JP7167681B2 - ロボットシステムおよび接続方法 - Google Patents

Description

本発明は、ロボットシステムおよび接続方法に関する。

例えば特許文献１には、多関節ロボットと、多関節ロボットを制御するコントローラーと、を備えるロボットシステムが開示されている。この特許文献１に記載のロボットシステムのロボットは、先端部にケーブルを把持するエンドエフェクターが装着される。そして、ロボットは、力制御状態の下、エンドエフェクターに把持されたケーブルをコネクターに挿入して接続する接続作業を行うことができる。

特開２０１０－６９５８７号公報

一般的に、力制御を実行する制御プログラムを作成する作業は、熟練を要することが知られている。そのため、例えば制御プログラムを変更しようとした場合、その変更内容やプログラマーの習熟の程度によっては、変更作業が容易ではなかった。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下のものとして実現することが可能である。

本発明のロボットシステムは、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、
前記ロボットに対して、前記把持部に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、前記力検出部での検出結果に基づいた力制御により、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、を行わせる制御を行う制御部と、
前記挿入動作時の前記コネクターへの前記ケーブルの挿入速度が入力される挿入速度入力部と、
前記挿入速度と、前記挿入動作における前記力制御に要する力制御情報と、の関係を記憶する記憶部と、
前記挿入速度と前記力制御情報との関係に基づいて、前記挿入速度に応じ、前記力制御情報を決定する決定部と、を備えることを特徴とする。

本発明の接続方法は、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と、を準備する準備工程と、
前記把持部が前記ケーブルを把持し、前記ケーブルを前記基板上に搬送する搬送動作を行う搬送工程と、
前記力検出部での検出結果に基づいた力制御により、前記把持部が前記ケーブルを前記コネクターに挿入する挿入動作を行う挿入工程と、
前記挿入動作時の前記コネクターへの前記ケーブルの挿入速度を挿入速度入力部に入力する挿入速度入力工程と、
前記挿入速度と、前記挿入動作における前記力制御に要する力制御情報と、の関係に基づいて、決定部が、前記挿入速度に応じ、前記力制御情報を決定する挿入動作時力制御情報決定工程と、を有することを特徴とする。

図１は、第１実施形態のロボットシステムの全体構成を示す図である。 図２は、接続方法が有する工程を順に示すフローチャートである。 図３は、図１に示すロボシステムが図２に示す接続方法を実行する際のロボットの動作状態を順に示す側面図である。 図４は、図１に示すロボシステムが図２に示す接続方法を実行する際のロボットの動作状態を順に示す側面図である。 図５は、図１に示すロボシステムが図２に示す接続方法を実行する際のロボットの動作状態を順に示す側面図である。 図６は、図１に示すロボシステムが図２に示す接続方法を実行する際のロボットの動作状態を順に示す側面図である。 図７は、図１に示すロボシステムが図２に示す接続方法を実行する際のロボットの動作状態を順に示す側面図である。 図８は、図１に示すロボシステムが図２に示す接続方法を実行する際のロボットの動作状態を順に示す側面図である。 図９は、図１に示すロボシステムが図２に示す接続方法を実行する際のロボットの動作状態を順に示す側面図である。 図１０は、図１に示すロボシステムが図２に示す接続方法を実行する際のロボットの動作状態を順に示す側面図である。 図１１は、図１に示すロボシステムが図２に示す接続方法を実行する際のロボットの動作状態を順に示す側面図である。 図１２は、図１に示すロボシステムが図２に示す接続方法を実行する際のロボットの動作状態を順に示す側面図である。 図１３は、図３中の矢印Ａ方向から見た図である。 図１４は、図４中の矢印Ｂ方向から見た図である。 図１５は、図５中の矢印Ｃ方向から見た図である。 図１６は、図６中の矢印Ｄ方向から見た図である。 図１７は、図７中の矢印Ｅ方向から見た図である。 図１８は、図８中の矢印Ｆ方向から見た図である。 図１９は、図９中の矢印Ｇ方向から見た図である。 図２０は、図１２中の矢印Ｈ方向から見た図である。 図２１は、図１に示すロボシステムが図２に示す接続方法を実行する際のロボットの動作条件を設定する設定画面の一例である。 図２２は、図１に示すロボシステムが図２に示す接続方法を実行する際のロボットの動作条件を設定する設定画面の一例である。 図２３は、図１に示すロボシステムが図２に示す接続方法を実行する際のロボットの動作条件を設定する設定画面の一例である。 図２４は、図１に示すロボシステムが図２に示す接続方法を実行する際のロボットの動作条件を設定する設定画面の一例である。 図２５は、図１に示すロボシステムが図２に示す接続方法を実行する際のロボットの動作条件を設定する設定画面の一例である。 図２６は、図１に示すロボシステムが図２に示す接続方法を実行する際のロボットの動作条件を設定する設定画面の一例である。 図２７は、図１に示すロボシステムが図２に示す接続方法を実行する際のロボットの動作条件を設定する設定画面の一例である。 図２８は、図１に示すロボシステムが図２に示す接続方法を実行する際のロボットの動作条件を設定する設定画面の一例である。 図２９は、図１に示すロボシステムが図２に示す接続方法を実行する際のロボットの動作条件を設定する設定画面の一例である。 図３０は、図１に示すロボシステムが図２に示す接続方法を実行する際のロボットの動作条件を設定する設定画面の一例である。 図３１は、第２実施形態のロボシステムが接続方法を実行する際のロボットの動作条件を設定する設定画面の一例である。 図３２は、第２実施形態のロボシステムが接続方法を実行する際のロボットの動作条件を設定する設定画面の一例である。 図３３は、第２実施形態のロボシステムが接続方法を実行する際のロボットの動作条件を設定する設定画面の一例である。 図３４は、ロボットシステムについてハードウェアを中心として説明するためのブロック図である。 図３５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。 図３６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。

以下、本発明のロボットシステムおよび接続方法を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。なお、以下では、説明の都合上、図１、図３～図１２および図２１～図２７中の上側を「上」または「上方」、下側を「下」または「下方」と言うことがある。また、本願明細書で言う「水平」とは、完全な水平に限定されず、水平に対し例えば１０°未満程度傾いた状態も含む。また、本願明細書で言う「鉛直」とは、完全な鉛直に限定されず、電子部品の搬送が阻害されない限り、鉛直に対して例えば１０°未満程度傾いた状態も含む。

＜第１実施形態＞
図１に示すように、ロボットシステム１００は、ロボット１と、ロボット１を制御するロボット制御装置（以下単に「制御装置」と言う）２００と、を備え、本発明の接続方法を実行する。

ロボット１は、本実施形態では単腕の６軸垂直多関節ロボットであり、その先端部にエンドエフェクター２０を装着することができる。なお、ロボット１は、単腕型の多関節ロボットであるが、これに限定されず、例えば、双腕型の多関節ロボットであってもよい。

制御装置２００は、ロボット１から離間して配置されており、プロセッサーの１例であるＣＰＵ（Central Processing Unit）が内蔵されたコンピューター等で構成することができる。そして、このロボットシステム１００は、基板９１に設けられたコネクター９２に、可撓性を有するケーブル９３を接続する接続作業を行うことができる。
ロボット１は、基台１１と、可動部１０と、を有している。

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。

可動部１０は、互いに回動可能に連結された複数のアーム１０１を有している。接続作業は、可動部１０が最大に駆動可能な駆動範囲Ａ_１０内に設置された作業台３００上で行われる。

本実施形態では、可動部１０は、第１アーム１２と、第２アーム１３と、第３アーム１４と、第４アーム１５と、第５アーム１６と、第６アーム１７とを有し、これらのアーム１０１が基台１１側からこの順に連結されている。なお、可動部１０が有するアーム１０１の数は、６つに限定されず、例えば、１つ、２つ、３つ、４つ、５つまたは７つ以上であってもよい。また、各アーム１０１の全長等の大きさは、それぞれ、特に限定されず、適宜設定可能である。

基台１１と第１アーム１２とは、関節１７１を介して連結されている。そして、第１アーム１２は、基台１１に対し、鉛直方向と平行な第１回動軸を回動中心とし、その第１回動軸回りに回動可能となっている。第１回動軸は、基台１１が固定される床の法線と一致している。

第１アーム１２と第２アーム１３とは、関節１７２を介して連結されている。そして、第２アーム１３は、第１アーム１２に対し、水平方向と平行な第２回動軸を回動中心として回動可能となっている。第２回動軸は、第１回動軸に直交する軸と平行である。

第２アーム１３と第３アーム１４とは、関節１７３を介して連結されている。そして、第３アーム１４は、第２アーム１３に対して水平方向と平行な第３回動軸を回動中心として回動可能となっている。第３回動軸は、第２回動軸と平行である。

第３アーム１４と第４アーム１５とは、関節１７４を介して連結されている。そして、第４アーム１５は、第３アーム１４に対し、第３アーム１４の中心軸方向と平行な第４回動軸を回動中心として回動可能となっている。第４回動軸は、第３回動軸と直交している。

第４アーム１５と第５アーム１６とは、関節１７５を介して連結されている。そして、第５アーム１６は、第４アーム１５に対して第５回動軸を回動中心として回動可能となっている。第５回動軸は、第４回動軸と直交している。

第５アーム１６と第６アーム１７とは、関節１７６を介して連結されている。そして、第６アーム１７は、第５アーム１６に対して第６回動軸を回動中心として回動可能となっている。第６回動軸は、第５回動軸と直交している。

また、第６アーム１７は、可動部１０の中で最も先端側に位置するロボット先端部となっている。この第６アーム１７は、可動部１０の駆動により、エンドエフェクター２０ごと回動することができる。

また、ロボット１は、可動部１０に、力を検出する力検出部１９が着脱自在に設置される。そして、可動部１０は、力検出部１９が設置された状態で駆動することができる。

本実施形態では、力検出部１９は、第６アーム１７に設置されている。なお、力検出部１９の設置箇所としては、第６アーム１７、すなわち、最も先端側に位置するアーム１０１に限定されず、例えば、他のアーム１０１や、隣り合うアーム１０１同士の間であってもよい。

力検出部１９には、エンドエフェクター２０を着脱可能に装着することができる。エンドエフェクター２０は、ケーブル９３を把持するよう構成された把持部２０１である。図３に示すように、把持部２０１は、ケーブル９３を挟持する一対の挟持片２０２を有する挟持部２０３を備え、この挟持によりケーブル９３を把持することができる。

また、把持部２０１は、ケーブル９３に対する把持力、すなわち、挟持力を変更可能に構成されている。この構成としては、特に限定されず、例えば、挟持片２０２同士の接近の程度を変更することにより可能となる。

把持部２０１は、挟持によりケーブル９３を把持するものに限定されず、例えば、吸引によりケーブル９３を把持するものであってもよい。

そして、力検出部１９は、ロボット１の接続作業時に把持部２０１に作用する力等を検出することができる。力検出部１９としては、特に限定されないが、本実施形態では、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各軸方向の力成分と、Ｘ軸回りとなるＷ方向の力成分と、Ｙ軸回りとなるＶ方向の力成分と、Ｚ軸回りとなるＵ方向の力成分とを検出可能な６軸力覚センサーが用いられる。なお、本実施形態では、Ｚ軸方向が鉛直方向となっている。また、各軸方向の力成分を「並進力成分」と言い、各軸回りの力成分を「トルク成分」と言うこともできる。また、力検出部１９は、６軸力覚センサーに限定されず、他の構成のものであってもよい。

図１に示すように、ロボット１は、第５アーム１６に連結された撮像部２１を有している。撮像部２１は、例えば、把持部２０１によって把持されたケーブル９３と、基板９１上のコネクター９２とを一括して撮像することができる。なお、撮像部２１としては、特に限定されず、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラ等を用いることができる。

また、ロボットシステム１００は、例えば、ノート型またはタブレット型のパーソナルコンピューター（以下「ＰＣ」と言う）４００を備えている。ＰＣ４００は、各種情報を表示する表示部４０１としてのディスプレイが内蔵されている。表示部４０１は、液晶を有し、タッチパネル機能を有している。そして、表示部４０１に直接手で触れて各入力操作等を行うことができる。また、このＰＣ４００は、制御装置２００と電気的に接続されている。なお、ＰＣ４００と制御装置２００との接続は、無線による接続が好ましいが、有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。

前述したように、ロボットシステム１００は、基板９１に設けられたコネクター９２に、可撓性を有するケーブル９３を接続する接続作業で用いられる。この接続作業により、図１２および図２０に示す電子部品組立体９が得られる。

図３～図２０に示すように、基板９１は、平板状をなし、回路パターン（図示せず）が形成された回路基板である。

基板９１上には、コネクター９２が固定されている。このコネクター９２は、前記回路パターンと電気的に接続された複数の端子（図示せず）を有している。

また、本実施形態では、コネクター９２は、いわゆる「ツーアクション式のコネクター」である。コネクター９２は、コネクター本体９２１と、コネクター本体９２１上で回動可能に支持された蓋体９２２を有している。蓋体９２２は、Ｘ軸と平行な軸回りに回動することにより開閉することができる。そして、蓋体９２２は、ケーブル９３の挿入に先立って開状態となり、ケーブル９３の挿入後は閉状態となる。なお、コネクター９２は、「ツーアクション式のコネクター」に限定されず、例えば、蓋体９２２が省略された、いわゆる「ワンアクション式のコネクター」であってもよい。

ケーブル９３は、例えば、可撓性を有する長尺状のＦＰＣ（Flexible Printed Circuits：フレキシブルプリント基板）またはＦＦＣ（Flexible Flat Cable：フレキシブルフラットケーブル）である。ケーブル９３の端部には、コネクター９２に挿入され、その挿入状態でコネクター９２の前記各端子と電気的に接続される端子（図示せず）を複数有する接続端部９３１が設けられている。また、ケーブル９３の長手方向の途中には、小片状をなすタブ９３２が突出して形成されている。把持部２０１がケーブル９３を把持する際には、タブ９３２を挟持することにより、その把持動作を行うことができる。

以上のような構成のロボットシステム１００は、基板９１上のコネクター９２にケーブル９３を接続する接続方法を実行することができる。図２に示すように、接続方法は、準備工程と、搬送工程と、矯正工程と、退避工程と、位置合わせ工程と、蓋開け工程と、挿入工程と、蓋閉め工程と、を有する。

また、ロボットシステム１００が接続方法を実行する際、制御装置２００は、ロボット１に対して、搬送工程では搬送動作を行わせ、矯正工程では矯正動作を行わせ、退避工程では退避動作を行わせ、位置合わせ工程では位置合わせ動作を行わせ、蓋開け工程では蓋開け動作を行わせ、挿入工程では挿入動作を行わせ、蓋閉め工程では蓋閉め動作を行わせるよう制御する制御部２０１Ａを有している。制御部２０１Ａは、例えばＣＰＵの一部または全部がその機能を担っている。

制御部２０１Ａは、各工程でのロボット１の動作を力制御等で制御する。「力制御」とは、力検出部１９の検出結果に基づいて、把持部２０１の位置や姿勢を変更したり、また、把持部２０１を押したり、引っ張ったりするロボット１の動作の制御のことである。力制御には、例えば、インピーダンス制御と、フォーストリガー制御とが含まれている。

フォーストリガー制御では、力検出部１９により力検出を行い、その力検出部１９により所定の力を検出するまで、可動部１０に移動や姿勢の変更の動作をさせる。

インピーダンス制御は、倣い制御を含む。まず、簡単に説明すると、インピーダンス制御では、可動部１０の先端部に加わる力を可能な限り所定の力に維持、すなわち、力検出部１９により検出される所定方向の力を可能な限り目標値に維持するように可動部１０の動作を制御する。これにより、例えば、可動部１０に対してインピーダンス制御を行うと、可動部１０は、把持部２０１がケーブル９３ごとコネクター９２に対し、前記所定方向について倣う動作を行う。なお、「目標値」には、０も含まれる。例えば、倣い動作の場合には、目標値を「０」とすることができ、後述する押付動作の場合には、目標値を「０」以外の数値とすることができる。

また、より詳しく説明すると、ロボット１のインピーダンス制御のモデルは、例えば、下記（Ａ）式に示す運動方程式で表すことができる。

ｆ（ｔ）＝ｍｘ’’＋ｃｘ’＋ｋｘ ・・・（Ａ）
前記（Ａ）式において、ｍは、質量（慣性）、ｃは、粘性係数、ｋは、弾性（剛性）係数、ｆ（ｔ）は、力、ｘは、目標位置からの変位（位置）である。また、ｘの１次微分、すなわち、ｘ’は、速度に対応し、ｘの２次微分、すなわち、ｘ’’は、加速度に対応する。なお、以下では、ｍ、ｃおよびｋをそれぞれ単に、「パラメーター」とも言う。

インピーダンス制御では、前記（Ａ）式の特性を可動部１０の先端部に持たせるための制御系を構成する。すなわち、前記（Ａ）式で表される仮想慣性係数、仮想粘性係数および仮想弾性係数を、あたかも可動部１０の先端部が持っているかのように制御を行う。なお、「仮想慣性係数」は、「仮想質量」と言われることがある。

また、前記（Ａ）式におけるパラメーターｍ、ｃおよびｋは、それぞれ、特に限定されず、諸条件に基づいて適宜設定される。すなわち、パラメーターｍ、ｃおよびｋは、それぞれ、ロボット１が行う動作に応じて都合のよい値に設定される。

［１］ 準備工程
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。

準備工程では、基板９１が水平な姿勢で作業台３００上に保持された状態で準備されている。この状態は、蓋閉め工程まで維持される。また、基板９１には、コネクター９２が既に固定されている。コネクター９２は、蓋体９２２が閉状態となっている。

また、準備工程では、ケーブル９３も作業台３００と異なる作業台（図示せず）上に予め準備されている。そして、把持部２０１は、次工程の搬送工程でケーブル９３のタブ９３２を把持して、この作業台から搬送することができる。

［２］ 搬送工程
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。

また、搬送動作中、把持部２０１には、ケーブル９３の接続端部９３１が基板９１に当接してから力が作用する。この力は、力検出部１９によって検出される。そして、制御装置２００は、力検出部１９での検出結果に基づいて、搬送動作の停止タイミングを制御する。例えば、力検出部１９によって検出された力が第１閾値に達した場合、搬送動作を停止する。

また、搬送工程では、把持部２０１、すなわち、挟持部２０３による挟持方向が鉛直方向、すなわち、上下方向となるようにケーブル９３のタブ９３２を挟持した状態で、搬送動作が行われる。これにより、基板９１に対する接続端部９３１の姿勢が安定して、力検出部１９による力検出を安定して行うことができる。

基板９１上では、ケーブル９３は、接続端部９３１がコネクター９２からＹ軸方向負側に離間した位置で停止している。このとき、一例として、図１３に示すように、接続端部９３１の中心線Ｏ_９３１がコネクター９２の中心線Ｏ_９２に対して傾斜した状態になっていたとする。なお、中心線Ｏ_９２は、Ｙ軸と平行となっている。また、ケーブル９３の接続端部９３１の端面９３３は、コネクター９２のコネクター本体９２１側に臨んだ状態となっている。

［３］ 矯正工程
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。

矯正工程では、まず、第２把持状態でケーブル９３の接続端部９３１を基板９１の面方向に沿わせつつ、Ｙ方向正側に、コネクター９２に向かって移動させる。そして、さらに接続端部９３１を移動させることにより、図１４に示すように、接続端部９３１の端面９３３をコネクター本体９２１のＹ方向負側の端面９２３に押し付けていく。この押し付け（押付動作）と、第２把持状態であることとが相まって、接続端部９３１の端面９３３がコネクター本体９２１の端面９２３に倣って、接続端部９３１の中心線Ｏ_９３１とコネクター９２の中心線Ｏ_９２とが平行な状態となる。これにより、ケーブル９３をコネクター９２に挿入可能な状態に矯正する矯正動作が行われる。

また、矯正動作中、把持部２０１には、ケーブル９３の接続端部９３１がコネクター９２のコネクター本体９２１に当接して力が作用する。この力は、力検出部１９によって検出される。そして、制御装置２００は、力検出部１９での検出結果に基づいて、矯正動作の停止タイミングを制御する。例えば、力検出部１９によって検出された力が第２閾値に達した場合、矯正動作を停止する。

また、矯正工程でも、挟持部２０３による挟持方向が上下方向となるようにケーブル９３のタブ９３２を挟持した状態で、矯正動作が行われる。これにより、接続端部９３１の端面９３３をコネクター本体９２１の端面９２３に押し付けた際に、接続端部９３１の端面９３３がコネクター本体９２１の端面９２３に安定して倣うことができる。

［４］ 退避工程
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Ｏ_９３１とコネクター９２の中心線Ｏ_９２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。

退避工程は、第３把持状態でケーブル９３の接続端部９３１が一旦コネクター９２から退避する退避動作が行われる工程である。なお、接続端部９３１の退避位置としては、特に限定されず、例えば、Ｙ軸方向で、図３中の接続端部９３１の位置と同じ位置とすることができる。これにより、次工程の位置合わせ工程で、ケーブル９３とコネクター９２との位置関係を示す濃淡画像を撮像することができる。

［５］ 位置合わせ工程
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Ｏ_９３１とコネクター９２の中心線Ｏ_９２とのＸ軸方向のズレ量を検出することができる。なお、位置合わせ工程では、濃淡画像に対して二値化処理を行うのに限定されず、例えば、同様の目的で、接続端部９３１のマッチング処理を行ってもよい。

次いで、図６に示す第３把持状態のまま、把持部２０１を接続端部９３１ごとズレ量分だけＸ軸方向正側に移動させる。これにより、図１６に示すように、基板９１の厚さ方向の平面視で、接続端部９３１の中心線Ｏ_９３１とコネクター９２の中心線Ｏ_９２とが同一直線上に位置することとなり、ケーブル９３とコネクター９２との位置合わせが完了する。以下、この状態を「位置合わせ状態」と言う。位置合わせ状態は、ロボットシステム１００による接続動作が完了するまで維持される。また、例えば、撮像部２１によって得られた濃淡画像から接続先端部９３１の位置とコネクター９２の位置との関係をマッチングさせることで位置合わせを行ってもよい。

前述したように、ロボット１は、把持部２０１によって把持されているケーブル９３と、コネクター９２とを撮像する撮像部２１を有している。

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。

［６］ 蓋開け工程
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の記憶部２０２Ｂに予め記憶されている。

また、蓋開け動作を行っても、図１７に示すように、依然として位置合わせ状態が維持されている。

［７］ 挿入工程
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。

挿入工程では、まず、図１８に示すように、第３把持状態でケーブル９３の接続端部９３１の端面９３３側の一部をコネクター本体９２１上に載せる。この時、ケーブル９３の接続端部９３１がコネクター本体９２１に当接して力が作用する。この力は、力検出部１９によって検出される。そして、制御装置２００は、力検出部１９での検出結果に基づいて、ケーブル９３の移動を停止するタイミングを制御する。そして、図１９に示すように、第３把持状態のまま、ケーブル９３の接続端部９３１を基板９１の面方向、特にＹ方向正側に沿わせつつ、コネクター本体９２１上で移動させる。

また、挿入動作中、把持部２０１には、ケーブル９３の接続端部９３１がコネクター９２のコネクター本体９２１上に当接して力が作用する。この力は、力検出部１９によって検出される。そして、制御装置２００は、力検出部１９での検出結果に基づいて、挿入動作の停止タイミングを制御する。例えば、接続端部９３１が開状態の蓋体９２２に当接した位置で力検出部１９によって検出された力が第３閾値に達した場合、挿入動作を停止する。また、例えば、挿入動作においては、ケーブル９３の接続端部９３１がコネクター９２から作用する力が小さくなるように、ケーブル９３の接続端部９３１をＸ方向正側、Ｘ方向負側、Ｚ方向正側、Ｚ方向負側へ移動させながら挿入を行ってもよい。

また、挿入工程でも、挟持部２０３による挟持方向が上下方向となるようにケーブル９３のタブ９３２を挟持した状態で、挿入動作が行われる。これにより、位置合わせ状態を安定して維持することができ、よって、挿入動作を円滑に行うことができる。そして、挿入動作後には、ケーブル９３とコネクター９２とが電気的に接続されることとなる。

［８］ 蓋閉め工程
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。

蓋閉め動作では、まず、図１０に示すように、第３把持状態を解除して、把持部２０１をＹ軸方向負側に移動させる。これにより、把持部２０１がケーブル９３のタブ９３２から離間する。そして、図１１に示すように、把持部２０１を開状態の蓋体９２２にＹ軸方向正側から係合させる。次いで、図１２に示すように、把持部２０１をＹ軸方向負側に向かって移動させる。これにより、図２０に示すように、蓋体９２２を閉状態とすることができ、よって、電子部品組立体９が得られる。このような蓋閉め動作を行うプログラムは、制御装置２００の記憶部２０２Ｂに予め記憶されている。なお、蓋閉め動作では、第３把持状態を維持した状態で、ロボット１とは別のロボット（図示せず）により、蓋体９２２を閉状態としてもよいし、ロボット１に蓋閉め動作用のツールを装着して、このツールにより、蓋体９２２を閉状態としてもよい。

前述したように、コネクター９２は、開閉可能な蓋体９２２を有するものである。
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。

以上のように、コネクター９２にケーブル９３を接続する際、その接続前の段階で例えば図１３に示すように接続端部９３１の中心線Ｏ_９３１がコネクター９２の中心線Ｏ_９２に対して傾斜した状態となっていたとしても、矯正工程での矯正動作により、接続端部９３１の中心線Ｏ_９３１とコネクター９２の中心線Ｏ_９２とを互いに平行な状態とすることができる。これにより、ケーブル９３は、コネクター９２に挿入可能な状態に矯正される。

また、矯正工程後図１５に示すように基板９１の厚さ方向における平面視で接続端部９３１の中心線Ｏ_９３１とコネクター９２の中心線Ｏ_９２とがズレている場合（接続端部９３１の中心線Ｏ_９３１とコネクター９２の中心線Ｏ_９２とが一致していない場合）には、位置合わせ工程での位置合わせ動作を行うことにより、ケーブル９３とコネクター９２とは、位置合わせ状態となり、そのままケーブル９３をコネクター９２に円滑に挿入することができる。これにより、接続動作が安定して行われることとなる。

前述したように、制御装置２００は、力検出部１９での検出結果に基づいて、搬送動作または矯正動作または挿入動作の停止タイミングを制御する。これにより、各動作を過不足なく正確に行うことができる。

また、把持部２０１は、ケーブル９３を挟持する挟持部２０３を有するものである。
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。

そして、制御装置２００は、挟持部２０３による挟持方向が鉛直方向、すなわち、上下方向となるように、すなわち、鉛直方向に平面視して、ケーブル９３と挟持部２０３が重なるようにケーブル９３を挟持した状態で、ロボット１に、搬送工程での搬送動作または矯正工程での矯正動作または挿入工程での挿入動作を行わせる。これにより、基板９１に対するケーブル９３の姿勢が安定し、よって、各動作を正確かつ円滑に行うことができる。

また、前述したように、制御装置２００は、ロボット１に対して、矯正工程での矯正動作または挿入工程での挿入動作を行わせる際、ケーブル９３を基板９１の面に平行な方向に移動させる。これにより、例えば挟持部２０３による挟持方向が上下方向となるようにケーブル９３を挟持した状態と相まって、基板９１に対するケーブル９３の姿勢がさらに安定する。これにより、各動作をより正確かつ円滑に行うことができる。

前述したように、制御部２０１Ａは、各工程でのロボット１の動作を力制御で制御する。一般的に、力制御を実行する制御プログラムを作成する作業は、熟練を要することが知られている。そのため、例えば各工程でロボット１が動作する際の動作速度等の動作条件を調整したい場合、その調整に合わせて、制御プログラムの変更、特に仮想慣性係数、仮想粘性係数および仮想弾性係数の変更を要することとなり、プログラマーの習熟の程度によっては、制御プログラムの変更作業が容易ではなかった。

そこで、このような実情を鑑み、ロボットシステム１００では、プログラマーの習熟の程度に関わらず、制御プログラムの変更作業を容易に行うことができるよう構成されている。以下、この構成および作用について説明する。

各工程でのロボット１の動作速度等の動作条件を調整する際には、図２１に示すメニュー設定画面３０、図２２に示す第１設定画面３１、図２３に示す第２設定画面３２、図２４に示す第３設定画面３３、図２５に示す第４設定画面３４、図２６に示す第５設定画面３５および図２７に示す第６設定画面３６が表示部４０１に適宜表示される。

図２１に示すように、メニュー設定画面３０には、メニューとして、「ＳＴＥＰ１ 基本情報の設定」を行う第１項目３０１と、「ＳＴＥＰ２ 平行出し開始位置の教示」を行う第２項目３０２と、「ＳＴＥＰ３ 接触動作の作成」を行う第３項目３０３と、「ＳＴＥＰ４ 平行出し動作の作成」を行う第４項目３０４と、「ＳＴＥＰ５ ビジョン検出位置の教示」を行う第５項目３０５と、「ＳＴＥＰ６ 挿入動作の作成」を行う第６項目３０６と、が含まれている。また、第１項目３０１～第６項目３０６は、上から順に並んで配置されている。

そして、これらのメニューのうち、第１項目３０１を選択して、設定ボタン３０７を操作した場合には、第１設定画面３１に移行することができる。これと同様に、第２項目３０２を選択した場合には、第２設定画面３２に移行し、第３項目３０３を選択した場合には、第３設定画面３３に移行し、第４項目３０４を選択した場合には、第４設定画面３４に移行し、第５項目３０５を選択した場合には、第５設定画面３５に移行し、第６項目３０６を選択した場合には、第６設定画面３６に移行することができる。

図２２に示すように、第１設定画面３１には、ファイル名入力部３１１、ファンクション名入力部３１２、ロボット選択部３１３、ロボット番号入力部３１４、ツール番号入力部３１５および力覚センサー番号入力部３１６が含まれている。

ファイル名入力部３１１には、接続作業用の制御プログラムのファイル名を入力することができる。ファンクション名入力部３１２には、ファンクション名を入力することができる。ロボット選択部３１３では、接続作業で用いるロボット１を選択することができる。ロボット番号入力部３１４には、接続作業で用いるロボット１の番号を入力することができる。ツール番号入力部３１５には、ロボット１に装着するエンドエフェクター２０、すなわち、ツールの番号を入力することができる。力覚センサー番号入力部３１６には、ロボット１における力検出部１９、すなわち、力覚センサーの番号を入力することができる。そして、これらの入力等が完了したら、完了ボタン３１７を操作する。これにより、第１設定画面３１上での設定が完了する。

第２設定画面３２および第３設定画面３３は、搬送動作での動作条件を設定する画面である。搬送動作は、２つの段階に分けられる。

１つ目の段階、すなわち、第１段階は、ケーブル９３が予め載置、準備されている前記作業台からケーブル９３を図３中の二点鎖線で示す位置まで搬送する動作である。第２設定画面３２では、第１段階での動作条件を設定することができる。

２つ目の段階、すなわち、第１段階に続く第２段階は、ケーブル９３を図２中の実線で示す位置、すなわち、基板９１に接する位置まで搬送する動作である。第３設定画面３３では、第２段階での動作条件を設定することができる。

図２３に示すように、第２設定画面３２には、動作命令選択部３２１、搬送速度入力部３２２、加減速度入力部３２３およびケーブル位置入力部３２４が含まれている。

動作命令選択部３２１では、第１段階でロボット１がどのような動作経路を経て動作するのかを選択することができる。搬送速度入力部３２２には、第１段階でのケーブル９３の搬送速度を入力することができる。加減速度入力部３２３には、第１段階でのケーブル９３の加減速度を入力することができる。ケーブル位置入力部３２４には、第１段階完了時のケーブル９３の位置、すなわち、図３中の二点鎖線で示すケーブル９３の接続端部９３１の位置を入力することができる。

そして、動作命令選択部３２１、搬送速度入力部３２２、加減速度入力部３２３およびケーブル位置入力部３２４への入力等は、移動ボタン３２５を操作してから行うことができる。これらの入力等が完了したら、完了ボタン３２６を操作する。これにより、第２設定画面３２上での設定が完了する。

なお、搬送速度入力部３２２および加減速度入力部３２３では、それぞれ、入力値に上限値と下限値とが規定されており、この範囲内で入力値を入力可能となっている。

また、ロボットシステム１００では、接続作業が行われる実空間、すなわち、駆動範囲Ａ_１０内の複数の位置が教示されており、各位置情報がポイント番号として、制御装置２００の記憶部２０２Ｂに記憶されている。ケーブル位置入力部３２４では、ポイント番号を入力することにより、その番号の位置にロボット１を移動させることができる。

このように、ロボットシステム１００は、搬送動作の第１段階時の基板９１上でのケーブル９３の位置が入力されるケーブル位置入力部３２４を備えている。これにより、第１段階完了時のケーブル９３の位置を、第１段階以降の動作によるコネクター９２の接続に適した位置に正確に設定することができる。

また、第２設定画面３２には、第２設定画面３２での入力方法を記載したコメント３２７と、図３に示す状態、特に図３中の二点鎖線で示した状態を模したイメージ図３２８と、が含まれている。

図２４に示すように、第３設定画面３３には、搬送方向選択部３３１および搬送速度入力部３３２が含まれている。

搬送方向選択部３３１では、第１段階にあるケーブル９３が基板９１に接する位置に搬送される方向、すなわち、基板９１へのケーブル９３の接触方向を選択することができる。搬送速度入力部３３２では、第２段階でのケーブル９３の搬送速度Ｖ１、すなわち、ケーブル９３が基板９１に接触するまでの接触速度を入力することができる。

そして、搬送方向選択部３３１および搬送速度入力部３３２への入力等が完了したら、実行ボタン３３３を操作する。これにより、第３設定画面３３上での設定が完了する。また、実行ボタン３３３が操作された場合、ロボット１は、第３設定画面３３で入力された通りの動作条件で動作する。

なお、第３設定画面３３では、搬送方向選択部３３１および搬送速度入力部３３２への入力等が完了した場合でも、実行ボタン３３３の操作前であれば、各入力内容を適宜変更することができる。さらに、実行ボタン３３３の操作後に、図示しない完了ボタンを設けてもよい。その場合、完了ボタンの操作前に、実行ボタン３３３の操作をもとに搬送方向選択部３３１および搬送速度入力部３３２への入力内容をさらに変更することができるようにしてもよい。

また、制御装置２００は、搬送速度Ｖ１に応じて、搬送動作の第２段階における力制御に要する力制御情報を決定可能な決定部２０３Ｃを備えている。力制御情報としては、例えば、仮想慣性係数、仮想粘性係数、仮想弾性係数および目標力がある。仮想慣性係数、仮想粘性係数、仮想弾性係数は、前記（Ａ）式で表されるパラメーターである。また、目標力としては、例えば、前記第１閾値とすることができる。

また、制御装置２００の記憶部２０２Ｂには、検量線４が記憶されている。検量線４としては、例えば、図２８に示すような、第２段階での、搬送速度Ｖ１と、仮想慣性係数、仮想粘性係数、仮想弾性係数および目標力との関係を示すテーブル４１とすることができるが、これに限定されず、式やグラフであってもよい。そして、実行ボタン３３３が操作されることにより、そのときの搬送速度Ｖ１、すなわち、搬送速度入力部３３２に入力された数値に応じて、仮想慣性係数、仮想粘性係数、仮想弾性係数および目標力が一義的に決定する。例えば、テーブル４１中の第１行４１１の搬送速度Ｖ１がレベル「１」の場合には、その第１行４１１に属する仮想慣性係数、仮想粘性係数、仮想弾性係数および目標力が第２段階での力制御に用いられる。

このように、ロボットシステム１００は、搬送動作の第２段階時の基板９１へのケーブル９３の搬送速度Ｖ１が入力される搬送速度入力部３２２を備えている。そして、決定部２０３Ｃは、検量線４であるテーブル４１に基づいて、搬送速度Ｖ１に応じて、搬送動作の第２段階における力制御情報を決定可能である、すなわち、第２段階での搬送速度Ｖ１に適した仮想慣性係数、仮想粘性係数、仮想弾性係数および目標力を決定することができる。これにより、プログラマーの習熟の程度によらず、搬送速度Ｖ１を調整したい場合、その調整に合わせて、決定部２０３Ｃが仮想慣性係数、仮想粘性係数、仮想弾性係数および目標力を正確に変更、決定することができる。

なお、搬送速度入力部３３２では、入力値に上限値と下限値とが規定されており、この範囲内で入力値を入力可能となっている。

また、第３設定画面３３には、第３設定画面３３での入力方法等を記載したコメント３３４と、図３に示す状態、特に図３中の実線で示した状態を模したイメージ図３３５と、が含まれている。

第４設定画面３４は、矯正動作での動作条件を設定する画面である。図２５に示すように、第４設定画面３４には、押し付け方向入力部としての押し付け方向選択部３４１および押し付け速度入力部３４２が含まれている。

押し付け方向選択部３４１では、矯正動作時のコネクター９２へのケーブル９３の押し付け方向、すなわち、コネクター９２にケーブル９３を押し付けることにより、ケーブル９３の端面９３３がコネクター９２の端面９２３に倣って端面９２３と平行となる平行出し方向を選択することができる（押し付け方向入力工程）。押し付け速度入力部３４２では、矯正動作時のケーブル９３の押し付け速度Ｖ２、すなわち、ケーブル９３の端面９３３がコネクター９２の端面９２３と平行となるまでの平行出し速度を入力することができる（押し付け速度入力工程）。

そして、押し付け方向選択部３４１および押し付け速度入力部３４２への入力等が完了したら、実行ボタン３４３を操作する。これにより、第４設定画面３４上での設定が完了する。また、実行ボタン３４３が操作された場合、ロボット１は、第４設定画面３４で入力された通りの動作条件で動作する。

なお、第４設定画面３４では、押し付け方向選択部３４１および押し付け速度入力部３４２への入力等が完了した場合でも、実行ボタン３４３の操作前であれば、各入力内容を適宜変更することができる。さらに、実行ボタン３４３の操作後に、図示しない完了ボタンを設けてもよい。その場合、完了ボタンの操作前に、実行ボタン３４３の操作をもとに押し付け方向選択部３４１および押し付け速度入力部３４２への入力内容をさらに変更することができるようにしてもよい。

また、制御装置２００の決定部２０３Ｃは、押し付け速度Ｖ２に応じて、矯正動作における力制御に要する力制御情報を決定する矯正動作時力制御情報決定工程を行うことができる。力制御情報としては、搬送速度Ｖ１のときと同様に、例えば、仮想慣性係数、仮想粘性係数、仮想弾性係数および目標力がある。仮想慣性係数、仮想粘性係数、仮想弾性係数は、前記（Ａ）式で表されるパラメーターである。また、目標力としては、例えば、前記第２閾値とすることができる。

また、制御装置２００の記憶部２０２Ｂに記憶されている検量線４としては、例えば、図２９に示すような、押し付け速度Ｖ２と、仮想慣性係数、仮想粘性係数、仮想弾性係数および目標力との関係を示すテーブル４２とすることができるが、これに限定されず、式やグラフであってもよい。そして、実行ボタン３４３が操作されることにより、そのときの押し付け速度Ｖ２、すなわち、押し付け速度入力部３４２に入力された数値に応じて、仮想慣性係数、仮想粘性係数、仮想弾性係数および目標力が一義的に決定する。例えば、テーブル４２中の第１行４２１の押し付け速度Ｖ２がレベル「１」の場合には、その第１行４２１に属する仮想慣性係数、仮想粘性係数、仮想弾性係数および目標力が矯正動作での力制御に用いられる。

このように、ロボットシステム１００は、矯正動作時のコネクター９２へのケーブル９３の押し付け方向が入力される押し付け方向入力部としての押し付け方向選択部３４１を備えている。これにより、ロボット１に矯正動作を行わせる際、ケーブル９３をコネクター９２に向かって正確に移動させることができる。

前述したように、制御部２０１Ａは、搬送動作と挿入動作との間に、ロボット１に対して、把持部２０１にケーブル９３を把持させて、ケーブル９３をコネクター９２に押し付けることにより、挿入動作でケーブル９３をコネクター９２に挿入可能な状態に矯正する矯正動作を行わせることが可能である。

また、ロボットシステム１００は、矯正動作時のコネクター９２へのケーブル９３の押し付け速度Ｖ２が入力される押し付け速度入力部３４２を備えている。そして、決定部２０３Ｃは、検量線４であるテーブル４２に基づいて、押し付け速度Ｖ２に応じて、矯正動作における力制御情報を決定可能である、すなわち、押し付け速度Ｖ２に適した仮想慣性係数、仮想粘性係数、仮想弾性係数および目標力を決定することができる。これにより、プログラマーの習熟の程度によらず、押し付け速度Ｖ２を調整したい場合、その調整に合わせて、決定部２０３Ｃが仮想慣性係数、仮想粘性係数、仮想弾性係数および目標力を正確に変更、決定することができる。

なお、押し付け速度入力部３４２では、入力値に上限値と下限値とが規定されており、この範囲内で入力値を入力可能となっている。

また、第４設定画面３４には、第４設定画面３４での入力方法等を記載したコメント３４４と、図４に示す状態を模したイメージ図３４５と、が含まれている。

第５設定画面３５は、退避動作での動作条件を設定する画面である。図２６に示すように、第５設定画面３５には、動作命令選択部３５１、離間速度入力部３５２、加減速度入力部３５３および離間位置入力部３５４が含まれている。

動作命令選択部３５１では、ロボット１がどのような動作経路を経て退避動作をするのかを選択することができる。離間速度入力部３５２には、退避動作時におけるコネクター９２からのケーブル９３の離間速度を入力することができる（離間速度入力工程）。加減速度入力部３５３には、退避動作でのケーブル９３の加減速度を入力することができる。離間位置入力部３５４には、退避動作完了時のケーブル９３の位置、すなわち、図５中のケーブル９３の接続端部９３１の位置を入力することができる。

そして、動作命令選択部３５１、離間速度入力部３５２、加減速度入力部３５３および離間位置入力部３５４への入力等は、移動ボタン３５５を操作してから行うことができる。これらの入力等が完了したら、完了ボタン３５６を操作する。これにより、第５設定画面３５上での設定が完了する。

なお、離間速度入力部３５２および加減速度入力部３５３では、それぞれ、入力値に上限値と下限値とが規定されており、この範囲内で入力値を入力可能となっている。

また、離間位置入力部３５４では、前記ポイント番号を入力することにより、その番号の位置にロボット１を移動させることができる。

前述したように、ロボット１は、ケーブル９３を把持した状態の把持部２０１と、コネクター９２とを撮像する撮像部２１を有している。また、制御部２０１Ａは、矯正動作と挿入動作との間に、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可能である。

そして、ロボットシステム１００は、位置合わせ動作に先立ってケーブル９３をコネクター９２から一旦離間させる際のケーブル９３の離間速度が入力される離間速度入力部３５２を備えている。これにより、離間速度を所望の大きさに設定することができる。

ロボットシステム１００は、ケーブル９３のコネクター９２からの離間位置が入力される離間位置入力部３５４を備えている。これにより、退避動作完了時のケーブル９３の位置を、退避動作以降の動作によるコネクター９２の接続に適した位置に正確に設定することができる。

また、第５設定画面３５には、第５設定画面３５での入力方法を記載したコメント３５７と、図３に示す状態、特に図３中の二点鎖線で示した状態を模したイメージ図３５８と、が含まれている。

第６設定画面３６は、挿入動作での動作条件を設定する画面である。図２７に示すように、第６設定画面３６には、挿入方向入力部としての挿入方向選択部３６１および挿入速度入力部３６２が含まれている。

挿入方向選択部３６１では、挿入動作時のコネクター９２へのケーブル９３の挿入方向を選択することができる。挿入速度入力部３６２では、挿入動作時のコネクター９２へのケーブル９３の挿入速度Ｖ３を入力することができる。挿入速度入力部３６２によって、挿入速度入力工程が実行される。

そして、挿入方向選択部３６１および挿入速度入力部３６２への入力等が完了したら、実行ボタン３６３を操作する。これにより、第６設定画面３６上での設定が完了する。また、実行ボタン３６３が操作された場合、ロボット１は、第６設定画面３６で入力された通りの動作条件で動作する。

なお、第６設定画面３６では、挿入方向選択部３６１および挿入速度入力部３６２への入力等が完了した場合でも、実行ボタン３６３の操作前であれば、各入力内容を適宜変更することができる。さらに、実行ボタン３６３の操作後に、図示しない完了ボタンを設けてもよい。その場合、完了ボタンの操作前に、実行ボタン３６３の操作をもとに挿入方向選択部３６１および挿入速度入力部３６２への入力内容をさらに変更することができるようにしてもよい。

また、制御装置２００の決定部２０３Ｃは、挿入速度Ｖ３に応じて、挿入動作における力制御に要する力制御情報を決定する挿入動作時力制御情報決定工程を行う。力制御情報としては、搬送速度Ｖ１のときと同様に、例えば、仮想慣性係数、仮想粘性係数、仮想弾性係数および目標力がある。仮想慣性係数、仮想粘性係数、仮想弾性係数は、前記（Ａ）式で表されるパラメーターである。また、目標力としては、例えば、前記第３閾値とすることができる。

また、制御装置２００の記憶部２０２Ｂに記憶されている検量線４としては、例えば、図３０に示すような、挿入速度Ｖ３と、仮想慣性係数、仮想粘性係数、仮想弾性係数および目標力との関係を示すテーブル４３とすることができるが、これに限定されず、式やグラフであってもよい。そして、実行ボタン３６３が操作されることにより、そのときの挿入速度Ｖ３、すなわち、挿入速度入力部３６２に入力された数値に応じて、仮想慣性係数、仮想粘性係数、仮想弾性係数および目標力が一義的に決定する。例えば、テーブル４３中の第１行４３１の挿入速度Ｖ３がレベル「１」の場合には、その第１行４３１に属する仮想慣性係数、仮想粘性係数、仮想弾性係数および目標力が挿入動作での力制御に用いられる。

前述したように、力制御は、インピーダンス制御またはフォーストリガー制御である。また、力制御情報は、仮想慣性係数、仮想粘性係数または仮想弾性係数である。

また、ロボットシステム１００は、挿入速度Ｖ３と、仮想慣性係数、仮想粘性係数または仮想弾性係数との関係を示すテーブル４３、すなわち、検量線４を記憶する記憶部２０２Ｂを備えている。そして、決定部２０３Ｃは、検量線４に基づいて、挿入速度Ｖ３に適した仮想慣性係数、仮想粘性係数または仮想弾性係数を決定することができる。これにより、プログラマーの習熟の程度によらず、挿入速度Ｖ３を調整したい場合、その調整に合わせて、決定部２０３Ｃが仮想慣性係数、仮想粘性係数、仮想弾性係数を正確に変更、決定することができる。

また、ロボットシステム１００は、挿入動作時のコネクター９２へのケーブル９３の挿入方向が入力される挿入方向入力部としての挿入方向選択部３６１を備えている。これにより、これにより、ロボット１に挿入動作を行わせる際、ケーブル９３をコネクター９２に向かって正確に移動させることができる。

また、ロボットシステム１００は、挿入速度入力部３６２および挿入方向選択部３６１を一括して表示する表示部４０１を備えている。これにより、挿入速度入力部３６２および挿入方向選択部３６１への入力作業を表示部４０１上で迅速に行うことができる。

なお、挿入速度入力部３６２では、入力値に上限値と下限値とが規定されており、この範囲内で入力値を入力可能となっている。

また、第６設定画面３６には、第６設定画面３６での入力方法等を記載したコメント３６４と、図９に示す状態を模したイメージ図３６５と、が含まれている。

以上のように、ロボットシステム１００は、基板９１に設けられたコネクター９２に可撓性を有するケーブル９３を接続する接続作業を行う。このロボットシステム１００は、ケーブル９３を把持する把持部２０１と、把持部２０１に作用する力を検出する力検出部１９とが設けられるロボット１と、ロボット１に対して、把持部２０１にケーブル９３を把持させて、ケーブル９３を基板９１上に搬送させる搬送動作と、把持部２０１にケーブル９３を把持させて、力検出部１９での検出結果に基づいた力制御により、ケーブル９３をコネクター９２に挿入させる挿入動作と、を行わせる制御を行う制御部２０１Ａと、挿入動作時のコネクター９２へのケーブル９３の挿入速度Ｖ３が入力される挿入速度入力部３６２と、挿入速度Ｖ３に応じて、挿入動作における力制御に要する力制御情報を決定可能な決定部２０３Ｃと、を備えている。

このような発明によれば、前述したように、プログラマーの習熟の程度によらず、基板９１上のコネクター９２とケーブル９３とを接続する接続作業を行う制御プログラムの変更を容易に行なうことができる。

また、ロボットシステム１００では、ケーブル９３の挿入動作が完了したときのケーブル９３の位置を記憶部２０２Ｂに記憶させておき、当該位置に基づいて、ケーブル９３挿入作業の成功判定を行うこともできる。また、成功判定で、失敗と判定された場合、搬送動作の第２段階を実行する前の初期位置にケーブル９３を移動させることもできる。

また、第５項目３０５（ＳＴＥＰ５）と第６項目３０６（ＳＴＥＰ６）との間に、ビジョンプログラム作成ステップを設けてもよい。ここで、「ビジョンプログラム」とは、ケーブル９３の接続端部９３１とコネクター９２とを検出して、接続端部９３１の中心線Ｏ_９３１とコネクター９２の中心線Ｏ_９２との位置を合わせる、すなわち、平面視で同軸上に位置させるためのプログラムのことである。

また、接続作業を行うのに際して、第２項目３０２（ＳＴＥＰ２）、第３項目３０３（ＳＴＥＰ３）および第４項目３０４（ＳＴＥＰ４）を設定せずとも、接続端部９３１の中心線Ｏ_９３１とコネクター９２の中心線Ｏ_９２とが位置合わせ状態となっている場合には、第２項目３０２（ＳＴＥＰ２）～第４項目３０４（ＳＴＥＰ４）を省略することができる。

また、接続作業を行うのに際して、基板９１に対するケーブル９３の接続端部９３１の高さが安定している、すなわち、接続端部９３１の撓みを無視することができる場合には、第３項目３０３（ＳＴＥＰ３）を省略することができる。

＜第２実施形態＞
以下、図３１～図３３を参照して本発明のロボットシステムおよび接続方法の第２実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。

本実施形態では、ロボット１の動作速度等の動作条件を調整する際には、図３１に示すメニュー設定画面３７、図３２に示す第６設定画面３８および図３３に示す第７設定画面３９が表示部４０１に適宜表示される。このような画面を有する構成は、接続作業を行うのに際して、基板９１に対するケーブル９３の接続端部９３１の高さが安定しない、すなわち、接続端部９３１の撓みを無視することができない場合に、接続作業を円滑かつ迅速に行うのに有効である。

図３１に示すように、メニュー設定画面３７には、メニューとして、「ＳＴＥＰ６ 接触動作の作成」を行う第６項目３７１と、「ＳＴＥＰ７ 脱力動作の作成」を行う第７項目３７２と、「ＳＴＥＰ８ 挿入動作の作成」を行う第８項目３７３と、が含まれている。第６項目３７１および第７項目３７２は、第１実施形態で述べた第５項目３０５に次ぐ項目となる。また、その結果、第８項目３７３は、第６項目３０６が繰り下がったものとなり、内容は第６項目３０６と同じである。

そして、これらのメニューのうち、第６項目３７１を選択して、作成ボタン３７４を操作した場合には、第６設定画面３８に移行することができ、第７項目３７２を選択した場合には第７設定画面３９に移行することができる。

第６設定画面３８は、ケーブル９３の接続端部９３１をコネクター９２のコネクター本体９２１上に接触させる接触動作での動作条件を設定する画面である。図３２に示すように、第６設定画面３８は、接触方向選択部３８１および接触速度入力部３８２が含まれている。

接触方向選択部３８１では、接触動作時のコネクター９２へのケーブル９３の接触方向を選択することができる。接触速度入力部３８２では、接触動作時のケーブル９３の接触速度Ｖ４を入力することができる。

そして、接触方向選択部３８１および接触速度入力部３８２への入力等が完了したら、実行ボタン３８３を操作する。これにより、第６設定画面３８上での設定が完了する。また、実行ボタン３８３が操作された場合、ロボット１は、第６設定画面３８で入力された通りの動作条件で動作する。

なお、第６設定画面３８では、接触方向選択部３８１および接触速度入力部３８２への入力等が完了した場合でも、実行ボタン３８３の操作前であれば、各入力内容を適宜変更することができる。さらに、実行ボタン３８３の操作後に、図示しない完了ボタンを設けてもよい。その場合、完了ボタンの操作前に、実行ボタン３８３の操作をもとに接触方向選択部３８１および接触速度入力部３８２への入力内容をさらに変更することができるようにしてもよい。

また、制御装置２００の決定部２０３Ｃは、接触速度Ｖ４に応じて、接触動作における力制御に要する力制御情報を決定することができる。力制御情報としては、搬送速度Ｖ１のときと同様に、例えば、仮想慣性係数、仮想粘性係数、仮想弾性係数および目標力がある。

なお、接触速度入力部３８２では、入力値に上限値と下限値とが規定されており、この範囲内で入力値を入力可能となっている。

また、第６設定画面３８には、第６設定画面３８での入力方法等を記載したコメント３８４と、ロボット１の実際の接触動作を模したイメージ図３８５と、が含まれている。

第７設定画面３９は、ケーブル９３の接続端部９３１をコネクター９２のコネクター本体９２１上から上昇させて脱力させる脱力動作での動作条件を設定する画面である。ここで、「脱力動作」とは、目標力（目標値）を「０」にする動作のことである。図３３に示すように、第７設定画面３９は、脱力方向選択部３９１および脱力速度入力部３９２が含まれている。

脱力方向選択部３９１では、脱力動作時のコネクター９２に対するケーブル９３の脱力方向を選択することができる。脱力速度入力部３９２では、脱力動作時のケーブル９３の脱力速度Ｖ５を入力することができる。

そして、脱力方向選択部３９１および脱力速度入力部３９２への入力等が完了したら、実行ボタン３９３を操作する。これにより、第７設定画面３９上での設定が完了する。また、実行ボタン３９３が操作された場合、ロボット１は、第７設定画面３９で入力された通りの動作条件で動作する。

なお、第７設定画面３９では、脱力方向選択部３９１および脱力速度入力部３９２への入力等が完了した場合でも、実行ボタン３９３の操作前であれば、各入力内容を適宜変更することができる。さらに、実行ボタン３９３の操作後に、図示しない完了ボタンを設けてもよい。その場合、完了ボタンの操作前に、実行ボタン３９３の操作をもとに脱力方向選択部３９１および脱力速度入力部３９２への入力内容をさらに変更することができるようにしてもよい。

また、制御装置２００の決定部２０３Ｃは、脱力速度Ｖ５に応じて、脱力動作における力制御に要する力制御情報を決定することができる。力制御情報としては、搬送速度Ｖ１のときと同様に、例えば、仮想慣性係数、仮想粘性係数、仮想弾性係数および目標力がある。

なお、脱力速度入力部３９２では、入力値に上限値と下限値とが規定されており、この範囲内で入力値を入力可能となっている。

また、第７設定画面３９には、第７設定画面３９での入力方法等を記載したコメント３９４と、ロボット１の実際の脱力動作を模したイメージ図３９５と、が含まれている。

以上のような構成により、接続作業を行うのに際して、基板９１に対するケーブル９３の接続端部９３１の高さが安定しない場合に、接続作業を円滑かつ迅速に行うことができる。

図３４は、ロボットシステムについてハードウェアを中心として説明するためのブロック図である。

図３４には、ロボット１とコントローラー６１とコンピューター６２が接続されたロボットシステム１００Ａの全体構成が示されている。ロボット１の制御は、コントローラー６１にあるプロセッサーによりメモリーにある指令を読み出して実行されてもよいし、コンピューター６２に存在するプロセッサーによりメモリーにある指令を読み出してコントローラー６１を介して実行されてもよい。

従って、コントローラー６１とコンピューター６２とのいずれか一方または両方を「制御装置２００」として捉えることができる。

＜変形例１＞
図３５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。

図３５には、ロボット１に直接コンピューター６３が接続されたロボットシステム１００Ｂの全体構成が示されている。ロボット１の制御は、コンピューター６３に存在するプロセッサーによりメモリーにある指令を読み出して直接実行される。
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。

＜変形例２＞
図３６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。

図３６には、コントローラー６１が内蔵されたロボット１とコンピューター６６が接続され、コンピューター６６がＬＡＮ等のネットワーク６５を介してクラウド６４に接続されているロボットシステム１００Ｃの全体構成が示されている。ロボット１の制御は、コンピューター６６に存在するプロセッサーによりメモリーにある指令を読み出して実行されてもよいし、クラウド６４上に存在するプロセッサーによりコンピューター６６を介してメモリーにある指令を読み出して実行されてもよい。

従って、コントローラー６１とコンピューター６６とクラウド６４とのいずれか１つ、または、いずれか２つ、または、３つを「制御装置２００」として捉えることができる。

以上、本発明のロボットシステムおよび接続方法を図示の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。また、ロボットシステムを構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。

１…ロボット、３０…メニュー設定画面、３０１…第１項目、３０２…第２項目、３０３…第３項目、３０４…第４項目、３０５…第５項目、３０６…第６項目、３０７…設定ボタン、３１…第１設定画面、３１１…ファイル名入力部、３１２…ファンクション名入力部、３１３…ロボット選択部、３１４…ロボット番号入力部、３１５…ツール番号入力部、３１６…力覚センサー番号入力部、３１７…完了ボタン、３２…第２設定画面、３２１…動作命令選択部、３２２…搬送速度入力部、３２３…加減速度入力部、３２４…ケーブル位置入力部、３２５…移動ボタン、３２６…完了ボタン、３２７…コメント、３２８…イメージ図、３３…第３設定画面、３３１…搬送方向選択部、３３２…搬送速度入力部、３３３…実行ボタン、３３４…コメント、３３５…イメージ図、３４…第４設定画面、３４１…押し付け方向選択部、３４２…押し付け速度入力部、３４３…実行ボタン、３４４…コメント、３４５…イメージ図、３５…第５設定画面、３５１…動作命令選択部、３５２…離間速度入力部、３５３…加減速度入力部、３５４…離間位置入力部、３５５…移動ボタン、３５６…完了ボタン、３５７…コメント、３５８…イメージ図、３６…第６設定画面、３６１…挿入方向選択部、３６２…挿入速度入力部、３６３…実行ボタン、３６４…コメント、３６５…イメージ図、３７…メニュー設定画面、３７１…第６項目、３７２…第７項目、３７３…第８項目、３７４…作成ボタン、３８…第６設定画面、３８１…接触方向選択部、３８２…接触速度入力部、３８３…実行ボタン、３８４…コメント、３８５…イメージ図、３９…第７設定画面、３９１…脱力方向選択部、３９２…脱力速度入力部、３９３…実行ボタン、３９４…コメント、３９５…イメージ図、４…検量線、４１…テーブル、４１１…第１行、４２…テーブル、４２１…第１行、４３…テーブル、４３１…第１行、６１…コントローラー、６２…コンピューター、６３…コンピューター、６４…クラウド、６５…ネットワーク、６６…コンピューター、９…電子部品組立体、９１…基板、９２…コネクター、９２１…コネクター本体、９２２…蓋体、９２３…端面、９３…ケーブル、９３１…接続端部、９３２…タブ、９３３…端面、１０…可動部、１０１…アーム、１１…基台、１２…第１アーム、１３…第２アーム、１４…第３アーム、１５…第４アーム、１６…第５アーム、１７…第６アーム、１７１…関節、１７２…関節、１７３…関節、１７４…関節、１７５…関節、１７６…関節、１８…中継ケーブル、１９…力検出部、２０…エンドエフェクター、２０１…把持部、２０２…挟持片、２０３…挟持部、２１…撮像部、１００…ロボットシステム、１００Ａ…ロボットシステム、１００Ｂ…ロボットシステム、１００Ｃ…ロボットシステム、２００…ロボット制御装置（制御装置）、２０１Ａ…制御部、２０２Ｂ…記憶部、２０３Ｃ…決定部、３００…作業台、４００…コンピューター（ＰＣ）、４０１…表示部、Ａ_１０…駆動範囲、Ｆ１…第１把持力、Ｆ２…第２把持力、Ｆ３…第３把持力、Ｏ_９２…中心線、Ｏ_９３１…中心線、Ｖ１…搬送速度、Ｖ２…押し付け速度、Ｖ３…挿入速度、Ｖ４…接触速度、Ｖ５…脱力速度

Claims (13)

1. 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、
   前記ロボットに対して、前記把持部に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、前記力検出部での検出結果に基づいた力制御により、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、を行わせる制御を行う制御部と、
   前記挿入動作時の前記コネクターへの前記ケーブルの挿入速度が入力される挿入速度入力部と、
   前記挿入速度と、前記挿入動作における前記力制御に要する力制御情報と、の関係を記憶する記憶部と、
   前記挿入速度と前記力制御情報との関係に基づいて、前記挿入速度に応じ、前記力制御情報を決定する決定部と、を備えることを特徴とするロボットシステム。
2. 前記力制御情報は、仮想慣性係数、仮想粘性係数または仮想弾性係数である請求項１に記載のロボットシステム。
3. 前記挿入動作時の前記コネクターへの前記ケーブルの挿入方向が入力される挿入方向入力部を備える請求項１または２に記載のロボットシステム。
4. 前記挿入速度入力部および前記挿入方向入力部を一括して表示する表示部を備える請求項３に記載のロボットシステム。
5. 前記搬送動作終了時の前記基板上での前記ケーブルの位置が入力されるケーブル位置入力部を備える請求項１ないし４のいずれか１項に記載のロボットシステム。
6. 前記制御部は、前記搬送動作と前記挿入動作との間に、前記ロボットに対して、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、前記挿入動作で前記ケーブルの姿勢を矯正する矯正動作を行わせ、
   前記矯正動作時の前記コネクターへの前記ケーブルの押し付け速度が入力される押し付け速度入力部を備え、
   前記決定部は、前記押し付け速度に応じて、前記矯正動作における前記力制御情報を決定する請求項１ないし５のいずれか１項に記載のロボットシステム。
7. 前記矯正動作時の前記コネクターへの前記ケーブルの押し付け方向が入力される押し付け方向入力部を備える請求項６に記載のロボットシステム。
8. 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、
   前記制御部は、前記矯正動作と前記挿入動作との間に、前記ロボットに対して、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、
   前記位置合わせ動作より前に前記ケーブルを前記コネクターから離間させる際の前記ケーブルの離間速度が入力される離間速度入力部を備える請求項６または７に記載のロボットシステム。
9. 前記ケーブルの前記コネクターからの離間位置が入力される離間位置入力部を備える請求項８に記載のロボットシステム。
10. 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と、を準備する準備工程と、
    前記把持部が前記ケーブルを把持し、前記ケーブルを前記基板上に搬送する搬送動作を行う搬送工程と、
    前記力検出部での検出結果に基づいた力制御により、前記把持部が前記ケーブルを前記コネクターに挿入する挿入動作を行う挿入工程と、
    前記挿入動作時の前記コネクターへの前記ケーブルの挿入速度を挿入速度入力部に入力する挿入速度入力工程と、
    前記挿入速度と、前記挿入動作における前記力制御に要する力制御情報と、の関係に基づいて、決定部が、前記挿入速度に応じ、前記力制御情報を決定する挿入動作時力制御情報決定工程と、を有することを特徴とする接続方法。
11. 前記搬送工程と前記挿入工程との間に、前記把持部が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、前記ケーブルの姿勢を矯正する矯正動作を行う矯正工程と、
    前記矯正動作時の前記コネクターへの前記ケーブルの押し付け速度を押し付け速度入力部に入力する押し付け速度入力工程と、
    前記決定部が、前記押し付け速度に応じて、前記矯正動作における前記力制御情報を決定する矯正動作時力制御情報決定工程と、を有する請求項１０に記載の接続方法。
12. 前記矯正動作時の前記コネクターへの前記ケーブルの押し付け方向を押し付け方向入力部に入力する押し付け方向入力工程を有する請求項１１に記載の接続方法。
13. 前記ロボットは、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、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動作を行う位置合わせ工程と、
    前記位置合わせ動作より前に前記ケーブルを前記コネクターから離間する際の前記ケーブルの離間速度を離間速度入力部に入力する離間速度入力工程と、を有する請求項１１または１２に記載の接続方法。

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