JPH05318362A - 自動配線接続装置及びロボット作業部の自動位置決め方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は自動配線接続装置に関し、マトリク
スボードとロボット機構部との相対位置に係わり位置ズ
レを生じた場合であっても、即計測エラーに移行するこ
となく、予め、両者間の相対位置の位置ズレを認識して
その位置合わせ処理を正確に実行し、短絡ピンの挿入抜
去動作を容易に行うこと、及び、マトリクスボードの生
産歩留りの向上を図ることを目的とする。 【構成】 第１の配線群Ｌ１と第２の配線群Ｌ２との交
点を接続する複数のマトリクスボードＭｉ〔ｉ＝１，
２，３…〕の差点穴ｐｎ〔ｎ＝１，２，３…〕に短絡ピ
ン１１を自動挿抜するロボット作業部１２と、マトリク
スボードＭｉの差点穴ｐｎや被識別マークBDｋ〔ｋ＝
１，２，３…〕を検出する位置検出手段１３と、ロボッ
ト作業部１２及び位置検出手段１３の入出力を制御する
制御手段１４とを具備し、制御手段１４がマトリクスボ
ードＭｉの取付け状態の認識処理に基づいてロボット作
業部１２の位置決め処理を行うことを含み構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】〔目 次〕 産業上の利用分野 従来の技術（図８，９） 発明が解決しようとする課題 課題を解決するための手段（図１，２） 作用 実施例（図３〜図７） 発明の効果

【０００２】

【産業上の利用分野】本発明は、自動配線接続装置及び
ロボット作業部の自動位置決め方法に関するものであ
り、更に詳しく言えば、複数の電話回線と複数の局内配
線とを自動的に接続換えする装置のロボット機構部の位
置決め機能及びその方法の改善に関するものである。

【０００３】近年、都市整備や情報集中処理等による公
衆通信網の発達により需要家の電話回線と局内の交換機
に接続する電話回線の接続点（以下差点穴という）が益
々多くなる傾向にある。これに伴い電話回線の変更処理
は、従来例のような人的な配線接続処理に代わって、ロ
ボット機構部を用いる方法，例えば、無人局用に最適な
自動配線接続装置に移行されつつある。

【０００４】ところで、従来例のロボット機構部の自動
位置合わせ方法によれば、マトリクスボードにレーザ光
が照射され、その反射光量から補正量が求められ、ロボ
ット機構部とマトリクスボードとの相対位置が算出さ
れ、その差点穴の計測に基づいて位置決めが行われてい
る。

【０００５】このため、マトリクスボード単体の製造具
合やそれを自動配線接続装置の本体に取付けた状態によ
っては、差点穴の中心位置の計測の際に、その反射光量
にバラつきを生じたり、それを補正する光量補正値の誤
差が大きくなることがある。

【０００６】このことで、差点穴に短絡ピンが挿入され
ている場合や差点穴に不良を生じた場合には、ロボット
機構部の位置決め誤差が大きなり、短絡ピンの挿入，抜
去動作が困難になることとなる。

【０００７】そこで、マトリクスボードとロボット機構
部との相対位置に対し位置ズレを生じた場合に、即計測
エラーに移行することなく、予め、両者間の相対位置の
位置ズレを認識してその位置合わせ処理を正確に実行
し、短絡ピンの挿入抜去動作を容易に行うこと、及び、
マトリクスボードの生産歩留りの向上を図ることができ
る接続装置及び位置合わせ方法が望まれている。

【０００８】

【従来の技術】図８, ９は、従来例に係る説明図であ
る。図８は、従来例に係る自動配線接続装置の構成図で
ある。

【０００９】例えば、複数の電話回線群Ｌ１と複数の局
内配線群Ｌ２とを接続換えする自動配線接続装置は、図
８において、２３０枚のマトリクスボードＭ１〜Ｍ230
，短絡ピン１，ロボット機構部２，位置センサ３，ロ
ボットコントロール装置４及びメモリ５等から成る。

【００１０】当該装置の機能は、予め、メモリ５に記憶
された探索基準座標データＤ１〜Ｄｎと電話番号管理シ
ステム等から指定される外部設定データＤinとに基づい
て、ロボットコントロール装置４により、ロボット機構
部２が２３０枚のマトリクスボードＭ１〜Ｍ230 の一つ
ボードＭｉに移動処理される。ここで、ロボット機構部
２が到達点を基準にしてＸ，Ｙ方向にスキャニング処理
され、当該マトリクスボードＭｉ（ｉ＝１，２，３…）
に設けられた被識別マークＢｉに位置センサ３を介して
位置合わせされる。その後、該マトリクスボードＭｉの
被識別マークＢｉから指定された差点穴ｐｉにガイドパ
ターンに沿ってロボット機構部２が移動され、該差点穴
ｐｉに短絡ピン１が自動挿抜処理される。

【００１１】図９は、従来例に係るロボット機構部の自
動位置決め処理のフローチャートを示している。例え
ば、図８に示すようなマトリクスボードＭｉのある差点
穴ｐｉにロボット機構部２の位置決めをする場合、図９
において、まず、ステップＰ１でマトリクスボードＭｉ
にレーザ光を照射して、その反射率よりロボット機構部
２とマトリクスボードＭｉとの相対位置を算出し、その
位置決めを開始する。

【００１２】次に、ステップＰ２で差点穴ｐｉの横方向
の中心位置を計測する。その後、ステップＰ３で中心位
置の計測エラーの有無を判断する。この際に、中心位置
の計測エラーが有る場合（ＹES）には、位置決め不良と
して制御を終了する。

【００１３】また、ステップＰ３で中心位置の計測エラ
ーが無い場合（ＮＯ）には、ステップＰ４に移行して差
点穴のピンの有無の確認をする。その後、ステップＰ５
で短絡ピン１の折れを判断する。この際に、ピン折れの
場合（ＹES１）には、位置決め不良として制御を終了す
る。また、差点穴ｐｉに短絡ピン１が有る場合（ＹES
２）には、ステップＰ８に移行し、差点穴ｐｉに短絡ピ
ン１が無い場合（ＮＯ）には、ステップＰ６に移行す
る。

【００１４】例えば、差点穴ｐｉに短絡ピン１が有る場
合（ＹES２）には、ステップＰ８でロボット機構部２と
マトリクスボード（ピン頭）間との相対位置の変化量に
より中心位置の計測をし、その後、ステップＰ９で中心
位置の計測エラーの有無を判断する。ここで、中心位置
の計測エラーが有る場合（ＹES）には、位置決め不良と
して制御を終了し、それが無い（ＮＯ）には、その位置
決め正常終了する。

【００１５】なお、差点穴ｐｉに短絡ピン１が無い場合
（ＮＯ）には、ステップＰ６で差点穴ｐｉの縦方向の中
心位置を計測する。その後、ステップＰ７で中心位置の
計測エラーの有無を判断する。この際に、中心位置の計
測エラーが有る場合（ＹES）には、位置決め不良として
制御を終了する。

【００１６】また、ステップＰ７で中心位置の計測エラ
ーが無い場合（ＮＯ）には、その位置決め正常終了す
る。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来例のロ
ボット機構部２の自動位置合わせ方法によれば、図９の
処理フローチャートに示すように、マトリクスボードＭ
ｉにレーザ光を照射して、その反射光量から補正量を求
めて、ロボット機構部２とマトリクスボードＭｉとの相
対位置を算出し、その差点穴ｐｉの計測に基づいて位置
決めを行っている。

【００１８】このため、マトリクスボード単体の製造具
合やそれを自動配線接続装置の本体に取付けた状態によ
っては、差点穴ｐｉの中心位置の計測の際のレーザ光の
反射光量にバラつきを生じたり、それを補正する光量補
正値の誤差が大きくなってしまう。

【００１９】例えば、検査に合格したマトリクスボード
Ｍｉを自動配線接続装置本体に正確に取付けた場合であ
っても、該マトリクスボードＭｉの取付け座標系とロボ
ット機構部２のロボット座標系とが傾く場合がある。こ
れについては、ボード取付け初期の状態では、マトリク
スボードＭｉの取付け方法の工夫，ロボット機構部２の
調整により、両座標系間の誤差を取り除くことは可能で
ある。

【００２０】しかし、当該装置が通常使用状態下に置か
れた場合において、仮に周囲の環境条件によりマトリク
スボードＭｉの基板部や金属性の装置本体に微妙な物理
変化等が生じた場合に、マトリクスボードＭｉの取付け
座標系とロボット機構部２のロボット座標系との間に傾
き誤差が介入することとなる。

【００２１】これにより、高精度かつ高信頼度が要求さ
れる自動配線接続装置において、差点穴ｐｉに短絡ピン
１が挿入されている場合や差点穴ｐｉに不良を生じた場
合には、ロボット機構部２の位置決め誤差が大きく、短
絡ピン１の挿入，抜去動作が困難になるという問題があ
る。

【００２２】また、マトリクスボードＭｉの取付け座標
系とロボット機構部２のロボット座標系との間の傾き誤
差により、指定された差点穴への位置決め不良を生じた
場合に、誤ってマトリクスボードＭｉの製造不良として
処理される恐れがあり、その生産効率（歩留り）の低下
を招くという問題がある。

【００２３】このことで、その位置合わせ処理に多くの
時間を要し、自動配線接続処理の高速化が図れず、当該
装置の信頼性の低下を招くという問題がある。本発明
は、かかる従来例の問題点に鑑み創作されたものであ
り、マトリクスボードとロボット機構部との相対位置に
対し位置ズレを生じた場合に、即計測エラーに移行する
ことなく、予め、両者間の相対位置の位置ズレを認識し
てその位置合わせ処理を正確に実行し、短絡ピンの挿入
抜去動作を容易に行うこと、及び、マトリクスボードの
生産歩留りの向上を図ることが可能となる自動配線接続
装置及びロボット作業部の自動位置決め方法の提供を目
的とする。

【００２４】

【課題を解決するための手段】図１は、本発明に係る自
動配線接続装置の原理図であり、図２（ａ）〜（ｄ）
は、本発明に係るロボット作業部の自動位置決め方法の
原理図をそれぞれ示している。

【００２５】本発明の自動配線接続装置は、図１に示す
ように第１の配線群Ｌ１と第２の配線群Ｌ２との交点を
接続する複数のマトリクスボードＭｉ〔ｉ＝１，２，３
…〕の差点穴ｐｎ〔ｎ＝１，２，３…〕に短絡ピン１１
を自動挿抜するロボット作業部１２と、前記マトリクス
ボードＭｉの差点穴ｐｎや被識別マークBDｋ〔ｋ＝１，
２，３…〕を検出する位置検出手段１３と、前記ロボッ
ト作業部１２及び位置検出手段１３の入出力を制御する
制御手段１４とを具備し、前記制御手段１４がマトリク
スボードＭｉの取付け状態の認識処理に基づいてロボッ
ト作業部１２の位置決め処理を行うことを特徴とする。

【００２６】また、本発明のロボット作業部の自動位置
決め方法は図２（ａ）の処理フローチャートに示すよう
に、まず、ステップＰ１でマトリクスボードＭｉに予め
設けられた複数の被識別マークBDｋ〔ｋ＝１，２，３
…〕の検出処理（図２（ｂ）参照）をし、次いで、ステ
ップＰ２で前記検出処理に基づいてロボット作業部１２
とマトリクスボードＭｉとの相対的な傾きの認識処理を
し、その後、ステップＰ３で前記認識処理に基づいて指
定された差点穴ｐｎにロボット作業部１２の位置合わせ
処理をすることを特徴とする。

【００２７】なお、本発明のロボット作業部の自動位置
決め方法において、前記位置合わせ処理は、同処理フロ
ーチャートのステップP3ＡでマトリクスボードＭｉの傾
き情報、当該差点穴ｐｎの中心計測情報や隣接する差点
穴ｐｎの中心計測情報に基づいて実行することを特徴と
する。

【００２８】さらに、本発明のロボット作業部の自動位
置決め方法において、同処理フローチャートのステップ
Ｐ３の位置合わせ処理の際に、ステップP3Ａで当該差点
穴ｐｎに予め挿入された短絡ピン１１の状態認識処理が
含まれることを特徴とする。

【００２９】また、本発明のロボット作業部の自動位置
決め方法において、同処理フローチャートのステップＰ
３の位置合わせ処理において、前記短絡ピン１１の状態
認識処理に基づいて当該差点穴ｐｎの中心位置〔ｘｉ，
ｙｉ〕の計測に係わり計測領域を変更する領域回避処理
をすることを特徴とし、上記目的を達成する。

【００３０】

【作 用】本発明の自動配線接続装置によれば、図１に
示すようにロボット作業部１２，位置検出手段１３及び
制御手段１４が具備され、マトリクスボードＭｉの取付
け状態の認識処理に基づいてロボット作業部１２が該制
御手段１４により位置決め処理される。

【００３１】例えば、第１の配線群Ｌ１と第２の配線群
Ｌ２との交点に係わり短絡ピン１１の挿入・抜去動作に
移行する前に、予め、マトリクスボードＭｉの差点穴ｐ
ｎ以外に設けられた３〜４箇所の被識別マークBDｋが制
御手段１４を介して位置検出手段１３により検出され
る。

【００３２】これにより、マトリクスボードＭｉの取付
け状態，例えば、その傾き量からマトリクスボードＭｉ
の取付け座標系とロボット作業部１２のロボット座標系
の位置ズレが制御手段１４により認識処理される。これ
に基づいて、ロボット作業部１２が指定されたマトリク
スボードＭｉの差点穴ｐｎに位置合わせされる。

【００３３】このため、マトリクスボードＭｉとロボッ
ト作業部１２との相対位置に対し位置ズレを生じた場合
であっても、従来例のように即計測エラーに移行するこ
となく、予め認識された両者間の相対位置の位置ズレを
当該差点穴ｐｎの中心位置の計測値に補正することで、
その位置合わせ処理を正確に実行することが可能とな
る。

【００３４】これにより、複数のマトリクスボードＭｉ
の差点穴ｐｎにおいて、ロボット作業部１２を介して短
絡ピン１１の自動挿入・抜去動作を容易に行うこと、及
び、マトリクスボードの生産歩留りの向上を図ることが
可能となる。

【００３５】また、本発明のロボット作業部の自動位置
決め方法によれば、図２（ａ）の処理フローチャートに
示すように、ステップＰ１でマトリクスボードＭｉに予
め設けられた複数の被識別マークBDｋが検出処理される
（図２（ｂ）参照）。

【００３６】例えば、マトリクスボードＭｉの上下，左
右に設けられた４つの被識別マークBD１〜BD４が検出さ
れると、次いで、ステップＰ２でロボット作業部１２と
マトリクスボードＭｉとの相対的な傾きが認識処理され
る。これにより、両者間の間隔に係わり制御目標値に基
づいて従来例に比べて相対間隔の補正処理を正確に行う
ことができる。

【００３７】このため、マトリクスボード単体の製造具
合やそれを自動配線接続装置の本体に取付けた状態によ
って、差点穴ｐｎの中心位置の計測の際のレーザ光の反
射光量にバラつきを生じた場合であっても、短絡ピン１
１の自動挿入・抜去動作の初期時に常にマトリクスボー
ドＭｉの傾きが計測されることから、当該マトリクスボ
ードＭｉとロボット作業部１２との位置ずれを精度良く
補正することが可能となる。

【００３８】このことで、検査に合格したマトリクスボ
ードＭｉを自動配線接続装置本体に正確に取付けた場合
であって、該マトリクスボードＭｉの取付け座標系とロ
ボット作業部１２のロボット座標系とが微小に傾いた場
合であっても、それを補正する光量補正値の信頼性を向
上させることが可能となる。

【００３９】これにより、当該装置が通常使用状態下に
置かれた場合において、仮に周囲の環境条件によりマト
リクスボードＭｉの基板部や金属性の装置本体に微妙な
物理変化等が生じた場合であって、マトリクスボードＭ
ｉの取付け座標系とロボット作業部１２のロボット座標
系との間に傾き量が介入した場合であっても、ステップ
Ｐ３で認識処理に基づいて指定された差点穴ｐｎに、正
確にロボット作業部１２を位置合わせ処理することがで
きる。

【００４０】また、図２（ａ）の処理フローチャートの
ステップP3ＡでマトリクスボードＭｉの傾き情報、当該
差点穴ｐｎの中心計測情報や隣接する差点穴ｐｎの中心
計測情報に基づいて位置合わせ処理が実行される。例え
ば、ステップP3Ａで当該差点穴ｐｎに予め挿入された短
絡ピン１１の状態認識処理が含まれる。

【００４１】このため、差点穴ｐｉに短絡ピン１１が挿
入されている場合や差点穴ｐｉに不良を生じた場合に
も、ロボット作業部１２を正確に位置決めすることがで
き、短絡ピン１１の挿入，抜去動作を精度良く行うこと
が可能となる。

【００４２】なお、ステップP3Ａで短絡ピン１１の状態
認識処理に基づいて当該差点穴ｐｎの中心位置〔ｘｉ，
ｙｉ〕の計測に係わり計測領域を変更する領域回避処理
をする。

【００４３】このため、マトリクスボードＭｉの取付け
座標系とロボット作業部１２のロボット座標系との間の
位置ズレによる従来例のような誤った位置決め不良判定
の回数を減少することができることから、それを誤って
製造不良として処理されるボード数が減少し、その生産
効率（歩留り）の向上を図ることが可能となる。

【００４４】これにより、マトリクスボードＭｉとロボ
ット作業部１２との位置合わせ処理を短時間に行うこと
ができ、自動配線接続処理の高速化を図ること、及び、
高精度かつ高信頼度の自動配線接続装置の提供すること
が可能となる。

【００４５】

【実施例】次に、図を参照しながら本発明の実施例につ
いて説明をする。図３〜７は、本発明の実施例に係る自
動配線接続装置及びロボット作業部の自動位置決め方法
を説明する図であり、図３は、本発明の実施例に係る自
動配線接続装置の構成図を示している。

【００４６】図３において、第１の配線群Ｌ１の一例と
なる電話回線群（3600回線）と第２の配線群Ｌ２の一例
となる局内配線群（2330回線）とを自動配線接続する装
置は、マトリクスボードＭ１〜Ｍ230 が取付けられた基
板部100 と該ボードＭ１〜Ｍ230 の指定された差点穴ｐ
ｉにおいて接続処理を制御する制御部101 から成る。

【００４７】すなわち、基板部100 は箱型フレームの表
裏面に230 枚のマトリクスボードＭ１〜Ｍ230 が、例え
ば、その表面に１２×１１枚，その裏面に１０×１０枚
取付けられている。また、該マトリクスボードＭ１〜Ｍ
230 には、電話回線群Ｌ１と局内配線群Ｌ２とが仕分け
されて配線されている。例えば、一枚のマトリクスボー
ドＭｉに電話回線群Ｌ１からの支線Ｌ11＝９６回線と局
内配線群Ｌ２からの支線Ｌ21＝５２回線とが配線されて
いる。

【００４８】従って、一枚のマトリクスボードＭｉに９
６×５２＝4992個の差点穴ｐｎ，〔ｎ＝4992〕が設けら
れている。また、一つの差点穴ｐｉは口径0.8 〔ｍｍ〕
であり、約1.5 〔ｍｍ〕間隔により形成され、それらが
ガイドパターン部２５により接続されている（図７参
照）。

【００４９】さらに、各マトリクスボードＭｉには、被
識別マークBDｋ〔ｋ＝１，２，３…〕の一例となる４つ
の探索基準点BD１〜BD４が設けられ、該基準点BD１〜BD
４は一辺が３〔ｍｍ〕程度の反射率の高い金属により形
成される。なお、230 枚のマトリクスボードＭ１〜Ｍ23
0 が取り付けられた表裏面箱型フレームの中（該ボード
Ｍ１〜Ｍ230 が取り付けられた表裏面の間）には、ロボ
ット機構部２２が設けられている。

【００５０】ロボット機構部２２はロボット作業部１２
の一実施例であり、230 枚のマトリクスボードＭ１〜Ｍ
230 の差点穴ｐ１〜ｐ4992に短絡ピン１１の一例となる
接続用金属ピン（以下単に接続ピンという）２１を自動
挿入・抜去するものである。これにより、第１の配線群
Ｌ１と第２の配線群Ｌ２との１の交点を接続することが
できる。

【００５１】また、図３の破線円内図に示した簡易断面
図において、ロボット機構部２２には、位置検出手段１
３の一実施例となるフォトセンサ２３が取付けられてい
る。このフォトセンサ２３は、マトリクスボードＭｉの
ガイドパターン２５，探索基準点BD１〜BD４や差点穴ｐ
１〜ｐ4992に光の照射処理をし、それ等からの反射光を
受光処理するものである。この受光処理による光検出信
号により、探索基準点BD１〜BD４の有無や差点穴ｐ１〜
ｐ4992の有無等が認識処理される。

【００５２】制御部101 は制御手段１４の一実施例であ
り、ロボット機構部２２及びフォトセンサ２３の入出力
を制御するものである。本発明の実施例では、該制御部
101がマトリクスボードＭｉの取付け状態の認識処理に
基づいてロボット機構部２２の位置決め処理を行うこと
を特徴とする。

【００５３】なお、制御部101 はインターフェース回路
24Ａ，ＣＰＵ24Ｂ，ロボットコントロール装置24Ｃ，Ａ
／Ｄ変換回路24Ｄ，その他の回路24Ｅ及びＲＡＭ24Ｆ等
から成る。

【００５４】インターフェース回路24Ａは、電話番号管
理システムから指定される外部設定データＤinやロボッ
ト機構部２２に制御信号を入出力するものである。本発
明の実施例では、ロボット機構部２２に取付けられたフ
ォトセンサ２３から光検出信号Ｓを入力するものであ
る。また、ロボットコントロール装置24Ｃから出力され
る移動制御データをロボット機構部２２に出力するもの
である。

【００５５】ＣＰＵ24Ｂは、外部設定データＤinに基づ
いてインターフェース回路24Ａ，ロボットコントロール
装置24Ｃ，Ａ／Ｄ変換回路24Ｄ，その他の回路24Ｅ及び
ＲＡＭ24Ｆ等の入出力を制御するものである。

【００５６】例えば、ＣＰＵ24Ｂは接続ピン２１の抜去
命令情報ＰＬやＡＬ，その挿入命令情報ＰＳやＡＳ等の
制御命令をロボットコントロール装置24Ｃを介してロボ
ット機構部２２の駆動制御をする。

【００５７】ロボットコントロール装置24Ｃは、ＣＰＵ
24Ｂの制御命令に基づいてＲＡＭ24Ｆに記憶された探索
基準座標データＤ１〜Ｄ230 を読出してロボット機構部
２２を制御する移動制御データを出力するものである。

【００５８】Ａ／Ｄ変換回路24Ｄは、フォトセンサ２３
や不図示のエンコーダからの諸検出信号等をアナログ／
デジタル変換処理をするものである。これにより、ＣＰ
Ｕ24Ｂやその他の回路24Ｅにより、各マトリクスボード
Ｍｉに形成された探索基準点BD１〜BD４や指定された差
点穴ｐｉが探索処理される。

【００５９】その他の回路24Ｅは、ＲＯＭ（読出し専用
メモリ）や比較回路等である。本発明の実施例では、各
マトリクスボードＭｉに形成された探索基準点BD１〜BD
４に係る位置座標等が格納されている。

【００６０】ＲＡＭ24Ｆは、マトリクスボードＭ１〜Ｍ
230 の探索基準点Ｂ１〜Ｂ230 に係る探索基準座標デー
タＤ１〜Ｄ230 を記憶するものである。このようにし
て、本発明の実施例に係る自動配線接続装置によれば、
図３に示すようにロボット機構部２２，フォトセンサ２
３及び制御部101 が具備され、マトリクスボードＭｉの
取付け状態の認識処理に基づいてロボット機構部２２が
該制御部101 により位置決め処理される。

【００６１】例えば、第１の配線群Ｌ１と第２の配線群
Ｌ２との交点に係わり接続ピン２１の挿入・抜去動作に
移行する前に、予め、マトリクスボードＭｉの差点穴ｐ
１〜Ｐ4992以外に設けられた４箇所の上下・左右の探索
基準点BD１〜BD４が制御部101 を介してフォトセンサ２
３により検出される。

【００６２】このことからマトリクスボードＭｉの取付
け状態，例えば、その傾き量からマトリクスボードＭｉ
の取付け座標系とロボット機構部２２のロボット座標系
の位置ズレが制御部101 により認識処理される。これに
基づいて、ロボット機構部２１が指定されたマトリクス
ボードＭｉの差点穴ｐｎに位置合わせされる。

【００６３】このため、マトリクスボードＭｉとロボッ
ト機構部２２との相対位置に対し位置ズレを生じた場合
であっても、従来例のように即計測エラーに移行するこ
となく、予め認識された両者間の相対位置の位置ズレを
当該差点穴ｐｎの中心位置の計測値に補正することで、
その位置合わせ処理を正確に実行することが可能とな
る。

【００６４】これにより、複数のマトリクスボードＭｉ
の差点穴ｐｎにおいて、ロボット機構部２２を介して接
続ピン２１の自動挿入・抜去動作を容易に行うこと、及
び、マトリクスボードの生産歩留りの向上を図ることが
可能となる。

【００６５】次に、本発明の実施例に係るロボット機構
部の自動位置決め方法について、当該装置の動作を補足
しながら説明をする。図４，５は、本発明の実施例に係
るロボット機構部の自動位置決め処理のフローチャート
（その１，２）であり、図６，７は、その補足説明図
（その１，２）をそれぞれ示している。

【００６６】例えば、図６（ａ）に示すようなマトリク
スボードＭ１の取付け状態を予め認識して、当該探索基
準点BD１（＝Ｂ１）を基準にして、差点穴ｐ50を指定
し、それにロボット機構部２２を位置決めをする場合、
図４において、まず、ステップＰ１でマトリクスボード
Ｍ１とロボット機構部２２との相対間隔を制御目標値２
５〔ｍｍ〕にセットして、傾き角θ１，θ２により位置
決めを開始する。

【００６７】この際に、図６（ｂ）に示すように、マト
リクスボードＭ１に予め設けられた４つの探索基準点
（以下単に基準マークという）BD１〜BD４がフォトセン
サ２３により検出処理される。ここで、基準マークBD１
は当該マトリクスボードＭ１のメイン基準点であり、そ
の下部の中心部に設けられる。また、基準マークBD２，
BD３は基準マークBD１を基準にして左右に設けられ、基
準マークBD４は基準マークBD１の上部に設けられる。

【００６８】また、図６（ｂ）において、第１，第２の
傾き角θ１，θ２はマトリクスボードＭ１の取付け座標
系とロボット機構部２２のロボット座標系の傾き角であ
り、本発明の実施例では、マトリクスボードＭ１の反り
や該ボードの取付け状態を考慮して最大２〔°〕程度ま
での範囲について位置決め制御を可能としている。

【００６９】これにより、ロボット機構部２２とマトリ
クスボードＭ１との相対的な傾きがＣＰＵ２３により認
識される。次に、ステップＰ２で差点穴ｐ50の横方向の
中心位置（以下横穴中心位置という）を計測する。この
際に、マトリクスボードＭ１の差点穴ｐ50にフォトセン
サ２３から光が照射され、それ等からの反射光が受光さ
れ、この光検出信号Ｓが信号処理されて、該差点穴ｐ50
の横穴中心位置〔ｘｊ，ｙｊ〕，ｊ＝50（期待値）がＣ
ＰＵ24Ｂにより演算処理される。

【００７０】その後、ステップＰ３で差点穴ｐ50の横穴
中心位置〔ｘ50，ｙ50〕の計測エラーの有無を判断す
る。この際に、横穴中心位置〔ｘ50，ｙ50〕の計測に係
わり計測エラーが有る場合（ＹES）には、ステップＰ８
に移行する。

【００７１】また、ステップＰ３で横穴中心位置〔ｘ5
0，ｙ50〕に係わり計測エラーが無い場合（ＮＯ）に
は、ステップＰ４に移行して差点穴ｐ50の横穴中心位置
に基づいて差点穴ｐ50の接続ピン２１の有無を確認す
る。

【００７２】例えば、ステップＰ５で接続ピン２１が有
るか又は折れている場合（ＹES）には、ステップＰ８に
移行する。また、接続ピン２１が無い場合（ＮＯ）には
ステップＰ６に移行する。

【００７３】従って、ステップＰ３で差点穴ｐ50の横穴
中心位置〔ｘ50，ｙ50〕の計測に係わり計測エラーが有
る場合（ＹES）やステップＰ５で接続ピン２１が有るか
又は折れている場合（ＹES）には、ステップＰ８で、隣
接する差点穴ｐ49又はｐ51にロボット機構部２２を移動
する。

【００７４】その後、ステップＰ９で，例えば、隣接す
る差点穴ｐ49の横穴中心位置〔ｘ49，ｙ49〕を計測す
る。次に、ステップＰ10で当該差点穴ｐ50に係る計測エ
ラーの有無を判断する。この際に、横穴中心位置〔ｘ4
9，ｙ49〕に基づいて差点穴ｐ50の横穴中心位置〔ｘ5
0，ｙ50〕が計測できない場合，すなわち、その計測エ
ラーが有る場合（ＹES）には、ステップＰ11に移行す
る。

【００７５】また、ステップＰ10で横穴中心位置〔ｘ5
0，ｙ50〕に計測エラーが無い場合（ＮＯ）には、ステ
ップＰ15に移行する。なお、ステップＰ10で差点穴ｐ50
の横穴中心位置〔ｘ50，ｙ50〕に係わり計測エラーが有
る場合（ＹES）には、ステップＰ11で計算上の横穴中心
位置〔ｘｉ，ｙｉ〕，ｉ＝計算値で差点穴ｐ50の接続ピ
ン２１の有無を確認する。

【００７６】例えば、ステップＰ12で差点穴ｐ50に接続
ピン２１が有るか又は折れている場合（ＹES）には、計
測エラー，すなわち、位置決め不良として制御を終了す
る。また、ステップＰ12で接続ピン２１が無い場合（Ｎ
Ｏ）にはステップＰ13に移行して、ロボット機構部２２
とマトリクスボードＭ１（ピン頭）間との相対位置の変
化量に基づいて横穴中心位置〔ｘｊ，ｙｊ〕の計測をす
る。

【００７７】次に、ステップＰ14でその計測エラーの有
無を判断する。この際に、横穴中心位置〔ｘｊ，ｙｊ〕
の計測エラーが有る場合（ＹES），すなわち、横穴中心
位置〔ｘｊ，ｙｊ〕が計測できない場合には、位置決め
不良として制御を終了する。

【００７８】また、ステップＰ14で両者の相対位置の変
化量に基づき、横穴中心位置〔ｘｊ，ｙｊ〕に計測エラ
ーが無い場合（ＮＯ），すなわち、その横穴中心位置
〔ｘｊ，ｙｊ〕が計測できる場合や先のステップＰ10で
差点穴ｐ50の横穴中心位置〔ｘ50，ｙ50〕の計測エラー
が無い場合（ＮＯ）には、ステップＰ15で目標差点穴ｐ
50（横穴中心位置）の計測不良やそのピン折れについ
て、更に、当該接続ピン２１の有無を確認する。

【００７９】例えば、ステップＰ16で差点穴ｐ50に予め
挿入されたと識別される接続ピン２１が折れている場合
（ＹES）には、ステップＰ17に移行し、また、その接続
ピン２１が折れていない場合（ＮＯ）には、ステップＰ
18に移行する（状態認識処理）。

【００８０】また、ステップＰ16では差点穴ｐ50に係わ
り接続ピン２１の折損を抜去命令情報ＰＬやＡＬ，その
挿入命令情報ＰＳやＡＳ等の制御命令に基づいて判断を
する。この際に、接続ピン２１の折損の場合（ＹES）に
は、位置決め不良として制御を終了する。

【００８１】なお、先のステップＰ５で差点穴ｐ50に接
続ピン２１が無い場合（ＮＯ），すなわち、差点穴ｐ50
に係わり接続ピン２１が挿入されていない場合には、ス
テップＰ６に移行して、差点穴ｐ50の縦方向の中心位置
（以下縦穴中心位置という）〔ｘ50，ｙ50〕を計測す
る。その後、ステップＰ７で縦穴中心位置〔ｘ50，ｙ5
0〕の計測エラーの有無を確認する。この際に、縦穴中
心位置〔ｘ50，ｙ50〕の計測エラーが有る場合（ＹES）
には、ステップＰ18に移行する。

【００８２】従って、ステップＰ16で接続ピン２１が折
損していない場合（ＮＯ）やステップＰ７で縦穴中心位
置〔ｘ50，ｙ50〕に計測エラーが有る場合（ＹES）に
は、ステップＰ18で隣接する差点穴ｐ49やｐ51の縦穴中
心位置を計測する。

【００８３】例えば、ステップＰ19で隣接する差点穴ｐ
51の縦穴中心位置〔ｘｋ，ｙｋ〕，ｋ＝51（期待値）に
係わり当該差点穴ｐ50の縦穴中心位置〔ｘ50，ｙ50〕に
つき計測エラーの有無を判断する。この際に、差点穴ｐ
50の縦穴中心位置〔ｘ50，ｙ50〕に計測エラーが有る場
合（ＹES）には、ステップＰ20に移行する。また、ステ
ップＰ７で差点穴ｐ50の縦穴中心位置〔ｘ50，ｙ50〕に
計測エラーが無い場合（ＮＯ）やステップＰ19でその計
測エラーが無い場合（ＮＯ）には、位置決め正常終了を
する。

【００８４】なお、ステップＰ19で差点穴ｐ50の縦穴中
心位置〔ｘ50，ｙ50〕に計測エラーが有る場合（ＹES）
には、ステップＰ20でガイドパターン部２５の中心計測
をする（領域回避処理）。

【００８５】次いで、ステップＰ21で該パターン部２５
の計測エラーの有無を判断する。この際に、該パターン
部２５の中心位置につき、計測エラーが有る場合（ＹE
S）には、ステップＰ22に移行する。また、ステップＰ2
2でその計測エラーが無い場合（ＮＯ）には、位置決め
正常終了をする。

【００８６】なお、ステップＰ21で該パターン部２５に
計測エラーが有る場合（ＹES）には、ステップＰ22で差
点穴ｐ50の接続ピン２１の有無を確認をする。例えば、
ステップＰ23で差点穴ｐ50に接続ピン２１がない場合
（ＮＯ）には、計測エラー，すなわち、位置決め不良と
して制御を終了する。

【００８７】また、ステップＰ23で差点穴ｐ50に接続ピ
ン２１がある場合（ＹES）には、ステップＰ24に移行し
て、ピン頭部, 縦穴中心位置〔ｘ50，ｙ50〕を計測す
る。例えば、ステップＰ25でその計測エラーが有る場合
（ＹES）には、計測エラー，すなわち、位置決め不良と
して制御を終了する。また、計測エラーが無い場合（Ｙ
ES），すなわち、ピン頭部, 縦穴中心位置〔ｘｋ，ｙ
ｋ〕が計測できた場合には、ステップＰ７で縦穴中心位
置の計測エラーが無い場合（ＮＯ）と同様に、位置決め
正常終了をする。

【００８８】これにより、マトリクスボードＭ１の取付
け状態を予め認識して、当該探索基準点BD１（＝Ｂ１）
を基準にして、指定された差点穴ｐ50にロボット機構部
２２を位置決めすることができる。なお、これ以降は従
来例と同様に、ロボット機構部２２により、当該差点穴
ｐ50に係わり接続ピン２１の挿入・抜去動作が行われ
る。

【００８９】このようにして、本発明の実施例に係るロ
ボット機構部の自動位置決め方法によれば、図４，５の
処理フローチャートに示すように、ステップＰ１でマト
リクスボードＭ１に予め設けられた４つの基準マークBD
１〜BD４が検出処理される（図６（ｂ）参照）。

【００９０】このため、ステップＰ１でマトリクスボー
ドＭ１の上下，左右に設けられた４つの基準マークBD１
〜BD４が検出されるとロボット機構部２２とマトリクス
ボードＭ１との相対的な傾きがＣＰＵ24Ｂにより認識さ
れる。これにより、両者間の間隔に係わり制御目標値＝
２５〔ｍｍ〕に基づいて相対間隔補正することができ
る。

【００９１】このことで、マトリクスボード単体の製造
具合やそれを自動配線接続装置の本体に取付けた状態に
よって、例えば、差点穴ｐ50の中心位置の計測の際のレ
ーザ光の反射光量にバラつきを生じた場合であっても、
接続ピン２１の自動挿入・抜去動作の初期時に常に最初
にマトリクスボードＭ１の第１，第２の傾き角θ１，θ
２が計測されることから、当該マトリクスボードＭ１と
ロボット機構部２２との位置ずれを補正することが可能
となる。

【００９２】このことから検査に合格した２３０枚のマ
トリクスボードＭ１〜Ｍ230 を自動配線接続装置本体に
正確に取付けた場合であって、任意のマトリクスボード
Ｍｉの取付け座標系とロボット機構部２２のロボット座
標系とが微小に傾いた場合であっても、それを補正する
光量補正値の信頼性を向上させることが可能となる。

【００９３】これにより、当該装置が通常使用状態下に
置かれた場合において、仮に周囲の環境条件により任意
にマトリクスボードＭｉの基板部や金属性の装置本体に
微妙な物理変化等が生じた場合であって、当該マトリク
スボードＭｉの取付け座標系とロボット機構部２２のロ
ボット座標系との間に傾き量が介入した場合であって
も、ステップＰ２〜Ｐ25で指定された差点穴ｐ50に、正
確にロボット機構部２２を位置合わせ処理することがで
きる。

【００９４】また、同処理フローチャートのステップＰ
４，Ｐ11，Ｐ15やＰ19で差点穴ｐ50に係わり接続ピン21
の状態認識処理や、ステップＰ19において接続ピン２１
の状態認識処理に基づいて当該差点穴ｐ50の縦穴中心位
置〔ｘｋ，ｙｋ〕の計測に係わり計測領域を変更する領
域回避処理をしている。

【００９５】このため、差点穴ｐ50に接続ピン２１が挿
入されている場合や差点穴ｐ50に不良を生じた場合に
も、ロボット機構部２２を正確に位置決めすることがで
き、接続ピン２１の挿入，抜去動作を精度良く行うこと
が可能となる。また、マトリクスボードＭ１の取付け座
標系とロボット機構部２２のロボット座標系との間の位
置ズレによる従来例のような誤った位置決め不良判定回
数を減少させることができることから、当該マトリクス
ボードＭ１を誤って製造不良として処理するボード数が
減少し、その生産効率（歩留り）の向上を図ることが可
能となる。

【００９６】これにより、マトリクスボードＭ１とロボ
ット機構部２２との位置合わせ処理を短時間に行うこと
ができ、自動配線接続処理の高速化を図ること、及び、
高精度かつ高信頼度の自動配線接続装置の提供すること
が可能となる。

【００９７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の自動配線
接続装置によれば、ロボット作業部，位置検出手段及び
制御手段が具備され、マトリクスボードの取付け状態の
認識処理に基づいてロボット作業部が該制御手段により
位置決め処理される。

【００９８】このため、短絡ピンの挿入・抜去動作の移
行前に、予め、マトリクスボードの被識別マークが位置
検出手段を介して検出されることにより、当該マトリク
スボードの取付け状態が認識される。このことで、マト
リクスボードとロボット作業部との相対位置に対し位置
ズレを生じた場合であっても、従来例のように即計測エ
ラーに移行することなく、予め認識された両者間の相対
間隔に基づいてその位置合わせ処理を正確に実行するこ
とが可能となる。

【００９９】また、本発明のロボット作業部の自動位置
決め方法によれば、マトリクスボードに予め設けられた
複数の被識別マークが検出処理され、その後、ロボット
作業部とマトリクスボードとの相対的な傾きが認識処理
される。

【０１００】このため、両者間の間隔に係わり制御目標
値に基づいて相対間隔の補正処理をすることができる。
このことで、マトリクスボード単体の製造具合やそれを
自動配線接続装置の本体に取付けた状態によって、差点
穴の計測の際に検出系にバラつきを生じた場合であって
も、短絡ピンの自動挿入・抜去動作の初期時に常にマト
リクスボードの傾きが計測されていることから、当該マ
トリクスボードとロボット作業部との位置ずれを補正す
る光量補正値の信頼性を向上させることが可能となる。

【０１０１】これにより、当該装置の周囲の環境条件に
よりマトリクスボードや装置本体に微妙な物理変化等が
生じた場合であっても、指定された差点穴に、正確にロ
ボット作業部を位置合わせ処理することができる。

【０１０２】また、本発明の自動位置決め方法によれ
ば、短絡ピンの状態認識処理に基づいて当該差点穴の中
心位置の計測に係わり計測領域を変更する領域回避処理
をしている。

【０１０３】このため、差点穴に短絡ピンが挿入されて
いる場合や差点穴に不良を生じた場合にも、ロボット機
構部を正確に位置決めすることができ、短絡ピンの挿
入，抜去動作を精度良く行うことが可能となる。また、
従来例のような誤った位置決め不良判定回数を減少させ
ることができることから、マトリクスボードの生産効率
（歩留り）の向上を図ることが可能となる。

【０１０４】これにより、マトリクスボードとロボット
作業部との位置合わせ処理を正確かつ短時間に行うこと
ができる。このことで、高精度かつ高信頼度の自動配線
接続装置の提供に寄与するところが大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る自動配線接続装置の原理図であ
る。

【図２】本発明に係るロボット作業部の自動位置決め方
法の原理図である。

【図３】本発明の実施例に係る自動配線接続装置の構成
図である。

【図４】本発明の実施例に係るロボット機構部の自動位
置決め処理のフローチャート（その１）である。

【図５】本発明の実施例に係るロボット機構部の自動位
置決め処理のフローチャート（その２）である。

【図６】本発明の実施例に係る処理フローチャートの補
足説明図（その１）である。

【図７】本発明の実施例に係る処理フローチャートの補
足説明図（その２）である。

【図８】従来例に係る自動配線接続装置の構成図であ
る。

【図９】従来例に係るロボット機構部の自動位置決め処
理のフローチャートである。

【符号の説明】

１１…短絡ピン、 １２…ロボット作業部、 １３…位置検出手段、 １４…制御手段、 １６…光学処理手段、 Ｍｉ〔ｉ＝１，２，３…〕…マトリクスボード、 BDｋ〔ｋ＝１，２，３…〕…被認識マーク、 ｐｎ〔ｎ＝１，２，３…〕…差点穴、 Ｌ１…第１の配線群、 Ｌ２…第２の配線群。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の配線群（Ｌ１）と第２の配線群
   （Ｌ２）との交点を接続する複数のマトリクスボード
   （Ｍｉ〔ｉ＝１，２，３…〕）の差点穴（ｐｎ〔ｎ＝
   １，２，３…〕）に短絡ピン（１１）を自動挿抜するロ
   ボット作業部（１２）と、前記マトリクスボード（Ｍ
   ｉ）の差点穴（ｐｎ）や被識別マーク（BDｋ〔ｋ＝１，
   ２，３…〕）を検出する位置検出手段（１３）と、前記
   ロボット作業部（１２）及び位置検出手段（１３）の入
   出力を制御する制御手段（１４）とを具備し、前記制御
   手段（１４）がマトリクスボード（Ｍｉ）の取付け状態
   の認識処理に基づいてロボット作業部（１２）の位置決
   め処理を行うことを特徴とする自動配線接続装置。
2. 【請求項２】 マトリクスボード（Ｍｉ）に予め設けら
   れた複数の被識別マーク（BDｋ〔ｋ＝１，２，３…〕）
   の検出処理をし、前記検出処理に基づいてロボット作業
   部（１２）とマトリクスボード（Ｍｉ）との相対的な傾
   きの認識処理をし、前記認識処理に基づいて指定された
   差点穴（ｐｎ）にロボット作業部（１２）の位置合わせ
   処理をすることを特徴とするロボット作業部の自動位置
   決め方法。
3. 【請求項３】 請求項２記載のロボット作業部の自動位
   置決め方法において、前記位置合わせ処理は、マトリク
   スボード（Ｍｉ）の傾き情報、当該差点穴（ｐｎ）の中
   心計測情報や隣接する差点穴（ｐｎ）の中心計測情報に
   基づいて実行することを特徴とするロボット作業部の自
   動位置決め方法。
4. 【請求項４】 請求項２記載のロボット作業部の自動位
   置決め方法において、前記位置合わせ処理の際に、当該
   差点穴（ｐｎ）に予め挿入された短絡ピン（１１）の状
   態認識処理が含まれることを特徴とするロボット作業部
   の自動位置決め方法。
5. 【請求項５】 請求項４記載のロボット作業部の自動位
   置決め方法において、前記短絡ピン（１１）の状態認識
   処理に基づいて当該差点穴（ｐｎ）の中心位置（〔ｘ
   ｉ，ｙｉ〕）の計測に係わり計測領域を変更する領域回
   避処理をすることを特徴とするロボット作業部の自動位
   置決め方法。