JP7364636B2

JP7364636B2 - 端子挿入装置

Info

Publication number: JP7364636B2
Application number: JP2021157111A
Authority: JP
Inventors: 肇永野; 和彦高田; 克哉山崎
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: CN115864093A; PT118206A; RO137366A2; RO137366A3; JP2023047917A; US20230096446A1; DE102022124780A1; MX2022012041A

Description

本発明は、端子挿入装置に関する。

特許文献１には、把持機構と隣接した位置に配置された撮像部が撮影したコネクタハウジングの映像を画像処理部が画像処理し、その画像処理結果に基づいて、端子挿入装置が把握している端子の位置と、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ティーチング制御部が自動的に調整する装置が開示されている。

特開２０１６－５８３２０号公報

ところで、上記の装置は、カメラによって撮影したハウジングの画像に基づいてティーチングを行うことを目的としたものであるので、ハウジングの個体差やハウジング保持部の公差の影響を考慮した位置決めは困難である。

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、ハウジングの形状によらずに、ハウジングのキャビティへ端子を円滑に挿入することが可能な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。

端子を把持するチャックと、
ハウジングを保持するハウジングホルダと、
前記チャックに並設され、前記ハウジングホルダに保持される前記ハウジング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前記ハウジングホルダに保持された前記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、
前記撮影部によって位置決め対象部を撮影させた画像に基づいて、前記撮影部の視野の基準点から前記視野内の位置決め対象部までの距離を計測し、
前記駆動機構を駆動させて前記チャックに把持させた計測用ピンを前記位置決め対象部に合わせた際の前記チャックの把持点の移動量を計測し、
前記距離及び前記移動量に基づいて、前記チャックの前記把持点と前記撮影部の前記視野の前記基準点との間の基準距離を算出し、
前記撮影部で前記ハウジングホルダの前記ハウジングを撮影させて前記キャビティの位置を特定し、算出した前記基準距離に基づいて前記駆動機構を駆動させ、前記チャックに把持させた端子を特定した前記キャビティに位置合わせして挿入させる、
端子挿入装置。

本発明によれば、ハウジングの形状によらずに、ハウジングのキャビティへ端子を円滑に挿入することが可能な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、図１におけるＡ矢視図である。図３は、チャックとカメラの視野との位置関係を示す模式図である。図４は、治具及びカメラの視野を示す模式図である。図５は、治具の穴にチャックを位置合わせした状態を示す模式図である。図６は、視野の基準点とチャックの把持点との関係を示す模式図である。図７は、マスター登録用のハウジングのキャビティに視野を合わせた状態の模式図である。図８は、ハウジングのキャビティとチャックの把持点との関係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。

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を保持する。

端子挿入装置１００は、さらに、駆動機構３０、カメラ（撮影部）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。

図２は、図１におけるＡ矢視図である。図３は、チャックとカメラの視野との位置関係を示す模式図である。

図２に示すように、カメラ４０は、フレーム４１を介してチャック１０に固定されており、駆動機構３０によってチャック１０とともに移動される。カメラ４０は、チャック１０の側方に支持されており、その撮影方向を、ハウジング５を保持するハウジングホルダ２０側へ向けて配置されている。カメラ４０は、駆動機構３０によってハウジングホルダ２０の対向位置に配置された状態で、ハウジングホルダ２０に保持されたハウジング５を撮影する。なお、カメラ４０としては、例えば、ＣＣＤカメラを用いることができる。

図３に示すように、カメラ４０は、その視野Ｆを有しており、左右方向（Ｘ方向）及び上下方向（Ｚ方向）の一点（本例では、一つの角部）が基準点Ｐｆとされている。また、チャック１０は、左右方向（Ｘ方向）及び上下方向（Ｚ方向）における把持点Ｐｃを有しており、この把持点Ｐｃにおいて、端子１を把持する。

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。

制御部５０は、カメラ４０からの画像データに基づいて、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の位置を求める。そして、駆動機構３０を駆動させてチャック１０に把持させた端子１をキャビティ６に対して左右方向（Ｘ方向）及び上下方向（Ｚ方向）へ移動させて位置決めし、ハウジング５へ向かう方向（Ｙ方向）へ移動させる。これにより、端子１をキャビティ６に挿入する。

次に、上記端子挿入装置１００の制御部５０による各種の処理及び作業について説明する。

図４は、治具及びカメラの視野を示す模式図である。図５は、治具の穴にチャックを位置合わせした状態を示す模式図である。図６は、視野の基準点とチャックの把持点との関係を示す模式図である。図７は、マスター登録用のハウジングのキャビティに視野を合わせた状態の模式図である。図８は、ハウジングのキャビティとチャックの把持点との関係を示す模式図である。

（位置決め設定処理）
端子挿入装置１００におけるチャック１０の把持点Pcとカメラ４０の視野Ｆの基準点Ｐｆとの間の基準距離Ｌｘ，Ｌｚを求める位置決め設定処理を行う（図３参照）。

まず、図４に示すように、ハウジングホルダ２０に、位置決め対象部となる穴Ｈを有する板状の治具Ｊを装着させる。この状態で、駆動機構３０を駆動させ、視野Ｆに治具Ｊの穴Ｈが入るようにカメラ４０をハウジングホルダ２０の対向位置に配置させ、カメラ４０によって撮影させる。次に、撮影した画像に基づいて、視野Ｆにおける基準点Ｐｆから穴Ｈまでの左右方向（Ｘ方向）及び上下方向（Ｚ方向）の距離Ｓｘ，Ｓｚを計測する。

次に、図５に示すように、チャック１０に計測用ピン１５を把持させて駆動機構３０を駆動させ、計測用ピン１５を、治具Ｊの穴Ｈに挿入する位置に配置させる。これにより、チャック１０の把持点Ｐｃの左右方向（Ｘ方向）及び上下方向（Ｚ方向）の移動量Ｈｘ，Ｈｚを計測する。

この移動量Ｈｘ，Ｈｚは、チャック１０の移動前の座標（ｈｘ１，ｈｚ１）とチャック１０の移動後の座標（ｈｘ２，ｈｚ２）から次式（１），（２）によって求められる。なお、これらの移動前の座標（ｈｘ１，ｈｚ１）及び移動後の座標（ｈｘ２，ｈｚ２）は、駆動機構３０の原点座標に基づいて求められる。

Ｈｘ＝ｈｘ２－ｈｘ１…（１）
Ｈｚ＝ｈｚ２－ｈｚ１…（２）

その後、図６に示すように、求めた距離Ｓｘ，Ｓｚ及び移動量Ｈｘ，Ｈｚからチャック１０の把持点Ｐｃとカメラ４０の視野Ｆの基準点Ｐｆとの間の左右方向（Ｘ方向）及び上下方向（Ｚ方向）の基準距離Ｌｘ，Ｌｚを次式（３），（４）によって求める。

Ｌｘ＝Ｈｘ＋Ｓｘ…（３）
Ｌｚ＝Ｈｚ＋Ｓｚ…（４）

（マスター登録処理）
制御部５０は、図７に示すように、ハウジングホルダ２０に保持させたマスター登録用のハウジング５にカメラ４０の視野Ｆを合わせ、キャビティ６を含む部分をカメラ４０で撮影させる。そして、このカメラ４０で撮影した画像に基づいて、視野Ｆ内の特定のキャビティ６を登録する。

（端子挿入作業）
制御部５０は、位置決め設定処理によって求めた基準距離Ｌｘ，Ｌｚと、マスター登録処理によって登録したキャビティ６の登録情報に基づいて、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へ端子１を位置決めして挿入する。

具体的には、制御部５０は、図８に示すように、ハウジングホルダ２０に保持させたハウジング５にカメラ４０の視野Ｆを合わせ、キャビティ６を含む部分をカメラ４０で撮影させる。そして、このカメラ４０で撮影した画像とマスター登録したキャビティ６の登録情報とに基づいて、撮影画像における端子１を挿入するキャビティ６を特定する。次に、制御部５０は、視野Ｆにおける基準点Ｐｆから特定したキャビティ６までの左右方向（Ｘ方向）及び上下方向（Ｚ方向）の距離Ｃｘ，Ｃｚを求める。

次に、制御部５０は、この求めた距離Ｃｘ，Ｃｚと、位置決め設定処理によって求めた基準距離Ｌｘ，Ｌｚと、に基づいて、挿入時における移動距離Ｍｘ，Ｍｚを次式（５），（６）によって求める。

Ｍｘ＝Ｌｘ－Ｃｘ…（５）
Ｍｚ＝Ｌｚ－Ｃｚ…（６）

そして、制御部５０は、駆動機構３０を駆動させ、求めた移動距離Ｍｘ，Ｍｚで端子１を把持したチャック１０を移動させ、チャック１０に把持されている端子１をハウジング５のキャビティ６に位置決めし、ハウジング５へ向かう方向（Ｙ方向）へ移動させる。これにより、端子１をキャビティ６に挿入する。このとき、制御部５０は、撓み等によって把持点Ｐｃに対して端子１が位置ずれを生じている場合、この把持点Ｐｃに対する位置ずれに基づいて、キャビティ６に対する端子１の位置の調整を行う。なお、キャビティ６に対して端子１が傾いている場合、チャック１０の駆動部を制御して端子１を回転させ、キャビティ６に対して端子１の姿勢を合わせるように調整してもよい。

以上、説明したように、本実施形態に係る端子挿入装置１００によれば、位置決め対象部である治具Ｊの穴Ｈを用いて算出したチャック１０の把持点Ｐｃと視野Ｆの基準点Ｐｆとの間の基準距離Ｌｘ，Ｌｚに基づいて位置決めを行うので、ハウジング５の形状によらずに、ハウジング５の特定のキャビティ６に端子１を円滑に挿入することができる。また、位置決めをする際に用いる位置決め対象部である穴Ｈを有する治具Ｊは、カメラ４０の視野Ｆに入っている限り、配置を自由に設定できるので、位置決めの自由度を高めることができる。

しかも、ハウジングホルダ２０に設置した治具Ｊの穴Ｈを位置決め対象部とするので、ハウジング５のキャビティ６へ端子１を位置決めする際の誤差を一層少なくすることができるとともに、位置決め及び端子挿入に要する装置の稼働範囲を狭くすることができる。

なお、上記実施形態では、位置決め設定処理において、ハウジングホルダ２０に、位置決め対象部となる穴Ｈを有する治具Ｊを保持させたが、例えば、ハウジングホルダ２０に予め形成された穴などの基準となる部位を位置決め対象部として用いてもよい。

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装置の実施形態の特徴をそれぞれ以下［１］～［３］に簡潔に纏めて列記する。
［１］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、
前記チャック（１０）に並設され、前記ハウジングホルダ（２０）に保持される前記ハウジング（５）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）を前記ハウジングホルダ（２０）に保持された前記ハウジング（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、
前記撮影部（カメラ４０）によって位置決め対象部（穴Ｈ）を撮影させた画像に基づいて、前記撮影部（カメラ４０）の視野（Ｆ）の基準点（Ｐｆ）から前記視野（Ｆ）内の位置決め対象部（穴Ｈ）までの距離（Ｓｘ，Ｓｚ）を計測し、
前記駆動機構（３０）を駆動させて前記チャック（１０）に把持させた計測用ピン（１５）を前記位置決め対象部（穴Ｈ）に合わせた際の前記チャック（１０）の把持点（Ｐｃ）の移動量（Ｈｘ，Ｈｚ）を計測し、
前記距離（Ｓｘ，Ｓｚ）及び前記移動量（Ｈｘ，Ｈｚ）に基づいて、前記チャック（１０）の前記把持点（Ｐｃ）と前記撮影部（カメラ４０）の前記視野（Ｆ）の前記基準点（Ｐｆ）との間の基準距離（Ｌｘ．Ｌｚ）を算出し、
前記撮影部（カメラ４０）で前記ハウジングホルダ（２０）の前記ハウジング（５）を撮影させて前記キャビティ（６）の位置を特定し、算出した前記基準距離（Ｌｘ．Ｌｚ）に基づいて前記駆動機構（３０）を駆動させ、前記チャック（１０）に把持させた端子（１）を特定した前記キャビティ（６）に位置合わせして挿入させる、端子挿入装置。

上記［１］の構成の端子挿入装置によれば、位置決め対象部を用いて算出したチャックの把持点と視野の基準点との間の基準距離に基づいて位置決めを行うので、ハウジングの形状によらずに、ハウジングの特定のキャビティに端子を円滑に挿入することができる。また、位置決めをする際に用いる位置決め対象部は、撮影部の視野に入っている限り、配置を自由に設定できるので、位置決めの自由度を高めることができる。

［２］前記位置決め対象部は、前記ハウジングホルダ（２０）に設置した治具（Ｊ）の穴（Ｈ）である、
上記［１］に記載の端子挿入装置。

上記［２］の構成の端子挿入装置によれば、ハウジングのキャビティと近い位置に位置決め対象部である穴を設置するので、ハウジングのキャビティへ端子を位置決めする際の誤差を一層少なくすることができるとともに、位置決め及び端子挿入に要する装置の稼働範囲を狭くすることができる。

［３］前記チャック（１０）に把持させた前記端子（１）の前記把持点（Pc）に対する位置ずれに基づいて、前記キャビティ（６）に対して前記端子（１）の位置を調整して挿入させる、
上記［１］または［２］に記載の端子挿入装置。

上記（３）の構成の端子挿入装置によれば、撓み等による把持点に対する端子の位置ずれを考慮して高精度にキャビティへ位置合わせすることにより、より円滑に端子を挿入することができる。

１端子
５ハウジング
６キャビティ
１０チャック
１５計測用ピン
２０ハウジングホルダ
３０駆動機構
４０カメラ（撮影部）
５０制御部
１００端子挿入装置
Ｆ視野
Ｈ穴（位置決め対象部）
Ｈｘ、Ｈｚ移動量
Ｊ治具
Ｌｘ、Ｌｚ基準距離
Ｐｃ把持点
Ｐｆ基準点
Ｓｘ,Ｓｚ距離

Claims

端子を把持するチャックと、
ハウジングを保持するハウジングホルダと、
前記チャックに並設され、前記ハウジングホルダに保持される前記ハウジング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前記ハウジングホルダに保持された前記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、
前記撮影部によって位置決め対象部を撮影させた画像に基づいて、前記撮影部の視野の基準点から前記視野内の位置決め対象部までの距離を計測し、
前記駆動機構を駆動させて前記チャックに把持させた計測用ピンを前記位置決め対象部に合わせた際の前記チャックの把持点の移動量を計測し、
前記距離及び前記移動量に基づいて、前記チャックの前記把持点と前記撮影部の前記視野の前記基準点との間の基準距離を算出し、
前記撮影部で前記ハウジングホルダの前記ハウジングを撮影させて前記キャビティの位置を特定し、算出した前記基準距離に基づいて前記駆動機構を駆動させ、前記チャックに把持させた端子を特定した前記キャビティに位置合わせして挿入させる、
端子挿入装置。
前記位置決め対象部は、前記ハウジングホルダに設置した治具の穴である、
請求項１に記載の端子挿入装置。
前記チャックに把持させた前記端子の前記把持点に対する位置ずれに基づいて、前記キャビティに対して前記端子の位置を調整して挿入させる、
請求項１または２に記載の端子挿入装置。