JP2004119444A

JP2004119444A - 自動布線システム

Info

Publication number: JP2004119444A
Application number: JP2002277164A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Kinugasa; 衣笠　利行; Ken Fujita; 藤田　　憲; Satoshi Usune; 薄根　　智; Hiromasa Kamei; 亀井　博正
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2002-09-24
Filing date: 2002-09-24
Publication date: 2004-04-15
Anticipated expiration: 2022-09-24
Also published as: JP3790507B2

Abstract

【課題】各電線についての布線ルートを自動的に作成することができる自動布線システムを提供する。
【解決手段】多数の電線位置決めピン１を所定の間隔で縦横に立設したフォームボード３と、電線送給機能を備える電線送給ヘッド５をフォームボード３上で移動させるヘッド移動手段１３と、各電線２７がそれらに対して設定された布線ルートに沿って布線されるようにヘッド移動手段１３を制御する制御手段とを有する。制御手段は、各電線位置決めピン１の位置を示すフォームボードアドレス図のＣＡＤデータ、布線対象物から決定される基本布線ルート図のＣＡＤデータおよび布線すべき各電線２７の布線開始位置および布線終了位置を示すデータを含むデータベース３９と、データベース３９に基づいて、各電線２７についての布線ルートを設定する布線ルート作成手段４１とを備える。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多数の電線位置決めピンを所定の間隔で縦横に立設したフォームボードを使用して布線を実行する自動布線システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
本出願人は、先に、特願２００１−０５０３３０号に係る自動布線システムを提案した。
この自動布線システムは、多数の電線位置決めピンを所定の間隔で縦横に立設したフォームボードと、電線送給機能を備える電線送給ヘッドを上記フォームボード上で移動させるヘッド移動手段と、各電線がそれらに対して設定された布線ルートに沿って布線されるように前記ヘッド移動手段を制御する制御手段とを備えている。
【０００３】
上記各電線についての布線ルートは、航空機等の布線対象物の布線部位を実測することによって描かれた基本布線ルートと、該基本布線ルート上における個々の電線の布線開始位置と布線終了位置と、フォームボードの各電線位置決めピンの位置とを照合しながら作成するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記各電線についての布線ルートの作成作業は、基本布線ルート図とフォームボードのピンの位置を示すアドレス図とのスケール合わせ等を行いながら手作業で実施しているので、多大の手間を必要とする。
【０００５】
本発明は、このような状況に鑑み、各電線についての布線ルートを自動的に作成することができる自動布線システムを提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、多数の電線位置決めピンを所定の間隔で縦横に立設したフォームボードと、電線送給機能を備える電線送給ヘッドを前記フォームボード上で移動させるヘッド移動手段と、各電線がそれらに対して設定された布線ルートに沿って布線されるように前記ヘッド移動手段を制御する制御手段とを有した自動布線システムであって、前記制御手段が、前記各電線位置決めピンの位置を示すフォームボードアドレス図のＣＡＤデータ、布線対象物から決定される基本布線ルート図のＣＡＤデータおよび布線すべき前記各電線の布線開始位置および布線終了位置を示すデータを含むデータベースと、前記データベースに基づいて前記各電線についての布線ルートを設定する布線ルート作成手段と、を備えることを特徴としている。
【０００７】
前記布線ルート作成手段は、前記データベースに基づき、前記基本布線ルートの始端、折れ曲がり点、および終端が前記フォームボードの縦横配列ラインで囲まれる該当最小区画の中央部に位置されるように前記其本布線ルートを補正するとともに、前記各電線の布線開始位置と布線終了位置とをそれらが前記補正された基本布線ルート上に位置するように補正し、この補正した布線開始位置と布線終了位置に基づいて前記各電線についての布線ルートを設定するように構成することができる。
【０００８】
好ましい実施の形態では、前記各電線位置決めピンの上端部に、弾性材料からなる浮上り防止板を前記フォームボードに対向して設け、前記布線ルートに沿って該フォームボード上に布線された電線が前記各電線位置決めピンの上端部より上方に浮き上がるのを前記浮上り防止板によって防止している。
また、他の実施の形態では、前記フォームボード上に、前記布線した電線を保持する電線保持部材を設けている。
【０００９】
さらに、前記各電線位置決めピンを前記前記フォームボードから同時に出没させるピン出没手段、あるいは、前記各電線位置決めピンを前記前記フォームボードから個別に出没させるピン出没手段を設けることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係る自動布線システムの実施形態を示した概略斜視図である。
この自動布線システムは、電線位置決めピン１を所定の間隔で縦横に立設したフォームボード３、電線送給機能を備える電線送給ヘッド５、該電線送給ヘッド５をフォームボード３上で移動させるヘッド移動機構７、電線加工機９、この電線加工機９と上記電線送給ヘッド５間に介在させたハンドリングロボット１１等を備えている。
【００１１】
フォームボード３は、図４に示すように、所定のピッチ（例えば、５０ｍｍ）で縦横に配列するＸ方向ラインとＹ方向ラインの交点位置に上記電線位置決めピン１が立設されている。なお、電線位置決めピン１は、可撓性を有する材料によって形成されている。
【００１２】
ヘッド移動機構７は、Ｙ軸走行レール１３、このＹ軸走行レール１３に移動可能に支持されたＸ軸走行レール１５、およびＸ軸走行レール１５に移動可能に支持されたＺ軸走行レール１７を備え、このＺ軸走行レール１７に前記電線送給ヘッド５を取り付けてある。
電線送給ヘッド５は、布線すべき電線を巻取る電線リール１９と、該電線リール１９に巻かれた電線をガイドノズル２１に送給する送給機構２３とを有する。また、この電線送給ヘッド５は、Ｚ軸に沿ったθ軸を中心として回動可能である。
【００１３】
送給機構２３は、例えば、図４または図５に示すように構成される。図４に示す送給機構２３は、電線２７の送給路に沿って配設された一対の駆動ローラ２５ａと、上記送給路を挟んで各駆動ローラ２５ａに対向して配設した一対の従動ローラ２５ｂと、各従動ローラ２５ｂを対応する各駆動ローラ２５ａ側に付勢する一対のバネ２９とを有する。
この送給機構２３の作動時には、図示していないモータによって各駆動ローラ２５ａが同期回転される。これにより、上記電線リール１９（図１参照）に巻かれた電線２７が駆動ローラ２５ａと従動ローラ２５ｂによって挟まれながら矢視方向に送給される。
【００１４】
一方、図５に示す送給機構２３は、上記駆動ローラ２５ａの対および従動ローラ２５ｂの対に代えて、駆動タイミングプーリ３１ａの対および従動タイミングプーリ３１ｂの対を使用し、各駆動タイミングプーリ３１ａ間にタイミングベルト３３ａを巻掛けるとともに、各従動タイミングプーリ３１ｂ間にタイミングベルト３３ｂを巻掛けた構成を有する。
この送給機構２３によれば、上記電線リール１９（図１参照）に巻かれた電線２７がタイミングベルト３１ａ，３１ｂによって挟まれながら矢視方向に送給される。この送給機構２３は、タイミングベルト３１ａ，３１ｂが電線２１に広範囲に接触するので、小型の動力源を用いた場合でも電線２７を確実に送ることができる。
【００１５】
図１において、電線加工機９は、異なる線種の電線を巻着した図示していない複数のリールから所望の電線を選択的に導出し、その電線に線種および線番をマーキングするとともに、その電線を所定長さで切断する機能を有する。上記線種の選択、線種と線番のマーキング、電線の側長および切断は、加工機制御装置３３から与えられる指令に基づいて実行される。
【００１６】
ハンドリングロボット１１は、多関節構造を有し、ロボット制御装置３５からの指令に基づいて、電線加工機３１で加工された電線２７を前記電線送給ヘッド５まで運ぶ役割をする。なお、電線送給ヘッド５に運ばれた電線２７は、該電線送給ヘッド５に設けられた上記電線リール１９に巻かれる。
【００１７】
図３は、航空機等の布線対象物の布線部位を実測することによって描かれた基本布線ルート３７を例示している。図１に示す記憶装置３９には、この基本布線ルート３７の図についてのＣＡＤデータと、前記各電線位置決めピン１の位置を示すフォームボードアドレス図についてのＣＡＤデータと、フォームボード２上に布線すべき各電線の番号、線種、長さ、布線開始位置、布線終了位置（この長さ、布線開始位置、布線終了位置は、上記基本布線ルート３７に基づいて設定される）を示すデータとを含むデータベースが格納されている。
【００１８】
図１に示す布線ルート作成装置４１は、布線すべき各電線の布線ルートを作成するため、上記データベースに基づいて以下に例示する手順を実行する。
（１）　記憶装置３９から上記基本布線ルート３７の図に関するＣＡＤデータを取り込む。
（２）　基本布線ルート３７の端点のＸ方向最小値（図３の例では、端点ａの値Ｘ_ａ）、Ｘ方向最大値（図３の例では、端点ｂの値Ｘ_ｂ）、Ｙ方向最小値（図３の例では、端点ａの値Ｙ_ａ）、およびＹ方向最大値（図３の例では、端点ｃの値Ｙ_ｃ）を認識し、値Ｘ_ａと値Ｘ_ｂの中間の位置を通るＹ方向ラインと、値Ｙ_ａと値Ｙ_ｃの中間の位置を通るＸ方向ラインとの交点を基本布線ルート３７の中心位置Ｐ_１とする。
（３）　基本布線ルート３７を上記フォームボードアドレス図に重ね合わせる。その際、基本布線ルート３７の中心位置Ｐ_１をフォームボードアドレス図の中心位置Ｐ_２（図２参照）に一致させる。
（４）　基本布線ルートの始端、折れ曲がり点、および終端がフォームボード３のＸ，Ｙ方向ラインで囲まれる該当最小区画の中央部に位置されるように其本布線ルートを補正する。この基本布線ルートの始端、折れ曲がり点、および終端が補正されることは、各電線の布線開始位置と布線終了位置が変更されることを意味する。そこで、上記始端、折れ曲がり点、および終端の補正に対応して上記布線開始位置と布線終了位置も補正する。
（５）　補正した各電線の布線開始位置と布線終了位置に基づいて該各電線についての布線ルートを作成する。そして、上記各電線の布線ルートを示すデータを、該各電線の線番、線種お呼び長さを示すデータと共に制御用データとして適宜な記憶手段に記憶させる。
【００１９】
自動布線制御盤４３は、上記各電線の線番、線種、長さおよび布線ルートに関するデータを布線ルート作成装置４１から取り込み、該各電線の線番、線種、長さのデータを加工機制御装置３３に与える。
そこで、電線加工機９は、加工機制御装置３３からの指令によって、布線すべき線種の電線を選択し、その電線に線種および線番をマーキングするとともに、その電線を指定された長さに切断する。
一方、ハンドリングロボット１１は、ロボット制御装置３５からの指令に基づき、電線加工機９で加工（マーキングおよび切断）された電線をハンドリングして、前記電線送給ヘッド５まで搬送し、この電線送給ヘッド５に設けられた電線リール１９に巻き取らせる。
【００２０】
次に、自動布線制御盤４３は、ヘッド移動機構７を制御して、電線送給ヘッド５を所定の布線ルート、つまり、現在電線リール１９に巻かれている電線に対して設定された布線ルートに沿って移動させる。このとき、自動布線制御盤４３は、電線送給ヘッド５に設けられた前記送給機構２３が布線速度に対応した速度で電線リール１９から電線を送給するように該送給機構２３を制御するので、フォームボード３上には上記布線ルートに沿って電線が布線されることになる。
なお、自動布線制御盤４３は、布線ルートの方向変化に対応して電線送給ヘッド５をθ軸周りに回動させる。布線ルートの方向変化点は、上記（４）に示した処理によって上記Ｘ，Ｙ方向ラインで囲まれる該当最小区画の中央部に位置されている。したがって、電線送給ヘッド５の回動は、ピン１と干渉することなく実行することができる。
以後、同様の布線動作が繰り返し実行される。そして、全ての電線についての布線が終了すると、布線された各電線が結束される。この電線の結束は、上記電線送給ヘッド５に結束装置を設けておくことにより、自動布線制御盤４３の指令に基づいて自動的に実行することができる。
【００２１】
なお、ある電線の布線終了位置が他の電線の布線開始位置に相当している場合には、上記ある電線の布線終了位置からその他の電線の布線を直ちに開始することが合理的である。また、ある電線の布線終了位置が他の電線の布線開始位置に相当していない場合には、布線開始位置が上記ある電線の布線終了位置に最も近い他の電線を次に布線することが合理的である。なぜなら、このようにすることによって、電線送給ヘッド５の無駄な移動をできるだけ減らすことができるからである。そこで、この実施の形態では、以上のことを勘案して、各電線の布線順序を決定するようにしている。
【００２２】
ところで、フォームボード３上に布線された電線は、その巻き癖等に起因した浮上り現象のために、電線位置決めピン１の上端を乗り越えるおそれがある。
上記のような問題を回避するには、図６および図７に示すような浮上り防止部材４７を各電線位置決めピン１に設ければよい。この浮上り防止部材４７は、ほぼ電線位置決めピン１の配列間隔に相当する径を有した弾性円板（例えば、ゴム系材料あるいはスポンジ等で形成される）からなり、フォームボード３に対向するように、各電線位置決めピン１の上端部にその中心部を嵌合固定してある。
【００２３】
各電線位置決めピン１にこのような浮上り防止部材４７を設ければ、電線２７が電線位置決めピン１の上端を乗り越えて側方に移動することが確実に防止される。
上記するように、浮上り防止部材４７は弾性材料で形成されているので、電線送給ヘッド５に設けられたガイドノズル２１の通過に支障を与えることはなく、また、ガイドノズル２１の通過後、元形状に速やかに復帰する。
なお、浮上り防止部材４７は、円形以外の平面形状（例えば、四角形）を有していてもよいが、隣接する浮上り防止部材４７相互間に隙間が形成されないような面積を持たせることが望ましい。
【００２４】
上記浮上り防止部材４７に代えて、図８および図９に示すような電線保持部材４９を設けてもよい。この電線保持部材４９は、相対向する一対の支柱部５１に弾性材料（この例では、プラスッチ性の薄板を使用している）からなる舌片５３の基部をそれぞれ固定した構成を有する。上記各舌片５３は、各支柱部５１間に形成された電線保持空間５５の上方を覆うように、フォームボード３に対向して設けられている。なお、上記支柱部５１の高さは、例えば、電線位置決めピン１の高さの１／２程度に設定される。
【００２５】
上記電線送給ヘッド５に設けられたガイドノズル２１は、電線保持部材４９の電線保持空間５５を通過するが、その際、舌片５３がガイドノズル２１の接触によって押圧変形されるので、この舌片５３がガイドノズル２１の通過に支障を与えることはない。そして、ガイドノズル２１の通過後には、舌片５３がその弾性によって元形状に復帰するので、該ノズル２１によって布線された電線２７が電線保持空間５５内に保持されることになる。つまり、布線された電線２７が電線位置決めピン１の上端を越える高さまで浮き上がることが防止される。
【００２６】
図１０は、フォームボード３に対して各電線位置決めピン１を出没自在に設けた実施の形態を示している。この実施の形態では、フォームボード３の下方にピン支持台５７を平行配置し、このピン支持台５７にガイドロッド５９を介して電線位置決めピン１を立設してある。また、ピン支持台５７の両端部をエアシリンダ６１で昇降可能に支持するとともに、フォームボード３に各電線位置決めピン１のガイドロッド５９を挿入させるガイド孔６３を貫通形成してある。
【００２７】
各エアシリンダ６１が縮退された図１０の状態においては、各電線位置決めピン１がフォームボード３の上面から没している。図１０の状態からエアシリンダ６１を伸張させてピン支持台５７を上昇させると、図１１に示すように、各電線位置決めピン１がガイド孔６３を通ってフォームボード３の上面から突出し、かつ、各ガイドロッド５９が対応するガイド孔６３に挿入される。
【００２８】
この実施の形態によれば、図１１の状態で布線を行った後、図１０に示すように各電線位置決めピン１をフォームボード３の上面から没入することができる。この状態では、布線した電線がピン１の存在しないフォームボード３上に残されることになるので、この電線をフォームボード３上から容易に搬出することができる。
【００２９】
図１２は、フォームボード３に対して各電線位置決めピン１を個別に出没させ得るようにした実施の形態を示している
この実施の形態では、各電線位置決めピン１をガイドロッド６７を介して対応するエアシリンダ６９の可動ロッドに連結するとともに、フォームボード３に各電線位置決めピン１のガイドロッド６７を挿入させるガイド孔７１を貫通形成してある。
【００３０】
左右のエアシリンダ６９が縮退して、センターのエアシリンダ６９が伸張した図１２の状態においては、左右の電線位置決めピン１がフォームボード３の上面から没するとともに、センターの電線位置決めピン１が該フォームボード３の上面から突出する。このとき、センターのガイドロッド６７は、対応するガイド孔７１に挿入された状態にある。
一方、全てのエアシリンダ６１が伸張すると、図１３に示すように、これらのエアシリンダ６１に設けられたガイドロッド６７が対応するガイド孔７１に挿入され、その結果、全ての電線位置決めピン１がフォームボード３の上面から突出することになる。
【００３１】
この実施の形態によれば、必要とするピン１のみをフォームボード３の上面に突出させることができる。また、全てのピン１をフォームボード３から没入させることにより、布線か終了した各電線をフォームボード３上から容易に搬出することができる。
【００３２】
【発明の効果】
本発明に係る布線システムによれば、各電線についての布線ルートを自動的に作成して、これらの布線ルートに沿って各電線を布線することができるので、布線作業に要する時間の短縮化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る布線システムの実施の形態を示す概略斜視図である。
【図２】フォームボードアドレスの一例を示した平面図である。
【図３】基本布線ルートの一例を示した平面図である。
【図４】電線送給機構の一構成例を示す概略図である。
【図５】電線送給機構の他の構成例を示す概略図である。
【図６】電線位置決めピンに取付けた浮上り防止部材の側面図である。
【図７】電線位置決めピンに取付けた浮上り防止部材の平面図である。
【図８】フォームボードに取付けた電線保持部材の斜視図である。
【図９】フォームボードにおける電線保持部材の配置形態を例示した平面図である。
【図１０】電線位置決めピンを出没させる機構の一例を示す側面図である。
【図１１】図１０の機構によって全ての電線位置決めピンを突出させた状態を示す側面図である。
【図１２】電線位置決めピンを出没させる機構の他の例を示す側面図である。
【図１３】図１２の機構によって全ての電線位置決めピンを突出させた状態を示す側面図である。
【符号の説明】
１　電線位置決めピン
３　フォームボード
５　電線送給ヘッド
７　ヘッド移動機構
９　電線加工機
１１　ハンドリングロボット
１９　電線リール
２３　電線送給機構
２７　電線
３３　加工機制御装置
３５　ロボット制御装置
３７　基本布線ルート
３９　記憶装置
４１　布線ルート作成装置
４３　自動布線制御盤
４７　浮上り防止部材
４９　電線保持具
５５　電線保持空間
５９，６７　ガイドロッド
６１，６９　エアシリンダ
６３，７１　ガイド孔

Claims

多数の電線位置決めピンを所定の間隔で縦横に立設したフォームボードと、電線送給機能を備える電線送給ヘッドを前記フォームボード上で移動させるヘッド移動手段と、各電線がそれらに対して設定された布線ルートに沿って布線されるように前記ヘッド移動手段を制御する制御手段とを有した自動布線システムであって、前記制御手段が、
前記各電線位置決めピンの位置を示すフォームボードアドレス図のＣＡＤデータ、布線対象物から決定される基本布線ルート図のＣＡＤデータおよび布線すべき前記各電線の布線開始位置および布線終了位置を示すデータを含むデータベースと、
前記データベースに基づいて、前記各電線についての布線ルートを設定する布線ルート作成手段と、
を備えることを特徴とする自動布線システム。
前記布線ルート作成手段は、前記データベースに基づき、前記基本布線ルートの始端、折れ曲がり点および終端が前記フォームボードの縦横配列ラインで囲まれる該当最小区画の中央部に位置されるように前記其本布線ルートを補正するとともに、前記各電線の布線開始位置と布線終了位置とをそれらが前記補正された基本布線ルート上に位置するように補正し、この補正した布線開始位置と布線終了位置に基づいて前記各電線についての布線ルートを設定するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の自動布線システム。
前記各電線位置決めピンの上端部に、弾性材料からなる浮上り防止板を前記フォームボードに対向して設け、前記布線ルートに沿って該フォームボード上に布線された電線が前記各電線位置決めピンの上端部より上方に浮き上がるのを前記浮上り防止板によって防止するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の自動布線システム。
前記フォームボード上に、前記布線した電線を保持する電線保持部材を設けたことを特徴とする請求項１に記載の自動布線システム。
前記各電線位置決めピンを前記前記フォームボードから同時に出没させるピン出没手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載の自動布線システム。
前記各電線位置決めピンを前記前記フォームボードから個別に出没させるピン出没手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載の自動布線システム。