JP7386385B2 - 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、電子機器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。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

しかしながら、特許文献１を含む従来技術では、電子機器組み立て装置はコネクタを上方からカメラで撮像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が、電子機器の筐体内に組み込まれた機能モジュールのコネクタは、上方からカメラで撮像することができないためケーブルを自動で装着することができないという問題点があった。

そこで本発明は、電子機器が内部に備えるコネクタにケーブルを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、ケーブルを保持するケーブル保持部と、前記ケーブル保持部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先端部が装着されるコネクタを備える電子機器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、前記電子機器は、前記コネクタが水平面に対して傾斜した姿勢となることで前記撮像部によって撮像されるように前記撮像部に対して位置決めされ、前記撮像部は、前記ケーブルの先端部が前記コネクタに装着される装着方向に対して斜向する方向から前記ケーブルの先端部と前記コネクタを撮像する。

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電子機器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、電子機器組み立て装置は、ケーブルを保持するケーブル保持部と、前記ケーブル保持部と撮像部とが装着されたベース部と、を備え、前記ベース部を移動させることにより前記ケーブルを保持したケーブル保持部を前記電子機器に対して移動させ、前記ケーブルの先端部を前記コネクタに接近させるケーブル接近工程と、前記撮像部によって前記ケーブルの先端部が前記コネクタに装着される装着方向に対して斜向する方向から前記ケーブルの先端部と前記コネクタを撮像する撮像工程と、前記撮像工程により撮像された画像から前記ケーブルの先端部と前記コネクタの相対位置関係を検出する位置検出工程と、検出された前記相対位置関係に基づいて、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、を含み、前記電子機器は、前記コネクタが水平面に対して傾斜することで前記撮像部によって撮像されるように前記撮像部に対して位置決めされる。

本発明によれば、電子機器が内部に備えるコネクタにケーブルを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のロボット部によって移動す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 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用の画像の説明図 （ａ）（ｂ）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 （ａ）（ｂ）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 （ａ）（ｂ）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 （ａ）（ｂ）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。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の筐体内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が設けられている。作業ステージ３は、作業対象の電子機器４を所定の姿勢で位置決めして保持する。

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。なお図３は、ケーブルをコネクタに装着する前の状態を、また図４はケーブル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には、電子部品１１ａが実装された回路基板１１が箱型の筐体４ａの内部に設置されている。筐体４ａ内に設置された回路基板１１の後縁部には、コネクタ１３が実装されている。コネクタ１３には、柔軟性のあるケーブル１２の端部に形成された硬質の先端部１２ａが装着される。筐体４ａの背面４ｂには、筐体４ａ内のコネクタ１３に外部からケーブル１２を接続するための開口４ｃが形成されている。

図３において、コネクタ１３において、先端部１２ａが装着される装着部１３ａの底面の端子面１３ｂには接続用の端子列が形成されている。先端部１２ａをコネクタ１３に挿入して装着した状態では、先端部１２ａ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、装着された先端部１２ａの脱落を防止するためのカバー部材１４を有するロック機構を備えている。カバー部材１４は、コネクタ１３に対して開閉自在に設けられている。

先端部１２ａをコネクタ１３に装着する前は、図３に示すようにカバー部材１４は起立した開状態にある。そして図４に示すように、先端部１２ａがコネクタ１３に装着された後にカバー部材１４が押し倒されて閉状態になると、ロック機構が作動した状態となる。ロック機構が作動すると、カバー部材１４が先端部１２ａを押さえ込んでケーブル１２の脱落が防止される。すなわち、カバー部材１４は、装着されたケーブル１２の先端部１２ａがコネクタ１３から脱落することを防止するロック部である。このように、電子機器４は、ケーブル１２の先端部１２ａが装着されるロック部を有するコネクタ１３を内部に備えている。

図３において、作業対象の電子機器４は、背面４ｂが斜め上方を向くように作業ステージ３に対して作業角度θだけ背面４ｂ側を持ち上げた姿勢で作業ステージ３に位置決めされて保持される。電子機器４を作業ステージ３に水平に保持した状態（作業角度θがゼロ）では、上方から筐体４ａの内部にあるコネクタ１３を見ることができない。一方、作業角度θだけ傾けることで、上方から開口４ｃを通じてコネクタ１３の少なくとも一部を見ることができる。なお、電子機器４は、作業ステージ３上に設置された作業角度θの斜面を有する保持台（図示省略）に保持するようにしても、保持台に保持した状態で作業ステージ３に搬送してもよい。また、作業ステージ３まで水平姿勢で搬送した後に、作業角度θだけ傾けるようにしてもよい。

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１２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９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９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９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９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軸に上下方向に直交する軸を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５の駆動機構を内蔵した固定ベース部６が配置されている。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は、ロボット部５を構成する。ロボット部５は、ベース部８を移動させ、またその姿勢を変更させる。

ここでロボット部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１２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ベース部８に結合されている。図２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。この構成により、ロボット部５によってベース部８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８には、ケーブル保持部２０、距離計測部４０、撮像部５０および照明５６が装着されている。ケーブル保持部２０は、コネクタ１３へ装着される対象となるケーブル１２を保持する機能を有している。さらにケーブル保持部２０は、コネクタ１３が備えたロック機構を作動させる機能、すなわち先端部１２ａが装着された状態のコネクタ１３においてカバー部材１４（ロック部）を押し倒して閉状態とする機能を有している。

ケーブル保持部２０は、ロボット部５がベース部８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に対して相対的に移動させることができる。ケーブル１２の先端部１２ａをコネクタ１３に装着する装着作業では、制御部６１（図５参照）が、ロボット部５、ケーブル保持部２０、距離計測部４０、撮像部５０、照明５６を作動させる。

このように、ロボット部５は、ベース部８を移動させることによりコネクタ１３を備える電子機器４に対してケーブル保持部２０を移動させる。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５でベース部８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８を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８の詳細構成を説明する。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は開口部８ａが設けられている。ベース部８において開口部８ａから左方向（電子機器組み立て装置１の正面側）に隔てた側端部には、距離計測部４０が計測光軸４０ａを下向きにした姿勢で装着されている。距離計測部４０は計測光を照射し、距離計測用のターゲットで反射された計測光を検出することでターゲットまでの距離を計測する距離計測センサである。距離計測部４０による計測結果は、制御部６１に送信される。

本実施の形態において距離計測部４０は、電子機器４の開口４ｃの上方に移動して、コネクタ１３の近傍に設置された距離計測用のターゲット１５（図７参照）の反射面１５ａまでの距離を計測する。なお、ターゲット１５は、距離計測部４０から照射された計測光を距離計測部４０の方向に反射する反射面１５ａを有し、ベース部８からコネクタ１３までの距離が計測できるもの、または計測結果から距離が算出できるものであればよい。

すなわち、電子機器４を作業角度θに保持した状態で略水平となる反射面１５ａが開口４ｃから見える位置に設置されていればよく、ターゲット１５はコネクタ１３の一部であってもコネクタ１３または電子機器４に設けた専用のターゲット１５であってもよい。このように、ベース部８が有する距離計測部４０は、ベース部８からコネクタ１３または電子機器４に備えられた距離計測用のターゲット１５までの距離を計測する。

図２において、ベース部８において開口部８ａ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８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、トルクセンサ２２が設置されている。トルクセンサ２２の回転軸２２ａには、開口部８ａ側に連結部材２３を介して基礎部材２４が接続されている。基礎部材２４は垂直方向に延びる板状の部材である。基礎部材２４の下縁部には、下部保持部材２５が固定されている。下部保持部材２５の上方には上部保持部材２６が配置されている。上部保持部材２６は接続部２７を介して基礎部材２４の上部に固定された保持アクチュエータ２８に接続されている。

保持アクチュエータ２８は、制御部６１によって制御される。保持アクチュエータ２８が作動することで、上部保持部材２６は上下方向に移動する（矢印ａ）。上部保持部材２６が上方に位置する状態では、上部保持部材２６と下部保持部材２５の間に生ずる隙間にケーブル１２を挿入することができる。隙間にケーブル１２を挿入した状態で上部保持部材２６を下方に移動させることで、上部保持部材２６と下部保持部材２５の間にケーブル１２を挟み込んで保持することができる（図８参照）。

図２において、上部保持部材２６の上面には、ロックアクチュエータ２９が配置されている。ロックアクチュエータ２９には、開口部８ａ側にローラ保持部材３０が接続されている。ローラ保持部材３０の開口部８ａ側（ロックアクチュエータ２９とは反対側）には、ローラ３１が装着されている。ローラ３１は、ローラ保持部材３０の下面３０ａより、少なくともローラ３１の一部が下方に突出するように装着されている。

ロックアクチュエータ２９は、制御部６１によって制御される。ロックアクチュエータ２９が作動することで、ローラ保持部材３０とローラ３１は前後方向に移動する（矢印ｂ）。ローラ保持部材３０を前方（装着方向）に移動させると、ローラ３１は上部保持部材２６と下部保持部材２５の先端よりも前方まで移動する。

ここで、図１２を参照して、ロックアクチュエータ２９、ローラ保持部材３０、ローラ３１がカバー部材１４（ロック部）を閉状態にする動作について説明する。図１２（ａ）において、まず、ローラ３１を前方に移動させた状態でローラ３１を開状態にあるカバー部材１４の後方に位置させる。図１２（ｂ）において、次いでロックアクチュエータ２９を作動させてローラ３１を後方に移動させると（矢印ｇ１）、カバー部材１４に当接したローラ３１によってカバー部材１４が押し倒される（矢印ｇ２）。これにより、カバー部材１４は閉状態となり、装着されたケーブル１２がコネクタ１３から脱落することを防止するロック部を含むロック機構の機能が作動される。

このように、ロックアクチュエータ２９、ローラ保持部材３０、ローラ３１は、ケーブル１２の先端部１２ａをコネクタ１３に装着した後にロック部を作動させる（カバー部材１４を閉状態とする）ロック作動部３２を構成する。すなわち、ケーブル保持部２０は、ロック作動部３２を有している。ローラ３１は、装着方向（前後方向）に沿って移動してロック部を作動させる係止部材である。なお、ロック作動部３２は、コネクタ１３のロック機構の構成に応じて適宜変更される。例えば、レバーを倒してカバー部材１４を閉状態とするコネクタ１３の場合は、ロック作動部３２はレバーを倒す係止部材を含んで構成される。

図２において、トルクセンサ２２は、下部保持部材２５、上部保持部材２６、ロック作動部３２が水平面に対して電子機器４と同じ作業角度θとなるように基礎部材２４を保持している。これにより、後述するケーブル装着作業が容易となる。トルクセンサ２２は、回転軸２２ａが回転する際に発生するトルクを検出する。ケーブル装着作業において、ケーブル保持部２０が移動して保持したケーブル１２の先端部１２ａがコネクタ１３に当接すると、コネクタ１３からの反力により基礎部材２４がトルクセンサ２２の回転軸２２ａを回転中心として回動する（矢印ｃ）。

これにより、ケーブル１２の先端部１２ａがコネクタ１３に当接したことが検出される。トルクセンサ２２の検出結果は、制御部６１に送信される。このように、トルクセンサ２２は、ケーブル１２の先端部１２ａをコネクタ１３に装着する際にケーブル保持部２０に加わる力を計測するセンサである。ケーブル保持部２０は、ケーブル１２の先端部１２ａがコネクタ１３に装着されたことを検出するセンサ（トルクセンサ２２）を備える。

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５１には、光学レンズ部５２およびカメラ５３を含んで構成される撮像部５０が、撮像光軸５３ａを駆動中心に合わせて下向き姿勢で配置されている。制御部６１は、ロボット部５を作動させて、ベース部８に配置された撮像部５０を作業ステージ３に保持された電子機器４の上方に位置させる。この状態で、撮像部５０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１２の先端部１２ａおよび電子機器４が備えるコネクタ１３の画像を取得することができる。撮像部５０による撮像画像は、制御部６１に送信される。

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５４が下方に立設されている。支持部材５４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５５が保持されており、照明保持板５５の下面にはＬＥＤなどの発光体を含んで構成される照明５６が装着されている。照明５６は、制御部６１によって制御される。撮像部５０による撮像に際しては、照明５６を点灯させて撮像対象のケーブル１２、コネクタ１３などを照明する。

次に図５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６１は、ロボット部５、撮像部５０、照明５６、距離計測部４０、トルクセンサ２２、保持アクチュエータ２８、ロックアクチュエータ２９、操作パネル９と接続されている。制御部６１がロボット部５、ケーブル保持部２０の保持アクチュエータ２８、ロックアクチュエータ２９を制御して作動させることにより、後述するケーブル１２を移動させてコネクタ１３に装着させるケーブル装着作業が実行される。

このケーブル装着作業の実行過程においては、制御部６１は、距離計測部４０を制御してベース部８からターゲット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６１は、撮像部５０および照明５６を制御して、ケーブル１２の先端部１２ａおよびコネクタ１３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。また、制御部６１は、トルクセンサ２２を制御して、ケーブル１２の先端部１２ａがコネクタ１３に装着されたことを検出する装着検出処理を実行させる。

図５において、制御部６１は内部制御処理機能としての位置検出部６２、距離算出部６３を備えている。位置検出部６２は、撮像部５０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１２の先端部１２ａとコネクタ１３を含む撮像画像に基づいて、ケーブル１２の先端部１２ａとコネクタ１３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１２ａをコネクタ１３に装着するケーブル装着動作においては、制御部６１は先端部１２ａおよびコネクタ１３の相対位置検出結果に基づいて、ロボット部５によるケーブル保持部２０の移動を制御する。

制御部６１は、記憶装置である記憶部６４を備えている。記憶部６４には、作業対象の電子機器４におけるコネクタ１３の位置、サイズ、形状、カバー部材１４（ロック部）の位置、サイズ、形状、距離計測用のターゲット１５の反射面１５ａの位置など、ケーブル装着作業に必要な情報が記憶されている。

距離算出部６３は、距離計測部４０が計測したターゲット１５までの距離、記憶部６４に記憶されたターゲット１５の反射面１５ａの位置に基づいて、ベース部８からコネクタ１３の端子面１３ｂまでの距離を算出する。また、距離計測部４０は、複数のターゲット１５までの距離の差に基づいて、コネクタ１３の傾きを算出する。

次に図６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が内部に備えるコネクタ１３にケーブル１２の先端部１２ａを装着するケーブル装着作業を含む電子機器組み立て方法について説明する。図６において、まず、作業対象の電子機器４が作業ステージ３上に開口４ｃ側を作業角度θだけ持ち上げた姿勢で保持される（ＳＴ１：電子機器保持工程）（図３参照）。

次いでケーブル保持部２０にケーブル１２が保持される（ＳＴ２：ケーブル保持工程）。具体的には、制御部６１は、上部保持部材２６を上昇させて下部保持部材２５との間に隙間を発生させた状態でケーブル１２を挿入させ、上部保持部材２６を下降させて下部保持部材２５との間に挟み込んで保持させる。これにより、ケーブル１２の先端部１２ａが上部保持部材２６と下部保持部材２５の先端より前方に突出した状態で、ケーブル１２がケーブル保持部２０に保持される（図８参照）。

図６において、次いで制御部６１は、距離計測部４０を計測光軸４０ａがターゲット１５の反射面１５ａに当たる位置に移動させて（図７の矢印ｄ）、距離計測部４０によってベース部８からコネクタ１３または電子機器４に設けられたターゲット１５までの距離を計測させる（ＳＴ３：距離計測工程）。距離算出部６３は、計測されたターゲット１５までの距離と、記憶部６４に記憶された反射面１５ａの位置に基づいて、ベース部８からコネクタ１３の端子面１３ｂまでの距離を算出する。

図９に示す撮像部５０による撮像画像に表示されているように、電子機器４が備えるコネクタ１３の前面（筐体４ａの開口４ｃ側）には、左右の２箇所にターゲット１５が配置されている。距離計測工程（ＳＴ３）では、両方のターゲット１５の反射面１５ａまでの距離が計測され、距離算出部６３によってそれぞれ計測された距離の差よりコネクタ１３のＸ軸方向の傾きが算出される。このように、距離計測工程（ＳＴ３）において、ベース部８からコネクタ１３または電子機器４までの距離が計測される。

図６において、次いで制御部６１は、距離計測工程（ＳＴ３）での計測結果に基づいて、ケーブル１２を保持したケーブル保持部２０を電子機器４に対して移動させ（図８の矢印ｅ）、ケーブル１２の先端部１２ａをコネクタ１３に接近させる（ＳＴ４：ケーブル接近工程）。次いで制御部６１は、撮像部５０によってケーブル１２の先端部１２ａがコネクタ１３に装着される装着方向に対して鋭角φ（９０度から作業角度θを引いた角度）に斜向する方向からケーブル１２の先端部１２ａとコネクタ１３を撮像する（ＳＴ５：撮像工程）。なお、鋭角φは、好ましくは、３５度＜φ＜７５度の範囲が望ましい。

ここで図９を参照して、撮像部５０による撮像画像５０ａの例について説明する。撮像画像５０ａの上部には、電子機器４の内部に設置されたコネクタ１３の開口４ｃ側の一部（端子面１３ｂの一部）が開口４ｃを通して写っている。また、撮像画像５０ａの下部には、ケーブル保持部２０の上部保持部材２６の先端部、ロック作動部３２の先端部（ローラ保持部材３０の一部とローラ３１）が写っている。上部保持部材２６の前方には、ケーブル保持部２０に保持されたケーブル１２の先端部１２ａが写っている。このように、鋭角φに斜向する方向から撮像することにより、電子機器４の内部に設置されたコネクタ１３の少なくとも一部を開口４ｃを通して撮像することができる。

撮像部５０とケーブル保持部２０との位置関係は固定されていることから、撮像画像５０ａにおいて上部保持部材２６は常に画像枠方向と一致した固定位置に現れる。これに対し、上部保持部材２６と下部保持部材２５との間に挟まれて保持されたケーブル１２の先端部１２ａは、ケーブル保持工程（ＳＴ２）における位置誤差などに起因して、幾分の位置ずれを示す。また、コネクタ１３は、電子機器保持工程（ＳＴ１）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の取り付け位置誤差などに起因して位置ずれ状態にある。すなわち、コネクタ１３およびコネクタ１３に装着される先端部１２ａとの相対的な位置関係は、装着作業対象となるコネクタ１３毎にばらついている。

図６において、次いで位置検出部６２は、撮像工程（ＳＴ５）により撮像された撮像画像５０ａからケーブル１２の先端部１２ａとコネクタ１３の相対位置関係を検出する（ＳＴ６：位置検出工程）。

ここで、図９を参照して、位置検出部６２による位置検出処理について説明する。まず位置検出部６２は、撮像部５０による撮像画像５０ａよりケーブル１２の先端部１２ａの位置を検出するための認識点Ｒ１、Ｒ２の位置を求める。次いで位置検出部６２は、認識点Ｒ１、Ｒ２の中点を先端部１２ａの位置を示す代表点ＰＭ１とする。次いで位置検出部６２は、コネクタ１３の位置を検出するための認識点Ｒ３、Ｒ４の位置を求める。次いで位置検出部６２は、認識点Ｒ３、Ｒ４の中点をコネクタ１３の位置を示す代表点ＰＭ２とする。検出された代表点ＰＭ１と代表点ＰＭ２は、ケーブル１２の先端部１２ａとコネクタ１３の相対位置関係を示す情報である。

図６において、次いで制御部６１は、位置検出工程（ＳＴ６）で検出された代表点ＰＭ１と代表点ＰＭ２の位置関係（相対位置関係）に基づいて、ローラ３１（係止部材）を含むロック作動部３２がコネクタ１３に干渉しないようにケーブル保持部２０を移動させて、ケーブル１２の先端部１２ａをコネクタ１３に接近させる（ＳＴ７：回避接近工程）。

具体的には、まず、制御部６１は、認識点Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４の位置関係に基づいて、コネクタ１３に対するケーブル１２の先端部１２ａの位置ずれを修正する。次いで制御部６１は、装着方向においてローラ３１の下端がコネクタ１３のカバー部材１４の上端より上方で、かつ、開口４ｃにケーブル保持部２０が干渉しない高さまでケーブル保持部２０を上昇させる（図１０（ａ）の矢印ｆ１）。次いで制御部６１は、ローラ３１がケーブル１２の先端部１２ａより所定距離だけ前方になるまでローラ保持部材３０を装着方向に前進させる（図１０（ｂ）の矢印ｆ２）。

次いで制御部６１は、ローラ３１がカバー部材１４より後方（開口４ｃより奥側）に位置するまでケーブル保持部２０を装着方向に移動させる（図１１（ａ）の矢印ｆ３）。次いで制御部６１は、ケーブル１２の先端部１２ａの下面がコネクタ１３の端子面１３ｂに当接するまでケーブル保持部２０を下降させる（図１１（ｂ）の矢印ｆ４）。この状態で、ローラ３１はカバー部材１４の後方に位置する。

図６において、回避接近工程（ＳＴ７）によりケーブル１２の先端部１２ａがコネクタ１３の端子面１３ｂに当接すると、制御部６１は、ケーブル保持部２０を装着方向に所定の微小量だけ前進させて（ＳＴ８：微小前進工程）（図１２（ａ）の矢印ｆ５）、トルクセンサ２２によりケーブル１２の先端部１２ａがコネクタ１３に当接したか（装着されたか）否かを判定する（ＳＴ９：装着判定工程）。

当接していない場合（ＳＴ９においてＮｏ）、さらに微小前進工程（ＳＴ８）を実行させる。このように、ケーブル保持部２０を徐々に前進させて（ＳＴ８）、トルクセンサ２２がケーブル１２の先端部１２ａがコネクタ１３に当接したこと（装着されたこと）を検出すると（ＳＴ９においてＹｅｓ）、制御部６１は、ケーブル保持部２０の移動を停止させる（図１２（ａ）参照）。このように、トルクセンサ２２を使用することで、ケーブル１２の先端部１２ａが撮像部５０によって撮像できない位置にある状態でも、ケーブル１２の先端部１２ａがコネクタ１３に装着されたことを検出することができる。

このように、回避接近工程（ＳＴ７）、微小前進工程（ＳＴ８）、装着判定工程（ＳＴ９）は、位置検出工程（ＳＴ６）において検出された相対位置関係に基づいて、ケーブル保持部２０を移動させてケーブル１２の先端部１２ａをコネクタ１３に装着させる装着工程ＳＴ２０である。

図６において、次いで制御部６１は、ローラ３１（係止部材）を装着方向に沿って後方（開口４ｃの外側）に移動させて（図１２（ｂ）の矢印ｇ１）、カバー部材１４（ロック部）を押し倒させる（ＳＴ１０：ロック作動工程）。これにより、カバー部材１４が閉状態となってロック部が作動される（図１２（ｂ）の矢印ｇ２）。すなわち、装着工程（ＳＴ２０）の後に、ロック作動工程（ＳＴ１０）において、ケーブル保持部２０が有するロック作動部３２によってロック部が作動される。

次いで制御部６１は、上部保持部材２６を上昇させて（図１３（ａ）の矢印ｈ）、ケーブル保持部２０によるケーブル１２の保持を解除させる（ＳＴ１１：ケーブル解放工程）。次いで制御部６１は、ケーブル保持部２０を装着方向の後方に移動させた後（図１３（ｂ）の矢印ｉ）、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１２が電子機器４のコネクタ１３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、ケーブル１２を保持するケーブル保持部２０と、ケーブル保持部２０と撮像部５０とが装着されたベース部８と、ベース部８を移動させることによりケーブル１２の先端部１２ａが装着されるコネクタ１３を備える電子機器４に対してケーブル保持部２０を移動させるロボット部５と、撮像部５０により撮像された画像（撮像画像５０ａ）からケーブル１２の先端部１２ａとコネクタ１３の相対位置関係を検出する位置検出部６２と、ロボット部５を作動させることにより撮像部５０を移動させる制御部６１と、を備えている。そして、撮像部５０は、ケーブル１２の先端部１２ａがコネクタ１３に装着される装着方向に対して鋭角φに斜向する方向からケーブル１２の先端部１２ａとコネクタ１３を撮像する。これによって、電子機器４が内部に備えるコネクタ１３にケーブル１２を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、電子機器が内部に備えるコネクタにケーブルを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
５ ロボット部
８ ベース部
１２ ケーブル
１２ａ 先端部
１３ コネクタ
１４ カバー部材（ロック部）
１５ ターゲット
２０ ケーブル保持部
２２ トルクセンサ（センサ）
３１ ローラ（係止部材）
３２ ロック作動部
４０ 距離計測部
５０ 撮像部

Claims (21)

1. ケーブルを保持するケーブル保持部と、
   前記ケーブル保持部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先端部が装着されるコネクタを備える電子機器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、
   前記電子機器は、前記コネクタが水平面に対して傾斜した姿勢となることで前記撮像部によって撮像されるように前記撮像部に対して位置決めされ、
   前記撮像部は、前記ケーブルの先端部が前記コネクタに装着される装着方向に対して斜向する方向から前記ケーブルの先端部と前記コネクタを撮像する、電子機器組み立て装置。
2. 前記制御部は、前記撮像部により撮像された画像から前記ケーブルの先端部と前記コネクタの相対位置関係を検出する位置検出部を備える、請求項１に記載の電子機器組み立て装置。
3. 前記電子機器を保持する作業ステージを備えた、請求項１または２に記載の電子機器組み立て装置。
4. 前記ベース部に、前記ベース部からの距離を計測する距離計測部を有する、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. 前記コネクタまたは前記電子機器に距離計測用のターゲットを備え、
   前記距離計測部は、前記ターゲットまでの距離を計測する、請求項４に記載の電子機器組み立て装置。
6. 前記コネクタは、装着された前記ケーブルの先端部が前記コネクタから脱落することを防止するロック部を有し、
   前記ケーブル保持部は、前記ケーブルの先端部を前記コネクタに装着した後に前記ロック部を作動させるロック作動部を有する、請求項１から５のいずれかに記載の電子機器組み立て装置。
7. 前記ロック作動部は、前記装着方向に沿って移動して前記ロック部を作動させる係止部材を備える、請求項６に記載の電子機器器組み立て装置。
8. 前記位置検出部が前記相対位置関係を検出した後、前記制御部は、前記ロボット部と前記ケーブル保持部を作動させて、ロック作動部が前記コネクタに干渉しないように、前記ケーブルの先端部を前記コネクタに接近させる、請求項２に記載の電子機器組み立て装置。
9. 前記ケーブル保持部は、前記ケーブルの先端部が前記コネクタに装着されたことを検出するセンサを備える、請求項１から８のいずれかに記載の電子機器組み立て装置。
10. 前記センサは、前記ケーブルの先端部を前記コネクタに装着する際に前記ケーブル保持部に加わる力を計測する、請求項９に記載の電子機器組み立て装置。
11. 前記センサは、前記ケーブルの先端部が前記撮像部によって撮像できない位置にある状態で、前記ケーブルの先端部が前記コネクタに装着されたことを検出する、請求項９または１０に記載の電子機器組み立て装置。
12. 前記電子機器は、前記コネクタを内部に備え、
    前記電子機器が水平面に対して傾斜した姿勢で前記撮像部に対して位置決めされることで、前記コネクタが前記撮像部によって撮像可能となる、請求項１から１１のいずれかに記載の電子機器組み立て装置。
13. 前記ケーブル保持部は、前記撮像部の撮像光軸に対して斜向する前記装着方向に沿って移動し、且つ、前記ケーブルの先端部を前記装着方向に沿わせた状態で前記ケーブルを保持する、請求項１から１２のいずれかに記載の電子機器組み立て装置。
14. 電子機器組み立て装置によって電子機器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、
    電子機器組み立て装置は、
    ケーブルを保持するケーブル保持部と、
    前記ケーブル保持部と撮像部とが装着されたベース部と、を備え、
    前記ベース部を移動させることにより前記ケーブルを保持したケーブル保持部を前記電子機器に対して移動させ、前記ケーブルの先端部を前記コネクタに接近させるケーブル接近工程と、
    前記撮像部によって前記ケーブルの先端部が前記コネクタに装着される装着方向に対して斜向する方向から前記ケーブルの先端部と前記コネクタを撮像する撮像工程と、
    前記撮像工程により撮像された画像から前記ケーブルの先端部と前記コネクタの相対位置関係を検出する位置検出工程と、
    検出された前記相対位置関係に基づいて、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、を含み、
    前記電子機器は、前記コネクタが水平面に対して傾斜することで前記撮像部によって撮像されるように前記撮像部に対して位置決めされる、電子機器組み立て方法。
15. 前記ベース部から前記コネクタまたは前記電子機器までの距離を計測する距離計測工程をさらに含み、
    前記ケーブル接近工程において、前記距離計測工程での計測結果に基づいて、前記ケーブル保持部を移動させる、請求項１４に記載の電子機器組み立て方法。
16. 前記コネクタまたは前記電子機器に距離計測用のターゲットを備え、
    前記距離計測工程において、前記ターゲットまでの距離を計測する、請求項１５に記載の電子機器組み立て方法。
17. 前記コネクタは、装着された前記ケーブルの先端部が前記コネクタから脱落することを防止するロック部を有し、
    前記装着工程の後に、前記ケーブル保持部によって前記ロック部を作動させるロック作動工程を含む、請求項１４から１６のいずれかに記載の電子機器組み立て方法。
18. 前記ケーブル保持部は、前記ロック部を作動させる係止部材を備え、
    前記ロック作動工程において、前記係止部材を前記装着方向に沿って移動させて前記ロック部を作動させる、請求項１７に記載の電子機器組み立て方法。
19. 前記装着工程において、前記係止部材が前記コネクタに干渉しないよう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、請求項１８に記載の電子機器組み立て方法。
20. 前記ケーブル保持部は、前記ケーブルの先端部が前記コネクタに装着されたことを検出するセンサを備え、
    前記装着工程において、前記センサが前記ケーブルの先端部が前記コネクタに装着されたことを検出すると、前記ケーブル保持部の移動を停止させる、請求項１４から１９のいずれかに記載の電子機器組み立て方法。
21. 前記ケーブル保持部は、前記撮像部の撮像光軸に対して斜向する前記装着方向に沿って移動し、且つ、前記ケーブルの先端部を前記装着方向に沿わせた状態で前記ケーブルを保持する、請求項１４から２０のいずれかに記載の電子機器組み立て方法。

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