JPH02168587A - レーザ・センサを用いた自動コネクタ結線装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はコネクタハンダ付装置（予備ハンダ、芯線ハン
ダ付を含む）のハンダポットの自動位置決め、並びにコ
ネクタビン挿入装置のビン挿入位置の自動位置決め装置
に関する ［従来の技術］ コネクタの結線は従来はとんど手作業で実施し、一部は
コネクタハンダ付装置並びにコネクタビン挿入装置（以
下両装置を合わせてコネクタ結線装置と言う）を用いて
自動化を行っていたが、数百種に及ぶコネクタのハンダ
付位置またはビン挿入位置（以下両装置を合わせて結線
位置と言う）の情報を、全てティーチング法またはキー
ボード等によりマニュアル人力しなければならない。

［発明が解決しようとする課題］ 現在、コネクタ結線は一部の量産品を除き、はとんど手
作業により実施されている。その理由としてコネクタの
構造が大きさの割に複雑で、かつ、多種多様であること
があげられる。

他方量産品で同一ケーブル、同一コネクタの結線の場合
には、手間はかかっても一度結線位置情報をティーチン
グ法またはキーボード等でマニュアル人力することによ
り、コネクタ結線装置で自勧化も可能となるはずである
が、コネクタの種類が数百種にも及ぶコネクタ結線作業
の自動化のためには、すべての種類の結線情報をマニュ
アル入力法でデータベース化しなければならず、多大な
工数を要する。

また画像処理技術を用いたコネクタビン位置抽出機構を
採用すれば、コネクタの種類識別、コネクタ固定の際に
生じる結線位置のずれの補正等も可能であるが、その場
合には画像処理で得られた抽出データをすでに人力され
ているデータベースと照合する形で行っているため、デ
ータベースに入力されていないコネクタには適用できな
い。また画像処理で得られた抽出データを、直接制御系
にフィードバックした場合には、最大１．５ｍｍの結線
位置のずれが生じることがあり、誤結線する可能性があ
る。

本発明はこれらの問題を解決する自動コネクタ結線装置
を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明に係るレーザ・センサを用いた自動コネクタ結線
装置は、コネクタの自動結線装置において、コネクタを
固定するＸ−Ｙテーブルと、芯線をコネクタに結線する
マニピュレータと、コネクタの結線位置を検出するレー
ザ・センサと、前記レーザ・センサからの距離出力信号
の変化を識別するレーザ・コントローラと、前記レーザ
・コントローラからの信号に基づき、結線位置を算出し
Ｘ−Ｙテーブルの位置を制御する制御コントローラから
成り、前記レーザ・センサと前記マニピュレータの相対
位置を固定することを特徴とする。

［作用］ 前述のように本発明では、コネクタ上面に垂直に集光性
の良いレーザを照射し、コネクタ上面を微小面積で走査
する。そして、コネクタ上面のハンダポットまたはビン
挿入ホールの起伏から生じるレーザ・センサまでの距離
の変化を計測し、その位置から結線位置を算出する。

レーザをコネクタ上面に垂直に照射した場合、コネクタ
底面を走査している際にはレーザ・センサからの距離は
ほぼ一定であるが、ハンダポットまたはピン挿入ホール
を走査している時は底面走査時と比ベレーザ・センサか
らの距離が大き（変化する。この距離が大きく変化する
座標から、求める結線位置を算出することができる。

［実施例］ 本発明の実施例を第１図〜第５図に示す。

第１図は本発明装置の実施例を示す。第１図において、
芯線むき機構１及び芯線端末処理機構２で多芯線電線３
の全ての芯線４の端末処理を行う。

次に結線される順に従い芯線ホルダ５に芯線を順序よく
保持させる。

一方、Ｘ−Ｙテーブル６に固定されたコネクタ７の結線
位置はレーザ・センサ８によって正確に検出され、制御
コンピュータ９で算出された座標をもとにＸ−Ｙテーブ
ル６を制御し、コネクタ７を結線位置に移動させる。

次にハンダ付タイプのコネクタであれば、ハンダごて１
０にてポット１０’　を加熱しポット内予備ハンダを溶
解させる。

さらに、ビンセット１１が芯線ホルダ５の芯線４の１本
をつかみ出し、マニピュレータ１２に渡す。

マニピュレータ１２は芯線４をコネクタ７に結線する。

以上が自動コネクタ結線装置の構成と作動の概要である
が、上記の様にマニピュレータ１２で芯線を正確に結線
するためにはコネクタ７の結線位置情報の正確な抽出と
Ｘ−Ｙテーブル６によるコネクタ７の正確な位置決めが
必要である。この点をレーザーセンサ８を用いて行う。

第２図は本発明の実施例の構成を示す。第２図において
、レーザ・センサ８とマニピュレータ１２の相対位置は
固定されており（変位が正確にわがっていれば固定する
必要がないが誤差を含むため固定されていることが望ま
しい）、がっレーザ軸線１３とマニピュレータ１２が芯
線を保持する位置とは一致している。（変位が正確にわ
がっていれば一致する必要がないが誤差を含むため一致
していることが望ましい）。

コネクタ７は制御コンピュータ９でＸ−Ｙ制御されるＸ
−Ｙテーブル６上に固定されている。。

第３図はレーザ・センサの走査軌跡を示す。第３図に示
すレーザーセンサ走査軌跡にそってＸＹテーブル６を動
かしくレーザ軸線１３は固定されている。）、レーザの
反射距離をレーザコントローラ１５を通して制御コンピ
ュータ９でモニタする。

軌跡１６まで、レーザはコネクタ面を走査しているため
、反射距離はほぼ一定である。

第４図に軌跡１Ｇの走査時のレーザ・センサ出力を示す
。このようにレーザ軌跡がコネクタ面からハンダポット
１４にさしかかる際、レーザ・センサの距離出力は急激
に変化する（第４図Ａ点）。同様にハンダポット１４か
らコネクタ面にさしかかる時も急激な変化がある（第４
図Ｂ点）。そしてＡ点とＢ点の間隔はハンダポットの幅
に対応する。

レーザ・センサからの距離出力信号の変化はレーザ・コ
ントローラ１５により識別する。このＡ点とＢ点の座標
から結線位置Ｃを制御コンピュータ９で算出する。この
座標にもとづきＸ−Ｙテーブルを制御し、結線位置Ｃに
レーザ軸線１３が合うようにコネクタ７を移動する。例
えばＡまたはＢの座標位置から０点までをパルス信号に
置きかえ、パルスモータによりテーブルを移動させる。

最後にマニピュレータ１２により結線を行なう。

同様にして全てのポットに順次結線を行なう。

上記方法はレーザ・センサからの情報をもとにフィード
バック制御を行うため、最も確実であるが、レーザセン
シング動作と、結線動作を交互に行うため少々時間がか
かる。

そこでＸ−Ｙテーブル制御系が十分再現性がある場合に
は、レーザ・センサの走査をコネクタ面金てに行い、全
てのハンダポットの結線位置を制御コンピュータ９に記
憶させ、のデータを基に結線動作を行ない時間を短縮す
る。

前述の例では、コネクタ側をＸ−Ｙ制御する方法で説明
したがコネクタ側を固定し、マニピュレータ１２とレー
ザ・センサ８をＸ−Ｙ制御しても同様の結果がｉ′４ら
れる。

また前述の例ではハンダタイプのコネクタを例としたが
、ピン挿入タイプのコネクタについても、ピン挿入ホー
ルの走査時にハンダポットと同様、レーザ・センサ出力
に急激な変化が得られるため、上記方法で位置決めが可
能である。

なお、レーザ・センサ走査軌跡（第３図）はコネクタの
種類とレーザ・センサの集光性によって異なる。ただし
、コネクタからレーザ軌跡が外れた場合は、出力に変化
が現れるため判別が可能である。

上記方法による所要時間をさらに短縮させる方法として
は、レーザセンシングを行うかわりに、画像処理技術を
用いて大まかな結線位置を抽出しその位置付近で前述の
様なレーザ・センサからのフィードバック制御を行い、
正確な位置決めを行う方法もある。

第５図は本発明装置に係るレーザ・センサを用いた自動
コネクタ結線装置の位置決め機構のフローを示す。

［発明の効果コ 本発明装置は前述のように構成されているので以下に述
べるような効果をうろことができる。

（１）本発明装置により、今までデータベースに登録さ
れているコネクタにしか適用できなかった自動コネクタ
結線装置を任意のコネクタにも適用できる様になり、ま
たコネクタ固定時のずれ補正計算も不要になる。

（２）　　これにより少量多種のコネクタ結線作業の自
動化が可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明装置の実施例を示す図、第２図は、本
発明装置の実施例の構成を示す図、第３図は、本発明装
置のレーザ・センサの走査軌跡を示す図、 第４図は、本発明装置の走査時のレーザーセンサ出力を
示す図、 第５図は、本発明装置に係るレーザ・センサを用いた自
動コネクタ結線装置の位置決め機構のフローを示す図で
ある。 １・・・芯線むき機構、２・・・芯線端末処理機構、３
・・多芯線７は線、４・・・芯線、５・・・芯線ホルダ
、６・・・Ｘ−Ｙテーブル、７・・・コネクタ、８・・
・レーザψセンサ、９・・・制御コンピュータ、ＩＯ・
・・ハンダゴテ、 １１・・・ピンセット、 １２１１．マニピュレータ、 １３・・・レーザ軸線、 １４・・・ハンダボ、ント、 １５・・・レーザ ／ トローラ、 １Ｂ・・・軌跡。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. コネクタの自動結線装置において、コネクタを固定する
   Ｘ−Ｙテーブルと、芯線をコネクタに結線するマニピュ
   レータと、コネクタの結線位置を検出するレーザ・セン
   サと、前記レーザ・センサからの距離出力信号の変化を
   識別するレーザ・コントローラと、前記レーザ・コント
   ローラからの信号に基づき、結線位置を算出しＸ−Ｙテ
   ーブルの位置を制御する制御コントローラから成り、前
   記レーザ・センサと前記マニピュレータの相対位置を固
   定することを特徴とするレーザ・センサを用いた自動コ
   ネクタ結線装置。