夹持部件63的框架75和移动框架75的框架驱动缸71。框架75通过框架驱动缸71向箭头96所示的方向移动。另外，第二夹持部件64通过夹持部件驱动缸70向箭头92所示的方向移动。这样，把持机构51a形成为能够沿着朝向线束81的方向移动。

在本实施方式中的把持机构51a中，卡盘部61、62把持线束81的线材82。把持机构51a能够通过在把持线束81的状态下旋转线材82来变更连接器83a的方向。把持机构51a能够调整相对于作业工具2的连接器83a的方向。

参照图4，机器人1通过变更位置以及姿势而将把持机构51a、51b、51c配置于线束81的线材82的把持部分的上侧。多个把持机构51a、51b、51c固定在支承部件22中与多个连接器83a、83b、83c的位置对应的位置。能够在各个连接器的上方配置作业工具2以便配置有对应的把持机构。因此，能够在把持一个连接器后，稍微变更机器人1的位置以及姿势来把持其他的连接器。为了把持多个连接器，不需要较大地变更机器人1的位置以及姿势，能够缩短用于机器人装置5把持线束81的作业时间。

第一把持机构51a配置于第一连接器83a的上方。参照图5，第二夹持部件64如虚线所示那样避开线材82通过的区域而配置。驱动装置65打开卡盘部61、62的爪部61a、62a。通过机器人1变更位置以及姿势，而在爪部61a彼此之间以及爪部62a彼此之间配置线材82。通过爪部61a、62a关闭，能够由卡盘部61、62把持线材82。卡盘部61、62能够较强地把持线材82。驱动装置65如箭头98所示那样转动第二夹持部件64，从而第二夹持部件64配置于线材82的下侧。第二夹持部件64配置于与第一夹持部件63对置的位置。

图6示出由把持机构调整连接器的方向时的把持机构的概要立体图。第一卡盘部61以及第二卡盘部62减弱把持线材82的把持力。卡盘部61、62在不使线材82脱落的范围内减弱把持力。卡盘部61、62在爪部61a、62a的内部把持线材82以使线材82旋转。

接下来，通过驱动装置65驱动夹持部件驱动缸70，从而如箭头100所示，将第二夹持部件64朝向第一夹持部件63移动。通过该控制，线材82被第一夹持部件63以及第二夹持部件64夹持。线材82稍微弯曲。此外，优选第一卡盘部61配置于远离第二卡盘部62的位置以使线材82弯曲的量变小。

接下来，通过将第一夹持部件63向箭头94所示的方向移动，能够旋转线材82。其结果是，连接器83a如箭头101所示那样旋转而方向改变。连接器83a绕与线材82的前端部的延伸方向平行的旋转轴旋转。相对于作业工具2的连接器83a的方向被调整为预先决定的方向。特别是，能够调整绕线材82延伸的方向的连接器83a的旋转角度。这样，能够调整连接器83a的方向，以使连接器83a的方向与印刷电路基板的接受侧连接器的插入口的方向对应。

在连接器83a的方向的调整结束后，第二卡盘部62增大把持线材82的力。线材82被第二卡盘部62较强地把持以避免其旋转。夹持部件驱动缸70将第二夹持部件64向远离第一夹持部件63的方向移动。由第一夹持部件63以及第二夹持部件64进行的线材82的夹持被释放。

接下来，驱动装置65向箭头99所示的方向移动第一卡盘部61。第一卡盘部61向远离第二卡盘部62的方向移动。第一卡盘部61能够与第一连接器83a接触而向线材82赋予张力。接下来，第一卡盘部61增大把持线材82的力。线材82被卡盘部61、62较强地把持以避免其在爪部61a、62a的内部旋转。

然后，通过机器人1变更位置以及姿势，来将第一连接器83a插入于印刷电路基板的接受侧连接器的插入口。为了调整相对于作业工具2的第一连接器83a的方向，机器人控制装置4能够使第一连接器83a的相位(方向)容易地与插入口的相位(方向)匹配。能够将第一连接器83a可靠地插入于接受侧连接器的插入口。

参照图3以及图5，本实施方式中的作业工具2具有多个把持机构51a、51b、51c。把持机构51a的驱动装置65具有用于使把持机构51a相对于作业工具2的支承部件22远离或者接近的框架驱动缸71以及夹持部件驱动缸70。当由一个把持机构把持线材82时，存在其他的把持机构与线束81的载置面接触而不能由一个把持机构把持线束81的情况。在本实施方式中，当由一个把持机构把持线材82时，其他的把持机构能够进行控制以远离载置有线束81的面。

例如，在第一把持机构51a中，当把持线束81时，框架驱动缸71以及夹持部件驱动缸70进行驱动以使得框架75以及第二夹持部件64远离支承部件22。第一把持机构51a向与线束81接近的方向移动。与此相对地，在第二把持机构51b以及第三把持机构51c中，框架驱动缸71以及夹持部件驱动缸70进行驱动，以使得框架75以及第二夹持部件64接近支承部件22。第二把持机构51b以及第三把持机构51c向远离线束81的方向移动。通过实施该控制，从而能够防止在进行由一个把持机构把持线材82的控制时，其他的驱动机构与线束81或者线束81的载置面接触。其结果是，能够由一个把持机构稳定地把持线材82。

接下来，对本实施方式中的把持机构的具体结构进行说明。图7示出本实施方式中的作业工具的把持机构的放大立体图。图7是从其它的方向观察图5以及图6所示的把持机构51a时的立体图。图8示出本实施方式中的把持机构的框图。这里，对多个把持机构51a、51b、51c中第一把持机构51a进行说明。参照图5、图7、以及图8，第一卡盘部61以及第二卡盘部62呈直线状地并排配置。爪部61a、62a具有与线材82的形状对应的凹部。第一夹持部件63以及第二夹持部件64配置为沿与被卡盘部61、62把持的线材82的延伸的方向垂直的方向延伸。

第一把持机构51a的驱动装置65具有向箭头91所示的方向驱动第一卡盘部61的爪部61a的第一卡盘部驱动马达66。驱动装置65具有将第一卡盘部驱动马达66的输出轴的旋转运动转换为爪部61a的直线运动的动力转换装置72。通过第一卡盘部驱动马达66进行驱动，从而爪部61a打开或者关闭。驱动装置65具有向箭头91所示的方向驱动第二卡盘部62的爪部62a的第二卡盘部驱动马达67。驱动装置65具有将第二卡盘部驱动马达67的输出轴的旋转运动转换为爪部62a的直线运动的动力转换装置73。通过第二卡盘部驱动马达67进行驱动，从而爪部62a打开或者关闭。此外，动力变换装置72、73也可以包括使卡盘部驱动马达66、67的输出轴的旋转速度减速的减速器。

驱动装置65具有将第一卡盘部61向箭头95所示的方向移动以对线材82赋予张力的卡盘部移动马达68。驱动装置65具有将第一夹持部件63向箭头94所示的方向移动的夹持部件移动马达69。驱动装置65具有使第二夹持部件64向箭头92所示的方向移动或者向箭头93所示的方向旋转的夹持部件驱动缸70。框架75支承卡盘部61、62、卡盘部驱动马达66、67、卡盘部移动马达68、第一夹持部件63、以及夹持部件移动马达69。驱动装置65具有如箭头96所示那样移动框架75的框架驱动缸71。通过框架驱动缸71进行驱动，从而卡盘部61、62等被框架75支承的部件一体移动。

此外，本实施方式中的构成把持机构的构件被气缸或者马达驱动，但并不局限于该形式。构成把持机构的构件能够由任意的机构驱动。例如，构成把持机构的构件也可以被形成为通过磁力驱动。

参照图2以及图3，本实施方式中的作业工具2具有支承于基座部件21的主照相机52。主照相机52在远离线束81的位置处拍摄线束81的整体的图像。主照相机52经由照相机支承部件24而固定于基座部件21的中央部。作业工具2包括配置于第一把持机构51a的附近的第一辅助照相机53a、配置于第二把持机构51b的附近的第二辅助照相机53b、以及配置于第三把持机构51c的附近的第三辅助照相机53c。

各个辅助照相机53a、53b、53c配置于把持机构51a、51b、51c的周围。各个辅助照相机53a、53b、53c拍摄把持线束81时载置于载置面的一个连接器的图像以及连接器的附近的线材82的图像。各个辅助照相机53c、53b、53c经由照相机支承部件24而被支承部件22支承。

此外，本实施方式的主照相机52、辅助照相机53a、53b、53c、以及倾斜检测照相机7是二维照相机，但并不局限于该形式。各个照相机也可以是三维照相机。

机器人控制装置4具有接收来自主照相机52、辅助照相机53a、53b、53c以及倾斜检测照相机7的信号并进行信号的处理的信号处理部31。信号处理部31包括处理由各个照相机拍摄的图像的图像处理部32。

图像处理部32通过处理倾斜检测照相机7的图像来检测相对于作业工具2的连接器83a、83b、83c的方向。信号处理部31具有判定部33，该判定部33基于处理由倾斜检测照相机7拍摄到的图像得到的结果来判定相对于作业工具2的连接器83a、83b、83c的方向是否适当。连接器的方向的判定范围被预先决定并存储于存储部42。

信号处理部31包括将动作指令送出到动作控制部43的指令部35。指令部35在连接器的方向脱离判定范围的情况下，将旋转线材82的指令送出到动作控制部43。动作控制部43将旋转线材82的指令送出到作业工具2的驱动装置65。另一方面，指令部35在连接器的方向在判定范围内的情况下，将连接器插入预先决定的部分的指令送出到动作控制部43。在本实施方式中，动作控制部43控制机器人1的位置以及姿势以使连接器与印刷电路基板的接受侧连接器连接。

另外，图像处理部32基于由主照相机52拍摄到的图像来检测载置于输送器8的连接器83a、83b、83c的各个位置。指令部35将机器人1的动作指令送出到动作控制部43以使各个把持机构配置于与把持机构对应的连接器的附近。另外，图像处理部32基于由辅助照相机53a、53b、53c拍摄到的图像，检测各个连接器83a、83b、83c的位置以及与连接器83a、83b、83c连接的线材82的位置。指令部35将机器人1以及作业工具2的动作指令送出到动作控制部43以使一个把持机构把持一个连接器的附近的线材82的区域。

上述的信号处理部31、图像处理部32、判定部33、以及指令部35各个单元相当于根据动作程序41驱动的处理器。通过处理器读取动作程序41，实施被动作程序41预定的控制，而作为各个单元发挥作用。

图9示出由机器人装置把持线束的控制的流程图。在步骤111中，机器人控制装置4通过变更机器人1的位置以及姿势，而将作业工具2配置于线束81的上方的预先决定的位置。参照图4，输送器控制装置9在线束81配置于预先决定的位置时停止输送器8。另外，以配置于各个把持机构51a、51b、51c对应的连接器83a、83b、83c的上方的方式配置作业工具2。

参照图9，在步骤112中，由主照相机52拍摄线束81的整体的图像。在步骤113中，图像处理部32处理由主照相机52拍摄到的图像。图像处理部32例如通过模式匹配法检测一个连接器的位置。在模式匹配法中，作业者能够预先制作配置于各种方向的连接器的基准图像，并使其存储于存储部42。图像处理部32根据实际拍摄到的图像来检测与连接器的基准图像一致的图像。图像处理部32根据由主照相机52拍摄到的图像中的连接器的位置而校正为能够检测实际的输送器8的载置面上的连接器的位置。图像处理部32检测输送器8的载置面上的连接器的位置。

此外，图像处理部32也可以基于由主照相机52拍摄到的图像检测输送器8的载置面上的线束81的方向。指令部35也可以控制机器人1以根据线束81的方向调整作业工具2的方向。例如，也可以调整作业工具2的位置以及方向，以便在第一连接器83a的正上方配置有第一把持机构51a，在第二连接器83b的正上方配置有第二把持机构51b，在第三连接器83c的正上方配置有第三把持机构51c。

接下来，在步骤114中，机器人控制装置4选定一个连接器。机器人控制装置4变更机器人1的位置以及姿势以使得一个把持机构配置于所选定的连接器的附近。这里，对由第一把持机构51a把持第一连接器83a的附近的线材82的控制进行说明。在第一连接器83a的附近配置有第一把持机构51a。

接下来，在步骤115中，机器人控制装置4利用与第一把持机构51a对应的第一辅助照相机53a来拍摄载置于输送器8的第一连接器83a以及与第一连接器83a连接的线材82。图像处理部32基于由第一辅助照相机53a拍摄到的图像来检测第一连接器83a以及线材82的位置。图像处理部32例如通过模式匹配法来检测图像中的连接器83a以及线材82的位置。图像处理部32根据由辅助照相机53a、53b、53c拍摄到的图像中的连接器的位置而校正为能够检测实际的输送器8的载置面上的连接器的位置。图像处理部32检测实际的输送器8的载置面上的连接器的位置。

在步骤116中，基于图像处理部32检测到的第一连接器83a以及线材82的位置，变更机器人1的位置以及姿势。指令部35送出指令以便由第一把持机构51a的卡盘部61、62把持线材82的第一连接器83a的附近的区域。更详细而言，动作控制部43使卡盘部61、62的爪部61a、62a成为打开的状态。动作控制部43驱动夹持部件驱动缸70以使第二夹持部件64从线材82通过的区域退避。动作控制部43驱动各个把持机构的夹持部件驱动缸70以及框架驱动缸71，以使第一把持机构51a配置于远离支承部件22的位置，并且第二把持机构51b以及第三把持机构51c与支承部件22接近。而且，动作控制部43变更机器人1的位置以及姿势以使线材82配置于卡盘部61、62的爪部61a、62a彼此之间。

在步骤117中，第一把持机构51a把持线材82的第一连接器83a的附近的区域。动作控制部43控制驱动装置65以使第一把持机构51a把持线束81的线材82。即，动作控制部43实施关闭第一卡盘部61的爪部61a以及第二卡盘部62的爪部62a的控制。由两个卡盘部61、62把持线束81的线材82。在步骤117中，卡盘部61、62能够以预先决定的力把持线材82。此外，优选第一卡盘部61把持连接器的附近的线材82的区域以避免其与连接器接触。

这样，由主照相机52拍摄线束81的整体来检测各个连接器83a、83b、83c的位置。而且，在第一把持机构51a配置于第一连接器83a的附近时，由第一辅助照相机53a拍摄第一连接器83a以及线材82，检测第一连接器83a以及线材82的位置。通过该控制，图像处理部32能够准确地检测第一连接器83a以及线材82的位置。第一把持机构51a能够可靠地把持线材82。

然而，在本实施方式中，卡盘部61、62被卡盘部驱动马达66、67驱动。因此，通过调整供给到卡盘部驱动马达66、67的电流，能够容易地调整把持线材82的把持力。例如，存在向卡盘部驱动马达66、67供给电流的驱动电路具有控制卡盘部驱动马达66、67的旋转位置以及旋转速度的反馈电路的情况。在该情况下，能够通过检测反馈电流的值来容易地调整把持力。例如，若控制为反馈电流变大，则能够使把持力增强。或者，卡盘部驱动马达66、67能够容易地调整爪部61a、62a的位置。因此，也可以根据线材82的直径，控制为将爪部61a、62a关闭到预先决定的位置。

接下来，在步骤118中，机器人控制装置4判定是否有未被把持机构把持的线材82的连接器的附近的区域。在有未被把持机构把持的线材82的连接器的附近的区域的情况下，控制返回步骤114。而且，通过反复从步骤114到步骤118的控制，从而由各个把持机构把持与把持机构对应的连接器的附近的线材82的区域。在本实施方式中，反复进行步骤114～步骤118，直至由三个把持机构51a、51b、51c把持三个连接器83a、83b、83c的附近的线材82的区域为止。

在步骤118中，在所有的连接器83a、83b、83c的附近的线材82的区域被把持的情况下，控制移至步骤119。在步骤119中，机器人1将线束81移动到角度检测装置。参照图1，机器人1将作业工具2移动到倾斜检测照相机7的附近。

图10示出将连接器与印刷电路基板的接受侧连接器连接的控制的流程图。在步骤121中，机器人1变更作业工具2的位置以及方向以使一个连接器与倾斜检测照相机7对置。这里，例示第一连接器83a进行说明。

在步骤122中，倾斜检测照相机7拍摄第一连接器83a。在步骤123中，信号处理部31的图像处理部32处理由倾斜检测照相机7拍摄到的第一连接器83a的图像。

图11示出由倾斜检测照相机拍摄到的图像的例子。图像87是第一连接器83a以所希望的方向被把持时的第一连接器83a的图像。表示该例子中的基准方向的基准线89是与水平方向平行的线。多个端子84沿横向排列的方向与第一连接器83a的方向对应。多个端子84沿横向排列的方向与基准线89平行。这样的第一连接器83a的基准方向与印刷电路基板的接受侧连接器的插入口的方向对应地被预先决定。另外，基准方向存储于存储部42。在图像88中，第一连接器83a相对于基准线89倾斜。在图像88中，第一连接器83a的方向相对于所希望的方向倾斜。

在步骤123中，图像处理部32通过模式匹配法等检测图像中的第一连接器83a的位置以及方向。图像处理部32检测第一连接器83a的相对于基准线89的旋转角度θ。旋转角度θ与第一连接器83a的方向的偏移量对应。

接下来，在步骤124中，信号处理部31的判定部33判定第一连接器83a的方向是否在判定范围内。这里，判定部33判定第一连接器83a的旋转角度θ是否在预先决定的判定范围内。在步骤124中，旋转角度θ不在判定范围内的情况下，控制移至步骤125。

在步骤125中，调整第一连接器83a的旋转角度。信号处理部31的指令部35将旋转线材82的指令送出到动作控制部43，以使第一连接器83a的旋转角度θ朝向判定范围内。动作控制部43驱动驱动装置65。卡盘部驱动马达66、67使卡盘部61、62的线材82的把持力减少。夹持部件驱动缸70转动第二夹持部件64以使其与第一夹持部件63对置。夹持部件驱动缸70将第二夹持部件64朝向第一夹持部件63移动。线材82被夹持部件63、64夹持。

然后，夹持部件移动马达69移动第一夹持部件63，使线材82旋转。第一连接器83a能够与线材82一起旋转来调整第一连接器83a的方向。此时，信号处理部31也可以基于第一连接器83a的旋转角度θ计算移动第一夹持部件63的距离。或者，也可以将第一夹持部件63移动预先决定的距离。

在步骤125的控制结束后，控制移至步骤122。而且，在步骤122～步骤124中，由倾斜检测照相机7拍摄第一连接器83a，判定第一连接器83a的旋转角度是否在判定范围内。这样，进行旋转角度的调整以使第一连接器83a的旋转角度位于判定范围内。

在步骤124中，第一连接器83a的旋转角度在判定范围内的情况下，驱动卡盘部移动马达68向线材82赋予张力，并且驱动卡盘部驱动马达66、67由卡盘部61、62较强地把持线材82。

本实施方式的第一卡盘部61形成为通过卡盘部移动马达68移动。因此，通过调整供给到卡盘部移动马达68的电流，能够容易地调整赋予给线材82的张力。例如，通过与卡盘部驱动马达66、67相同地，检测用于驱动卡盘部移动马达68的反馈电路的电流值，能够容易地调整赋予给线材82的张力。

接下来，控制移至步骤126。在步骤126中，判定是否调整所有的连接器83a、83b、83c的方向。在步骤126中，存在未调整方向的连接器的情况下，控制移至步骤121。而且，通过步骤121～步骤126的控制，来调整连接器的方向。这样，调整由多个把持机构51a、51b、51c把持的线材82的附近的连接器83a、83b、83c的旋转角度。

在步骤126中，所有的连接器的方向的调整完成的情况下，控制移至步骤127。在步骤127中，将线束81搬运到插入了连接器83a、83b、83c的印刷电路基板的附近。

在步骤128中，将连接器83a、83b、83c与印刷电路基板的接受侧连接器连接。由于相对于作业工具2的连接器83a、83b、83c的方向被调整，所以能够可靠地将连接器83a、83b、83c与接受侧连接器连接。步骤128的控制能够通过任意的控制实施。例如，能够由辅助照相机拍摄接受侧连接器来检测接受侧连接器的位置。机器人控制装置能够基于接受侧连接器的位置控制机器人的位置以及姿势，以使线束的连接器插入接受侧连接器。

这样，本实施方式的作业工具2能够在把持线束81的状态下调整连接器83a、83b、83c的方向。即使机器人1不变更位置以及姿势，也能够通过作业工具2的机构调整连接器83a、83b、83c的方向。在各种连接器的方向上把持线束81的情况下，也能够调整连接器83a、83b、83c的方向以使其与接受侧连接器的插入口的方向对应。由于机器人装置把持线束，所以不需要在预先决定的方向上载置线束，能够容易地实现机器人装置的自动化。并且，本实施方式的机器人装置5能够搬运线束81，并且将连接器83a、83b、83c与其他的装置的接受侧连接器连接。

本实施方式中的作业工具2包括主照相机52以及辅助照相机53a、53b、53c，但并不局限于该形式。作业工具也可以不具备主照相机以及辅助照相机中的至少一方。例如，主照相机以及辅助照相机也可以固定于能够拍摄被输送器搬运的线束的位置。或者，也可以在主照相机具有较高的性能的情况下，基于由主照相机拍摄到的图像检测各个连接器的详细位置。此时，也可以不配置辅助照相机。

本实施方式的用于检测连接器的方向的检测器包括拍摄连接器的倾斜检测照相机，但并不局限于该形式，能够采用可检测连接器的方向的任意的检测器。例如，也可以配置检测连接器的两个部分的位置的位置传感器，以便能够检测连接器的方向。

本实施方式中的作业工具2包括多个把持机构51a、51b、51c，但并不局限于该形式。也可以在作业工具配置有一个把持机构。

本实施方式的工件被输送器搬运，但并不局限于该形式。能够在由任意的机构供给了工件的机器人装置应用本实施方式的控制。例如，也可以工件由其他的机器人装置载置于作业台上，本实施方式的机器人装置把持作业台上的工件。

根据本公开的方式，能够提供把持包括线材以及连接器的工件且调整连接器的方向的作业工具以及具备该作业工具的机器人装置。

在上述的各个控制中，能够在不变更功能以及作用的范围中适当地变更步骤的顺序。

上述的实施方式能够适当地组合。在上述的各个图中，对相同或者相等的部分标注相同的附图标记。此外，上述的实施方式是例示并不限定发明。另外，在实施方式中，包含有技术方案所示的实施方式的变更。

Claims (8)

1.一种作业工具，是安装于机器人的作业工具，

其特征在于，

上述作业工具具备把持机构，上述把持机构把持包括线材以及安装于线材的端部的连接器在内的工件，

上述把持机构包括：

多个卡盘部，其形成为把持线材；

两个夹持部件，其以夹持线材的方式相互对置地配置在多个卡盘部彼此之间的区域；以及

驱动装置，其驱动构成上述把持机构的部件，

上述驱动装置包括：移动机构，其将至少一个夹持部件向两个夹持部件相互接近或远离的方向移动；以及旋转机构，其将两个夹持部件中的一方的夹持部件相对于另一方的夹持部件相对地移动，以使得在由卡盘部把持线材的状态下旋转线材，

上述移动机构进行驱动而使线材被两个夹持部件夹持，上述旋转机构进行驱动而使线材绕线材的轴向旋转。

2.根据权利要求1所述的作业工具，其特征在于，

两个夹持部件中的一方的夹持部件配置于卡盘部把持线材时线材通过的区域，

上述驱动装置具有如下机构：该机构转动上述一方的夹持部件以使该一方的夹持部件远离线材通过的区域。

3.根据权利要求1或者2所述的作业工具，其特征在于，

上述驱动装置具有如下机构：该机构在卡盘部把持线材的状态下使两个卡盘部中的至少一方的卡盘部向卡盘部彼此远离的方向移动而向线材赋予张力。

4.根据权利要求1～3的任一项所述的作业工具，其特征在于，

上述作业工具具备：

多个上述把持机构；以及

支承部件，其支承多个上述把持机构，

上述工件包括多个连接器，

多个上述把持机构固定于支承部件中与多个连接器的位置对应的位置。

5.根据权利要求1～4的任一项所述的作业工具，其特征在于，

上述作业工具具备：

多个上述把持机构；以及

支承部件，其支承多个上述把持机构，

上述驱动装置具有使各个上述把持机构相对于支承部件远离或者接近的机构。

6.一种机器人装置，具备：

权利要求1所述的作业工具；

机器人，其移动上述作业工具；

控制装置，其控制上述作业工具以及机器人；以及

检测器，其用于检测上述作业工具把持线材时的连接器的方向，

上述控制装置基于上述检测器的输出而检测连接器的方向，在连接器的方向脱离预先决定的判定范围的情况下，将旋转线材的指令送出到上述驱动装置，

在连接器的方向在上述判定范围内的情况下，上述控制装置控制机器人的位置以及姿势以使连接器插入于预先决定的部分。

7.根据权利要求6所述的机器人装置，其特征在于，

上述检测器包括倾斜检测照相机，该倾斜检测照相机在由上述作业工具把持工件的状态下拍摄连接器，

上述控制装置包括处理由倾斜检测照相机拍摄到的图像的图像处理部，

上述图像处理部通过处理连接器的图像来检测连接器相对于上述作业工具的方向。

8.根据权利要求6或者7所述的机器人装置，其特征在于，

上述作业工具包括：主照相机，其在远离工件的位置处拍摄工件的整体的图像；以及辅助照相机，其配置于上述把持机构的周围且拍摄上述作业工具把持工件时载置于载置面的一个连接器的图像，

上述控制装置包括处理由主照相机以及辅助照相机拍摄到的图像的图像处理部，

上述图像处理部通过处理由主照相机以及辅助照相机拍摄到的图像来检测连接器的位置，

上述控制装置基于由主照相机拍摄到的图像来控制机器人的位置以及姿势以使上述作业工具移动到连接器的附近，并基于由辅助照相机拍摄到的图像来控制机器人成为用于卡盘部把持线材的位置以及姿势。

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