JP2020082228A - ロボットシステムおよび接続方法 - Google Patents
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Abstract
Description
前記ケーブルを把持する把持部と、前記把持部に作用する力を検出する力検出部と、が設けられたロボットと、
前記ロボットを制御するロボット制御装置と、を備え、
前記ロボット制御装置は、前記ロボットに対して、
前記把持部に第1把持力で前記ケーブルを把持させて、前記ケーブルを前記基板上に搬送させる搬送動作と、
前記把持部に前記第1把持力よりも小さい第2把持力で前記ケーブルを把持させて、前記ケーブルを前記コネクターに押し付けることにより作用する前記力に基づいて、前記ケーブルの姿勢を矯正する矯正動作と、
前記把持部に前記第2把持力よりも大きい第3把持力で前記ケーブルを把持させて、前記ケーブルを前記コネクターに挿入させる挿入動作と、を行わせることを特徴とする。
前記ケーブルを把持する把持部と、前記把持部に作用する力を検出する力検出部と、が設けられたロボットを準備する準備工程と、
前記把持部が第1把持力で前記ケーブルを把持して、前記ケーブルを前記基板上に搬送する搬送工程と、
前記把持部が前記第1把持力よりも小さい第2把持力で前記ケーブルを把持して、前記ケーブルを前記コネクターに押し付けることにより作用する前記力に基づいて、前記ケーブルの姿勢を矯正する矯正工程と、
前記把持部が前記第2把持力よりも大きい第3把持力で前記ケーブルを把持して、前記ケーブルを前記コネクターに挿入する挿入工程と、を有することを特徴とする。
基台11は、可動部10を下側から駆動可能に支持する支持体であり、例えば工場内の床に固定されている。ロボット1は、基台11が中継ケーブル18を介して制御装置200と電気的に接続されている。なお、ロボット1と制御装置200との接続は、図1に示す構成のように有線による接続に限定されず、例えば、無線による接続であってもよく、さらには、インターネットのようなネットワークを介して接続されていてもよい。
準備工程は、把持部201および力検出部19が設けられたロボット1と、制御装置200と、を準備する工程である。ここで「準備」とは、ロボットシステム100が接続作業を行うのに際し、ロボットシステム100を動作可能な状態に立ち上げるまでのことを言う。
図3に示すように、把持部201が第1把持力F1でケーブル93のタブ932を把持している。以下、この状態を「第1把持状態」と言う。搬送工程は、第1把持状態でケーブル93を基板91上に搬送する搬送動作が行われる工程である。第1把持力F1は、タブ932を挟持する第1挟持力と言うこともでき、その大きさは、ケーブル93の搬送中に、ケーブル93が把持部201から脱落するのが防止される程度の大きさであるのが好ましい。例えば、把持部201は、モーターによってその把持力を変化させることができるように構成されていてもよい。
図4に示すように、把持部201が第1把持力F1よりも小さい第2把持力F2でケーブル93を把持している。以下、この状態を「第2把持状態」と言う。また、第2把持力F2は、タブ932を挟持する第2挟持力と言うこともでき、その大きさは、ケーブル93の接続端部931に外力を付与した場合、一対の挟持片202の間でタブ932が摺動する、すなわち、滑る程度の大きさであるのが好ましい。
図5に示すように、把持部201が第2把持力F2よりも大きい第3把持力F3でケーブル93を把持している。これにより、図15に示すように、接続端部931の中心線O931とコネクター92の中心線O92とが平行な状態が維持される。以下、この状態を「第3把持状態」と言う。また、第3把持力F3は、タブ932を挟持する第3挟持力と言うこともでき、その大きさは、第1把持力F1と同じ大きさであってもよいが、異なっていてもよい。例えば、第3把持力F3が第1把持力F1よりも大きい場合には、挿入工程において、ケーブル93をコネクター92に挿入する際、把持部201でケーブルをより強く把持するので、コネクター92から作用する力によってケーブル93と把持部201との位置関係が変化してしまうのを抑制することができる。
位置合わせ工程では、まず、撮像部21により、把持部201によって把持されたケーブル93の接続端子部931と、コネクター92とを一括して撮像して、これらの位置関係を示す濃淡画像を得る。そして、制御装置200では、この濃淡画像に対して二値化処理が行われて、接続端部931の中心線O931とコネクター92の中心線O92とのX軸方向のズレ量を検出することができる。
そして、矯正動作と挿入動作との間の位置合わせ工程では、制御装置200は、ロボット1に対して、ケーブル93をコネクター92から一旦離間させた状態で、撮像部21での撮像結果に基づいて、把持部201に把持されたケーブル93と、コネクター92との位置合わせをする位置合わせ動作を行わせることができる。これにより、ケーブル93をコネクター92に挿入する挿入工程を円滑に行うことができる。
図7に示すように、蓋開け工程は、閉状態であった蓋体922を開状態とする蓋開け動作が行われる工程である。この蓋開け工程では、第3把持状態でケーブル93の接続端部931を閉状態の蓋体922に係合させて、そのまま接続端部931を図7中の斜め右上に向かって移動させる。これにより、蓋体922を開状態とすることができる。このような蓋開け動作を行うプログラムは、制御装置200に予め記憶されている。
図8、図9に示すように、挿入工程は、第3把持状態でケーブル93をコネクター92に挿入させる挿入動作が行われる工程である。
図10〜図12に示すように、蓋閉め工程は、開状態である蓋体922を閉状態とする蓋閉め動作が行われる工程である。
そして、蓋体922が既に閉状態となっている場合、矯正工程と挿入工程との間に蓋開け工程では、制御装置200は、ロボット1に対して、蓋体922を開状態とする蓋開け動作を行わせることができる。また、蓋開け動作後の蓋閉め工程では、制御装置200は、ロボット1に対して、蓋体922を閉状態とする蓋閉め動作を行わせることができる。これにより、コネクター92が蓋体922を有するものであっても、コネクター92とケーブル93とを円滑に接続することができる。
また、前述したように、搬送動作、矯正動作および挿入動作では、基板91の面は、水平に保持されている。
図22は、ロボットシステムのハードウェアを中心とした変形例1を示すブロック図である。
従って、コンピューター63を「制御装置200」として捉えることができる。
図23は、ロボットシステムのハードウェアを中心とした変形例2を示すブロック図である。
Claims (12)
- 基板に設けられたコネクターに可撓性を有するケーブルを接続する作業を行うロボットシステムであって、
前記ケーブルを把持する把持部と、前記把持部に作用する力を検出する力検出部と、が設けられたロボットと、
前記ロボットを制御するロボット制御装置と、を備え、
前記ロボット制御装置は、前記ロボットに対して、
前記把持部に第1把持力で前記ケーブルを把持させて、前記ケーブルを前記基板上に搬送させる搬送動作と、
前記把持部に前記第1把持力よりも小さい第2把持力で前記ケーブルを把持させて、前記ケーブルを前記コネクターに押し付けることにより作用する前記力に基づいて、前記ケーブルの姿勢を矯正する矯正動作と、
前記把持部に前記第2把持力よりも大きい第3把持力で前記ケーブルを把持させて、前記ケーブルを前記コネクターに挿入させる挿入動作と、を行わせることを特徴とするロボットシステム。 - 前記ロボット制御装置は、前記力検出部での検出結果に基づいて、前記搬送動作または前記矯正動作または前記挿入動作を停止させる請求項1に記載のロボットシステム。
- 前記ロボットは、前記把持部によって把持されている前記ケーブルと、前記コネクターとを撮像する撮像部を有し、
前記ロボット制御装置は、前記ロボットに対して、前記矯正動作と前記挿入動作との間に、前記ケーブルを前記コネクターから離間させた状態で、前記撮像部での撮像結果に基づいて、前記把持部に把持された前記ケーブルと、前記コネクターとの位置合わせをする位置合わせ動作を行わせる請求項1または2に記載のロボットシステム。 - 前記コネクターは、開閉可能な蓋体を有するものであり、
前記ロボット制御装置は、前記ロボットに対して、
前記蓋体が閉状態となっている場合、前記矯正動作と前記挿入動作との間に、前記蓋体を開状態とする蓋開け動作と、
前記蓋開け動作後に前記蓋体を閉状態とする蓋閉め動作と、を行わせる請求項1ないし3のいずれか1項に記載のロボットシステム。 - 前記ロボット制御装置は、前記ロボットに対して、前記矯正動作または前記挿入動作を行わせる際、前記ケーブルを前記基板の面に平行な方向に移動させる請求項1ないし4のいずれか1項に記載のロボットシステム。
- 前記把持部は、前記ケーブルを挟持する挟持部を有し、
前記基板の面は、水平に保持されており、
前記ロボット制御装置は、鉛直方向に平面視して、前記ケーブルと前記挟持部が重なるように前記ケーブルを挟持した状態で、前記ロボットに前記搬送動作または前記矯正動作または前記挿入動作を行わせる請求項1ないし5のいずれか1項に記載のロボットシステム。 - 基板に設けられたコネクターに可撓性を有するケーブルを接続する接続方法であって、
前記ケーブルを把持する把持部と、前記把持部に作用する力を検出する力検出部と、が設けられたロボットを準備する準備工程と、
前記把持部が第1把持力で前記ケーブルを把持して、前記ケーブルを前記基板上に搬送する搬送工程と、
前記把持部が前記第1把持力よりも小さい第2把持力で前記ケーブルを把持して、前記ケーブルを前記コネクターに押し付けることにより作用する前記力に基づいて、前記ケーブルの姿勢を矯正する矯正工程と、
前記把持部が前記第2把持力よりも大きい第3把持力で前記ケーブルを把持して、前記ケーブルを前記コネクターに挿入する挿入工程と、を有することを特徴とする接続方法。 - 前記力検出部での検出結果に基づいて、前記搬送工程または前記矯正工程または前記挿入工程を停止させる請求項7に記載の接続方法。
- 前記ロボットは、前記把持部によって把持されている前記ケーブルと、前記コネクターとを撮像する撮像部を有するものであり、
前記矯正工程と前記挿入工程との間に、前記ケーブルを前記コネクターから離間させた状態で、前記撮像部での撮像結果に基づいて、前記把持部が把持した前記ケーブルと、前記コネクターとの位置合わせをする位置合わせ工程を有する請求項7または8に記載の接続方法。 - 前記コネクターは、開閉可能な蓋体を有するものであり、
前記蓋体が閉状態となっている場合、前記矯正工程と前記挿入工程との間に、前記蓋体を開状態とする蓋開け工程と、
前記蓋開け工程後に前記蓋体を閉状態とする蓋閉め工程と、を有する請求項7ないし9のいずれか1項に記載の接続方法。 - 前記矯正工程または前記挿入工程を行う際、前記ケーブルを前記基板の面に平行な方向に移動させる請求項7ないし10のいずれか1項に記載の接続方法。
- 前記把持部は、前記ケーブルを挟持する挟持部を有し、
前記基板の面は、水平に保持されており、
鉛直方向において、前記ケーブルと前記挟持部とが重なるように前記ケーブルを挟持した状態で、前記搬送工程または前記矯正工程または前記挿入工程を行う請求項7ないし11のいずれか1項に記載の接続方法。
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