JP7261957B2 - 電子機器組み立て装置および電子機器組み立て方法 - Google Patents

Description

本発明は、ワークが備えるコネクタにケーブルを装着する電子機器組み立て装置および電子機器組み立て方法に関する。

車載用電子装置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（フレキシブル基板）を用いたケーブル（以下、単に「ケーブル」と略記する。）が多用される。ケーブルを機能モジュールが備えるコネクタに装着する電子機器組み立て装置として、ケーブル保持部とカメラが装着されたベース部をパラレルリンク型のロボットで作動させるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の電子機器組み立て装置は、ケーブル保持部がチャックブロックとブレードでケーブルを上下方向から挟み込んで保持し、保持したケーブルを機能モジュールが備えるコネクタに接近させ、ケーブルの先端部とコネクタを上方からカメラで撮像して両者の位置を確認しながらケーブルの先端部をコネクタに装着させている。

特開２０１８－６９４１５号公報

ところで、柔軟性のあるケーブルに接着剤で補強板を張り合わせたケーブルの先端部は、製造過程で反りが生じることがある。しかしながら、特許文献１を含む従来技術では、先端部の反りが大きいとケーブルをコネクタに装着できないことがあるという問題点があった。

そこで本発明は、ケーブルの先端部に反りが生じているケーブルでもコネクタに装着することができる電子機器組み立て装置および電子機器組み立て方法を提供することを目的とする。

本発明の電子機器組み立て装置は、供給部から供給されるケーブルを保持するケーブル保持部と、前記ケーブルの先端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部を移動させるロボット部と、前記ロボット部、前記ケーブル保持部を作動させることにより、前記ケーブルを移動させる制御部と、を備え、前記ケーブルの先端部は、前記コネクタに装着する被装着部と、前記被装着部の後方に接合された補強板を含んで構成され、前記ケーブル保持部は、前記ケーブルの先端部の形状に適応する挟持部を有し、前記挟持部は、前記ケーブルの一の面に当接する当接面と、前記当接面を挟んで前記ケーブルの方向に延伸し、前記ケーブル保持部が前記ケーブルに沿って移動する方向の前部に前記補強板の側部が侵入する溝が形成された一対のガイド部と、を有し、前記制御部は、前記挟持部の前記一対のガイド部の間が前記供給部から供給される前記ケーブルを通過するように前記ケーブル保持部を移動させて、前記挟持部の前記当接面を前記ケーブルに当接させた後、前記ケーブル保持部を前記ケーブルに沿って移動させ、前記一対のガイド部の溝に前記補強板の側部を侵入させて前記ケーブルを保持させる。

本発明の電子機器組み立て方法は、電子機器組み立て装置によってワークが備えるコネクタにケーブルの先端部を装着する電子機器組み立て方法であって、前記電子機器組み立て装置は、ケーブルを供給する供給部と、前記ケーブルを保持する挟持部を有するケーブル保持部と、を備え、前記ケーブルの先端部は、前記コネクタに装着する被装着部と、前記被装着部の後方に接合された補強板を含んで構成され、前記挟持部は、前記ケーブルの一の面に当接する当接面と、前記当接面を挟んで前記ケーブルの方向に延伸し、前記ケーブル保持部が前記ケーブルに沿って移動する方向の前部に前記補強板の側部が侵入する溝が形成された一対のガイド部と、を有し、前記挟持部の前記一対のガイド部の間が前記供給部から供給される前記ケーブルを通過するように前記ケーブル保持部を移動させて、前記挟持部の前記当接面を前記ケーブルに当接させる挟持部当接工程と、前記ケーブル保持部を前記供給部から供給される前記ケーブルに沿って移動させて、前記一対のガイド部の溝に前記補強板の側部を侵入させて前記ケーブルを保持させるケーブル保持工程を含む。

本発明によれば、ケーブルの先端部に反りが生じているケーブルでもコネクタに装着することができる。

本発明の一実施の形態の電子機器組み立て装置の斜視図 本発明の一実施の形態の電子機器組み立て装置が備えるベース部の構成説明図 本発明の一実施の形態の電子機器組み立て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組み立て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組み立て装置の作業対象となる（ａ）ケーブルの構成説明図（ｂ）ケーブルを格納するトレイの構成説明図 本発明の一実施の形態の電子機器組み立て装置が備えるケーブル保持部の（ａ）側面図（ｂ）底面図（ｃ）前面図 （ａ）（ｂ）（ｃ）本発明の一実施の形態の電子機器組み立て装置によるケーブル保持部によるケーブルの保持動作の説明図 本発明の一実施の形態の電子機器組み立て装置が備えるケーブル保持部がケーブルを保持した状態を示す（ａ）底面図（ｂ）前面図 （ａ）（ｂ）（ｃ）本発明の一実施の形態の電子機器組み立て装置が備える挟持部による反りが生じているケーブルの矯正の説明図 本発明の一実施の形態の電子機器組み立て装置の作業対象となるトレイに設けられたストッパーの機能説明図 本発明の一実施の形態の電子機器組み立て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組み立て方法を示すフロー図 本発明の一実施の形態の電子機器組み立て方法におけるコネクタまでの距離計測の説明図 本発明の一実施の形態の電子機器組み立て方法におけるコネクタとケーブルの相対位置検出の説明図 （ａ）（ｂ）（ｃ）本発明の一実施の形態の電子機器組み立て方法におけるケーブルのコネクタへの装着動作の説明図

次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。本開示は、以下の実施の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開示に含まれる。まず図１を参照して、電子機器組み立て装置１の全体構成を説明する。電子機器組み立て装置１は車載用電子機器などの電子機器４（図３、図４参照）を作業対象として、電子機器４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にケーブル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と供給部５が設けられている。作業ステージ３は、作業対象のワークである電子機器４を位置決めして保持する。供給部５は、複数のケーブル６が格納されたトレイ７を所定の位置に搬送する。すなわち、供給部５は、ケーブル６をトレイ７に載置した状態で供給する。

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、ケーブル６をコネクタに装着する前の状態を、また図４はケーブル６をコネクタに装着した状態を示している。図３において、電子機器４は計器板のメータ、ナビゲーション装置、ルームミラー、各種コントローラなど、表示装置を有する車載用電子機器であり、電子部品１３ａが実装された回路基板１３および表示装置１４を主体としている。なお図３，図４は、表示装置１４の表示面を下向きにして載置した状態を示している。

回路基板１３の実装面の縁部（ここでは１つの長辺の縁部）には、ケーブル６の先端部６ａに形成された被装着部６ｂ（図５（ａ）参照）が装着されるコネクタ１５が設けられている。コネクタ１５において、被装着部６ｂが装着される装着部１５ａの底面の端子面１５ｂには接続用の端子列が形成されている。被装着部６ｂをコネクタ１５に挿入して装着した状態では、被装着部６ｂに形成された配線パターン６ｆ（図８（ａ）参照）がこれらの端子列に接触する。

コネクタ１５は、装着された被装着部６ｂの脱落を防止するためのカバー部材１６を有するロック機構を備えている。カバー部材１６はコネクタ１５に対して開閉自在に設けられており、電子機器４が作業ステージ３に搬入された状態では、図３に示すようにカバー部材１６は起立した開状態にある。そして図４に示すように、被装着部６ｂがコネクタ１５に装着されてロック機構を作動させた状態では、カバー部材１６は押し倒されて閉状態となり、被装着部６ｂを押さえ込んでケーブル６の脱落を防止する。このように、電子機器４は、ケーブル６の先端部６ａが装着されるコネクタ１５を備えるワークである。なお、コネクタ１５のケーブル脱落防止機構は、カバー部材１６を用いたフィリップロックタイプの他、スライダーロックタイプなどの他の機構であってもよい。

次に図５を参照して、ケーブル６とケーブル６を格納するトレイ７について説明する。図５（ａ）において、ケーブル６は、フレキシブルプリント基板などのケーブル本体部６ｃの一端に形成された被装着部６ｂの後方にハンドリング用の補強板６ｄが接合された構造をしている。先端部６ａは、被装着部６ｂと補強板６ｄを含んで構成される。補強板６ｄは、被装着部６ｂ側の幅（以下、「ケーブルの先端部の幅Ｗ１」と称する。）がケーブル本体部６ｃの幅（以下、「ケーブルの幅Ｗ２」と称する。）より広く、ケーブル６の長さ方向の途中から後方に向けてケーブルの幅Ｗ２まで狭まる左右のテーパ部６ｅが形成されている。ケーブル本体部６ｃにおいて補強板６ｄが接合される箇所は、補強板６ｄと同様の形状をしている。

図５（ｂ）において、トレイ７には複数（ここでは、４行４列の合計１６個）のケーブル６を格納するための格納部７ａが形成されている。ケーブル６は、格納部７ａに方向を揃えて載置される。トレイ７には、載置されたケーブル６の被装着部６ｂの上方に、ケーブル６の幅方向に延びてケーブル６の先端部６ａの上方への移動を規制するストッパー７ｂが配置されている（図９も参照）。

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おり、電子機器４を作業対象とするケーブル６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１２が配置されている。なお、電子機器４が作業可能な高さにある場合は、作業ステージ３は電子機器４を昇降させる必要はない。その場合、作業ステージ３は昇降機能を備えていなくてもよい。

ロボット部８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１２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１２は表示機能を有しており、電子機器組み立て装置１によるケーブル装着作業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１２に表示される。なお、電子機器組み立て装置１の座標系については、電子機器組み立て装置１の正面から見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。

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８の駆動機構を内蔵した固定ベース部９が配置されている。固定ベース部９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９から下方に延出した６本のリンク部材１０を個別に駆動する。リンク部材１０の下端部はベース部１１に結合されている。上記構成において、固定ベース部９、リンク部材１０、ベース部１１は、ロボット部８を構成する。

ここでロボット部８は個別に動作する６本のリンク部材１０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９から下方に延出した６本のリンク部材１０の下端部は、ケーブル６をコネクタ１５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１１に結合されている。図２に示すように、リンク部材１０はユニバーサルジョイント１０ａを介してベース部１１に結合されている。この構成により、ロボット部８によってベース部１１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２において、ベース部１１には、ケーブル保持部２０とコネクタロックツール３０が装着され、さらに撮像部４０および照明４６が装着されている。ケーブル保持部２０は、コネクタ１５へ装着される対象となる供給部５から供給されるケーブル６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１５が備えたロック機構を作動させる機能、すなわち先端部６ａが装着された状態のコネクタ１５においてカバー部材１６を押し倒して閉状態とする機能を有している。

ロボット部８によってベース部１１を移動させることにより、作業ステージ３に保持された電子機器４と供給部５から供給されるケーブル６に対してケーブル保持部２０とコネクタロックツール３０とを相対的に移動させることができる。ケーブル６の先端部６ａをコネクタ１５に装着するケーブル装着作業では、制御部５１（図１１参照）が、ロボット部８、ケーブル保持部２０、コネクタロックツール３０を作動させる。このように、ロボット部８は、電子機器４（ワーク）に対してケーブル保持部２０を移動させる。なお、ケーブル装着作業の対象（ワーク）は、電子機器４に組み込まれたコネクタ１５の他、電子機器４に取り付ける前の回路基板１３に実装されたコネクタ１５であってもよい。その場合、回路基板１３が作業ステージ３に保持される。

なお、本実施の形態においては、パラレルリンクロボットであるロボット部８でベース部１１を移動させているが、電子機器組み立て装置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１１を移動させる構成であってもよい。または、ケーブル保持部２０およびコネクタロックツール３０を個別の駆動機構（パラレルリンクロボット、多関節ロボット）によって移動させる構成であってもよい。

次に図２を参照して、ベース部１１の詳細構成を説明する。ベース部１１において複数のユニバーサルジョイント１０ａの中心位置を示す駆動中心には開口部１１ａが設けられている。ベース部１１において開口部１１ａから右方向（電子機器組み立て装置１の背面側）に隔てた側端部の下面には、ケーブル保持部２０が装着されている。ベース部１１の側端部近傍の下面には、固定板２１が設けられている。固定板２１には、駆動中心側に向かって斜め下方に延出する保持アクチュエータ２２が固定されている。

保持アクチュエータ２２には、駆動中心側に向かって斜め下方に延出するスライド部２３が接続されている。スライド部２３の駆動中心側の先端には、挟持部２４が配置されている。保持アクチュエータ２２は、制御部５１によって制御される。保持アクチュエータ２２が作動することで、スライド部２３と挟持部２４が駆動中心側に向かって進退（矢印ａ）する。

ここで図６、図７、図８を参照して、挟持部２４の詳細について説明する。図６において、挟持部２４の下部には、トレイ７に載置されたケーブル６の上面６ｇ（一の面）（図７（ａ）参照）に上方から当接する当接面２４ａが形成されている。挟持部２４の下部において当接面２４ａの左右には、一対のガイド部２５が下方に延出して形成されている。

左右のガイド部２５の対向するガイド面２５ａの間隔Ｗ３は、ケーブルの幅Ｗ２よりやや広く、ケーブルの先端部の幅Ｗ１より狭い。すなわち、挟持部２４には、当接面２４ａを挟んで下方に延出してケーブル６の方向（装着方向）に延伸する一対のガイド部２５が形成されている。一対のガイド部２５の間隔Ｗ３は、ケーブルの幅Ｗ２よりやや広く、ケーブルの先端部の幅Ｗ１より狭い。

トレイ７に載置されたケーブル６を挟持部２４で保持する際は、挟持部２４を移動させて位置を合わせ（図７（ａ）の矢印ｃ１）、挟持部２４をケーブル６に向けて下降させる（図７（ｂ）の矢印ｃ２）。これにより、一対のガイド面２５ａの間をケーブル６が通過して、ケーブル６の上面６ｇが当接面２４ａに当接する。

図６において、左右のガイド部２５の前面側には、前面とガイド面２５ａに開口する溝２５ｂがそれぞれ形成されている。挟持部２４の前面における左右の溝２５ｂの側壁２５ｃの間隔Ｗ４はガイド面２５ａの間隔Ｗ３より広く、後方に向けて斜めに狭くなっている（図６（ｂ））。溝２５ｂの下面は当接面２４ａと対向する対向面２５ｄを形成する。当接面２４ａと対向面２５ｄの間隔Ｈ１は、ケーブル６の先端部６ａの厚さＨ２（図７（ａ）参照）よりもやや広い。

ケーブル６を挟持部２４で保持する際は、ケーブル６の上面６ｇが当接面２４ａに当接している状態で挟持部２４を前方（保持方向）に移動させると（図７（ｃ）の矢印ｃ３）、ケーブル６の先端部６ａの左右のテーパ部６ｅを含む側部６ｇが当接面２４ａと対向面２５ｄの間（溝２５ｂ）に挟み込まれる。

図８は、挟持部２４がケーブル６の先端部６ａを保持している状態を示している。図８（ａ）において、ガイド部２５の左右の溝２５ｂの形状は、挟持部２４に保持されるケーブル６の先端部６ａの形状に合わせて形成されている。すなわち、左右の溝２５ｂの側壁２５ｃは、先端部６ａの左右のテーパ部６ｅに当接する形状となっている。溝２５ｂの側壁２５ｃが、後方からテーパ部６ｅに当接することで、ケーブル６が後方（保持方向の反対）に移動することが防止される。すなわち、一対の溝２５ｂの側壁２５ｃは、保持したケーブル６の後方への移動を規制する一対の規制部である。

図６において、挟持部２４には、当接面２４ａに開口する複数の吸着孔２４ｂが形成されている。吸着孔２４ｂは、制御部５１で制御される真空発生器５４に連通している。図８において、挟持部２４がケーブル６を保持した状態で真空発生器５４を作動させると、ケーブル６の上面６ｇが吸着孔２４ｂによって真空吸着される。すなわち、複数の吸着孔２４ｂは、ケーブル６を挟持部２４で保持した状態で、ケーブル６を真空吸着する吸着部である。

このように、挟持部２４は、ケーブル６の上面６ｇ（一の面）に当接する当接面２４ａと、前記当接面を挟んで前記ケーブルの方向に延伸した一対のガイド部２５を有している。一対のガイド部２５の前部には、ケーブル６の先端部６ａの側部６ｇが侵入する溝２５ｂが形成されている。ガイド部２５の溝２５ｂは、当接面２４ａに対向し、ケーブル６の先端部６ａの側部６ｇを当接面２４ａと挟んで保持する対向面２５ｄと、保持したケーブル６の移動を規制する規制部（側壁２５ｃ）と、を有する。

一対の溝２５ｂの側壁２５ｃの間隔（一対のガイド部２５の間隔）は、最大が挟持部２４の前面における側壁２５ｃの間隔Ｗ４で最小はガイド面２５ａの間隔Ｗ３であり、ケーブルの幅Ｗ２より広くてケーブルの先端部の幅Ｗ１より狭い。このように、ケーブル保持部２０は、ケーブル６の先端部６ａの形状に適応する挟持部２４を有する。

次に図９を参照して、挟持部２４による反りが生じているケーブル６の矯正機能について説明する。ケーブル６は、ケーブル本体部６ｃに補強板６ｄを接合する製造工程において、補強板６ｄが変形することがある。図９（ａ）は、反りが生じたケーブル６を正面から見た図である。図９（ａ）、図９（ｂ）に示すケーブル６は、補強板６ｄの反りによって先端部６ａが上に凸に反っている。この状態では、ケーブル６の先端部６ａをコネクタ１５に装着することができない。

このように反りが生じているケーブル６の先端部６ａの側部６ｇを一対のガイド部２５の溝２５ｂに侵入させて挟持部２４に保持させることで、ケーブル６の反りが矯正される（図９（ｃ））。このように、矯正機能を有する挟持部２４を使用することで、反りが生じているケーブル６でもコネクタ１５に装着することができる。

次に図１０を参照して、トレイ７に配置されたストッパー７ｂの機能について説明する。ストッパー７ｂは、挟持部２４がトレイ７の格納部７ａに載置されたケーブル６を保持するために移動する方向（保持方向）に交差する方向に延びて配置されている（図５（ｂ）も参照）。挟持部２４にケーブル６を保持させる際は、当接面２４ａをケーブル６の上面６ｇに当接させて保持方向に移動させ（矢印ｃ４）、一対のガイド部２５の溝２５ｂにケーブル６の先端部６ａの側部６ｇを侵入させる。この過程において、保持方向に押されたケーブル６が格納部７ａの前方の壁７ｃを乗り越えて格納部７ａから飛び出ることがある。

このような場合に、ケーブル６の先端部６ａ（被装着部６ｂ）の上方に配置されたストッパー７ｂが上方からケーブル６を押さえ込むことで、ケーブル６の格納部７ａからの飛出しを防止することができる。このストッパー７ｂの機能により、一対のガイド部２５の溝２５ｂにケーブル６の先端部６ａの側部６ｇを確実に侵入させて挟持部２４にケーブル６を保持させることができる。

次にコネクタロックツール３０の構成を説明する。図２においてベース部１１の左端部側（電子機器組み立て装置１の正面側）の下面には、外側方向の斜め上方に延出するブラケット３１が固定されている。ブラケット３１には、ベース部１１の駆動中心側に進退（矢印ｂ）するロッド３２ａを有するロックアクチュエータ３２が装着されている。さらにロッド３２ａに結合された緩衝部３３には、先端部に当接部であるローラ３５が装着されたローラ保持部３４が装着されている。

ロックアクチュエータ３２を駆動することにより、緩衝部３３を介してローラ保持部３４が駆動中心側に進出し、これによりローラ３５がコネクタ１５のカバー部材１６に当接してロック機構を作動させる（図１５参照）。緩衝部３３は、ローラ保持部３４が保持軸３３ａ廻りの回動が許容され、且つローラ３５を下方に押し付ける方向に付勢した状態でローラ保持部３４を保持している。これにより、ロックアクチュエータ３２によってローラ３５を進退させる動作において、緩衝部３３の機能によりローラ３５がカバー部材１６に当接する際の衝撃が緩和されるようになっている。

図２において、ベース部１１の上面において開口部１１ａ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を含んで構成される撮像部４０が、撮像光軸４３ａを駆動中心に合わせて下向き姿勢で設置されている。ロボット部８を作動させて、ベース部１１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、ケーブル保持部２０に保持されたケーブル６の先端部６ａおよび回路基板１３に実装されたコネクタ１５の画像を取得することができる。撮像部４０による撮像画像は、制御部５１に送信される。

ベース部１１の下面側には、開口部１１ａ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が保持されている。照明保持板４５の下面には、ＬＥＤなどの発光体を含んで構成される照明４６が装着されている。照明４６は、制御部５１で制御される。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６、コネクタ１５を照明する。

図２において、ベース部１１の下面において開口部１１ａの周縁のコネクタロックツール３０側の近傍には、距離計測センサ４７が計測光軸４７ａを下向きにした姿勢で設置されている。距離計測センサ４７は、計測光軸４７ａに位置する計測対象物の計測対象面から距離計測センサ４７の計測基準位置までの距離、換言すれば計測対象面の高さ位置を計測する。本実施の形態においては、距離計測センサ４７をコネクタ１５の上方に位置させた状態で、距離計測センサ４７によってコネクタ１５の端子面１５ｂの高さ位置を計測する。距離計測センサ４７による計測結果は、制御部５１に送信される。

次に図１１を参照して、電子機器組み立て装置１の制御系の構成を説明する。電子機器組み立て装置１が備える制御部５１は、ロボット部８、撮像部４０、照明４６、距離計測センサ４７、保持アクチュエータ２２、ロックアクチュエータ３２、操作パネル１２、真空発生器５４と接続されている。制御部５１がロボット部８、ケーブル保持部２０の保持アクチュエータ２２を制御して作動させることにより、ケーブル保持部２０を供給部５から供給されるケーブル６に沿って移動させて挟持部２４にケーブル６の先端部６ａを保持させるケーブル保持作業が実行される。

また、制御部５１がロボット部８、ケーブル保持部２０の保持アクチュエータ２２を制御して作動させることにより、後述するケーブル６を移動させてコネクタ１５に装着させるケーブル装着作業が実行される。また、制御部５１がロボット部８、コネクタロックツール３０のロックアクチュエータ３２を制御して作動させることにより、後述するローラ３５をコネクタ１５のカバー部材１６に当接させてロック機構を作動させるロック作業が実行される。

このケーブル装着作業の実行過程においては、制御部５１は、距離計測センサ４７を制御してベース部１１からコネクタ１５までの距離を計測する距離計測処理を実行させる。また、制御部５１は、撮像部４０および照明４６を制御して、ケーブル６の先端部６ａおよびコネクタ１５の相対位置関係を検出するための撮像処理を実行させる。

図１１において、制御部５１は内部制御処理機能としての位置検出部５２を備えている。位置検出部５２は、撮像部４０より撮像されたケーブル保持部２０に保持された状態のケーブル６の先端部６ａとコネクタ１５を含む撮像画像に基づいて、ケーブル６の先端部６ａとコネクタ１５の相対位置関係を検出する位置検出処理を実行する。先端部６ａをコネクタ１５に装着するケーブル装着動作においては、制御部５１は先端部６ａおよびコネクタ１５の相対位置検出結果に基づいて、ロボット部８によるケーブル保持部２０の移動を制御する。

制御部５１は、記憶装置である記憶部５３を備えている。記憶部５３には、作業対象の電子機器４におけるコネクタ１５の位置、サイズ、形状、カバー部材１６の位置、サイズ、形状、トレイ７のサイズ、トレイ７に格納されたケーブル６の位置など、ケーブル保持作業、ケーブル装着作業、ロック作業に必要な情報が記憶されている。

次に図１２のフローに沿って、各図面を参照しながら、電子機器組み立て装置１によって電子機器４（ワーク）が備えるコネクタ１５にケーブル６の先端部６ａを装着する電子機器組み立て方法について説明する。図１２において、まず、作業対象の電子機器４が作業ステージ３上に保持される（ＳＴ１：電子機器保持工程）（図１参照）。次いで制御部５１は、ケーブル保持部２０を供給部５のトレイ７上に移動させて、挟持部２４を取り出し対象のケーブル６の上方に位置合わせする（図７（ａ）の矢印ｃ１）。この時、挟持部２４がケーブル６の先端部６ａの後方（保持方向の反対側）で、当接面２４ａがケーブル６の上面６ｇに着地できる位置に位置合わせされる。

次いで制御部５１は、挟持部２４の下面に形成された一対のガイド部２５の間が供給部５から供給されるケーブル６を上方から通過するようにケーブル保持部２０を下方に移動させて（図７（ｂ）の矢印ｃ２）、挟持部２４の当接面２４ａをケーブル６の上面６ｇに当接させる（ＳＴ２：挟持部当接工程）。次いで制御部５１は、ケーブル保持部２０をケーブル６に沿って先端部６ａの方向（保持方向）に移動させて（図７（ｃ）の矢印ｃ３）、一対のガイド部２５の溝２５ｂにケーブル６の先端部６ａの側部６ｇを侵入させてケーブル６を保持させる（ＳＴ３：ケーブル保持工程）。

図１２において、ケーブル保持工程（ＳＴ３）の後に、制御部５１は真空発生器５４を作動させて、複数の吸着孔２４ｂ（吸着部）でケーブル６の上面６ｇを真空吸着させる（ＳＴ４：吸着工程）（図８参照）。次いで制御部５１は、距離計測センサ４７を計測光軸４７ａがコネクタ１５の端子面１５ｂに当たる位置に移動させて（図１３の矢印ｄ）、距離計測センサ４７によってコネクタ１５の端子面１５ｂまでの距離を計測させる（ＳＴ５：距離計測工程）。

次いで制御部５１は、距離計測工程（ＳＴ３）での計測結果に基づいて、ケーブル６を保持した挟持部２４を電子機器４に対して移動させ（図１４の矢印ｅ）、ケーブル６の先端部６ａをコネクタ１５に接近させる（ＳＴ６：ケーブル接近工程）。次いで制御部５１は、撮像部４０によってケーブル６の先端部６ａとコネクタ１５を撮像する（ＳＴ７：撮像工程）（図１４参照）。次いで位置検出部５２は、撮像工程（ＳＴ５）により撮像された撮像画像から、画像処理によってケーブル６の先端部６ａとコネクタ１５の相対位置関係を検出する（ＳＴ８：位置検出工程）。

図１２において、次いで制御部５１は、位置検出工程（ＳＴ８）で検出されたケーブル６の先端部６ａとコネクタ１５の相対位置関係に基づいて、挟持部２４（ケーブル保持部２０）を移動させて（図１５（ａ）の矢印ｆ）、ケーブル６の先端部６ａをコネクタ１５に装着させる（ＳＴ９：装着工程）。次いで制御部５１は、コネクタロックツール３０によってコネクタ１５のロック機能を作動させる（ＳＴ１０：ロック作動工程）。

ここで図１５を参照して、ロック作動工程（ＳＴ１０）の詳細について説明する。図１５（ａ）において、ケーブル６の先端部６ａがコネクタ１５に装着されると、制御部５１はロックアクチュエータ３２（図２参照）を作動させて、ロッド３２ａおよびロッド３２ａに結合された緩衝部３３を突出させる（矢印ｇ１）。これにより、緩衝部３３に装着されたローラ保持部３４の先端部のローラ３５はコネクタ１５の上面側に移動し、コネクタ１５の上面を転動しながらカバー部材１６に当接してこれを押し倒す。

図１５（ｂ）において、次いで制御部５１はロックアクチュエータ３２を作動させて、ローラ３５を右方向（矢印ｇ２）に移動させることにより、コネクタ１５の上面においてローラ３５が転動してカバー部材１６を押し倒して閉状態とする。これにより、カバー部材１６がケーブル６の被装着部６ｂを押さえ込んでコネクタ１５におけるロック機構が作動し、ケーブル６の抜け落ちが防止される。

図１２において、次いで制御部５１は真空発生器５４を停止させて、複数の吸着孔２４ｂ（吸着部）の真空吸着を解除させる（ＳＴ１１：吸着解除工程）。次いで制御部５１は、ケーブル保持部２０を後方に移動させて挟持部２４からケーブル６を解放させた後（図１５（ｂ）の矢印ｈ）、ケーブル保持部２０を元の位置まで帰還させる（ＳＴ１２：ケーブル保持部帰還工程）。これにより、ケーブル６が電子機器４のコネクタ１５に装着される（図４参照）。次いで作業ステージ３からケーブル装着作業が完了した電子機器４が回収される（ＳＴ１３：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。

上記説明したように、本実施の形態の電子機器組み立て装置１は、供給部５から供給されるケーブル６を保持するケーブル保持部２０と、ケーブル６の先端部６ａが装着されるコネクタ１５を備えるワーク（電子機器４）に対してケーブル保持部２０を移動させるロボット部８と、ロボット部８、ケーブル保持部２０を作動させることにより、ケーブル６を移動させる制御部５１と、を備えている。ケーブル保持部２０は、ケーブル６の先端部６ａの形状に適応する挟持部２４を有し、制御部５１は、ケーブル保持部２０を供給部５から供給されるケーブル６に沿って移動させて挟持部２４にケーブル６の先端部６ａを保持させる。これによって、ケーブル６の先端部６ａに反りが生じているケーブル６でもコネクタ１５に装着することができる。

本発明の電子機器組み立て装置および電子機器組み立て方法は、ケーブルの先端部に反りが生じているケーブルでもコネクタに装着することができるという効果を有し、電子機器を組み立てる分野において有用である。

１ 電子機器組み立て装置
４ 電子機器（ワーク）
５ 供給部
６ ケーブル
６ａ 先端部
７ トレイ
７ｂ ストッパー
８ ロボット部
１５ コネクタ
２０ ケーブル保持部
２４ 挟持部
２４ａ 当接面
２４ｂ 吸着孔（吸着部）
２５ ガイド部
２５ｂ 溝
２５ｃ 側壁（規制部）
２５ｄ 対向面
Ｗ１ ケーブルの先端部の幅
Ｗ２ ケーブルの幅

Claims (10)

1. 供給部から供給されるケーブルを保持するケーブル保持部と、
   前記ケーブルの先端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部を移動させるロボット部と、
   前記ロボット部、前記ケーブル保持部を作動させることにより、前記ケーブルを移動させる制御部と、を備え、
   前記ケーブルの先端部は、前記コネクタに装着する被装着部と、前記被装着部の後方に接合された補強板を含んで構成され、
   前記ケーブル保持部は、前記ケーブルの先端部の形状に適応する挟持部を有し、
   前記挟持部は、
   前記ケーブルの一の面に当接する当接面と、
   前記当接面を挟んで前記ケーブルの方向に延伸し、前記ケーブル保持部が前記ケーブルに沿って移動する方向の前部に前記補強板の側部が侵入する溝が形成された一対のガイド部と、を有し、
   前記制御部は、前記挟持部の前記一対のガイド部の間が前記供給部から供給される前記ケーブルを通過するように前記ケーブル保持部を移動させて、前記挟持部の前記当接面を前記ケーブルに当接させた後、前記ケーブル保持部を前記ケーブルに沿って移動させ、前記一対のガイド部の溝に前記補強板の側部を侵入させて前記ケーブルを保持させる、電子機器組み立て装置。
2. 前記一対のガイド部の間隔は、前記ケーブルの幅より広くて前記補強板の幅より狭い、請求項１に記載の電子機器組み立て装置。
3. 前記ガイド部の溝は、
   前記当接面に対向し、前記補強板の側部を前記当接面と挟んで保持する対向面と、
   保持した前記ケーブルの移動を規制する規制部と、を有する、請求項１または２に記載の電子機器組み立て装置。
4. 前記ケーブル保持部は、前記ケーブルを前記挟持部で保持した状態で、前記ケーブルを真空吸着する吸着部を有する、請求項１から３のいずれかに記載の電子機器組み立て装置。
5. 前記供給部は、前記ケーブルをトレイに載置した状態で供給し、
   前記トレイは、載置された前記ケーブルの先端部の上方に、前記ケーブルの先端部の上方への移動を規制するストッパーを有する、請求項１から４のいずれかに記載の電子機器組み立て装置。
6. 前記ストッパーは、前記挟持部が前記トレイに載置されたケーブルを保持するために移動する方向に交差する方向に延びる、請求項５に記載の電子機器組み立て装置。
7. 電子機器組み立て装置によってワークが備えるコネクタにケーブルの先端部を装着する電子機器組み立て方法であって、
   前記電子機器組み立て装置は、
   ケーブルを供給する供給部と、
   前記ケーブルを保持する挟持部を有するケーブル保持部と、を備え、
   前記ケーブルの先端部は、前記コネクタに装着する被装着部と、前記被装着部の後方に接合された補強板を含んで構成され、
   前記挟持部は、
   前記ケーブルの一の面に当接する当接面と、
   前記当接面を挟んで前記ケーブルの方向に延伸し、前記ケーブル保持部が前記ケーブルに沿って移動する方向の前部に前記補強板の側部が侵入する溝が形成された一対のガイド部と、を有し、
   前記挟持部の前記一対のガイド部の間が前記供給部から供給される前記ケーブルを通過するように前記ケーブル保持部を移動させて、前記挟持部の前記当接面を前記ケーブルに当接させる挟持部当接工程と、
   前記ケーブル保持部を前記供給部から供給される前記ケーブルに沿って移動させて、前記一対のガイド部の溝に前記補強板の側部を侵入させて前記ケーブルを保持させるケーブル保持工程を含む、電子機器組み立て方法。
8. 前記一対のガイド部の間隔は、前記ケーブルの幅より広くて前記補強板の幅より狭い、請求項７に記載の電子機器組み立て方法。
9. 前記ケーブル保持部は、保持した前記ケーブルを真空吸着する吸着部を有し、
   前記ケーブル保持工程の後に、前記吸着部で前記ケーブルを真空吸着する吸着工程を含む、請求項７または８に記載の電子機器組み立て方法。
10. 前記吸着工程の後に、前記ケーブル保持部を移動させて、前記ケーブルの先端部を前記コネクタに装着させる装着工程と、
    前記装着工程の後に、前記吸着部の真空吸着を解除する吸着解除工程と、を含む、請求項９に記載の電子機器組み立て方法。

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