JP2019018301A - 電子機器組立装置及び電子機器組立方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成によりケーブルをコネクタに挿入する作業を行うことができ、電子機器の組立作業の作業品質を向上させることができる電子機器組立装置及び電子機器組立方法を提供することを目的とする。【解決手段】コネクタ１６にケーブル１４を挿入して電子機器２を組み立てるにあたり、ケーブル保持部４１によりケーブル１４を保持してコネクタ１６に挿入する。ケーブル１４をコネクタ１６に挿入した後は、ロック部材操作部４２によりロック部材１７を操作して、ケーブル１４をコネクタ１６にロックする。この際、ロック部材操作部４２によるロック部材１７の操作を、コネクタ１６に挿入されたケーブル１４がケーブル保持部４１によって保持されている状態で開始させる。【選択図】図２２C:\高松納品\20170714\2017-017

Description

本発明は、コネクタにケーブルを挿入して電子機器を組み立てる電子機器組立装置及び電子機器組立方法に関する。

車載用の電子機器（例えば、計器板のメータ、ナビゲーション装置、ルームミラー等）をはじめとする各種の電子機器では、表示装置や回路基板等の機能モジュールがフレキシブルケーブル等のケーブルによって電気的に接続されて組み立てられる。このような電子機器の組み立てでは、従来、ケーブルをコネクタに挿入する作業を作業者が手作業により行っていたが、近年、作業品質の向上等を目的として、その作業の自動化が提案されている。

例えば、下記の特許文献の特許文献１には、２つのロボットによって、コネクタ付きのケーブルを基板側のコネクタに挿入する電子機器の組立方法が開示されている。この組立方法では、カメラを有した２つのロボットの間でコネクタ付きのケーブルを受け渡し、互いにカメラで相手方のコネクタの位置を確認しながら、コネクタ同士を接続するようにしている。

特開２００５−１１５８０号公報

しかしながら、上述の特許文献に示す先行技術例においては、ケーブルをコネクタに挿入する作業に２つのロボットが必要となることから設備構成が複雑で大がかりなものとなるうえ、作業工程が複雑になるという問題点があった。

そこで本発明は、簡易な構成によりケーブルをコネクタに挿入する作業を行うことができ、電子機器の組立作業の作業品質を向上させることができる電子機器組立装置及び電子機器組立方法を提供することを目的とする。

本発明の電子機器組立装置は、コネクタにケーブルを挿入して電子機器を組み立てる電子機器組立装置であって、前記ケーブルを保持して前記コネクタに挿入するケーブル保持部と、前記コネクタに挿入された前記ケーブルを前記コネクタにロックするロック部材と、前記ケーブル保持部によって前記ケーブルが前記コネクタに挿入された後、前記ロック部材を操作して前記ケーブルを前記コネクタにロックするロック部材操作部とを備え、前記ロック部材操作部は、前記コネクタに挿入された前記ケーブルが前記ケーブル保持部によって保持されている状態で前記ロック部材の操作を開始する。

本発明の電子機器組立方法は、コネクタにケーブルを挿入して電子機器を組み立てる電子機器組立方法であって、ケーブル保持部に前記ケーブルを保持させるケーブル保持工程と、前記ケーブル保持部に、前記ケーブル保持工程で保持させた前記ケーブルを前記コネクタに挿入させるケーブル挿入工程と、前記ケーブル保持部が前記ケーブルを前記コネクタに挿入した後、ロック部材操作部によりロック部材を操作して前記ケーブルを前記コネクタにロックするロック部材操作工程とを含み、前記ロック部材操作部による前記ロック部材の操作を、前記コネクタに挿入された前記ケーブルが前記ケーブル保持部によって保持されている状態で開始させる。

本発明によれば、簡易な構成によりケーブルをコネクタに挿入する作業を行うことができ、電子機器の組立作業の作業品質を向上させることができる。

本発明の一実施の形態における電子機器組立装置の斜視図 （ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態における電子機器組立装置の作業対象である電子機器の斜視図 本発明の一実施の形態における電子機器組立装置の作業対象である電子機器が備えるケーブルを示す図 （ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態における電子機器組立装置の作業対象である電子機器が備えるコネクタの斜視図 本発明の一実施の形態における電子機器組立装置が備える作業ステージを作業対象である電子機器とともに示す図 本発明の一実施の形態における電子機器組立装置が備えるヘッド部の側面図 本発明の一実施の形態における電子機器組立装置が備えるヘッド部の透視平面図 （ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態における電子機器組立装置のヘッド部が備えるチャックブロックの構成説明図 本発明の一実施の形態における電子機器組立装置が備える照明部の斜視図 本発明の一実施の形態における電子機器組立装置が備える照明部の近傍の側面図 （ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態における電子機器組立装置が備えるコネクタの開閉姿勢を確認する原理を説明する図 本発明の一実施の形態における電子機器組立装置の制御系統を示すブロック図 本発明の一実施の形態における電子機器組立装置が実行するケーブル装着作業の流れを示すフロー図 本発明の一実施の形態における電子機器組立装置が備えるエアブローノズルからロック部材に向けてエアを吹き出している状態を示す図 （ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態における電子機器組立装置が備えるプッシャーによりケーブルを押圧する様子を示す図 （ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態における電子機器組立装置が備えるケーブル保持部の動作説明図 （ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態における電子機器組立装置が備えるケーブル保持部によりケーブルを保持する様子を示す図 本発明の一実施の形態における電子機器組立装置が備えるカメラによりケーブル保持部が保持したケーブルをコネクタとともに撮像している状態を示す図 本発明の一実施の形態における電子機器組立装置が備える照明部によりケーブル及びコネクタを照明している状態を示す平面図 本発明の一実施の形態における電子機器組立装置が備えるカメラにより取得した撮像画像の一例を示す図 （ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態における電子機器組立装置が備えるケーブル保持部がケーブルをコネクタに挿入している様子を示す図 （ａ）（ｂ）（ｃ）本発明の一実施の形態における電子機器組立装置が備えるロック部材操作部によりロック部材を操作している様子を示す図

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は本発明の一実施の形態における電子機器組立装置１を示している。電子機器組立装置１は、図２（ａ）に示す組立前の電子機器２に対して所定の作業を施して図２（ｂ）に示す組立後の電子機器２とするものである。本実施の形態では、電子機器組立装置１を正面から見た左右方向をＸ軸とし、正面から見た前後方向をＹ軸とする。また、上下方向をＺ軸とする。

電子機器２は例えば車載用電子機器であり、図２（ａ），（ｂ）に示すように、回路基板１１と表示装置１２を主体として構成されている。回路基板１１には電子部品１３が実装されており、ここでは表示装置１２の表示面は下向きになっている。

図２（ａ），（ｂ）において、回路基板１１と表示装置１２はそれぞれ矩形形状を有している。表示装置１２が有する４つの辺のうち３つの辺（２つの短辺と１つの長辺）のそれぞれにはフレキシブルプリント基板等から成るケーブル１４が取り付けられている。各ケーブル１４は回路基板１１と表示装置１２とを電気的に接続するものであり、その一端（下端）側は表示装置１２に予め接続されている。

図２（ａ）おいて、組立前の各ケーブル１４は、表示装置１２から上方に延びている。各ケーブル１４の先端部（上端部）１４Ｓの内側となる面には複数のケーブル側端子１４Ｔが設けられている（図３）。各ケーブル１４の先端部１４Ｓの外側となる面には補強板１５が設けられている（図２（ａ），（ｂ）及び図３）。

図３において、補強板１５は薄板部材から成る。補強板１５の一端側はケーブル１４の先端部１４Ｓに取り付けられており、他端側はケーブル１４の根元側（表示装置１２側）に延びている。補強板の他端側とケーブル１４との間には隙間１５Ｓが生じている。

図２（ａ），（ｂ）において、回路基板１１の上面（実装面）が有する４つの縁部のうち、表示装置１２のケーブル１４が接続された３つの辺に対応する部分には、ケーブル１４の先端部１４Ｓが挿入されるコネクタ１６が設けられている。各コネクタ１６は、図４（ａ）に示すように、ケーブル１４の先端部１４Ｓが挿入されるケーブル受容部１６ａを有しており、そのケーブル受容部１６ａの上面には、ケーブル１４が備える複数のケーブル側端子１４Ｔと接触する複数のコネクタ側端子１６Ｔが設けられている。

図２（ａ），（ｂ）及び図４（ａ），（ｂ）において、各コネクタ１６にはロック部材１７が備えられている。各ロック部材１７は、コネクタ１６に対して揺動軸１７ａ回りに揺動（上下方向に開閉）自在に設けられた扉状の部材から成る。ロック部材１７は、ケーブル１４の先端部１４Ｓがコネクタ１６に挿入される前には上方に起立した開姿勢になっているが（図２（ａ）及び図４（ａ））、ケーブル１４の先端部１４Ｓがコネクタ１６に挿入された後には開姿勢から倒伏するように操作されて閉姿勢となる（図２（ｂ）及び図４（ｂ））。ロック部材１７が閉姿勢となると、ケーブル１４の先端部１４Ｓがコネクタ１６のケーブル受容部１６ａとロック部材１７との間に挟み込まれてロックされ、ケーブル１４がコネクタ１６から脱落するのが防止される。

次に、電子機器組立装置１について説明する。図１において、電子機器組立装置１は基台２１上に作業ステージ２２を有している。作業ステージ２２は作業対象の電子機器２を位置決めして保持する。作業ステージ２２は基台２１に対して上下軸回りに回転することで、保持した電子機器２を所定の回転姿勢に位置決めする。

図５において、作業ステージ２２上の電子機器２を取り囲む位置には、複数（ここでは３つ）のプッシャー２３と複数（ここでは３つ）のエアブローノズル２４が設けられている。各プッシャー２３は、電子機器２が有する各ケーブル１４の外面側（補強板１５が設けられている側）と正対する位置に設けられている。各エアブローノズル２４は作業ステージ２２上に設けられたノズルブラケット２４Ｂに保持されており、電子機器２が有するコネクタ１６のロック部材１７に対してエア吹き出し口を斜めに対向させている。

図１において、基台２１の隅部からは複数のポスト部材２５が上方に延びて設けられている。これら複数のポスト部材２５は天面板２６を基台２１の上方において水平姿勢に支持している。天面板２６の下面側には、ロボット部２７と、ロボット部２７によって姿勢が変更されるヘッド部２８が設けられている。天面板２６の側方には、入出力装置としてのタッチパネル２９が設けられている。

図１において、ロボット部２７は、固定ベース３１、６本のリンク部材３２及び移動ベース３３を備えている。固定ベース３１は天面板２６の下面に取り付けられている。６つのリンク部材３２は固定ベース３１から下方に延出して延びている。移動ベース３３は全体として板状の部材から成り、中央部に円形の開口部３３Ｈを有している（図６）。

６つのリンク部材３２のそれぞれの下端は、移動ベース３３の上面の開口部３３Ｈを取り囲む位置に、ユニバーサルジョイント３２ａを介して結合されている。６つのリンク部材３２はそれぞれ固定ベース３１に内蔵された６つのサーボ機構に駆動されて個別に作動する。６つのリンク部材３２を個別に作動させることによって移動ベース３３を６自由度で自在に移動させることができる。すなわち本実施の形態において、ロボット部２７は、パラレルリンクロボットによって構成されている。

図６において、ヘッド部２８は移動ベース３３に設けられており、ケーブル保持部４１、ロック部材操作部４２、照明部４３、撮像部４４及びロック部開閉センサ４５を備えている。ケーブル保持部４１、ロック部材操作部４２、照明部４３及びロック部開閉センサ４５は移動ベース３３の下面側に設けられている。撮像部４４は移動ベース３３の上面側に設けられている。

図６及び図７において、ケーブル保持部４１は、ガイドレール５１、スライダ５２、移動ブロック５３、ばね部材５４、チャックベース５５、ブレード５６、ケーブル保持部シリンダ５７、スライド部５８及びチャックブロック５９を備えている。ガイドレール５１は移動ベース３３の下面にＹ軸方向に延びて設けられており、スライダ５２をＹ軸方向に移動自在にガイドしている。移動ブロック５３はスライダ５２に固定されており、ガイドレール５１にガイドされて、スライダ５２と一体にＹ軸方向に移動する。

図６及び図７において、移動ブロック５３のＹ軸方向の外側の端部（移動ベース３３の中央部側から離れた側の端部）には螺子部５３ａがＹ軸方向に延びて設けられている。螺子部５３ａは移動ベース３３から下方に延びた下方延出部３３ａに設けられた螺子孔を貫通して延びており、その貫通した側の端部にはナット５３ｂが螺合している。

図６及び図７において、ばね部材５４は移動ブロック５３と下方延出部３３ａとの間に設けられている。ばね部材５４は圧縮ばねから成り、移動ブロック５３を移動ベース３３の開口部３３Ｈの中心側へ付勢している。ナット５３ｂを螺子部５３ａに対して捻じり操作すると、移動ブロック５３がＹ軸方向に移動する。

図６において、チャックベース５５は移動ブロック５３に取り付けられている。チャックベース５５は、開口部３３Ｈの中心を通るＹＺ平面内を斜め方向に延びており、その先端部を開口部３３Ｈの直下の位置に向けている。ブレード５６は板状の部材から成り、チャックベース５５の下端に水平姿勢で取り付けられている。ブレード５６はその先端部を開口部３３Ｈの下方に位置させている。

図６において、ケーブル保持部シリンダ５７はチャックベース５５の上面に設けられている。スライド部５８はケーブル保持部シリンダ５７のピストンロッド（図示せず）に連結されており、チャックブロック５９はスライド部５８の下端に取り付けられている。チャックブロック５９は水平な下面５９ａを有している。ケーブル保持部シリンダ５７がスライド部５８をチャックベース５５に沿って移動させると、チャックブロック５９の下面５９ａがブレード５６の上面５６ａに対して離間したり（図８（ａ））、近接したりする（図８（ｂ））。

図８（ｂ）に示すように、チャックブロック５９の下面５９ａがブレード５６に近接した状態（チャックブロック５９が閉じた状態）では、チャックブロック５９の下面５９ａの先端部が、ブレード５６の先端部よりも開口部３３Ｈ側に突出して、所定長さＬＢの突出部分５９Ｔが形成される。チャックブロック５９の下面には、複数のスパイク爪５９Ｓが設けられている（図８（ａ））。

ナット５３ｂを螺子部５３ａに対して捻じり操作して移動ブロック５３をＹ軸方向に移動させると、ブレード５６の位置は、開口部３３Ｈの下方位置に対して近接したり離間したりする。これにより必要に応じて開口部３３Ｈの下方におけるブレード５６の位置調整をすることができる。

図６及び図７において、ロック部材操作部４２はシリンダブラケット６１、ロックシリンダ６２、緩衝部６３、ローラ支持部材６４及びローラ６５を備えている。シリンダブラケット６１は、移動ベース３３の下面の開口部３３Ｈの中心を挟んでケーブル保持部４１とＹ軸方向に対向する位置に設けられている。

図６において、ロックシリンダ６２はシリンダブラケット６１に取り付けられている。ロックシリンダ６２は、開口部３３Ｈの中心を通るＹＺ平面内を斜め方向に延びており、ピストンロッド６２Ｒの先端部を下方に向けている。緩衝部６３はピストンロッド６２Ｒの先端部（下端部）に取り付けられており、ローラ支持部材６４を保持している。ローラ６５はローラ支持部材６４により転動自在に支持されている。

図６において、照明部４３は、移動ベース３３の下面から下方に突出して延びた複数の支持部材４３Ｒによって水平姿勢に支持されている。照明部４３は、図９に示すように、フレーム７１と、フレーム７１の下面側に設けられた複数の発光体７２を備えている。

図９において、フレーム７１は、平面視において、Ｙ軸方向に平行な２辺と、これら２辺と直交する（すなわちＸ軸と平行な）２辺とを有した矩形形状を有している。フレーム７１の中心（矩形の中心）は、移動ベース３３の開口部３３Ｈの中心を通る上下軸上に位置している。複数の発光体７２は、例えば発光方向を下方に向けたＬＥＤから成り、フレーム７１の四辺の各辺に沿って並んで設けられている。

図９において、複数の発光体７２は、フレーム７１のＹ軸に平行な２辺に沿って配置された複数の第１の発光体７２Ａと、フレーム７１のＸ軸に平行な２辺に沿って配置された複数の第２の発光体７２Ｂを有する。照明部４３は、各発光体７２を発光させることにより、照明部４３の下方に位置した照明対象物を照明する。各発光体７２はそれぞれ独立してオンオフ並びに照度調節が可能であり、第１の発光体７２Ａの照度と第２の発光体７２Ｂの照度を互いに異ならせることができる。

図６において、撮像部４４は、光学レンズ部８１と、撮像手段としてのカメラ８２を備えている。移動ベース３３の上面には撮像部ブラケット４４Ｂが上方に延びて設けられており、この撮像部ブラケット４４Ｂに、光学レンズ部８１とカメラ８２が取り付けられている。カメラ８２は光学レンズ部８１の上方に位置しており、カメラ８２の撮像光軸８２Ｊは開口部３３Ｈの中心を通って上下方向に延びている。光学レンズ部８１の光軸８１Ｊも上下方向に延びており、カメラ８２の撮像光軸８２Ｊと一致している。

カメラ８２は、光学レンズ部８１の下方に位置した撮像対象物が照明部４３によって照明された状態で、光学レンズ部８１を通して撮像対象物を撮像する。本実施の形態では、カメラ８２が撮像する撮像対象物は、後述するように、ケーブル１４の先端部１４Ｓとコネクタ１６である。

図６において、ロック部開閉センサ４５は、移動ベース３３の下面の開口部３３Ｈに近接した位置に設けられている。ロック部開閉センサ４５は、計測光を下方に照射する測距センサから成り、計測光を下方に投光する投光部と、反射した計測光（反射光）を受光する受光部とを有している。ロック部開閉センサ４５はコネクタ１６に向けて計測光を照射し（図１０）、その反射光を受光することで、コネクタ１６に設けられたロック部材１７の開閉状態を検出する。

具体的には、図１１（ａ），（ｂ）に示すように、先ず、ロック部材１７の開閉姿勢によらず高さが変化しない計測位置（第１の計測位置Ｐａ）の高さＨ１と、ロック部材１７が開閉姿勢によって高さが変化する計測位置（第２の計測位置Ｐｂ）の高さＨ２と求める。そして、これら高さの差ΔＨ（＝Ｈ１−Ｈ２）を算出し、その算出した差ΔＨを、予め定めた基準値ΔＨ０と比較することによって、ロック部材１７の開閉姿勢を検出する。

本実施の形態では、例えば、第１の計測位置Ｐａをコネクタ１６の上面に設定し、第２の計測位置Ｐｂを、ロック部材１７の上面（図１１（ａ））或いはコネクタ１６のケーブル受容部１６ａの上面（図１１（ｂ））に設定する。基準値ΔＨ０は、例えば、ロック部材１７が閉姿勢になっているときに求められる差ΔＨと、ロック部材１７が開姿勢になっている時に求められる差ΔＨとの中間の値に設定する。この場合、算出した差ΔＨが基準値ΔＨ０よりも小さければロック部材１７は開姿勢になっていると検出され、算出した差ΔＨが基準値ΔＨ０よりも大きければロック部材１７は閉姿勢になっていると検出される。

図５において、各プッシャー２３は、作業ステージ２２の上面に設けられたプッシャーベース２３ａと、プッシャーベース２３ａに対して水平方向に移動自在な可動片２３ｂとを有している。プッシャーベース２３ａには可動片２３ｂを作動させるためのアクチュエータ（例えばシリンダ）が内蔵されている。各エアブローノズル２４は、ケーブル保持部４１によってケーブル１４がコネクタ１６に挿入される前に、ロック部材１７にエアを吹き付ける。

図１２において、作業ステージ２２による電子機器２の位置決め動作、ロボット部２７によるヘッド部２８の移動及び姿勢変化動作、ケーブル保持部４１が備えるケーブル保持部シリンダ５７の動作、ロック部材操作部４２が備えるロックシリンダ６２の動作、照明部４３が備える各発光体７２の発光（照度調節）動作及び撮像部４４が備えるカメラ８２の撮像動作の各制御は、電子機器組立装置１が備える制御部９０が行う。また、複数のプッシャー２３それぞれにおける可動片２３ｂを作動させる制御と、複数のエアブローノズル２４のそれぞれからエアを吹き出させる制御も、制御部９０が行う。

図１２において、カメラ８２が撮像して得られた画像（撮像画像）に基づく解析は制御部９０の画像解析部９１が行い、ロック部開閉センサ４５の検出情報に基づく各コネクタ１６のロック部材１７の開閉判断は制御部９０のロック判断部９２が行う。タッチパネル２９から入力される情報は制御部９０に入力され、制御部９０はタッチパネル２９を通じて作業者に情報の出力を行う。

次に、図１３に示すフロー図を用いて、本実施の形態における電子機器組立装置１によるコネクタ１６に対するケーブル１４の挿入及びロック動作から成るケーブル装着作業の実行手順を説明する。ここでは１つのケーブル１４を対応するコネクタ１６に装着する例を説明するが、他のケーブル１４を対応するコネクタ１６に装着する場合も同様にして行われる。ケーブル装着作業が行われる前には、予め、作業対象となる電子機器２が作業ステージ２２に保持される。このとき、電子機器２が備える全てのコネクタ１６のロック部材１７は開姿勢にされる。

ケーブル装着作業では、先ず、電子機器２の位置調整を行う（図１３に示すステップＳＴ１の電子機器位置調整工程）。具体的には、作業ステージ２２が作動して、これからコネクタ１６に挿入しようとするケーブル１４の外側の面（補強板１５が取り付けられている側の面）が、チャックブロック５９の先端部と対向するように、上下軸回りに回転する。

電子機器２の位置調整を行ったら、図１４に示すように、ケーブル１４の挿入対象となっているコネクタ１６に対応して設けられているエアブローノズル２４が、そのコネクタ１６のロック部材１７に向けてエア２４ａを一定時間吹き付ける（ステップＳＴ２のエアブロー工程）。これにより、ロック部材１７が半開きの状態であったとしても、そのロック部材１７は開姿勢にされる。

ロック部材１７にエアを吹き付けたら、ロック部開閉センサ４５が、ケーブル１４の挿入対象となっているコネクタ１６のロック部材１７が開姿勢になっているかどうかを検査する（ステップＳＴ３の開姿勢検査工程）。具体的には、ロボット部２７がヘッド部２８を移動させて、ロック部開閉センサ４５をコネクタ１６の上方に位置させる（図１０）。そして、前述したように、ロック部開閉センサ４５からコネクタ１６に向けて計測光を照射し、その反射光を受光することで、コネクタ１６に設けられたロック部材１７の開閉状態を検出する。

ロック部材１７が開姿勢になっているかどうかを検査した結果、ロック部材１７が開姿勢となっていなかった（閉姿勢となっていた）場合には作業を一旦中止したうえで、タッチパネル２９を介して、ロック部材１７が閉じている旨を報知する（ステップＳＴ４の報知工程）。この報知を受けた作業者はロック部材１７を手作業で開き、タッチパネル２９より作業を再開させる操作を行う。

開姿勢検査工程でロック部材１７が開姿勢になっていることが検出された場合や、開姿勢検査工程でロック部材１７が閉姿勢になっていることが検出された後、タッチパネル２９から作業再開の操作がなされた場合には、次のケーブル押圧工程（ステップＳＴ５）を実行する。ケーブル押圧工程では、ケーブル１４がケーブル保持部４１によって保持され易い姿勢となるように、プッシャー２３によってケーブル１４を押圧する。具体的には、ケーブル１４の挿入対象となっているコネクタ１６と対向する位置にあるプッシャー２３が可動片２３ｂをケーブル１４の側に突出させる（図１５（ａ）→図１５（ｂ））。これによりケーブル１４の中間部は可動片２３ｂによってコネクタ１６側に押圧され、上端部（先端部）を頭下げするように姿勢を変化させるので（図１５（ｂ））、ケーブル保持部４１はケーブル１４を保持し易くなる。このときプッシャー２３は、ケーブル１４の押圧を、後述のケーブル保持工程が終了するまで継続する。

プッシャー２３によりケーブル１４が押圧されたら、ロボット部２７はヘッド部２８を移動させて、ケーブル保持部４１にケーブル１４を保持させる（ステップＳＴ６のケーブル保持工程）。具体的には、ケーブル保持部４１は、ブレード５６をケーブル１４と補強板１５との間の隙間１５Ｓに差し込んで掬い上げるように動作する（図１６（ａ）→図１６（ｂ））。そして、ブレード５６に対してチャックブロック５９を近接させ（図１７（ａ）→図１７（ｂ））、ブレード５６の上面５６ａとチャックブロック５９の下面５９ａとの間で補強板１５を挟み込んで、ケーブル１４を保持する。これによりケーブル１４の先端部１４Ｓは、チャックブロック５９の先端から突出した状態となる（図１７（ｂ））。

ここで、前述のように、プッシャー２３は、ケーブル保持部４１がケーブル１４を保持する前に、ケーブル１４がケーブル保持部４１によって保持され易い姿勢となるようにケーブル１４を押圧するようになっているため、ケーブル保持部４１によるケーブル１４の保持ミスの発生が起きにくい。

ケーブル保持工程でケーブル保持部４１がケーブル１４を保持したときは、チャックブロック５９の下面５９ａに設けられた複数のスパイク爪５９Ｓが補強板１５の表面に僅かに食い込む。このため、チャックブロック５９に対する補強板１５の滑りが防止され、補強板１５がブレード５６とチャックブロック５９にしっかりと保持される。ここで、ケーブル１４が補強板１５とともにチャックブロック５９とブレード５６との間に挟み込まれることにより、ケーブル１４に反り形状や波打ち形状等の変形が生じていた場合であっても、その変形が矯正される。

上記のようにしてケーブル保持部４１がケーブル１４を保持したら、コネクタ１６に対してケーブル１４を仮位置決めする（ステップＳＴ７の仮位置決め工程）。ケーブル１４の仮位置決めでは、ロボット部２７がヘッド部２８を移動させて、ケーブル１４の先端部１４Ｓをコネクタ１６に水平姿勢で接近させる。そして、ケーブル１４の先端部１４Ｓとコネクタ１６がともに、カメラ８２の撮像可能領域内に位置するようにする（図１８）。

上記のようにしてコネクタ１６に対してケーブル１４を仮位置決めしたら、照明部４３はケーブル保持部４１に保持されたケーブル１４を照明し、カメラ８２は照明部４３による照明のもとで、コネクタ１６をケーブル１４とともに撮像する（ステップＳＴ８の撮像工程）。撮像工程で照明部４３が照明を行うとき、第１の発光体７２Ａは、第２の発光体７２Ｂよりも相対的に高い照度で発光される。このため、第１の発光体７２Ａの並び方向（Ｙ軸方向）と平行な領域ＬＲ（図１９）を通過するケーブル１４の２つの側縁（コネクタ１６に対する挿入方向と平行なケーブル１４の側縁）は他の領域よりも明るく照らされ、そのエッジを正確に認識することができる。

このように、本実施の形態では、撮像工程において、照明部４３は、コネクタ１６に対する挿入方向に平行なケーブル１４の側縁がケーブル１４の他の部分よりも相対的に明るくなるようにケーブルを照明するようになっている。

上記のような照明部４３による照明のもとで、カメラ８２はコネクタ１６とケーブル１４の先端部１４Ｓを撮像する。カメラ８２によりコネクタ１６とケーブル１４が撮像されたら、その撮像によって得られた撮像画像に基づいて、制御部９０がケーブル１４の先端部１４Ｓとコネクタ１６との相対的位置関係を認識する（ステップＳＴ９の認識工程）。

図２０は、撮像工程で得られた画像（撮像画像ＧＺと称する）の一例を示している。この撮像画像ＧＺには、ケーブル保持部４１のチャックブロック５９の先端部と、チャックブロック５９に保持されたケーブル１４の先端部１４Ｓとともに、ロック部材１７が開姿勢となった状態のケーブル装着前のコネクタ１６とが表れている。カメラ８２とチャックベース５５との位置関係は固定であり、チャックブロック５９はチャックベース５５に沿って平面視においてＹ軸方向にのみ移動することから、撮像画像ＧＺにおけるチャックブロック５９の向きは常に一定となる。

これに対し、ケーブル保持部４１によって保持されたケーブル１４の向きとコネクタ１６の向きとは、撮像画像ＧＺに対して一定ではない。このため、ケーブル１４をコネクタ１６に挿入する際には、得られた撮像画像ＧＺに基づいて、ケーブル１４とコネクタ１６との相対位置関係を取得し、コネクタ１６に対するケーブル１４の先端部１４Ｓの位置が予め定められた位置関係となるように、正式な位置決め（コネクタ１６に対するケーブル１４の位置決め）を行う必要がある。

図２０に示す例では、ケーブル１４の先端部１４Ｓの隅部の２箇所（Ｒ１，Ｒ２）をケーブル１４側の認識点としてその位置を認識し、コネクタ１６のケーブル１４と対向する側の隅部の２箇所（Ｒ３，Ｒ４）と、これら２箇所の一方（Ｒ３）の後方の隅部の１箇所（Ｒ５）をコネクタ１６側の認識点として、その位置を認識する。そして、ケーブル１４側の２箇所の認識点（Ｒ１，Ｒ２）の中間の位置をケーブル１４側の代表点（ケーブル側代表点ＰＭ１）の位置として求め、コネクタ１６側の認識点（Ｒ３，Ｒ４）の中間の位置をコネクタ１６側の代表点（コネクタ側代表点ＰＭ２）の位置として求める。また、コネクタ１６側の２つの認識点（Ｒ３，Ｒ５）の位置から、コネクタ１６の向き（Ｚ軸回り方向の向き）を求める。

カメラ８２がケーブル１４とコネクタ１６を撮像する撮像工程では、前述したように、照明部４３の第１の発光体７２Ａが第２の発光体７２Ｂよりも相対的に高い照度で発光され、コネクタ１６に対する挿入方向に平行なケーブル１４の２辺が他の部分よりも明るくなるようにケーブル１４が照明されるので、比較的検出しにくいケーブル１４の先端部１４Ｓの隅部の２箇所の認識点（Ｒ１，Ｒ２）の位置を正確に認識することができる。また、撮像工程ではコネクタ１６はケーブル１４の先端部１４Ｓと対向した状態となっているので、コネクタ１６側の３つの認識点（Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５）の位置も同様に、正確に認識することができる。

上記のようにしてケーブル側代表点ＰＭ１の位置と、コネクタ側代表点ＰＭ２の位置と、コネクタ１６の向きとを認識したら、コネクタ１６の向きがＹ軸方向に一致し、かつ、ケーブル側代表点ＰＭ１とコネクタ側代表点ＰＭ２の間の距離が適正な距離となるように、ケーブル１４をコネクタ１６に対して位置決めする（ステップＳＴ１０の位置決め工程）。このコネクタ１６に対するケーブル１４の位置決めは、ロボット部２７によってヘッド部２８を移動させることによって行う。

コネクタ１６に対するケーブル１４の位置決めがなされたら、ロボット部２７はヘッド部２８を移動させて、ケーブル保持部４１に保持させたケーブル１４の先端部１４Ｓを、コネクタ１６のケーブル受容部１６ａに挿入させる（図２１（ａ）。ステップＳＴ１１のケーブル挿入工程）。このときロボット部２７は、コネクタ１６に対してケーブル１４の先端部１４Ｓを斜め上方から挿入させた後、補強板１５がほぼ水平姿勢になるようにケーブル保持部４１を移動させる（図２１（ｂ））。なお、上記のようにしてケーブル１４の先端部１４Ｓをコネクタ１６に挿入させる際、ブレード５６の先端が電子機器２等に当接してしまった場合であっても、移動ブロック５３と下方延出部３３ａとの間に設けられたばね部材５４が圧縮して衝撃を逃がすので、ブレード５６に過大な力が作用することが防止される。

ケーブル１４の姿勢が整えられたら、ロック部材操作部４２によりロック部材１７を操作して、コネクタ１６に挿入されたケーブル１４をコネクタ１６にロックする（ステップＳＴ１２のロック部材操作工程）。具体的には、ロボット部２７がヘッド部２８を移動させ、ロック部材操作部４２のローラ６５をロック部材１７の背面側に位置させたうえで、ピストンロッド６２Ｒを下方に前進させる。これによりローラ６５はロック部材１７に背面側から当接し、ロック部材１７上を転動しながら押圧する（図２２（ａ）→図２２（ｂ））。これによりロック部材１７は倒伏して閉姿勢となり、ケーブル側端子１４Ｔはコネクタ側端子１６Ｔに押し付けられて、ケーブル１４はコネクタ１６にロックされる。

上記ロック部材操作工程では、ローラ６５がロック部材１７の背面側に当接してロック部材１７の押圧（倒伏）が開始される時点では、ケーブル保持部４１はまだ、ケーブル１４を保持した状態（ブレード５６とチャックブロック５９によりケーブル１４を挟んだ状態）を維持している（図２２（ａ））。そして、ローラ６５によるロック部材１７の押圧が始まった後にはじめて、ブレード５６に対してチャックブロック５９を上昇させ、補強板１５の挟み込み（チャック状態）を解除する。換言すると、ロック部材操作部４２は、コネクタ１６に挿入されたケーブル１４がケーブル保持部４１によって保持されている状態でロック部材１７の操作を開始する。

このように、本実施の形態では、ロック部材操作工程におけるロック部材操作部４２の操作は、コネクタ１６に挿入されたケーブル１４がケーブル保持部４１によって保持されている状態で開始されるようになっている。このため、ケーブル保持部４１によってコネクタ１６に挿入されたケーブル１４がロック部材１７によってコネクタ１６にロックされる前に、ケーブル１４に何らかの外乱が作用したような場合であっても、コネクタ１６からケーブル１４が脱落してしまう事態を防止することができる。

上記ロック部材操作工程において、ローラ６５がロック部材１７に当接する際には、ローラ６５はロック部材１７から衝撃を受けるが、ローラ６５とロックシリンダ６２との間には緩衝部６３が設けられており、この緩衝部６３によってローラ６５が受ける衝撃が緩和される。このためローラ６５が受ける衝撃はロックシリンダ６２に伝わりにくく、ロックシリンダ６２が衝撃から保護される。

ロック部材操作工程が終了したら、ロック部材操作部４２によってロック操作したロック部材１７が閉姿勢になっているかどうかの検査を行う（ステップＳＴ１３の閉姿勢検査工程）。具体的には、ロボット部２７がヘッド部２８を移動させて、ロック部開閉センサ４５をコネクタ１６の上方に位置させる（図１０）。そして、ロック部開閉センサ４５からコネクタ１６に向けて計測光を照射し、その反射光を受光することで、コネクタ１６に設けられたロック部材１７の開閉状態を検出する（図２２（ｃ））。

ロック部材１７が閉姿勢になっているかどうかを検査した結果、ロック部材１７が閉姿勢となっていなかった場合には、制御部９０は作業を一旦中止したうえで、タッチパネル２９を介して、ロック部材１７が閉じていない（開いている）旨を報知する（ステップＳＴ１４の報知工程）。この報知を受けた作業者はロック部材１７を手作業で閉じ、タッチパネル２９より作業を再開させる操作を行う。

閉姿勢検査工程でロック部材１７が閉姿勢になっていることが検出された場合や、閉姿勢検査工程でロック部材１７が開姿勢になっていることが検出された後、タッチパネル２９から作業再開の操作がなされた場合には、ケーブル１４は正常にコネクタ１６に接続されたとして、コネクタ１６のひとつ当たりのケーブル装着作業が終了する。他のケーブル１４を対応するコネクタ１６に装着する場合には、作業ステージ２２を回転させ、作業ステージ２２を（すなわち電子機器２を）ケーブル保持部４１に対して相対的に移動させたうえで、同様の工程を実行する。

以上説明したように、本実施の形態における電子機器組立装置１及びこの電子機器組立装置１による電子機器２の組立方法（電子機器組立方法）では、ケーブル保持部４１がケーブル１４を保持してそのケーブル１４をコネクタ１６に挿入するようになっており、従来のようにケーブルをコネクタに挿入する作業に２つのロボットを用いることなく、簡易な構成によりケーブルをコネクタに挿入する作業を行うことができるので、電子機器の組立作業の作業品質を向上させることができる。

また、本実施の形態における電子機器組立装置１及び電子機器組立方法では、コネクタ１６に挿入されたケーブル１４をコネクタ１６にロックするロック部材１７の操作が、ケーブル１４がケーブル保持部４１によって保持されている状態で開始されるようになっている。このため、ケーブル保持部４１によってケーブル１４がコネクタ１６に挿入された後、ロック部材１７が倒伏されてケーブル１４がコネクタ１６にロックされる前に、ケーブル１４に何らかの外乱が作用した場合であっても、ケーブル１４がコネクタ１６から脱落してしまうようなことがなく、電子機器２の組立ミスの発生を防止することができる。

これまで本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上述したものに限定されない。例えば、上述の実施の形態では、電子機器組立装置１が備えるケーブル保持部４１は、ケーブル１４に設けられた補強板１５を挟み込んでケーブル１４を保持する構成であったが、ケーブル１４の両側縁をケーブル１４の側方から挟み込む構成であってもよい。この場合、ケーブル１４に補強板１５が取り付けられていてもよいし、取り付けられていなくてもよい。

簡易な構成によりケーブルをコネクタに挿入する作業を行うことができ、電子機器の組立作業の作業品質を向上させることができる電子機器組立装置及び電子機器組立方法を提供する。

１ 電子機器組立装置
２ 電子機器
１４ ケーブル
１６ コネクタ
１７ ロック部材
４１ ケーブル保持部
４２ ロック部材操作部

Claims (3)

1. コネクタにケーブルを挿入して電子機器を組み立てる電子機器組立装置であって、
   前記ケーブルを保持して前記コネクタに挿入するケーブル保持部と、
   前記コネクタに挿入された前記ケーブルを前記コネクタにロックするロック部材と、
   前記ケーブル保持部によって前記ケーブルが前記コネクタに挿入された後、前記ロック部材を操作して前記ケーブルを前記コネクタにロックするロック部材操作部とを備え、
   前記ロック部材操作部は、前記コネクタに挿入された前記ケーブルが前記ケーブル保持部によって保持されている状態で前記ロック部材の操作を開始する電子機器組立装置。
2. 前記ロック部材は、前記コネクタに対する開姿勢で前記ケーブルの挿入を受容し、前記コネクタに前記ケーブルが挿入された状態で閉姿勢になることで前記コネクタに前記ケーブルをロックする請求項１に記載の電子機器組立装置。
3. コネクタにケーブルを挿入して電子機器を組み立てる電子機器組立方法であって、
   ケーブル保持部に前記ケーブルを保持させるケーブル保持工程と、
   前記ケーブル保持部に、前記ケーブル保持工程で保持させた前記ケーブルを前記コネクタに挿入させるケーブル挿入工程と、
   前記ケーブル保持部が前記ケーブルを前記コネクタに挿入した後、ロック部材操作部によりロック部材を操作して前記ケーブルを前記コネクタにロックするロック部材操作工程とを含み、
   前記ロック部材操作部による前記ロック部材の操作を、前記コネクタに挿入された前記ケーブルが前記ケーブル保持部によって保持されている状態で開始させる電子機器組立方法。

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