JP7364635B2

JP7364635B2 - 端子挿入方法及び端子挿入装置

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Publication number: JP7364635B2
Application number: JP2021157109A
Authority: JP
Inventors: 肇永野; 和彦高田
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2021-09-27
Filing date: 2021-09-27
Publication date: 2023-10-18
Anticipated expiration: 2041-09-27
Also published as: DE102022124778A1; RO137367B1; PT118213A; RO137367A3; MX2022012022A; RO137367A2; JP2023047915A; US20230097349A1; CN115864092A

Description

本発明は、端子挿入方法及び端子挿入装置に関する。

特許文献１には、ケーブルの端部に設けられた端子をプラグハウジングに挿入する端子挿入装置が示されている。この装置では、端子に２方向からレーザをあてて、遮光された長さを測定し、端子の傾きを求めることが開示されている。

米国特許第６８４２９７５号明細書

ところで、特許文献１では、遮光された長さが最小となるまで端子を回転させて測定を繰り返すことにより端子の傾きを求めているため、端子の右回転と左回転で計測誤差が発生するおそれがある。

また、端子の幅を求めることで端子の姿勢を検出するため、端子が右に傾いているか左に傾いているかに関わらず、端子を大きく回転させる必要が生じ、計測に時間がかかる。

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、端子の姿勢及び位置を迅速に測定してハウジングのキャビティへ円滑に挿入させることが可能な端子挿入方法及び端子挿入装置を提供することにある。

本発明の上記目的は、下記構成により達成される。

チャックによって端子を把持し、ハウジングのキャビティに前記端子を挿入する端子挿入方法であって、
前記チャックに把持させた基準位置計測用被写体を撮影し、その撮影画像に基づいて基準位置を設定する基準位置設定処理と、
前記チャックに把持させた前記端子を撮影し、その撮影画像における前記端子の特定部位を対象として前記端子の傾きを求めるとともに、求めた傾きに基づいて前記端子の姿勢を補正する姿勢補正処理と、
姿勢を補正した前記端子を再度撮影し、その撮影画像に基づいて前記端子の位置を算出する端子位置算出処理と、
算出した前記端子の計測位置と前記基準位置との差を補正値として前記端子の位置を補正し、前記ハウジングの前記キャビティに前記端子を挿入する挿入処理と、
を含む、端子挿入方法。

端子を把持するチャックと、
前記チャックに把持された前記端子を撮影する撮影部と、
前記チャックを移動させる駆動機構と、
前記駆動機構を制御して前記チャックに把持させた前記端子をハウジングのキャビティに挿入させる制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記チャックに把持させた基準位置計測用被写体を前記撮影部によって撮影させ、その撮影画像に基づいて基準位置を設定する基準位置設定部と、
前記チャックに把持させた前記端子を前記撮影部によって撮影させ、その撮影画像における前記端子の特定部位を対象として前記端子の傾きを求めるとともに、求めた傾きに基づいて前記端子の姿勢を補正する姿勢補正部と、
姿勢を補正した前記端子を前記撮影部によって再度撮影させ、その撮影画像に基づいて前記端子の位置を算出する端子位置算出部と、
算出した前記端子の計測位置と前記基準位置との差を補正値として前記端子の位置を補正し、前記駆動機構によって前記ハウジングの前記キャビティに前記端子を挿入させる端子挿入部と、
を有する、端子挿入装置。

本発明によれば、端子の姿勢及び位置を迅速に測定してハウジングのキャビティへ円滑に挿入させることが可能な端子挿入方法及び端子挿入装置を提供できる。

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、本実施形態に係る端子挿入装置の概略斜視図である。図２は、端子の形状を示す端子の正面図である。図３は、端子挿入装置の機能を示す概略ブロック図である。図４は、端子の挿入作業における処理の流れを説明するフローチャートである。図５は、基準位置計測用被写体の撮影画像を示す模式図である。図６は、端子の基準画像を示す模式図である。図７は、端子の撮影画像を示す模式図である。図８は、正規の姿勢とされた端子の撮影画像を示す模式図である。

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。

図１は、本実施形態に係る端子挿入装置の概略斜視図である。

図１に示すように、本実施形態に係る端子挿入装置１００は、端子１を把持するチャック１０と、ハウジング５を保持するハウジングホルダ２０とを備えている。この端子挿入装置１００は、チャック１０に把持した端子１を、ハウジングホルダ２０に保持されたハウジング５のキャビティ６に挿入する装置である。端子１は、導電性金属材料から形成されたもので、電線２の端部に接続されている。端子１は、ハウジング５のキャビティ６に挿入されて収容される。

図２は、端子の形状を示す端子の正面図である。
図２に示すように、端子１は、電線２との接続側と反対側である先端側に、角筒状に形成された電気接続部３を有している。電気接続部３は、底板部３ａと、一対の側板部３ｂと、上板部３ｃとを有している。端子１には、電気接続部３に対して、先端側から相手端子のタブ（図示略）が挿し込まれる。これにより、端子１が相手端子と電気的に接続される。

図１に示すように、チャック１０は、端子チャック部１１と、電線チャック部１２とを有している。チャック１０は、端子チャック部１１が端子１を把持し、電線チャック部１２が電線２を把持する。なお、チャック１０は、端子１の軸心を中心として端子１を回動可能に駆動する。ハウジングホルダ２０は、ハウジング５を保持する。ハウジング５は、合成樹脂から成形されたもので、端子１を収容する複数のキャビティ６を有している。ハウジングホルダ２０は、複数のキャビティ６の後部側の開口部分をチャック１０側へ向けてハウジング５を把持する。

端子挿入装置１００は、さらに、駆動機構３０、カメラ４０及び制御部５０を備えている。

駆動機構３０は、チャック１０を水平面内（Ｘ方向及びＹ方向）で移動させるとともに、上下方向（Ｚ方向）へ移動させる。駆動機構３０は、チャック１０を移動させることにより、チャック１０に把持させた端子１をハウジングホルダ２０に保持されたハウジング５のキャビティ６へ挿入させる。

カメラ４０は、例えば、ＣＣＤカメラである。このカメラ４０は、その撮影方向をチャック１０側へ向けて配置されている。このカメラ４０には、その撮影位置に、駆動機構３０によって移動されるチャック１０が配置される。これにより、カメラ４０は、チャック１０に把持された端子１を撮影する。

図３は、端子挿入装置の機能を示す概略ブロック図である。
図３に示すように、制御部５０は、チャック１０、ハウジングホルダ２０及び駆動機構３０に接続されており、これらのチャック１０、ハウジングホルダ２０及び駆動機構３０の駆動部を制御する。また、制御部５０には、カメラ４０が接続されており、カメラ４０から画像データが送信される。

この制御部５０は、基準位置設定部５１と、姿勢補正部５２と、端子位置算出部５３と、端子挿入部５４と、を有している。

次に、上記端子挿入装置１００における制御部５０による端子１の挿入動作について、図４に示すフローチャートに沿って説明する。

まず、チャック１０に、基準位置計測用被写体Ａを把持させる。この基準位置計測用被写体Ａは、例えば、丸棒状のピンからなるもので、この基準位置計測用被写体Ａをチャック１０における端子チャック部１１に把持させる。

この状態で、制御部５０の基準位置設定部５１が、基準位置設定処理を行う（Ｓ０１）。具体的には、駆動機構３０を駆動させて基準位置計測用被写体Ａを把持したチャック１０をカメラ４０の撮影位置に配置させる。そして、チャック１０に把持させた基準位置計測用被写体Ａをカメラ４０によって撮影させ、その撮影画像に基づいて基準位置を設定する。

ここで、図５は、基準位置計測用被写体Ａの撮影画像Ｇを示す模式図であり、基準位置設定部５１は、この撮影画像Ｇにおける基準位置計測用被写体Ａの中心の座標（Ｘ０，Ｚ０）を基準位置Ｐａに設定する。

次に、チャック１０がハウジング５のキャビティ６へ挿入する端子１を把持すると、制御部５０の姿勢補正部５２が、姿勢補正処理を行う（Ｓ０２～Ｓ０４）。

具体的には、チャック１０に端子１を把持させると（Ｓ０２）、駆動機構３０を駆動させてチャック１０をカメラ４０の撮影位置に配置させる。そして、チャック１０に把持させた端子１をカメラ４０によって撮影させ、その撮影画像Ｇにおける端子の特定部位を対象として端子１の傾きθを求める（Ｓ０３）。このとき、姿勢補正部５２は、基準画像Ｇｂを用いて端子１の傾きθを求める。

図６は、端子１の基準画像Ｇｂを示す模式図である。図７は、端子１の撮影画像Ｇを示す模式図である。基準画像Ｇｂは、例えば、正規の姿勢でチャック１０に把持させた端子１を予め撮影し、その撮影画像を基準画像Ｇｂとして登録したものである。

姿勢補正部５２は、撮影した撮影画像Ｇにおける端子１の特定部位と、基準画像Ｇｂにおける端子１の特定部位とを比較する。端子１の特定部位は、端子１における特徴となる部位であり、本例では、端子１の電気接続部３を構成する底板部３ａを特定部位として用いている。具体的には、図６の基準画像Ｇｂにおける端子１の電気接続部３の底板部３ａと、図７の撮影画像Ｇにおける端子１の電気接続部３の底板部３ａとを比較する。そして、この特定部位の比較によって撮影画像Ｇにおける端子１の傾きθを求める。

姿勢補正部５２は、求めた端子１の傾きθが、予め設定した基準値を超えている場合（Ｓ０４でＮｏ）、端子１の姿勢を傾きθのない正規の姿勢に補正する（Ｓ０５）。具体的には、姿勢補正部５２は、求めた端子１の傾きθに基づいて、チャック１０の駆動部を駆動させることにより、端子１を軸回りに回動させ、正規の姿勢に補正する。

次に、制御部５０の端子位置算出部５３が、正規の姿勢とされた端子１をカメラ４０によって再度撮影させ、この撮影画像Ｇに基づいて、端子１の中心の左右方向（Ｘ方向）及び上下方向（Ｚ方向）の計測位置Ｐを算出する（Ｓ０６）。図８は、正規の姿勢とされた端子１をカメラ４０によって再度撮影させた撮影画像Ｇを示す模式図である。

その後、制御部５０の端子挿入部５４が、算出した端子１の計測位置Ｐの座標と、基準位置計測用被写体Ａから求めた基準位置Ｐａの座標（Ｘ０，Ｚ０）とを比較し、これらの左右方向の差（ΔＸ）及び上下方向の差（ΔＺ）を求める。そして、これらの左右方向の差（ΔＸ）及び上下方向の差（ΔＺ）が、予め設定した基準値を超えている場合（Ｓ０７でＮｏ）、これらの差（ΔＸ，ΔＺ）を補正値として端子１の位置を補正する（Ｓ０８）。端子１の位置を補正したら、駆動機構３０を駆動させ、チャック１０に把持している端子１をハウジングホルダ２０に保持されているハウジング５のキャビティ６に挿入する。

なお、姿勢補正処理で求めた端子１の傾きθが、予め設定した基準値以内である場合（Ｓ０４でＹｅｓ）、端子１の姿勢の補正（Ｓ０５）及び再度撮影した撮影画像Ｇに基づく位置算出（Ｓ０６）は行わず、傾き判定に用いた撮影画像Ｇを計測位置Ｐの算出に用いる。

また、計測位置Ｐの算出において、上下方向の差（ΔＺ）及び左右方向の差（ΔＸ）が、予め設定した基準値以内である場合（Ｓ０７でＹｅｓ）、補正値０として端子１の位置補正を行わず（Ｓ０９）、端子１をハウジング５のキャビティ６へ挿入する。

以上、説明したように、本実施形態に係る端子挿入方法及び端子挿入装置によれば、端子１の特定部位を対象として端子１の傾きを算出して姿勢を補正するので、姿勢の補正にかかる時間を短縮できる。また、端子１の姿勢を正しくした状態で端子１の位置の計測を行うので、端子１の形状に応じて生じる位置の計測誤差を抑制できる。したがって、端子１の姿勢及び位置を迅速に測定して補正し、ハウジング５のキャビティ６へ端子１を円滑に挿入させることができる。

しかも、撮影画像Ｇにおける端子１の特定部位と、予め登録した基準画像Ｇｂにおける端子１の特定部位とを比較することにより、端子１の傾きを容易にかつ精度よく求めることができる。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。

ここで、上述した本発明に係る端子挿入方法及び端子挿入装置の実施形態の特徴をそれぞれ以下［１］～［４］に簡潔に纏めて列記する。
［１］チャック（１０）によって端子（１）を把持し、ハウジング（５）のキャビティ（６）に前記端子（１）を挿入する端子挿入方法であって、
前記チャック（１０）に把持させた基準位置計測用被写体（Ａ）を撮影し、その撮影画像（Ｇ）に基づいて基準位置（Ｐａ）を設定する基準位置設定処理と、
前記チャック（１０）に把持させた前記端子（１）を撮影し、その撮影画像（Ｇ）における前記端子（１）の特定部位を対象として前記端子（１）の傾き（θ）を求めるとともに、求めた傾き（θ）に基づいて前記端子（１）の姿勢を補正する姿勢補正処理と、
姿勢を補正した前記端子（１）を再度撮影し、その撮影画像（Ｇ）に基づいて前記端子（１）の位置を算出する端子位置算出処理と、
算出した前記端子（１）の計測位置（Ｐ）と前記基準位置（Ｐａ）との差を補正値として前記端子（１）の位置を補正し、前記ハウジング（５）の前記キャビティ（６）に前記端子（１）を挿入する挿入処理と、
を含む、端子挿入方法。

上記［１］の構成の端子挿入方法によれば、端子の特定部位を対象として端子の傾きを算出して姿勢を補正するので、姿勢の補正にかかる時間を短縮できる。また、端子の姿勢を正しくした状態で端子の位置の計測を行うので、端子形状に応じて生じる位置の計測誤差を抑制できる。したがって、端子の姿勢及び位置を迅速に測定して補正し、ハウジングのキャビティへ端子を円滑に挿入させることができる。

［２］正規の姿勢で前記チャック（１０）に把持させた前記端子（１）を撮影し、その撮影画像を基準画像（Ｇｂ）として登録しておき、
前記姿勢補正処理において、撮影画像（Ｇ）における前記端子（１）の特定部位と前記基準画像（Ｇｂ）における前記端子（１）の特定部位とを比較して前記端子（１）の傾き（θ）を求める、
上記［１］に記載の端子挿入方法。

上記［２］の構成の端子挿入方法によれば、撮影画像における端子の特定部位と、予め登録した基準画像における端子の特定部位とを比較することにより、端子の傾きを容易にかつ精度よく求めることができる。

［３］端子（１）を把持するチャック（１０）と、
前記チャック（１０）に把持された前記端子（１）を撮影する撮影部（カメラ４０）と、
前記チャック（１０）を移動させる駆動機構（３０）と、
前記駆動機構（３０）を制御して前記チャック（１０）に把持させた前記端子（１）をハウジング（５）のキャビティ（６）に挿入させる制御部（５０）と、
を備え、
前記制御部（５０）は、
前記チャック（１０）に把持させた基準位置計測用被写体（Ａ）を前記撮影部（カメラ４０）によって撮影させ、その撮影画像（Ｇ）に基づいて基準位置（Ｐａ）を設定する基準位置設定部（５１）と、
前記チャック（１０）に把持させた前記端子（１）を前記撮影部（カメラ４０）によって撮影させ、その撮影画像（Ｇ）における前記端子（１）の特定部位を対象として前記端子（１）の傾き（θ）を求めるとともに、求めた傾き（θ）に基づいて前記端子（１）の姿勢を補正する姿勢補正部（５２）と、
姿勢を補正した前記端子（１）を前記撮影部（カメラ４０）によって再度撮影させ、その撮影画像（Ｇ）に基づいて前記端子（１）の位置を算出する端子位置算出部（５３）と、
算出した前記端子（１）の計測位置（Ｐ）と前記基準位置（Ｐａ）との差を補正値として前記端子（１）の位置を補正し、前記駆動機構（３０）によって前記ハウジング（５）の前記キャビティ（６）に前記端子（１）を挿入させる端子挿入部（５４）と、
を有する、端子挿入装置。

上記［３］の構成の端子挿入装置によれば、端子の特定部位を対象として端子の傾きを算出して姿勢を補正するので、姿勢の補正にかかる時間を短縮できる。また、端子の姿勢を正しくした状態で端子の位置の計測を行うので、端子形状に応じて生じる位置の計測誤差を抑制できる。したがって、端子の姿勢及び位置を迅速に測定して補正し、ハウジングのキャビティへ端子を円滑に挿入させることができる。

［４］前記制御部（５０）は、
正規の姿勢で前記チャック（１０）に把持させた前記端子（１）を前記撮影部（カメラ４０）によって撮影させ、その撮影画像を基準画像（Ｇｂ）として登録し、
前記姿勢補正部（５２）によって、撮影画像（Ｇ）における前記端子（１）の特定部位と前記基準画像（Ｇｂ）における前記端子（１）の特定部位とを比較して前記端子（１）の傾き（θ）を求めさせる、
上記［３］に記載の端子挿入装置。

上記［４］の構成の端子挿入装置によれば、撮影画像における端子の特定部位と、予め登録した基準画像における端子の特定部位とを比較させることにより、端子の傾きを容易にかつ精度よく求めることができる。

１端子
５ハウジング
６キャビティ
１０チャック
３０駆動機構
４０カメラ（撮影部）
５０制御部
５１基準位置設定部
５２姿勢補正部
５３端子位置算出部
５４端子挿入部
１００端子挿入装置
Ａ基準位置計測用被写体
Ｇ撮影画像
Ｇｂ基準画像
Ｐ計測位置
Ｐａ基準位置
θ 傾き

Claims

チャックによって端子を把持し、ハウジングのキャビティに前記端子を挿入する端子挿入方法であって、
前記チャックに把持させた基準位置計測用被写体を撮影し、その撮影画像に基づいて基準位置を設定する基準位置設定処理と、
前記チャックに把持させた前記端子を撮影し、その撮影画像における前記端子の特定部位を対象として前記端子の傾きを求めるとともに、求めた傾きに基づいて前記端子の姿勢を補正する姿勢補正処理と、
姿勢を補正した前記端子を再度撮影し、その撮影画像に基づいて前記端子の位置を算出する端子位置算出処理と、
算出した前記端子の計測位置と前記基準位置との差を補正値として前記端子の位置を補正し、前記ハウジングの前記キャビティに前記端子を挿入する挿入処理と、
を含む、
端子挿入方法。
正規の姿勢で前記チャックに把持させた前記端子を撮影し、その撮影画像を基準画像として登録しておき、
前記姿勢補正処理において、撮影画像における前記端子の特定部位と前記基準画像における前記端子の特定部位とを比較して前記端子の傾きを求める、
請求項１に記載の端子挿入方法。
端子を把持するチャックと、
前記チャックに把持された前記端子を撮影する撮影部と、
前記チャックを移動させる駆動機構と、
前記駆動機構を制御して前記チャックに把持させた前記端子をハウジングのキャビティに挿入させる制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記チャックに把持させた基準位置計測用被写体を前記撮影部によって撮影させ、その撮影画像に基づいて基準位置を設定する基準位置設定部と、
前記チャックに把持させた前記端子を前記撮影部によって撮影させ、その撮影画像における前記端子の特定部位を対象として前記端子の傾きを求めるとともに、求めた傾きに基づいて前記端子の姿勢を補正する姿勢補正部と、
姿勢を補正した前記端子を前記撮影部によって再度撮影させ、その撮影画像に基づいて前記端子の位置を算出する端子位置算出部と、
算出した前記端子の計測位置と前記基準位置との差を補正値として前記端子の位置を補正し、前記駆動機構によって前記ハウジングの前記キャビティに前記端子を挿入させる端子挿入部と、
を有する、
端子挿入装置。
前記制御部は、
正規の姿勢で前記チャックに把持させた前記端子を前記撮影部によって撮影させ、その撮影画像を基準画像として登録し、
前記姿勢補正部によって、撮影画像における前記端子の特定部位と前記基準画像における前記端子の特定部位とを比較して前記端子の傾きを求めさせる、
請求項３に記載の端子挿入装置。