CN114552329B - 电子设备组装装置和电子设备组装方法 - Google Patents

电子设备组装装置和电子设备组装方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供能够利用简单的结构使平躺姿势的电缆立起并迅速地进行连接作业的电子设备组装装置和电子设备组装方法。电子设备组装装置(100)具备:把持装置(126),其对平坦且具有柔软性并且前端沿大致水平方向平躺的状态的电缆进行把持;机械臂(124),其使把持装置相对于电连接有电缆的根部的电路基板相对地移动;以及机器人控制装置(114),其对把持装置和机械臂进行动作控制,把持装置具有引导部和保持部,该引导部具有前倾面,该保持部对由引导部引导来的电缆进行保持,机器人控制装置使把持装置移动而以沿着平躺姿势的电缆的长度方向的状态与电缆的前端正对,使引导部的前倾面接触于电缆的前端,使把持装置朝向电路基板行进由此使电缆立起。

Description

电子设备组装装置和电子设备组装方法
技术领域
本发明涉及对与电子设备的电路基板等电连接的电缆进行把持的电子设备组装装置和电子设备组装方法。
背景技术
电子设备组装装置是例如在工厂等生产现场中使用的装置,进行将FPC(FlexiblePrinted Circuit:柔性电路板)、FFC(Flexible Flat Cable:柔性扁平电缆)等平坦且具有柔软性(挠性)的电缆的前端电连接于连接目标的电路基板的连接器(基板侧连接器)等的连接作业。该电子设备组装装置具备照相机等视觉装置、机械臂和对视觉装置、机械臂进行控制的控制装置。
电缆是具有挠性且纵长状的柔软物,因此,当弯曲或按压时会发生意料之外的变形。因此,在电缆的特别是前端的位置、姿势存在偏差。难以通过电子设备组装装置的视觉装置来识别这样的存在偏差的电缆的前端、或难以利用机械臂来把持这样的存在偏差的电缆的前端、或者难以将这样的存在偏差的电缆的前端插入基板侧连接器。因此,有时通过手动作业来进行连接作业。但是,当通过手动作业来进行电缆的前端与基板侧连接器的准确的对位时,存在作业效率较差这样的问题。
因此,在电子设备组装装置中,谋求在进行将电缆的前端连接于基板侧连接器的连接作业时准确地把持电缆的前端而提出了一些技术。
在专利文献1中,记载有机器人的运动控制装置。在该装置中,使用视觉传感器来测量把持目标位置与机器人手之间的误差,以相当于误差的移动量使机器人手移动,校正机器人手的位置。在专利文献1中记载有,通过反复进行校正动作和使用视觉传感器测量误差来提高精度,直至机器人手到达把持目标位置为止。
在专利文献2中,记载有连接器把持装置。在该连接器把持装置中,利用第1机器人的第1手的把持部来把持带有连接器的电缆的中途部位,在使第1手的把持部接触于电缆的状态下,使第1手的把持部相对于电缆向接近连接器的方向移动,从而将连接器的位置约束在一定的空间范围内。并且,在连接器把持装置中,利用第1视觉传感器来检测被约束在一定的空间范围内的连接器的位置姿势,基于检测出的位置姿势,利用第2机器人的第2手来把持连接器。
在专利文献3中,记载有在将具有第1端部和第2端部的电缆的第1端部连接于电子电路的状态下将电缆的第2端部安装于电路基板的连接器的电子设备组装方法。在该电子设备组装方法中,首先,在利用电缆保持工具保持着电缆的局部的状态下,一边限制电缆保持工具相对于电缆的宽度方向的位置一边使电缆保持工具相对于电缆相对地滑动。接着,使电缆保持工具接近第2端部,使电缆保持工具相对于连接器相对地移动而将第2端部安装于连接器。
也就是说,在专利文献2、3的技术中,利用机器人手或电缆保持工具,以能够沿电缆的长度方向滑动的方式保持与电缆的前端相比、位置和姿势的偏差都较小的电缆的中途部位,从该状态起使机器人手或电缆保持工具向作为最终的把持目标的电缆的前端移动。以如此方式来把持或保持与电缆的中途部位相比位置、姿势存在偏差的电缆的前端。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2007-11978号公报
专利文献2:日本特许第3876234号公报
专利文献3:日本特许第6500247号公报
发明内容
发明要解决的问题
在此,在生产现场中,从提高生产率的观点出发,连接作业优选在短时间内完成。因此,在连接作业中,要求在短时间内检测出电缆的前端的位置并进行把持。
与此相对,在专利文献1的技术中,反复进行校正动作和使用视觉传感器测量误差,直至机器人手到达把持目标位置为止。并且,即使欲利用该机器人手来把持电缆,也可能存在电缆产生弯曲、扭转等挠性变形、伸缩变形而使把持目标位置位移的情况。因此,在专利文献1的技术中,使机器人手的位置收敛于发生位移的把持目标位置为止可能会花费时间。
在专利文献2的技术中,利用第1机器人的第1手的把持部来把持带有连接器的电缆的中途部位,基于由第1视觉传感器检测出的电缆的连接器的位置姿势,利用第2机器人的第2手来把持连接器。因此,在专利文献2的技术中,需要第1机器人和第2机器人两个机器人,耗费成本。
专利文献3的技术以立起的电缆为保持对象。不过,在生产现场的实际制造工序中,在将电缆连接(软钎焊)于基板的阶段,电缆为平躺姿势(若基板为大致水平,则电缆也为大致水平的状态)。因此,为了将专利文献3的技术应用于实际的连接作业,需要预先使平躺姿势的电缆立起的追加工序。
鉴于这样的课题,本发明的目的在于,提供能够利用简单的结构使平躺姿势的电缆立起并迅速地进行连接作业的电子设备组装装置和电子设备组装方法。
用于解决问题的方案
为了解决上述课题,本发明的电子设备组装装置的代表性的结构是,具备:把持装置,其对平坦且具有柔软性并且前端沿大致水平方向平躺的状态的电缆进行把持;机械臂,其使把持装置相对于电连接有电缆的根部的电路基板相对地移动;以及机器人控制装置,其对把持装置和机械臂进行动作控制,把持装置具有引导部和保持部,该引导部具有前倾面,该保持部对由引导部引导来的电缆进行保持,机器人控制装置使把持装置移动而使把持装置以沿着平躺姿势的电缆的长度方向的状态与电缆的前端正对,使引导部的前倾面接触于电缆的前端,使把持装置进一步朝向电路基板行进,由此使电缆立起。
在上述结构中,在电缆的根部与电路基板电连接而前端成为沿大致水平方向平躺的姿势的情况下,通过使把持装置移动而与平躺姿势的电缆的前端正对,使引导部的前倾面接触于电缆的前端,使把持装置进一步朝向电路基板行进,由此使电缆立起。并且,立起后的电缆被引导部引导并进一步被保持部保持。
因此,采用上述结构,通过使把持装置移动这样的简单的结构,能够利用引导部的前倾面使平躺姿势的电缆立起,因此能够迅速地进行连接作业。
可以是,上述保持部具有通过致动器做动作的把持爪,把持爪在与长度方向交叉的方向上夹持并保持电缆。
由此,通过引导部的前倾面而立起的电缆在与电缆的长度方向交叉的方向(例如宽度方向)上被保持部的把持爪夹持。因此,能够可靠地保持立起的电缆。
可以是,上述把持装置还具有抽吸部,该抽吸部设于把持装置的下表面,且对电缆进行抽吸而保持电缆。
由此,在通过把持装置的引导部的前倾面而立起的电缆进一步被折回等从而接触于把持装置的下表面的情况下,能够利用抽吸部对电缆进行抽吸而可靠地保持电缆。
可以是,上述机器人控制装置使把持装置大致水平移动而使立起了的电缆折回,利用保持部来保持电缆的前端,进而将电缆的前端插入连接目标的电路基板的连接器。
由此,利用使把持装置大致水平移动这样的简单的结构,使立起了的电缆折回并将电缆的前端插入连接目标的电路基板的连接器,能够完成连接作业。
为了解决上述课题,本发明的电子设备组装方法的代表性的结构是,将平坦且具有柔软性的、根部与电路基板连接而前端沿大致水平方向平躺的状态的电缆的前端插入连接目标的电路基板的连接器,其中,使具有引导部和对由引导部引导来的电缆进行保持的保持部的把持装置移动,引导部具有前倾面,使把持装置与平躺姿势的电缆的前端正对,使引导部的前倾面接触于电缆的前端,使把持装置朝向电路基板行进,由此使电缆立起,使把持装置大致水平移动而使立起了的电缆折回,利用保持部来保持电缆的前端,进而将电缆的前端插入连接目标的电路基板的连接器。
在上述结构中,使把持装置移动而与平躺姿势的电缆的前端正对,使引导部的前倾面接触于电缆的前端,使把持装置进一步朝向电路基板行进,由此使电缆立起。因此,利用使把持装置移动这样的简单的结构,能够利用引导部的前倾面来使平躺姿势的电缆立起。并且,在上述结构中,利用使把持装置大致水平移动的这样的简单的结构,使立起了的电缆折回并将电缆的前端插入连接目标的电路基板的连接器,由此能够迅速地完成连接作业。
发明的效果
根据本发明,能够提供利用简单的结构使平躺姿势的电缆立起并迅速地进行连接作业的电子设备组装装置和电子设备组装方法。
附图说明
图1是应用本发明的实施方式的电子设备组装装置的机器人系统的整体结构图。
图2是表示图1的电子设备组装装置的局部的图。
图3是表示图1的机器人系统的功能的框图。
图4是表示图2的电子设备组装装置的把持装置的图。
图5是对用于利用图4的把持装置使电缆的前端立起的条件进行说明的图。
图6是表示图3的电子设备组装装置的功能的框图。
图7是表示利用图4的把持装置来进行电缆的连接作业的情形的图。
附图标记说明
100、电子设备组装装置;102、机器人系统;104、电缆;106、电缆的前端;108、电路基板;110、连接器;112、电缆的根部;113、机器人主体;114、机器人控制装置;116、上级控制系统;118、输入装置;120、状态通知装置;122、基座部;124、机械臂;126、把持装置;128、视觉装置;129、机械臂的前端;130、照相机;132、照明装置;136、电动马达;138、编码器;140、引导部;142、保持部;144、前倾面;145、折回面;146、致动器;148、150、把持爪;152、突出部;154、导入部;156、平行部;158、160、把持爪的下部;162、保持部的下表面;164、吸附孔;166、引导部的下表面;167、CPU;168、输入输出部;170、RAM;172、ROM;174、存储器;176、总线;178、工作台;180、图像识别部;182、驱动控制部;184、电缆的中间部;186、校正数据生成部;188、插入判断部。
具体实施方式
下面,参照附图详细说明本发明的优选实施方式。该实施方式所示的尺寸、材料、其他具体的数值等只是为了使发明容易理解的例示,除了特别说明的情况之外,并不限定本发明。此外,在本说明书和附图中,对于具有实质相同的功能、结构的要件,通过标注相同的附图标记而省略重复的说明,另外,对于与本发明没有直接关系的要件,省略图示。
图1是应用本发明的实施方式的电子设备组装装置100的机器人系统102的整体结构图。图2是表示图1的电子设备组装装置100的局部的图。电子设备组装装置100例如是在工厂等生产现场中使用的装置,自动地进行将图2所示的电缆104的前端106电连接(插入)于成为连接目标的电路基板108的连接器110的连接作业。
将如下对象作为电缆104,其是FPC、FFC等平坦且具有柔软性的纵长状的构件,构成为非常易于挠曲且其局部能被弯曲为圆弧状,并且,根部112与电路基板108电连接而前端106成为平躺的状态。此外,平躺的状态指的是,在生产现场的实际制造工序中,在将电缆104的根部112电连接(软钎焊)于电路基板108的阶段,若电路基板108为大致水平,则电缆104也成为大致水平的状态那样的姿势。
电子设备组装装置100具备图1所示的机器人主体113和与机器人主体113连接的机器人控制装置114。机器人系统102不仅具备电子设备组装装置100,还具备与机器人控制装置114连接的上级控制系统116、输入装置118和状态通知装置120。输入装置118是向机器人控制装置114输入命令、参数等的装置。状态通知装置120是接收自机器人控制装置114发送过来的机器人主体113的动作状态、连接作业的状态并进行显示的装置。
机器人主体113具备图1所示的基座部122、与基座部122连接的机械臂124、把持装置126和视觉装置128。把持装置126是如图2所示那样安装于机械臂124的前端129来把持电缆104的装置。
另外,如图2所示,视觉装置128具有:作为视觉传感器的照相机130,其是对电缆104等进行拍摄的拍摄装置,该照相机130朝向机械臂124的前端129并以朝下的姿势安装;以及照明装置132,其对电路基板108、电缆104进行照明。
图3是表示图1的机器人系统102的功能的框图。机械臂124为6轴垂直多关节型,具有:电动马达136,其是致动器,设于该机械臂124的各关节;以及编码器138,其检测各关节的位置。编码器138将表示各关节的位置检测结果的位置信号向机器人控制装置114输出。机器人控制装置114根据来自编码器138的位置信号,生成驱动电动马达136的驱动信号。然后,通过自机器人控制装置114输出的驱动信号来驱动电动马达136,在连接作业时,实现机械臂124的目标动作。
这样,机械臂124能够使安装于其前端129的图2所示的把持装置126向预定位置移动。此外,机械臂124为6轴垂直多关节型,但并不限定于此,也可以是6轴以外的垂直多关节型机器人、水平多关节型机器人等。
图4是表示图2的电子设备组装装置100的把持装置126的图。图4的(a)表示从斜下方观察到的把持装置126的状态,图4的(b)表示从斜上方观察到的把持装置126的状态。图5是对用于利用图4的把持装置126使电缆104的前端106立起的条件进行说明的图。
把持装置126具有引导部140和保持部142。引导部140具有前倾面144和折回面(日文:返し面)145。保持部142具有致动器146和一对把持爪148、150。把持爪148、150以随着致动器146的驱动而相互接近或远离的方式进行开闭动作,由此在与长度方向交叉的方向(例如宽度方向)上夹持并保持电缆104的两侧面或释放电缆104。
引导部140的前倾面144被设定为,在如图5所示那样与平躺姿势的电缆104的前端106相接触的状态下根据压力角α和摩擦角ρ的关系而使朝向上方的力作用于电缆104的前端106那样的角度θ。
具体而言,在平躺姿势的电缆104的前端106和前倾面144相接触而使电缆104的前端106从前倾面144受到力F时,力F能够分解为前倾面144的法向力N和沿着前倾面144的面方向的摩擦力μN。其中,μ是摩擦系数。
另外,如图5所示,压力角α是电缆104的长度方向与法向力N所成的角度。并且,摩擦角ρ是力F与法向力N所成的角度。因此,摩擦角ρ与摩擦系数μ之间有以下的式(1)成立。
tanρ=μN/N=μ 式(1)
并且,上述式(1)的反函数由以下的式(2)表示。
ρ=tan-1μ 式(2)
而且,当压力角α与摩擦角ρ的关系满足以下的式(3)时,在力F中产生朝上的分量,朝向上方的力作用于电缆104的前端106。
α-ρ>0 式(3)
然后,将在式(2)中计算出的摩擦角ρ代入式(3),将式子左边设为压力角α时,得到以下的式(4)。
α>tan-1μ 式(4)
另外,前倾面144的角度θ和压力角α使以下的式(5)成立。
α+θ=π/2 式(5)
通过上述式(4)、(5),设定前倾面144的角度θ,以使以下的式(6)成立。
θ<π/2-tan-1μ 式(6)
如图4所示,在引导部140的两侧面设有突出部152。突出部152具有导入部154和平行部156。导入部154位于前倾面144的两侧面并以越朝向下方去越突出的方式倾斜。平行部156与导入部154相连续且与电缆106的长度方向平行地延伸。
平躺姿势的电缆104的前端106在与引导部140的前倾面144接触并受到力F(参照图5)的朝上的分力时,前端106向上方挠曲,并且被突出部152的导入部154进一步向上方导入,前端106的侧面被平行部156引导。
另外,在引导部140的两侧面设置的平行部156彼此的间隔被设定为,在平行部156引导了电缆104的前端106的侧面的状态下,在平行部156与电缆104的侧面之间确保有间隙,从而电缆104能够滑动。如此,电缆104的前端106在引导部140的突出部152的作用下能够沿长度方向滑动而宽度方向上的移动被限制。
在电子设备组装装置100中,能够利用机器人控制装置114来控制机器人主体113(参照图1),使把持装置126移动,能够使引导部140的前倾面144接触于电缆104的前端106(参照图5)。并且,在电子设备组装装置100中,在引导部140的前倾面144和电缆104的前端106接触了的状态下,使把持装置126朝向电路基板108进一步行进时,电缆104的前端106向上方挠曲,由此一边滑动一边向上方移动,因此能够使电缆104立起(后述)。
另外,在电子设备组装装置100中,在电缆104的前端106一边滑动一边向上方移动时,不仅能利用在引导部140的两侧面设置的突出部152引导电缆104的前端106的两侧面,还能够利用把持爪148、150的内侧侧面引导电缆104的前端106的两侧面。
并且,如图4所示,把持爪148的下部158、把持爪150的下部160位于比引导部140的前倾面144靠下方的位置,并比保持部142的下表面162向下方突出(参照图5)。在电子设备组装装置100中,在使平躺姿势的电缆104立起之后,使把持装置126朝向电路基板108进一步行进从而使电缆104折回(参照图7),利用把持爪148的下部158、把持爪150的下部160夹持折回后的电缆104的两侧面。
为此,如图4所示,把持爪148的下部158、把持爪150的下部160具有以相互接近的方式向内侧突出的凸形状,由此,在夹持折回后的电缆104之后,防止电缆104向下方脱落。但是,把持爪148的下部158、把持爪150的下部160的形状并不限于此,也可以是以自下方承接所夹持的电缆104的方式凹陷的凹形状。
并且,引导部140具有图4的(a)所示的作为抽吸部的吸附孔164。吸附孔164形成于引导部140的下表面166、即引导部140的与自平躺姿势立起并进一步被折回后的电缆104接触的接触面。
吸附孔164例如与喷射器等真空压力产生源连通,通过利用未图示的电磁阀的动作向喷射器送入压缩空气,从而产生真空。然后,通过在使电缆104折回之后与电缆104的单面接触的状态下对吸附孔164进行真空抽吸,从而电缆104被吸附孔164吸附保持。另外,对吸附孔164进行控制的电磁阀设置在机器人系统102内的任意的要件内,接收来自机器人控制装置114的驱动信号而做动作。
另外,如图4的(a)所示,吸附孔164设置在把持爪148的下部158与把持爪150的下部160之间。因此,吸附孔164对由把持爪148的下部158和把持爪150的下部160夹持的电缆104进一步进行吸附保持,因而能够可靠地保持电缆104。
在此,详细叙述图3所示的各要件。首先,视觉装置128的照相机130和照明装置132安装于机械臂124的前端129(参照图1),但并不限于此,只要能够俯视连接作业的作业区域,则照相机130和照明装置132也可以配置在与机器人主体113不同的位置。另外,照相机130需要至少1台以上,有两台以上时,能进一步提高拍摄精度,故为优选。并且,照相机130可以取得彩色图像或单色图像。
在照相机130为单眼的情况下,能够使用公知的SLAM(simultaneousLocalization and Mapping:同时定位与地图构建)技术来推断三维拍摄信息。但是,在该情况下,需要一边使照相机130移动一边进行拍摄。此外,照相机130在原理上只能得到距离的相对值,但只要能够从机器人控制装置114取得照相机130的位置信息,则能够取得机器人坐标系中的位置信息。
在照相机130为立体照相机的情况下,能够基于公知的立体匹配所产生的视差信息来取得位置信息。在照相机130为多眼的情况下,原理与立体照相机相同,能够得到来自各个方向的视差图像,因此不易产生遮挡。另外,在照相机130为TOF(Time of Flight:飞行时间)照相机的情况下,向被摄体照射光,能够根据该光由被摄体反射并被接收到的时间来取得位置信息。并且,在照相机130利用照射光的情况下,能够进行公知的图案投影(条纹图案、随机点图案)来取得位置信息。
作为一个例子,照明装置132配置在对图像进行拍摄的照相机130的透镜周边,并对由把持装置126把持的电缆104、连接目标的电路基板108的连接器110等进行照明,但并不限于此,在进行距离测量的情况下,照明装置132也能够照射出图案光。
如图3所示,机器人控制装置114具备CPU167、进行信号的输入输出的输入输出部168、以及具有RAM170和ROM172的存储器174。这些CPU167、输入输出部168和存储器174经由总线176以能够相互传递信号的方式连接起来。
CPU167作为运算处理装置发挥功能,其访问存储器174,读取存储于RAM170或ROM172、以及外部存储装置等的各种程序并执行。RAM170或ROM172是记录有用于执行机器人主体113的控制即电子设备组装方法的程序的能够由计算机读取的记录介质。ROM172存储CPU167所使用的程序、装置常数等。RAM170暂时存储CPU167所使用的程序、在程序执行中逐次变化的变量等。这样,机器人控制装置114通过执行各种程序,从而控制机器人主体113和把持装置126,能够使机器人主体113和把持装置126执行各种功能。
机器人控制装置114的输入输出部168具备通信装置、D/A转换器、马达驱动电路、A/D转换器等,其经由接口将外部设备、电动马达136和致动器146、以及编码器138等各种传感器与机器人控制装置114连接起来。作为通信装置的具体的通信方法,例如,可以是支持RS232C/485等串行通信标准、USB标准的数据通信,或者是作为通常的网络协议的EtherNET(注册商标)、作为工业用网络协议使用的EtherCAT(注册商标)、EtherNet/IP(注册商标)等。
机器人控制装置114也可以是经由输入输出部168与作为数据存储用装置的储存装置、作为记录介质用读写器的驱动装置连接的结构。另外,机器人控制装置114并不限于安装有专用硬件的控制装置,也可以是通过安装各种程序而能够执行各种功能的、例如通用的个人计算机。
此外,机器人控制装置114对机械臂124、把持装置126和视觉装置128进行全部控制,但不限定于此。作为一个例子,机器人控制装置114也可以作为对机械臂124、把持装置126和视觉装置128分别单独地进行控制的多个控制装置的集合体而构成,也可以利用有线或无线将多个控制装置相互连接起来。并且,在电子设备组装装置100中,将机器人控制装置114设于机器人主体113的外部,但并不限于此,也可以将机器人控制装置114设于机器人主体113的内部。
输入装置118具备:键盘、鼠标、触摸面板、按钮、开关、控制杆、踏板、利用了红外线、其他电波的远程控制部件、或具有它们的个人计算机、以及示教器等由用户操作的操作部件。另外,进行连接作业的用户使用输入装置118来进行输入、设定。此外,也可以利用输入装置118来制作使机器人主体113执行各种功能的程序。程序可以用机械语言等低级语言、机器人语言等高级语言来描述。
状态通知装置120从机器人控制装置114接收机器人主体113的动作状态的信息、已将电缆104的前端106插入连接目标的电路基板108的连接器110的状态的信息并进行显示,由此使用户在视觉上直观地识别这些信息。另外,状态通知装置120可以是液晶面板、示教器、照明灯等显示装置,也可以是通过警告音、声音等来通知信息的通知装置。作为一个例子,状态通知装置120能够设定为,在将电缆104的前端106插入连接器110的连接作业失败的情况下发出警告。另外,个人计算机、示教器的画面等也可以兼作状态通知装置120。并且,状态通知装置120也可以具备进行输入、状态通知的应用程序。
上级控制系统116例如由程序控制器(PLC)、监视控制系统(SCADA)、过程控制计算机(日文:プロコン)、个人计算机、各种服务器或者它们的组合构成,并利用有线或无线与机器人控制装置114连接。并且,上级控制系统116根据包含机器人控制装置114在内的构成生产线的各装置的动作状况来输出指示并统一管理生产线。
另外,也能够是,上级控制系统116通过从机器人控制装置114接收并收集直到连接作业完成为止的时间、连接作业完成后的状态等,从而用于不良率、循环时间的监视、产品检查。并且,也可以是,上级控制系统116通过从机器人控制装置114取得利用机器人主体113的把持装置126把持电缆104的把持状态的信息等,从而进行使机械臂124返回原始位置或使各装置停止等的动作。
接着,说明电子设备组装装置100的动作。图6是表示图3的电子设备组装装置100的功能的框图。图中示出了电子设备组装装置100的机器人主体113的功能框和机器人控制装置114的CPU167的功能框。图7是表示利用图4的把持装置126进行电缆104的连接作业的情形的图。
首先,在电子设备组装装置100中,在电路基板108载置于图7所示的工作台178之后,CPU167的图像识别部180根据从机器人主体113的视觉装置128取得的视频信号来识别电缆104的位置、种类。此外,只要能够生成视频信号,则并不限于视觉装置128,也可以利用在能够俯视作业区域的位置设置的固定照相机来拍摄电缆104。
接着,驱动控制部182通过根据图像识别部180的识别结果向机械臂124输出驱动信号并使机械臂124做动作,从而使把持装置126移动并如图7的(a)所示那样以沿着平躺姿势的电缆104的长度方向的状态与电缆104的前端106正对。
然后,驱动控制部182使把持装置126朝向电路基板108行进,使引导部140的前倾面144接触于电缆104的前端106(参照图7的(b))。接着,使把持装置126进一步朝向电路基板108沿大致水平方向行进(参照图7的(c)),由此电缆104的前端106被引导部140引导而向上方滑动并立起(参照图7的(d))。另外,此时,通过利用引导部140将电缆104的前端106朝向电路基板108按压,从而使电缆104以沿着前倾面144卷起的方式变形。
此外,在使引导部140的前倾面144接触到电缆104的前端106时,使机械臂124做动作并使把持装置126大致水平地移动,但若能够以使朝向上方的力作用于电缆104的前端106那样的角度即压力角α(参照图5)进行接触,则能够适当选择动作方向。
如图7的(d)所示,电缆104的前端106立起并向上方行进时,通过在引导部140的上部设置的折回面145朝向电路基板108侧折回。此时,电缆104的中间部184与引导部140接触。在这样的状态下,驱动控制部182使把持装置126例如向上方移动(参照图7的(e))并进一步朝向电路基板108行进,以使立起的电缆104折回。其结果,能够防止折回后的电缆104被保持部142的把持爪148的下部158、把持爪150的下部160(参照图4)夹持之后向下方脱落。此外,在图7的(f)中,示出折回后的电缆104的前端106附近被把持爪148的下部158夹持的状态。之后,电缆104与图4的(a)所示的引导部140的下表面166接触,被形成于下表面166的吸附孔164吸附保持,从而电缆104被可靠地保持。
接着,如图7的(f)所示,驱动控制部182使把持着电缆104的把持装置126进一步向电路基板108的连接器110的附近移动。在电子设备组装装置100中,若识别出电缆104的前端106的大致位置,则能够在使把持装置126移动的同时利用引导部140来校正电缆104的姿势,因此能够进行高速的动作。
接着,进行连接器110与电缆104的前端106的对位。但是,对于该对位,因把持装置126把持电缆104的把持动作带来的位置误差、载置于工作台178(参照图7)的电路基板108的设置误差、以及连接器110在电路基板108上的安装位置的误差等而使两者的相对位置产生偏差。
因此,在电子设备组装装置100中,基于图像识别部180识别出的数据,CPU167的校正数据生成部186生成位置校正数据,由此吸收两者的相对位置的偏差。然后,驱动控制部182基于位置校正数据使把持装置126移动,由此能够校正位置误差和姿势误差。作为一个例子,驱动控制部182提取电缆104和连接器110各自的特征点,计算出使特征点彼此成为适当的位置关系那样的位置校正量,使把持装置126和电缆104移动。
在完成了连接器110与电缆104的前端106的对位之后,驱动控制部182使把持装置126移动,将电缆104的前端106插入连接器110。此外,还能够根据电缆104、连接器110的位置精度等条件而适当省略位置校正。
接着,利用视觉装置128来拍摄连接器110和被插入到连接器110的状态的电缆104,CPU167的插入判断部188将拍摄到的图像与插入成功时的图像进行比较。该比较的结果是,当判断为插入成功即连接作业完成时,结束处理。另一方面,当由插入判断部188判断为插入失败时,插入判断部188可以经由图3所示的状态通知装置120向上级控制系统116通知产生了异常,也可以向用户通知产生了异常。另外,也可以进行重试连接作业等处理。并且,也可以是,省略机器人系统102的自动判断,利用别的工序来检查插入完成后的电路基板108。
因此,根据应用电子设备组装装置100的机器人系统102,能够利用使把持装置126移动这样的简单的结构使平躺姿势的电缆104立起,通过进一步将立起了的电缆104折回并将前端106插入连接目标的电路基板108的连接器110,从而能够迅速地完成连接作业,提高作业效率。
以上,参照附图说明了本发明的优选实施方式,但本发明当然并不限定于该例子。显然,只要是本领域的技术人员,在权利要求书记载的范畴内,能想到各种变形例或修改例,这些也当然属于本发明的技术范围。
产业上的可利用性
本发明能够作为对与电子设备的电路基板等连接的电缆进行把持的电子设备组装装置和电子设备组装方法来使用。

Claims (5)

1.一种电子设备组装装置,其特征在于,
该电子设备组装装置具备:
把持装置,其对平坦且具有柔软性并且前端沿大致水平方向平躺的状态的电缆进行把持;
机械臂,其使所述把持装置相对于电连接有所述电缆的根部的电路基板相对地移动;以及
机器人控制装置,其对所述把持装置和所述机械臂进行动作控制,
所述把持装置具有引导部和保持部,该引导部具有前倾面,该保持部对由该引导部引导来的所述电缆进行保持,
所述机器人控制装置使所述把持装置移动而使所述把持装置以沿着平躺姿势的所述电缆的长度方向的状态与所述电缆的所述前端正对,使所述引导部的所述前倾面接触于所述电缆的所述前端,使所述把持装置进一步朝向所述电路基板行进,由此使所述电缆立起。
2.根据权利要求1所述的电子设备组装装置,其特征在于,
所述保持部具有通过致动器做动作的把持爪,
所述把持爪在与所述长度方向交叉的方向上夹持并保持所述电缆。
3.根据权利要求1或2所述的电子设备组装装置,其特征在于,
所述把持装置还具有抽吸部,该抽吸部设于所述把持装置的下表面,且对所述电缆进行抽吸而保持所述电缆。
4.根据权利要求1或2所述的电子设备组装装置,其特征在于,
所述机器人控制装置使所述把持装置大致水平移动而使立起了的电缆折回,利用所述保持部来保持所述电缆的所述前端,进而将所述电缆的所述前端插入连接目标的所述电路基板的连接器。
5.一种电子设备组装方法,其将平坦且具有柔软性的、根部与电路基板连接而前端沿大致水平方向平躺的状态的电缆的所述前端插入所述电路基板的连接器,该电子设备组装方法的特征在于,
使具有引导部和对由该引导部引导来的所述电缆进行保持的保持部的把持装置移动,所述引导部具有前倾面,
使所述把持装置与平躺姿势的所述电缆的所述前端正对,
使所述引导部的所述前倾面接触于该电缆的所述前端,使所述把持装置朝向所述电路基板行进,由此使所述电缆立起,
使所述把持装置大致水平移动而使立起了的所述电缆折回,利用所述保持部来保持所述电缆的所述前端,进而将所述电缆的所述前端插入连接目标的所述电路基板的所述连接器。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108015507A (zh) * 2016-11-02 2018-05-11 松下知识产权经营株式会社 电子设备组装装置以及电子设备组装方法
JP2018107068A (ja) * 2016-12-28 2018-07-05 パナソニックIpマネジメント株式会社 電子機器組立方法
CN108260300A (zh) * 2016-12-28 2018-07-06 松下知识产权经营株式会社 电子设备组装装置及电子设备组装方法
JP2020151790A (ja) * 2019-03-19 2020-09-24 パナソニックIpマネジメント株式会社 電子機器組み立て装置および電子機器組み立て方法
CN111971151A (zh) * 2018-02-14 2020-11-20 川崎重工业株式会社 连接装置和连接方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017127950A (ja) * 2016-01-22 2017-07-27 富士通株式会社 モジュール部品の抜去工具

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108015507A (zh) * 2016-11-02 2018-05-11 松下知识产权经营株式会社 电子设备组装装置以及电子设备组装方法
JP2018107068A (ja) * 2016-12-28 2018-07-05 パナソニックIpマネジメント株式会社 電子機器組立方法
CN108260300A (zh) * 2016-12-28 2018-07-06 松下知识产权经营株式会社 电子设备组装装置及电子设备组装方法
CN111971151A (zh) * 2018-02-14 2020-11-20 川崎重工业株式会社 连接装置和连接方法
JP2020151790A (ja) * 2019-03-19 2020-09-24 パナソニックIpマネジメント株式会社 電子機器組み立て装置および電子機器組み立て方法

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