CN114918634A - 电子设备组装装置以及电子设备组装方法 - Google Patents

电子设备组装装置以及电子设备组装方法 Download PDF

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CN114918634A CN202111502418.9A CN202111502418A CN114918634A CN 114918634 A CN114918634 A CN 114918634A CN 202111502418 A CN202111502418 A CN 202111502418A CN 114918634 A CN114918634 A CN 114918634A
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Abstract

本发明提供一种能够精度良好地实施插入错误判定的电子设备组装装置以及电子设备组装方法。电子设备组装装置(1)具备电缆保持工具(20)、基底部(8)、机器人部(5)和控制部(61),电缆保持工具(20)具有可动部(20B)和施力部件(22),电子设备组装装置(1)还具备:第1探测单元(74A),探测可动部(20B)反抗作用力(F)而到达远离给定位置(P0)的第1相对位置(P1);和第2探测单元(74B),探测可动部(20B)反抗作用力(F)而到达进一步远离第1相对位置(P1)的第2相对位置(P2)。

Description

电子设备组装装置以及电子设备组装方法
技术领域
本发明涉及电子设备组装装置以及电子设备组装方法。
背景技术
以往,已知向电子设备的连接器安装电缆来组装电子设备的电子设备组装装置/方法。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2018-69415号公报
为了向连接器正常地安装电缆,希望以适当的插入量/插入载荷插入电缆。为了正常地安装电缆,还要求使得能够精度良好地实施电缆的插入错误判定。
发明内容
发明要解决的课题
因此,本发明的目的在于解决上述问题,提供一种能够精度良好地实施电缆的插入错误判定的电子设备组装装置以及电子设备组装方法。
用于解决课题的手段
为了达到上述目的,本发明的电子设备组装装置具备:电缆保持工具,保持用于向电子设备的连接器安装的电缆;基底部,安装了所述电缆保持工具;机器人部,通过使所述基底部移动,由此使所述电缆保持工具相对于所述电子设备相对地移动;和控制部,通过驱动所述机器人部,由此将所述电缆保持工具所保持的所述电缆安装于所述连接器,所述电缆保持工具具有:可动部,能够相对于所述基底部相对地移动,具有保持所述电缆的功能;和施力部件,以朝向给定位置的方式对所述可动部赋予作用力,本发明的电子设备组装装置还具备:第1探测单元,探测所述可动部反抗所述作用力而到达远离所述给定位置的第1相对位置;和第2探测单元,探测所述可动部反抗所述作用力而到达进一步远离所述第1相对位置的第2相对位置。
此外,本发明的电子设备组装方法是向电子设备的连接器安装电缆来组装电子设备的电子设备组装方法,包括:保持工序,使安装了电缆保持工具的基底部移动,由所述电缆保持工具保持所述电缆;和插入工序,将所述电缆保持工具所保持的所述电缆插入到所述连接器,所述电缆保持工具具有:可动部,能够相对于所述基底部相对地移动,具有保持所述电缆的功能;和施力部件,以朝向给定位置的方式对所述可动部赋予作用力,本发明的电子设备组装方法还包括:第1探测工序,探测所述可动部反抗所述作用力而到达远离所述给定位置的第1相对位置;和第2探测工序,探测所述可动部反抗所述作用力而到达进一步远离所述第1相对位置的第2相对位置。
发明效果
根据本发明,能够精度良好地实施电缆的插入错误判定。
附图说明
图1是实施方式的电子设备组装装置的概略立体图。
图2A是示出实施方式的基底部的周边结构的概略剖视图。
图2B是示出实施方式的电缆保持工具的气缸的周边结构的放大图。
图2C是示出实施方式的气缸进行了动作的状态的放大图(可动部为第1相对位置)。
图2D是示出实施方式的气缸进行了动作的状态的放大图(可动部为第2相对位置)。
图3是将实施方式的电缆安装于连接器之前的电子设备的立体图。
图4是将实施方式的电缆安装于连接器之后的电子设备的立体图。
图5A是实施方式的电缆的俯视图。
图5B是实施方式的电缆的立体图。
图6A是示出实施方式的电缆保持工具的夹紧机构的动作的放大立体图。
图6B是示出实施方式的电缆保持工具的夹紧机构的动作的放大立体图。
图7A是示出由实施方式的电缆保持工具所进行的电缆保持动作的放大立体图。
图7B是示出由实施方式的电缆保持工具所进行的电缆保持动作的放大立体图。
图8是实施方式的电子设备组装装置的控制系统的框图。
图9是示出由实施方式的电子设备组装装置所进行的电子设备的组装方法的流程图。
图10是示出由实施方式的摄像部所摄像的摄像图像(第1图像)的一例的概略俯视图。
图11是用于说明基于图9的流程图的电子设备的组装方法的纵剖视图。
图12是用于说明基于图9的流程图的电子设备的组装方法的纵剖视图。
图13是示出由实施方式的摄像部所摄像的摄像图像(中间图像)的一例的概略俯视图。
图14是用于说明基于图9的流程图的电子设备的组装方法的纵剖视图。
图15A是表示电缆插入时的电缆保持工具的可动部的相对移动的示意图(载荷OK模式)。
图15B是表示电缆插入时的电缆保持工具的可动部的相对移动的示意图(载荷OK模式)。
图15C是表示电缆插入时的电缆保持工具的可动部的相对移动的示意图(载荷NG模式)。
图15D是表示电缆插入时的电缆保持工具的可动部的相对移动的示意图(载荷NG模式)。
图16是用于说明基于图9的流程图的电子设备的组装方法的纵剖视图。
图17是示出由实施方式的摄像部所摄像的摄像图像(第2图像)的一例的概略俯视图。
图18是示出变形例涉及的电子设备的组装方法的流程图。
图19是示出由变形例涉及的摄像部所摄像的摄像图像(第1图像)的一例的概略俯视图。
符号说明
1 电子设备组装装置;
2 基台;
3 作业台;
4 电子设备;
5 机器人部;
6 固定基底部;
7 连杆部件;
8 基底部;
9 操作面板;
13 连接器;
15 电缆主体部;
16 加强板;
17 电缆;
18 目标;
20 电缆保持工具;
20A 固定部;
20B 可动部;
21 安装部;
22 气缸(施力部件);
23 固定块;
24 夹紧基底;
25 致动器;
26 滑动部;
27 夹紧块;
28 板片;
40 距离计测部;
50 摄像部;
51 托架;
52 光学镜头部;
53 摄像机;
54 支承部件;
55 照明保持板;
56 照明;
60 电动气动调节器;
61 控制部;
62 位置检测部;
63 距离计算部;
64 插入错误判定部;
64A 移动量判定部;
64B 插入量判定部;
65 存储部;
70 气缸固定部;
72 气缸可动部;
74A 第1探测单元;
74B 第2探测单元;
80 摄像图像(第1图像);
82 摄像图像(中间图像);
84 摄像图像(第2图像);
100 摄像图像(第1图像);
102 夹紧块;
104 开口;
B 反作用力;
F 作用力;
LB1、LB2 插入前长度;
LA1、LA2 插入后长度;
ΔL1、ΔL2 差分;
P0 给定位置(基准位置);
P1 第1相对位置;
P2 第2相对位置;
Q 插入方向;
S 退避方向。
具体实施方式
根据本发明的第1方式,提供一种如下的电子设备组装装置,即,具备:电缆保持工具,保持用于向电子设备的连接器安装的电缆;基底部,安装了所述电缆保持工具;机器人部,通过使所述基底部移动,由此使所述电缆保持工具相对于所述电子设备相对地移动;和控制部,通过驱动所述机器人部,由此将所述电缆保持工具所保持的所述电缆安装于所述连接器,所述电缆保持工具具有:可动部,能够相对于所述基底部相对地移动,具有保持所述电缆的功能;和施力部件,以朝向给定位置的方式对所述可动部赋予作用力,该电子设备组装装置还具备:第1探测单元,探测所述可动部反抗所述作用力而到达远离所述给定位置的第1相对位置;和第2探测单元,探测所述可动部反抗所述作用力而到达进一步远离所述第1相对位置的第2相对位置。
根据本发明的第2方式,提供一种如下的第1方式记载的电子设备组装装置,即,还具备可变地控制所述施力部件的所述作用力的作用力可变单元。
根据本发明的第3方式,提供一种如下的第2方式记载的电子设备组装装置,即,所述施力部件为气缸,所述作用力可变单元为电动气动调节器。
根据本发明的第4方式,提供一种如下的第1方式至第3方式中任一项记载的电子设备组装装置,即,所述第1探测单元以及所述第2探测单元分别具有自动开关,该自动开关设置于作为所述施力部件的气缸。
根据本发明的第5方式,提供一种如下的第1方式至第4方式中任一项记载的电子设备组装装置,即,所述控制部基于所述第1探测单元的探测结果和所述第2探测单元的探测结果来进行所述电缆的插入错误判定。
根据本发明的第6方式,提供一种如下的第5方式记载的电子设备组装装置,即,所述控制部根据由所述第1探测单元未探测到所述电缆保持工具到达所述第1相对位置而判定为所述电缆的插入错误,根据由所述第2探测单元探测到所述电缆保持工具到达所述第2相对位置而判定为所述电缆的插入错误。
根据本发明的第7方式,提供一种如下的第1方式至第6方式中任一项记载的电子设备组装装置,即,所述控制部根据由所述第2探测单元探测到所述电缆保持工具到达所述第2相对位置而进行控制,使得中断所述电缆的插入。
根据本发明的第8方式,提供一种如下的第1方式至第7方式中任一项记载的电子设备组装装置,即,所述连接器具有根据所述电缆的插入而自动地锁定所述电缆的锁定机构。
根据本发明的第9方式,提供一种如下的电子设备组装方法,即,向电子设备的连接器安装电缆来组装电子设备,该电子设备组装方法包括:保持工序,使安装了电缆保持工具的基底部移动,由所述电缆保持工具来保持所述电缆;和插入工序,将所述电缆保持工具所保持的所述电缆插入到所述连接器,所述电缆保持工具具有:可动部,能够相对于所述基底部相对地移动,具有保持所述电缆的功能;和施力部件,以朝向给定位置的方式对所述可动部赋予作用力,该电子设备组装方法还包括:第1探测工序,探测所述可动部反抗所述作用力而到达远离所述给定位置的第1相对位置;和第2探测工序,探测所述可动部反抗所述作用力而到达进一步远离所述第1相对位置的第2相对位置。
根据本发明的第10方式,提供一种如下的第9方式记载的电子设备组装方法,即,所述施力部件的所述作用力通过作用力可变单元而可变。
根据本发明的第11方式,提供一种如下的第10方式记载的电子设备组装方法,即,所述施力部件为气缸,所述作用力可变单元为电动气动调节器。
根据本发明的第12方式,提供一种如下的第9方式至第11方式中任一项记载的电子设备组装方法,即,在所述第1探测工序以及所述第2探测工序中,利用自动开关来进行探测,该自动开关设置于作为所述施力部件的气缸。
根据本发明的第13方式,提供一种如下的第9方式至第12方式中任一项记载的电子设备组装方法,即,还包括:插入错误判定工序,基于所述第1探测工序的探测结果和所述第2探测工序的探测结果来判定是否正常地插入了所述电缆。
根据本发明的第14方式,提供一种如下的第13方式记载的电子设备组装方法,即,在所述插入错误判定工序中,根据在所述第1探测工序中未探测到所述电缆保持工具到达所述第1相对位置而判定为所述电缆的插入错误,根据在所述第2探测工序中探测到所述电缆保持工具到达所述第2相对位置而判定为所述电缆的插入错误。
根据本发明的第15方式,提供一种如下的第9方式至第14方式中任一项记载的电子设备组装方法,即,还包括:插入中断工序,根据在所述第2探测工序中探测到所述电缆保持工具到达所述第2相对位置而中断所述电缆的插入。
根据本发明的第16方式,提供一种如下的第9方式至第15方式中任一项记载的电子设备组装方法,即,所述连接器具有根据所述电缆的插入而自动地锁定所述电缆的锁定机构。
以下,参照添加的附图对本发明涉及的电子设备组装装置以及电子设备组装方法的例示性的实施方式进行说明。本发明并不限定于以下的实施方式的具体结构,基于同样的技术思想的结构也包含于本发明。
(实施方式)
首先,参照图1对本发明的一实施方式涉及的电子设备组装装置进行说明。图1所示的电子设备组装装置1将车载用电子设备等电子设备4作为作业对象,具有向安装于电子设备4的壳体内所装配的电路基板等功能模块的连接器13(参照图3、图4)安装电缆17的功能。
在基台2的上表面2a设置有作业台3。作业台3以给定的姿势定位并保持作业对象的电子设备4。
在此,参照图3、图4对作业对象的电子设备4进行说明。图3示出了向连接器13安装电缆17(图4)之前的状态,图4示出了向连接器13安装电缆17之后的状态。在图3中,在电子设备4中,安装有电子部件11a的电路基板11设置于箱型的壳体4a的内部。在设置于壳体4a内的电路基板11的缘部安装有连接器13。在连接器13安装被贴附于具有柔性的电缆17的端部的硬质的加强板16。在壳体4a的背面4b形成有用于从外部向壳体4a内的连接器13连接电缆17的开口4c。
如图3所示,在连接器13中,在安装电缆17的安装部13a的底面的端子面13b形成有连接用的端子列。在将电缆17的加强板16插入并安装于连接器13的状态下,形成于电缆17的布线图案与这些端子列接触。根据电缆17的种类而布线图案的端子数(引脚数)不同,因此在向连接器13插入时电缆17所受到的反作用力也会变化。电缆17的布线图案的端子数越增加,插入连接器时的反作用力也越增加。
连接器13具备用于防止所安装的电缆17的脱落的锁定机构(未图示)。实施方式1的锁定机构是所谓的自动锁定类型的锁定机构,根据插入而自动地锁定被插入于安装部13a的电缆17。自动锁定类型的锁定机构例如具有与形成于端子面13b的端子分别接触而施力的弹簧(未图示)。电缆17的加强板16以胜过弹簧的作用力的插入力插入到弹簧与端子之间,从而在电缆17的布线图案与端子面13b接触的状态下锁定电缆17,成为电缆17安装于连接器13的状态。自动锁定类型的锁定机构还具有用于选择性地解除电缆17的锁定的解除部件(未图示)。
如图4所示,若在电缆17安装于连接器13之后锁定机构工作,则锁定机构按住加强板16从而防止电缆17的脱落。
在图3中,作业对象的电子设备4相对于作业台3以作业角度θ举起背面4b侧的姿势被定位保持在作业台3,使得背面4b朝向斜上方。在将电子设备4水平地保持于作业台3的状态(作业角度θ为零)下,从上方无法看到处于壳体4a的内部的连接器13。另一方面,通过倾斜作业角度θ,由此能够从上方通过开口4c看到连接器13的至少一部分。电子设备4可以保持在设置于作业台3上的具有作业角度θ的斜面的保持台(省略图示),也可以是以保持于保持台的状态搬送到作业台3。此外,也可以是,在以水平姿势搬送到作业台3之后使得倾斜作业角度θ。
在实施方式中,相对于倾斜地配置的连接器13而倾斜地插入电缆17,但并不限于这样的情况。连接器13的作业角度θ、电缆17的插入方向也可以为任意的角度/方向,例如根据连接器13、电缆17的规格而将连接器13配置为作业角度θ=0度并在水平方向上插入电缆17等。
在图1中,作业台3能够进行升降动作。在将电子设备4作为作业对象的电缆17的安装作业中,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。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9。
将机器人部5作为对象的操作、动作指示用的指示输入通过经由操作面板9的触摸操作输入来执行。操作面板9具有显示功能,在由电子设备组装装置1所进行的电缆安装动作中发生了异常、不良状况的情况下的通知被显示于操作面板9。操作面板9作为通知部发挥功能。关于电子设备组装装置1的坐标系,将从电子设备组装装置1的正面观察时左右方向设为X轴,将前后方向设为Y轴,将铅垂方向设为Z轴。
在图1中,在架台2c的下表面配置有内置了以下说明的机器人部5的驱动机构的固定基底部6。在固定基底部6内置了单独动作的6个伺服驱动机构,各个伺服驱动机构单独地驱动从固定基底部6向下方延伸出的6根连杆部件7。连杆部件7的下端部与基底部8结合。在上述结构中,固定基底部6以及连杆部件7构成了机器人部5。机器人部5使基底部8移动,使基底部8的姿势变更。
机器人部5是具有单独地动作的6根连杆部件7的6自由度类型的并联连杆机器人。从固定基底部6向下方延伸出的6根连杆部件7的下端部,与作为执行将电缆17安装于连接器13的安装作业的作业单元的基底部8结合。如图2A所示,连杆部件7经由万向接头7a而与基底部8结合。根据该结构,能够通过机器人部5使基底部8进行6自由度的移动动作。
在图2A中,在基底部8安装有电缆保持工具20、距离计测部40、摄像部50以及照明56。电缆保持工具20具有对成为向连接器13安装的对象的电缆17(未图示)进行保持的功能。
机器人部5使基底部8移动,由此电缆保持工具20能够相对于保持于作业台3的电子设备4相对地移动。在将电缆17安装于连接器13的安装作业中,控制部61使机器人部5、电缆保持工具20、距离计测部40、摄像部50和照明56工作。
这样,机器人部5使基底部8移动,由此使电缆保持工具20相对于具备连接器13的电子设备4移动。在本实施方式中,利用作为并联连杆机器人的机器人部5使基底部8移动,但电子设备组装装置1也可以是利用在臂部的中途具有多个旋转轴的多关节机器人使基底部8移动的结构。
下面,参照图2A对基底部8的详细结构进行说明。在基底部8中表示多个万向接头7a的中心位置的驱动中心设置有开口部8a。在基底部8中从开口部8a向左方向(电子设备组装装置1的正面侧)隔开的侧端部,以使计测光轴40a朝下的姿势安装有距离计测部40。距离计测部40是照射计测光,通过检测被距离计测用的目标反射的计测光从而计测到目标的距离的距离计测传感器。由距离计测部40所计测的计测结果被发送至控制部61。
在本实施方式中,距离计测部40移动到电子设备4的开口4c的上方,计测到设置在连接器13的附近的距离计测用的目标18(参照图11)的反射面18a的距离。目标18具有将从距离计测部40照射的计测光朝向距离计测部40的方向反射的反射面18a。目标18只要是能够计测从基底部8到连接器13的距离或者能够根据计测结果来计算距离即可,可以是任意的目标。
即,在将电子设备4保持为作业角度θ的状态下成为大致水平的反射面18a设置在从开口4c可看到的位置即可,目标18既可以是连接器13的一部分,也可以是设置于连接器13或电子设备4的专用的目标。这样,基底部8所具有的距离计测部40计测从基底部8到连接器13的距离、或者到电子设备4中所具备的距离计测用的目标18的距离。
若返回到图2A,则在基底部8的上表面中立设于开口部8a的附近的托架51配置有摄像部50。摄像部50构成为包含光学镜头部52以及摄像机53,使摄像光轴53a与驱动中心一致地以朝下姿势配置。控制部61使机器人部5工作,从而使配置于基底部8的摄像部50位于保持于作业台3的电子设备4的上方(参照图12)。在该状态下使摄像部50摄像,由此能够获取被保持于电缆保持工具20的电缆17的加强板16以及连接器13的图像。由摄像部50所摄像的摄像图像被发送至控制部61。
若返回到图2A,则在基底部8的下表面侧以包围开口部8a的配置而在下方立设有支承部件54。在支承部件54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55。在照明保持板55的下表面安装有构成为包含LED等发光体的照明56。照明56被控制部61控制。在由摄像部50进行摄像时,使照明56点亮而照明摄像对象的电缆17、连接器13等。
在从图2A所示的基底部8的开口部8a向右方向隔开的侧端部附近的下表面安装有电缆保持工具20。利用图2A~图2D对电缆保持工具20的详细结构进行说明。图2B是示出电缆保持工具20的气缸22的周边结构的放大图,图2C、图2D是示出气缸22进行了动作的状态的放大图。
图2A所示的电缆保持工具20具备安装部21、气缸22、固定块23、夹紧基底24、致动器25、滑动部26、夹紧块27和板片28。
安装部21是将电缆保持工具20固定并安装于基底部8的部件。安装部21将气缸22固定在基底部8的下表面,从而电缆保持工具20被安装于基底部8。
气缸22是使电缆保持工具20产生作用力F的部件。作用力F作用在电缆保持工具20向连接器13插入电缆17的插入方向Q上。作用力F例如由气缸22的内部中的空气弹簧的力而产生。在电缆插入时、后述的板片28的前端与电子设备4等抵接的情况下,作用力F产生缓冲作用。
如图2B所示,气缸22具有气缸固定部70和气缸可动部72。
气缸固定部70是固定于安装部21的部分。在气缸固定部70设置有用于探测气缸可动部72的相对位置的第1探测单元74A和第2探测单元74B。关于探测单元74A、74B将后述。气缸固定部70与安装部21一起构成了相对于基底部8的位置关系被固定且将电缆保持工具20固定于基底部8的“固定部20A”。
气缸可动部72是以能够相对于气缸固定部70相对地移动(箭头b)的状态装配的部分。气缸可动部72的移动方向与电缆17的插入方向Q大致平行。气缸可动部72以相对于气缸固定部70的相对位置朝向给定位置P0的方式受到作用力F。给定位置P0也可以称为基准位置。
若在电缆插入时或者后述的板片28的前端与电子设备4等抵接,则气缸可动部72受到与施力方向F相反朝向的反作用力B。气缸可动部72边受到基于气缸22的作用力F边由于反作用力B而向远离给定位置P0的方向移动。
如图2A所示,在气缸22连接有电动气动调节器60。电动气动调节器60是可变地控制基于气缸22的作用力F的作用力可变单元。本实施方式的电动气动调节器60与控制部61连接,但也可以与控制部61独立地设置。
通过电动气动调节器60,能够根据电缆17的种类等将作用力F设定为适当的值。如前所述,在电缆插入时从连接器13受到的反作用力B(插入载荷)根据电缆17的端子数而变化,因此只要根据其端子数等调整作用力F即可。
在气缸可动部72的下表面装配固定块23。固定块23是将夹紧基底24固定于气缸可动部72的部件。固定块23以及装配于其下方的电缆保持工具20的构成要素与气缸可动部72一起构成了相对于基底部8相对地移动的“可动部20B”。图2A所示的电缆保持工具20的构成要素之中固定块23、夹紧基底24、致动器25、滑动部26、夹紧块27以及板片28与气缸可动部72一起构成了可动部20B。
图2C、图2D示出可动部20B相对于固定部20A相对地移动了的状态。
图2C示出可动部20B反抗作用力F而到达了远离给定位置P0的第1相对位置P1的状态(箭头b1)。第1探测单元74A设置在探测可动部20B到达第1相对位置P1的位置。根据第1探测单元74A的探测结果能够判断可动部20B是否到达了第1相对位置P1。
图2D示出可动部20B反抗作用力F而到达了进一步远离第1相对位置P1的第2相对位置P2的状态(箭头b2)。第2探测单元74B设置在探测可动部20B到达第2相对位置P2的位置。根据第2探测单元74B的探测结果能够判断可动部20B是否到达了第2相对位置P2。
本实施方式的控制部61基于第1探测单元74A的探测结果和第2探测单元74B的探测结果来判断电缆插入时的可动部20B的移动量是否在正常的范围内,从而进行电缆17的插入错误判定。关于具体的判定方法将后述。
本实施方式的第1探测单元74A以及第2探测单元74B分别利用设置于作为台型气缸的气缸22的自动开关(也称为限位开关)。第1探测单元74A的自动开关如图2C所示配置在气缸可动部72到达第1相对位置P1时生成探测信号的位置。第2探测单元74B的自动开关如图2D所示配置在气缸可动部72到达第2相对位置P2时生成探测信号的位置。
若返回到图2A,则在固定块23结合有朝向基底部8的驱动中心侧朝着斜下方延伸出的夹紧基底24。在夹紧基底24的上表面侧配设有具备朝向驱动中心侧进退(箭头c)的滑动部26的致动器25。进而,在夹紧基底24的下端部,作为在前端设置了锥形部的薄板部件的板片28以倾斜姿势安装。板片28进行位置设定使得其前端部位于开口部8a的下方,包含在摄像部50的视角中。
在滑动部26的退出侧的端面结合了具有梯形形状的侧剖面的夹紧块27。在使致动器25工作而使夹紧块27向斜下方退出的状态下,夹紧块27的夹紧面27a(参照图7A、图7B)与板片28抵接。在本实施方式中,在由电缆保持工具20对电缆17的保持过程中,将加强板16从上下方向夹在板片28与夹紧块27的夹紧面27a之间,由此使得保持电缆17。
下面,参照图5A、图5B对电缆17的结构的详情进行说明。如图5A、图5B所示,电缆17具有:带状的电缆主体部15,在一端部15a形成了安装于连接器13的被安装部15b;和加强板16,在电缆主体部15的单面15c中经由接合部17a接合到一端部15a侧。电缆主体部15中接合了加强板16的单面15c的相反面成为形成了布线图案15d的图案形成面,在电缆17向连接器13安装的安装作业中,将被安装部15b的布线图案15d按压到连接器13的安装部13a上形成的端子面13b而使其接触。由此,电缆17的电缆主体部15与连接器13电连接。
电缆主体部15例如可以利用柔性印刷电路(FPC)或柔性扁平电缆(FFC)。加强板16与电缆主体部15相比由硬质的材料形成,适合由电缆保持工具20所进行的保持以及向连接器13的插入。加强板16以及被安装部15b是插入连接器13而被安装的“安装部分”。
如图5B所示,相对于加强板16中与电缆主体部15的单面15c接合的接合部17a,在位于一端部15a的相反侧的部分(自由端部16a),形成有与电缆主体部15的单面15c分离的开口部17b。在本实施方式中,在由图2A所示的电缆保持工具20对电缆17进行保持时,使得在开口部17b插入板片28而在与夹紧块27之间夹住加强板16来进行保持(参照图7A、图7B)。
在以上述的结构的电缆17作为对象的情况下,电缆保持工具20夹住加强板16来进行保持,由此保持电缆17。即,本实施方式的电缆保持工具20是在厚度方向上夹着加强板16的夹紧机构。而且,该夹紧机构具有:板片28,插入到电缆主体部15与加强板16之间的开口部17b;和夹紧块27,与位于该板片28的上表面的加强板16抵接而向下方按压。
下面,参照图6A、图6B对设置于电缆保持工具20并用于上述的夹住加强板16的夹紧机构的夹紧块27的详情进行说明。图6A示出使夹紧块27离开板片28的状态,在夹紧块27的夹紧面27a凸设有多个钉爪27b。钉爪27b在将加强板16夹于板片28与夹紧面27a之间的夹紧状态下,稍微咬入加强板16的表面,由此防止被夹住的加强板16滑动而脱落。即,在电缆保持工具20中,在与加强板16抵接的夹紧块27的夹紧面27a形成有防滑物。作为防滑物,并不限定于钉爪27b,能够采用各种方法,例如对夹紧面27a实施粗面加工等。
图6B示出了驱动致动器25(参照图2A)而使夹紧块27沿着夹紧基底24下降(箭头d),使夹紧面27a靠近板片28而闭合的状态。设定夹紧块27以及板片28的尺寸,使得在该状态下,在夹紧面27a的前端部形成从板片28的前端突出给定宽度B的突出部。通过这样设定电缆保持工具20中的夹紧块27的尺寸,从而如图7A、图7B所示可获得矫正被保持于电缆保持工具20的状态下的电缆17的变形的效果。
图7A、图7B示出了将图5A、图5B所示的电缆17作为保持对象的情况。如图7A所示,以在电缆主体部15的一端部15a使被安装部15b突出的状态将加强板16接合到电缆主体部15,在该结构的电缆17中,在电缆主体部15与加强板16之间的开口部17b插入板片28。在该状态下,在形成了被安装部15b的一端部15a,有时会在宽度方向上产生翘曲形状、波浪形状这样的变形。
即使在这样的情况下,如图7B所示,也使夹紧块27靠近板片28(箭头e),在夹紧面27a与板片28之间夹住了加强板16的状态下,夹紧块27的夹紧面27a在夹着加强板16时至少突出到将电缆主体部15和加强板16接合的接合部17a的上表面。由此,电缆主体部15的一端部15a的附近部分仿效平面形状的夹紧面27a而上述的变形被矫正。
下面,参照图8对电子设备组装装置1的控制系统的结构进行说明。电子设备组装装置1所具备的控制部61与机器人部5、作业台3、摄像部50、照明56、距离计测部40、致动器25、探测单元74A、74B、电动气动调节器60和操作面板9连接。控制部61控制机器人部5以及电缆保持工具20的致动器25而使其工作,由此执行使后述的电缆17移动而使其安装于连接器13的电缆安装作业。
在该电缆安装作业的执行过程中,控制部61控制距离计测部40而使其执行计测从基底部8到目标18的距离的距离计测处理。此外,控制部61控制摄像部50以及照明56而使其执行用于检测电缆17的一端部15a以及连接器13的相对位置关系的摄像处理。
在图8中,控制部61具备作为内部控制处理功能的位置检测部62、距离计算部63和插入错误判定部64。
位置检测部62基于由摄像部50摄像到的摄像图像来执行检测电缆17或连接器13的位置、或者电缆17和连接器13的相对位置关系的位置检测处理。在将电缆17的一端部15a安装于连接器13的电缆安装动作中,控制部61基于一端部15a以及连接器13的相对位置检测结果来控制由机器人部5所实现的电缆保持工具20的移动。
控制部61具备作为存储装置的存储部65。在存储部65中存储有作业对象的电子设备4中的连接器13的位置、尺寸、形状、距离计测用的目标18的反射面18a的位置等电缆安装作业所需的信息。
距离计算部63基于距离计测部40计测的到目标18的距离、存储部65中存储的目标18的反射面18a的位置,计算从基底部8到连接器13的端子面13b的距离。此外,距离计测部40基于到多个目标18的距离之差来计算连接器13的倾斜。
插入错误判定部64基于摄像部50的摄像图像、探测单元74A、74B的探测结果来执行电缆17是否正常地插入到连接器13的插入错误判定。本实施方式的插入错误判定部64具有移动量判定部64A和插入量判定部64B。
移动量判定部64A基于第1探测单元74A和第2探测单元74B的探测结果,判定在插入连接器时电缆保持工具20的可动部20B相对移动的移动量是否在适当的范围内。在由移动量判定部64A判定为移动量偏离适当的范围的情况下,插入错误判定部64判定为电缆17未正常地插入到连接器13的“插入错误”。
插入量判定部64B关于作为电缆17的安装部分的加强板16的长度,基于包含向连接器13插入前的加强板16的第1图像和包含插入后的加强板16的第2图像,判定电缆17的插入量是否在适当的范围内。在由插入量判定部64B判定为插入量偏离适当的范围的情况下,插入错误判定部64判定为插入错误。
在由移动量判定部64A判断为移动量处于适当的范围内,并且,由插入量判定部64B判断为插入量处于适当的范围内的情况下,插入错误判定部64判断为电缆17正常地插入到连接器13。
下面,沿着图9的流程,参照各附图对包含由电子设备组装装置1向电子设备4在内部具备的连接器13安装电缆17的加强板16的电缆安装作业的电子设备组装方法进行说明。
在图9中,首先,作业对象的电子设备4以将开口4c侧举起作业角度θ的姿势保持在作业台3上(S0:电子设备保持工序)(参照图3)。
接下来,进行基于摄像部50的摄像(S1:摄像工序)。具体地,通过摄像部50摄像包含由电缆保持工具20保持之前的电缆17的加强板16的图像(第1图像)。电缆17例如排列配置在与图1所示的作业台3不同的场所的托盘(未图示)。控制部61驱动机器人部5,将摄像部50配置在托盘的上方,在此基础上,使摄像部50摄像托盘上的电缆17。将由摄像工序S1获得的摄像图像的一例示于图10。
图10所示的摄像图像80包含由电缆保持工具20保持之前的电缆17的加强板16。由于包含加强板16的整体,从而能够计算加强板16的总长。加强板16的总长是沿着电缆17的长度方向L的加强板16的长度,是与电缆17的宽度方向W正交的方向的长度。
基于图10所示的摄像图像80,由位置检测部62求出识别点R1、R2、R3、R4的位置。识别点R1和识别点R2的距离被计算为加强板16的第1边的长度LB1,识别点R3和识别点R4的距离被计算为加强板16的第2边的长度LB2。长度LB1也称为“第1插入前长度LB1”,长度LB2也称为“第2插入前长度LB2”。第1插入前长度LB1以及第2插入前长度LB2用于后述的插入量判定工序S12(图9)中的插入量的判定。
然后,控制部61使电缆保持工具20保持电缆17(S2:电缆保持工序)。具体地,驱动机器人部5,将电缆保持工具20配置在托盘上的电缆17的附近,在此基础上,如图7A、图7B所示,在电缆17的开口部17b插入板片28,在此基础上,使夹紧块27朝向加强板16滑动(箭头e),将加强板16夹在夹紧块27与板片28之间,由此保持电缆17。
接下来,控制部61利用距离计测部40来进行距离计测(S3:距离计测工序)。具体地,驱动机器人部5,如图11所示使距离计测部40移动到计测光轴40a碰到目标18的反射面18a的位置,在此基础上,使距离计测部40计测从基底部8到设置于连接器13或者电子设备4的目标18的距离。距离计算部63基于所计测的到目标18的距离和存储部65中存储的反射面18a的位置,计算从基底部8到连接器13的端子面13b的距离。
如图13所示的摄像图像82(中间图像)中显示的那样,在电子设备4所具备的连接器13的前面,在左右的两个地方配置有目标18。在距离计测工序S3中,计测到两个目标18的反射面18a的距离,并根据由距离计算部63分别计测的距离之差来计算连接器13的X轴方向的倾斜。这样,在距离计测工序S3中,计测从基底部8到连接器13或者电子设备4的距离。
然后,控制部61基于距离计测工序S3中的计测结果,如图12所示,使电缆保持工具20相对于电子设备4移动(箭头f),从而使电缆保持工具20所保持的电缆17的一端部15a靠近连接器13(S4:电缆靠近工序)。
接下来,控制部61进行基于摄像部50的摄像(S5:摄像工序)。具体地,从相对于电缆17向连接器13插入的插入方向Q倾斜为锐角
Figure BDA0003401165330000191
(从90度减去作业角度θ而得到的角度)的方向,对包含电缆17的一端部15a以及加强板16和连接器13的图像(中间图像)进行摄像。锐角
Figure BDA0003401165330000192
例如可以设定为35度以上且75度以下的值。将由摄像工序S5获得的摄像图像的一例示于图13。
图13所示的摄像图像82包含设置在电子设备4的内部的连接器13。摄像图像82还包含电缆保持工具20的夹紧块27和保持于电缆保持工具20的电缆17的一端部15a以及加强板16。这样,从倾斜为锐角
Figure BDA0003401165330000193
的方向进行摄像,由此能够通过开口4c摄像设置在电子设备4的内部的连接器13和作为电缆17的安装部分的一端部15a以及加强板16。
由于摄像部50和电缆保持工具20的位置关系被固定,因此在摄像图像82中,夹紧块27始终出现在与图像框方向一致的固定位置。相对于此,夹在夹紧块27与板片28之间而被保持的电缆17的加强板16以及一端部15a,由于电缆保持工序S2中的位置误差等而出现一些位置偏离。此外,连接器13由于电子设备保持工序S0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的装配位置误差等而处于位置偏离状态。即,连接器13和安装于连接器13的一端部15a以及加强板16的相对位置关系按成为安装作业对象的每个连接器13会发生偏差。
然后,控制部61进行位置检测(S6:位置检测工序)。具体地,基于在摄像工序S5中摄像到的摄像图像82,由位置检测部62检测电缆17的一端部15a和连接器13的相对位置关系。
参照图13对基于位置检测部62的位置检测处理进行说明。首先,位置检测部62求出用于对电缆17的一端部15a的位置进行检测的识别点R5、R6的位置。接下来,位置检测部62将识别点R5、R6的中点作为表示一端部15a的位置的代表点PM1。然后,位置检测部62求出用于对连接器13的位置进行检测的识别点R7、R8的位置。接下来,位置检测部62将识别点R7、R8的中点作为表示连接器13的位置的代表点PM2。所检测的代表点PM1和代表点PM2是表示电缆17的一端部15a和连接器13的相对位置关系的信息。
接下来,控制部61向连接器13插入电缆17(S7:电缆插入工序)。具体地,基于在位置检测工序S6中检测到的代表点PM1和代表点PM2的相对位置关系,驱动机器人部5使保持了电缆17的电缆保持工具20进行位置对准,使得各个代表点PM1、PM2成为恰当的位置关系。然后,如图14所示,驱动机器人部5使电缆保持工具20沿着插入方向Q移动,由此将电缆17的一端部15a以及加强板16从倾斜方向插入到电子设备4的连接器13的安装部13a(图3)。
如图4所示,成为相对于连接器13插入了电缆17的加强板16的状态,电缆17被安装于连接器13。若内置于连接器13的自动锁定类型的锁定机构正常地动作,则电缆17被自动地锁定,可防止电缆17从连接器13的脱落。
电缆插入工序S7中的电缆17的插入量被决定为电缆17的一端部15a充分到达连接器13的里面的值,并且被决定为不会变得过度按压的范围内。若电缆17被正常地插入/安装到连接器13,则电缆保持工具20的可动部20B在与插入方向Q相反的方向上移动适度的量(图14的箭头b3)。
然后,控制部61判定移动量是否在正常的范围内(S8:移动量判定工序)。具体地,由移动量判定部64A基于第1探测单元74A以及第2探测单元74B的探测结果来判定与电缆17的插入相伴的可动部20B的移动量是否在正常的范围内。
具体地,移动量判定部64A在由第1探测单元74A探测到电缆保持工具20的可动部20B到达第1相对位置P1,并且,由第2探测单元74B未探测到可动部20B到达进一步远离第1相对位置P1的第2相对位置P2的情况下,判定为移动量在正常的范围内(S8中是)。在该情况下,前进到电缆释放工序S10。
另一方面,移动量判定部64A在由第1探测单元74A未探测到可动部20B到达第1相对位置P1的情况下,或者,在由第2探测单元74B探测到可动部20B到达第2相对位置P2的情况下,判定为移动量不处于正常的范围内,即,判定为插入错误(S8中否)。在该情况下,前进到通知工序S9。
在此,关于移动量判定工序S8中的判定模式,利用图15A~图15D进行说明。图15A~图15D分别是表示通过电缆插入工序S7将电缆17插入到连接器13时的电缆保持工具20的可动部20B的相对移动的示意图。在图15A~图15D中,分别是,横轴表示时间,纵轴表示电缆保持工具20的可动部20B的相对位置。
在图15A~图15D中,第1探测范围表示第1探测单元74A的探测范围,第2探测范围表示第2探测单元74B的探测范围。第1探测范围包含第1相对位置P1,第2探测范围包含第2相对位置P2。第2探测范围处于比第1探测范围远离给定位置P0的位置,不与第1探测范围重叠。
在图15A所示的例子中,可动部20B以远离给定位置P0的方式进行移动并到达第1相对位置P1,在第1探测范围内停止,保持该状态不变而插入结束。第1探测单元74A探测到可动部20B到达第1相对位置P1,并向控制部61发送探测信号(第1探测工序:探测结果ON)。第2探测单元74B未探测到可动部20B到达第2相对位置P2(第2探测工序:探测结果OFF)。移动量判定部64A判断为移动量处于正常的范围(步骤S8中是),前进到接下来的电缆释放工序S10。
在图15B所示的例子中,可动部20B移动到超过第1探测范围的位置,在到达第2探测范围之前的位置停止而插入结束。第1探测单元74A探测到可动部20B到达第1相对位置P1,并向控制部61发送探测信号(第1探测工序:探测结果ON)。第2探测单元74B未探测到可动部20B到达第2相对位置P2(第2探测工序:探测结果OFF)。在插入结束时,虽然第1探测单元74A以及第2探测单元74B的探测结果均为OFF,但由于记录了从第1探测单元74A接收到探测信号这一情况,从而第1探测单元74A的探测结果判断为ON,第2探测单元74B的探测结果判断为OFF。由此,移动量判定部64A判断为移动量处于正常的范围(步骤S8中是),前进到接下来的电缆释放工序S10。
在图15C所示的例子中,可动部20B停止在到达第1相对位置P1之前的位置,保持该状态不变而插入结束。第1探测单元74A未探测到可动部20B到达第1相对位置P1(第1探测工序:探测结果OFF),第2探测单元74B也未探测到可动部20B到达第2相对位置P2(第2探测工序:探测结果OFF)。由此,第1探测单元74A的探测结果成为OFF,第2探测单元74B的探测结果成为OFF,特别是根据第1探测单元74A的探测结果为OFF,移动量判定部64A判断为移动量不是正常的范围,即,判断为插入错误(S8中否)。然后,向通知工序S9前进。
在图15D所示的例子中,可动部20B通过包含第1相对位置P1的第1探测范围,并且到达至第2相对位置P2。第1探测单元74A探测到可动部20B到达第1相对位置P1(第1探测工序:探测结果ON),第2探测单元74B也探测到可动部20B到达第2相对位置P2(第2探测工序:探测结果ON)。第1探测单元74A的探测结果成为ON,第2探测单元74B的探测结果成为ON,特别是根据第2探测单元74B的探测结果为ON,移动量判定部64A判断为移动量不是正常的范围,即,判断为插入错误(步骤S8中否)。然后,向通知工序S9前进。
在图15D所示的例子中,本实施方式的控制部61在第2探测单元74B的探测结果成为ON的时间点,即,从第2探测单元74B接收到探测信号的时间点,将插入中断(插入中断工序)。即使在到达基于位置检测工序S6决定的电缆17的最终插入位置之前的时间点,也会在第2探测单元74B的探测结果成为ON的时间点,强制性地将电缆17的进一步的插入中止。由此,能够防止过度的插入载荷作用于电缆保持工具20,防止电子设备组装装置1的故障。
在本实施方式中,连接器13所具有的电缆17的锁定机构是自动锁定类型的锁定机构,因此需要胜过与连接器13的端子面13b接触的弹簧的作用力的插入力以及插入载荷。有在电缆17的插入力小时锁定功能不工作的情况、连接器13的端子列和电缆17的端子列以相互不接触的状态锁定的状态(半插入)等。另一方面,若电缆17的插入力变得过大,则虽然电缆17的锁定功能工作,然而相对于电缆保持工具20的载荷变得过大,有时导致电子设备组装装置1的故障。此外,在电缆17不是与连接器13抵接而是错误地与电子设备4的壳体4a等抵接的情况下,相对于电缆保持工具20的载荷也变得过大,有时导致电子设备组装装置1的故障。
鉴于此,通过设置第1探测单元74A以及第2探测单元74B,由此判断电缆保持工具20的可动部20B的移动量(与其对应的插入载荷/插入力)是否为适当的范围,从而能够精度良好地实施插入错误判定。
若返回到图9,则在通过移动量判定工序S8判定为移动量不是正常的范围(插入错误)的情况下,控制部61进行通知(S9:通知工序)。具体地,在具有作为通知部的功能的操作面板9进行表示为插入错误的显示,并且执行基于蜂鸣器等的声音通知。由此,能够使作业人员获知发生了插入错误。操作面板9也可以一并显示表示插入错误的原因是插入载荷(即,可动部20B的移动量)过大或过少的信息。伴随着基于操作面板9的通知,控制部61也可以执行设备停止、错误排除、重试等附随于插入错误的任意控制。
在通过移动量判定工序S8判定为移动量在正常的范围内的情况下,控制部61驱动致动器25使夹紧块27上升,解除电缆保持工具20对电缆17的保持(S10:电缆释放工序)。
接下来,控制部61在使电缆保持工具20退避之后,进行基于摄像部50的摄像(S11:摄像工序)。具体地,如图16所示,使电缆保持工具20向与插入方向Q相反的方向的退避方向S移动之后,由摄像部50摄像包含连接器13以及安装于连接器13的加强板16的图像(第2图像)。将由摄像工序S11获得的摄像图像的一例示于图17。
图17所示的摄像图像84包含设置在电子设备4的内部的连接器13和插入到连接器13的加强板16。加强板16从连接器13突出的部分能够视觉辨认。基于摄像图像84,能够计算向连接器13插入后的加强板16的长度。
首先,由位置检测部62求出用于对加强板16的插入后长度进行检测的识别点R9、R10、R11、R12的位置。识别点R9和识别点R10的距离被计算为加强板16的第1边的长度LA1,识别点R11和识别点R12的距离被计算为加强板16的第2边的长度LA2。长度LA1也称为“第1插入后长度LA1”,长度LA2也称为“第2插入后长度LA2”。第1插入后长度LA1以及第2插入后长度LA2用于接下来的插入量判定工序S12中的插入量的判定。
然后,控制部61判定插入量是否处于正常的范围内(S12:插入量判定工序)。具体地,插入量判定部64B根据基于摄像工序S1的摄像图像80而计算出的加强板16的第1插入前长度LB1以及第2插入前长度LB2、和基于摄像工序S11的摄像图像84而计算出的加强板16的第1插入后长度LA1以及第2插入后长度LA2的差分,进行插入量的判定。
如图17所示,插入量判定部64B计算第1差分ΔL1作为第1插入前长度LB1和第1插入后长度LA1的差分,计算第2差分ΔL2作为第2插入前长度LB2和第2插入后长度LA2的差分。第1差分ΔL1对应于加强板16的第1边的插入量,第2差分ΔL2对应于加强板16的第2边的插入量。
插入量判定部64B关于第1差分ΔL1和第2差分ΔL2,分别基于是否为预先规定的给定范围来判定插入量是否为正常的范围。关于给定范围,可以规定与第1差分ΔL1有关的第1给定范围和与第2差分ΔL2有关的第2给定范围,第1给定范围和第2给定范围既可以为相同范围也可以为不同范围。
插入量判定部64B在第1差分ΔL1处于第1给定范围内且第2差分ΔL2处于第2给定范围内的情况下,判定为插入量处于正常的范围内。在该情况下,前进到接下来的工具返回工序S14。另一方面,插入量判定部64B在第1差分ΔL1偏离给定范围的情况下,或者,在第2差分ΔL2偏离给定范围的情况下,判定为插入量不在正常的范围内,即,判定为插入错误,前进到通知工序S13。
根据上述方法,对通过摄像工序S1获取的摄像图像80(第1图像)和通过摄像工序S11获取的摄像图像84(第2图像)进行图像解析,由此能够进行基于插入到连接器13的加强板16的插入量的插入错误判定。特别是,基于与加强板16的总长对应的插入前长度LB1、LB2和加强板16向连接器13插入后突出而可见的插入后长度LA1、LA2的差分ΔL1、ΔL2来进行判定,由此能够在准确地掌握实际的插入量的同时进行插入错误判定。
特别是,电缆17的加强板16作为分体的部件而贴附于电缆主体部15,有时尺寸会发生偏差。即使为加强板16的尺寸发生偏差的情况下,通过基于差分ΔL1、ΔL2进行插入量的判定,由此也能够在准确地掌握实际的插入量的同时进行插入错误判定。
此外,关于与加强板16的第1边有关的第1差分ΔL1和与第2边有关的第2差分ΔL2分别进行是否处于给定范围内的判定,由此能够更准确地掌握加强板16的两个边的插入量,能够精度良好地执行插入错误判定。
在通过插入量判定工序S12判定为插入错误的情况下,控制部61进行通知(S13:通知工序)。具体地,进行与前述的通知工序S9大致同样的处理,因此省略说明,但作为附随于插入错误的控制而执行重试的情况下,例如也可以使得返回到摄像工序S11等中途的工序。由此,能够谋求插入错误的恢复作业的效率化。
在通过插入量判定工序S12判定为插入量处于正常的范围内的情况下,控制部61使电缆保持工具20返回至原始的位置(S14:工具返回工序),从作业台3回收电缆安装作业完成的电子设备4(S15:电子设备回收工序)。由此,完成针对1个电子设备4的电子设备组装。
(作用/效果1)
如上所述,本实施方式的电子设备组装装置1具备:电缆保持工具20,保持用于向电子设备4的连接器13安装的电缆17;基底部8,安装了电缆保持工具20;机器人部5,通过使基底部8移动,由此使电缆保持工具20相对于电子设备相对地移动;和控制部61,通过驱动机器人部5,由此将电缆保持工具20所保持的电缆17安装于连接器13。电缆保持工具20具有:可动部20B,能够相对于基底部8相对地移动,具有保持电缆17的功能;和气缸22(施力部件),以朝向给定位置P0的方式对可动部20B赋予作用力F。进而,还具备:第1探测单元74A,探测可动部20B反抗作用力F而到达远离给定位置P0的第1相对位置P1;和第2探测单元74B,探测可动部20B反抗作用力F而到达进一步远离第1相对位置P1的第2相对位置P2。
此外,本实施方式的电子设备组装方法向电子设备4的连接器13安装电缆17来组装电子设备4,该电子设备组装方法包括:电子设备保持工序S0,使安装了电缆保持工具20的基底部8移动,由电缆保持工具20保持电缆17;和电缆插入工序S7,将电缆保持工具20所保持的电缆17插入到连接器13。电缆保持工具20具有:可动部20B,能够相对于基底部8相对地移动,具有保持电缆17的功能;和气缸22(施力部件),以朝向给定位置P0的方式对可动部20B赋予作用力F。在插入移动量判定工序S8中执行探测可动部20B反抗作用力F而到达远离给定位置P0的第1相对位置P1的第1探测工序、和探测可动部20B反抗作用力F而到达进一步远离第1相对位置P1的第2相对位置P2的第2探测工序。
根据这样的电子设备组装装置1/电子设备组装方法,在探测到电缆保持工具20的可动部20B到达第1相对位置P1的情况下,能够判断为产生了将电缆17插入到连接器13所需的插入力。另一方面,在未探测到可动部20B到达第1相对位置P1的情况下,判断为未产生所需的插入力,能够判定为插入错误。另一方面,在未探测到可动部20B到达第2相对位置P2的情况下,能够判断为未过度地作用将电缆17插入到连接器13时的插入载荷。在探测到可动部20B到达第2相对位置P2的情况下,能够判定为过度地作用了插入载荷的插入错误。根据这样的探测方法,能够判定将电缆17插入到连接器13时的插入力或插入载荷是否处于适当的范围,能够精度良好地实施插入错误判定。
此外,在本实施方式的电子设备组装装置1/电子设备组装方法中,气缸22的作用力F通过作为作用力可变单元的电动气动调节器60而可变。
根据这样的结构/方法,能够根据连接器13、电缆17的规格来设定适当的作用力F。
此外,在本实施方式的电子设备组装装置1/电子设备组装方法中,产生作用力F的施力部件为气缸22,作用力可变单元为电动气动调节器60。
根据这样的结构/方法,能够利用通用性高的部件。
此外,在本实施方式的电子设备组装装置1/电子设备组装方法中,在移动量判定工序S8的第1探测工序以及第2探测工序中,利用设置于气缸22的自动开关来进行探测。
根据这样的结构/方法,能够利用廉价物来进行探测。
此外,在本实施方式的电子设备组装装置1/电子设备组装方法中,基于移动量判定工序S8中的第1探测工序的探测结果和第2探测工序的探测结果来判定是否正常地插入了电缆17。
根据这样的结构/方法,通过组合第1探测工序和第2探测工序的探测结果来进行插入错误判定,从而能够精度良好地实施插入错误判定。
此外,在本实施方式的电子设备组装装置1/电子设备组装方法中,在移动量判定工序S8中,根据未探测到电缆保持工具20到达第1相对位置P1而判定为电缆17插入错误(S8中否),根据探测到电缆保持工具20到达第2相对位置P2而判定为电缆17插入错误(S8中否)。
根据这样的结构/方法,在插入力过小或者插入载荷过大的情况下能够判定为插入错误。
此外,在本实施方式的电子设备组装装置1/电子设备组装方法中,还包括:插入中断工序,根据在移动量判定工序S8的第2探测工序中探测到电缆保持工具20到达第2相对位置P2而中断电缆17的插入。
根据这样的结构/方法,在插入载荷过大的情况下中断电缆17的插入,由此能够防止过度的载荷作用于电缆保持工具20,抑制电子设备组装装置1的故障。
此外,在本实施方式的电子设备组装装置1/电子设备组装方法中,连接器13具有根据电缆17的插入而自动地锁定电缆17的锁定机构。
根据这样的结构/方法,在所谓的自动锁定类型的锁定机构的情况下,为了正常地安装电缆17而需要将电缆17的插入力增大某种程度时,能够通过第1探测工序判定是否产生了给定以上的插入力,因此能够使电缆17的锁定功能精度良好地工作。
(作用/效果2)
如上所述,本实施方式的电子设备组装装置1具备:电缆保持工具20,保持用于向电子设备4的连接器13安装的电缆17;基底部8,安装了电缆保持工具20和摄像部50;机器人部5,通过使基底部8移动,由此使电缆保持工具20相对于电子设备相对地移动;和控制部61,通过驱动机器人部5,由此将电缆保持工具20所保持的电缆17的加强板16(安装部分)安装于连接器13。控制部61通过摄像部50摄像包含插入到连接器13之前的加强板16的摄像图像80(第1图像),并摄像包含向连接器13插入后从连接器13突出而可见的加强板16的摄像图像84(第2图像)。控制部61进一步根据基于摄像图像80的加强板16的插入前长度LB1、LB2和基于摄像图像84的加强板16的插入后长度LA1、LA2的差分ΔL1、ΔL2,进行与电缆17的插入有关的插入错误判定。
此外,本实施方式的电子设备组装方法向电子设备4的连接器13安装电缆17来组装电子设备4,该电子设备组装方法包括:电缆保持工序S2(保持工序),使安装了电缆保持工具20的基底部8移动,由电缆保持工具20保持电缆17;电缆靠近工序S4(靠近工序),使电缆保持工具20所保持的电缆17的加强板16靠近连接器13;电缆插入工序S7(插入工序),将电缆17的加强板16(安装部分)插入到连接器13;摄像工序S1(第1摄像工序),通过摄像部50摄像包含插入到连接器13之前的加强板16的摄像图像80(第1图像);摄像工序S11(第2摄像工序),通过摄像部50摄像包含向连接器13插入后从连接器13突出而可见的加强板16的摄像图像84(第2图像);和插入量判定工序S12(插入错误判定工序),根据基于摄像图像80的加强板16的插入前长度LB1、LB2和基于摄像图像84的加强板16的插入后长度LA1、LA2的差分ΔL1、ΔL2,进行与电缆17的插入有关的插入错误判定。
根据这样的电子设备组装装置1/电子设备组装方法,即使在作为电缆17的安装部分的加强板16的尺寸有偏差的情况下,也能够基于向连接器13插入前和插入后的各自的长度的差分ΔL1、ΔL2进行插入错误判定,从而基于插入到连接器13的实际的插入量来进行插入错误判定。由此,能够精度良好地实施插入错误判定。
此外,在本实施方式的电子设备组装装置1/电子设备组装方法中,在电缆保持工序S2之前由摄像工序S1摄像的摄像图像80包含由电缆保持工具20保持之前的电缆17的加强板16。
根据这样的结构/方法,能够容易地掌握加强板16的总长。
此外,在本实施方式的电子设备组装装置1/电子设备组装方法中,插入前长度LB1、LB2包含与加强板16的第1边的长度有关的第1插入前长度LB1、与和第1边对置的第2边的长度有关的第2插入前长度LB2。插入后长度LA1、LA2包含与第1边的长度有关的第1插入后长度LA1、和与第2边的长度有关的第2插入后长度LA2。差分ΔL1、ΔL2包含第1插入前长度LB1和第1插入后长度LA1的差分即第1差分ΔL1、以及第2插入前长度LB2和第2插入后长度LA2的差分即第2差分ΔL2。在插入错误判定工序中,分别基于第1差分ΔL1和第2差分ΔL2来进行由插入量判定工序S12实现的插入错误判定。
根据这样的结构/方法,通过分别基于加强板16的第1边的长度和第2边的长度来进行错误判定,从而能够精度更好地执行插入错误判定。
此外,在本实施方式的电子设备组装装置1/电子设备组装方法中,在插入量判定工序S12中,在差分ΔL1、ΔL2偏离预先规定的给定范围的情况下,判定为插入错误。
根据这样的结构/方法,通过将与差分ΔL1、ΔL2有关的适当的范围预先设定为给定范围,从而能够精度良好地执行插入错误判定。
此外,在本实施方式的电子设备组装装置1/电子设备组装方法中,作为电缆17的安装部分,使用贴附于电缆17的加强板16。
根据这样的结构/方法,容易测定电缆17的安装部分的长度。此外,即使在加强板16的尺寸发生偏差的情况下,通过基于差分ΔL1、ΔL2进行插入错误判定,从而也能够在准确地掌握实际的插入量的同时进行插入错误判定。
此外,在本实施方式的电子设备组装装置1/电子设备组装方法中,连接器13具有根据电缆17的插入而自动地锁定电缆17的锁定机构。
根据这样的结构/方法,即使是所谓的自动锁定类型的锁定机构,也能够通过进行基于摄像图像80和摄像图像84的插入量判定,从而精度良好地判别是否正常地插入了电缆17。
以上,列举上述的实施方式对本发明进行了说明,但本发明并不限定于上述的实施方式。例如,在实施方式中,关于图9所示的流程图,在电缆保持工序S2之前,执行对保持于电缆保持工具20之前的加强板16进行摄像的摄像工序S1,并获取加强板16的插入前长度LB1、LB2,对这样的情况进行了说明,并不限于这样的情况。例如,在通过电缆靠近工序S4使电缆17的加强板16和连接器13靠近的状态下进行的摄像工序S5中,能够获取加强板16的插入前长度LB1、LB2的情况下,摄像工序S5可以代替摄像工序S1,也可以省略摄像工序S1。
将省略了摄像工序S1的变形例的流程图示于图18。如图18所示,省略摄像工序S1,并且通过摄像工序S5来获取第1图像。将由摄像工序S5获取的摄像图像的例子示于图19。
图19所示的摄像图像100(第1图像)示出由结构与实施方式的电缆保持工具20的夹紧块27不同的夹紧块102保持了电缆17的加强板16的状态。
变形例涉及的夹紧块102形成了在摄像部50的摄像方向上贯通的开口104。开口104形成在包含由夹紧块102夹着保持加强板16时加强板16的后侧的端部即自由端部16a的位置。能够经由开口104识别加强板16的自由端部16a,因此位置检测部62能够求出与自由端部16a的两个角部有关的识别点R13、R14的位置。识别点R5和识别点R13的距离被计算为加强板16的第1插入前长度LC1,识别点R6和识别点R14的距离被计算为加强板16的第2插入前长度LC2。
在图18所示的插入量判定工序S12中,利用基于由摄像工序S5摄像到的摄像图像100(第1图像)的插入前长度LC1、LC2、和基于由摄像工序S11摄像到的摄像图像84(第2图像)的插入后长度LA1、LA2,进行插入量的判定。具体的判定方法与图9的流程图中的插入量判定工序S12相同,因此省略说明。
根据本变形例,能够省略摄像工序S1,并且第1图像和第2图像均在使连接器13和加强板16靠近的状态下摄像,因此能够使第1图像和第2图像的比例尺一致。由此,能够精度良好地执行基于插入量判定工序S12的插入错误判定。
根据本变形例涉及的电子设备组装装置,控制部61执行在使电缆保持工具20所保持的电缆17的加强板16和连接器13靠近的状态下对摄像图像100进行摄像的控制(摄像工序S5),在该控制下摄像到的摄像图像100包含电缆17的加强板16和连接器13。此外,根据本变形例涉及的电子设备组装方法,在电缆靠近工序S4之后由摄像工序S5(第1摄像工序)摄像的摄像图像100包含由电缆保持工具20保持的电缆17的加强板16和连接器13。
根据这样的结构/方法,能够从相同的摄像角度摄像插入前的摄像图像100(第1图像)和插入后的摄像图像84(第2图像),能够精度良好地计算加强板16的长度的差分ΔL1、ΔL2。
另外,也可以根据电缆17和电缆保持工具20的组合而分开使用基于图9的流程图的处理和基于图18的流程图的处理。具体可以是,如图19所示,在包含电缆保持工具20对电缆17保持的保持状态的摄像图像100中能够计算加强板16(安装部分)的总长的情况下,进行基于图18的流程图的处理,在如图13的摄像图像82那样无法视觉辨认加强板16的整体而无法计算加强板16的总长的情况下,进行基于图9的流程图的处理。
即,控制部61可以在电缆保持工具20保持电缆17之前对摄像图像80(第1图像)进行摄像的控制(图9的摄像工序S1)、和使电缆17的加强板16(安装部分)和连接器13靠近之后对摄像图像100(第1图像)进行摄像的控制(图18的摄像工序S5)之中,根据电缆17和电缆保持工具20的组合来选择性地执行任一者。换言之,可以在电缆保持工序S2之前进行的摄像工序S1(第1摄像步骤)、和在电缆靠近工序S4之后进行的摄像工序S5(第1摄像步骤)之中,根据电缆17和电缆保持工具20的组合来选择性地执行任一者。
根据这样的结构/方法,通过根据电缆17和电缆保持工具20各自的规格来切换控制,从而能够执行更适当的控制,能够谋求处理的效率化。
此外,在实施方式中,对电缆17的锁定机构为自动锁定类型的情况进行了说明,但并不限于这样的情况。也可以不是自动锁定类型的锁定机构而使用如利用连接器锁定工具锁定电缆17的锁定机构。例如,可以是如下的锁定机构,即,具备将连接器13的端子面13b开闭的盖部件,利用与电缆保持工具20不同的连接器锁定工具关闭盖部件从而锁定电缆17。
此外,在实施方式中,说明了相对于倾斜配置的连接器13而倾斜地插入电缆17的情况,但并不限于这样的情况。连接器13的作业角度θ、电缆17的插入方向Q也可以为任意的角度/方向,例如根据连接器13、电缆17的规格而将连接器13配置为作业角度θ=0度并在水平方向上插入电缆17等。
此外,在实施方式中,对保持电缆17的电缆保持工具20上下地夹着电缆17的加强板16来保持的情况进行了说明,但并不限于这样的情况。例如,只要能够保持电缆17就可以使用任意的电缆保持工具,例如吸附保持加强板16的上表面等。
此外,在实施方式中,作为用于将电缆17安装于连接器13的安装部分,对使用与连接器主体部15相比硬质的加强板16的情况进行了说明,但并不限于这样的情况。即使为不设置加强板16而在远离电缆主体部15的一端部15a的给定位置设置了成为目标的目标物的情况,也能够将从一端部15a到给定位置的部分区分为安装部分。例如,可以是在电缆主体部15的主面存在印刷物的情况,在电缆主体部15设置贯通孔或缺口等的形状的情况。
此外,在实施方式中,说明了作为使电缆保持工具20产生作用力F的施力部件而利用台型的气缸22,并且作为使作用力F可变的作用力可变单元而利用电动气动调节器60的情况,但并不限于这样的情况。只要使电缆保持工具20产生作用力F,就可以利用任意的施力部件,只要能够可变地控制作用力F,就可以利用任意的作用力可变单元。此外,还可以是不设置作用力可变单元的情况,也可以是施力部件自身单独地使作用力F可变地产生的情况。
此外,在实施方式中,对由第1探测单元74A探测可动部20B到达第1相对位置P1,由与第1探测单元74A不同的第2探测单元74B探测到达第2相对位置P2的情况进行了说明,但并不限于这样的情况。也可以利用兼作第1探测单元74A和第2探测单元74B的1个探测单元来分别探测可动部20B到达相对位置P1、P2。即,第1探测单元和第2探测单元也可以相同。
此外,在实施方式中,对第1探测单元74A以及第2探测单元74B为气缸22的自动开关的情况进行了说明,但并不限于这样的情况。只要能够探测可动部20B相对于固定部20A相对地移动,就可以利用任意的探测单元。
此外,在实施方式中,对在插入量判定工序S12中关于加强板16的第1边和第2边的各自的插入量进行插入错误判定的情况加以说明,但并不限于这样的情况。也可以基于第1边和第2边中的任意单方的插入量、或者将第1边和第2边的插入量合计而得到的值(平均值)来进行插入错误判定。
本公开参照添加的附图并与优选的实施方式相关联地充分进行了记载,但对于本领域技术人员而言各种变形、修正是显而易见的。应理解为,这样的变形、修正只要不偏离基于所添加的请求的范围的本公开的范围,就包含于其中。此外,各实施方式中的要素的组合、顺序的变化能够在不脱离本公开的范围以及思想的情况下实现。
另外,通过将上述实施方式的各种变形例之中的任意的变形例适当组合,从而也能够发挥各自所具有的效果。
产业上的可利用性
只要是向电子设备的连接器安装电缆来组装电子设备的电子设备组装装置以及电子设备组装方法,本发明就能够应用。

Claims (16)

1.一种电子设备组装装置,具备:
电缆保持工具,保持用于向电子设备的连接器安装的电缆;
基底部,安装了所述电缆保持工具;
机器人部,通过使所述基底部移动,由此使所述电缆保持工具相对于所述电子设备相对地移动;和
控制部,通过驱动所述机器人部,由此将所述电缆保持工具所保持的所述电缆安装于所述连接器,
所述电缆保持工具具有:可动部,能够相对于所述基底部相对地移动,具有保持所述电缆的功能;和施力部件,以朝向给定位置的方式对所述可动部赋予作用力,
所述电子设备组装装置还具备:
第1探测单元,探测所述可动部反抗所述作用力而到达远离所述给定位置的第1相对位置;和
第2探测单元,探测所述可动部反抗所述作用力而到达进一步远离所述第1相对位置的第2相对位置。
2.根据权利要求1所述的电子设备组装装置,其中,
还具备:作用力可变单元,可变地控制所述施力部件的所述作用力。
3.根据权利要求2所述的电子设备组装装置,其中,
所述施力部件为气缸,所述作用力可变单元为电动气动调节器。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电子设备组装装置,其中,
所述第1探测单元以及所述第2探测单元分别具有自动开关,该自动开关设置于作为所述施力部件的气缸。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电子设备组装装置,其中,
所述控制部基于所述第1探测单元的探测结果和所述第2探测单元的探测结果来进行所述电缆的插入错误判定。
6.根据权利要求5所述的电子设备组装装置,其中,
所述控制部根据由所述第1探测单元未探测到所述电缆保持工具到达所述第1相对位置而判定为所述电缆的插入错误,根据由所述第2探测单元探测到所述电缆保持工具到达所述第2相对位置而判定为所述电缆的插入错误。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的电子设备组装装置,其中,
所述控制部根据由所述第2探测单元探测到所述电缆保持工具到达所述第2相对位置而进行控制,使得中断所述电缆的插入。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的电子设备组装装置,其中,
所述连接器具有:锁定机构,根据所述电缆的插入而自动地锁定所述电缆。
9.一种电子设备组装方法,向电子设备的连接器安装电缆来组装电子设备,所述电子设备组装方法包括:
保持工序,使安装了电缆保持工具的基底部移动,由所述电缆保持工具来保持所述电缆;和
插入工序,将所述电缆保持工具所保持的所述电缆插入到所述连接器,
所述电缆保持工具具有:可动部,能够相对于所述基底部相对地移动,具有保持所述电缆的功能;和施力部件,以朝向给定位置的方式对所述可动部赋予作用力,
所述电子设备组装方法还包括:
第1探测工序,探测所述可动部反抗所述作用力而到达远离所述给定位置的第1相对位置;和
第2探测工序,探测所述可动部反抗所述作用力而到达进一步远离所述第1相对位置的第2相对位置。
10.根据权利要求9所述的电子设备组装方法,其中,
所述施力部件的所述作用力通过作用力可变单元而可变。
11.根据权利要求10所述的电子设备组装方法,其中,
所述施力部件为气缸,所述作用力可变单元为电动气动调节器。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的电子设备组装方法,其中,
在所述第1探测工序以及所述第2探测工序中,利用自动开关来进行探测,该自动开关设置于作为所述施力部件的气缸。
13.根据权利要求9至12中任一项所述的电子设备组装方法,其中,
还包括:插入错误判定工序,基于所述第1探测工序的探测结果和所述第2探测工序的探测结果来判定是否正常地插入了所述电缆。
14.根据权利要求13所述的电子设备组装方法,其中,
在所述插入错误判定工序中,根据在所述第1探测工序中未探测到所述电缆保持工具到达所述第1相对位置而判定为所述电缆的插入错误,根据在所述第2探测工序中探测到所述电缆保持工具到达所述第2相对位置而判定为所述电缆的插入错误。
15.根据权利要求9至14中任一项所述的电子设备组装方法,其中,
还包括:插入中断工序,根据在所述第2探测工序中探测到所述电缆保持工具到达所述第2相对位置而中断所述电缆的插入。
16.根据权利要求9至15中任一项所述的电子设备组装方法,其中,
所述连接器具有:锁定机构,根据所述电缆的插入而自动地锁定所述电缆。
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