JP6586644B2 - 電子機器製造装置および電子機器製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、帯状のケーブルをコネクタに装着する電子機器製造装置および電子機器製造方法に関するものである。

携帯端末などの電子機器では、機器を構成する表示装置や回路基板などの機能モジュールを相互に接続するＦＰＣなどのフレキシブルケーブル（以下、単に「ケーブル」と略記する。）が多用される。そしてこれら電子機器の製造工程では、ケーブルの被装着部を接続対象のコネクタに装着する接続作業が行われる。この接続作業は従前より手作業により行われていたが、このようなケーブルを対象とする接続作業は細かな位置合わせを伴う煩雑な作業であるため作業効率の向上が難しく、この種の作業の自動化が提案されている（例えば特許文献１）。

特許文献１に示す先行技術では、コネクタ付きケーブル１に設けられたコネクタ３を基板等の部材５に設けられた相手コネクタ６に接続する作業を、第１ロボット１０、第２ロボット２０の２つのロボットによって行うようにしている。すなわち、第１ロボット１０によってコネクタ付きケーブル１を挟んで固定した状態で、第２ロボット２０が備えた第１カメラ３１でコネクタ３を撮像して位置・姿勢を求める。次いで求められた位置検出結果に基づいて、第２ロボット２０によってコネクタ３を把持した後、第１ロボット１０が備えた第２カメラ３２で、コネクタ３および相手コネクタ６を撮像してこれらの位置・姿勢のデータを取得し、これらのデータ基づいて位置補正を行いながら、コネクタ３を相手コネクタ６に接続するようにしている。

特開２００５−１１５８０号公報

ところで電子機器の小型化に伴いこれらの電子機器の内部に使用されるコネクタやケーブルも小型化や薄型化が進んでいる。特許文献１を例にとれば、ケーブル１のコネクタ３を廃止し、相手コネクタ６に直接ケーブルの終端を挿入して接続する構造に変化してきている。このようにケーブルの終端を直接相手コネクタに挿入する接続方式では、ケーブルの終端におけるコネクタとの高さ方向の位置誤差、例えばケーブルの反り変形や相手コネクタの高さ位置の誤差などが存在する場合には、ケーブルを正常にコネクタに挿入することができず、動作エラーとなる。

従来のコネクタ付きのケーブル１をロボットでハンドリングする場合は、ロボットハンドで把持可能な大きさと剛性を持ったコネクタ３を把持することができたためケーブルの把持自体が比較的容易であった。しかもコネクタ３を相手側コネクタに挿入する動作においては、ケーブルの反り変形などの高さ方向の位置誤差は接続動作の妨げとはならなかった。

しかしながら作業対象とされるケーブルが、特許文献１に示すようにコネクタ３が除去された形態のケーブルである場合にはその終端は薄くて撓みやすいものとなっており、さらに高さ方向の反り変形が存在する場合には、特許文献１に示すような第２ロボット２０で把持して相手コネクタに挿入することは極めて困難であった。このため、このようなケーブルをコネクタに装着する作業は専ら手作業に依存しているのが現実である。

そこで本発明は、撓みやすく終端にコネクタとの高さ方向の位置誤差を有するケーブルの接続作業を簡便な構成の設備によって自動化することができる電子機器製造装置および電子機器製造方法を提供することを目的とする。

本発明の電子機器製造装置は、ケーブルを保持するケーブル保持ツールと、高さ計測用の光を投光する投光器と、撮像部と、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の被装着部が装着されるコネクタを備えるワークに対して前記ケーブル保持ツールを相対的に移動させるロボット部と、前記撮像部を含み、前記ケーブル保持ツールに保持されたケーブルと前記ワークのコネクタの二次元平面方向の位置を検出する第１の位置検出部と、前記撮像部と前記投光器を含み、前記投光器より前記高さ計測用の光が照射された前記ケーブル保持ツールに保持されたケーブルと前記ワークのコネクタの高さ方向の位置を検出する第２の位置検出部と、前記第１の位置検出部と前記第２の位置検出部の検出結果に基づいて前記ロボット部を制御する制御部と、を備え、前記ロボット部は、前記ケーブル保持ツールに保持された前記ケーブルの前記被装着部が前記コネクタと共に前記撮像部による撮像が可能な撮像視野に位置するように前記ケーブル保持ツールを移動させ、前記撮像部は、前記第１の位置検出部と前記第２の位置検出部において前記撮像視野に位置する前記ケーブルと前記コネクタを撮像する。

本発明の電子機器製造方法は、電子機器製造装置によってワークが備えるコネクタにケーブルの被装着部を装着する電子機器製造方法であって、前記電子機器製造装置は、ケーブルを保持するケーブル保持ツールと、高さ計測用の光を投光する投光器と、撮像部と、が装着されたベース部を備え、前記ケーブル保持ツールで前記ケーブルを保持するケーブル保持工程と、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移動させて、前記ケーブル保持ツールに保持された前記ケーブルの前記被装着部が前記コネクタと共に前記撮像部による撮像が可能な撮像視野に位置するように前記ケーブル保持ツールで保持した前記ケーブルを前記コネクタに対して仮位置決めする仮位置決め工程と、前記コネクタと前記仮位置決めされたケーブルの二次元平面方向の位置を検出する第１の位置検出工程と、前記コネクタと前記仮位置決めされたケーブルに前記高さ計測用の光を投光して高さ方向の位置を検出する第２の位置検出工程と、前記第１の位置検出工程と前記第２の位置検出工程における検出結果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を前記コネクタに装着するコネクタ装着工程と、を含む。

本発明によれば、撓みやすく終端にコネクタとの高さ方向の位置誤差を有するケーブルの接続作業を簡便な構成の設備によって自動化することができる。

本発明の一実施の形態の電子機器製造装置の斜視図 本発明の一実施の形態の電子機器製造装置の作業対象となる電子機器（ケーブル装着前）の斜視図 本発明の一実施の形態の電子機器製造装置の作業対象となる電子機器（ケーブル装着後）の斜視図 本発明の一実施の形態の電子機器製造装置のロボット部に組み込まれたヘッド部の斜視図 本発明の一実施の形態の電子機器製造装置のロボット部に組み込まれたヘッド部の構成説明図 本発明の一実施の形態の電子機器製造装置における高さ計測の説明図おける高さ計測用の光の投光状態の説明図 本発明の一実施の形態の電子機器製造装置における高さ計測の原理の説明図 本発明の一実施の形態の電子機器製造装置の制御系の構成を示すブロック図 本発明の一実施の形態の電子機器製造装置によるケーブル装着動作の動作説明図 本発明の一実施の形態の電子機器製造装置におけるコネクタとケーブルの位置認識用の画像の説明図 本発明の一実施の形態の電子機器製造装置によるコネクタとケーブルの位置認識（第１実施例）における高さ計測の説明図 本発明の一実施の形態の電子機器製造装置によるコネクタとケーブルの位置認識における高さ計測用のサーチライン設定の説明図 本発明の一実施の形態の電子機器製造装置によるケーブル装着動作の動作説明図 本発明の一実施の形態の電子機器製造装置によるコネクタとケーブルの位置認識（第２実施例）における高さ計測の説明図 本発明の一実施の形態の電子機器製造装置によるコネクタとケーブルの位置認識（第３実施例）における高さ計測用の光の投光状態の説明図 本発明の一実施の形態の電子機器製造装置によるコネクタとケーブルの位置認識（第３実施例）における高さ計測の説明図 本発明の一実施の形態の電子機器製造装置によるコネクタとケーブルの位置認識（第４実施例）における高さ計測用の光の投光状態の説明図 本発明の一実施の形態の電子機器製造装置によるコネクタとケーブルの位置認識（第４実施例）における高さ計測の説明図

次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。まず図１を参照して、電子機器製造装置１の全体構成を説明する。電子機器製造装置１は車載機器などの電子機器４（図２、図３参照）を作業対象として、フレキシブルプリント基板などの帯状のケーブルを保持して、ワークである電子機器４の電子回路の一部を構成するコネクタに装着する作業を実行する。

図１において、基台２の上面２ａには作業ステージ３が設けられており、作業ステージ３は作業対象の電子機器４を位置決めして保持する。ここで図２、図３を参照して、作業対象の電子機器４について説明する。なお図２は、ケーブルをコネクタに装着する前の状態を、また図３はケーブルをコネクタに装着した状態を示している。

図２において、電子機器４は表示装置を備えた車載用の電子機器であり、電子機器４の主体となる回路基板１２はハンドリング用の基板キャリア１１に保持された状態で作業ステージ３に搬入される。回路基板１２は矩形の形状を有しており、回路基板１２の上面には複数の電子部品１２ａが実装されている。回路基板１２の一方の辺には、作業の対象となるケーブル１５が予め装着されている。ケーブル１５は、一端１５ａが回路基板１２に設けられた電子回路（図示省略）に接続された状態で、被装着部１５ｂが設けられた他端を上方に向けた姿勢で装着されている。

回路基板１２の実装面においてケーブル１５が接続された辺に臨む位置には、ケーブル１５を装着するためのコネクタ１３が設けられている。電子機器製造装置１による電子機器４を対象とする作業においては、ケーブル１５をコネクタ１３に装着する作業が行われる。さらに回路基板１２の実装面には、電子部品１７ａが実装されたサブ基板１７の端部にケーブル１８の一端１８ａを接続した構成のサブユニット１６が予め搭載されている。ケーブル１８の他端に形成された被装着部１８ｂは、回路基板１２の実装面に設けられたコネクタ１４に装着された状態となっている。

コネクタ１３には、ケーブル１５の一端１５ａの反対側の他端に形成された被装着部１５ｂが装着される。コネクタ１３において、被装着部１５ｂが装着される装着部１３ｂの底面の端子面１３ｃ（図９参照）には接続用の端子列が形成されており、被装着部１５ｂをコネクタ１３に挿入して装着した状態では、被装着部１５ｂに形成された配線パターン（図示省略）がこれらの端子列に接触する。

コネクタ１３は、装着された被装着部１５ｂの脱落を防止するためロック機構を構成するスイング部１３ａ（図１１も参照）を備えている。スイング部１３ａはコネクタ１３に対して揺動して開閉自在に設けられており、被装着部１５ｂをコネクタ１３に装着する前に電子機器４が作業ステージ３に搬入された状態では、スイング部１３ａは予め起立姿勢にあってロックが解除された状態にある（図９参照）。そして図３に示すように、被装着部１５ｂをコネクタ１３に装着した後には、ロックを有効にする。すなわちスイング部１３ａを押し倒して閉状態とし、被装着部１５ｂをスイング部１３ａによって押さえ込んで脱落を防止する。

図１において作業ステージ３は昇降動作および水平面内での回転動作が可能となっており、電子機器４を作業対象とするケーブル１５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。また作業ステージ３を回転させることにより、電子機器４において作業対象となるコネクタ１３が設けられた辺を、以下に説明するロボット部５による所定の作業位置に位置合わせする。

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１０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１０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１０は表示機能を有しており、電子機器製造装置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１０に表示される。なお、電子機器製造装置１の座標系については、作業装置の正面からみて左右に水平な方向をＸ軸、Ｘ軸に前後方向に直交する軸をＹ軸、Ｘ軸、Ｙ軸に上下方向に直行する軸をＺ軸とする。

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が配設されている。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、リンク部材７、ベース部８はロボット部５を構成する。

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り、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１５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ヘッド部９のベース部８に結合されている。

次に図４、図５を参照して、ヘッド部９の構成を説明する。なお図５は、図４におけるＡ矢視を示している。図４において、ベース部８は中心部に円形の開口部８ａを有する多角形状の板状部材である。ベース部８の対向する側辺には、ケーブル保持ツール２０およびコネクタロックツール３０がそれぞれ下部をベース部８の中心に向けた斜め姿勢で取り付けられている。ケーブル保持ツール２０とコネクタロックツール３０とが対向する対向線と直交する側辺には、投光器５０が同様に下部をベース部８の中心に向けた斜め姿勢で取り付けられている。さらに開口部８ａの上方には、撮像部４０が撮像方向を鉛直下方に向けた姿勢で配設されている。

図５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。そしてこの構成により、ロボット部５によってベース部８に取り付けられたケーブル保持ツール２０、コネクタロックツール３０および投光器５０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。これにより、作業ステージ３に保持された電子機器４に対して、ケーブル保持ツール２０、コネクタロックツール３０、撮像部４０および投光器５０を相対的に移動させることができる。

ケーブル保持ツール２０は、コネクタ１３へ装着されるケーブル１５を保持する機能を有している。コネクタロックツール３０は、コネクタ１３が備えたロック機構を有効にするために使用される。撮像部４０は、ケーブル保持ツール２０に保持されたケーブル１５と作業ステージ３に保持されたワークである電子機器４のコネクタ１３を撮像する。また投光器５０は、ケーブル保持ツール２０に保持されたケーブル１５と作業ステージ３に保持された電子機器４のコネクタ１３に、高さ計測用の光を投光する。

ロボット部５、ケーブル保持ツール２０、コネクタロックツール３０、撮像部４０および投光器５０を、制御部６０（図１２参照）によって制御して作動させることにより、電子機器製造装置１によって帯状のケーブル１５を電子機器４の電子回路の一部を構成するコネクタ１３に装着するケーブル装着作業およびこのケーブル装着作業に付随する画像認識および高さ認識のための処理が実行される。

次にケーブル保持ツール２０の構成を説明する。図５に示すベース部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設けられた開口部８ａから左方向に隔てた側辺部には、下方に延出する保持ブラケット２３が結合されている。保持ブラケット２３の下端部には、駆動部材２２ａを進退させる構成のアクチュエータ２２が進退方向を内側斜め下方に向けた姿勢で結合されている。駆動部材２２ａの先端部には、下面に設けられた保持面にケーブル１５を真空吸着により保持する機能を有するケーブル保持部２１が結合されている。アクチュエータ２２を駆動することにより、ケーブル保持部２１はヘッド部９における駆動中心に向かって内側斜め下方（矢印ａ）に進退する。

次にコネクタロックツール３０の構成を説明する。図５において、開口部８ａから右方向に隔てた側辺部には、下方に延出する保持ブラケット３４が結合されている。保持ブラケット３４の下端部には、駆動部材３３ａを進退させる構成のアクチュエータ３３が進退方向を内側斜め下方に向けた姿勢で結合されている。駆動部材３３ａの先端には、ローラ３１が板バネなどの弾発材よりなる緩衝部３２を介して結合されている。アクチュエータ３３を駆動することによりローラ３１は内側斜め方向（矢印ｂ）に進退する。

前述のようにコネクタ１３が備えたロック機構は、コネクタ１３に起倒自在に設けられたスイング部１３ａをコネクタロックツール３０を用いて押し倒すことによって、被装着部１５ｂのコネクタ１３への固定を行うようになっている。コネクタ１３においてスイング部１３ａを押し倒してロックを有効な状態とするには、起立した状態のスイング部１３ａに対して側面側からローラ３１を当接させ、ローラ３１によってスイング部１３ａを押し倒す（図１３（ｃ）参照）。

次に撮像部４０の構成および機能を説明する。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４１には、光学レンズ部４２およびカメラ４３より成る撮像部４０が、光軸４３ａを作業ステージ３側に向けた下向き姿勢で配設されている。すなわち撮像部４０は、ロボット部５によってケーブル保持ツール２０とともに移動するベース部８に取り付けられている。ロボット部５を作動させて、ヘッド部９を作業ステージ３に保持された電子機器４の上方に位置させた状態で、撮像部４０により撮像することにより、ケーブル保持ツール２０に保持されたケーブル１５の被装着部１５ｂと作業ステージ３に保持された電子機器４のコネクタ１３の画像（第１の画像）が取得される。

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４４が下方に立設されている。支持部材４４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４５が保持されており、照明保持板４５の下面にはＬＥＤなどの発光体よりなる照明４６が装着されている。撮像部４０による撮像に際しては、照明４６を点灯させて撮像対象のケーブル１５、コネクタ１３を照明する。

次に、投光器５０の構成および機能を説明する。ベース部８においてケーブル保持ツール２０、コネクタロックツール３０が対向する対向線と直交する位置には、投光器５０が配設されている。投光器５０は、先端面にはスリット光を照射するためのスリット孔５１ａが設けられた発光部５１を有している。発光部５１は固定ブラケット５５によってベース部８に結合された保持ブロック５４に嵌合して保持されており、スリット孔５１ａを内側斜め下方に向けた姿勢で配設されている。

図６は、このように配設された投光器５０から高さ計測用の光を投光した状態を示している。すなわち投光器５０を作動させることにより、発光部５１のスリット孔５１ａから光束が一方向に狭められたスリット状のスリット光５２が、投光方向ＤＲ（図７（ａ）参照）からケーブル保持ツール２０とコネクタロックツール３０とに挟まれた位置にある計測対象物であるケーブル１５とコネクタ１３に投光される。この計測対象物は撮像部４０の撮像視野４０ａに位置しており、投光器５０を作動させた状態で撮像部４０によって計測対象物を撮像することにより、高さ計測用の光が照射されたケーブル１５とコネクタ１３の画像（第２の画像）が取得される。

この第２の画像には、計測対象物に照射されたスリット光５２が反射されて撮像部４０のカメラ４３に受光されることにより画面上に現れたスリット光５３が含まれている。すなわちスリット光５３は、スリット光５２が反射されて撮像された画像におけるスリット光画像であり、本明細書において「５３」を含む符号が付された「スリット光」は、全てスリット光画像を意味している。

本実施の形態においては、上述のスリット光５３を含む第２の画像に基づいて計測対象物の高さを計測するようにしている。図７はこのようにして行われる高さ計測の計測原理を示している。ここでは、基準平面ＰＬ０に載置された計測対象物Ｔの上面の高さの異なる２つの面、すなわち基準平面ＰＬ０に対してそれぞれ高さ寸法Ｈ１、Ｈ２の位置にある計測対象面ＰＬ１、ＰＬ２の高さを計測する例を示している。

図７（ａ）に示すように、計測対象物Ｔには、垂直方向であるＺ軸に対して所定の傾斜角θをなす投光方向ＤＲから高さ計測用のスリット光５２が投光される。そしてスリット光５２が基準平面ＰＬ０、計測対象面ＰＬ１、ＰＬ２に照射されることにより、これらの面にはスリット光５２によってそれぞれスリット光照射線５２ａ（０）、５２ａ（１）、５２ａ（２）が現れる。

そしてスリット光５２が照射された状態の計測対象物Ｔを上方から撮像して取得された平面画像には、図７（ｂ）に示すように、スリット光照射線５２ａ（０）、５２ａ（１）、５２ａ（２）から反射された光が受光されたスリット光５３（０）、５３（１）、５３（２）が現れる。この平面画像において、スリット光５３（１）、５３（２）は、スリット光５３（０）からそれぞれ平面寸法Ｄ１、Ｄ２だけ隔てた位置に現れる。

このような平面寸法Ｄ１、Ｄ２は、スリット光５２がＺ軸から傾斜角θだけ傾いた投光方向ＤＲから投光されていることにより生じるものであることから、図７（ｂ）に示す平面寸法Ｄ１、Ｄ２を取得することにより、図７（ａ）に示す高さ寸法Ｈ１、Ｈ２を幾何演算により求めることができる。なお、高さ計測対象として必要とされる項目が、計測対象面ＰＬ１、ＰＬ２の高さ差（Ｈ２−Ｈ１）である場合には、図７（ｂ）に示す平面寸法Ｄ１、Ｄ２を個別に求める必要は無く、寸法差（Ｄ２−Ｄ１）のみを平面画像から直接求めればよい。

本実施の形態においては、ケーブル保持ツール２０に保持されたケーブル１５と作業ステージ３に保持された電子機器４のコネクタ１３に対して投光器５０によって高さ計測用のスリット光５２を投光し、この状態のケーブル１５とコネクタ１３とを撮像部４０によって撮像した第２の画像より、ケーブル１５の被装着部１５ｂとコネクタ１３との高さ差を求め、ロボット部５によってケーブル保持ツール２０を移動させてケーブル装着動作を行う際には、適正な規定の高さ差との偏差を補正するようにしている。

次に図８を参照して、電子機器製造装置１の制御系の構成を説明する。図１２において、制御部６０は、ロボット部５、作業ステージ３、撮像部４０（カメラ）、照明４６、投光器５０、ケーブル保持ツール２０を駆動するアクチュエータ２２、コネクタロックツール３０を駆動するアクチュエータ３３、操作パネル１０、報知部６４と接続されている。

制御部６０がロボット部５、作業ステージ３、アクチュエータ２２、アクチュエータ３３を制御することにより、図９、図１３に示すケーブル装着動作が実行される。ケーブル装着動作の実行過程においては、制御部６０は撮像部４０、投光器５０および照明４６を制御して、ケーブル保持ツール２０に保持されたケーブル１５の被装着部１５ｂと作業ステージ３に保持された電子機器４のコネクタ１３の２次元平面方向および高さ方向の位置検出のための認識処理を実行させる。これらの処理の実行のための操作指令は操作パネル１０を介して入力され、これにより制御部６０は所定の制御処理を実行する。報知部６４は、電子機器製造装置１によるケーブル装着動作の実行過程において異常や不具合が発生した場合の報知を、操作パネル１０に表示させる処理を行う。

また制御部６０は内部制御処理機能としての画像認識部６１、高さ認識部６２および装着動作演算部６３を備えている。さらに画像認識部６１は、コネクタ認識部６１ａ、ケーブル認識部６１ｂを含んで構成され、高さ認識部６２は、コネクタ高さ認識部６２ａ、ケーブル高さ認識部６２ｂを含んで構成されている。

画像認識部６１のコネクタ認識部６１ａ、ケーブル認識部６１ｂは、撮像部４０で撮像したケーブル１５とコネクタ１３の第１の画像（図１０に示す認識画像４０ｂ参照）より、ケーブル１５とコネクタ１３の位置をそれぞれ認識する。撮像部４０および画像認識部６１は、ケーブル保持ツール２０に保持されたケーブル１５と作業ステージ３に保持された電子機器４のコネクタ１３の二次元平面方向の位置を検出する第１の位置検出部を構成する。

高さ認識部６２のコネクタ高さ認識部６２ａ、ケーブル高さ認識部６２ｂは、撮像部４０で撮像した高さ計測用の光（スリット光５２）が照射されたケーブル１５とコネクタ１３の第２の画像（図１１に示す認識画像４０ｃ参照）より、ケーブル１５とコネクタ１３の高さをそれぞれ認識する。撮像部４０、投光器５０および高さ認識部６２は、ケーブル保持ツール２０に保持されたケーブル１５と作業ステージ３に保持された電子機器４のコネクタ１３の高さ方向の位置を検出する第２の位置検出部を構成する。

装着動作演算部６３は、ロボット部５によってケーブル保持ツール２０を移動させてケーブル１５をコネクタ１３に装着するケーブル装着動作において、上述の第１の位置検出部による検出結果、すなわちケーブル１５とコネクタ１３の二次元平面方向の位置検出結果と、第２の位置検出部の検出結果、すなわちケーブル１５とコネクタ１３の高さ方向の位置検出結果に基づいて、ロボット部５によってケーブル保持ツール２０を移動させる際の位置補正演算を行う。すなわち制御部６０は、ケーブル装着動作において第１の位置検出部と第２の位置検出部の検出結果に基づいてロボット部５を制御する。

次に図９、図１３を参照して、前述構成の電子機器製造装置１によるケーブル装着作業について説明する。ここに示すケーブル装着作業は、帯状のケーブル１５を電子機器４の電子回路の一部を構成するコネクタ１３に装着する電子機器製造方法に該当する。

ケーブル装着作業に際しては、まずコネクタ１３を有するワークである電子機器４を電子機器製造装置１に搬入して作業ステージ３に保持させる（ワーク保持工程）。図９（ａ）は、作業ステージ３に保持されてケーブル装着作業を実行する前の電子機器４の状態を示している。すなわちケーブル装着作業の対象となるケーブル１５は、その一端１５ａが電子機器４において回路基板１２に形成された電子回路（図示省略）に接続された状態であり、他端に設けられた被装着部１５ｂを上に向けた姿勢となっている。作業ステージ３上に搬入された状態の電子機器４においては、コネクタ１３はスイング部１３ａが起立してロックが解除された状態にある。

次に、コネクタ１３にケーブル１５の被装着部１５ｂを装着するケーブル装着作業が開始される。ここではまずロボット部５を作動させてケーブル保持ツール２０を移動させ（矢印ｃ）、立ち姿勢のケーブル１５に対してケーブル保持ツール２０のケーブル保持部２１の先端を接近させる。次いで図９（ｂ）に示すように、ケーブル保持ツール２０に仮保持動作を行わせる（矢印ｄ）。すなわちケーブル保持部２１の下面に設けられた保持面をケーブル１５の中間位置に接触させて、ケーブル１５を真空吸着により仮保持する。

次いで、保持位置調整動作が行われる。すなわち図９（ｃ）に示すように、ケーブル１５の被装着部１５ｂが、ケーブル保持部２１の先端から予め規定された突出長さＢだけ突出した状態となるようにケーブル保持ツール２０を移動させて（矢印ｅ）、ケーブル保持部２１による保持位置を調整する。そしてケーブル１５の保持位置を調整した後には、ケーブル保持部２１によってケーブル１５を真空吸着することにより、ケーブル保持ツール２０でケーブル１５を保持する（ケーブル保持工程）。

次に、図９（ｄ）に示すように、ケーブル１５を保持したケーブル保持ツール２０を移動させて（矢印ｆ）、ケーブル保持ツール２０で保持したケーブル１５の被装着部１５ｂをコネクタ１３に対して仮位置決めする（仮位置決め工程）。この仮位置決めは、ケーブル１５の被装着部１５ｂがコネクタ１３と同時に撮像部４０のカメラ４３による撮像が可能な撮像視野４０ａに位置するように、ケーブル保持ツール２０の位置を調整しながら行われる。ここでは、ケーブル保持部２１から突出長さＢだけ突出した被装着部１５ｂが上述の撮像視野４０ａに位置するようなケーブル保持ツール２０の仮停止位置が予め設定されている。

この仮位置決め状態においては、ケーブル保持ツール２０のケーブル保持部２１によって保持されたケーブル１５の被装着部１５ｂは、保持動作における位置誤差などに起因する二次元平面方向の位置ずれに加えて、ケーブル１５の反り変形などに起因して高さ方向にも位置ずれした状態にある。さらにコネクタ１３についても、作業ステージ３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の位置誤差、さらにはコネクタ１３自体の形状誤差などに起因して、二次元平面方向の位置ずれに加えて、高さ方向にも位置ずれした状態にある。すなわち、コネクタ１３とコネクタ１３に装着される被装着部１５ｂとの相対的な位置関係は、二次元平面方向、高さ方向を含む３次元的な位置ずれ状態にあり、さらにその位置ずれ状態は装着作業対象となるコネクタ１３毎にばらついている。

このようなコネクタ１３とケーブル１５との位置関係のばらつきを補正するため、本実施の形態に示す電子機器製造装置１においては、コネクタ１３と被装着部１５ｂとを位置合わせするための認識処理を、画像認識部６１、高さ認識部６２の認識処理機能によって行うようにしている。ここでは、コネクタ１３と仮位置決めされたケーブル１５の二次元平面方向の位置を検出する第１の位置検出工程が画像認識部６１の認識処理機能によって行われ、さらにコネクタ１３と仮位置決めされたケーブル１５の高さ方向の位置を検出する第２の位置検出工程が、高さ認識部６２の認識処理機能によって行われる。

第１の位置検出工程では、図９（ｄ）に示す仮位置決め状態において、ケーブル保持ツール２０に保持されて仮位置決めされたケーブル１５と、作業ステージ３に保持された電子機器４のコネクタ１３を、撮像部４０によって撮像する（第１の撮像工程）。これにより、図１０に示す第１の画像である認識画像４０ｂが取得される。

この認識画像４０ｂには、ロック機構を構成するスイング部１３ａが開状態となったケーブル装着前のコネクタ１３の画像とともに、このコネクタ１３に装着されるケーブル１５を保持したケーブル保持ツール２０のケーブル保持部２１の先端部を平面視した画像が現れている。なお、認識画像４０ｂにおいては、コネクタ１３の長手方向を第１方向と定義し、第１方向と直交し被装着部１５ｂとコネクタ１３とを結ぶ方向を第２方向と定義している。図１１、図１４、図１６、図１８においても同様である。

そして第１の撮像工程で撮像した認識画像４０ｂより、画像認識部６１の認識処理機能によってケーブル１５とコネクタ１３の位置を認識する（第１の画像認識工程）。具体的には、認識画像４０ｂにおいてコネクタ１３の位置を検出するための特徴点Ａ、Ｂ、Ｃの位置を求め、特徴点Ｂ、Ｃの中点をコネクタ１３の位置を示す代表点Ｍ１とする。さらに被装着部１５ｂの位置を検出するための特徴点Ｊ、Ｋの位置を求め、特徴点Ｊ、Ｋ２の中点を被装着部１５ｂの位置を示す代表点Ｍ２とする。

本実施の形態においては、上述の二次元方向の位置検出に加え、コネクタ１３と仮位置決めされたケーブル１５の被装着部１５ｂの高さ方向の位置を検出するようにしている（第２の位置検出工程）。この第２の位置検出工程では、投光器５０を作動させてケーブル保持ツール２０に保持されたケーブル１５の被装着部１５ｂと作業ステージ３に保持された電子機器４のコネクタ１３に、高さ計測用の光としてスリット状のスリット光（図６に示すスリット光５２参照）を投光する（計測光照射工程）。

次いで、高さ計測用の光が照射されたケーブル１５の被装着部１５ｂとコネクタ１３を撮像部４０によって撮像する（第２の撮像工程）。これにより、図１１に示す第２の画像である認識画像４０ｃが取得される。そしてこの認識画像４０ｃより、高さ認識部６２の認識処理機能によってケーブル１５の被装着部１５ｂとコネクタ１３の高さを認識する（第２の画像認識工程）。

以下、第２の位置検出工程において実行される処理の詳細について説明する。上述の認識画像４０ｃには、照射されたスリット光５２がケーブル１５の被装着部１５ｂとコネクタ１３の表面で反射してカメラ４３に受光された画像としてのスリット光５３が含まれている。ここでは、ケーブル保持部２１から突出した被装着部１５ｂにおいて計測対象として設定された範囲およびコネクタ１３の全範囲を含む第２方向の照射範囲にスリット光５２が照射される。

このとき、図６にて説明したように、スリット光５２は規定の傾斜角θだけＺ軸から傾いた投光方向ＤＲから照射されることから、認識画像４０ｃにおけるスリット光５３は、計測対象面の高さに応じて、投光方向ＤＲの平面方向である第１方向に位置ずれした状態で現れる。すなわち計測対象においてコネクタ１３が実装された電子機器４の上面は、この撮像範囲では最も高さが低いことから、電子機器４の上面に相当する部位に照射されたスリット光５２の反射光によるスリット光５３ａ、５３ｅは、認識画像４０ｃにおいて第１方向の最も右側（投光方向ＤＲの反対側）に位置して現れる。

そしてコネクタ１３、被装着部１５ｂの上面に照射されたスリット光５２からの反射光によるスリット光５３は、それぞれの部位の高さに応じて第１方向の左側へ位置ずれした状態で認識画像４０ｃに現れる。すなわち、コネクタ１３の上面、起立状態のスイング部１３ａの傾斜面、端子面１３ｃの上面、被装着部１５ｂの上面からのそれぞれの反射光によって、スリット光５３ｂ、５３ｃ、５３ｄ、５３ｆがそれぞれの部位の高さに応じて第１方向の左側へ位置ずれした状態で現れる。

ここでは、被装着部１５ｂをコネクタ１３の装着部１３ｂ（図９（ａ）参照）に装着する際の高さ位置を補正することが目的であることから、コネクタ１３の上面および被装着部１５ｂにおける先端部近傍の上面を計測対象部位として設定している。そして認識画像４０ｃには、これらの計測対象部位上で反射したスリット光を検出するためのサーチラインＬ１、Ｌ２が、それぞれ第１方向に沿って設定される。

すなわち、認識画像４０ｃのコネクタ１３の上面に対応する位置には、サーチラインＬ１が特徴点Ａ、Ｂおよび予め所定長さに設定された参照寸法Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３に基づいて以下のようにして設定される。図１２（ａ）に示すように、特徴点Ａ、Ｂを結ぶ線分ＡＢにおいて特徴点Ａから参照寸法Ｒ１だけ特徴点Ｂ側に隔てた点を補助点Ｅとする。そして補助点Ｅから線分ＡＢに直交する第１方向の直線において、補助点Ｅから参照寸法Ｒ２だけ隔てた点をサーチ開始位置Ｓ１とし、補助点Ｅから参照寸法Ｒ３だけ隔てた点をサーチ終了位置Ｇ１とするサーチラインＬ１を設定する。

また認識画像４０ｃの被装着部１５ｂの先端部近傍の上面に対応する位置には、サーチラインＬ２が特徴点Ｊ、Ｋおよび予め所定長さに設定された参照寸法Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６に基づいて以下のようにして設定される。図１２（ｂ）に示すように、特徴点Ｊ、Ｋを結ぶ線分ＪＫにおいて特徴点Ｊからそれぞれ参照寸法Ｒ４、Ｒ５だけ特徴点Ｋ側に隔てた点をそれぞれ補助点Ｆ、Ｈとする。そして補助点Ｆ、Ｈからそれぞれ線分ＪＫに直交する第２方向の直線において、補助点Ｆから被装着部１５ｂの内側方向（図において下側方向）に参照寸法Ｒ６だけ隔てた点をサーチ開始位置Ｓ２とし、補助点Ｈから参照寸法Ｒ６だけ隔てた点をサーチ終了位置Ｇ２とするサーチラインＬ２を設定する。

図１１に示す認識画像４０ｃに基づく高さ計測においては、このようにして設定されたサーチラインＬ１、Ｌ２に沿って明るさを検出するサーチを行う。まずコネクタ１３の上面に設定されたサーチラインＬ１に沿って明るさを検出するサーチにおいては、サーチラインＬ１とスリット光５３ｂとの交点が他位置よりも明るい検出点Ｐ１として検出される。

そしてこの検出点Ｐ１の第１方向における位置に基づいて、コネクタ１３の上面の検出点Ｐ１における高さが求められる。この高さ検出においては、例えば検出点Ｐ１と電子機器４の上面におけるスリット光５３を示すスリット光５３ａとの位置ずれ量Ｄｂを求めることにより、電子機器４の上面に対するコネクタ１３の上面の相対高さを求めることができる。なお、被装着部１５ｂの装着部位に最も近い端子面１３ｃを計測対象部位として設定し、端子面１３ｃにサーチラインＬ１を設定することも可能である。しかし端子面１３ｃには端子列が設けられて凹凸度合いが大きく、計測対象部位としては好ましくないことから、本実施の形態ではコネクタ１３の本体の上面を計測対象部位としている。

次に被装着部１５ｂの上面に設定されたサーチラインＬ２に沿って明るさを検出するサーチにおいては、サーチラインＬ２とスリット光５３ｆとの交点が他位置よりも明るい検出点Ｐ２として検出される。そしてこの検出点Ｐ２の第１方向における位置に基づいて、被装着部１５ｂの先端部近傍における上面の高さが求められる。例えば検出点Ｐ２と電子機器４の上面におけるスリット光５３を示すスリット光５３ｅとの位置ずれ量Ｄｆを求めることにより、電子機器４の上面に対する被装着部１５ｂの上面の相対高さを求めることができる。

上述の処理は、高さ認識部６２によって実行される第２の画像認識工程における処理を示している。ここでは、画像認識部６１によって実行される第１の画像認識工程で得たケーブル１５とコネクタ１３の特徴点（特徴点Ａ、Ｂ、Ｊ、Ｋ）の位置に基づいて、サーチラインＬ１、Ｌ２を設定するようにしている。そして設定されたサーチラインＬ１、Ｌ２に沿って明るさをサーチすることにより、認識画像４０ｃに含まれるスリット光５３の検出箇所（ここでは、スリット光５３ｂにおける検出点Ｐ１、スリット光５３ｆにおける検出点Ｐ２）を絞り込むようにしている。

なお上述例では、ケーブル１５の被装着部１５ｂとコネクタ１３の高さを計測する高さ計測において、電子機器４の上面に対するそれぞれの個別の高さを求める例を示しているが、コネクタ１３に対する被装着部１５ｂの相対高さを直接求めるようにしてもよい。すなわち、この高さ計測の目的はコネクタ１３に被装着部１５ｂを装着する際の高さ方向の位置ずれ補正量を求めることであることから、認識画像４０ｃにおいてスリット光５３ｂとスリット光５３ｆとの第１方向の位置ずれ量を求めることにより、コネクタ１３に対する被装着部１５ｂの相対高さを直接求めることができる。

このようにして第１の位置検出工程、第２の位置検出工程が実行されて、ケーブル１５の被装着部１５ｂとコネクタ１３との二次元平面方向の位置および高さ方向の位置が検出されたならば、第１の位置検出工程、第２の位置検出工程における検出結果に基づいて、制御部６０によってロボット部５を制御することにより、ケーブル保持ツール２０を移動させてケーブル１５の被装着部１５ｂをコネクタ１３に装着する（コネクタ装着工程）。

このコネクタ装着工程では、コネクタ１３、被装着部１５ｂのそれぞれの代表点Ｍ１、Ｍ２（図１０に示す認識画像４０ｂ参照）が適正な位置関係となるよう、さらに被装着部１５ｂがコネクタ１３の装着部１３ｂに対して適正な高さとなるように、ケーブル１５を保持したケーブル保持ツール２０を位置合わせする。これとともに、図１３（ａ）に示すように、ケーブル保持ツール２０を移動させて（矢印ｇ）、ケーブル１５の被装着部１５ｂを電子機器４のコネクタ１３の装着部１３ｂに幾分斜め方向から挿入する。このとき、スイング部１３ａは起立した開状態にあり、被装着部１５ｂの挿入を妨げない。

次いで図１３（ｂ）に示すように、ケーブル保持ツール２０の姿勢を調整して（矢印ｈ）、被装着部１５ｂを水平姿勢にしてコネクタ１３の端子面１３ｃ（図９（ａ）参照）に、被装着部１５ｂに形成された配線パターンを接触させる。このようにしてコネクタ１３にケーブル１５を装着した後には、コネクタ１３におけるケーブル１５のロックを有効にする操作が行われる。

すなわち図１３（ｃ）に示すように、ロック操作の対象となるコネクタ１３にコネクタロックツール３０を接近させる（矢印ｉ）。そしてコネクタロックツール３０のローラ３１を、起立状態のスイング部１３ａに斜め上方から当接させて押し付け、緩衝部３２の弾発力によりスイング部１３ａを押し倒す。これにより、コネクタ１３の装着部１３ｂに装着された被装着部１５ｂは、図１３（ｄ）に示すように、スイング部１３ａによって押さえ込まれ、コネクタ１３からのケーブル１５の脱落が防止される。

なお上述の図１１にて示す第１実施例においては、計測対象部位としての被装着部１５ｂにサーチラインＬ２を一箇所のみ設定する例を示しているが、被装着部１５ｂの変形状態によっては、被装着部１５ｂの複数箇所にサーチラインを設定するようにしてもよい。例えば、図１４に示す第２実施例では、被装着部１５ｂにおいてケーブル１５の装着方向である第２方向の異なる位置に、２箇所のサーチラインＬ２、Ｌ３を設定した例を示している。

そして第２の位置検出工程における第２の画像認識工程では、認識画像４０ｃにおいてサーチラインＬ２、Ｌ３に沿って明るさをサーチすることにより、スリット光５３ｆとの交点である検出点Ｐ２、Ｐ３が検出される。このとき、被装着部１５ｂが先端部の垂れ下がりなど、第２方向に３次元的な変形を生じている場合には、検出点Ｐ２、Ｐ３の第１方向における位置は当該位置における高さに応じて異なったものとなる。

例えば、ここに示す例では、電子機器４の上面に対応したスリット光５３ｅと検出点Ｐ２、Ｐ３との第１方向の位置ずれが、それぞれ位置ずれ量Ｄｆ（２）とこれよりも大きい位置ずれ量Ｄｆ（３）となっている。これにより、被装着部１５ｂは先端部に近い検出点Ｐ２の方が検出点Ｐ３よりも下方に変形した垂れ下がり形状であることが検出される。

すなわち、この第２実施例においては、高さ認識部６２による第２の画像認識工程で、少なくともケーブル１５の表面の複数箇所でスリット光５３ｆを検出して高さを認識するようになっている。もちろん、ケーブル１５の表面以外の所望の位置においてスリット光を検出して高さを検出するようにしてもよい。

また図１５、図１６は、第２の位置検出部を構成する投光器を複数備えた例（第３実施例）を示している。図１５に示すように、ベース部８においてケーブル保持ツール２０、コネクタロックツール３０が対向する対向線と直交する位置には、２つの投光器５０Ａ，５０Ｂが対向して配設されている。投光器５０Ａ，５０Ｂは、いずれも先端面にはスリット光を照射するためのスリット孔５１ａが設けられた発光部５１を有している。

投光器５０Ａ，５０Ｂを作動させることにより、それぞれの発光部５１のスリット孔５１ａから、図６に示すスリット光５２と同様のスリット光５２が、対向する方向の投光方向ＤＲＡ、ＤＲＢからケーブル保持ツール２０とコネクタロックツール３０とに挟まれた位置にあるケーブル１５とコネクタ１３に投光される。ケーブル１５とコネクタ１３は撮像部４０の撮像視野４０ａに位置しており、投光器５０Ａ，５０Ｂを作動させた状態で撮像部４０によって撮像することにより、高さ計測用の光が照射されたケーブル１５とコネクタ１３の画像（第２の画像）が取得される。この第２の画像には、ケーブル１５とコネクタ１３に照射されたスリット光５２が反射されて撮像部４０のカメラ４３に受光されることにより画面上に現れたスリット光５３Ａ，５３Ｂが含まれている。

図１６は、このようにして照射されたスリット光５２が反射されて画面上に現れたスリット光５３Ａ，５３Ｂを含む認識画像４０ｃを示している。この第３実施例においても第１実施例と同様に、認識画像４０ｃより高さ認識部６２の認識処理機能によってケーブル１５の被装着部１５ｂとコネクタ１３の高さを認識する。

この第３実施例では、コネクタ１３、被装着部１５ｂに対して複数の投光器５０Ａ，５０Ｂによりそれぞれ個別にスリット光５２を投光することによって、認識画像４０ｃの第１方向における２つの位置でスリット光５３Ａ，５３Ｂを取得するようにしている。そしてスリット光５３Ａ，５３Ｂのそれぞれにおいて、図１１に示すスリット光５３を対象とする場合と同様に、被装着部１５ｂとコネクタ１３との高さが個別に計測される。

この認識画像４０ｃにおいては、投光方向ＤＲＡ、ＤＲＢが相対向する方向であることから、スリット光５３Ａ，５３Ｂによって高さ差による第１方向への位置ずれ方向が異なって現れる。すなわちスリット光５３Ａでは、高さが高いほどスリット光５３Ａが左側に偏位して現れ、スリット光５３Ｂでは、高さが高いほどスリット光５３Ｂが右側に偏位して現れる。

そしてこの第３実施例では、スリット光５３Ａｂ、５３Ａｆの第１方向の位置より、当該スリット光５３Ａの位置における被装着部１５ｂとコネクタ１３の高さが求められ、同様にスリット光５３Ｂｂ、５３Ｂｆの第１方向の位置より当該スリット光５３Ｂの位置における被装着部１５ｂとコネクタ１３の高さが求められる。すなわち第３実施例では、第１方向における異なる２位置での被装着部１５ｂとコネクタ１３の高さを求めることができるようになっている。

さらに図１７，図１８は、第２の位置検出部を構成する投光器として、複数のスリット孔５１ａを備えた発光部５１ｃを有する投光器５０Ｃを使用する例（第４実施例）を示している。図１７に示すように、ベース部８においてケーブル保持ツール２０、コネクタロックツール３０が対向する対向線と直交する位置には、投光器５０Ｃが配設されている。投光器５０Ｃは、先端面にはスリット光を照射するための複数のスリット孔５１ａが設けられた発光部５１ｃを有している。

投光器５０Ｃを作動させることにより、それぞれのスリット孔５１ａから図６に示すスリット光５２と同様のスリット光５２が、同一の投光方向ＤＲからケーブル保持ツール２０とコネクタロックツール３０とに挟まれた位置にあるケーブル１５とコネクタ１３に投光される。ケーブル１５とコネクタ１３は撮像部４０の撮像視野４０ａに位置しており、投光器５０Ｃを作動させた状態で撮像部４０によって撮像することにより、高さ計測用の光が照射されたケーブル１５とコネクタ１３の画像（第２の画像）が取得される。この第２の画像には、ケーブル１５とコネクタ１３に照射された複数（ここでは２つ）のスリット光５２が反射されて撮像部４０のカメラ４３に受光されることにより画面上に現れたスリット光５３Ｃ１、５３Ｃ２が含まれている。

図１８は、このようにして照射された２つのスリット光５２が反射されて画面上に現れたスリット光５３Ｃ１、５３Ｃ２を含む認識画像４０ｃを示している。この第４実施例においても第１実施例と同様に、認識画像４０ｃより高さ認識部６２の認識処理機能によってケーブル１５の被装着部１５ｂとコネクタ１３の高さを認識する。

この第４実施例では、コネクタ１３、被装着部１５ｂに対して２つのスリット孔５１ａを備えた投光器５０Ｃにより２つのスリット光５２を投光することによって、認識画像４０ｃの第１方向における２つの位置でスリット光５３Ｃ１、５３Ｃ２を取得するようにしている。そしてスリット光５３Ｃ１、５３Ｃ２のそれぞれにおいて、図１１に示すスリット光５３を対象とする場合と同様に、被装着部１５ｂとコネクタ１３との高さが個別に計測される。

この認識画像４０ｃにおいては、２つのスリット孔５１ａから同一の投光方向ＤＲでスリット光５２が投光されることから、スリット光５３Ｃ１、５３Ｃ２のいずれについても、高さ差による第１方向への位置ずれ方向が同一方向となっている。すなわちスリット光５３Ｃ１、５３Ｃ２のいずれにおいても、高さが高いほどスリット光５３Ｃ１、５３Ｃ２が左側に偏位して現れる。なお、２つのスリット光５２が同一の傾斜角度θを有する投光方向ＤＲから投光される場合には、認識画像４０ｃにおける第１方向の位置ずれ量と実際の高さ差との換算比率はスリット光５３Ｃ１、５３Ｃ２のいずれについても同じとなる。これに対し、２つのスリット光５２が異なる傾斜角度θを有する投光方向ＤＲから投光される場合には、上述の換算比率は傾斜角度θによって異なったものとなる。

そしてこの第４実施例においても、前述例と同様にスリット光５３Ｃ１ｂ、スリット光５３Ｃ２ｆの第１方向の位置より、当該スリット光５３Ｃ１の位置における被装着部１５ｂとコネクタ１３の高さが求められ、同様にスリット光５３Ｃ２ｂ、スリット光５３Ｃ２ｆの第１方向の位置より当該スリット光５３Ｃ２の位置における被装着部１５ｂとコネクタ１３の高さが求められる。すなわち第４実施例においても同様に、第１方向における異なる２位置での被装着部１５ｂとコネクタ１３の高さを求めることができるようになっている。

すなわち上述の第３実施例、第４実施例においては、コネクタ１３と仮位置決めされたケーブル１５の被装着部１５ｂの高さ方向の位置を検出する第２の位置検出工程での計測光照射工程において、複数（ここに示す例では２つ）のスリット光５２を照射するようにしている。したがって、前述のように第１方向における異なる２位置での被装着部１５ｂとコネクタ１３の高さを求めることができる。これにより、被装着部１５ｂをコネクタ１３に装着するコネクタ装着動作において、コネクタ１３と被装着部１５ｂとの第２方向の高さ関係とともに、第１方向の高さ関係、例えば被装着部１５ｂのねじれ変形などをも考慮に入れた位置補正動作が可能となっている。

上記説明したように、本実施の形態に示す電子機器製造装置１による電子機器製造方法では、帯状のケーブル１５を作業ステージに保持された電子機器のコネクタ１３に装着するコネクタ装着作業に際しケーブル１５を保持するケーブル保持ツール２０を移動させてコネクタ１３に装着する構成とし、ケーブル保持ツール２０に保持されたケーブル１５と電子機器のコネクタ１３を撮像した第１の画像からケーブル１５とコネクタ１３の二次元平面方向の位置を検出し、ケーブル保持ツール２０に保持されたケーブル１５とコネクタ１３に投光器５０によってスリット光を投光した状態を撮像した第２の画像からケーブル１５とコネクタ１３の高さ方向の位置を検出し、これらの検出結果に基づいてケーブル１５のコネクタ１３への装着動作を制御するようにしている。

これにより、ケーブル１５とコネクタ１３との位置合わせに際して、二次元平面方向のみならず高さ方向の位置誤差を含めて補正することができる。したがって撓みやすく終端にコネクタ１３との高さ方向の位置誤差を有するケーブル１５を対象とする場合にあっても、接続作業を簡便な構成の設備によって自動化することができる。

本発明の電子機器製造装置および電子機器製造方法は、撓みやすく終端にコネクタとの高さ方向の位置誤差を有するケーブルの接続作業を簡便な構成の設備によって自動化することができるという効果を有し、帯状のケーブルをコネクタに装着して電子機器を製造する作業分野において有用である。

１ 電子機器製造装置
３ 作業ステージ
４ 電子機器
５ ロボット部
８ ベース部
１３ コネクタ
１５ ケーブル
１５ｂ 被装着部
２０ ケーブル保持ツール
３０ コネクタロックツール
４０ 撮像部
４０ａ 撮像視野
４０ｂ 認識画像（第１の画像）
４０ｃ 認識画像（第２の画像）
５０、５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ 投光器
５２ スリット光
５３、５３Ａ、５３Ｂ、５３Ｃ１、５３Ｃ２ スリット光（スリット光画像）

Claims (17)

1. ケーブルを保持するケーブル保持ツールと、高さ計測用の光を投光する投光器と、撮像部と、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の被装着部が装着されるコネクタを備えるワークに対して前記ケーブル保持ツールを相対的に移動させるロボット部と、
   前記撮像部を含み、前記ケーブル保持ツールに保持されたケーブルと前記ワークのコネクタの二次元平面方向の位置を検出する第１の位置検出部と、
   前記撮像部と前記投光器を含み、前記投光器より前記高さ計測用の光が照射された前記ケーブル保持ツールに保持されたケーブルと前記ワークのコネクタの高さ方向の位置を検出する第２の位置検出部と、
   前記第１の位置検出部と前記第２の位置検出部の検出結果に基づいて前記ロボット部を制御する制御部と、
   を備え、
   前記ロボット部は、前記ケーブル保持ツールに保持された前記ケーブルの前記被装着部が前記コネクタと共に前記撮像部による撮像が可能な撮像視野に位置するように前記ケーブル保持ツールを移動させ、
   前記撮像部は、前記第１の位置検出部と前記第２の位置検出部において前記撮像視野に位置する前記ケーブルと前記コネクタを撮像する、電子機器製造装置。
2. 前記撮像部は、前記第１の位置検出部において前記撮像視野に位置する前記ケーブルと前記コネクタを撮像し、前記第２の位置検出部において前記撮像視野に位置する前記高さ計測用の光が照射された前記ケーブルと前記コネクタを撮像する、請求項１記載の電子機器製造装置。
3. 前記第１の位置検出部は、前記撮像部によって撮像した第１の画像より前記ケーブルと前記コネクタの位置を認識する画像認識部を含む、請求項１または２に記載の電子機器製造装置。
4. 前記第２の位置検出部は、前記撮像部で撮像した前記高さ計測用の光が照射された前記ケーブルと前記コネクタの第２の画像より、前記ケーブルと前記コネクタの高さを認識する高さ認識部を含む、請求項１から３のいずれかに記載の電子機器製造装置。
5. 前記投光器から投光される高さ計測用の光はスリット状のスリット光である、請求項１から４のいずれかに記載の電子機器製造装置。
6. 前記第２の画像には前記ケーブルと前記コネクタの表面で反射した前記スリット光が含まれており、前記高さ認識部は、前記画像認識部で得た前記ケーブルと前記コネクタの特徴点の位置に基づいて、前記第２の画像に含まれる前記スリット光の検出箇所を絞り込む、請求項５記載の電子機器製造装置。
7. 前記第２の画像には前記ケーブルと前記コネクタの表面で反射した前記スリット光が含まれており、前記高さ認識部は、少なくとも前記ケーブルの表面の複数箇所で前記スリット光を検出して高さを認識する、請求項５記載の電子機器製造装置。
8. 前記投光器から複数のスリット光を照射する、請求項５記載の電子機器製造装置。
9. 前記投光器が複数である、請求項１から８のいずれかに記載の電子機器製造装置。
10. 電子機器製造装置によってワークが備えるコネクタにケーブルの被装着部を装着する電子機器製造方法であって、
    前記電子機器製造装置は、
    ケーブルを保持するケーブル保持ツールと、高さ計測用の光を投光する投光器と、撮像部と、が装着されたベース部を備え、
    前記ケーブル保持ツールで前記ケーブルを保持するケーブル保持工程と、
    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移動させて、前記ケーブル保持ツールに保持された前記ケーブルの前記被装着部が前記コネクタと共に前記撮像部による撮像が可能な撮像視野に位置するように前記ケーブル保持ツールで保持した前記ケーブルを前記コネクタに対して仮位置決めする仮位置決め工程と、
    前記コネクタと前記仮位置決めされたケーブルの二次元平面方向の位置を検出する第１の位置検出工程と、
    前記コネクタと前記仮位置決めされたケーブルに前記高さ計測用の光を投光して高さ方向の位置を検出する第２の位置検出工程と、
    前記第１の位置検出工程と前記第２の位置検出工程における検出結果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を前記コネクタに装着するコネクタ装着工程と、
    を含む、電子機器製造方法。
11. 前記第１の位置検出工程は、前記撮像部により前記ケーブル保持ツールに保持されたケーブルと前記ワークのコネクタを撮像する第１の撮像工程を含み、
    前記第２の位置検出工程は、前記投光器により前記ケーブル保持ツールに保持されたケーブルと前記ワークのコネクタに前記高さ計測用の光を投光する計測光照射工程と、前記撮像部により前記高さ計測用の光が照射された前記ケーブルと前記コネクタ撮像する第２の撮像工程を含む、請求項１０記載の電子機器製造方法。
12. 前記第１の位置検出工程は、前記第１の撮像工程で撮像した第１の画像より前記ケーブルと前記コネクタの位置を認識する第１の画像認識工程を含む、請求項１１記載の電子機器製造方法。
13. 前記第２の位置検出工程は、前記第２の撮像工程で撮像した第２の画像より前記ケーブルと前記コネクタの高さを認識する第２の画像認識工程を含む、請求項１１または１２に記載の電子機器製造方法。
14. 前記計測光照射工程の高さ計測用の光はスリット状のスリット光である、請求項１１から１３のいずれかに記載の電子機器製造方法。
15. 前記第２の画像には前記ケーブルと前記コネクタの表面で反射した前記スリット光が含まれており、前記第２の画像認識工程では、前記第１の画像認識工程で得た前記ケーブルと前記コネクタの特徴点の位置に基づいて、前記第２の画像に含まれる前記スリット光の検出箇所を絞り込む、請求項１４記載の電子機器製造方法。
16. 前記第２の画像には前記ケーブルと前記コネクタの表面で反射した前記スリット光が含まれており、前記第２の画像認識工程では、少なくとも前記ケーブルの表面の複数箇所で前記スリット光を検出して高さを認識する、請求項１４記載の電子機器製造方法。
17. 前記計測光照射工程は複数のスリット光を照射する、請求項１４記載の電子機器製造方法。

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