TWI798100B

TWI798100B - 電子設備組裝裝置和電子設備組裝方法

Info

Publication number: TWI798100B
Application number: TW111120597A
Authority: TW
Inventors: 見上慧; 內島大作; 三村京太郎
Original assignee: 日商不二越股份有限公司
Priority date: 2021-07-02
Filing date: 2022-06-02
Publication date: 2023-04-01
Also published as: TW202302298A; WO2023276718A1; CN114552329B; CN114552329A; JP2023007742A; JP6989813B1

Abstract

(課題) 本發明提供能夠利用簡單的結構使平躺姿勢的電纜立起並迅速地進行連接作業的電子設備組裝裝置和電子設備組裝方法。 (解決方法) 電子設備組裝裝置（100）具備：把持裝置（126），其對平坦且具有柔軟性並且前端沿大致水平方向平躺的狀態的電纜進行把持；機械臂（124），其使把持裝置相對於電連接有電纜的根部的電路基板相對地移動；以及機器人控制裝置（114），其對把持裝置和機械臂進行動作控制，把持裝置具有引導部和保持部，該引導部具有前傾面，該保持部對由引導部引導來的電纜進行保持，機器人控制裝置使把持裝置移動而以沿著平躺姿勢的電纜的長度方向的狀態與電纜的前端正對，使引導部的前傾面接觸於電纜的前端，使把持裝置朝向電路基板行進由此使電纜立起。

Description

電子設備組裝裝置和電子設備組裝方法

本發明涉及對與電子設備的電路基板等電連接的電纜進行把持的電子設備組裝裝置和電子設備組裝方法。

電子設備組裝裝置是例如在工廠等生產現場中使用的裝置，進行將FPC(Flexible Printed Circuit：柔性電路板)、FFC(Flexible Flat Cable：柔性排線)等平坦且具有柔軟性(撓性)的電纜的前端電連接於連接目標的電路基板的連接器(基板側連接器)等的連接作業。該電子設備組裝裝置具備照相機等視覺裝置、機械臂和對視覺裝置、機械臂進行控制的控制裝置。

電纜是具有撓性且縱長狀的柔軟物，因此，當彎曲或按壓時會發生意料之外的變形。因此，在電纜的特別是前端的位置、姿勢存在偏差。難以通過電子設備組裝裝置的視覺裝置來識別這樣的存在偏差的電纜的前端、或難以利用機械臂來把持這樣的存在偏差的電纜的前端、或者難以將這樣的存在偏差的電纜的前端插入基板側連接器。因此，有時通過手動作業來進行連接作業。但是，當通過手動作業來進行電纜的前端與基板側連接器的準確的對位時，存在作業效率較差這樣的問題。

因此，在電子設備組裝裝置中，謀求在進行將電纜的前端連接於基板側連接器的連接作業時準確地把持電纜的前端而提出了一些技術。

在專利文獻1中，記載有機器人的運動控制裝置。在該裝置中，使用視覺感測器來測量把持目標位置與機器人手之間的誤差，以相當於誤差的移動量使機器人手移動，校正機器人手的位置。在專利文獻1中記載有，通過反復進行校正動作和使用視覺感測器測量誤差來提高精度，直至機器人手到達把持目標位置為止。

在專利文獻2中，記載有連接器把持裝置。在該連接器把持裝置中，利用第1機器人的第1手的把持部來把持帶有連接器的電纜的中途部位，在使第1手的把持部接觸於電纜的狀態下，使第1手的把持部相對於電纜向接近連接器的方向移動，從而將連接器的位置約束在一定的空間範圍內。並且，在連接器把持裝置中，利用第1視覺感測器來檢測被約束在一定的空間範圍內的連接器的位置姿勢，基於檢測出的位置姿勢，利用第2機器人的第2手來把持連接器。

在專利文獻3中，記載有在將具有第1端部和第2端部的電纜的第1端部連接於電子電路的狀態下將電纜的第2端部安裝於電路基板的連接器的電子設備組裝方法。在該電子設備組裝方法中，首先，在利用電纜保持工具保持著電纜的局部的狀態下，一邊限制電纜保持工具相對於電纜的寬度方向的位置一邊使電纜保持工具相對於電纜相對地滑動。接著，使電纜保持工具接近第2端部，使電纜保持工具相對於連接器相對地移動而將第2端部安裝於連接器。

也就是說，在專利文獻2、3的技術中，利用機器人手或電纜保持工具，以能夠沿電纜的長度方向滑動的方式保持與電纜的前端相比、位置和姿勢的偏差都較小的電纜的中途部位，從該狀態起使機器人手或電纜保持工具向作為最終的把持目標的電纜的前端移動。以如此方式來把持或保持與電纜的中途部位相比位置、姿勢存在偏差的電纜的前端。

【先前技術】【專利文獻】

【專利文獻1】日本特開2007-11978號公報

【專利文獻2】日本特許第3876234號公報

【專利文獻3】日本特許第6500247號公報

在此，在生產現場中，從提高生產率的觀點出發，連接作業優選在短時間內完成。因此，在連接作業中，要求在短時間內檢測出電纜的前端的位置並進行把持。

與此相對，在專利文獻1的技術中，反復進行校正動作和使用視覺感測器測量誤差，直至機器人手到達把持目標位置為止。並且，即使欲利用該機器人手來把持電纜，也可能存在電纜產生彎曲、扭轉等撓性變形、伸縮變形而使把持目標位置位移的情況。因此，在專利文獻1的技術中，使機器人手的位置收斂於發生位移的把持目標位置為止可能會花費時間。

在專利文獻2的技術中，利用第1機器人的第1手的把持部來把持帶有連接器的電纜的中途部位，基於由第1視覺感測器檢測出的電纜的連接器的位置姿勢，利用第2機器人的第2手來把持連接器。因此，在專利文獻2的技術中，需要第1機器人和第2機器人兩個機器人，耗費成本。

專利文獻3的技術以立起的電纜為保持物件。不過，在生產現場的實際製造工序中，在將電纜連線(軟釺焊)於基板的階段，電纜為平躺姿勢(若基板為大致水準，則電纜也為大致水準的狀態)。因此，為了將專利文獻3的技術應用於實際的連接作業，需要預先使平躺姿勢的電纜立起的追加工序。

鑒於這樣的課題，本發明的目的在於，提供能夠利用簡單的結構使平躺姿勢的電纜立起並迅速地進行連接作業的電子設備組裝裝置和電子設備組裝方法。

為了解決上述課題，本發明的電子設備組裝裝置的代表性的結構是，具備：把持裝置，其對平坦且具有柔軟性並且前端沿大致水準方向平躺的狀態的電纜進行把持；機械臂，其使把持裝置相對於電連接有電纜的根部的電路基板相對地移動；以及機器人控制裝置，其對把持裝置和機械臂進行動作控制，把持裝置具有引導部和保持部，該引導部具有前傾面，該保持部對由引導部引導來的電纜進行保持，機器人控制裝置使把持裝置移動而使把持裝置以沿著平躺姿勢的電纜的長度方向的狀態與電纜的前端正對，使引導部的前傾面接觸於電纜的前端，使把持裝置進一步朝向電路基板行進，由此使電纜立起。

在上述結構中，在電纜的根部與電路基板電連接而前端成為沿大致水準方向平躺的姿勢的情況下，通過使把持裝置移動而與平躺姿勢的電纜的前端正對，使引導部的前傾面接觸於電纜的前端，使把持裝置進一步朝向電路基板行進，由此使電纜立起。並且，立起後的電纜被引導部引導並進一步被保持部保持。

因此，採用上述結構，通過使把持裝置移動這樣的簡單的結構，能夠利用引導部的前傾面使平躺姿勢的電纜立起，因此能夠迅速地進行連接作業。

可以是，上述保持部具有通過致動器做動作的把持爪，把持爪在與長度方向交叉的方向上夾持並保持電纜。

由此，通過引導部的前傾面而立起的電纜在與電纜的長度方向交叉的方向(例如寬度方向)上被保持部的把持爪夾持。因此，能夠可靠地保持立起的電纜。

可以是，上述把持裝置還具有抽吸部，該抽吸部設於把持裝置的下表面，且對電纜進行抽吸而保持電纜。

由此，在通過把持裝置的引導部的前傾面而立起的電纜進一步被折回等從而接觸於把持裝置的下表面的情況下，能夠利用抽吸部對電纜進行抽吸而可靠地保持電纜。

可以是，上述機器人控制裝置使把持裝置大致水準移動而使立起了的電纜折回，利用保持部來保持電纜的前端，進而將電纜的前端插入連接目標的電路基板的連接器。

由此，利用使把持裝置大致水準移動這樣的簡單的結構，使立起了的電纜折回並將電纜的前端插入連接目標的電路基板的連接器，能夠完成連接作業。

為了解決上述課題，本發明的電子設備組裝方法的代表性的結構是，將平坦且具有柔軟性的、根部與電路基板連接而前端沿大致水準方向平躺的狀態的電纜的前端插入連接目標的電路基板的連接器，其中，使具有引導部和對由引導部引導來的電纜進行保持的保持部的把持裝置移動，引導部具有前傾面，使把持裝置與平躺姿勢的電纜的前端正對，使引導部的前傾面接觸於電纜的前端，使把持裝置朝向電路基板行進，由此使電纜立起，使把持裝置大致水準移動而使立起了的電纜折回，利用保持部來保持電纜的前端，進而將電纜的前端插入連接目標的電路基板的連接器。

在上述結構中，使把持裝置移動而與平躺姿勢的電纜的前端正對，使引導部的前傾面接觸於電纜的前端，使把持裝置進一步朝向電路基板行進，由此使電纜立起。因此，利用使把持裝置移動這樣的簡單的結構，能夠利用引導部的前傾面來使平躺姿勢的電纜立起。並且，在上述結構中，利用使把持裝置大致水準移動的這樣的簡單的結構，使立起了的電纜折回並將電纜的前端插入連接目標的電路基板的連接器，由此能夠迅速地完成連接作業。

根據本發明，能夠提供利用簡單的結構使平躺姿勢的電纜立起並迅速地進行連接作業的電子設備組裝裝置和電子設備組裝方法。

100:電子設備組裝裝置

102:機器人系統

104:電纜

106:電纜的前端

108:電路基板

110:連接器

112:電纜的根部

113:機器人主體

114:機器人控制裝置

116:上級控制系統

118:輸入裝置

120:狀態通知裝置

122:基座部

124:機械臂

126:把持裝置

128:視覺裝置

129:機械臂的前端

130:照相機

132:照明裝置

136:電動馬達

138:編碼器

140:引導部

142:保持部

144:前傾面

145:折回面

146:致動器

148、150:把持爪

152:突出部

154:導入部

156:平行部

158、160:把持爪的下部

162:保持部的下表面

164:吸附孔

166:引導部的下表面

167:CPU

168:輸入輸出部

170:RAM

172:ROM

174:記憶體

176:匯流排

178:工作台

180:圖像識別部

182:驅動控制部

184:電纜的中間部

186:校正數據生成部

188:插入判斷部

圖1是應用本發明的實施方式的電子設備組裝裝置的機器人系統的整體結構圖。

圖2是表示圖1的電子設備組裝裝置的局部的圖。

圖3是表示圖1的機器人系統的功能的框圖。

圖4是表示圖2的電子設備組裝裝置的把持裝置的圖。

圖5是對用於利用圖4的把持裝置使電纜的前端立起的條件進行說明的圖。

圖6是表示圖3的電子設備組裝裝置的功能的框圖。

圖7是表示利用圖4的把持裝置來進行電纜的連接作業的情形的圖。

以下，參照附圖詳細說明本發明的優選實施方式。該實施方式所示的尺寸、材料、其他具體的數值等只是為了使發明容易理解的例示，除了特別說明的情況之外，並不限定本發明。此外，在本說明書和附圖中，對於具有實質相同的功能、結構的要件，通過標注相同的附圖標記而省略重複的說明，另外，對於與本發明沒有直接關係的要件，省略圖示。

圖1是應用本發明的實施方式的電子設備組裝裝置100的機器人系統102的整體結構圖。圖2是表示圖1的電子設備組裝裝置100的局部的圖。電子設備組裝裝置100例如是在工廠等生產現場中使用的裝置，自動地進行將圖2所示的電纜104的前端106電連接(插入)於成為連接目標的電路基板108的連接器110的連接作業。

將如下對象作為電纜104，其是FPC、FFC等平坦且具有柔軟性的縱長狀的構件，構成為非常易於撓曲且其局部能被彎曲為圓弧狀，並且，根部112與電路基板108電連接而前端106成為平躺的狀態。此外，平躺的狀態指的是，在生產現場的實際製造工序中，在將電纜104的根部112電連接(軟釺焊)於電路基板108的階段，若電路基板108為大致水準，則電纜104也成為大致水準的狀態那樣的姿勢。

電子設備組裝裝置100具備圖1所示的機器人主體113和與機器人主體113連接的機器人控制裝置114。機器人系統102不僅具備電子設備組裝裝置100，還具備與機器人控制裝置114連接的上級控制系統116、輸入裝置118和狀態通知裝置120。輸入裝置118是向機器人控制裝置114輸入命令、參數等的裝置。狀態通知裝置120是接收自機器人控制裝置114發送過來的機器人主體113的動作狀態、連接作業的狀態並進行顯示的裝置。

機器人主體113具備圖1所示的基座部122、與基座部122連接的機械臂124、把持裝置126和視覺裝置128。把持裝置126是如圖2所示那樣安裝於機械臂124的前端129來把持電纜104的裝置。

另外，如圖2所示，視覺裝置128具有：作為視覺感測器的照相機130，其是對電纜104等進行拍攝的拍攝裝置，該照相機130朝向機械臂124的前端129並以朝下的姿勢安裝；以及照明裝置132，其對電路基板108、電纜104進行照明。

圖3是表示圖1的機器人系統102的功能的框圖。機械臂124為6軸垂直多關節型，具有：電動馬達136，其是致動器，設於該機械臂124的各關節；以及編碼器138，其檢測各關節的位置。編碼器138將表示各關節的位置檢測結果的位置信號向機器人控制裝置114輸出。機器人控制裝置114根據來自編碼器138的位置信號，生成驅動電動馬達136的驅動信號。然後，通過自機器人控制裝置114輸出的驅動信號來驅動電動馬達136，在連接作業時，實現機械臂124的目標動作。

這樣，機械臂124能夠使安裝於其前端129的圖2所示的把持裝置126向預定位置移動。此外，機械臂124為6軸垂直多關節型，但並不限定於此，也可以是6軸以外的垂直多關節型機器人、水準多關節型機器人等。

圖4是表示圖2的電子設備組裝裝置100的把持裝置126的圖。圖4的(a)表示從斜下方觀察到的把持裝置126的狀態，圖4的(b)表示從斜上方觀察到的把持裝置126的狀態。圖5是對用於利用圖4的把持裝置126使電纜104的前端106立起的條件進行說明的圖。

把持裝置126具有引導部140和保持部142。引導部140具有前傾面144和折回面(日文：返

面)145。保持部142具有致動器146和一對把持爪148、150。把持爪148、150以隨著致動器146的驅動而相互接近或遠離的方式進行開閉動作，由此在與長度方向交叉的方向(例如寬度方向)上夾持並保持電纜104的兩側面或釋放電纜104。

引導部140的前傾面144被設定為，在如圖5所示那樣與平躺姿勢的電纜104的前端106相接觸的狀態下根據壓力角α和摩擦角ρ的關係而使朝向上方的力作用於電纜104的前端106那樣的角度θ。

具體而言，在平躺姿勢的電纜104的前端106和前傾面144相接觸而使電纜104的前端106從前傾面144受到力F時，力F能夠分解為前傾面144的法向力N和沿著前傾面144的面方向的摩擦力μN。其中，μ是摩擦係數。

另外，如圖5所示，壓力角α是電纜104的長度方向與法向力N所成的角度。並且，摩擦角ρ是力F與法向力N所成的角度。因此，摩擦角ρ與摩擦係數μ之間有以下的式(1)成立。

tanρ=μN/N=μ 式(1)

並且，上述式(1)的反函數由以下的式(2)表示。

ρ=tan-1μ 式(2)

而且，當壓力角α與摩擦角ρ的關係滿足以下的式(3)時，在力F中產生朝上的分量，朝向上方的力作用於電纜104的前端106。

α-ρ>0 式(3)

然後，將在式(2)中計算出的摩擦角ρ代入式(3)，將式子左邊設為壓力角α時，得到以下的式(4)。

α>tan-1μ 式(4)

另外，前傾面144的角度θ和壓力角α使以下的式(5)成立。

α+θ=π/2 式(5)

通過上述式(4)、(5)，設定前傾面144的角度θ，以使以下的式(6)成立。

θ<π/2-tan-1μ 式(6)

如圖4所示，在引導部140的兩側面設有突出部152。突出部152具有導入部154和平行部156。導入部154位於前傾面144的兩側面並以越朝向下方去越突出的方式傾斜。平行部156與導入部154相連續且與電纜106的長度方向平行地延伸。

平躺姿勢的電纜104的前端106在與引導部140的前傾面144接觸並受到力F(參照圖5)的朝上的分力時，前端106向上方撓曲，並且被突出部152的導入部154進一步向上方導入，前端106的側面被平行部156引導。

另外，在引導部140的兩側面設置的平行部156彼此的間隔被設定為，在平行部156引導了電纜104的前端106的側面的狀態下，在平行部156與電纜104的側面之間確保有間隙，從而電纜104能夠滑動。如此，電纜104的前端106在引導部140的突出部152的作用下能夠沿長度方向滑動而寬度方向上的移動被限制。

在電子設備組裝裝置100中，能夠利用機器人控制裝置114來控制機器人主體113(參照圖1)，使把持裝置126移動，能夠使引導部140的前傾面144接觸於電纜104的前端106(參照圖5)。並且，在電子設備組裝裝置100中，在引導部140的前傾面144和電纜104的前端106接觸了的狀態下，使把持裝置126朝向電路基板108進一步行進時，電纜104的前端106向上方撓曲，由此一邊滑動一邊向上方移動，因此能夠使電纜104立起(後述)。

另外，在電子設備組裝裝置100中，在電纜104的前端106一邊滑動一邊向上方移動時，不僅能利用在引導部140的兩側面設置的突出部152引導電纜104的前端106的兩側面，還能夠利用把持爪148、150的內側側面引導電纜104的前端106的兩側面。

並且，如圖4所示，把持爪148的下部158、把持爪150的下部160位於比引導部140的前傾面144靠下方的位置，並比保持部142的下表面162向下方突出(參照圖5)。在電子設備組裝裝置100中，在使平躺姿勢的電纜104立起之後，使把持裝置126朝向電路基板108進一步行進從而使電纜104折回(參照圖7)，利用把持爪148的下部158、把持爪150的下部160夾持折回後的電纜104的兩側面。

為此，如圖4所示，把持爪148的下部158、把持爪150的下部160具有以相互接近的方式向內側突出的凸形狀，由此，在夾持折回後的電纜104之後，防止電纜104向下方脫落。但是，把持爪148的下部158、把持爪150的下部160的形狀並不限於此，也可以是以自下方承接所夾持的電纜104的方式凹陷的凹形狀。

並且，引導部140具有圖4的(a)所示的作為抽吸部的吸附孔164。吸附孔164形成於引導部140的下表面166、即引導部140的與自平躺姿勢立起並進一步被折回後的電纜104接觸的接觸面。

吸附孔164例如與噴射器等真空壓力產生源連通，通過利用未圖示的電磁閥的動作向噴射器送入壓縮空氣，從而產生真空。然後，通過在使電纜104折回之後與電纜104的單面接觸的狀態下對吸附孔164進行真空抽吸，從而電纜104被吸附孔164吸附保持。另外，對吸附孔164進行控制的電磁閥設置在機器人系統102內的任意的要件內，接收來自機器人控制裝置114的驅動信號而做動作。

另外，如圖4的(a)所示，吸附孔164設置在把持爪148的下部158與把持爪150的下部160之間。因此，吸附孔164對由把持爪148的下部158和把持爪150的下部160夾持的電纜104進一步進行吸附保持，因而能夠可靠地保持電纜104。

在此，詳細敘述圖3所示的各要件。首先，視覺裝置128的照相機130和照明裝置132安裝於機械臂124的前端129(參照圖1)，但並不限於此，只要能夠俯視連接作業的作業區域，則照相機130和照明裝置132也可以配置在與機器人主體113不同的位置。另外，照相機130需要至少1台以上，有兩台以上時，能進一步提高拍攝精度，故為優選。並且，照相機130可以取得彩色圖像或單色圖像。

在照相機130為單眼的情況下，能夠使用公知的SLAM(simultaneous Localization and Mapping：同步定位與地圖建構)技術來推斷三維拍攝資訊。但是，在該情況下，需要一邊使照相機130移動一邊進行拍攝。此外，照相機130在原理上只能得到距離的相對值，但只要能夠從機器人控制裝置114取得照相機130的位置資訊，則能夠取得機器人坐標系中的位置資訊。

在照相機130為立體照相機的情況下，能夠基於公知的立體匹配所產生的視差資訊來取得位置資訊。在照相機130為多眼的情況下，原理與立體照相機相同，能夠得到來自各個方向的視差圖像，因此不易產生遮擋。另外，在照相機130為TOF(Time of Flight：飛行時間)照相機的情況下，向被攝體照射光，能夠根據該光由被攝體反射並被接收到的時間來取得位置資訊。並且，在照相機130利用照射光的情況下，能夠進行公知的圖案投影(條紋圖案、隨機點圖案)來取得位置資訊。

作為一個例子，照明裝置132配置在對圖像進行拍攝的照相機130的透鏡周邊，並對由把持裝置126把持的電纜104、連接目標的電路基板108的連接器110等進行照明，但並不限於此，在進行距離測量的情況下，照明裝置132也能夠照射出圖案光。

如圖3所示，機器人控制裝置114具備CPU167、進行信號的輸入輸出的輸入輸出部168、以及具有RAM170和ROM172的記憶體174。這些CPU167、輸入輸出部168和記憶體174經由匯流排176以能夠相互傳遞信號的方式連接起來。

CPU167作為運算處理裝置發揮功能，其訪問記憶體174，讀取存儲於RAM170或ROM172、以及外部存儲裝置等的各種程式並執行。RAM170或ROM172是記錄有用於執行機器人主體113的控制即電子設備組裝方法的程式的能夠由電腦讀取的記錄介質。ROM172存儲CPU167所使用的程式、裝置常數等。RAM170暫時存儲CPU167所使用的程式、在程式執行中連續變化的變數等。這樣，機器人控制裝置114通過執行各種程式，從而控制機器人主體113和把持裝置126，能夠使機器人主體113和把持裝置126執行各種功能。

機器人控制裝置114的輸入輸出部168具備通信裝置、D/A轉換器、馬達驅動電路、A/D轉換器等，其經由介面將外部設備、電動馬達136和致動器146、以及編碼器138等各種感測器與機器人控制裝置114連接起來。作為通信裝置的具體的通信方法，例如，可以是與RS232C/485等串列通信標準、USB標準對應的數據通信，或者是作為通常的網路通訊協定的EtherNET(註冊商標)、作為工業用網路通訊協定使用的EtherCAT(註冊商標)、EtherNet/IP(註冊商標)等。

機器人控制裝置114也可以是經由輸入輸出部168與作為數據存儲用裝置的儲存裝置、作為記錄介質用讀寫器的驅動裝置連接的結構。另外，機器人控制裝置114並不限於安裝有專用硬體的控制裝置，也可以是通過安裝各種程式而能夠執行各種功能的、例如通用的個人電腦。

此外，機器人控制裝置114對機械臂124、把持裝置126和視覺裝置128進行全部控制，但不限定於此。作為一個例子，機器人控制裝置114也可以作為對機械臂124、把持裝置126和視覺裝置128分別單獨地進行控制的多個控制裝置的集合體而構成，也可以利用有線或無線將多個控制裝置相互連接起來。並且，在電子設備組裝裝置100中，將機器人控制裝置114設於機器人主體113的外部，但並不限於此，也可以將機器人控制裝置114設於機器人主體113的內部。

輸入裝置118具備：鍵盤、滑鼠、觸控面板、按鈕、開關、控制桿、踏板、利用了紅外線、其他電波的遠端控制部件、或具有它們的個人電腦、以及教導器等由用戶操作的操作部件。另外，進行連接作業的使用者使用輸入裝置118來進行輸入、設定。此外，也可以利用輸入裝置118來製作使機器人主體113執行各種功能的程式。程式可以用機械語言等低階語言、機器人語言等高階語言來描述。

狀態通知裝置120從機器人控制裝置114接收機器人主體113的動作狀態的資訊、已將電纜104的前端106插入連接目標的電路基板108的連接器110的狀態的資訊並進行顯示，由此使使用者在視覺上直觀地識別這些資訊。另外，狀態通知裝置120可以是液晶面板、教導器、照明燈等顯示裝置，也可以是通過警告音、聲音等來通知資訊的通知裝置。作為一個例子，狀態通知裝置120能夠設定為，在將電纜104的前端106插入連接器110的連接作業失敗的情況下發出警告。另外，個人電腦、教導器的畫面等也可以兼作狀態通知裝置120。並且，狀態通知裝置120也可以具備進行輸入、狀態通知的應用程式。

上位控制系统116例如由程序控制器(PLC)、監視控制系統(SCADA)、過程控制計算機(Process Computer)、個人計算機、各種服務器或者它們的組合構成，並利用有線或無線與機器人控制裝置114連接。並且，上級控制系統116根據包含機器人控制裝置114在內的構成生產線的各裝置的動作狀況來輸出指示並統一管理生產線。

另外，也能夠是，上級控制系統116通過從機器人控制裝置114接收並收集直到連接作業完成為止的時間、連接作業完成後的狀態等，從而用於不良率、迴圈時間的監視、產品檢查。並且，也可以是，上級控制系統116通過從機器人控制裝置114取得利用機器人主體113的把持裝置126把持電纜104的把持狀態的資訊等，從而進行使機械臂124返回原始位置或使各裝置停止等的動作。

接著，說明電子設備組裝裝置100的動作。圖6是表示圖3的電子設備組裝裝置100的功能的框圖。圖中示出了電子設備組裝裝置100的機器人主體113的功能框和機器人控制裝置114的CPU167的功能框。圖7是表示利用圖4的把持裝置126進行電纜104的連接作業的情形的圖。

首先，在電子設備組裝裝置100中，在電路基板108載置於圖7所示的工作台178之後，CPU167的圖像識別部180根據從機器人主體113的視覺裝置128取得的視頻訊號來識別電纜104的位置、種類。此外，只要能夠生成視頻訊號，則並不限於視覺裝置128，也可以利用在能夠俯視作業區域的位置設置的固定照相機來拍攝電纜104。

接著，驅動控制部182通過根據圖像識別部180的識別結果向機械臂124輸出驅動信號並使機械臂124做動作，從而使把持裝置126移動並如圖7的(a)所示那樣以沿著平躺姿勢的電纜104的長度方向的狀態與電纜104的前端106正對。

然後，驅動控制部182使把持裝置126朝向電路基板108行進，使引導部140的前傾面144接觸於電纜104的前端106(參照圖7的(b))。接著，使把持裝置126進一步朝向電路基板108沿大致水準方向行進(參照圖7的(c))，由此電纜104的前端106被引導部140引導而向上方滑動並立起(參照圖7的(d))。另外，此時，通過利用引導部140將電纜104的前端106朝向電路基板108按壓，從而使電纜104以沿著前傾面144卷起的方式變形。

此外，在使引導部140的前傾面144接觸到電纜104的前端106時，使機械臂124做動作並使把持裝置126大致水準地移動，但若能夠以使朝向上方的力作用於電纜104的前端106那樣的角度即壓力角α(參照圖5)進行接觸，則能夠適當選擇動作方向。

如圖7的(d)所示，電纜104的前端106立起並向上方行進時，通過在引導部140的上部設置的折回面145朝向電路基板108側折回。此時，電纜104的中間部184與引導部140接觸。在這樣的狀態下，驅動控制部182使把持裝置126例如向上方移動(參照圖7的(e))並進一步朝向電路基板108行進，以使立起的電纜104折回。其結果，能夠防止折回後的電纜104被保持部142的把持爪148的下部158、把持爪150的下部160(參照圖4)夾持之後向下方脫落。此外，在圖7的(f)中，示出折回後的電纜104的前端106附近被把持爪148的下部158夾持的狀態。之後，電纜104與圖4的(a)所示的引導部140的下表面166接觸，被形成於下表面166的吸附孔164吸附保持，從而電纜104被可靠地保持。

接著，如圖7的(f)所示，驅動控制部182使把持著電纜104的把持裝置126進一步向電路基板108的連接器110的附近移動。在電子設備組裝裝置100中，若識別出電纜104的前端106的大致位置，則能夠在使把持裝置126移動的同時利用引導部140來校正電纜104的姿勢，因此能夠進行高速的動作。

接著，進行連接器110與電纜104的前端106的對位。但是，對於該對位元，因把持裝置126把持電纜104的把持動作帶來的位置誤差、載置於工作台178(參照圖7)的電路基板108的設置誤差、以及連接器110在電路基板108上的安裝位置的誤差等而使兩者的相對位置產生偏差。

因此，在電子設備組裝裝置100中，基於圖像識別部180識別出的數據，CPU167的校正數據生成部186生成位置校正資料，由此吸收兩者的相對位置的偏差。然後，驅動控制部182基於位置校正數據使把持裝置126移動，由此能夠校正位置誤差和姿勢誤差。作為一個例子，驅動控制部182提取電纜104和連接器110各自的特徵點，計算出使特徵點彼此成為適當的位置關係那樣的位置校正量，使把持裝置126和電纜104移動。

在完成了連接器110與電纜104的前端106的對位之後，驅動控制部182使把持裝置126移動，將電纜104的前端106插入連接器110。此外，還能夠根據電纜104、連接器110的位置精度等條件而適當省略位置校正。

接著，利用視覺裝置128來拍攝連接器110和被插入到連接器110的狀態的電纜104，CPU167的插入判斷部188將拍攝到的圖像與插入成功時的圖像進行比較。該比較的結果是，當判斷為插入成功即連接作業完成時，結束處理。另一方面，當由插入判斷部188判斷為插入失敗時，插入判斷部188可以經由圖3所示的狀態通知裝置120向上級控制系統116通知產生了異常，也可以向用戶通知產生了異常。另外，也可以進行重試連接作業等處理。並且，也可以是，省略機器人系統102的自動判斷，利用別的工序來檢查插入完成後的電路基板108。

因此，根據應用電子設備組裝裝置100的機器人系統102，能夠利用使把持裝置126移動這樣的簡單的結構使平躺姿勢的電纜104立起，通過進一步將立起了的電纜104折回並將前端106插入連接目標的電路基板108的連接器110，從而能夠迅速地完成連接作業，提高作業效率。

以上，參照附圖說明了本發明的優選實施方式，但本發明當然並不限定於該例子。顯然，只要是本領域的技術人員，在權利要求書記載的範疇內，能想到各種變形例或修改例，這些也當然屬於本發明的技術範圍

[產業方面的利用性]

本發明能夠作為對與電子設備的電路基板等連接的電纜進行把持的電子設備組裝裝置和電子設備組裝方法來使用。

100…電子設備組裝裝置； 104…電纜；106…電纜的前端；108…電路基板；110…連接器；112…電纜的根部； 124…機械臂；126…把持裝置；128…視覺裝置；129…機械臂的前端；130…照相機；132…照明裝置。

Claims

一種電子設備組裝裝置，其特徵在於：該電子設備組裝裝置具備：把持裝置，其對平坦且具有柔軟性並且前端沿大致水平方向平躺的狀態的電纜進行把持；機械臂，其使所述把持裝置相對於電連接有所述電纜的根部的電路基板相對地移動；以及機器人控制裝置，其對所述把持裝置和所述機械臂進行動作控制，所述把持裝置具有引導部和保持部，該引導部具有前傾面，該保持部對由該引導部引導來的所述電纜進行保持，所述機器人控制裝置使所述把持裝置移動而使所述把持裝置以沿著平躺姿勢的所述電纜的長度方向的狀態與所述電纜的所述前端正對，使所述引導部的所述前傾面接觸於所述電纜的所述前端，使所述把持裝置進一步朝向所述電路基板行進，由此使所述電纜立起。
如申請專利範圍第1項所述的電子設備組裝裝置，其中所述保持部具有通過致動器做動作的把持爪；所述把持爪在與所述長度方向交叉的方向上夾持並保持所述電纜為其特徵者。
如申請專利範圍第1項或第2項所述的電子設備組裝裝置，其中所述把持裝置還具有抽吸部，該抽吸部設於所述把持裝置的下表面，且對所述電纜進行抽吸而保持所述電纜為其特徵者。
如申請專利範圍第1項或第2項所述的電子設備組裝裝置，其中所述機器人控制裝置使所述把持裝置大致水平移動而使立起了的電纜折回，利用所述保持部來保持所述電纜的所述前端，進而將所述電纜的所述前端插入連接目標的所述電路基板的連接器為其特徵者。
一種電子設備組裝方法，其將平坦且具有柔軟性的、根部與電路基板連接而前端沿大致水平方向平躺的狀態的電纜的所述前端插入所述電路基板的連接器，該電子設備組裝方法的特徵在於：使具有引導部和對由該引導部引導來的所述電纜進行保持的保持部的把持裝置移動，所述引導部具有前傾面；使所述把持裝置與平躺姿勢的所述電纜的所述前端正對；使所述引導部的所述前傾面接觸於該電纜的所述前端，使所述把持裝置朝向所述電路基板行進，由此使所述電纜立起；使所述把持裝置大致水平移動而使立起了的所述電纜折回，利用所述保持部來保持所述電纜的所述前端，進而將所述電纜的所述前端插入連接目標的所述電路基板的所述連接器。