JP2022136802A - 電子機器組立装置および電子機器組立方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ケーブルをコネクタにより精度良く装着することができる電子機器組立装置および電子機器組立方法を提供すること。【解決手段】電子機器組立装置（１）は、投光器（４０）が、高さ情報を得るためのスリット光（９０）を、ケーブル保持ツール（２０）が保持するケーブル（１７）とコネクタ（１３）に対して、ケーブル（１７）の装着方向（Ｑ）に向かう成分を含むように斜向する方向から照射し、撮像部（５０）は、装着方向（Ｑ）に対して斜向する方向から、ケーブル（１７）とコネクタ（１３）を含む画像を撮像し、制御部（６１）は、スリット光（９０）から得られる高さ情報と、撮像部（５０）が撮像した画像から得られる平面位置情報とに基づいて、ケーブル（１７）の装着部分とコネクタ（１３）の相対位置関係を検出して、ケーブル（１７）の装着部分をコネクタ（１３）に装着する。【選択図】図１

Description

本発明は、電子機器組立装置および電子機器組立方法に関する。

従来より、電子機器のコネクタにケーブルを装着して電子機器を組み立てる電子機器組立装置／方法が知られている。

特開２０１８－６９４１５号公報

特許文献１の電子機器組立装置は、コネクタとケーブルを接近させた状態で撮像した画像に基づいてコネクタとケーブルの相対位置関係を検出し、検出した相対位置関係に基づいてケーブルを移動させて、ケーブルをコネクタに装着する。

画像から検出されるコネクタとケーブルの相対位置関係は様々な要因で誤差が生じる。誤差の度合いによってはケーブルがコネクタに正常に装着されない「誤挿入」となる可能性があり、ケーブルをコネクタにより精度良く装着できるようにすることが求められる。

従って、本発明の目的は、前記問題を解決することにあって、ケーブルをコネクタにより精度良く装着することができる電子機器組立装置および電子機器組立方法を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明の電子機器組立装置は、電子機器のコネクタに装着するためのケーブルを保持するケーブル保持ツールと、前記ケーブル保持ツールと、撮像部と、スリット光を照射する投光器とが装着されたベース部と、前記ベース部を移動させることにより、前記ケーブル保持ツールを前記電子機器に対して相対的に移動させるロボット部と、前記ロボット部を駆動することにより、前記ケーブル保持ツールが保持した前記ケーブルの装着部分を前記コネクタに装着する制御部と、を備え、前記投光器は、高さ情報を得るための前記スリット光を、前記ケーブル保持ツールが保持する前記ケーブルの前記装着部分と前記コネクタに対して、前記ケーブルの装着方向に向かう成分を含むように斜向する方向から照射し、前記撮像部は、前記装着方向に対して斜向する方向から、前記ケーブルの前記装着部分と前記コネクタを含む画像を撮像し、前記制御部は、前記スリット光から得られる高さ情報と、前記撮像部が撮像した画像から得られる平面位置情報とに基づいて、前記ケーブルの前記装着部分と前記コネクタの相対位置関係を検出し、検出した相対位置関係に基づいて、前記ケーブル保持ツールを移動させて、前記ケーブルの前記装着部分を前記コネクタに装着する。

また、本発明の電子機器組立方法は、電子機器のコネクタにケーブルを装着して電子機器を組み立てる電子機器組立方法であって、ケーブル保持ツールと、撮像部と、スリット光を照射する投光器とが装着されたベース部を移動させて、前記ケーブル保持ツールにより前記ケーブルを保持する保持工程と、前記ケーブル保持ツールが保持した前記ケーブルの装着部分を前記コネクタに接近させる接近工程と、前記投光器により、高さ情報を得るための前記スリット光を、前記ケーブルの前記装着部分と前記コネクタに対して、前記ケーブルの装着方向に向かう成分を含むように斜向する方向から照射するスリット光照射工程と、前記撮像部により、前記装着方向に対して斜向する方向から、前記ケーブルの前記装着部分と前記コネクタを含む画像を撮像する撮像工程と、前記スリット光から得られる高さ情報と、前記撮像工程で撮像した画像から得られる平面位置情報とに基づいて、前記ケーブルの前記装着部分と前記コネクタの相対位置関係を検出する位置検出工程と、前記相対位置関係に基づいて、前記ケーブル保持ツールを移動させて、前記ケーブルの前記装着部分を前記コネクタに装着する装着工程と、を含む。

本発明によれば、ケーブルをコネクタにより精度良く装着することができる。

実施形態の電子機器組立装置の概略斜視図 実施形態のベース部の周辺構成を示す概略断面図 実施形態のベース部の周辺構成を示す概略斜視図 実施形態のケーブル保持ツールのシリンダの周辺構成を示す拡大図 実施形態のシリンダが動作した状態を示す拡大図 実施形態のケーブルをコネクタに装着する前の電子機器の斜視図 実施形態のケーブルをコネクタに装着した後の電子機器の斜視図 実施形態のケーブルの平面図 実施形態のケーブルの斜視図 実施形態のケーブル保持ツールによるケーブル保持動作を示す拡大斜視図 実施形態のケーブル保持ツールによるケーブル保持動作を示す拡大斜視図 実施形態の投光器によるスリット光の照射状態を説明するための概略平面図 実施形態の投光器の傾斜角度を示す概略側面図 実施形態のコネクタおよびケーブルの傾斜角度を示す概略側面図 実施形態の電子機器組立装置の制御系のブロック図 実施形態の電子機器組立装置による電子機器の組立方法を示すフローチャート 実施形態の撮像部による撮像画像の一例を示す概略図 図９のフローチャートによる電子機器の組立方法を説明するための縦断面図 実施形態の撮像部による撮像画像（第１画像）の一例を示す概略図 実施形態の撮像部による撮像画像（第２画像）の一例を示す概略図 図９のフローチャートによる電子機器の組立方法を説明するための縦断面図 図９のフローチャートによる電子機器の組立方法を説明するための縦断面図 実施形態の撮像部による撮像画像の一例を示す概略図

本発明の第１態様によれば、電子機器のコネクタに装着するためのケーブルを保持するケーブル保持ツールと、前記ケーブル保持ツールと、撮像部と、スリット光を照射する投光器とが装着されたベース部と、前記ベース部を移動させることにより、前記ケーブル保持ツールを前記電子機器に対して相対的に移動させるロボット部と、前記ロボット部を駆動することにより、前記ケーブル保持ツールが保持した前記ケーブルの装着部分を前記コネクタに装着する制御部と、を備え、前記投光器は、高さ情報を得るための前記スリット光を、前記ケーブル保持ツールが保持する前記ケーブルの前記装着部分と前記コネクタに対して、前記ケーブルの装着方向に向かう成分を含むように斜向する方向から照射し、前記撮像部は、前記装着方向に対して斜向する方向から、前記ケーブルの前記装着部分と前記コネクタを含む画像を撮像し、前記制御部は、前記スリット光から得られる高さ情報と、前記撮像部が撮像した画像から得られる平面位置情報とに基づいて、前記ケーブルの前記装着部分と前記コネクタの相対位置関係を検出し、検出した相対位置関係に基づいて、前記ケーブル保持ツールを移動させて、前記ケーブルの前記装着部分を前記コネクタに装着する、電子機器組立装置を提供する。

本発明の第２態様によれば、前記撮像部は、前記画像として、前記スリット光が照射されている前記ケーブルの前記装着部分と前記コネクタを含む第１画像を撮像し、前記スリット光とは異なる照明用の光が照射されている前記ケーブルの前記装着部分と前記コネクタを含む第２画像を撮像し、前記制御部は、前記第１画像から得られる前記高さ情報と、前記第２画像から得られる前記平面位置情報とに基づいて、前記相対位置関係を検出する、第１態様に記載の電子機器組立装置を提供する。

本発明の第３態様によれば、前記第１画像と前記第２画像の撮像視野は共通である、第２態様に記載の電子機器組立装置を提供する。

本発明の第４態様によれば、前記撮像部は、前記第１画像を撮像した後に前記第２画像を撮像する、第２態様又は第３態様に記載の電子機器組立装置を提供する。

本発明の第５態様によれば、前記制御部は、前記第１画像から得られる前記ケーブルおよび前記コネクタの高さ情報と、前記ケーブルおよび前記コネクタの傾斜角度に関する情報と、前記第２画像から得られる前記ケーブルおよび前記コネクタの前記平面位置情報とに基づいて、前記相対位置関係を検出する、第２態様から第４態様のいずれか１つに記載の電子機器組立装置を提供する。

本発明の第６態様によれば、前記コネクタは斜めに配置され、前記装着方向は水平面に対して傾斜する、第１態様から第５態様のいずれか１つに記載の電子機器組立装置を提供する。

本発明の第７態様によれば、前記コネクタは、前記電子機器の開口の内側に配置され、前記スリット光は、前記コネクタの奥行方向に向かう成分を含む方向に照射される、第１態様から第６態様のいずれか１つに記載の電子機器組立装置を提供する。

本発明の第８態様によれば、前記投光器は、前記スリット光を、前記ケーブルの装着方向に向かう水平成分を含むように斜向する光軸方向から照射する、第１態様から第７態様のいずれか１つに記載の電子機器組立装置を提供する。

本発明の第９態様によれば、電子機器のコネクタにケーブルを装着して電子機器を組み立てる電子機器組立方法であって、ケーブル保持ツールと、撮像部と、スリット光を照射する投光器とが装着されたベース部を移動させて、前記ケーブル保持ツールにより前記ケーブルを保持する保持工程と、前記ケーブル保持ツールが保持した前記ケーブルの装着部分を前記コネクタに接近させる接近工程と、前記投光器により、高さ情報を得るための前記スリット光を、前記ケーブルの前記装着部分と前記コネクタに対して、前記ケーブルの装着方向に向かう成分を含むように斜向する方向から照射するスリット光照射工程と、前記撮像部により、前記装着方向に対して斜向する方向から、前記ケーブルの前記装着部分と前記コネクタを含む画像を撮像する撮像工程と、前記スリット光から得られる高さ情報と、前記撮像工程で撮像した画像から得られる平面位置情報とに基づいて、前記ケーブルの前記装着部分と前記コネクタの相対位置関係を検出する位置検出工程と、前記相対位置関係に基づいて、前記ケーブル保持ツールを移動させて、前記ケーブルの前記装着部分を前記コネクタに装着する装着工程と、を含む、電子機器組立方法を提供する。

本発明の第１０態様によれば、前記撮像工程は、前記スリット光が照射されている前記ケーブルの前記装着部分と前記コネクタを含む第１画像を撮像する第１撮像工程と、前記スリット光とは異なる照明用の光が照射されている前記ケーブルの前記装着部分と前記コネクタを含む第２画像を撮像する第２撮像工程と、を含み、前記位置検出工程において、前記第１画像から得られる前記高さ情報と、前記第２画像から得られる前記平面位置情報とに基づいて、前記相対位置関係を検出する、第９態様に記載の電子機器組立方法を提供する。

本発明の第１１態様によれば、前記第１画像と前記第２画像の撮像視野は共通である、第１０態様に記載の電子機器組立方法を提供する。

本発明の第１２態様によれば、前記第１撮像工程の後に前記第２撮像工程を行う、第１０態様又は第１１態様に記載の電子機器組立方法を提供する。

本発明の第１３態様によれば、前記位置検出工程において、前記第１画像から得られる前記ケーブルおよび前記コネクタの高さ情報と、前記ケーブルおよび前記コネクタの傾斜角度に関する情報と、前記第２画像から得られる前記ケーブルおよび前記コネクタの前記平面位置情報とに基づいて、前記相対位置関係を検出する、第１０態様から第１２態様のいずれか１つに記載の電子機器組立方法を提供する。

本発明の第１４態様によれば、前記コネクタは斜めに配置され、前記装着方向は水平面に対して傾斜する、第９態様から第１３態様のいずれか１つに記載の電子機器組立方法を提供する。

本発明の第１５態様によれば、前記スリット光は、前記コネクタの奥行方向に向かう成分を含む方向に照射される、第９態様から第１４態様のいずれか１つに記載の電子機器組立方法を提供する。

本発明の第１６態様によれば、前記スリット光は、前記ケーブルの装着方向に向かう水平成分を含むように斜向する光軸方向から照射される、第９態様から第１５態様のいずれか１つに記載の電子機器組立方法を提供する。

以下、本発明に係る電子機器組立装置および電子機器組立方法の例示的な実施形態について、添付の図面を参照しながら説明する。本発明は、以下の実施形態の具体的な構成に限定されるものではなく、同様の技術的思想に基づく構成が本発明に含まれる。

（実施形態）
まず図１を参照して、本発明の一実施形態に係る電子機器組立装置について説明する。図１に示す電子機器組立装置１は、車載用電子機器などの電子機器４を作業対象として、電子機器４の筐体内に取り付けられた回路基板などの機能モジュールに実装されたコネクタ１３（図３、図４参照）にケーブル１７を装着する機能を有している。

基台２の上面２ａには作業ステージ３が設けられている。作業ステージ３は、作業対象の電子機器４を所定の姿勢で位置決めして保持する。

ここで図３，図４を参照して、作業対象の電子機器４について説明する。図３はコネクタ１３にケーブル１７（図４）を装着する前の状態を示し、図４はコネクタ１３にケーブル１７を装着した後の状態を示している。図３において、電子機器４には、電子部品１１ａが実装された回路基板１１が箱型の筐体４ａの内部に設置されている。筐体４ａ内に設置された回路基板１１の縁部には、コネクタ１３が実装されている。コネクタ１３には、図４に示すように、柔軟性のあるケーブル１７の端部に貼付された硬質の補強板１６が装着される。筐体４ａの背面４ｂには、筐体４ａ内のコネクタ１３に外部からケーブル１７を接続するための開口４ｃが形成されている。

図３に示すように、コネクタ１３において、ケーブル１７が装着される装着部１３ａの底面の端子面１３ｂには接続用の端子列が形成されている。ケーブル１７の補強板１６をコネクタ１３に挿入して装着した状態では、ケーブル１７に形成された配線パターンがこれらの端子列に接触する。

コネクタ１３は、装着されたケーブル１７の脱落を防止するためのロック機構（図示せず）を備えている。実施形態１のロック機構は、いわゆるオートロックタイプのロック機構であり、装着部１３ａに挿入されたケーブル１７を挿入に応じて自動的にロックする。オートロックタイプのロック機構は例えば、端子面１３ｂに形成された端子のそれぞれに接触して付勢するバネ（図示せず）を有する。ケーブル１７の補強板１６がバネの付勢力に勝る挿入力でバネと端子の間に挿入されることで、ケーブル１７の配線パターンが端子面１３ｂに接触した状態でケーブル１７がロックされ、ケーブル１７がコネクタ１３に装着された状態となる。オートロックタイプのロック機構はさらに、ケーブル１７のロックを選択的に解除するための解除部材（図示せず）を有する。

図３において、作業対象の電子機器４は、背面４ｂが斜め上方を向くように作業ステージ３に対して作業角度θだけ背面４ｂ側を持ち上げた姿勢で作業ステージ３に位置決めされて保持される。電子機器４を作業ステージ３に水平に保持した状態（作業角度θがゼロ）では、上方から筐体４ａの内部にあるコネクタ１３を見ることができない。一方、作業角度θだけ傾けることで、上方から開口４ｃを通じてコネクタ１３の少なくとも一部を見ることができる。電子機器４は、作業ステージ３上に設置された作業角度θの斜面を有する保持台（図示省略）に保持してもよく、保持台に保持した状態で作業ステージ３に搬送してもよい。また、作業ステージ３まで水平姿勢で搬送した後に、作業角度θだけ傾けるようにしてもよい。

電子機器４の内部に設けられるコネクタ１３も斜め向きに配置される。コネクタ１３の幅方向ＫはＸ方向（水平面）に概ね平行であるのに対して、コネクタ１３の奥行方向ＭはＹ方向（水平面）に対して作業角度θだけ傾斜する。このように斜めに配置されたコネクタ１３に対してケーブル１７を装着方向（挿入方向）Ｑに沿って斜めに挿入する。装着方向Ｑはコネクタ１３の奥行方向Ｍに概ね平行である。

図１において作業ステージ３は昇降動作が可能となっている。電子機器４を作業対象とするケーブル１７の装着作業においては、作業ステージ３を昇降させることにより、電子機器４を所定の作業高さに位置させる。基台２の上面２ａのコーナ部にはコーナポスト２ｂが立設されており、コーナポスト２ｂの上端部には水平な架台２ｃが架設されている。架台２ｃの側面にはタッチパネルを備えた操作パネル９が配置されている。

ロボット部５を対象とした操作や動作指示のための指示入力は、操作パネル９を介してのタッチ操作入力によって実行される。操作パネル９は表示機能を有しており、電子機器組立装置１によるケーブル装着動作において異常や不具合が発生した場合の報知は、操作パネル９に表示される。操作パネル９は報知部として機能する。電子機器組立装置１の座標系については、電子機器組立装置１の正面から見て左右方向をＸ軸とし、前後方向をＹ軸とし、鉛直方向をＺ軸とする。

図１において、架台２ｃの下面には、以下に説明するロボット部５の駆動機構を内蔵した固定ベース部６が配置されている。固定ベース部６には個別に動作する６つのサーボ駆動機構が内蔵されており、それぞれのサーボ駆動機構は固定ベース部６から下方に延出した６本のリンク部材７を個別に駆動する。リンク部材７の下端部はベース部８に結合されている。上記構成において、固定ベース部６およびリンク部材７は、ロボット部５を構成する。ロボット部５はベース部８を移動させ、ベース部８の姿勢を変更させる。

ロボット部５は、個別に動作する６本のリンク部材７を有する６自由度タイプのパラレルリンクロボットである。固定ベース部６から下方に延出した６本のリンク部材７の下端部は、ケーブル１７をコネクタ１３に装着する装着作業を実行する作業ユニットであるベース部８に結合されている。図２Ａに示すように、リンク部材７はユニバーサルジョイント７ａを介してベース部８に結合されている。この構成により、ロボット部５によってベース部８に６自由度の移動動作を行わせることが可能となっている。

図２Ａ、図２Ｂにおいて、ベース部８には、ケーブル保持ツール２０、投光器４０（図２Ｂ）、撮像部５０および照明部材５６（図２Ａ）が装着されている。ケーブル保持ツール２０は、コネクタ１３へ装着される対象となるケーブル１７（図示せず）を保持する機能を有している。

ロボット部５がベース部８を移動させることにより、ケーブル保持ツール２０は、作業ステージ３に保持された電子機器４に対して相対的に移動させることができる。ケーブル１７をコネクタ１３に装着する装着作業では、制御部６１が、ロボット部５、ケーブル保持ツール２０、投光器４０、撮像部５０、照明部材５６を作動させる。

このように、ロボット部５がベース部８を移動させることにより、コネクタ１３を備える電子機器４に対してケーブル保持ツール２０を移動させる。本実施形態においては、パラレルリンクロボットであるロボット部５でベース部８を移動させているが、電子機器組立装置１はアームの途中に複数の回転軸を有する多関節ロボットでベース部８を移動させる構成であってもよい。

次に、図２Ａを参照してベース部８の詳細構成を説明する。ベース部８において複数のユニバーサルジョイント７ａの中心位置を示す駆動中心には開口部８ａが設けられている。ベース部８の上面において開口部８ａの近傍に立設されたブラケット５１には、撮像部５０が配置されている。

撮像部５０は、光学レンズ部５２およびカメラ５３を含んで構成され、撮像光軸５３ａを駆動中心に合わせて下向き姿勢で配置されている。制御部６１は、ロボット部５を作動させて、ベース部８に配置された撮像部５０を作業ステージ３に保持された電子機器４の上方に位置させる（図１１参照）。この状態で、撮像部５０に撮像させることにより、ケーブル保持ツール２０に保持されたケーブル１７の補強板１６およびコネクタ１３の画像を取得することができる。撮像部５０による撮像画像は、制御部６１に送信される。

図２Ａに戻ると、ベース部８の下面側には開口部８ａを囲む配置で支持部材５４が下方に立設されている。支持部材５４の下端部には、電子機器４の外形形状に対応した照明保持板５５が保持されている。照明保持板５５の下面にはＬＥＤなどの発光体を含んで構成される照明部材５６が装着されている。照明部材５６は、制御部６１によって制御される。撮像部５０による撮像に際しては、照明部材５６を点灯させて撮像対象のケーブル１７、コネクタ１３などを照明する。後述する投光器４０からスリット光を照射した状態で撮像を行う際は、照明部材５６を点灯させないように制御してスリット光を容易に識別できるようにすることが好ましい。なお、照明部材５６が点灯した状態の画像からスリット光を画像処理で識別できる場合には、照明を点灯しながらスリット光を照射して、撮像工程を１回で済ませてもよい。

図２Ａに示すベース部８の開口部８ａから右方向に隔てた側端部近傍の下面には、ケーブル保持ツール２０が装着されている。ケーブル保持ツール２０の詳細構成について、図２Ａおよび図２Ｃ、図２Ｄを用いて説明する。図２Ｃは、ケーブル保持ツール２０のシリンダ２２の周辺構成を示す拡大図であり、図２Ｄは、シリンダ２２が動作した状態を示す拡大図である。

図２Ａに示すケーブル保持ツール２０は、装着部２１と、シリンダ２２と、固定ブロック２３と、チャックベース２４と、アクチュエータ２５と、スライド部２６と、チャックブロック２７と、ブレード２８とを備える。

装着部２１は、ケーブル保持ツール２０をベース部８に固定して装着する部材である。装着部２１がシリンダ２２をベース部８の下面に固定することで、ケーブル保持ツール２０がベース部８に装着される。

シリンダ２２は、ケーブル保持ツール２０に付勢力Ｆを発生させる部材である。付勢力Ｆは、ケーブル保持ツール２０がケーブル１７をコネクタ１３に挿入する装着方向Ｑに作用する。付勢力Ｆは例えば、シリンダ２２の内部における空気バネの力によって発生される。ケーブル挿入時や、後述するブレード２８の先端が電子機器４などに当接した場合に、付勢力Ｆが緩衝作用を生じさせる。

図２Ｃ、図２Ｄに示すように、シリンダ２２は、シリンダ固定部７０と、シリンダ可動部７２とを有する。

シリンダ固定部７０は、装着部２１に固定される部分である。シリンダ固定部７０は装着部２１とともに、ケーブル保持ツール２０をベース部８に固定する「固定部２０Ａ」を構成する。シリンダ可動部７２は、シリンダ固定部７０に対して相対的に移動可能（矢印ｂ）な状態で取り付けられる部分である。シリンダ可動部７２は、シリンダ固定部７０に対する相対位置が所定位置Ｐ０に向かうように付勢力Ｆを受ける。

ケーブル挿入時や、後述するブレード２８の先端が電子機器４などに当接すると、シリンダ可動部７２は付勢方向Ｆとは逆向きの反力Ｂを受ける（図２Ｄ）。シリンダ可動部７２はシリンダ２２による付勢力Ｆを受けながら、所定位置Ｐ０から離れる方向に移動する（矢印ｂ１）。

シリンダ可動部７２の下面には固定ブロック２３が取り付けられる。固定ブロック２３は、チャックベース２４をシリンダ可動部７２に固定する部材である。固定ブロック２３およびその下方に取り付けられているケーブル保持ツール２０の構成要素は、シリンダ可動部７２とともに、ベース部８に対して相対的に移動する「可動部２０Ｂ」を構成する。

図２Ａに戻ると、固定ブロック２３には、ベース部８の駆動中心側に向かって斜め下方に延出するチャックベース２４が結合されている。チャックベース２４の上面側には駆動中心側に向かって進退（矢印ｃ）するスライド部２６を備えたアクチュエータ２５が配設されている。さらにチャックベース２４の下端部には、先端にテーパ部が設けられた薄板部材であるブレード２８が斜め姿勢で装着されている。ブレード２８はその先端部が開口部８ａの下方に位置するように位置設定が為されており、撮像部５０の画角に含まれる。

スライド部２６の進出側の端面には、台形形状の側断面を有するチャックブロック２７が結合されている。アクチュエータ２５を作動させてチャックブロック２７を斜め下方に進出させた状態では、チャックブロック２７のチャック面２７ａ（図７Ａ、図７Ｂ参照）がブレード２８に当接する。本実施形態では、ケーブル保持ツール２０によるケーブル１７の保持において、ブレード２８とチャックブロック２７のチャック面２７ａとの間に補強板１６を上下方向から挟み込むことにより、ケーブル１７を保持するようにしている。

次に、図５Ａ、図５Ｂを参照して、ケーブル１７の構成の詳細を説明する。図５Ａ、図５Ｂに示すように、ケーブル１７は、一端部１５ａにコネクタ１３に装着される被装着部１５ｂが形成された帯状のケーブル本体部１５と、ケーブル本体部１５の片面１５ｃにおいて一端部１５ａ側に接合部１７ａを介して接合された補強板１６と、を有する。ケーブル本体部１５において補強板１６が接合された片面１５ｃの反対面は、配線パターン１５ｄが形成されたパターン形成面となっており、ケーブル１７のコネクタ１３への装着作業においては、被装着部１５ｂの配線パターン１５ｄをコネクタ１３の装着部１３ａに形成された端子面１３ｂに押し付けて接触させる。これにより、ケーブル１７のケーブル本体部１５がコネクタ１３に電気的に接続される。

ケーブル本体部１５は例えば、フレキシブルプリントサーキット（ＦＰＣ）やフレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣ）を用いてもよい。補強板１６は、ケーブル本体部１５よりも硬質の材料で形成されており、ケーブル保持ツール２０による保持およびコネクタ１３への挿入に適している。補強板１６および被装着部１５ｂは、コネクタ１３に挿入して装着される「装着部分」である。

図５Ｂに示すように、補強板１６においてケーブル本体部１５の片面１５ｃに接合された接合部１７ａに対して、一端部１５ａの反対側に位置する部分（自由端部１６ａ）には、ケーブル本体部１５の片面１５ｃと離隔した口開き部１７ｂが形成されている。本実施形態においては、図２Ａに示すケーブル保持ツール２０によってケーブル１７を保持するに際して、口開き部１７ｂにブレード２８を挿入してチャックブロック２７との間で補強板１６を挟み込んで保持するようにしている（図６Ａ、図６Ｂ参照）。

上述した構成のケーブル１７を対象とする場合には、ケーブル保持ツール２０は補強板１６を挟み込んで保持することによりケーブル１７を保持する。すなわち本実施形態のケーブル保持ツール２０は、補強板１６を厚み方向に挟むチャック機構である。

図６Ａ、図６Ｂは、図５Ａ、図５Ｂに示すケーブル１７を保持対象とする場合を示している。図６Ａに示すように、ケーブル本体部１５の一端部１５ａにおいて被装着部１５ｂをはみ出させた状態で、補強板１６をケーブル本体部１５に接合した構成のケーブル１７では、ケーブル本体部１５と補強板１６との間の口開き部１７ｂにブレード２８を挿入する。

このような場合にあっても、図６Ｂに示すように、チャックブロック２７をブレード２８に対して接近させて（矢印ｅ）、チャック面２７ａとブレード２８との間に補強板１６を挟み込んだ状態では、チャックブロック２７のチャック面２７ａは、補強板１６を挟んだときに少なくともケーブル本体部１５と補強板１６とを接合する接合部１７ａの上面に張り出す。これにより、ケーブル本体部１５の一端部１５ａの近傍部分は平面形状のチャック面２７ａに倣って変形が矯正される。

図２Ｂに戻ると、ベース部８には投光器４０が取り付けられている。投光器４０は、撮像部５０の撮像領域５７に向けて、高さ情報を得るためのスリット光９０を照射する位置に固定されている。投光器４０は、任意の線幅のスリット光９０を照射してもよく、例えばレーザプロジェクタやＬＥＤプロジェクタ等を用いてもよい。

投光器４０の構成について、図７Ａ～図７Ｃを用いて説明する。図７Ａは、投光器４０およびケーブル保持ツール２０を含む概略平面図であり、図７Ｂ、図７Ｃはそれぞれ、投光器４０やコネクタ１３などの傾斜角度を示す概略図である。

図７Ａに示すように、投光器４０は、光軸方向（投光方向）ＤＲにスリット光９０を照射する。スリット光９０は、光軸方向ＤＲを中心として横方向に広がりをもって照射される。スリット光９０は、撮像部５０による撮像領域５７において、ケーブル保持ツール２０に保持されているケーブル１７とコネクタ１３の両方に照射される。これにより、ケーブル１７とコネクタ１３の高さ情報が取得される。

光軸方向ＤＲは、第１傾斜成分ＤＲ１と、第２傾斜成分ＤＲ２とを含む。第１傾斜成分ＤＲ１は－ｙ方向の水平成分であり、第２傾斜成分ＤＲ２は－ｘ方向の水平成分である。光軸方向ＤＲはｙ方向に対して傾斜角度θ１だけ傾斜し、ｘ方向に対して傾斜角度θ２だけ傾斜する。特に第１傾斜成分ＤＲ１を含むことにより、スリット光９０は、ケーブル１７の装着方向Ｑおよびコネクタ１３の奥行方向Ｍに向かう水平成分（第１傾斜成分ＤＲ１）を含む光軸方向ＤＲから照射される。これにより、電子機器４の開口４ｃ（図３）の内側にコネクタ１３が配置される場合でも、スリット光９０をケーブル１７とコネクタ１３の両方に照射しやすくなる。これにより、ケーブル１７とコネクタ１３のそれぞれの高さ情報を精度良く取得することができ、ケーブル１７をコネクタ１３に精度良く装着することができる。図７Ａでは、開口４ｃを含む電子機器４の構成要素の図示を省略している。

図７Ｂに示すように、スリット光９０の光軸方向ＤＲは、水平面５８に対しても傾斜角度θ３だけ下向きに傾斜する。

投光器４０と撮像部５０はともにベース部８に固定され相対的な位置関係が一定であり、スリット光９０の光軸方向ＤＲに関する傾斜角度θ１、θ２、θ３もそれぞれ予め定められた固定値である。これより、スリット光９０を含む平面９０Ｂは、電子機器装置１におけるＸＹＺ座標系で一義的に特定することができる。

一方、図７Ａに示すようにスリット光９０が照射された状態のコネクタ１３とケーブル１７を撮像部５０で撮像すると、コネクタ１３の上面１３Ａとケーブル１７の上面１７Ａに当たるスリット光９０の前端部９０Ａが識別できる。スリット光９０が存在する平面９０Ｂの３次元位置は特定されるため、前端部９０Ａの特定の位置（例えば図７Ａで「＋」で示す２点）のｘｙ座標（平面位置情報）を画像から取得することで、同位置のｚ座標（高さ情報）を算出することができる。前端部９０Ａの高さ座標は、コネクタ１３とケーブル１７のそれぞれの高さ情報として利用される。

本実施形態では、コネクタ１３の上面１３Ａとケーブル１７の上面１７Ａをそれぞれ基準面とし、図７Ｃに示すように、上面１３Ａを含む平面１３Ｂと上面１７Ａを含む平面１７Ｂがそれぞれ水平面５８に対して傾斜角度θ４だけ傾くように制御している。図７Ａで説明したように、上面１３Ａの特定の位置のｘｙｚ座標と上面１７Ａの特定の位置のｘｙｚ座標を算出することで、傾斜角度θ４が特定されている平面１３Ｂ、１７Ｂのそれぞれを、電子機器装置１のＸＹＺ座標系で一義的に特定することができる。

その後、スリット光９０を照射せずに照明部材５６で照明した状態でコネクタ１３とケーブル１７を撮像部５０で撮像すると、コネクタ１３の上面１３Ａとケーブル１７の上面１７Ａにおける角部などの特徴点が識別できる。前述したように、上面１３Ａを含む平面１３Ｂと上面１７Ａを含む平面１７Ｂの３次元座標が特定できるため、上面１３Ａ、１７Ａにおける特定の位置のｘｙ座標（平面位置情報）を画像から取得することで、同位置のｚ座標（高さ情報）を算出することができる。ｚ座標を取得した位置は、コネクタ１３とケーブル１７の相対位置関係を検出するための基準位置として利用される。基準位置のＸＹＺ座標に応じてコネクタ１３とケーブル１７の相対位置関係を検出し、検出した相対位置関係に基づいて補正挿入動作を行う。

次に、図８を参照して、電子機器組立装置１の制御系の構成を説明する。電子機器組立装置１が備える制御部６１は、ロボット部５、作業ステージ３、撮像部５０、照明部材５６、投光器４０、アクチュエータ２５、検知手段７４Ａ、７４Ｂ、操作パネル９と接続されている。制御部６１がロボット部５およびケーブル保持ツール２０のアクチュエータ２５を制御して作動させることにより、後述するケーブル１７を移動させてコネクタ１３に装着させるケーブル装着作業が実行される。

図８において、制御部６１は、内部制御処理機能としての位置検出部６２と、挿入エラー判定部６４とを備えている。

位置検出部６２は、撮像部５０より撮像された撮像画像に基づいて、ケーブル１７やコネクタ１３の位置、あるいはケーブル１７とコネクタ１３の相対位置関係を検出する位置検出処理を実行する。ケーブル１７の一端部１５ａをコネクタ１３に装着するケーブル装着動作においては、制御部６１は一端部１５ａおよびコネクタ１３の相対位置検出結果に基づいて、ロボット部５によるケーブル保持ツール２０の移動を制御する。

制御部６１は、記憶装置である記憶部６５を備えている。記憶部６５には、作業対象の電子機器４におけるコネクタ１３の位置、サイズ、形状など、ケーブル装着作業に必要な情報が記憶されている。

挿入エラー判定部６４は、撮像部５０の撮像画像などに基づいて、ケーブル１７がコネクタ１３に正常に挿入されたか否かの挿入エラー判定を実行する。本実施形態の挿入エラー判定部６４は、移動量判定部６４Ａと、挿入量判定部６４Ｂとを有する。

移動量判定部６４Ａは、図示しないシリンダ２２の検知手段による検知結果に基づいて、コネクタ挿入時にケーブル保持ツール２０の可動部２０Ｂが相対移動する移動量が適切な範囲内か否かを判定する。移動量判定部６４Ａによって移動量が適切な範囲から外れていると判定した場合、挿入エラー判定部６４は、ケーブル１７がコネクタ１３に正常に挿入されていない「挿入エラー」と判定する。

挿入量判定部６４Ｂは、ケーブル１７の装着部分である補強板１６の長さに関して、コネクタ１３への挿入前の補強板１６を含む画像と、挿入後の補強板１６を含む画像とに基づいて、ケーブル１７の挿入量が適切な範囲内か否かを判定する。挿入量判定部６４Ｂによって挿入量が適切な範囲から外れていると判定された場合、挿入エラー判定部６４は挿入エラーと判定する。

移動量判定部６４Ａによって移動量が適切な範囲内にあると判断され、且つ、挿入量判定部６４Ｂによって挿入量が適切な範囲内にあると判断された場合、挿入エラー判定部６４はケーブル１７がコネクタ１３に正常に挿入されているものと判断する。

次に図９のフローに沿って、各図面を参照しながら、電子機器組立装置１によって電子機器４が内部に備えるコネクタ１３にケーブル１７の補強板１６を装着するケーブル装着作業を含む電子機器組み立て方法について説明する。

図９において、まず、作業対象の電子機器４が作業ステージ３上に開口４ｃ側を作業角度θだけ持ち上げた姿勢で保持される（Ｓ０：電子機器保持工程）（図３参照）。

次いで、撮像部５０による撮像を行う（Ｓ１：撮像工程）。具体的には、ケーブル保持ツール２０によって保持される前のケーブル１７の補強板１６を含む画像を、撮像部５０により撮像する。ケーブル１７は例えば、図１に示す作業ステージ３とは別の場所のトレイ（図示せず）に整列して配置されている。制御部６１はロボット部５を駆動して、撮像部５０をトレイの上方に配置した上で、トレイ上のケーブル１７を撮像部５０により撮像させる。撮像工程Ｓ１による撮像画像の一例を図１０に示す。

図１０に示す撮像画像８０は、ケーブル保持ツール２０によって保持される前のケーブル１７の補強板１６を含む。補強板１６の全体が含まれることで、補強板１６の全長を算出することができる。補強板１６の全長は、ケーブル１７の長さ方向Ｌに沿った補強板１６の長さであり、ケーブル１７の幅方向Ｗに直交する方向の長さである。

図１０に示す撮像画像８０に基づいて、位置検出部６２によって、認識点Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４の位置が求められる。認識点Ｒ１と認識点Ｒ２の距離が補強板１６の第１辺の長さＬＢ１として算出され、認識点Ｒ３と認識点Ｒ４の距離が補強板１６の第２辺の長さＬＢ２として算出される。長さＬＢ１は「第１挿入前長さＬＢ１」とも称し、長さＬＢ２は「第２挿入前長さＬＢ２」とも称する。第１挿入前長さＬＢ１および第２挿入前長さＬＢ２は、後述する挿入量判定工程Ｓ１２（図９）における挿入量の判定に用いられる。

次いで、制御部６１は、ケーブル保持ツール２０にケーブル１７を保持させる（Ｓ２：ケーブル保持工程）。具体的には、ロボット部５を駆動して、ケーブル保持ツール２０をトレイ上のケーブル１７の近傍に配置した上で、図６Ａ、図６Ｂに示したように、ケーブル１７の口開き部１７ｂにブレード２８を挿入した上で、チャックブロック２７を補強板１６に向けてスライドさせて（矢印ｅ）、チャックブロック２７とブレード２８の間に補強板１６を挟むことで、ケーブル１７を保持する。

次いで制御部６１は、図１１に示すように、ケーブル保持ツール２０を電子機器４に対して移動させて（矢印ｆ）、ケーブル保持ツール２０が保持するケーブル１７の一端部１５ａをコネクタ１３に接近させる（Ｓ３：ケーブル接近工程）。ケーブル１７が電子機器４と干渉せず、且つコネクタ１３が撮像部５０の撮像領域５７に収まる位置まで、ケーブル保持ツール２０を移動させる。

次いで制御部６１は、撮像部５０による撮像を行う（Ｓ４：撮像工程）。具体的には、図７Ａ等に示した投光器４０からスリット光９０を照射した状態で、撮像部５０に撮像させる。撮像工程Ｓ４は「スリット光照射工程」と称してもよい。撮像工程Ｓ４では、照明部材５６は動作させずに照明用の光を照射しないように制御する。撮像工程Ｓ４による撮像画像の一例を図１２に示す。

図１２に示す撮像画像８２は、投光器４０から照射されたスリット光９０のうち、コネクタ１３とケーブル１７に当たる箇所である前端部９０Ａが識別される。照明用の光は照射されていないため、スリット光９０以外の構成要素であるコネクタ１３、ケーブル１７およびケーブル保持ツール２０等は撮像画像８２では識別しにくい状態にある（点線で図示）。

位置検出部６２は、前端部９０Ａの中から、コネクタ１３に対応する認識点Ｒ５と、ケーブル１７に対応する認識点Ｒ６を特定する。認識点Ｒ５、Ｒ６の特定方法は、前端部９０Ａが途切れている端部に対応する点、その点から所定距離だけ離れた点、予め定めたｘ座標又はｙ座標に対応する前端部９０Ａの点等、任意の方法で特定してもよい。

位置検出部６２は、特定した認識点Ｒ５、Ｒ６のそれぞれのｘｙ座標を算出し、記憶部６５に記憶させる。認識点Ｒ５、Ｒ６のそれぞれのｘｙ座標は制御部６１が後で読み出すことができる。

図７Ａ、図７Ｂを用いて説明したように、スリット光９０の平面９０Ｂの３次元位置は一義的に特定されるため、認識点Ｒ５、Ｒ６のｘｙ座標からｚ座標、すなわち高さ情報を求めることができる（後述する位置検出工程Ｓ６にて）。

次いで制御部６１は、撮像部５０による撮像を行う（Ｓ５：撮像工程）。具体的には、図１１に示すように、ケーブル１７がコネクタ１３に挿入される装着方向Ｑに対して鋭角φ（９０度から作業角度θを引いた角度）に斜向する方向（撮像光軸５３ａ）から、ケーブル１７の一端部１５ａおよび補強板１６とコネクタ１３を含む画像を撮像する。鋭角φは例えば、３５度以上７５度以下の値に設定してもよい。

撮像工程Ｓ５では、投光器４０からスリット光９０を照射せずに、照明部材５６から照明用の光を照射した状態で撮像を行う。撮像工程Ｓ５による撮像画像の一例を図１３に示す。

図１３に示す撮像画像８４は、電子機器４の内部に設置されたコネクタ１３と、ケーブル保持ツール２０のチャックブロック２７と、ケーブル保持ツール２０に保持されているケーブル１７の補強板１６を含む。このように、鋭角φに斜向する方向から撮像することにより、電子機器４の内部に設置されたコネクタ１３とケーブル１７の装着部分である補強板１６を開口４ｃを通して撮像することができる。

撮像工程Ｓ４と撮像工程Ｓ５の工程間では、ベース部８を移動させず、撮像部５０とケーブル保持ツール２０の位置を固定した状態で撮像部５０による撮像を行う。このため、図１２に示す撮像画像８２と図１３に示す撮像画像８４は共通の撮像視野を有する。撮像画像８２の座標の基準点と撮像画像８４の座標の基準点が同じになるため、撮像画像８２、８４のそれぞれから算出されるｘｙ座標を揃えるための補正が不要となり、処理速度が向上する。

撮像部５０とケーブル保持ツール２０との位置関係は固定されていることから、撮像画像８４において、チャックブロック２７は常に画像枠方向と一致した固定位置に現れる。これに対し、チャックブロック２７とブレード２８との間に挟まれて保持されたケーブル１７の補強板１６は、ケーブル保持工程Ｓ２における位置誤差などに起因して、幾分の位置ずれを示す。またコネクタ１３は、電子機器保持工程Ｓ０における電子機器４の位置保持誤差、電子機器４におけるコネクタ１３の取り付け位置誤差などに起因して位置ずれ状態にある。すなわち、コネクタ１３とコネクタ１３に装着される補強板１６との相対的な位置関係は、装着作業対象となるコネクタ１３毎にばらついている。

位置検出部６２は、撮像画像８４に基づいて、コネクタ１３の位置を検出するための認識点Ｒ７、Ｒ８を特定する。図１３に示す例では、認識点Ｒ７、Ｒ８は、コネクタ１３の上面１３Ａの前方側の２ケ所の角部であり、撮像画像８４における特徴点として特定できる。同様に、位置検出部６２は、ケーブル１７の補強板１６の位置を検出するための認識点Ｒ９、Ｒ１０を特定する。図１３に示す例では、認識点Ｒ９、Ｒ１０は、ケーブル１７の補強板１６の前方側の２ケ所の角部であって、撮像画像８４における特徴点として特定できる。

次いで制御部６１は、位置検出を行う（Ｓ６：位置検出工程）。具体的には、位置検出部６２により、撮像工程Ｓ４で撮像した撮像画像８２と、撮像工程Ｓ５で撮像した撮像画像８４とに基づいて３次元的な位置計算を行うことにより、ケーブル１７の補強板１６とコネクタ１３の相対位置関係を検出する。

具体的には、位置検出部６２は、撮像工程Ｓ４で算出した認識点Ｒ５、Ｒ６のそれぞれのｘｙ座標を記憶部６５から読み出してｚ座標を算出する。図７Ａ、図７Ｂを用いて説明したように、スリット光９０の平面９０Ｂの３次元位置は一義的に特定されているため、認識点Ｒ５、Ｒ６のｘｙ座標からｚ座標を求めることができる。

コネクタ１３の上面１３Ａの特定の位置（認識点Ｒ５）のｘｙｚ座標を求めることで、図７Ｃを用いて説明したように、上面１３Ａを含む平面１３Ｂの３次元位置を一義的に特定できる。位置検出部６２は、平面１３Ｂの３次元位置に基づいて、撮像工程Ｓ５で算出した認識点Ｒ７、Ｒ８のそれぞれのｘｙ座標からｚ座標を算出する。

同様に、ケーブル１７の上面１７Ａの特定の位置（認識点Ｒ６）のｘｙｚ座標を求めることで、図７Ｃを用いて説明したように上面１７Ａを含む平面１７Ｂの３次元位置が一義的に特定できる。位置検出部６２は、平面１７Ｂの３次元位置に基づいて、撮像工程Ｓ５で算出した認識点Ｒ９、Ｒ１０のそれぞれのｘｙ座標からｚ座標を算出する。

ここで、撮像工程Ｓ４で取得されるパラメータは、スリット光９０の前端部９０Ａに関するパラメータであるため、撮像工程Ｓ５で取得されるパラメータよりも数が少ない。撮像工程Ｓ４を先に行い、撮像工程Ｓ５の撮像画像８４からパラメータを取得して続けて相対位置関係を検出する際に、撮像画像８２から取得したパラメータを記憶部６５から読み出す情報量が少なくなり、処理時間を短縮することができる。

次いで位置検出部６２は、認識点Ｒ７、Ｒ８の中点をコネクタ１３の位置を示す代表点ＰＭ１とし、認識点Ｒ９、Ｒ１０の中点をケーブル１７の補強板１６の位置を示す代表点ＰＭ２とする。検出された代表点ＰＭ１と代表点ＰＭ２は、コネクタ１３とケーブル１７の補強板１６の相対位置関係を示す情報である。

上述した位置検出工程Ｓ６では、撮像部５０を基準とするｘｙｚ座標を、ケーブル保持ツール２０およびコネクタ１３を基準とするｘｙｚ座標に変換する座標変換を行っている。詳細な説明は省略する。

次いで制御部６１は、ケーブル１７をコネクタ１３へ挿入して装着する（Ｓ７：ケーブル装着工程）。具体的には、位置検出工程Ｓ６で検出された代表点ＰＭ１と代表点ＰＭ２の相対位置関係に基づいて、それぞれの代表点ＰＭ１、ＰＭ２が適正な位置関係となるよう、ロボット部５を駆動してケーブル１７を保持したケーブル保持ツール２０を位置合わせする。その後、図１４に示すように、ロボット部５を駆動してケーブル保持ツール２０を装着方向Ｑに移動させることで、ケーブル１７の一端部１５ａおよび補強板１６を電子機器４のコネクタ１３の装着部１３ａ（図３）に斜め方向から挿入する。

図４に示すように、コネクタ１３に対してケーブル１７の補強板１６が挿入された状態となり、ケーブル１７がコネクタ１３に装着される。コネクタ１３に内蔵されたオートロックタイプのロック機構が正常に動作すると、ケーブル１７は自動的にロックされ、コネクタ１３からケーブル１７の脱落が防止される。

ケーブル装着工程Ｓ７におけるケーブル１７の挿入量は、ケーブル１７の一端部１５ａがコネクタ１３の奥まで十分に到達する値、且つ過剰な押込みとならない範囲内に決定される。ケーブル１７がコネクタ１３に正常に挿入・装着されると、ケーブル保持ツール２０の可動部２０Ｂは装着方向Ｑとは逆方向に適度な量だけ移動する（図１４の矢印ｂ３）。

次いで制御部６１は、移動量が正常な範囲内であるか否かを判定する（Ｓ８：移動量判定工程）。具体的には、移動量判定部６４Ａにより、シリンダ２２の検知手段（図示せず）の検知結果に基づいて、ケーブル１７の挿入に伴う可動部２０Ｂの移動量が正常な範囲内であるか否かを判定する。

シリンダ２２の検知手段（例えば複数のリミットスイッチ）は、ケーブル保持ツール２０の固定部２０Ａに対する可動部２０Ｂの相対移動量を検出する。移動量判定部６４Ａは、検知手段が検出した可動部２０Ｂの相対移動量が正常な範囲内にない場合、挿入エラーと判定し（Ｓ８でＮＯ）、報知工程Ｓ９に進む。

制御部６１は、報知部としての機能を有する操作パネル９に挿入エラーであることを示す表示を行うとともに、ブザー等による音声報知を実行する（Ｓ９）。これにより、作業員に対して挿入エラーが生じたことを知らせることができる。操作パネル９による報知に伴って、制御部６１は、設備停止、エラー排出、リトライ等、挿入エラーに付随する任意の制御を実行してもよい。

移動量判定工程Ｓ８で移動量が正常な範囲内であると判定した場合、制御部６１は、アクチュエータ２５を駆動してチャックブロック２７を上昇させて、ケーブル保持ツール２０によるケーブル１７の保持を解除させる（Ｓ１０：ケーブル解放工程）。

次いで制御部６１は、ケーブル保持ツール２０を退避させた後、撮像部５０による撮像を行う（Ｓ１１：撮像工程）。具体的には、図１５に示すように、ケーブル保持ツール２０を装着方向Ｑとは逆方向の退避方向Ｓに移動させてから、撮像部５０により、コネクタ１３およびコネクタ１３に装着された補強板１６を含む画像を撮像する。撮像工程Ｓ１１による撮像画像の一例を図１６に示す。

図１６に示す撮像画像８６は、コネクタ１３と、コネクタ１３に挿入された補強板１６とを含む。補強板１６は、コネクタ１３から突出した部分が視認可能である。撮像画像８６に基づいて、コネクタ１３への挿入後の補強板１６の長さを算出することができる。

まず、位置検出部６２によって、補強板１６の挿入後長さを検出するための認識点Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１４の位置が求められる。認識点Ｒ１１と認識点Ｒ１２の距離が補強板１６の第１辺の長さＬＡ１として算出され、認識点Ｒ１３と認識点Ｒ１４の距離が補強板１６の第２辺の長さＬＡ２として算出される。長さＬＡ１は「第１挿入後長さＬＡ１」とも称し、長さＬＡ２は「第２挿入後長さＬＡ２」とも称する。第１挿入後長さＬＡ１および第２挿入後長さＬＡ２は、続く挿入量判定工程Ｓ１２における挿入量の判定に用いられる。

次いで制御部６１は、挿入量が正常な範囲内であるか否かを判定する（Ｓ１２：挿入量判定工程）。具体的には、挿入量判定部６４Ｂは、撮像工程Ｓ１の撮像画像８０に基づいて算出した補強板１６の第１挿入前長さＬＢ１および第２挿入前長さＬＢ２と、撮像工程Ｓ１１の撮像画像８６に基づいて算出した補強板１６の第１挿入後長さＬＡ１および第２挿入後長さＬＡ２との差分に基づいて、挿入量の判定を行う。

挿入量判定部６４Ｂは、図１６に示すように、第１挿入前長さＬＢ１と第１挿入後長さＬＡ１の差分として、第１差分ΔＬ１を算出し、第２挿入前長さＬＢ２と第２挿入後長さＬＡ２の差分として、第２差分ΔＬ２を算出する。

挿入量判定部６４Ｂは、第１差分ΔＬ１と第２差分ΔＬ２のそれぞれに関して、予め定めた所定範囲か否かに基づいて、挿入量が正常な範囲であるか否かを判定する。

挿入量判定部６４Ｂは、第１差分ΔＬ１と第２差分ΔＬ２のそれぞれが所定範囲内である場合に、挿入量が正常な範囲内であると判定する。この場合、続くツール帰還工程Ｓ１４に進む。一方、挿入量判定部６４Ｂは、第１差分ΔＬ１あるいは第２差分ΔＬ２のいずれかが所定範囲から外れる場合に、挿入量が正常な範囲内でない、すなわち挿入エラーと判定し、報知工程Ｓ１３に進む。

上記方法によれば、撮像工程Ｓ１で取得する撮像画像８０と、撮像工程Ｓ１１で取得する撮像画像８６を画像解析することで、コネクタ１３に挿入された補強板１６の挿入量に基づく挿入エラー判定を行うことができる。特に、補強板１６の全長に対応する挿入前長さＬＢ１、ＬＢ２と、補強板１６がコネクタ１３への挿入後に突出して見える挿入後長さＬＡ１、ＬＡ２との差分ΔＬ１、ΔＬ２に基づいて判定を行うことで、実際の挿入量を正確に把握しながら挿入エラー判定を行うことができる。

挿入量判定工程Ｓ１２で挿入エラーと判定した場合、制御部６１は、報知を行う（Ｓ１３：報知工程）。具体的には、前述した報知工程Ｓ９と概ね同様の処理を行うため、説明を省略するが、挿入エラーに付随する制御としてリトライを実行する場合は、例えば撮像工程Ｓ１１等の途中の工程に戻るようにしてもよい。これにより、挿入エラーの復旧作業の効率化を図ることができる。

挿入量判定工程Ｓ１２で挿入量が正常な範囲内であると判定した場合、制御部６１は、ケーブル保持ツール２０を元の位置まで帰還させて（Ｓ１４：ツール帰還工程）、作業ステージ３からケーブル装着作業が完了した電子機器４を回収する（Ｓ１５：電子機器回収工程）。これにより、１個の電子機器４に対する電子機器組み立てが完了する。

上述したように、本実施形態の電子機器組立装置１は、電子機器４のコネクタ１３に装着するためのケーブル１７を保持するケーブル保持ツール２０と、ケーブル保持ツール２０と、撮像部５０と、スリット光９０を照射する投光器４０とが装着されたベース部８と、ベース部８を移動させることにより、ケーブル保持ツール２０を電子機器４に対して相対的に移動させるロボット部５と、ロボット部５を駆動することにより、ケーブル保持ツール２０が保持したケーブル１７の補強板１６（装着部分）をコネクタ１３に装着する制御部６１と、を備える。投光器４０は、高さ情報を得るためのスリット光９０を、ケーブル保持ツール２０が保持するケーブル１７の補強板１６とコネクタ１３に対して、ケーブル１７の装着方向Ｑに向かう成分（第１傾斜成分ＤＲ１）を含むように斜向する方向（光軸方向ＤＲ）から照射する。撮像部５０は、装着方向Ｑに対して斜向する方向（撮像光軸５３ａ）から、ケーブル１７の補強板１６とコネクタ１３を含む撮像画像８２、８４を撮像する。制御部６１は、スリット光９０から得られる高さ情報と、撮像部５０が撮像した撮像画像８４から得られる平面位置情報とに基づいて、ケーブル１７の補強板１６とコネクタ１３の相対位置関係を検出し、検出した相対位置関係に基づいて、ケーブル保持ツール２０を移動させて、ケーブル１７の補強板１６をコネクタ１３に装着する。

また、本実施形態の電子機器組立方法は、電子機器４のコネクタ１３にケーブル１７を装着して電子機器４を組み立てる電子機器組立方法であって、ケーブル保持ツール２０と、撮像部５０と、スリット光９０を照射する投光器４０とが装着されたベース部８を移動させて、ケーブル保持ツール２０によりケーブル１７を保持する電子機器保持工程Ｓ０と、ケーブル保持ツール２０が保持したケーブル１７の補強板１６をコネクタ１３に接近させるケーブル接近工程Ｓ３と、投光器４０により、高さ情報を得るためのスリット光９０を、ケーブル１７の補強板１６とコネクタ１３に対して、ケーブル１７の装着方向Ｑに向かう成分を含むように斜向する方向から照射した状態で行う撮像工程Ｓ４（スリット光照射工程）と、撮像部５０により、装着方向Ｑに対して斜向する方向から、ケーブル１７の補強板１６とコネクタ１３を含む撮像画像８４を撮像する撮像工程Ｓ５と、スリット光９０から得られる高さ情報と、撮像工程Ｓ５で撮像した撮像画像８４から得られる平面位置情報とに基づいて、ケーブル１７の補強板１６とコネクタ１３の相対位置関係を検出する位置検出工程Ｓ６と、検出した相対位置関係に基づいて、ケーブル保持ツール２０を移動させて、ケーブル１７の補強板１６をコネクタ１３に装着するケーブル装着工程Ｓ７と、を含む。

このような電子機器組立装置１／電子機器組立方法によれば、コネクタ１３が電子機器４の開口４ｃの内側にて斜めに配置される場合でも、スリット光９０をケーブル１７とコネクタ１３の両方に照射して高さ情報を得ることができる。これにより、ケーブル１７とコネクタ１３の位置をより正確に特定することができ、ケーブル１７をコネクタ１３により精度良く装着することができる。

また、本実施形態の電子機器組立装置１／電子機器組立方法では、スリット光９０が照射されているケーブル１７の補強板１６とコネクタ１３を含む撮像画像８２（第１画像）を撮像する撮像工程Ｓ４（第１撮像工程）と、スリット光９０とは異なる照明用の光が照射されているケーブル１７の補強板１６とコネクタ１３を含む撮像画像８４（第２画像）を撮像する撮像工程Ｓ５（第２撮像工程）と、を含む。位置検出工程Ｓ６において、撮像画像８２から得られる高さ情報と、撮像画像８４から得られる平面位置情報とに基づいて、相対位置関係を検出する。

このような構成／方法によれば、撮像画像８２と撮像画像８４のそれぞれから高さ情報と平面位置情報を取得することで、画像の演算処理によって相対位置関係の検出を行うことができる。

また、本実施形態の電子機器組立装置１／電子機器組立方法では、撮像画像８２（第１画像）と撮像画像８４（第２画像）の撮像視野は共通である。

このような構成／方法によれば、撮像画像８２と撮像画像８４の座標位置を揃えることができ、画像の演算処理を容易に行うことができる。

また、本実施形態の電子機器組立装置１／電子機器組立方法では、撮像工程Ｓ４の後に撮像工程Ｓ５を行う。

このような構成／方法によれば、取得するパラメータ数の少ない撮像画像８２を先に撮像することで、後で撮像画像８４からパラメータを求めて続けて相対位置関係を検出する際に、撮像画像８２から得たパラメータを記憶部６５から読み出す時間が短くなる。これにより、処理速度が向上する。

また、本実施形態の電子機器組立装置１／電子機器組立方法では、位置検出工程Ｓ６において、撮像画像８２から得られるケーブル１７およびコネクタ１３のｚ座標（高さ情報）と、ケーブル１７およびコネクタ１３の傾斜角度θ４に関する情報と、撮像画像８４から得られるケーブル１７およびコネクタ１３のｘｙ座標（平面位置情報）とに基づいて、相対位置関係を検出する。

このような構成／方法によれば、撮像画像８２と撮像画像８４からケーブル１７とコネクタ１３の位置を３次元的に算出することができる。

また、本実施形態の電子機器組立装置１／電子機器組立方法では、コネクタ１３は斜めに配置され、ケーブル１７の装着方向Ｑは水平面５８に対して傾斜する。

このような構成／方法によれば、コネクタ１３が斜めに配置される場合もスリット光９０をコネクタ１３に照射して高さ情報を得ることができる。

また、本実施形態の電子機器組立装置１／電子機器組立方法では、スリット光９０は、コネクタ１３の奥行方向Ｍに向かう成分（第１傾斜成分ＤＲ１）を含む光軸方向ＤＲに照射される。

このような構成／方法によれば、電子機器４の開口４ｃの内側に配置されるコネクタ１３に対してもスリット光９０を照射して、コネクタ１３の高さ情報を得ることができる。

また、本実施形態の電子機器組立装置１／電子機器組立方法では、スリット光９０は、ケーブル１７の装着方向Ｑに向かう水平成分（第１傾斜成分ＤＲ１）を含むように斜向する光軸方向ＤＲから照射される。

このような構成／方法によれば、電子機器４の開口４ｃの内側に配置されるコネクタ１３に対してもスリット光９０を照射しやすくなる。

以上、上述の実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されない。例えば実施形態では、スリット光９０を照射した状態で撮像を行う撮像工程Ｓ４と、スリット光９０を照射せずに照明部材５６で照明した状態で撮像を行う撮像工程Ｓ５を別々に実行する場合について説明したが、このような場合に限らない。照明部材５６で照明した状態の撮像画像８４からスリット光９０を画像処理で識別できる場合には、撮像工程Ｓ４と撮像工程Ｓ５を１回の撮像工程に統合してもよい。

また実施形態では、撮像工程Ｓ４を行った後に撮像工程Ｓ５を行う場合について説明したが、このような場合に限らず、順序を変更してもよい。

また実施形態では、ケーブル１７を保持するケーブル保持ツール２０がケーブル１７の補強板１６を上下に挟んで保持するものである場合について説明したが、このような場合に限らない。例えば、補強板１６の上面を吸着保持する等、ケーブル１７を保持できるものであれば任意のケーブル保持ツールを用いてもよい。

また実施形態では、ケーブル１７をコネクタ１３に装着するための装着部分として、ケーブル本体部１５よりも硬質の補強板１６を用いる場合について説明したが、このような場合に限らない。補強板１６を設けずに、ケーブル本体部１５の一端部１５ａから離れた所定位置に目印となるものを設けた場合であっても、一端部１５ａから所定位置までの部分を装着部分として区別することができる。例えば、ケーブル本体部１５の主面に印刷物が存在する場合や、ケーブル本体部１５に貫通孔や切欠き等の形状を設ける場合であってもよい。

本開示は、添付図面を参照しながら好ましい実施形態に関連して充分に記載されているが、この技術の熟練した人々にとっては種々の変形や修正は明白である。そのような変形や修正は、添付した特許請求の範囲による本開示の範囲から外れない限りにおいて、その中に含まれると理解されるべきである。また、各実施形態における要素の組合せや順序の変化は、本開示の範囲および思想を逸脱することなく実現し得るものである。

なお、前記実施形態の様々な変形例のうち、任意の変形例を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。

本発明は、電子機器のコネクタにケーブルを装着して電子機器を組み立てる電子機器組立装置および電子機器組立方法であれば適用可能である。

１ 電子機器組立装置
２ 基台
３ 作業ステージ
４ 電子機器
５ ロボット部
６ 固定ベース部
７ リンク部材
８ ベース部
９ 操作パネル
１３ コネクタ
１３Ａ 上面
１３Ｂ 平面
１５ ケーブル本体部
１６ 補強板
１７ ケーブル
１７Ａ 上面
１７Ｂ 平面
１８ ターゲット
２０ ケーブル保持ツール
２０Ａ 固定部
２０Ｂ 可動部
２１ 装着部
２２ シリンダ（付勢部材）
２３ 固定ブロック
２４ チャックベース
２５ アクチュエータ
２６ スライド部
２７ チャックブロック
２８ ブレード
４０ 投光器
５０ 撮像部
５１ ブラケット
５２ 光学レンズ部
５３ カメラ
５４ 支持部材
５５ 照明保持板
５６ 照明部材
５７ 撮像領域
６１ 制御部
６２ 位置検出部
６４ 挿入エラー判定部
６４Ａ 移動量判定部
６４Ｂ 挿入量判定部
６５ 記憶部
７０ 固定部
７２ 可動部
８０ 撮像画像
８２ 撮像画像（第１画像）
８４ 撮像画像（第２画像）
８６ 撮像画像
９０ スリット光
９０Ａ 前端部
９０Ｂ 平面
Ｂ 反力
ＤＲ 光軸方向（投光方向）
Ｆ 付勢力
Ｋ 幅方向
Ｍ 奥行方向
ＬＢ１、ＬＢ２ 挿入前長さ
ＬＡ１、ＬＡ２ 挿入後長さ
ΔＬ１、ΔＬ２ 差分
Ｑ 装着方向
Ｓ 退避方向
θ１、θ２、θ３、θ４ 傾斜角度

Claims (16)

1. 電子機器のコネクタに装着するためのケーブルを保持するケーブル保持ツールと、
   前記ケーブル保持ツールと、撮像部と、スリット光を照射する投光器とが装着されたベース部と、
   前記ベース部を移動させることにより、前記ケーブル保持ツールを前記電子機器に対して相対的に移動させるロボット部と、
   前記ロボット部を駆動することにより、前記ケーブル保持ツールが保持した前記ケーブルの装着部分を前記コネクタに装着する制御部と、を備え、
   前記投光器は、高さ情報を得るための前記スリット光を、前記ケーブル保持ツールが保持する前記ケーブルの前記装着部分と前記コネクタに対して、前記ケーブルの装着方向に向かう成分を含むように斜向する方向から照射し、
   前記撮像部は、前記装着方向に対して斜向する方向から、前記ケーブルの前記装着部分と前記コネクタを含む画像を撮像し、
   前記制御部は、
   前記スリット光から得られる高さ情報と、前記撮像部が撮像した画像から得られる平面位置情報とに基づいて、前記ケーブルの前記装着部分と前記コネクタの相対位置関係を検出し、検出した相対位置関係に基づいて、前記ケーブル保持ツールを移動させて、前記ケーブルの前記装着部分を前記コネクタに装着する、
   電子機器組立装置。
2. 前記撮像部は、
   前記画像として、前記スリット光が照射されている前記ケーブルの前記装着部分と前記コネクタを含む第１画像を撮像し、前記スリット光とは異なる照明用の光が照射されている前記ケーブルの前記装着部分と前記コネクタを含む第２画像を撮像し、
   前記制御部は、前記第１画像から得られる前記高さ情報と、前記第２画像から得られる前記平面位置情報とに基づいて、前記相対位置関係を検出する、請求項１に記載の電子機器組立装置。
3. 前記第１画像と前記第２画像の撮像視野は共通である、請求項２に記載の電子機器組立装置。
4. 前記撮像部は、前記第１画像を撮像した後に前記第２画像を撮像する、請求項２又は３に記載の電子機器組立装置。
5. 前記制御部は、
   前記第１画像から得られる前記ケーブルおよび前記コネクタの高さ情報と、前記ケーブルおよび前記コネクタの傾斜角度に関する情報と、前記第２画像から得られる前記ケーブルおよび前記コネクタの前記平面位置情報とに基づいて、前記相対位置関係を検出する、請求項２から４のいずれか１つに記載の電子機器組立装置。
6. 前記コネクタは斜めに配置され、前記装着方向は水平面に対して傾斜する、請求項１から５のいずれか１つに記載の電子機器組立装置。
7. 前記コネクタは、前記電子機器の開口の内側に配置され、
   前記スリット光は、前記コネクタの奥行方向に向かう成分を含む方向に照射される、請求項１から６のいずれか１つに記載の電子機器組立装置。
8. 前記投光器は、前記スリット光を、前記ケーブルの装着方向に向かう水平成分を含むように斜向する光軸方向から照射する、請求項１から７のいずれか１つに記載の電子機器組立装置。
9. 電子機器のコネクタにケーブルを装着して電子機器を組み立てる電子機器組立方法であって、
   ケーブル保持ツールと、撮像部と、スリット光を照射する投光器とが装着されたベース部を移動させて、前記ケーブル保持ツールにより前記ケーブルを保持する保持工程と、
   前記ケーブル保持ツールが保持した前記ケーブルの装着部分を前記コネクタに接近させる接近工程と、
   前記投光器により、高さ情報を得るための前記スリット光を、前記ケーブルの前記装着部分と前記コネクタに対して、前記ケーブルの装着方向に向かう成分を含むように斜向する方向から照射するスリット光照射工程と、
   前記撮像部により、前記装着方向に対して斜向する方向から、前記ケーブルの前記装着部分と前記コネクタを含む画像を撮像する撮像工程と、
   前記スリット光から得られる高さ情報と、前記撮像工程で撮像した画像から得られる平面位置情報とに基づいて、前記ケーブルの前記装着部分と前記コネクタの相対位置関係を検出する位置検出工程と、
   前記相対位置関係に基づいて、前記ケーブル保持ツールを移動させて、前記ケーブルの前記装着部分を前記コネクタに装着する装着工程と、を含む、
   電子機器組立方法。
10. 前記撮像工程は、
    前記スリット光が照射されている前記ケーブルの前記装着部分と前記コネクタを含む第１画像を撮像する第１撮像工程と、
    前記スリット光とは異なる照明用の光が照射されている前記ケーブルの前記装着部分と前記コネクタを含む第２画像を撮像する第２撮像工程と、を含み、
    前記位置検出工程において、前記第１画像から得られる前記高さ情報と、前記第２画像から得られる前記平面位置情報とに基づいて、前記相対位置関係を検出する、請求項９に記載の電子機器組立方法。
11. 前記第１画像と前記第２画像の撮像視野は共通である、請求項１０に記載の電子機器組立方法。
12. 前記第１撮像工程の後に前記第２撮像工程を行う、請求項１０又は１１に記載の電子機器組立方法。
13. 前記位置検出工程において、前記第１画像から得られる前記ケーブルおよび前記コネクタの高さ情報と、前記ケーブルおよび前記コネクタの傾斜角度に関する情報と、前記第２画像から得られる前記ケーブルおよび前記コネクタの前記平面位置情報とに基づいて、前記相対位置関係を検出する、請求項１０から１２のいずれか１つに記載の電子機器組立方法。
14. 前記コネクタは斜めに配置され、前記装着方向は水平面に対して傾斜する、請求項９から１３のいずれか１つに記載の電子機器組立方法。
15. 前記スリット光は、前記コネクタの奥行方向に向かう成分を含む方向に照射される、請求項９から１４のいずれか１つに記載の電子機器組立方法。
16. 前記スリット光は、前記ケーブルの装着方向に向かう水平成分を含むように斜向する光軸方向から照射される、請求項９から１５のいずれか１つに記載の電子機器組立方法。

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