JP6069275B2 - 端子挿入用位置合わせ装置 - Google Patents

Description

本発明は、コネクタハウジングに端子を挿入する端子挿入装置を位置合わせするために利用可能な端子挿入用位置合わせ装置に関する。

特許文献１には、端子挿入ヘッドによりチャックされてクランプ竿３から持ち上げられた電線が、一本ずつ掴まれて端子を載置台の上に位置決めして置かれたコネクタハウジングの所定の端子収容室に挿入される自動端子挿入機について記載されている。

また、特許文献２には、ワイヤハーネスの製造ラインなどにおいて、コネクタハウジングの端子収容室内に、電線付き端子の端子を挿入する端子挿入装置について記載されている。

また、特許文献３には、電子部品を基板上の空洞（キャビティ）に搭載する製造装置、及びこれを撮影用の複数のカメラを用いて検査するための検査装置に関する技術が記載されている。

特開２００１−１６０４７２号公報 特開２００１−１８４９５８号公報 特開２０１３−１７２１３１号公報

例えば特許文献２の端子挿入装置のように、端子をコネクタハウジングの端子収容室（キャビティ）に挿入する装置においては、端子の位置をコネクタハウジングの端子収容室の位置に正確に位置合わせした後でなければ、端子の挿入を行うことができない。特に、端子収容室及び端子のサイズが小型化して、空間の余裕分がほとんど存在しないような状況では、高精度の位置合わせが要求される。特許文献３のように、電子部品を基板上の空洞に挿入する場合も同様である。

ところで、コネクタハウジングの位置までの端子の運搬において自由度の高い移動を実現するためには、複数の関節を並列に接続したパラレルリンク機構を有するロボットを利用するのが望ましい。しかし、このようなパラレルリンク機構を採用した場合には、あまり高い位置決め精度は得られない。したがって、設計値に基づいて事前に決めた数値に従ってロボットを駆動しただけでは、目的の位置から少しずれた位置に端子が移動する可能性が高く、コネクタハウジングと端子との位置合わせに失敗する場合がある。

また、コネクタハウジング等の部品については、製造時のロット毎に寸法のばらつきが発生する可能性がある。したがって、設計時のコネクタハウジングの寸法に基づく各端子収容室の位置と、現物のコネクタハウジングにおける各端子収容室の位置との間に位置ずれが発生する。

つまり、端子を運搬するロボットの位置決め精度の問題により、あるいは組み付ける部品（コネクタハウジング）のロットの違いによる寸法違いにより、コネクタハウジングと端子との位置合わせに失敗する。

上記のような問題を解消するために、製造用のロボットを利用する場合には、ロボットに対してティーチングを行うことが従来より行われている。すなわち、人間が介入し、人間の手動操作により正しい位置をロボットに覚えさせる。これにより、ロボットの位置決め作業における位置ずれを減らすことが可能である。

しかしながら、ロボットにティーチングを行うために、余分な作業工数が増えてしまう。しかも、人間の視覚等の感覚に頼ってティーチングを行うので、作業者の個人差により位置精度にばらつきが生じるのは避けられない。

例えば、特許文献３のように、カメラで部品を撮影し、部品の位置を認識することにより、位置ずれを減らすことが可能である。しかし、カメラを用いて部品としてコネクタハウジングの位置を正しく認識できたとしても、端子を運搬するロボットのパラレルリンク機構の位置精度の問題により、コネクタハウジングと端子との位置合わせに失敗する可能性がある。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、コネクタハウジングと端子との高精度の位置合わせを可能にすると共に、個人差の影響を減らし、自動化を容易にすることが可能な端子挿入用位置合わせ装置を提供することにある。

前述した目的を達成するために、本発明に係る端子挿入用位置合わせ装置は、下記（１）〜（１５）を特徴としている。
（１） コネクタハウジングを支持する固定盤と、先端に端子が接続された電線を把持し且つ前記端子を把持しない把持機構と、前記把持機構を可動範囲内にて６自由度で自在に移動・旋回可能であり且つ前記把持機構を前記電線先端の端子が前記コネクタハウジングと対向する位置まで運搬可能な並列関節機構とを含み、前記コネクタハウジングのいずれか１つのキャビティに対して前記端子を挿入する端子挿入装置、を位置合わせするための端子挿入用位置合わせ装置であって、
前記把持機構と隣接した位置に配置され、前記把持機構と共に移動可能な撮像部と、
前記撮像部が前記コネクタハウジングもしくはその近傍を撮影した時に得られた映像を画像処理する画像処理部と、
前記画像処理部の画像処理結果に基づいて、前記端子挿入装置が把握している前記電線先端の端子等の位置と、前記コネクタハウジングのキャビティ位置との相対的な位置関係を調整するティーチング制御部と、
を備えたことを特徴とする。
（２） コネクタハウジングを支持する固定盤と、先端に端子が接続された電線を把持する把持機構と、前記把持機構を前記電線先端の端子が前記コネクタハウジングと対向する位置まで運搬可能な並列関節機構とを含み、前記コネクタハウジングのいずれか１つのキャビティに対して前記端子を挿入する端子挿入装置、を位置合わせするための端子挿入用位置合わせ装置であって、
前記把持機構と隣接した位置に配置され、前記把持機構と共に移動可能な撮像部と、
前記撮像部が前記コネクタハウジングもしくはその近傍を撮影した時に得られた映像を画像処理する画像処理部と、
前記画像処理部の画像処理結果に基づいて、前記端子挿入装置が把握している前記電線先端の端子等の位置と、前記コネクタハウジングのキャビティ位置との相対的な位置関係を調整するティーチング制御部と、
を備え、
前記把持機構及び前記撮像部は、前記端子の挿入方向と、前記撮像部の撮影方向とが互いに異なる状態で配置され、
前記把持機構及び前記撮像部を支持する箇所に方向切換用可動軸が配置され、
前記ティーチング制御部は、前記方向切換用可動軸を中心とする前記把持機構及び前記撮像部の回動動作により、端子挿入用の位置と、撮影用の位置とを切り替える、
ことを特徴とする。
（３） 上記（１）に記載の端子挿入用位置合わせ装置であって、
前記把持機構及び前記撮像部は、前記端子の挿入方向と、前記撮像部の撮影方向とが互いにほぼ平行になった状態で異なる位置に配置され、
前記ティーチング制御部は、前記把持機構及び前記撮像部を移動することにより、端子挿入用の位置と、撮影用の位置とを切り替える、
ことを特徴とする。
（４） 上記（１）に記載の端子挿入用位置合わせ装置であって、
前記撮像部の近傍に配置され、前記撮像部の撮影方向に対して傾斜した方向に向けてレーザ光を出射するレーザ光源を備え、
前記ティーチング制御部は、撮影により得られた映像中のレーザ光のスポット像の位置の違いに基づいて、前記コネクタハウジングまでの距離の違いに相当する情報を取得する、
ことを特徴とする。
（５） 上記（４）に記載の端子挿入用位置合わせ装置であって、
前記ティーチング制御部は、前記撮像部が前記レーザ光のスポット像を撮影する際に、撮影対象面の照明を消灯制御する、
ことを特徴とする。
（６） コネクタハウジングを支持する固定盤と、先端に端子が接続された電線を把持する把持機構と、前記把持機構を前記電線先端の端子が前記コネクタハウジングと対向する位置まで運搬可能な並列関節機構とを含み、前記コネクタハウジングのいずれか１つのキャビティに対して前記端子を挿入する端子挿入装置、を位置合わせするための端子挿入用位置合わせ装置であって、
前記把持機構と隣接した位置に配置され、前記把持機構と共に移動可能な撮像部と、
前記撮像部が前記コネクタハウジングもしくはその近傍を撮影した時に得られた映像を画像処理する画像処理部と、
前記画像処理部の画像処理結果に基づいて、前記端子挿入装置が把握している前記電線先端の端子等の位置と、前記コネクタハウジングのキャビティ位置との相対的な位置関係を調整するティーチング制御部と、
を備え、
前記撮像部の近傍に配置され、前記撮像部の撮影方向に対して傾斜した方向に向けてレーザ光を出射するレーザ光源を備え、
前記ティーチング制御部は、撮影により得られた映像中のレーザ光のスポット像の位置の違いに基づいて、前記コネクタハウジングまでの距離の違いに相当する情報を取得し、
前記ティーチング制御部は、前記撮像部が前記レーザ光のスポット像を撮影する際に、撮影対象面の基準部位と対向する位置から、撮影方向に対して直交する方向に一定量だけ前記撮像部及び前記把持機構を移動する、
ことを特徴とする。
（７） コネクタハウジングを支持する固定盤と、先端に端子が接続された電線を把持する把持機構と、前記把持機構を前記電線先端の端子が前記コネクタハウジングと対向する位置まで運搬可能な並列関節機構とを含み、前記コネクタハウジングのいずれか１つのキャビティに対して前記端子を挿入する端子挿入装置、を位置合わせするための端子挿入用位置合わせ装置であって、
前記把持機構と隣接した位置に配置され、前記把持機構と共に移動可能な撮像部と、
前記撮像部が前記コネクタハウジングもしくはその近傍を撮影した時に得られた映像を画像処理する画像処理部と、
前記画像処理部の画像処理結果に基づいて、前記端子挿入装置が把握している前記電線先端の端子等の位置と、前記コネクタハウジングのキャビティ位置との相対的な位置関係を調整するティーチング制御部と、
を備え、
前記撮像部の近傍に配置され、前記撮像部の撮影方向に対して傾斜した方向に向けてレーザ光を出射するレーザ光源を備え、
前記ティーチング制御部は、撮影により得られた映像中のレーザ光のスポット像の位置の違いに基づいて、前記コネクタハウジングまでの距離の違いに相当する情報を取得し、
前記ティーチング制御部は、前記撮像部が前記レーザ光のスポット像を撮影する際に、前記撮像部及び前記把持機構を撮影対象面に接近又は離間する方向に移動し、前記撮影対象面までの距離が互いに異なる少なくとも２点の各々の位置で前記レーザ光のスポット像の位置を計測し、前記計測の結果に基づいて、前記スポット像の位置の違いと距離との関係を表す換算式を取得する、
ことを特徴とする。
（８） 上記（１）に記載の端子挿入用位置合わせ装置であって、
前記ティーチング制御部は、前記コネクタハウジングまでの距離の違いと、撮影により得られた映像を画像処理して得られる焦点の違いを反映したフォーカス値との関係を表す特性曲線を事前に把握し、撮影した映像から算出したフォーカス値と前記特性曲線とに基づいて、前記コネクタハウジングまでの距離の変化を検出する、
ことを特徴とする。
（９） コネクタハウジングを支持する固定盤と、先端に端子が接続された電線を把持する把持機構と、前記把持機構を前記電線先端の端子が前記コネクタハウジングと対向する位置まで運搬可能な並列関節機構とを含み、前記コネクタハウジングのいずれか１つのキャビティに対して前記端子を挿入する端子挿入装置、を位置合わせするための端子挿入用位置合わせ装置であって、
前記把持機構と隣接した位置に配置され、前記把持機構と共に移動可能な撮像部と、
前記撮像部が前記コネクタハウジングもしくはその近傍を撮影した時に得られた映像を画像処理する画像処理部と、
前記画像処理部の画像処理結果に基づいて、前記端子挿入装置が把握している前記電線先端の端子等の位置と、前記コネクタハウジングのキャビティ位置との相対的な位置関係を調整するティーチング制御部と、
を備え、
前記ティーチング制御部は、前記コネクタハウジングのキャビティ位置を検出する前に、前記端子とは異なる棒を前記把持機構で把持し、前記棒の先端部が、前記コネクタハウジングを支持するハウジング受け、もしくはその近傍に形成された基準穴の位置と一致した状態で、前記撮像部の位置又は方向を前記コネクタハウジングと対向する位置に切り替えた後、前記撮像部が撮影した映像に基づき、前記撮像部の位置を修正する、
ことを特徴とする。
（１０） 上記（９）に記載の端子挿入用位置合わせ装置であって、
前記ティーチング制御部は、事前に登録した検出対象シーンと一致する基準画像を保持する画像データベースを含み、前記画像データベース上の前記基準画像と、前記撮像部が撮影した映像との比較により、検出対象の位置を探索する、
ことを特徴とする。
（１１） 上記（９）に記載の端子挿入用位置合わせ装置であって、
前記ティーチング制御部は、前記撮像部を所定の基準位置に合わせた後で、前記撮像部及び前記把持機構を一定量移動して、撮影した映像における移動した画素数を検出し、移動量と移動画素数との関係を把握する、
ことを特徴とする。
（１２） コネクタハウジングを支持する固定盤と、先端に端子が接続された電線を把持する把持機構と、前記把持機構を前記電線先端の端子が前記コネクタハウジングと対向する位置まで運搬可能な並列関節機構とを含み、前記コネクタハウジングのいずれか１つのキャビティに対して前記端子を挿入する端子挿入装置、を位置合わせするための端子挿入用位置合わせ装置であって、
前記把持機構と隣接した位置に配置され、前記把持機構と共に移動可能な撮像部と、
前記撮像部が前記コネクタハウジングもしくはその近傍を撮影した時に得られた映像を画像処理する画像処理部と、
前記画像処理部の画像処理結果に基づいて、前記端子挿入装置が把握している前記電線先端の端子等の位置と、前記コネクタハウジングのキャビティ位置との相対的な位置関係を調整するティーチング制御部と、
を備え、
前記ティーチング制御部は、前記撮像部が撮影した映像について、比較的広い領域を処理対象として、前記コネクタハウジングを支持するハウジング受け、もしくはその近傍に形成されたマーカの位置を探索した後、前記マーカの位置を基準として、各キャビティの位置を推定し、限定した領域内を画像処理して実際のキャビティを画像中から探索する、
ことを特徴とする。
（１３） 上記（１２）に記載の端子挿入用位置合わせ装置であって、
前記ティーチング制御部は、事前に登録した検出対象シーンと一致する基準画像を保持する画像データベースを含み、前記画像データベース上の前記基準画像と、前記撮像部が撮影した映像との比較により、検出対象の位置を探索する、
ことを特徴とする。
（１４） 上記（１）に記載の端子挿入用位置合わせ装置であって、
前記ティーチング制御部は、前記撮像部が撮影した映像に基づき、前記コネクタハウジングに含まれる全てのキャビティの各々の位置を順番に計測し、計測結果に基づいて前記全てのキャビティの位置情報をそれぞれ登録する、
ことを特徴とする。
（１５） コネクタハウジングを支持する固定盤と、先端に端子が接続された電線を把持する把持機構と、前記把持機構を前記電線先端の端子が前記コネクタハウジングと対向する位置まで運搬可能な並列関節機構とを含み、前記コネクタハウジングのいずれか１つのキャビティに対して前記端子を挿入する端子挿入装置、を位置合わせするための端子挿入用位置合わせ装置であって、
前記把持機構と隣接した位置に配置され、前記把持機構と共に移動可能な撮像部と、
前記撮像部が前記コネクタハウジングもしくはその近傍を撮影した時に得られた映像を画像処理する画像処理部と、
前記画像処理部の画像処理結果に基づいて、前記端子挿入装置が把握している前記電線先端の端子等の位置と、前記コネクタハウジングのキャビティ位置との相対的な位置関係を調整するティーチング制御部と、
を備え、
前記ティーチング制御部は、前記撮像部が撮影した映像に基づき、前記コネクタハウジングに含まれる複数のキャビティのうち代表的な一部の代表キャビティについて、各々の位置を順番に計測し、前記代表キャビティ以外の残りのキャビティについては、前記代表キャビティの計測結果に基づき計算により推定した位置を登録する、
ことを特徴とする。

上記（１）の構成の端子挿入用位置合わせ装置によれば、前記把持機構と前記撮像部とが前記並列関節機構によって同時に動くので、前記並列関節機構の位置精度の影響により生じる端子の位置ずれは、前記撮像部の位置にも同じ影響を及ぼす。そのため、前記撮像部の撮影した映像に基づいて位置を修正することにより、前記把持機構が把持する端子の位置についても、前記並列関節機構の位置精度の影響を補正することができる。また、前記コネクタハウジングの製造ロットの違いに起因する寸法のばらつきの影響についても、同時に位置ずれを補正できる。
上記（２）の構成の端子挿入用位置合わせ装置によれば、前記端子挿入用の位置と、撮影用の位置とを切り替える際に、前記並列関節機構を動かす必要がない。したがって、撮影用の位置で正しく位置合わせすれば、前記並列関節機構の影響を受けることなく、前記端子挿入用の位置についても正しく位置合わせすることができる。
上記（３）の構成の端子挿入用位置合わせ装置によれば、所定方向への移動により、前記端子挿入用の位置と、撮影用の位置とを切り替えることができる。この移動を前記並列関節機構とは別の機構を用いて行うこにより、位置精度を向上できる。
上記（４）の構成の端子挿入用位置合わせ装置によれば、傾斜した方向からレーザ光を照射するので、距離の違いを映像中に映るレーザ光のスポット像の位置の違いとして検出することができる。また、検出した距離の違いを前記撮像部の焦点調節に利用することができる。
上記（５）の構成の端子挿入用位置合わせ装置によれば、前記レーザ光のスポット像を撮影する際に、照明を消灯するので、背景を暗くした状態で撮影した映像を得ることができ、スポット像の検出が容易になる。
上記（６）の構成の端子挿入用位置合わせ装置によれば、例えば前記基準部位が穴のような凹凸面である場合であっても、平坦な箇所に前記レーザ光のスポット像を形成することができる。したがって、位置検出精度の低下を防止できる。
上記（７）の構成の端子挿入用位置合わせ装置によれば、前記スポット像の位置の違いと距離との関係を表す前記換算式を得ることができる。この換算式を利用することにより、検出したスポット像の位置から距離を把握し、例えば前記撮像部の焦点を調節することができる。
上記（８）の構成の端子挿入用位置合わせ装置によれば、撮影した映像から算出したフォーカス値に基づき、前記特性曲線を利用して、前記コネクタハウジングまでの距離の変化を検出することができる。
上記（９）の構成の端子挿入用位置合わせ装置によれば、前記基準穴の位置を基準として最初の位置決めを行うので、この時には前記コネクタハウジングの寸法の個体差の影響がなくなる。また、前記コネクタハウジングのキャビティよりも見つけやすい位置に前記基準穴を配置することにより、基準穴の探索や位置決めが容易になる。
上記（１０）の構成の端子挿入用位置合わせ装置によれば、事前に登録した前記基準画像と前記撮像部が撮影した映像との比較により、所望の検出対象の位置を容易に探索できる。
上記（１１）の構成の端子挿入用位置合わせ装置によれば、移動量と移動画素数との関係を把握しているので、撮影した映像中の位置の違いに相当する画素数から、対応する実際の移動量を容易に把握できる。
上記（１２）の構成の端子挿入用位置合わせ装置によれば、最初に前記マーカを探索する際には、比較的広い領域を処理対象とするので、前記コネクタハウジングの位置からずれた見つけやすい箇所に前記マーカを配置できる。また、実際のキャビティを画像中から探索する際には、限定した小さい領域内だけを画像処理するので、位置合わせの精度が向上する。
上記（１３）の構成の端子挿入用位置合わせ装置によれば、事前に登録した前記基準画像と前記撮像部が撮影した映像との比較により、所望の検出対象の位置を容易に探索できる。
上記（１４）の構成の端子挿入用位置合わせ装置によれば、全てのキャビティの各々の位置を計測するので、全てのキャビティについて位置精度の高い情報を登録することができる。
上記（１５）の構成の端子挿入用位置合わせ装置によれば、実際の計測は前記代表キャビティのみ行うので、キャビティの個数が多い場合であっても、短時間で全てのキャビティの位置を登録できる。

本発明の端子挿入用位置合わせ装置によれば、パラレルリンク機構を用いて端子を運搬する場合であっても、コネクタハウジングと端子との高精度の位置合わせが可能になる。また、個人差の影響を減らすことができ、自動化も容易になる。

以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という。）を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。

図１は、本発明の実施形態の、２台の並列関節機構を備える端子挿入装置の斜視図である。 図２は、本発明の実施形態の端子挿入装置を示す斜視図である。 図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は、本発明の実施形態の端子挿入装置における固定盤を示す図であって、図３（Ａ）は固定盤の平面図であり、図３（Ｂ）は側面図である。 図４は、本発明の実施形態の端子挿入装置における並列関節機構を示す側面図である。 図５は、本発明の実施形態の端子挿入装置における電線運搬機を示す斜視図である。 図６は、本発明の実施形態の端子挿入用位置合わせ装置及び端子挿入装置を含む制御システムの機能ブロック図である。 図７は、本発明の実施形態の端子挿入装置を含む制御システムの機能ブロック図である。 図８は、本発明の実施形態の端子挿入用位置合わせ装置を搭載した端子挿入装置の端子挿入ヘッドの外観を示す斜視図である。 図９は、端子挿入ヘッドを示す平面図である。 図１０は、本発明の実施形態の端子挿入用位置合わせ装置における全キャビティ座標登録フローを表すフローチャートである。 図１１は、検出シーン登録データの構成例を示すブロック図である。 図１２は、「基準穴とカメラセンタを位置合わせする処理」の手順を示すフローチャートである。 図１３は、棒を把持した電線チャックの外観を示す斜視図である。 図１４（Ａ）及び図１４（Ｂ）は、カメラで撮影した映像の内容の具体例を示す正面図である。 図１５は、レーザ光のスポット像を検出する場合のカメラで撮影された映像の内容の具体例を示す正面図である。 図１６は、映像中の座標のピクセル数と距離との関係を表すグラフである。 図１７は、「キャビティの座標登録フロー」を示すフローチャートである。 図１８は、基準穴と距離計測位置との位置関係を表す正面図である。 図１９は、「ハウジング受けの基準穴座標計測」処理を示すフローチャートである。 図２０（Ａ）及び図２０（Ｂ）は、処理対象画像の具体例を示す正面図である。 図２１（Ａ）及び図２１（Ｂ）は、レーザ光のスポット像を検出する場合のカメラで撮影された映像の内容の具体例を示す正面図である。 図２２は、「キャビティ座標の計測」処理を示すフローチャートである。 図２３は、処理対象画像の具体例を示す正面図である。 図２４は、「キャビティ検出シーンの登録」処理の手順を示すフローチャートである。 図２５は、各検出シーンについて登録される画像の内容の具体例を示す正面図である。 図２６は、本発明の実施形態の端子挿入用位置合わせ装置が使用するインプット情報の構成例を示す模式図である。 図２７は、本発明の実施形態の端子挿入用位置合わせ装置が使用するアウトプット情報の構成例を示す模式図である。 図２８（Ａ）、図２８（Ｂ）、及び図２８（Ｃ）は、カメラで撮影した映像の具体例を示す正面図であり、図２８（Ａ）は映像の全体を示し、図２８（Ｂ）及び図２８（Ｃ）は、それぞれ映像の一部分を示す拡大図である。 図２９は、カメラの撮影方向と直交する方向から視た状況を表す光路図である。 図３０は、カメラで撮影した映像及び映像中のレーザ光のスポット像を表す正面図である。 図３１は、カメラ設置位置に応じた距離の変化と、映像中のレーザ光スポットの座標との関係を表すグラフである。 図３２は、コネクタハウジングの外観の具体例を示す正面図である。 図３３は、位置合わせ治具の外観を示す正面図である。 図３４は、カメラ設置位置に応じた距離の変化と、映像を画像処理して得られるフォーカス値との関係を表すグラフである。 図３５は、変形例の端子挿入ヘッドに関する外観を示す正面図である。 図３６（Ａ）は、本発明の実施形態の端子挿入装置による端子挿入処理の一工程を示す斜視図であり、図３６（Ｂ）は、図３６（Ａ）の要部拡大図である。 図３７（Ａ）は、本発明の実施形態の端子挿入装置による端子挿入処理の一工程を示す斜視図であり、図３７（Ｂ）は、図３７（Ａ）の要部拡大図である。 図３８（Ａ）は、本発明の実施形態の端子挿入装置による端子挿入処理の一工程を示す斜視図であり、図３８（Ｂ）は、図３８（Ａ）の要部拡大図である。 図３９（Ａ）は、本発明の実施形態の端子挿入装置による端子挿入処理の一工程を示す斜視図であり、図３９（Ｂ）は、図３９（Ａ）の要部拡大図である。 図４０（Ａ）は、本発明の実施形態の端子挿入装置による端子挿入処理の一工程を示す斜視図であり、図４０（Ｂ）は、図４０（Ａ）の要部拡大図である。

本発明に関する具体的な実施形態について、各図を参照しながら以下に説明する。尚、本発明の端子挿入用位置合わせ装置の理解を容易にするために、最初に具体的な端子挿入装置について説明し、次にこの端子挿入装置に搭載可能な端子挿入用位置合わせ装置について説明する。

［端子挿入装置の概要］
図１は、本発明の実施形態の端子挿入装置を示す斜視図である。本発明の実施形態の端子挿入装置は、固定盤１０と、並列関節機構２０と、を含んで構成される。本発明の実施形態の端子挿入装置は、さらに、電線運搬機３０と、端子計測センサ４０と、を備えている。以下、固定盤１０、並列関節機構２０、電線運搬機３０及び端子計測センサ４０について詳細に説明する。

図１に示されるように、２台の並列関節機構２０Ａ、２０Ｂがそれぞれ、固定盤１０に配置された異なるコネクタハウジング８０に対して端子を挿入する。また、この構成の場合、電線運搬機３０は、２つの移動体３２Ａ、３２Ｂを備えており、移動体３２Ａが電線９０の一端を、移動体３２Ｂが電線９０の他端をそれぞれ把持する。そして、２つの移動体３２Ａ、３２Ｂが一端及び他端が把持された状態の電線９０を所定位置へ運搬する。このように、電線運搬機３０は、一回路線単位で電線を運搬する。また、端子計測センサ４０は、計測センサが２つセンサ台４１に取り付けられている。一つの計測センサ４７Ａは、並列関節機構２０Ａが把持した電線の先端に位置する端子を計測対象とし、別の計測センサ４７Ｂは、並列関節機構２０Ｂが把持した電線の先端に位置する端子を計測対象とする。この構成により、２台の並列関節機構２０Ａ、２０Ｂは、一方が電線９０の一端を把持し、他方が電線９０の他端を把持し、それぞれの端部が接続されるべき異なるコネクタハウジングに対して端子挿入処理を実行する。

以降に説明する、本発明の実施形態の端子挿入装置においては、より深い理解に導くため、１台の並列関節機構２０によって端子をコネクタハウジングに挿入する形態について説明するが、２台の並列関節機構２０Ａ、２０Ｂによって端子を挿入する形態であっても、２台の並列関節機構２０Ａ、２０Ｂが独立して駆動するため、端子挿入処理は同様である。

［端子挿入装置の構成］
［固定盤１０の詳細］
図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は、本発明の実施形態の端子挿入装置における固定盤を示す図であって、図３（Ａ）は固定盤の平面図を、図３（Ｂ）は側面図を、それぞれ示す。固定盤１０は、図２及び図３（Ａ）、図３（Ｂ）に示されるように、コネクタハウジング８０を位置決めするための部材であり、ハウジング支持台（図示せず）の平坦面に取り付けられる。固定盤１０は、コネクタハウジング８０を保持するハウジング受け１１と、ハウジング受け１１が固定される円環状のレール部材１２と、レール部材１２と軸心が一致するように該レール部材１２が上面１３ａに固定される円盤部材１３と、円盤部材１３の軸心と一致するように回転軸１４ａが設定された、円盤部材１３の下面１３ｂに取り付けられたモータ部材１４と、を備える。

ハウジング受け１１は、コネクタハウジング８０の外側面の形状に略一致する内面が形成された凹部を有する。ハウジング受け１１の凹部に収容されることにより、コネクタハウジング８０はハウジング受け１１に対して位置決めされる。ハウジング受け１１は、ハウジング受け１１を支持する支持台１１ａを介してレール部材１２に固定される。レール部材１２に固定された支持台１１ａは、その一部がレール部材１２の半径方向に沿ってレール部材１２の外部に延在されている。ハウジング受け１１は、支持台１１ａにおけるレール部材１２の外部に延在されている一部に固定されている。また、レール部材１２には複数のハウジング受け１１が固定されるが、これらの複数のハウジング受け１１は、円環状のレール部材１２に所定の間隔で配置される。このため、複数のハウジング受け１１に固定されたコネクタハウジング８０は、隣り合うコネクタハウジング８０の位置を順に繋いでいくと、その繋いだ線分の集合が全体として円環状を形成するように配置される。また、コネクタハウジング８０は、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示されるように、キャビティ８１の開口が露出する該コネクタハウジング８０の前面がレール部材１２の外側に位置するようにハウジング受け１１に保持される。このとき、ハウジング受け１１に保持されたコネクタハウジングにおけるキャビティ８１は、その延びる方向がレール部材１２の半径方向に沿って配置される。

レール部材１２は、円形平板の内部が穿たれた平板状の円環部材であり、その内部に円盤部材１３の一部が嵌入することにより該円盤部材１３に固定される。レール部材１２は、半円形状の平板が２つ同一平面上に並設されたものである。好ましくは、ハウジング受け１１にコネクタハウジング８０が保持された状態のレール部材１２が円盤部材１３に固定され、各コネクタハウジング８０に対する端子の挿入が実施される。

円盤部材１３は、径の異なる３つの円盤体１３ｃ、１３ｄ、１３ｅが軸心を一致するように積層され、それらの円盤体１３ｃ、１３ｄ、１３ｅが一体として形成された部材である。円盤体１３ｃは、径がレール部材１２の内径に略一致する。円盤体１３ｃがそのレール部材１２に嵌入することにより、レール部材１２が円盤体１３ｃに対して固定される。また、円盤体１３ｄは、径がレール部材１２の外径に略一致する。円盤体１３ｃに対して固定されたレール部材１２の下面を、円盤体１３ｄの上面１３ａが支持することにより、レール部材１２は円盤部材１３に対して安定的に保持される。また、円盤体１３ｅは、下面１３ｂにモータ部材１４が取り付けられている。円盤体１３ｅの軸心は、モータ部材１４の回転軸１４ａの軸心と一致しており、モータ部材１４の回転に伴って円盤部材１３が回動する。この結果、円盤部材１３の円盤体１３ｃに固定されたレール部材１２も、モータ部材１４の回転に伴って回転軸１４ａを中心として回動する。このため、各ハウジング受け１１に固定された複数のコネクタハウジング８０もまた、これらのハウジングが形成する円環の周方向に回転することになる。

モータ部材１４は、回転軸がハウジング支持台（図示せず）の平坦面に対して垂直となるように、該平坦面に支持される。モータ部材１４がハウジング支持台の平坦面に支持されることにより、固定盤１０がハウジング支持台に取り付けられる。モータ部材１４は、モータの回転力が各種のギヤを介して円盤部材１３に伝達され、円盤部材１３が回転する。モータ部材１４は、制御装置（図２、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）には図示せず）からの制御信号を受け付けて、モータの回転を制御する。制御装置によるモータ部材１４の駆動制御については後述する［制御装置７０による制御の詳細］にて説明する。

本発明の実施形態の端子挿入装置では、複数のコネクタハウジング８０が固定盤１０に円環状に配置される。このため、本発明の実施形態の端子挿入装置は、従来の端子挿入装置のように、複数のコネクタハウジングを一列に配置するための幅方向に大きく開かれた空間を確保する必要は無く、固定盤１０を収納できる程度の幅の空間を確保すればよくなる。このため、上述した固定盤１０の構造は、端子挿入装置の小型化に寄与する。

［並列関節機構２０の詳細］
図４は、本発明の実施形態の端子挿入装置における並列関節機構を示す側面図である。並列関節機構２０は、コネクタハウジング８０に端子を挿入するための機材であり、並列関節機構支持台（図示せず）に取り付けられる。並列関節機構２０は、図４に示されるように、並列関節機構支持台に取り付けられる基台２１と、基台２１上に設置された３つの第１モータ２２ａ、２２ｂ、２２ｃと、第１モータ２２ａ、２２ｂ、２２ｃの回転軸に各々の一端が接続されて駆動する３つのアーム２３ａ、２３ｂ、２３ｃと、アーム２３ａ、２３ｂ、２３ｃの他端に各々の一端がユニバーサルジョイント、伝達ギヤを介して接続される３つのリンク２４ａ、２４ｂ、２４ｃと、３つのリンク２４ａ、２４ｂ、２４ｃの他端にユニバーサルジョイントを介して接続される端子挿入ヘッド２５と、を備えている。並列関節機構２０は、３つの第１モータ２２ａ、２２ｂ、２２ｃの回転量を制御してアーム２３ａ、２３ｂ、２３ｃの傾斜角度、及びリンク２４ａ、２４ｂ、２４ｃのアーム２３ａ、２３ｂ、２３ｃに対する角度を変化させることにより、端子挿入ヘッド２５をＸＹＺに沿う３方向に並進させることができる。並列関節機構２０は、制御装置（図４には図示せず）からの制御信号を受け付けて、第１モータ２２ａ、２２ｂ、２２ｃの回転を制御する。制御装置による並列関節機構２０のＸＹＺ３方向への並進駆動制御については後述する［制御装置７０による制御の詳細］にて説明する。

さらに、端子挿入ヘッド２５は、３つのリンク２４ａ、２４ｂ、２４ｃの他端にユニバーサルジョイントを介して接続されるハンド基台２５ａと、ハンド基台２５ａに対してロール方向に旋回自在に取り付けられた電線把持本体２５ｂと、先端に接続された端子を含む電線の一部を把持する、電線把持本体２５ｂの先端に設けられた電線チャック２５ｃと、ハンド基台２５ａに取り付けられ、電線把持本体２５ｂをハンド基台２５ａに対してピッチ方向（図４におけるＸ軸を周回する方向）、ヨー方向（図４におけるＺ軸を周回する方向）に旋回する第２モータ２５ｆと、ハンド基台２５ａに取り付けられ、電線把持本体２５ｂをハンド基台２５ａに対してロール方向（図４におけるＹ軸を周回する方向）に旋回する第３モータ２５ｄと、電線チャック２５ｃに作用する外力を検出する圧力センサ２５ｇを有する。尚、本実施形態では、ハンド基台２５ａに第２モータ２５ｆ及び第３モータ２５ｄを設ける構成としたが、第２モータ２５ｆ及び第３モータ２５ｄを基台２１上に設ける構成としてもよい。この場合、第２モータ２５ｆ及び第３モータ２５ｄを伸縮シャフト及びユニバーサルジョイントを介してハンド基台２５ａに取り付ける構造とすることにより、端子挿入ヘッド２５をピッチ方向、ヨー方向、ロール方向に旋回自在とする。また、１つの第２モータ２５ｆにて電線把持本体２５ｂをピッチ方向及びヨー方向に旋回する構成としたが、第２モータ２５ｆに相当するモータをハンド基台２５ａに２つ取り付け、一方のモータがその回転によって電線把持本体２５ｂをピッチ方向に、他方のモータがその回転によって電線把持本体２５ｂをヨー方向に、それぞれ旋回自在とする構成であってもよい。

電線把持本体２５ｂは、電線チャック２５ｃにエアーを送り込むシリンダを有しており、電線チャック２５ｃは、電線把持本体２５ｂからエアーを送り込まれるとチャックが閉じられ、エアーが送り込まれなくなるとチャックが開く。並列関節機構２０は、制御装置（図４には図示せず）からの制御信号を受け付けて、電線把持本体２５ｂが電線チャック２５ｃにエアーを送り込むタイミングを制御する。制御装置による電線チャック２５ｃの開閉駆動制御については後述する［制御装置７０による制御の詳細］にて説明する。

また、電線把持本体２５ｂは、第２モータ２５ｆの回転量を制御して駆動させることにより、電線把持本体２５ｂの姿勢がピッチ方向、ヨー方向に旋回する。また、電線把持本体２５ｂは、第３モータ２５ｄの回転軸に連結される駆動軸２５ｅを有しており、第３モータ２５ｄの回転量を制御して駆動軸２５ｅをハンド基台２５ａに対して回転させることにより、電線把持本体２５ｂの姿勢をロール方向に旋回させることができる。この結果、電線チャック２５ｃに把持された電線もまた、姿勢がピッチ方向、ヨー方向及びロール方向に旋回する。並列関節機構２０は、制御装置（図４には図示せず）からの制御信号を受け付けて、第２モータ２５ｆ及び第３モータ２５ｄの回転を制御する。制御装置による電線把持本体２５ｂのピッチ方向、ヨー方向及びロール方向への旋回駆動制御については後述する［制御装置７０による制御の詳細］にて説明する。

また、電線チャック２５ｃは、前側チャック２５ｃ１及び後側チャック２５ｃ２を備えている。本発明の実施形態では、各チャック２５ｃ１、２５ｃ２がそれぞれ、電線の外皮の部分をチャックの間に挟んだ状態で閉じられることにより、電線チャック２５ｃが電線を把持する。このように電線チャック２５ｃが端子９１を把持しなくてもよくなると、端子９１を把持するための端子チャックを電線把持本体２５ｂに設けなくて済む。これにより、電線把持本体２５ｂの軽量化、ひいては端子挿入ヘッド２５の軽量化に繋がる。この結果、並列関節機構２０の動作スピードの向上やサイクルタイムの短縮が実現でき、並列関節機構２０の作業効率の向上を図ることができる。

［電線運搬機３０の詳細］
図５は、本発明の実施形態の端子挿入装置における電線運搬機を示す斜視図である。電線運搬機３０は、先端に端子９１が取り付けられた電線９０を、所定位置に運搬する機材である。電線運搬機３０は、図５に示されるように、Ｘ軸方向に延びる運搬レール３１と、運搬レール３１をスライド自在な移動体３２と、先端に接続された端子９１を含む電線９０の一部を把持する、移動体３２に設けられた搬送チャック３３と、運搬レール３１を支持するフレーム３４と、搬送チャック３３にエアーを送り込むエアチャック本体３５と、を備えている。本発明の実施形態では、移動体３２が運搬レール３１上を移動する向きがＸ軸の向きに相当する。

移動体３２は、モータを備えており、当該モータの回転力が運搬レール３１の長手方向の推進力に変換されて運搬レール３１上をスライドすることができる。移動体３２は、制御装置（図５には図示せず）からの制御信号を受け付けて、モータの回転を制御する。制御装置による移動体３２の運搬レール３１上のスライド駆動制御については後述する［制御装置７０による制御の詳細］にて説明する。

また、移動体３２は、搬送チャック３３にエアーを送り込むエアチャック本体３５を有しており、搬送チャック３３は、移動体３２からエアーを送り込まれるとチャックが閉じられ、エアーが送り込まれなくなるとチャックが開く。移動体３２は、制御装置（図５には図示せず）からの制御信号を受け付けて、搬送チャック３３にエアーを送り込むタイミングを制御する。制御装置による搬送チャック３３の開閉駆動制御については後述する［制御装置７０による制御の詳細］にて説明する。

移動体３２によって運搬されてきた電線９０を並列関節機構２０が把持する位置は、予め位置決めされている。すなわち、移動体３２は、運搬レール３１上を移動して予め定められた所定位置で停止し、他方、並列関節機構２０は、移動体３２によって運搬された電線が予め定められた位置にあるものとしてその位置に向かう。この結果、並列関節機構２０は、移動体３２によって運搬されてきた電線９０を把持することができ、他方、移動体３２は、電線９０が並列関節機構２０によって把持された後自身の電線９０の把持を解く。この一連の処理により、並列関節機構２０に電線９０が供給される。

［端子計測センサ４０の詳細］
端子計測センサ４０は、並列関節機構２０が把持した電線９０の先端に位置する端子９１のロール方向の回転角及び端子９１の先端が位置するＸＺ座標を計測する機材である。本発明の実施形態では、並列関節機構２０の電線チャック２５ｃが電線９０の外皮の部分を２箇所挟み、並列関節機構２０がその電線９０を運搬して、端子９１をコネクタハウジング８０のキャビティ８１に挿入する。このとき、端子９１がロール方向に回転していることも考慮しなければならない。さらには、端子９１の重みによる電線９０の垂れ下がりまたは電線の巻き癖による跳ね返り、より具体的には電線９０における、電線チャック２５ｃのの前側チャック２５ｃ１に把持された箇所から電線９０の先端にかけての垂れ下がりまたは跳ね返り、を考慮しなければならない。端子計測センサ４０は、端子９１のロール方向への回転角、及びこの電線９０の垂れ下がりまたは跳ね返りによる端子９１のＹ軸方向に対する傾きを検出するものである。

［制御システムの構成］
項目［端子挿入装置の構成］にて説明したように、本発明の実施形態の端子挿入装置は、固定盤１０と、並列関節機構２０と、を備え、さらに、電線運搬機３０と、端子計測センサ４０と、を備えている。これらの機材を統括的に制御するため、本発明の実施形態の端子挿入装置を含む制御システムには制御装置７０が備わっている。図７は、本発明の実施形態の端子挿入装置を含む制御システムの機能ブロック図である。制御装置７０は、ＰＬＣ（プログラマブル・ロジック・コントローラ）で構成されており、固定盤１０のモータ部材１４、並列関節機構２０、電線運搬機３０の移動体３２、並びに、端子計測センサ４０の各部（Ｘ計測センサ、Ｚ計測センサ、及び駆動源のエンコーダ）に接続される。制御装置７０は、各種の駆動源に対しては制御信号を出力し、各種のセンサからは該センサが検出した信号が入力される。制御装置７０は、汎用ＰＣや、端子挿入装置を含むシステム全体を制御する専用の演算装置などの、各種の装置によって構成することができる。以下、制御装置７０によって制御される、コネクタハウジング８０に端子９１を挿入するための一連の処理について詳細に説明する。

［制御装置７０による制御の詳細］
［位置決め設定処理］
制御装置７０には、コネクタハウジング８０に端子９１を挿入するための一連の処理に先だって、固定盤１０の初期位置、及び固定盤１０に配置されたコネクタハウジング８０の初期位置を設定し、初期状態におけるコネクタハウジング８０のキャビティ８１の位置を該制御装置７０に認識させておく必要がある。

ところで、固定盤１０の円盤部材１３及びモータ部材１４はハウジング支持台の所定位置に取り付けられている。このため、形状が特定される円盤部材１３に取り付けられるレール部材１２の中心の位置は、円盤部材１３の軸心上の一点に定めることができる。また、レール部材１２の半径及びレール部材１２に対する各ハウジング受け１１の取り付け位置は既知である。以上から、円盤部材１３にレール部材１２を取り付けたときの、円盤部材１３の周方向の所定位置とレール部材１２の周方向の所定位置と間の相対的なずれ量が分かれば、そのずれ量に基づいて、各ハウジング受け１１に収容されるコネクタハウジング８０の位置及びキャビティ８１の開口の位置を制御装置７０に設定することができる。

円盤部材１３の周方向の所定位置からレール部材１２の周方向の所定位置までの相対的なずれ量については、次のようにして制御装置７０に設定することができる。すなわち、円盤部材１３の周方向の所定位置及びレール部材１２の周方向の所定位置にそれぞれ目印となるものを設けておき、それらの目印が一致するように円盤部材１３にレール部材１２が取り付けられる。こうしておけば、ずれ量「０」として制御装置７０に設定しておけばよい。或いは、円盤部材１３の周方向またはレール部材１２の周方向に角度を示す目盛を付記しておき、円盤部材１３の周方向の所定位置からレール部材１２の周方向の所定位置までの角度をずれ量として制御装置７０に設定しておくことも可能である。

また、制御装置７０には、コネクタハウジング８０に端子９１を挿入するための一連の処理に先だって、並列関節機構２０のハンド基台２５ａのＸ座標、Ｙ座標及びＺ座標の初期位置、電線把持本体２５ｂのピッチ方向の角度及びヨー方向の初期角度、並びに、電線把持本体２５ｂのロール方向の初期角度、を設定し、初期状態におけるこれらの数値を該制御装置７０に認識させておく必要がある。ハンド基台２５ａのＸ座標、Ｙ座標及びＺ座標の初期位置は、電線運搬機３０の搬送チャック３３の所定位置によって定められる。すなわち、ハンド基台２５ａの初期位置は、電線９０を把持した移動体３２が並列関節機構２０へ電線を渡すべき所定位置にいる状況の搬送チャック３３に対して、電線チャック２５ｃが所定の距離上方（Ｚ軸の正方向）に位置するように定められる。より厳密には、ハンド基台２５ａの初期位置は、Ｚ軸方向に電線チャック２５ｃ及び搬送チャック３３を視たときに、電線チャック２５ｃの前側チャック２５ｃ１及び後側チャック２５ｃ２によって搬送チャック３３が挟まれる位置に定められる。このため、搬送チャック３３に把持された電線９０を電線チャック２５ｃが把持する際、搬送チャック３３の前後両側を前側チャック２５ｃ１及び後側チャック２５ｃ２が把持することになる。

移動体３２が並列関節機構２０へ電線を渡すべき所定位置は、運搬レール３１の所定位置にストッパーを設けておく、若しくは移動体３２のモータのエンコーダ情報によって位置決めするなどして、電線運搬機３０に構造上設定されている。この所定位置を予め作業者が計測し制御装置７０に設定しておく、若しくは電線運搬機３０側で移動体３２のモータのエンコーダ情報を記憶しておけば、制御装置７０は、その所定位置に基づいて並列関節機構２０のハンド基台２５ａのＸ座標、Ｙ座標及びＺ座標の初期位置を設定することができる。

端子計測センサ４０のセンサ台レール４４は、電線９０を把持した移動体３２が並列関節機構２０へ電線を渡すべき所定位置にいる状況の搬送チャック３３に対して、位置合わせされている。すなわち、センサ台レール４４は、搬送チャック３３によって把持される、垂れ下がりまたは跳ね返りが無くＹ軸方向に理想的に延びる電線９０が、Ｘ計測センサ４２及びＺ計測センサ４３によって計測されるＸＺ座標の原点Ｏを通過する位置に、位置合わせされている。また、端子計測センサ４０のセンサ台４１の初期位置は、駆動源４６のエンコーダ情報によって定められている。この初期位置は、把持された電線９０の端子９１先端がＸ計測センサ及びＺ計測センサの検出領域から離間し、その２部材の間である程度の距離が確保され得る位置である。

以上まとめると、制御装置７０には、次の項目が初期値として設定されている。
・固定盤１０の初期位置
・レール部材１２の固定盤１０に対する初期位置
・固定盤１０に配置されたコネクタハウジング８０のキャビティ８１の初期位置
・ハンド基台２５ａのＸ座標、Ｙ座標及びＺ座標の初期位置
・電線把持本体２５ｂのピッチ方向の角度及びヨー方向の角度の初期角度
・電線把持本体２５ｂのロール方向の角度の初期角度
・移動体３２の運搬レール３１に対する初期位置
・端子計測センサ４０のセンサ台４１の初期位置

［端子挿入処理］
続いて、コネクタハウジング８０に端子９１を挿入するための一連の処理について詳細に説明する。図３６（Ａ）、図３７（Ａ）、図３８（Ａ）、図３９（Ａ）及び図４０（Ａ）はそれぞれ、本発明の実施形態の端子挿入装置による端子挿入処理の一工程を示す斜視図である。また、図３６（Ｂ）、図３７（Ｂ）、図３８（Ｂ）、図３９（Ｂ）及び図４０（Ｂ）はそれぞれ、対応する図３６（Ａ）、図３７（Ａ）、図３８（Ａ）、図３９（Ａ）及び図４０（Ａ）の要部拡大図である。尚、以下に説明する各機材の駆動は、制御装置７０からの制御信号にしたがったものである。

尚、端子挿入ヘッド２５を用いて固定盤１０上のコネクタハウジングの各キャビティに端子付きの電線を挿入する作業を行う場合には、現実の３次元空間上の位置座標、或いは全ての装置に共通な位置座標を把握してキャビティと端子との位置合わせを行う必要がある。これがワールド座標であり、３次元空間のＸ、Ｙ、Ｚ各軸方向の位置を表す座標として表される。一方、端子挿入ヘッド２５等のツールを単独で動かす場合には、ツール独自の座標であるツール座標を用いて制御を行うことができる。端子挿入ヘッド２５の場合には、ツール座標として、端子挿入方向（Ｙ）と、上方向（Ｚ）と、Ｙ、Ｚに対して垂直な方向（Ｘ）がある。また、所定の計算式を用いて座標変換を行うことにより、ツール座標からワールド座標に変換し、コネクタハウジングの位置と端子の位置との位置関係を把握することができる。
まず、図３６（Ａ）及び図３６（Ｂ）に示されるように、並列関節機構２０は、コネクタハウジング８０に端子９１を挿入するための前回の一連の処理が終わると、ハンド基台２５ａをＸ座標、Ｙ座標及びＺ座標の初期位置に移動すると共に、電線把持本体２５ｂのピッチ方向の角度及びヨー方向の角度を初期角度に戻すように旋回する。さらに、電線把持本体２５ｂのロール方向の角度を初期角度に戻すように旋回する。

また、固定盤１０は、コネクタハウジング８０に端子９１を挿入するための前回の一連の処理が終わると、制御装置７０からの制御信号が入力されてレール部材１２が回転し、今回の一連の処理で端子９１が挿入される対象となるコネクタハウジング８０が、並列関節機構２０の電線把持本体２５ｂに向かって周回移動する。このような固定盤１０の周回駆動制御は、固定盤１０に配置されたコネクタハウジング８０の初期位置が［位置決め設定処理］にて制御装置７０に設定されているからこそ、実現することができる。さらに、この周回移動の際、今回の一連の処理で端子９１が挿入される対象となるキャビティ８１がＹ軸に平行になる位置に、コネクタハウジング８０を周回移動することが好ましい。このような固定盤１０の周回駆動制御も、コネクタハウジング８０におけるキャビティ８１の開口の位置が事前に登録されているために実現することができる。

また、電線運搬機３０は、図３６（Ａ）及び図３６（Ｂ）に示されるように、搬送チャック３３に電線を把持した状態の移動体３２が所定位置に移動してくる。

そして、並列関節機構２０は、移動体３２の所定位置への移動が完了すると、図３７（Ａ）及び図３７（Ｂ）に示されるように、ハンド基台２５ａが所定距離、下方向（Ｚ軸負方向）に移動する。そして、電線チャック２５ｃが、搬送チャック３３に把持された電線９０を把持する。

端子計測センサ４０は、並列関節機構２０の電線チャック２５ｃによって電線９０が把持されると、センサ台４１が初期位置から並列関節機構２０の電線把持本体２５ｂに向かって前進移動を開始する。そして、センサ台４１は、駆動源のエンコーダ情報によって定められた位置に来ると、その移動を停止する。

電線運搬機３０は、センサ台４１の移動が完了すると、図３７（Ａ）及び図３７（Ｂ）に示されるように、移動体３２が搬送チャック３３を開いて電線９０を解放する。この後、移動体３２は、図３８（Ａ）及び図３８（Ｂ）に示されるように、次の電線９０を把持すべく、所定位置から離れていく。

センサ台４１の移動が完了したとき、Ｘ計測センサ４２及びＺ計測センサ４３の検出領域には、図９（Ａ）及び図９（Ｂ）に示されるように、端子９１の先端が位置している。このとき、制御装置７０には、Ｘ計測センサ４２及びＺ計測センサ４３それぞれによって検出される光の強度の分布が入力される。制御装置７０は、これらの光の強度の分布に基づいて、端子９１のロール方向の回転角、及び端子９１の先端のＸＺ座標を算出する。

本発明の実施形態の端子挿入装置では、制御装置７０が、Ｘ計測センサ４２及びＺ計測センサ４３それぞれによって検出される光の強度の分布に基づいて、端子９１のロール方向の回転角及び電線９０の垂れ下がり量または跳ね返り量を定量的に算出する。そして、制御装置７０は、さらに、その算出した数値を基に、端子９１のロール方向の回転を０度に戻し、且つ垂れ下がったまたは跳ね返った電線９０をＹ軸に平行に配置するための、電線把持本体２５ｂのロール方向の回転角、並びに電線把持本体２５ｂのピッチ方向の回転角及びヨー方向の回転角を算出する。

端子計測センサ４０は、ハンド基台２５ａ及び電線把持本体２５ｂが旋回した後、図３９（Ａ）及び図３９（Ｂ）に示されるように、センサ台４１が初期位置に移動する。

並列関節機構２０は、センサ台４１が初期位置に移動した後、図３９（Ａ）及び図３９（Ｂ）に示されるように、ハンド基台２５ａをＸ軸及びＺ軸方向に駆動して、コネクタハウジング８０におけるキャビティ８１の開口のＸＺ座標に、端子９１のロール方向の回転角が０度に戻り且つＹ軸に平行になった後の電線９０の軸心を合わせる。そして、並列関節機構２０は、図４０（Ａ）及び図４０（Ｂ）に示されるように、ハンド基台２５ａをＹ軸正方向に駆動して、端子９１をキャビティ８１に挿入する。このとき、制御装置７０には、コネクタハウジング８０におけるキャビティ８１内で端子９１にロックが掛かるまでの距離が設定されている。このため、制御装置７０は、この距離だけＹ軸正方向にハンド基台２５ａが移動するよう並列関節機構２０を駆動する。このとき、制御装置７０は、圧力センサ２５ｇが検出する信号から、端子９１の座屈、または端子９１がキャビティに挿入されなかった場合の端子９１の固定盤１０に対する干渉を判定する。

並列関節機構２０は、Ｙ軸正方向にハンド基台２５ａを移動すると、続いて、Ｙ軸負方向にわずかにハンド基台２５ａを移動する。ここで、電線把持本体２５ｂには、電線チャック２５ｃに作用する外力を検出する圧力センサが備わっている。端子９１がキャビティ８１に正常に挿入されていた場合、端子９１はキャビティ８１内のランスに係合されている。このため、端子９１がキャビティ８１に正常に挿入されていれば、Ｙ軸負方向にわずかにハンド基台２５ａを移動したときに圧力センサ２５ｇが電線９０に作用する、ある閾値以上の張力を検出するはずである。逆に、端子９１がキャビティ８１に正常に挿入されていなければ、Ｙ軸負方向にわずかにハンド基台２５ａを移動したときに圧力センサ２５ｇが外力を検出しない、或いは閾値未満の張力を検出するはずである。このように、並列関節機構２０は、Ｙ軸負方向にわずかにハンド基台２５ａを移動することによって、端子９１が正常に挿入されたか否かを判別している。尚、端子９１がキャビティ８１に正常に挿入されていない場合、並列関節機構２０は、ハンド基台２５ａをダストボックス上に移動させ、そこで電線チャック２５ｃを開くことで、電線９０をダストボックスに廃棄するようにしてもよい。この後、並列関節機構２０は、コネクタハウジング８０に端子９１を挿入するための今回の一連の処理が終わると、ハンド基台２５ａをＸ座標、Ｙ座標及びＺ座標の初期位置に移動すると共に、電線把持本体２５ｂのピッチ方向の角度及びヨー方向の角度を初期角度に戻すように旋回する。さらに、電線把持本体２５ｂのロール方向の角度を初期角度に戻すように旋回する。

［端子挿入用位置合わせ装置の概要］
［端子挿入用位置合わせ装置が必要な理由］
例えば上述の端子挿入装置においては、ハウジング受け１１に支持されたコネクタハウジング８０のキャビティ（空洞）８１内に端子９１を挿入する際には、該当するキャビティ８１の位置と、端子９１の位置とを相対的に高精度で位置合わせしなければならない。ところが、端子９１の位置決めに利用している並列関節機構２０は、比較的位置精度が低いので、事前に決めた数値に基づいて位置決めを行う場合には端子９１の位置に位置ずれが発生する可能性がある。また、コネクタハウジング８０の各部の寸法については、製造時の状況に応じて製造ロット毎にばらつきが生じる場合があり、個体差がある。したがって、ハウジング受け１１が正しく位置決めされている場合であっても、コネクタハウジング８０の寸法が設計値からずれている場合には、端子９１を挿入すべきキャビティ８１の位置にばらつきが生じる。

本発明の実施形態の端子挿入用位置合わせ装置は、並列関節機構２０の位置決め精度の影響や、コネクタハウジング８０の寸法のばらつきの影響がある場合であっても、端子９１の位置とキャビティ８１の位置とを正確に位置合わせすることが可能になるように構成される。

［端子挿入用位置合わせ装置の構成］
図６は、本発明の実施形態の端子挿入用位置合わせ装置及び端子挿入装置を含む制御システムの機能ブロック図である。

本実施形態の端子挿入用位置合わせ装置は、図６に示した制御装置本体７１、ティーチングプログラム７２、データベース７３、カメラ制御部７４、及び画像処理プログラム７５を備えている。これらの構成要素は、例えば図７に示した制御装置７０に組み込んだ状態で構成される。

また、本実施形態の端子挿入用位置合わせ装置は、図６に示すように、端子挿入ヘッド２５に搭載されたカメラ２１０、照明部２２０、及びレーザ光源２３０を備えている。カメラ２１０、照明部２２０、及びレーザ光源２３０は、例えば図４に示した端子挿入装置の端子挿入ヘッド２５と共に移動する部材に取り付けられている。

また、本実施形態の端子挿入用位置合わせ装置は端子挿入ヘッド２５の方向を切り替えるために、ヘッド方向切換部３００を備えている。ヘッド方向切換部３００は第２モータ２５ｆを駆動することにより、端子挿入ヘッド２５の方向を９０度変更することができる。

プログラマブルコントローラである制御装置本体７１がティーチングプログラム７２を実行することにより、ハウジング受け１１上に配置された実際のコネクタハウジング８０について、各々のキャビティ８１の位置を計測し、位置を記憶することが可能になる。これにより、コネクタハウジング８０のロット違いによる個体差や、並列関節機構２０の位置決め精度などに起因する位置ずれを補正することが可能になる。

詳細については後述するが、キャビティ８１の位置情報など様々な情報がデータベース７３に予め登録されている。また、ティーチングプログラム７２の実行により計測された実際のキャビティ８１の位置情報などをデータベース７３に登録することができる。制御装置本体７１は、データベース７３に登録されている様々な情報を利用して、コネクタハウジング８０のキャビティ８１と端子９１との位置決めを行い、端子９１をキャビティ８１に挿入するように制御することができる。

カメラ２１０は、二次元撮像デバイス（例えばＣＣＤ）を内蔵しており、所定の方向に存在する被写体の二次元画像を撮影し、映像の情報を出力することができる。照明部２２０は、ＬＥＤ光源を内蔵し、カメラ２１０の撮影方向を照明することができる。詳細については後述するが、レーザ光源２３０はカメラ２１０の撮影方向に対して傾斜した方向に向けてレーザ光を出射することができる。

ティーチングプログラム７２は、カメラ制御部７４を介してカメラ２１０に撮影命令を送ることができる。また、ティーチングプログラム７２は、カメラ制御部７４を介して照明部２２０の照明オンオフ制御を行うことができる。また、ティーチングプログラム７２は、カメラ制御部７４を介してレーザ光源２３０のレーザオンオフ制御を行うことができる。

画像処理プログラム７５は、カメラ２１０が撮影結果として出力する映像情報に対して様々な画像処理を実行する。この画像処理により、例えば映像中から特徴的なパターンを検索したり、事前に定めた特定のシーンと一致する画像を抽出したり、映像中の各パターンの位置座標を出力することができる。ティーチングプログラム７２は、画像処理プログラム７５の出力する様々なデータを利用して位置合わせのための処理を実行する。

［端子挿入ヘッド２５の構成］
図８は、本発明の実施形態の端子挿入用位置合わせ装置を搭載した端子挿入装置の端子挿入ヘッド２５の外観を示す斜視図である。また、図９は、端子挿入ヘッド２５を示す平面図である。

図９に示すように、端子挿入ヘッド２５は、端子挿入装置の電線チャック２５ｃの他に、カメラ２１０、ミラー２１５、照明部２２０、レーザ光源２３０、及び回転軸２４０を備えている。この端子挿入ヘッド２５は回転軸２４０で回動可能な状態で支持されており、方向を９０度だけ切り替えることができる。

図９において、電線チャック２５ｃで把持された電線９０の先端に固定された端子９１の先端は、位置Ｐ０１に配置されている。つまり、挿入先のコネクタハウジング８０が位置Ｐ０１に配置されることを想定しており、このコネクタハウジング８０と対向する位置Ｐ０１に、電線９０及び端子９１が挿入方向（Ｙ）と平行な向きで配置されている。

一方、カメラ２１０の光軸２１０ａは端子９１の挿入方向（Ｙ）と平行な向きに配置されているが、ミラー２１５で反射して光路の方向が９０度変化するので、撮影方向の光軸２１０ｂは、位置Ｐ０２の方向を向いている。つまり、図９の状態では、カメラ２１０の撮影方向は端子９１の挿入方向（Ｙ）に対して９０度ずれた方向に向いている。

但し、端子挿入ヘッド２５は、回転軸２４０を回転の中心として、９０度向きを変更することができる。つまり、図９の状態から時計回りに９０度、端子挿入ヘッド２５を回動させると、カメラ２１０の撮影方向が向かう先は、位置Ｐ０２から位置Ｐ０１に切り替わる。また、反時計回りに９０度回転させることにより、再び図９の向きに戻すこともできる。

したがって、図９のように、端子９１の先端がコネクタハウジング８０と対向する位置Ｐ０１に配置された状態から、９０度向きを変えて、カメラ２１０の撮影方向がコネクタハウジング８０と対向するように配置することができる。そして、図９のように元の向きに戻すこともできる。また、カメラ２１０の撮影方向が位置Ｐ０１と一致している状態では、コネクタハウジング８０、キャビティ８１、及びこれらの周辺に配置された構成要素を被写体としてカメラ２１０で撮影することができる。つまり、挿入される時の状態で位置Ｐ０１に位置決めされた端子９１側から視たコネクタハウジング８０の状態を、並列関節機構２０を動かすことなく撮影することができる。位置決め精度の低い並列関節機構２０を動かす必要がないので、端子９１が配置される位置と、カメラ２１０が撮影する領域の位置との間で並列関節機構２０に起因する位置ずれが生じるのを避けることができる。

照明部２２０は、カメラ２１０がコネクタハウジング８０等の被写体を撮影する際に、被写体を明るく照明することができる。レーザ光源２３０は、カメラ２１０の撮影方向の光軸２１０ｂの向きに対して傾斜した光軸２３０ａの方向にレーザ光を出射し、例えば図９の位置Ｐ０２にレーザ光をスポット状に照射することができる。

［端子挿入用位置合わせ装置の動作］
［全キャビティ座標登録フロー］
図１０は、本発明の実施形態の端子挿入用位置合わせ装置における「全キャビティ座標登録フロー」を表すフローチャートである。すなわち、制御装置本体７１がティーチングプログラム７２を実行することにより、図１０の手順で処理を行い、コネクタハウジング８０の各々のキャビティ８１の実際の位置を表す座標を計測しその結果をデータベース７３に登録する。

最初のステップＳ１１では、ハウジング受け１１もしくはその近傍の所定部位に形成された基準穴と、端子９１或いは電線チャック２５ｃの位置及びカメラ２１０が撮影する映像中の基準位置（例えば映像のセンター位置）とが一致するように処理する。

そして、挿入先のコネクタハウジング８０に含まれるキャビティ８１の総数がＮである場合には、１番からＮ番までの全てのキャビティ８１の各々について、順番に処理を実行する。ステップＳ１５では、該当するキャビティ８１について、カメラ２１０の撮影した映像に基づき、位置座標を検出し、位置座標のデータをデータベース７３に登録する。

［検出シーン登録データの構成］
図１１は、検出シーン登録データの構成例を示すブロック図である。カメラ２１０が撮影して得られる映像から目的の位置を探索する場合には、目的の位置で撮影される映像の基準データと、実際に撮影された映像のデータとを比較することにより、探索を容易に行うことができる。本実施形態では、目的の位置（検出シーン）毎に映像の基準データを事前に作成して、これをデータベース７３上に登録しておき、これらの基準データを利用して位置の探索を行う。

データベース７３に含まれる検出シーン登録データ４００には、図１１に示すように、検出シーン登録データ４００として、キャビティ検出シーン４１０、基準穴検出シーン４２０、及びレーザ検出シーン４３０のそれぞれに対応する映像の基準データが含まれている。

キャビティ検出シーン４１０は、コネクタハウジング（ＨＧ）８０の品番（種類）と、端子９１の品番との組み合わせの各々に対応する映像の基準データを含んでおり、各々の基準データの映像には、端子９１側から視た該当するコネクタハウジング８０のキャビティ８１の像が含まれている。

基準穴検出シーン４２０は、端子９１の先端位置がハウジング受け１１、若しくはその周辺部に形成された基準穴とほぼ一致する状態にある時に、端子９１側から視た前記基準穴及びその周辺部を表す像の基準データである。

レーザ検出シーン４３０は、カメラ２１０の撮影方向にある被写体に照射されるレーザ光源２３０のレーザ光のスポット像を探すために利用可能な基準データである。詳細については後述するが、レーザ光のスポット像の位置は被写体までの距離の変化に相当し、これをカメラ２１０の焦点合わせのために利用できる。

［基準穴とカメラセンタを位置合わせする処理：Ｓ１１］
図１２は、「基準穴とカメラセンタを位置合わせする処理」の手順を示すフローチャートである。すなわち、図１０に示したステップＳ１１の詳細が図１２に示されている。

ステップＳ２１では、図１３に示すように、端子９１の代わりに代替えである丸い棒９５を電線チャック２５ｃで把持し、先端９５ａがハウジング受け１１上の基準穴の位置と合うように、並列関節機構２０を動かして電線チャック２５ｃ等の位置を調整する。棒９の長さは事前に調整しておき、端子挿入ヘッド２５の中心軸（回転軸２４０）からコネクタハウジング８０の前面までの距離（Ｌ０）が所定値になるように位置決めする。実際の位置決め作業については、作業者の手作業で行うか、若しくは自動的に行う。例えば事前に位置合わせされたカメラ（図示せず）が撮影した映像を利用して、棒９５と基準穴とを自動的に位置決めすることが可能である。

ステップＳ２２では、周辺部と棒９５との干渉が生じないように電線チャック２５ｃから棒９５を取り外した後、ヘッド方向切換部３００を駆動して、端子挿入ヘッド２５の向きを９０度切り替える。つまり、カメラ２１０の撮影方向が、前記基準穴の位置と対向するように、電線チャック２５ｃからカメラ２１０に切り替える。

図１４（Ａ）及び図１４（Ｂ）は、カメラ２１０で撮影した映像の内容の具体例を示す正面図である。つまり、Ｓ２２の後でカメラ２１０が撮影した映像は、例えば図１４（Ａ）及び図１４（Ｂ）の内容と似た状態になる。

ステップＳ２３では、画像処理プログラム７５の画像処理により、カメラ２１０の映像を認識し、映像中の基準穴Ｈｓの位置が、映像の画面中央に配置されるようにカメラ２１０の位置を調整する。つまり、並列関節機構２０を動かさず、カメラ２１０のみを上下左右方向に移動して、基準穴Ｈｓを画面のほぼ中央に合わせる。さらに、カメラ２１０を前後に移動させて基準穴に焦点を合わせる。

ステップＳ２４では、現在の状態を基準穴と一致した基準状態とし、並列関節機構２０の移動座標系を表すパラレル座標系の現在の位置のワールド座標（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０）、及び固定盤１０の円盤角度θ０を基準状態としてデータベース７３に登録する。ステップＳ２４を実行した後、次回からはＳ２１、Ｓ２２、Ｓ２３、Ｓ２４を省略して、ワールド座標（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０）に移動することから開始する。

ステップＳ２５では、現在の状態でカメラ２１０が撮影した映像（図１４（Ａ）に相当する状態）を画像処理プログラム７５で画像処理した結果を、「ポイント位置検出シーン」としてデータベース７３に登録し、この「ポイント位置検出シーン」に関するカメラ２１０の基準座標（ｐｘ０，ｐｚ０：画素（ピクセル）単位の座標）を特定する。

ステップＳ２６では、基準座標（ｐｘ０，ｐｚ０）に位置決めした状態から並列関節機構２０を動かして、コネクタハウジング８０と対向する時の端子挿入ヘッド２５の位置を、図１４（Ｂ）のようにＸ方向に所定量（＋Ａｘ：＝２［ｍｍ］）だけ移動した後、カメラ２１０が撮影した現在の映像と、前記「ポイント位置検出シーン」とを画像処理により比較して、移動後のポイント位置座標（ｐｘ１，ｐｚ１）を検出する。

ステップＳ２７では、基準座標（ｐｘ０，ｐｚ０）に位置決めした状態から並列関節機構２０を動かして、コネクタハウジング８０と対向する時の端子挿入ヘッド２５の位置を、図１４（Ｂ）のようにＺ方向に所定量（＋Ａｚ：＝２［ｍｍ］）だけ移動した後、カメラ２１０が撮影した現在の映像と、前記「ポイント位置検出シーン」とを画像処理により比較して、移動後のポイント位置座標（ｐｘ２，ｐｚ２）を検出する。

ステップＳ２８では、上記の処理で検出した座標から１画素あたりの移動量を次のように算出する。
ΔＸ［ｍｍ／ｐｘｌ（ピクセル）］＝Ａｘ／（ｐｘ１−ｐｘ０）
ΔＺ［ｍｍ／ｐｘｌ］＝Ａｚ／（ｐｚ２−ｐｚ０）
尚、上記の換算式はレンズの倍率が不確かな場合であっても利用できるので便利である。また、レンズの正確な倍率が既知の場合には、レンズの倍率とＣＣＤ画素の大きさに基づいて求めた換算式を利用することもできる。

尚、図１２におけるステップＳ２９以降の処理については、端子９１の挿入方向（Ｙ）に関する距離の違いを把握するために必要な処理であって、この処理の結果は、カメラ２１０の焦点調節などの用途で利用される。

ステップＳ２９では、基準座標（ｐｘ０，ｐｚ０）に位置決めした状態から並列関節機構２０を動かして、コネクタハウジング８０と対向する時の端子挿入ヘッド２５の位置を、所定量（５［ｍｍ］）だけ上方（Ｚ方向）に移動する。この移動は、レーザ光源２３０により照射されるレーザ光のスポット像が、基準穴Ｈｓの位置からずれた位置の平坦面に映るようにするためである。

ステップＳ３０では、カメラ２１０の撮影方向の被写体が暗くなるように、照明部２２０の照明をオフに制御する。これにより、カメラ２１０の映像からレーザ光のスポット像を検出する処理が容易になる。

図１５は、レーザ光のスポット像を検出する場合のカメラで撮影された映像の内容の具体例を示す正面図である。すなわち、ステップＳ３０の後で、カメラ２１０が撮影した映像の内容が、図１５中の映像２５１Ａ、２５１Ｂ、２５１Ｃのようになる。この場合、照明がオフになっているので、レーザ光のスポット像以外の情報はほとんど画面に映らない。

ステップＳ３１では、レーザ光源２３０をオンにした後、カメラ２１０が撮影した映像を画像処理し、レーザ検出シーン４３０を利用して映像中に映るレーザスポット像ＬＳを認識し、レーザスポット像ＬＳの位置座標を把握する。そして、並列関節機構２０の移動により、図１５中の映像２５１Ａのように、レーザスポット像ＬＳの位置が画面の中央に位置するように調節する。

ステップＳ３２では、レーザ検出シーン４３０を利用して映像中に映るレーザスポット像ＬＳを認識し、レーザスポット像ＬＳの画面上の基準Ｘ座標Ｂｘ０を把握する。

ステップＳ３３では、端子９１がコネクタハウジング８０と対向する時の端子挿入ヘッド２５の位置を、並列関節機構２０の駆動により、Ｓ３２の状態からＹ方向に所定量（−２［ｍｍ］）移動してカメラ２１０で映像２５１Ｂを撮影し、この時のレーザスポット像ＬＳのＸ方向位置座標Ｂｘ１を取得する。更に、Ｓ３２の状態からＹ方向に所定量（＋２［ｍｍ］）移動してカメラ２１０で映像２５１Ｃを撮影し、この時のレーザスポット像ＬＳのＸ方向位置座標Ｂｘ２を取得する。そして、各座標Ｂｘ０、Ｂｘ１、Ｂｘ２のデータを保存する。

ステップＳ３４では、上記３点の座標Ｂｘ０、Ｂｘ１、Ｂｘ２のデータを用いて、最小自乗法を適用し、端子挿入ヘッド２５（回転軸２４０）−コネクタハウジング８０間の距離Ｌ（ｍｍ）と、レーザ光スポット像のＸ座標Ｂｘ（Ａ）のピクセル数との関係を表す次の換算式を特定する。尚、この例では３点の像を利用しているが、２点であっても十分に精度の良い換算式が得られる。
Ｌ＝ａ×Ｂｘ＋ｂ ・・・（１）
ａ，ｂ 定数

図１６は、映像中の座標のピクセル数と距離との関係を表すグラフである。つまり、図１６に示す特性は、上記第（１）式に相当する関係を表している。この換算式を利用することにより、撮影した映像中に映るレーザスポット像ＬＳの位置座標の違いから、距離Ｌを把握することができる。また、把握した距離に基づき、カメラ２１０の焦点距離を最適化して鮮明な映像を得ることができる。

［キャビティの座標登録フロー：Ｓ１５］
図１７は、「キャビティの座標登録フロー」を示すフローチャートである。すなわち、図１７の内容は、図１０に示したＳ１５の詳細を表している。また、図１８は基準穴Ｈｓと距離計測位置との位置関係を表す正面図である。図１７に示す内容について以下に説明する。

最初のステップＳ４１で、必要なデータをデータベース７３から読み込む。例えば、処理対象のコネクタハウジング８０に関する各キャビティ８１の設計上の位置や寸法等を表すデータを取得する。

ステップＳ４２では、コネクタハウジング８０のキャビティ８１が端子９１の位置と対向するように、固定盤１０の円盤を所定角度θだけ回転する。

基準穴Ｈｓに関する実測座標のデータがデータベース７３上に既に存在する場合はＳ４３からＳ４７に進み、まだ存在しない場合はＳ４４に進む。

ステップＳ４４では、並列関節機構２０を動かし、ハウジング（ＨＧ）受け１１上の「距離計測位置」と対向する位置に端子挿入ヘッド２５を移動する。例えば、図１８に示すように、ハウジング受け１１の基準穴Ｈｓの位置から一定量（５［ｍｍ］）上方にずれた位置を「距離計測位置」とする。

ステップＳ４５では、並列関節機構２０を動かし、端子挿入ヘッド２５の位置をＹ方向に移動してコネクタハウジング８０までの距離Ｌを調整し、カメラ２１０の焦点距離と一致するように距離を合わせる。この時には、ハウジング受け１１に照射されるレーザ光のスポット像の位置の変化から実際の距離を把握できる。

ステップＳ４６では、ハウジング受け１１上の基準穴Ｈｓの計算上の座標位置へ端子挿入ヘッド２５を移動する。

ステップＳ４７では、基準穴Ｈｓの実測座標を取得する。実測座標がまだ存在しない場合には、カメラ２１０の撮影により得られる映像を画像処理することにより、基準穴Ｈｓを認識してその位置座標を検出する。

ステップＳ４８では、理論値（設計値）に基づく基準穴Ｈｓの計算座標と、実測座標とのずれ量（ΔＸ，ΔＹ，ΔＺ）を算出する。

ステップＳ４９では、計測対象のキャビティ８１の計算座標に、Ｓ４８のずれ量を加算した位置まで、並列関節機構２０を駆動して端子挿入ヘッド２５を移動する。

ステップＳ５０では、現在の位置でカメラ２１０を用いてコネクタハウジング８０を撮影し、計測対象のキャビティ８１の実際の位置座標を映像の内容に基づいて実測する。この実測により得られたキャビティ８１の座標を次のＳ５１でデータベース７３に登録する。

［ハウジング受けの基準穴座標計測：Ｓ４７］
図１９は、「ハウジング受けの基準穴座標計測」処理を示すフローチャートである。すなわち、図１７におけるＳ４７の処理の詳細が図１９に示されている。また、図２０（Ａ）及び図２０（Ｂ）は、処理対象画像の具体例を示す正面図である。また、図２１（Ａ）及び図２１（Ｂ）は、レーザ光のスポット像を検出する場合のカメラで撮影された映像の内容の具体例を示す正面図である。図１９の処理について以下に説明する。

ステップＳ６１〜Ｓ６４は、カメラの焦点が十分に合っていない状態で、基準穴を粗く画面中央に収めるために必要な操作である。
ステップＳ６１では、ハウジング受け１１の基準穴Ｈｓの位置が、カメラ２１０で撮影した映像の画面中央になるように、端子挿入ヘッド２５を移動する。この移動により、カメラ２１０で撮影した映像は、例えば図２０（Ａ）の状態になる。

ステップＳ６２では、カメラ２１０で撮影した最新の映像と、基準穴検出シーン４２０のデータとを用いて、実際の基準穴Ｈｓの座標（ｐｘｃ，ｐｚｃ）を計測する。

ステップＳ６３では、Ｓ６２で得られた座標（ｐｘｃ，ｐｚｃ）が画面の中央に位置するように、端子挿入ヘッド２５の位置を微調整する。つまり、移動前の基準位置（画面中央）の基準座標（ｐｘ０，ｐｚ０）とＳ６２で得られた座標（ｐｘｃ，ｐｚｃ）との差分から次のように移動量を求めて、端子挿入ヘッド２５を移動する。
Ｘ移動量＝（ｐｘｃ−ｐｘ０）×ΔＸ
Ｚ移動量＝（ｐｚｃ−ｐｚ０）×ΔＺ

ステップＳ６４では、Ｓ６３での移動後に再びカメラ２１０で撮影を行い、次に示す条件のように移動量が十分に小さくなるまで、Ｓ６２、Ｓ６３を繰り返す。
｜ｐｘｃ−ｐｘ０｜＜１０［ｐｘｌ（ピクセル）］
｜ｐｚｃ−ｐｚ０｜＜１０［ｐｘｌ］

ステップＳ６５では、レーザ光が照射される箇所が基準穴Ｈｓからずれた平坦な面になるように、端子挿入ヘッド２５を所定量（＋５［ｍｍ］）だけ上方（Ｚ方向）に移動する。

ステップＳ６６Ａでは、ＬＥＤ照明を切り、ハウジング受け１１にレーザ光を照射し、カメラ２１０が撮影した映像中のレーザ光のスポット像よりレーザ検出シーン４３０を使ってｘ方向の位置座標Ｂｘを認識する。Ｓ６６Ｂでは、前述の第（１）式に基づき、レーザ光のスポット像のｘ座標Ｂｘに対する距離Ｌを計算する。距離Ｌが、カメラ２１０の焦点合わせに必要な距離Ｌ０からずれている場合には、ＬとＬ０との差である移動量ΔＬを算出し、移動量ΔＬだけＹ方向に端子挿入ヘッド２５を移動する（図２１参照）。この移動後に再び計測を行い、ずれ量が次の条件を満たすまで同じ処理を繰り返す（Ｓ６６Ｃ）。
｜Ｌ−Ｌ０｜＜０．１［ｍｍ］

ステップＳ６７では、再び、カメラ２１０で撮影した最新の映像と、基準穴検出シーン４２０のデータとを用いて、実際の基準穴Ｈｓの座標（ｐｘｃ，ｐｚｃ）を計測する。

ステップＳ６８では、Ｓ６７で得られた座標（ｐｘｃ，ｐｚｃ）が画面の中央に位置するように、端子挿入ヘッド２５の位置を微調整する。つまり、移動前の基準位置（画面中央）の基準座標（ｐｘ０，ｐｚ０）とＳ６７で得られた座標（ｐｘｃ，ｐｚｃ）との差分から次のように移動量を求めて、端子挿入ヘッド２５を移動する。
Ｘ移動量＝（ｐｘｃ−ｐｘ０）×ΔＸ
Ｚ移動量＝（ｐｚｃ−ｐｚ０）×ΔＺ

ステップＳ６９では、Ｓ６８での移動後に再びカメラ２１０で撮影を行い、次に示す条件のように移動量が十分に小さくなるまで、Ｓ６７、Ｓ６８を繰り返す。
｜ｐｘｃ−ｐｘ０｜＜１０［ｐｘｌ］
｜ｐｚｃ−ｐｚ０｜＜１０［ｐｘｌ］

ステップＳ７０では、Ｓ６９を終了した後における基準穴Ｈｓの中心位置のワールド座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ，ψ）を実測値として取得し（図２０（Ｂ）参照）、基準穴Ｈｓの座標の計算値（理論値）と前記実測値との差分（ΔＸ，ΔＹ，ΔＺ）を誤差量として算出する。

［キャビティ座標の計測：Ｓ５０］
図２２は、「キャビティ座標の計測」処理を示すフローチャートである。すなわち、図１７のＳ５０の詳細な内容が図２２に示されている。また、図２３は処理対象画像の具体例を示す正面図である。図２２の処理の内容について以下に説明する。

Ｓ５０を開始するまでに行われる前述の処理により、端子挿入ヘッド２５における端子９１先端位置を表すツール座標系は、ハウジング受け１１の基準穴Ｈｓの実際の位置に合わせて校正されている。

ステップＳ８１では、前記ツール座標系のＸ、Ｚ方向に端子挿入ヘッド２５を移動して、コネクタハウジング８０の挿入対象キャビティと対向する位置に端子挿入ヘッド２５を位置決めする。挿入対象キャビティの位置は、コネクタハウジング８０の各部の寸法の設計値や、ハウジング受け１１の基準穴Ｈｓとコネクタハウジング８０との位置関係に基づいて計算により求める。

ステップＳ８２では、計測対象のコネクタハウジング８０の品番、及び端子９１の品番の組み合わせで特定される、１つのキャビティ検出シーン４１０のデータをデータベース７３から取り込み、このキャビティ検出シーン４１０における領域の中心が基準座標（ｐｘ０，ｐｚ０）になるように定める。

Ｓ８２の状態で、カメラ２１０を用いてコネクタハウジング８０を撮影することにより、例えば図２３に示すような映像が得られる。キャビティ検出シーン４１０は、図２３中に示す点線で囲んだ領域程度の大きさの１つのキャビティが含まれる基準画像データである。したがって、図２３に示すような映像とキャビティ検出シーン４１０とを画像処理により比較して、キャビティ検出シーン４１０と一致する領域、つまり１つのキャビティを映像の中から探索することができる。

ステップＳ８３では、画像処理によりカメラ２１０の映像とキャビティ検出シーン４１０とを比較しながら、注目領域、例えば図２３に示す点線で囲んだ領域内に、１つのキャビティの全体が入るように、端子挿入ヘッド２５を移動する。

ステップＳ８４では、Ｓ８３の移動終了後の目的のキャビティを表す代表位置について、画像上の座標（ｐｘｃ，ｐｚｃ）を画像処理により計測する。

ステップＳ８５では、目的のキャビティの画像上の座標（ｐｘｃ，ｐｚｃ）が、画面の中央に移動するように、端子挿入ヘッド２５を移動する。移動量は次式により求める。
Ｘ移動量＝（ｐｘｃ−ｐｘ０）×ΔＸ
Ｚ移動量＝（ｐｚｃ−ｐｚ０）×ΔＺ
ステップＳ８６では、Ｓ８５の移動後に再びカメラ２１０で撮影した映像を処理して、目的のキャビティの画像上の座標（ｐｘｃ，ｐｚｃ）と、基準座標（ｐｘ０，ｐｚ０）との誤差が１ピクセル以内になるまでＳ８３、Ｓ８４を繰り返す。つまり以下の条件を満たすまで繰り返す。
｜ｐｘｃ−ｐｘ０｜＜１［ｐｘｌ］
｜ｐｚｃ−ｐｚ０｜＜１［ｐｘｌ］

［キャビティ検出シーンの登録］
図２４は、「キャビティ検出シーンの登録」処理の手順を示すフローチャートである。すなわち、図２４の手順を実行することにより、前述の処理を実行する際に必要なキャビティ検出シーン４１０の基準データ（キャビティモデル）を作成することができる。また、図２５は、各検出シーンについて登録される画像の内容の具体例を示す正面図である。図２４の手順について以下に説明する。

ステップＳ９１では、並列関節機構２０を駆動して端子挿入ヘッド２５を目的のコネクタハウジング８０と対向する位置に移動し、更にコネクタハウジング８０の各部の寸法の理論値を利用して、各キャビティ８１をカメラ２１０で撮影できる位置まで移動する。また、Ｙ方向の位置については、カメラ２１０の焦点がコネクタハウジング８０の前面の位置で合うように端子挿入ヘッド２５の位置を調整する。

ステップＳ９２では、目的のキャビティ８１を含むコネクタハウジング８０の画像をカメラ２１０で撮影する。例えば、図２５に示す画像５０１のように、複数のキャビティ８１が含まれるコネクタハウジング８０の前面の矩形領域を端子９１側から視た状態で撮影する。

ステップＳ９３では、Ｓ９２の撮影で得られた画像を利用して、キャビティ毎にシーンのデータを必要な種類だけ作成する。複数の品番のコネクタハウジング８０、複数の色のコネクタハウジング８０、複数の品番の端子９１が存在する場合には、ハウジングの品番、色、端子の品番のそれぞれについて、独立したシーンのデータを作成する。例えば、図２５に示した画像５０１の中から一部分を切り出して、画像５０２のようなシーンのデータを作成する。画像５０２は、１つのキャビティ８１の全体を含み、１つのキャビティ８１のサイズよりも少し大きい程度の範囲のデータである。

ステップＳ９４では、コネクタハウジング８０の複数のキャビティ８１の中で、基準とする１つのキャビティの画像をモデルとして登録する。複数のキャビティ８１は基本的には同じ形状及び同じ寸法なので、代表的な位置のキャビティ、例えば中央位置のキャビティの画像をモデルとして登録する。

ステップＳ９５では、１つのキャビティの領域の中で、中心狙い位置を代表点の座標として登録する。

ステップＳ９６では、１つのキャビティを検索する際の範囲を指定する。例えば、図２５に示す画像５０３中で、基準座標（ｐｘ０，ｐｚ０）を中心とする領域Ａ０１を特定し、この領域Ａ０１に基づいて領域Ａ０２を特定する。領域Ａ０１は１つのキャビティとサイズが同一であり、領域Ａ０２は、キャビティサイズに所定値β（例えば１〜２［ｍｍ］程度）を加算した大きさとし、領域Ａ０２を検索範囲とする。また、所定値βについては、隣接するキャビティが２つ以上入らない（例えば、最小キャビティサイズの１／２）、且つ、基準穴から図面寸法値で検出されるキャビティサイズより大きい領域になるように決定され、その結果としてβ＝１〜２ｍｍとなる。

ステップＳ９７では、基準キャビティのモデルを含む各検出シーンのデータを、コネクタハウジング８０の品番及び端子９１の品番の情報を含む「ＨＧ品番端子品番シーン」としてデータベース７３に登録する。

したがって、データベース７３に登録されたキャビティ検出シーン４１０のデータを利用する場合には、図２５中の画像５０２のような１つのキャビティの形状及び大きさを特定可能なモデルの情報を取得できる。そして、カメラ２１０の撮影により画像５０１のようなデータが得られる場合に、画像５０１の一部の領域の中からモデルの画像５０２とほぼ一致する箇所を画像処理により簡単に検索することができる。

［インプット情報の構成例］
図２６は、本発明の実施形態の端子挿入用位置合わせ装置が使用するインプット情報の構成例を示す模式図である。すなわち、端子挿入用位置合わせ装置がティーチングプログラム７２の実行によりティーチングを行う際に、必要な情報として図２６に示すような様々なインプット情報がティーチングプログラム７２に入力される。

図２６に示すように、このインプット情報には、キャビティ座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）の計算位置、チャック角度Ｊ４、円盤選択情報Ｒ／Ｌ、円盤角度、及びシーン品番情報が含まれている。また、端子挿入装置の状態である、挿入ヘッド選択情報、挿入ヘッド座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）、挿入ヘッド角度Ｊ４、円盤番号、及び円盤角度の各情報もインプット情報に含まれている。更に、端子挿入ヘッド２５における照明のオンオフ、レーザ光のオンオフ、及びカメラの状態を表す情報がインプット情報に含まれている。また、画像処理プログラム７５の処理結果として得られる位置座標（Ｘ，Ｚ）の情報や、画像処理のサーチ領域（モデルサイズ＋αの領域）変更入力を表す情報αもインプット情報に含まれている。

［アウトプット情報の構成例］
図２７は、本発明の実施形態の端子挿入用位置合わせ装置が使用するアウトプット情報の構成例を示す模式図である。すなわち、端子挿入用位置合わせ装置がティーチングプログラム７２の実行によりティーチングを行う際に、ティーチングプログラム７２が図２７に示したアウトプット情報のような様々な情報を出力する。

図２７に示すように、このアウトプット情報には、端子挿入装置に対する移動命令として、キャビティ座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）、チャック角度、円盤選択、及び円盤角度の情報が含まれている。また、ティーチングの結果を反映してインプット情報を置き換えるための情報として、挿入ヘッド選択、キャビティ座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）、挿入ヘッド角度、円盤選択、及び円盤角度の情報が含まれている。更に、照明オンオフ、レーザ光のオンオフ、画像処理シーンのサーチ領域の座標を指定する情報、及びカメラの撮影タイミングを表す情報もアウトプット情報に含まれている。

［キャビティを探索する動作の説明］
図２８（Ａ）、図２８（Ｂ）、及び図２８（Ｃ）は、カメラで撮影した映像の具体例を示す正面図であり、図２８（Ａ）は映像の全体を示し、図２８（Ｂ）及び図２８（Ｃ）は、それぞれ映像の一部分を示す拡大図である。

例えば、図２８（Ａ）に示すような状況を表す映像の中から、１つのキャビティ８１の位置を探索するのは容易ではない。つまり、コネクタハウジング８０の形状が複雑であるし、同じ形状の部位が近い位置に多数存在するので、１つのキャビティ８１だけを正確に特定するのは難しい。また、同じ形状の部位が近い位置に多数存在するので、事前に狭い領域のみに限定して特定のキャビティの位置の探索を行うと、隣接する他のキャビティを間違って認識する可能性が高くなる。

図１７に示した処理においては、特定のキャビティの位置を探索する前に、ハウジング受け１１に形成された基準穴Ｈｓの位置を探索している。つまり、基準穴Ｈｓを位置検索のためのマーカとして利用している。ハウジング受け１１は比較的形状が単純であるため、ハウジング受け１１上の特徴的な基準穴Ｈｓのパターンだけを映像中から探索するのは比較的容易である。また、基準穴Ｈｓのパターンを周囲の他のパターンと区別することが容易であるため、基準穴Ｈｓを探索する際には、図２８（Ａ）に示す映像の全体のように、比較的広い範囲の領域を探索範囲に定める。これにより、基準穴Ｈｓの探索が更に容易になる。

また、特定のキャビティの位置を探索する前に、マーカである基準穴Ｈｓの位置を特定することにより、各々のキャビティの位置を、基準穴Ｈｓの位置と各部の寸法の理論値とに基づいて比較的高い精度で推定できる。したがって、特定のキャビティの位置を探索する際には、図２８（Ｃ）や図２３に示すような比較的狭い範囲の映像のみに限定して探索を行うようにしている。これにより、特定のキャビティの位置を短時間で且つ正確に探索できる。

［レーザ光を用いた距離計測の説明］
図２９は、カメラ２１０の撮影方向と直交する方向から視た状況を表す光路図である。
また、図３０は、カメラ２１０で撮影した映像及び映像中のレーザ光のスポット像を表す正面図である。また、図３１は、カメラ設置位置に応じた距離の変化と、映像中のレーザ光スポットの座標との関係を表すグラフである。

図９に示した端子挿入ヘッド２５においては、カメラ２１０の撮影方向（光軸２１０ｂ）に対して傾斜した方向（光軸２３０ａ）に向けてレーザ光源２３０がレーザ光を出射するように構成されている。したがって、端子９１の先端位置（Ｐ０１）と対向する箇所にコネクタハウジング８０の前面が配置されている場合には、カメラ２１０がコネクタハウジング８０を撮影する時に、撮影された映像の中にレーザ光のスポット像も現れる。

つまり、コネクタハウジング８０の前面を「挿入面」とした場合のレーザ光の光路は図２９のように変化する。すなわち、「挿入面」がＹ方向に移動してカメラ２１０と「挿入面」との距離が変化すると、照射されるレーザ光の「挿入面」上の位置がＸ方向に変化する。そのため、「挿入面」のＹ方向位置の変化に伴って図３０に示すような、カメラ２１０が撮影した映像５１１、５１２、５１３が変化する。

「挿入面」が中央の位置にある時には、図３０の映像５１２のように、レーザスポット像ＬＳが画面のほぼ中央に現れる。また、距離が大きくなると、図３０の映像５１１のようにレーザスポット像ＬＳの位置が画面中央からＸ軸のプラス方向に移動する。逆に距離が小さくなると、図３０の映像５１３のようにレーザスポット像ＬＳの位置が画面中央からＸ軸のマイナス方向に移動する。

図３０に示したような距離の変化と各映像中のレーザスポット像ＬＳの位置の変化とを計測することにより、図３１に示すような特性直線が得られる。この特性直線を利用することにより、カメラ２１０が撮影した映像中の実際のレーザスポット像ＬＳの位置の違いを距離の違いに変換することができる。つまり、前述の第（１）式に相当する換算式を用いて、距離を把握することができる。そして、この距離に基づきカメラ２１０の焦点が合うように自動的に調節することが可能になる。カメラ２１０の焦点が合った状態でのみカメラ２１０の撮影を実行することにより、鮮明な映像を取得することができる。

［変形例の説明］
［マーカの変更］
図３２は、コネクタハウジング８０の外観の具体例を示す正面図である。前述の端子挿入用位置合わせ装置においては、ハウジング受け１１上に設けた基準穴Ｈｓを目印となるマーカとして利用し、基準位置を決定している。この基準穴Ｈｓについては、検索しやすい箇所であれば、ハウジング受け１１以外の位置に配置しても良い。また、基準穴Ｈｓ以外のマーカを利用することもできる。

例えば、図３２に示したコネクタハウジング８０の場合には、四隅の各々の箇所に特徴的な形状が存在している。このような場合には、図３２に示すように、コネクタハウジング８０の左上隅を囲む領域に相当するマーカＭ１、右上隅を囲む領域に相当するマーカＭ２、右下隅を囲む領域に相当するマーカＭ３、及び右下隅を囲む領域に相当するマーカＭ４のいずれかを利用することが可能である。例えば、マーカＭ１の領域内の映像により構成されるマーカ検出シーンの基準データを作成しておき、カメラ２１０が撮影した映像の中から、マーカＭ１の基準データとパターンが一致する領域を検索することにより、マーカＭ１の位置を特定できる。そして、このマーカＭ１の位置を基準として、各キャビティ８１の位置を特定できる。

［距離計測方法の変更］
図３３は、位置合わせ治具の外観を示す正面図である。図３４は、カメラ設置位置に応じた距離の変化と、映像を画像処理して得られるフォーカス値との関係を表すグラフである。

例えば、図２９に示す「挿入面」に相当する位置に、図３３に示したパターンが形成された治具を取り付け、この治具の位置をＹ方向に移動しながら、つまり距離を変化させながら治具をカメラ２１０で撮影すると、様々な映像が得られる。各々の映像を画像処理してフォーカス値を算出し、フォーカス値の分布状況を調べると、図３４に示すような特性曲線が得られる。尚、フォーカス値については、例えば処理対象の画像中の隣接する画素同士の明るさの差分の２乗をある領域全体について求めることにより算出可能である。つまり、焦点が合って映像が鮮明になっている時にはフォーカス値が大きくなり、焦点がずれると映像が不鮮明になってフォーカス値が小さくなる。

したがって、上記のような計測を事前に行って、図３４に示すような特性曲線を取得することができる。そして、カメラ２１０が撮影した映像から算出したフォーカス値と、前記特性曲線とに基づいて、カメラ２１０と被写体であるコネクタハウジング８０前面との距離の変化を把握することができる。この場合には、レーザ光源２３０がなくても、距離の変化を検出しカメラ２１０の焦点を合わせることができる。
上記以外の方法を用いることもできる。例えば、図３３に示すような基準穴を有する治具を採用し、図３３中のＡ又はＢの距離を表す画素数を算出する。そして、Ａ又はＢの画素数に基づき、図３４に示す画素数と距離との関係から距離を算出する。この場合は、フォーカス値を用いる場合よりも高い精度が得られる。

［端子挿入ヘッドの変更］
図３５は、変形例の端子挿入ヘッドに関する外観を示す正面図である。図３５に示した端子挿入ヘッド２５Ｂにおいては、端子挿入ヘッド２５Ｂが端子９１を挿入する方向（Ｙ）とカメラ２１０の撮影する方向とがほぼ並行に配置されている。したがって、ヘッド方向切換部３００に相当する回転機構は存在せず、代わりにカメラ２１０の位置をＸ方向及びその反対方向に平行に移動するための機構（図示せず）が端子挿入ヘッド２５Ｂに備わっている。

つまり、図３５の端子挿入ヘッド２５Ｂを用いた端子挿入用位置合わせ装置においては、端子９１がコネクタハウジング８０と対向する状態と、カメラ２１０の撮影方向がコネクタハウジング８０と対向する状態との切り替えを、回転ではなく端子挿入ヘッド２５Ｂの平行移動によって実現することができる。尚、端子挿入ヘッド２５Ｂにおいて端子挿入ヘッド２５Ｂを平行移動するための機構については、並列関節機構２０以外の位置決め精度の高い機構を用いることが望ましい。

［キャビティ座標の登録手順の変更］
図１０に示した「全キャビティ座標登録フロー」では、コネクタハウジング８０に備わったＮ個のキャビティ８１の全てについて、Ｓ１５をそれぞれ実行し、全てのキャビティ８１の計測結果をそれぞれ登録している。しかし、例えばコネクタハウジング８０に含まれるキャビティ８１の総数が多い場合には、代表的な一部のキャビティ８１のみに限定してＳ１５を実行し、一部のキャビティのみ計測結果を登録するように変更しても良い。代表的な一部のキャビティ８１としては、例えばコネクタハウジング８０の四隅のそれぞれの位置にある４つのキャビティ８１を選定することが想定される。

その場合、計測を行わない残りのキャビティについては、例えばキャビティ間の間隔の理論値（設計値）とキャビティ番号とに基づき、計測を行った代表キャビティとの相対距離を推定し、この相対距離と、前記代表キャビティの実測した位置座標とに基づいて計算した推定値を登録すれば良い。この場合であっても、代表キャビティの位置座標は実測により求めるので、製造ロットの違いによりコネクタハウジング８０の寸法にばらつきが生じている場合や、並列関節機構２０の位置精度の関係で位置ずれが生じている場合であっても、端子９１の位置を目的のキャビティ８１の位置に正確に位置合わせすることが可能になる。

［端子挿入用位置合わせ装置の上記以外の用途の説明］
前述の端子挿入用位置合わせ装置は、端子挿入装置のティーチングを行うために利用しているが、それ以外にも、例えば次のような用途で利用できる。

（１）固定盤１０の円盤と並列関節機構２０の位置の校正を行うために、前述の端子挿入用位置合わせ装置を利用する。
（２）端子挿入装置の設備を移設する際に、位置ずれが生じていないか確認するために、前述の端子挿入用位置合わせ装置を利用する。
（３）前述の端子挿入用位置合わせ装置が端子挿入装置に常設されている場合には、端子挿入装置の可動部が原点位置に復帰した時に、正しい原点に位置決めされているか否かを確認するために、端子挿入用位置合わせ装置を利用できる。
（４）前述の端子挿入用位置合わせ装置が端子挿入装置に常設されている場合には、端子挿入装置が端子９１をコネクタハウジング８０に挿入する前の行程として、端子挿入用位置合わせ装置で位置を確認し、その後で挿入を実行する。この場合、端子挿入用位置合わせ装置が確認する位置については、ハウジング受け１１のマーカのみを確認しても良いし、コネクタハウジング８０の四隅のキャビティのみを確認しても良い。

ここで、上述した本発明の実施形態の端子挿入用位置合わせ装置の特徴をそれぞれ以下［１］〜［１５］に簡潔に纏めて列記する。
［１］ コネクタハウジング（８０）を支持する固定盤（１０）と、先端に端子（９１）が接続された電線（９０）を把持する把持機構（電線チャック２５ｃ）と、前記把持機構を前記電線先端の端子が前記コネクタハウジングと対向する位置まで運搬可能な並列関節機構（２０）とを含み、前記コネクタハウジングのいずれか１つのキャビティ（８１）に対して前記端子を挿入する端子挿入装置、を位置合わせするための端子挿入用位置合わせ装置であって、
前記把持機構と隣接した位置に配置され、前記把持機構と共に移動可能な撮像部（カメラ２１０）と、
前記撮像部が前記コネクタハウジングもしくはその近傍を撮影した時に得られた映像を画像処理する画像処理部（画像処理プログラム７５）と、
前記画像処理部の画像処理結果に基づいて、前記端子挿入装置が把握している前記電線先端の端子等の位置と、前記コネクタハウジングのキャビティ位置との相対的な位置関係を調整するティーチング制御部（ティーチングプログラム７２）と、
を備えたことを特徴とする端子挿入用位置合わせ装置。
［２］ ［１］に記載の端子挿入用位置合わせ装置であって、
前記把持機構（３３）及び前記撮像部（２１０）は、前記端子の挿入方向（Ｙ）と、前記撮像部の撮影方向とが互いに異なる状態で配置され（図９参照）、
前記把持機構及び前記撮像部を支持する箇所に方向切換用可動軸（回転軸２４０）が配置され、
前記ティーチング制御部は、前記方向切換用可動軸を中心とする前記把持機構及び前記撮像部の回動動作により、端子挿入用の位置と、撮影用の位置とを切り替える、
ことを特徴とする端子挿入用位置合わせ装置。
［３］ ［１］に記載の端子挿入用位置合わせ装置であって、
前記把持機構（３３）及び前記撮像部（２１０）は、前記端子の挿入方向と、前記撮像部の撮影方向とが互いにほぼ平行になった状態で異なる位置に配置され（図３５参照）、
前記ティーチング制御部は、前記把持機構及び前記撮像部を移動することにより、端子挿入用の位置と、撮影用の位置とを切り替える、
ことを特徴とする端子挿入用位置合わせ装置。
［４］ ［１］に記載の端子挿入用位置合わせ装置であって、
前記撮像部の近傍に配置され、前記撮像部の撮影方向に対して傾斜した方向に向けてレーザ光を出射するレーザ光源（２３０）を備え、
前記ティーチング制御部は、撮影により得られた映像中のレーザ光のスポット像の位置の違いに基づいて、前記コネクタハウジングまでの距離の違いに相当する情報を取得する（Ｓ３１〜Ｓ３４）、
ことを特徴とする端子挿入用位置合わせ装置。
［５］ ［４］に記載の端子挿入用位置合わせ装置であって、
前記ティーチング制御部は、前記撮像部が前記レーザ光のスポット像を撮影する際に、撮影対象面の照明を消灯制御する（Ｓ３０）、
ことを特徴とする端子挿入用位置合わせ装置。
［６］ ［４］に記載の端子挿入用位置合わせ装置であって、
前記ティーチング制御部は、前記撮像部が前記レーザ光のスポット像を撮影する際に、撮影対象面の基準部位と対向する位置から、撮影方向に対して直交する方向に一定量だけ前記撮像部及び前記把持機構を移動する（Ｓ２９）、
ことを特徴とする端子挿入用位置合わせ装置。
［７］ ［４］に記載の端子挿入用位置合わせ装置であって、
前記ティーチング制御部は、前記撮像部が前記レーザ光のスポット像を撮影する際に、前記撮像部及び前記把持機構を撮影対象面に接近又は離間する方向に移動し、前記撮影対象面までの距離が互いに異なる少なくとも２点の各々の位置で前記レーザ光のスポット像の位置を計測し、前記計測の結果に基づいて、前記スポット像の位置の違いと距離との関係を表す換算式を取得する（Ｓ３１〜Ｓ３４）、
ことを特徴とする端子挿入用位置合わせ装置。
［８］ ［１］に記載の端子挿入用位置合わせ装置であって、
前記ティーチング制御部は、前記コネクタハウジングまでの距離の違いと、撮影により得られた映像を画像処理して得られる焦点の違いを反映したフォーカス値との関係を表す特性曲線（図３４参照）を事前に把握し、撮影した映像から算出したフォーカス値と前記特性曲線とに基づいて、前記コネクタハウジングまでの距離の変化を検出する、
ことを特徴とする端子挿入用位置合わせ装置。
［９］ ［１］に記載の端子挿入用位置合わせ装置であって、
前記ティーチング制御部は、前記コネクタハウジングのキャビティ位置を検出する前に、前記端子とは異なる棒を前記把持機構で把持し（Ｓ２１）、前記棒の先端部が、前記コネクタハウジングを支持するハウジング受け、もしくはその近傍に形成された基準穴の位置と一致した状態で、前記撮像部の位置又は方向を前記コネクタハウジングと対向する位置に切り替え（Ｓ２２）た後、前記撮像部が撮影した映像に基づき、前記撮像部の位置を修正する（Ｓ２３〜Ｓ２８）、
ことを特徴とする端子挿入用位置合わせ装置。
［１０］ ［９］に記載の端子挿入用位置合わせ装置であって、
前記ティーチング制御部は、事前に登録した検出対象シーンと一致する基準画像（検出シーン登録データ４００）を保持する画像データベース（データベース７３）を含み、前記画像データベース上の前記基準画像と、前記撮像部が撮影した映像との比較により、検出対象の位置を探索する、
ことを特徴とする端子挿入用位置合わせ装置。
［１１］ ［９］に記載の端子挿入用位置合わせ装置であって、
前記ティーチング制御部は、前記撮像部を所定の基準位置（基準穴Ｈｓ）に合わせた後で、前記撮像部及び前記把持機構を一定量移動して、撮影した映像における移動した画素数を検出し、移動量と移動画素数との関係を把握する（Ｓ２５〜Ｓ２８）、
ことを特徴とする端子挿入用位置合わせ装置。
［１２］ ［１］に記載の端子挿入用位置合わせ装置であって、
前記ティーチング制御部は、前記撮像部が撮影した映像について、比較的広い領域（例えば図２８（Ａ）の範囲）を処理対象として、前記コネクタハウジングを支持するハウジング受け、もしくはその近傍に形成されたマーカの位置を探索した後、前記マーカの位置を基準として、各キャビティの位置を推定し、限定した領域（例えば図２８（Ｃ）の範囲）内を画像処理して実際のキャビティを画像中から探索する、
ことを特徴とする端子挿入用位置合わせ装置。
［１３］ ［１２］に記載の端子挿入用位置合わせ装置であって、
前記ティーチング制御部は、事前に登録した検出対象シーンと一致する基準画像（４００）を保持する画像データベース（７３）を含み、前記画像データベース上の前記基準画像と、前記撮像部が撮影した映像との比較により、検出対象の位置を探索する、
ことを特徴とする端子挿入用位置合わせ装置。
［１４］ ［１］に記載の端子挿入用位置合わせ装置であって、
前記ティーチング制御部は、前記撮像部が撮影した映像に基づき、前記コネクタハウジングに含まれる全てのキャビティの各々の位置を順番に計測し、計測結果に基づいて前記全てのキャビティの位置情報をそれぞれ登録する（図１０参照）、
ことを特徴とする端子挿入用位置合わせ装置。
［１５］ ［１］に記載の端子挿入用位置合わせ装置であって、
前記ティーチング制御部は、前記撮像部が撮影した映像に基づき、前記コネクタハウジングに含まれる複数のキャビティのうち代表的な一部の代表キャビティについて、各々の位置を順番に計測し、前記代表キャビティ以外の残りのキャビティについては、前記代表キャビティの計測結果に基づき計算により推定した位置を登録する（図示せず）、
ことを特徴とする端子挿入用位置合わせ装置。

１０ 固定盤
１１ ハウジング受け
１２ レール部材
１３ 円盤部材
１４ モータ部材
２０ 並列関節機構
２１ 基台
２２ａ、２２ｂ、２２ｃ 第１モータ
２３ａ、２３ｂ、２３ｃ アーム
２４ａ、２４ｂ、２４ｃ リンク
２５ 端子挿入ヘッド
２５ｃ 電線チャック
２５ｆ 第２モータ
３０ 電線運搬機
３１ 運搬レール
３２ 移動体
３３ 搬送チャック
３４ フレーム
３５ エアチャック本体
４０ 端子計測センサ
４１ センサ台
４２ Ｘ計測センサ
４３ Ｚ計測センサ
４４ センサ台レール
４６ 駆動源
７０ 制御装置
７１ 制御装置本体
７２ ティーチングプログラム
７３ データベース
７４ カメラ制御部
７５ 画像処理プログラム
８０ コネクタハウジング
８１ キャビティ
９０ 電線
９１ 端子
９５ 棒
９５ａ 先端
２１０ カメラ
２１５ ミラー
２２０ 照明部
２３０ レーザ光源
２４０ 回転軸
３００ ヘッド方向切換部
４００ 検出シーン登録データ
４１０ キャビティ検出シーン
４２０ 基準穴検出シーン
４３０ レーザ検出シーン
Ｐ０１，Ｐ０２ 位置
Ｈｓ 基準穴

Claims (15)

1. コネクタハウジングを支持する固定盤と、先端に端子が接続された電線を把持し且つ前記端子を把持しない把持機構と、前記把持機構を可動範囲内にて６自由度で自在に移動・旋回可能であり且つ前記把持機構を前記電線先端の端子が前記コネクタハウジングと対向する位置まで運搬可能な並列関節機構とを含み、前記コネクタハウジングのいずれか１つのキャビティに対して前記端子を挿入する端子挿入装置、を位置合わせするための端子挿入用位置合わせ装置であって、
   前記把持機構と隣接した位置に配置され、前記把持機構と共に移動可能な撮像部と、
   前記撮像部が前記コネクタハウジングもしくはその近傍を撮影した時に得られた映像を画像処理する画像処理部と、
   前記画像処理部の画像処理結果に基づいて、前記端子挿入装置が把握している前記電線先端の端子等の位置と、前記コネクタハウジングのキャビティ位置との相対的な位置関係を調整するティーチング制御部と、
   を備えたことを特徴とする端子挿入用位置合わせ装置。
2. コネクタハウジングを支持する固定盤と、先端に端子が接続された電線を把持する把持機構と、前記把持機構を前記電線先端の端子が前記コネクタハウジングと対向する位置まで運搬可能な並列関節機構とを含み、前記コネクタハウジングのいずれか１つのキャビティに対して前記端子を挿入する端子挿入装置、を位置合わせするための端子挿入用位置合わせ装置であって、
   前記把持機構と隣接した位置に配置され、前記把持機構と共に移動可能な撮像部と、
   前記撮像部が前記コネクタハウジングもしくはその近傍を撮影した時に得られた映像を画像処理する画像処理部と、
   前記画像処理部の画像処理結果に基づいて、前記端子挿入装置が把握している前記電線先端の端子等の位置と、前記コネクタハウジングのキャビティ位置との相対的な位置関係を調整するティーチング制御部と、
   を備え、
   前記把持機構及び前記撮像部は、前記端子の挿入方向と、前記撮像部の撮影方向とが互いに異なる状態で配置され、
   前記把持機構及び前記撮像部を支持する箇所に方向切換用可動軸が配置され、
   前記ティーチング制御部は、前記方向切換用可動軸を中心とする前記把持機構及び前記撮像部の回動動作により、端子挿入用の位置と、撮影用の位置とを切り替える、
   ことを特徴とする端子挿入用位置合わせ装置。
3. 請求項１に記載の端子挿入用位置合わせ装置であって、
   前記把持機構及び前記撮像部は、前記端子の挿入方向と、前記撮像部の撮影方向とが互いにほぼ平行になった状態で異なる位置に配置され、
   前記ティーチング制御部は、前記把持機構及び前記撮像部を移動することにより、端子挿入用の位置と、撮影用の位置とを切り替える、
   ことを特徴とする端子挿入用位置合わせ装置。
4. 請求項１に記載の端子挿入用位置合わせ装置であって、
   前記撮像部の近傍に配置され、前記撮像部の撮影方向に対して傾斜した方向に向けてレーザ光を出射するレーザ光源を備え、
   前記ティーチング制御部は、撮影により得られた映像中のレーザ光のスポット像の位置の違いに基づいて、前記コネクタハウジングまでの距離の違いに相当する情報を取得する、
   ことを特徴とする端子挿入用位置合わせ装置。
5. 請求項４に記載の端子挿入用位置合わせ装置であって、
   前記ティーチング制御部は、前記撮像部が前記レーザ光のスポット像を撮影する際に、撮影対象面の照明を消灯制御する、
   ことを特徴とする端子挿入用位置合わせ装置。
6. コネクタハウジングを支持する固定盤と、先端に端子が接続された電線を把持する把持機構と、前記把持機構を前記電線先端の端子が前記コネクタハウジングと対向する位置まで運搬可能な並列関節機構とを含み、前記コネクタハウジングのいずれか１つのキャビティに対して前記端子を挿入する端子挿入装置、を位置合わせするための端子挿入用位置合わせ装置であって、
   前記把持機構と隣接した位置に配置され、前記把持機構と共に移動可能な撮像部と、
   前記撮像部が前記コネクタハウジングもしくはその近傍を撮影した時に得られた映像を画像処理する画像処理部と、
   前記画像処理部の画像処理結果に基づいて、前記端子挿入装置が把握している前記電線先端の端子等の位置と、前記コネクタハウジングのキャビティ位置との相対的な位置関係を調整するティーチング制御部と、
   を備え、
   前記撮像部の近傍に配置され、前記撮像部の撮影方向に対して傾斜した方向に向けてレーザ光を出射するレーザ光源を備え、
   前記ティーチング制御部は、撮影により得られた映像中のレーザ光のスポット像の位置の違いに基づいて、前記コネクタハウジングまでの距離の違いに相当する情報を取得し、
   前記ティーチング制御部は、前記撮像部が前記レーザ光のスポット像を撮影する際に、撮影対象面の基準部位と対向する位置から、撮影方向に対して直交する方向に一定量だけ前記撮像部及び前記把持機構を移動する、
   ことを特徴とする端子挿入用位置合わせ装置。
7. コネクタハウジングを支持する固定盤と、先端に端子が接続された電線を把持する把持機構と、前記把持機構を前記電線先端の端子が前記コネクタハウジングと対向する位置まで運搬可能な並列関節機構とを含み、前記コネクタハウジングのいずれか１つのキャビティに対して前記端子を挿入する端子挿入装置、を位置合わせするための端子挿入用位置合わせ装置であって、
   前記把持機構と隣接した位置に配置され、前記把持機構と共に移動可能な撮像部と、
   前記撮像部が前記コネクタハウジングもしくはその近傍を撮影した時に得られた映像を画像処理する画像処理部と、
   前記画像処理部の画像処理結果に基づいて、前記端子挿入装置が把握している前記電線先端の端子等の位置と、前記コネクタハウジングのキャビティ位置との相対的な位置関係を調整するティーチング制御部と、
   を備え、
   前記撮像部の近傍に配置され、前記撮像部の撮影方向に対して傾斜した方向に向けてレーザ光を出射するレーザ光源を備え、
   前記ティーチング制御部は、撮影により得られた映像中のレーザ光のスポット像の位置の違いに基づいて、前記コネクタハウジングまでの距離の違いに相当する情報を取得し、
   前記ティーチング制御部は、前記撮像部が前記レーザ光のスポット像を撮影する際に、前記撮像部及び前記把持機構を撮影対象面に接近又は離間する方向に移動し、前記撮影対象面までの距離が互いに異なる少なくとも２点の各々の位置で前記レーザ光のスポット像の位置を計測し、前記計測の結果に基づいて、前記スポット像の位置の違いと距離との関係を表す換算式を取得する、
   ことを特徴とする端子挿入用位置合わせ装置。
8. 請求項１に記載の端子挿入用位置合わせ装置であって、
   前記ティーチング制御部は、前記コネクタハウジングまでの距離の違いと、撮影により得られた映像を画像処理して得られる焦点の違いを反映したフォーカス値との関係を表す特性曲線を事前に把握し、撮影した映像から算出したフォーカス値と前記特性曲線とに基づいて、前記コネクタハウジングまでの距離の変化を検出する、
   ことを特徴とする端子挿入用位置合わせ装置。
9. コネクタハウジングを支持する固定盤と、先端に端子が接続された電線を把持する把持機構と、前記把持機構を前記電線先端の端子が前記コネクタハウジングと対向する位置まで運搬可能な並列関節機構とを含み、前記コネクタハウジングのいずれか１つのキャビティに対して前記端子を挿入する端子挿入装置、を位置合わせするための端子挿入用位置合わせ装置であって、
   前記把持機構と隣接した位置に配置され、前記把持機構と共に移動可能な撮像部と、
   前記撮像部が前記コネクタハウジングもしくはその近傍を撮影した時に得られた映像を画像処理する画像処理部と、
   前記画像処理部の画像処理結果に基づいて、前記端子挿入装置が把握している前記電線先端の端子等の位置と、前記コネクタハウジングのキャビティ位置との相対的な位置関係を調整するティーチング制御部と、
   を備え、
   前記ティーチング制御部は、前記コネクタハウジングのキャビティ位置を検出する前に、前記端子とは異なる棒を前記把持機構で把持し、前記棒の先端部が、前記コネクタハウジングを支持するハウジング受け、もしくはその近傍に形成された基準穴の位置と一致した状態で、前記撮像部の位置又は方向を前記コネクタハウジングと対向する位置に切り替えた後、前記撮像部が撮影した映像に基づき、前記撮像部の位置を修正する、
   ことを特徴とする端子挿入用位置合わせ装置。
10. 請求項９に記載の端子挿入用位置合わせ装置であって、
    前記ティーチング制御部は、事前に登録した検出対象シーンと一致する基準画像を保持する画像データベースを含み、前記画像データベース上の前記基準画像と、前記撮像部が撮影した映像との比較により、検出対象の位置を探索する、
    ことを特徴とする端子挿入用位置合わせ装置。
11. 請求項９に記載の端子挿入用位置合わせ装置であって、
    前記ティーチング制御部は、前記撮像部を所定の基準位置に合わせた後で、前記撮像部及び前記把持機構を一定量移動して、撮影した映像における移動した画素数を検出し、移動量と移動画素数との関係を把握する、
    ことを特徴とする端子挿入用位置合わせ装置。
12. コネクタハウジングを支持する固定盤と、先端に端子が接続された電線を把持する把持機構と、前記把持機構を前記電線先端の端子が前記コネクタハウジングと対向する位置まで運搬可能な並列関節機構とを含み、前記コネクタハウジングのいずれか１つのキャビティに対して前記端子を挿入する端子挿入装置、を位置合わせするための端子挿入用位置合わせ装置であって、
    前記把持機構と隣接した位置に配置され、前記把持機構と共に移動可能な撮像部と、
    前記撮像部が前記コネクタハウジングもしくはその近傍を撮影した時に得られた映像を画像処理する画像処理部と、
    前記画像処理部の画像処理結果に基づいて、前記端子挿入装置が把握している前記電線先端の端子等の位置と、前記コネクタハウジングのキャビティ位置との相対的な位置関係を調整するティーチング制御部と、
    を備え、
    前記ティーチング制御部は、前記撮像部が撮影した映像について、比較的広い領域を処理対象として、前記コネクタハウジングを支持するハウジング受け、もしくはその近傍に形成されたマーカの位置を探索した後、前記マーカの位置を基準として、各キャビティの位置を推定し、限定した領域内を画像処理して実際のキャビティを画像中から探索する、
    ことを特徴とする端子挿入用位置合わせ装置。
13. 請求項１２に記載の端子挿入用位置合わせ装置であって、
    前記ティーチング制御部は、事前に登録した検出対象シーンと一致する基準画像を保持する画像データベースを含み、前記画像データベース上の前記基準画像と、前記撮像部が撮影した映像との比較により、検出対象の位置を探索する、
    ことを特徴とする端子挿入用位置合わせ装置。
14. 請求項１に記載の端子挿入用位置合わせ装置であって、
    前記ティーチング制御部は、前記撮像部が撮影した映像に基づき、前記コネクタハウジングに含まれる全てのキャビティの各々の位置を順番に計測し、計測結果に基づいて前記全てのキャビティの位置情報をそれぞれ登録する、
    ことを特徴とする端子挿入用位置合わせ装置。
15. コネクタハウジングを支持する固定盤と、先端に端子が接続された電線を把持する把持機構と、前記把持機構を前記電線先端の端子が前記コネクタハウジングと対向する位置まで運搬可能な並列関節機構とを含み、前記コネクタハウジングのいずれか１つのキャビティに対して前記端子を挿入する端子挿入装置、を位置合わせするための端子挿入用位置合わせ装置であって、
    前記把持機構と隣接した位置に配置され、前記把持機構と共に移動可能な撮像部と、
    前記撮像部が前記コネクタハウジングもしくはその近傍を撮影した時に得られた映像を画像処理する画像処理部と、
    前記画像処理部の画像処理結果に基づいて、前記端子挿入装置が把握している前記電線先端の端子等の位置と、前記コネクタハウジングのキャビティ位置との相対的な位置関係を調整するティーチング制御部と、
    を備え、
    前記ティーチング制御部は、前記撮像部が撮影した映像に基づき、前記コネクタハウジングに含まれる複数のキャビティのうち代表的な一部の代表キャビティについて、各々の位置を順番に計測し、前記代表キャビティ以外の残りのキャビティについては、前記代表キャビティの計測結果に基づき計算により推定した位置を登録する、
    ことを特徴とする端子挿入用位置合わせ装置。

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