(57)【要約】【課題】ワイヤーハーネスを把持した状態でコネクタの向きを調整する作業ツールを提供する。【解決手段】作業ツールは、ワイヤーハーネス８１を把持する把持機構５１ａを備える。把持機構５１ａは、線材８２を把持する複数のチャック部６１，６２と、線材８２を挟むように互いに対向して配置される２個の挟持部材６３，６４とを備える。把持機構５１ａの駆動装置は、第２の挟持部材６４を第１の挟持部材６３に向かう方向に移動する移動機構を含む。駆動装置は、チャック部６１，６２にて線材８２を把持した状態にて線材８２を回転するように、第１の挟持部材６３を移動する回転機構を含む。【選択図】図５
2020146812.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボットに取り付けられる作業ツールであって、
線材および線材の端部に取り付けられたコネクタを含むワークを把持する把持機構を備え、
前記把持機構は、線材を把持するように形成された複数のチャック部と、
複数のチャック部同士の間の領域に、線材を挟むように互いに対向して配置される２個の挟持部材と、
前記把持機構を構成する部材を駆動する駆動装置とを含み、
前記駆動装置は、２個の挟持部材が互いに接近したり離れたりする方向に、少なくとも１個の挟持部材を移動する移動機構と、チャック部にて線材を把持した状態にて線材を回転するように、２個の挟持部材のうち一方の挟持部材を他方の挟持部材に対して相対的に移動する回転機構とを含み、
前記移動機構が駆動して線材が２つの挟持部材に挟まれ、前記回転機構が駆動して線材が線材の軸方向の周りに回転することを特徴とする、作業ツール。
【請求項２】
２個の挟持部材のうち一方の挟持部材は、チャック部が線材を把持する時に線材が通過する領域に配置され、
前記駆動装置は、線材が通過する領域から離れるように、前記一方の挟持部材を回動する機構を有する、請求項１に記載の作業ツール。
【請求項３】
前記駆動装置は、チャック部が線材を把持した状態において、チャック部同士が離れる方向に、２個のチャック部のうち少なくとも一方のチャック部を移動して線材に張力を付与する機構を有する、請求項１または２に記載の作業ツール。
【請求項４】
複数の前記把持機構と、
複数の前記把持機構を支持する支持部材とを備え、
前記ワークは、複数のコネクタを含み、
複数の前記把持機構は、支持部材において複数のコネクタの位置に対応した位置に固定されている、請求項１から３のいずれか一項に記載の作業ツール。
【請求項５】
複数の前記把持機構と、
複数の前記把持機構を支持する支持部材とを備え、
前記駆動装置は、それぞれの前記把持機構を支持部材に対して離したり近づけたりする機構を有する、請求項１から４のいずれか一項に記載の作業ツール。
【請求項６】
請求項１に記載の作業ツールと、
前記作業ツールを移動するロボットと、
前記作業ツールおよびロボットを制御する制御装置と、
前記作業ツールが線材を把持した時のコネクタの向きを検出するための検出器とを備え、
前記制御装置は、前記検出器の出力に基づいてコネクタの向きを検出し、コネクタの向きが予め定められた判定範囲を逸脱している場合に、線材を回転する指令を前記駆動装置に送出し、
コネクタの向きが前記判定範囲内である場合に、前記制御装置は、コネクタを予め定められた部分に差し込むようにロボットの位置および姿勢を制御する、ロボット装置。
【請求項７】
前記検出器は、前記作業ツールにてワークが把持された状態においてコネクタを撮像する傾き検出カメラを含み、
前記制御装置は、傾き検出カメラにて撮像された画像を処理する画像処理部を含み、
前記画像処理部は、コネクタの画像を処理することにより前記作業ツールに対するコネクタの向きを検出する、請求項６に記載のロボット装置。
【請求項８】
前記作業ツールは、ワークから離れた位置においてワークの全体の画像を撮像する主カメラと、前記把持機構の周りに配置され、ワークを把持する時に載置面に載置された１つのコネクタの画像を撮像する補助カメラとを含み、
前記制御装置は、主カメラおよび補助カメラにて撮像された画像を処理する画像処理部を含み、
前記画像処理部は、主カメラおよび補助カメラにて撮像された画像を処理することにより、コネクタの位置を検出し、
前記制御装置は、主カメラにて撮像された画像に基づいてコネクタの近傍に前記作業ツールを移動するようにロボットの位置および姿勢を制御し、補助カメラにて撮像された画像に基づいてチャック部が線材を把持するための位置および姿勢にロボットを制御する、請求項６または７に記載のロボット装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コネクタを含むワークを把持する作業ツールおよび作業ツールを備えるロボット装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ロボット装置においては、作業に応じた作業ツールをロボットに取り付けることにより、作業ツールの位置および向きを変更しながら様々な作業を行うことができる。製品を製造する工程においては、線材および線材の端部に固定されたコネクタを含むワイヤーハーネスを所定の装置に接続する場合がある。すなわち、線材の端部に配置されたコネクタを、所定の装置の受け側コネクタに接続する作業を行う場合がある。
【０００３】
コネクタを差し込む場合に、受け側コネクタに対するコネクタの向きは定められている。このために、ワイヤーハーネスを受け側コネクタに接続する場合に、コネクタの向きを受け側コネクタの挿入口の向きに合わせる必要がある。このために、挿入口の向きに合わせてコネクタの向きを調整する必要がある。
【０００４】
従来の技術においては、一方の端部が固定されたワイヤーハーネスのコネクタを把持して、コネクタを受け側コネクタに差し込むロボット装置が知られている（例えば、特開２００５−１１５８０号公報および特開２０１４−１７６９１７号公報）。
【０００５】
また、従来の技術においては、ハンドに把持されたワークの向きを調整するために、ハンドの内部においてワークを操作する把持部材を備えるハンドが知られている（例えば、特開平１−２７４９８７号公報）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−１１５８０号公報
【特許文献２】特開２０１４−１７６９１７号公報
【特許文献３】特開平１−２７４９８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
載置面に載置されたワイヤーハーネスのコネクタの向きが適切な向きである場合には、コネクタを作業ツールにて把持すると、作業ツールに対するコネクタの向きが定められる。このために、ロボットが位置および姿勢を変更することにより、他の装置の受け側コネクタにワイヤーハーネスを接続することができる。
【０００８】
しかしながら、ワークを搬送する状態によっては、コネクタの向きが定まっていない場合がある。例えば、コネクタは、断面形状が長方形の場合がある。ワークの載置面にコネクタを載置した場合に、コネクタが水平方向に延びるように配置されたり、鉛直方向に延びるように配置されたりする場合がある。この場合に、受け側コネクタの挿入口にコネクタを差し込む時に、挿入口の向きに対するコネクタの向きが一致しない場合がある。コネクタの向きと挿入口の向きとが一致しないと、コネクタを挿入口に差し込むことができない。また、向きがずれている状態でコネクタを挿入口に差し込むと、コネクタが破損してしまう場合がある。
【０００９】
ロボットの位置および姿勢を変化させることにより、コネクタの向きを調整することが考えられる。しかしながら、ロボットの駆動が可能な範囲を超えてしまって、コネクタの向きを挿入口の向きに合わせることができない場合がある。
【００１０】
また、従来の技術においては、一方の端部が固定されたワイヤーハーネスのコネクタを所定の部分に接続することができる。しかしながら、一方の端部が固定されているために、ワイヤーハーネスを搬送することができないという問題がある。例えば、線材の一方の端部に固定されたコネクタを一つの受け側コネクタに接続し、他方の端部に固定されたコネクタを他の受け側コネクタに接続することができないという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本開示の一態様の作業ツールは、ロボットに取り付けられる。作業ツールは、線材および線材の端部に取り付けられたコネクタを含むワークを把持する把持機構を備える。把持機構は、線材を把持するように形成された複数のチャック部を備える。把持機構は、複数のチャック部同士の間の領域に、線材を挟むように互いに対向して配置される２個の挟持部材を含む。把持機構は、把持機構を構成する部材を駆動する駆動装置を含む。駆動装置は、２個の挟持部材が互いに接近したり離れたりする方向に、少なくとも１個の挟持部材を移動する移動機構を含む。駆動装置は、チャック部にて線材を把持した状態にて線材を回転するように、２個の挟持部材のうち一方の挟持部材を他方の挟持部材に対して相対的に移動する回転機構を含む。移動機構が駆動して線材が２つの挟持部材に挟まれ、回転機構が駆動して線材が線材の軸方向の周りに回転する。
【００１２】
本開示の一態様のロボット装置は、上記の作業ツールと、作業ツールを移動するロボットと、作業ツールおよびロボットを制御する制御装置とを備える。ロボット装置は、作業ツールが線材を把持した時のコネクタの向きを検出するための検出器を備える。制御装置は、検出器の出力に基づいてコネクタの向きを検出する。制御装置は、コネクタの向きが予め定められた判定範囲を逸脱している場合に、線材を回転する指令を駆動装置に送出する。コネクタの向きが判定範囲内である場合に、制御装置は、コネクタを予め定められた部分に差し込むようにロボットの位置および姿勢を制御する。
【発明の効果】
【００１３】
本開示の一態様によれば、線材およびコネクタを含むワークを把持し、コネクタの向きを調整する作業ツールおよびこの作業ツールを備えるロボット装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施の形態におけるロボット装置の概略図である。
【図２】実施の形態におけるロボット装置のブロック図である。
【図３】実施の形態における作業ツールの斜視図である。
【図４】ロボット装置がワイヤーハーネスを把持するときの斜視図である。
【図５】作業ツールの把持機構の概略斜視図である。
【図６】作業ツールの把持機構の他の概略斜視図である。
【図７】実施の形態における作業ツールの把持機構の斜視図である。
【図８】作業ツールの把持機構のブロック図である。
【図９】ロボット装置にてワイヤーハーネスを把持する制御のフローチャートである。
【図１０】ロボット装置にてワイヤーハーネスをプリント基板の受け側コネクタに接続する制御のフローチャートである。
【図１１】実施の形態における傾き検出カメラが撮像した画像の例である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１から図１１を参照して、実施の形態における作業ツールおよび作業ツールを備えるロボット装置について説明する。本実施の形態のロボット装置は、線材および線材の端部に取り付けられたコネクタを含むワークを搬送して、コネクタを他の装置に接続する。
【００１６】
図１は、本実施の形態におけるロボット装置の概略図である。ロボット装置５は、エンドエフェクタとしての作業ツール２と、作業ツール２を移動するロボット１とを備える。作業ツール２は、ロボット１に取り付けられている。本実施の形態のロボット１は、複数の関節部を含む多関節ロボットである。
【００１７】
ロボット１は、ベース部１４と、ベース部１４に支持された旋回ベース１３とを含む。ベース部１４は、設置面に固定されている。旋回ベース１３は、ベース部１４に対して回転するように形成されている。ロボット１は、上部アーム１１および下部アーム１２を含む。下部アーム１２は、関節部を介して旋回ベース１３に回動可能に支持されている。上部アーム１１は、関節部を介して回動可能に下部アーム１２に支持されている。また、上部アーム１１は、上部アーム１１の延びる方向に平行な回転軸の周りに回転する。
【００１８】
ロボット１は、上部アーム１１の端部に連結されているリスト１５を含む。リスト１５は、関節部を介して回動可能に上部アーム１１に支持されている。リスト１５は、回転可能に形成されているフランジ１６を含む。作業ツール２は、フランジ１６に固定されている。本実施の形態のロボット１は、６個の駆動軸を有するが、この形態に限られない。作業ツール２の位置および向きを変更することができる任意のロボットを採用することができる。
【００１９】
本実施の形態の作業ツール２は、ワークとしてのワイヤーハーネス８１を把持したり解放したりする。ワイヤーハーネス８１は、線状に延びる線材８２を含む。ワイヤーハーネス８１は、線材８２の端部に取り付けられた第１のコネクタ８３ａ、第２のコネクタ８３ｂ、および第３のコネクタ８３ｃを含む。線材８２は、電気を供給する電線または信号を伝達する信号線等を含むことができる。線材８２は、複数の電線または複数の信号線を含んでいても構わない。また、複数の電線または複数の信号線は、結束バンドまたは粘着テープ等で互いに固定されていても構わない。
【００２０】
本実施の形態のロボット装置５は、ロボット１の周りに配置された周辺機器としてのコンベヤ８を含む。コンベヤ８は、ワイヤーハーネス８１を他の位置から作業ツール２にて把持できる位置まで搬送する。
【００２１】
本実施の形態における作業ツール２は、ワイヤーハーネス８１の線材８２を把持する。ロボット装置５は、ワイヤーハーネス８１の線材８２を把持した時のコネクタ８３ａ，８３ｂ，８３ｃの向きを検出する傾き検出装置を備える。本実施の形態の傾き検出装置は、検出器として、ロボット１の近傍に配置された傾き検出カメラ７を含む。傾き検出カメラ７は、架台２５に固定されている。傾き検出カメラ７は、ロボット１が位置および姿勢を変更することにより、作業ツール２に把持されたワイヤーハーネス８１のそれぞれのコネクタ８３ａ，８３ｂ，８３ｃを撮像できる位置に配置されている。なお、本実施の形態における傾き検出カメラ７は、地面に固定されているが、この形態に限られず、移動可能に形成されていても構わない。
【００２２】
本実施の形態のロボット装置５では、ワイヤーハーネス８１はコンベヤ８により搬送される。ロボット１が位置および姿勢を変更して作業ツール２がワイヤーハーネス８１を把持する。また、ロボット１は、ワイヤーハーネス８１を傾き検出カメラ７の近傍に移動する。傾き検出カメラ７は、それぞれのコネクタ８３ａ，８３ｂ，８３ｃを撮像する。作業ツール２は、傾き検出カメラ７にて撮像した画像に基づいて、作業ツール２におけるそれぞれのコネクタ８３ａ，８３ｂ，８３ｃの向きを調整する。
【００２３】
ロボット１の近くには、作業台が配置されている（図示せず）。作業台の上には、ワイヤーハーネス８１を接続するためのワークとしてのプリント基板が配置されている。このプリント基板には、それぞれのコネクタ８３ａ，８３ｂ，８３ｃが接続される受け側コネクタが配置されている。ロボット１は、位置および姿勢を変更することにより、プリント基板の近傍までワイヤーハーネス８１を搬送する。ロボット装置５は、受け側コネクタの挿入口にコネクタ８３ａ，８３ｂ，８３ｃを差し込む作業を実施する。
【００２４】
図２に、本実施の形態におけるロボット装置のブロック図を示す。図１および図２を参照して、ロボット１は、ロボット１の位置および姿勢を変化させるロボット駆動装置を含む。ロボット駆動装置は、アームおよびリスト等の構成部材を駆動する複数のロボット駆動モータ１７を含む。ロボット駆動モータ１７は、複数の構成部材ごとに配置されている。ロボット駆動モータ１７が駆動することにより、それぞれの構成部材の向きが変化する。
【００２５】
ロボット装置５の制御装置は、ロボット制御装置４を備える。ロボット制御装置４は、プロセッサとしてのＣＰＵ（Central Processing Unit）を有する演算処理装置（コンピュータ）を含む。演算処理装置は、ＣＰＵにバスを介して接続されたＲＡＭ（Random Access Memory）およびＲＯＭ（Read Only Memory）等を有する。ロボット制御装置４には、ロボット１、作業ツール２、コンベヤ８、および傾き検出カメラ７の制御を行うために、予め作成された動作プログラム４１が入力される。ロボット制御装置４は、ロボット装置５の制御に関する情報を記憶する記憶部４２を含む。動作プログラム４１は、記憶部４２に記憶される。本実施の形態のロボット装置５は、動作プログラム４１に基づいてワイヤーハーネス８１を搬送する。
【００２６】
ロボット制御装置４は、動作指令を送出する動作制御部４３を含む。動作制御部４３は、動作プログラム４１に基づいてロボット１を駆動するための動作指令をロボット駆動部４５に送出する。ロボット駆動部４５は、ロボット駆動モータ１７を駆動する電気回路を含む。ロボット駆動部４５は、動作指令に基づいてロボット駆動モータ１７に電気を供給する。
【００２７】
また、動作制御部４３は、動作プログラム４１に基づいて作業ツール２を駆動する動作指令を作業ツール駆動部４４に送出する。作業ツール駆動部４４は、作業ツール２の駆動装置６５を駆動する電気回路を含む。作業ツール駆動部４４は、動作指令に基づいて作業ツールの駆動装置６５に電気を供給する。更に、動作制御部４３は、動作プログラム４１に基づいて、傾き検出カメラ７に画像を撮像する指令を送出する。
【００２８】
ロボット１は、ロボット１の位置および姿勢を検出するための状態検出器を含む。本実施の形態における状態検出器は、アーム等の構成部材の駆動軸に対応するロボット駆動モータ１７に取り付けられた位置検出器１８を含む。ロボット制御装置４は、状態検出器の出力により、それぞれの駆動軸における構成部材の向きを取得することができる。例えば、位置検出器１８は、ロボット駆動モータ１７が駆動するときの回転角を検出する。ロボット制御装置４は、位置検出器１８の出力に基づいて、ロボット１の位置および姿勢を検出する。
【００２９】
ロボット装置５の制御装置は、コンベヤ８を制御するコンベヤ制御装置９を備える。コンベヤ制御装置９は、ＣＰＵおよびＲＡＭ等を含む演算処理装置（コンピュータ）を含む。コンベヤ制御装置９は、ロボット制御装置４と互いに通信することができるように形成されている。コンベヤ制御装置９は、ロボット制御装置４からの指令を受信して、コンベヤ８を駆動する。また、コンベヤ制御装置９は、コンベヤ８がワイヤーハーネス８１を予め定められた位置まで搬送した場合にコンベヤ８を停止する。コンベヤ制御装置９は、コンベヤ８を停止した信号をロボット制御装置４に送信する。
【００３０】
本実施の形態のロボット装置５の制御装置は、ロボット１、作業ツール２および傾き検出カメラ７を制御するロボット制御装置４と、コンベヤ８を制御するコンベヤ制御装置９とを備えるが、この形態に限られない。ロボット装置５は、任意の個数の制御装置にて、ロボット１、作業ツール２、傾き検出カメラ７、およびコンベヤ８を制御するように形成することができる。
【００３１】
次に、本実施の形態における作業ツール２について詳しく説明する。図３に、本実施の形態における作業ツールの斜視図を示す。図４に、作業ツール、ワイヤーハーネス、およびコンベヤの斜視図を示す。図４は、作業ツール２がワイヤーハーネス８１を把持する前の状態を示している。図２から図４を参照して、本実施の形態における作業ツール２は、ロボット１に連結されるベース部材２１を含む。ベース部材２１は、板状に形成されている。ベース部材２１は、リスト１５のフランジ１６に連結される連結部２１ａを有する。作業ツール２は、ベース部材２１に柱部材２３を介して固定された支持部材２２を含む。
【００３２】
作業ツール２は、ワイヤーハーネス８１を把持する把持機構を含む。本実施の形態の作業ツール２は、第１の把持機構５１ａ、第２の把持機構５１ｂ、および第３の把持機構５１ｃを含む。本実施の形態の把持機構５１ａ，５１ｂ，５１ｃは、支持部材２２に支持されている。
【００３３】
本実施の形態におけるワイヤーハーネス８１は、線材８２に固定された複数のコネクタ８３ａ，８３ｂ，８３ｃを有する。本実施の形態の線材８２は、途中で分岐している。線材８２の複数の先端部には、コネクタ８３ａ，８３ｂ，８３ｃが接続されている。ワイヤーハーネス８１は、矢印９７に示すようにコンベヤ８にて搬送される。
【００３４】
ロボット１は、搬送されたワイヤーハーネス８１の上方に作業ツール２を移動する。複数の把持機構５１ａ，５１ｂ，５１ｃは、支持部材２２において、複数のコネクタ８３ａ，８３ｂ，８３ｃの位置に対応する位置に固定されている。支持部材２２は、ワイヤーハーネス８１の形状に対応する形状を有する。支持部材２２は、コネクタが配置される線材８２に沿うように形成された延在部２２ａ，２２ｂ，２２ｃを有する。例えば、延在部２２ａは、第１のコネクタ８３ａが固定されている線材８２の延びる方向に沿って形成されている。そして、それぞれの延在部２２ａ，２２ｂ，２２ｃの先端部に把持機構５１ａ，５１ｂ，５１ｃが固定されている。１個の把持機構は、１個のコネクタの位置に対応するように固定されている。把持機構５１ａ，５１ｂ，５１ｃは、それぞれのコネクタ８３ａ，８３ｂ，８３ｃの近傍において、線材８２を把持するように形成されている。
【００３５】
図５に、本実施の形態における第１の把持機構の概略図を示す。３個の把持機構５１ａ，５１ｂ，５１ｃは、互いに構成が同一である。ここでは、第１の把持機構５１ａについて説明する。把持機構５１ａは、ワイヤーハーネス８１の線材８２を把持するように形成された複数のチャック部６１，６２を有する。本実施の形態においては、第１のチャック部６１と、第２のチャック部６２とが配置されている。複数のチャック部６１，６２は、互いに間隔を開けて配置されている。本実施の形態の複数のチャック部６１，６２は、線材８２が直線状に延びるように線材８２を把持する位置に配置されている。
【００３６】
それぞれのチャック部６１，６２は、矢印９１に示すように移動する爪部６１ａ，６２ａを有する。本実施の形態の把持機構５１ａは、把持機構５１ａを構成する部材を駆動する駆動装置６５を含む。駆動装置６５が爪部６１ａ，６２ａを移動することにより、チャック部６１，６２は、線材８２を把持したり解放したりすることができる。
【００３７】
把持機構５１ａは、線材８２を挟むように配置される第１の挟持部材６３および第２の挟持部材６４を有する。本実施の形態におけるそれぞれの挟持部材６３，６４は、板状に形成されている。挟持部材６３，６４は、２個のチャック部６１，６２同士の間の領域に配置される。２個の挟持部材６３，６４は、線材８２の上下方向の両側に、互いに対向するように配置される。また、第１の挟持部材６３の延びる方向と、第２の挟持部材６４の延びる方向とは、互いに平行になるように配置される。挟持部材６３，６４は、チャック部６１，６２にて線材８２を把持した時に、線材８２が延びる方向に垂直な方向に延びるように配置される。
【００３８】
把持機構５１ａの駆動装置６５は、２個の挟持部材６３，６４うち、少なくとも１個の挟持部材を移動する移動機構を有する。移動機構は、２個の挟持部材６３，６４が互いに接近したり離れたりするように挟持部材６３，６４の相対位置を調整する。本実施の形態における移動機構は、第２の挟持部材６４を矢印９２に示す方向に移動する挟持部材駆動シリンダ７０を含む。移動機構は、線材８２が延びる方向に対して垂直な方向に第２の挟持部材６４を移動する。
【００３９】
本実施の形態の移動機構は、第２の挟持部材６４を移動するように形成されているが、この形態に限らない。移動機構は、第１の挟持部材６３および第２の挟持部材６４の両方の部材を移動するように形成されていても構わない。または、第１の挟持部材６３が第２の挟持部材６４に向かって移動するように形成されていても構わない。
【００４０】
把持機構５１ａの駆動装置６５は、チャック部６１，６２にて線材８２を把持した状態にて線材８２を回転する回転機構を有する。回転機構は、２個の挟持部材６３，６４のうち一方の挟持部材を他方の挟持部材に対して相対的に移動する。回転機構は、線材８２を挟む方向に垂直な方向に挟持部材６３，６４を相対的に移動する。回転機構が駆動することにより、線材８２は線材８２の軸方向の周りに回転する。
【００４１】
本実施の形態の回転機構は、第１の挟持部材６３を矢印９４に示す方向に移動する。第１の挟持部材６３は、第１の挟持部材６３が延びる方向に移動する。なお、回転機構は、第１の挟持部材６３および第２の挟持部材６４を、互いに反対方向に移動しても構わない。または、回転機構は第２の挟持部材６４を移動する一方で、第１の挟持部材６３は停止するように形成されていても構わない。
【００４２】
把持機構５１ａの駆動装置６５は、２個の挟持部材６３，６４のうち、外側に配置されている第２の挟持部材６４を回動する機構を有する。本実施の形態においては、挟持部材駆動シリンダ７０は、矢印９３に示すように第２の挟持部材６４を回動する。第２の挟持部材６４は、チャック部６１，６２が線材８２を把持したときに、線材８２が配置される領域から離れるように回動する。
【００４３】
図５に示す状態では、第２の挟持部材６４は、第１の挟持部材６３と対向するように配置されている。この状態では、第２の挟持部材６４は、チャック部６１，６２にて線材８２を把持する時に線材８２が通過する領域に配置されている。第２の挟持部材６４は、チャック部６１，６２にて線材８２を把持する時に線材８２と干渉する。第２の挟持部材６４は、矢印９３に示す方向に回動することにより、線材８２が通過する領域から離れる。例えば、第２の挟持部材６４は、破線で示す位置に配置されることができる。チャック部６１，６２にて線材８２を把持する時に、第２の挟持部材６４が線材８２に干渉することを回避することができる。
【００４４】
把持機構５１ａの駆動装置６５は、２個のチャック部６１，６２のうち少なくとも一方のチャック部を移動して線材８２に張力を付与する機構を有する。駆動装置６５は、チャック部６１，６２が互いに離れたり近づいたりする方向に少なくとも一方のチャック部を移動する。駆動装置６５は、チャック部６１，６２が線材８２を把持した状態において、線材８２が延びる方向に沿ってチャック部を移動する。
【００４５】
本実施の形態においては、第１のチャック部６１が、矢印９５に示す方向に移動する。チャック部６１，６２は、線材８２を弱い把持力にて把持する。この状態では、線材８２は、爪部６１ａ，６２ａの内部で移動したり回転したりすることができる。次に、第２のチャック部６２は、線材８２を強く把持する。次に、第１のチャック部６１は、第２のチャック部６２から離れる方向に移動する。第１のチャック部６１は、第１のコネクタ８３ａに当接する。更に、第１のチャック部６１を移動すると、線材８２に張力が付与される。次に、第１のチャック部６１は、強い把持力にて線材８２を把持する。線材８２に張力を付与した状態で、チャック部６１，６２にて線材８２を把持することができる。
【００４６】
なお、第１のチャック部６１が第１のコネクタ８３ａに当接した時に、第１のチャック部６１が強い把持力にて線材８２を把持しても構わない。この後に、第１のチャック部６１が第２のチャック部６２から離れる方向に移動して、線材８２に張力を付与しても構わない。
【００４７】
線材８２に張力を付与する機構により、それぞれのコネクタ８３ａ，８３ｂ，８３ｃを、プリント基板の受け側コネクタに差し込む時にコネクタ８３ａ，８３ｂ，８３ｃが揺れることを抑制できる。コネクタ８３ａ，８３ｂ，８３ｃを安定してプリント基板の受け側コネクタに接続することができる。
【００４８】
把持機構５１ａの駆動装置６５は、作業ツール２の支持部材２２に対して把持機構５１ａを離したり近づけたりする機構を有する。駆動装置６５は、チャック部６１，６２および第１の挟持部材６３を支持するフレーム７５と、フレーム７５を移動するフレーム駆動シリンダ７１を有する。フレーム７５は、フレーム駆動シリンダ７１により、矢印９６に示す向きに移動する。また、第２の挟持部材６４は、挟持部材駆動シリンダ７０により、矢印９２に示す向きに移動する。このように、把持機構５１ａは、ワイヤーハーネス８１に向かう向きに沿って移動可能に形成されている。
【００４９】
本実施の形態における把持機構５１ａでは、チャック部６１，６２がワイヤーハーネス８１の線材８２を把持する。把持機構５１ａは、ワイヤーハーネス８１を把持した状態で線材８２を回転することにより、コネクタ８３ａの向きを変更することができる。把持機構５１ａは、作業ツール２に対するコネクタ８３ａの向きを調整することができる。
【００５０】
図４を参照して、ロボット１は、位置および姿勢を変更することにより、把持機構５１ａ，５１ｂ，５１ｃをワイヤーハーネス８１の線材８２の把持する部分の上側に配置する。複数の把持機構５１ａ，５１ｂ，５１ｃは、支持部材２２において複数のコネクタ８３ａ，８３ｂ，８３ｃの位置に対応した位置に固定されている。それぞれのコネクタの上方に、対応する把持機構が配置されるように作業ツール２を配置することができる。このために、１つのコネクタを把持した後に、僅かにロボット１の位置および姿勢を変更して他のコネクタを把持することができる。複数のコネクタを把持するために、ロボット１の位置および姿勢を大きく変更する必要はなく、ロボット装置５がワイヤーハーネス８１を把持するための作業時間を短くすることができる。
【００５１】
第１の把持機構５１ａは、第１のコネクタ８３ａの上方に配置される。図５を参照して、第２の挟持部材６４は、破線にて示すように線材８２が通過する領域から避けて配置されている。駆動装置６５は、チャック部６１，６２の爪部６１ａ，６２ａを開く。ロボット１が位置および姿勢を変更することにより、爪部６１ａ同士の間および爪部６２ａ同士の間に線材８２を配置する。爪部６１ａ，６２ａが閉じることにより、線材８２をチャック部６１，６２にて把持することができる。チャック部６１，６２は、線材８２を強く把持することができる。駆動装置６５は、第２の挟持部材６４を矢印９８に示すように回動することにより、第２の挟持部材６４が線材８２の下側に配置される。第２の挟持部材６４は、第１の挟持部材６３と対向する位置に配置される。
【００５２】
図６に、把持機構にてコネクタの向きを調整するときの把持機構の概略斜視図を示す。第１のチャック部６１および第２のチャック部６２は、線材８２を把持する把持力を弱める。チャック部６１，６２は、線材８２を落とさない範囲内にて把持力を弱める。チャック部６１，６２は、爪部６１ａ，６２ａの内部において線材８２が回転するように線材８２を把持する。
【００５３】
次に、駆動装置６５が挟持部材駆動シリンダ７０を駆動することにより、矢印１００に示すように、第２の挟持部材６４を第１の挟持部材６３に向けて移動する。この制御により、線材８２は、第１の挟持部材６３および第２の挟持部材６４にて挟まれる。線材８２は、僅かに撓む。なお、線材８２の撓む量が小さくなるように、第１のチャック部６１は、第２のチャック部６２から離れた位置に配置されることが好ましい。
【００５４】
次に、第１の挟持部材６３を、矢印９４に示すように移動することにより、線材８２を回転することができる。この結果、コネクタ８３ａは、矢印１０１に示すように回転して向きが変化する。コネクタ８３ａは、線材８２の先端部の延びる方向に平行な回転軸の周りに回転する。作業ツール２に対するコネクタ８３ａの向きが予め定められた向きになるように調整される。特に、線材８２が延びる方向の周りのコネクタ８３ａの回転角度を調整することができる。このように、コネクタ８３ａの向きがプリント基板の受け側コネクタの挿入口の向きに対応するように、コネクタ８３ａの向きを調整することができる。
【００５５】
コネクタ８３ａの向きの調整が終了した後に、第２のチャック部６２は、線材８２を把持する力を増大する。線材８２は、回転しないように、第２のチャック部６２にて強く把持される。挟持部材駆動シリンダ７０は、第２の挟持部材６４を第１の挟持部材６３から離れる方向に移動する。第１の挟持部材６３および第２の挟持部材６４による線材８２の挟持が解放される。
【００５６】
次に、駆動装置６５は、矢印９９に示す向きに第１のチャック部６１を移動する。第１のチャック部６１は、第２のチャック部６２から離れる向きに移動する。第１のチャック部６１は、第１のコネクタ８３ａに接触して、線材８２に張力を付与することができる。次に、第１のチャック部６１は、線材８２を把持する力を増大する。線材８２は、爪部６１ａ，６２ａの内部で回転しないように、チャック部６１，６２にて強く把持される。
【００５７】
この後に、ロボット１が位置および姿勢を変更することにより、プリント基板の受け側コネクタの挿入口に第1のコネクタ８３ａを挿入する。作業ツール２に対する第１のコネクタ８３ａの向きが調整されているために、ロボット制御装置４は、挿入口の位相（向き）に対して第１のコネクタ８３ａの位相（向き）を容易に合わせることができる。受け側コネクタの挿入口に第１のコネクタ８３ａを確実に差し込むことができる。
【００５８】
図３および図５を参照して、本実施の形態における作業ツール２は、複数の把持機構５１ａ，５１ｂ，５１ｃを有する。把持機構５１ａの駆動装置６５は、作業ツール２の支持部材２２に対して把持機構５１ａを離したり近づけたりするためのフレーム駆動シリンダ７１および挟持部材駆動シリンダ７０を有する。１つの把持機構にて線材８２を把持するときに、他の把持機構がワイヤーハーネス８１の載置面に接触して、１つの把持機構にてワイヤーハーネス８１を把持できない場合がある。本実施の形態においては、１つの把持機構にて線材８２を把持する時に、他の把持機構はワイヤーハーネス８１が載置されている面から離れるように制御することができる。
【００５９】
例えば、第１の把持機構５１ａでは、ワイヤーハーネス８１を把持する時に、フレーム７５および第２の挟持部材６４が支持部材２２から離れるように、フレーム駆動シリンダ７１および挟持部材駆動シリンダ７０が駆動する。第１の把持機構５１ａは、ワイヤーハーネス８１に接近する方向に移動する。これに対して、第２の把持機構５１ｂおよび第３の把持機構５１ｃでは、フレーム７５および第２の挟持部材６４が支持部材２２に近づくように、フレーム駆動シリンダ７１および挟持部材駆動シリンダ７０が駆動する。第２の把持機構５１ｂおよび第３の把持機構５１ｃは、ワイヤーハーネス８１から離れる向きに移動する。この制御を実施することにより、１つの把持機構にて線材８２を把持する制御を行っている時に、他の駆動機構がワイヤーハーネス８１またはワイヤーハーネス８１の載置面に接触することを防止することができる。この結果、１つの把持機構にて安定して線材８２を把持することができる。
【００６０】
次に、本実施の形態における把持機構の具体的な構成について説明する。図７に、本実施の形態における作業ツールの把持機構の拡大斜視図を示す。図７は、図５および図６に示す把持機構５１ａを別の方向から見たときの斜視図である。図８に、本実施の形態における把持機構のブロック図を示す。ここでは、複数の把持機構５１ａ，５１ｂ，５１ｃのうち、第１の把持機構５１ａについて説明する。図５、図７、および図８を参照して、第１のチャック部６１および第２のチャック部６２は、直線状に並んで配置されている。爪部６１ａ，６２ａは、線材８２の形状に対応する凹部を有する。第１の挟持部材６３および第２の挟持部材６４は、チャック部６１，６２に把持された線材８２の延びる方向に垂直な方向に延びるように配置されている。
【００６１】
第１の把持機構５１ａの駆動装置６５は、第１のチャック部６１の爪部６１ａを矢印９１に示す方向に駆動する第１のチャック部駆動モータ６６を有する。駆動装置６５は、第１のチャック部駆動モータ６６の出力シャフトの回転運動を爪部６１ａの直線運動に変換する動力変換装置７２を有する。第１のチャック部駆動モータ６６が駆動することにより、爪部６１ａが開いたり閉じたりする。駆動装置６５は、第２のチャック部６２の爪部６２ａを、矢印９１に示す方向に駆動する第２のチャック部駆動モータ６７を有する。駆動装置６５は、第２のチャック部駆動モータ６７の出力シャフトの回転運動を爪部６２ａの直線運動に変換する動力変換装置７３を有する。第２のチャック部駆動モータ６７が駆動することにより、爪部６２ａが開いたり閉じたりする。なお、動力変換装置７２，７３は、チャック部駆動モータ６６，６７の出力シャフトの回転速度を減速する減速機を含んでいても構わない。
【００６２】
駆動装置６５は、線材８２に張力を付与するために、第１のチャック部６１を矢印９５に示す方向に移動するチャック部移動モータ６８を有する。駆動装置６５は、第１の挟持部材６３を矢印９４に示す方向に移動する挟持部材移動モータ６９を有する。駆動装置６５は、第２の挟持部材６４を、矢印９２に示す方向および矢印９３に示す方向に移動する挟持部材駆動シリンダ７０を有する。フレーム７５は、チャック部６１，６２、チャック部駆動モータ６６，６７，チャック部移動モータ６８、第１の挟持部材６３、および挟持部材移動モータ６９を支持する。駆動装置６５は、矢印９６に示すように、フレーム７５を移動するフレーム駆動シリンダ７１を有する。フレーム駆動シリンダ７１が駆動することにより、チャック部６１，６２等のフレーム７５に支持された部材は、一体的に移動する。
【００６３】
なお、本実施の形態における把持機構を構成する構成部材は、シリンダまたはモータにて駆動されているが、この形態に限られない。把持機構を構成する構成部材は、任意の機構にて駆動することができる。例えば、把持機構を構成する構成部材は、磁力により駆動するように形成されていても構わない。
【００６４】
図２および図３を参照して、本実施の形態における作業ツール２は、ベース部材２１に支持された主カメラ５２を有する。主カメラ５２は、ワイヤーハーネス８１から離れた位置において、ワイヤーハーネス８１の全体の画像を撮像する。主カメラ５２は、カメラ支持部材２４を介して、ベース部材２１の中央部に固定されている。作業ツール２は、第１の把持機構５１ａの近傍に配置された第１の補助カメラ５３ａと、第２の把持機構５１ｂの近傍に配置された第２の補助カメラ５３ｂと、第３の把持機構５１ｃの近傍に配置された第３の補助カメラ５３ｃとを含む。
【００６５】
それぞれの補助カメラ５３ａ，５３ｂ，５３ｃは、把持機構５１ａ，５１ｂ，５１ｃの周りに配置されている。それぞれの補助カメラ５３ａ，５３ｂ，５３ｃは、ワイヤーハーネス８１を把持する時に載置面に載置された１個のコネクタの画像およびコネクタの近傍の線材８２の画像を撮像する。それぞれの補助カメラ５３ｃ，５３ｂ，５３ｃは、カメラ支持部材２４を介して支持部材２２に支持されている。
【００６６】
なお、本実施の形態の主カメラ５２、補助カメラ５３ａ，５３ｂ，５３ｃ、および傾き検出カメラ７は、２次元カメラであるが、この形態に限られない。それぞれのカメラは、３次元カメラであっても構わない。
【００６７】
ロボット制御装置４は、主カメラ５２、補助カメラ５３ａ，５３ｂ，５３ｃ、および傾き検出カメラ７からの信号を受信して信号の処理を行う信号処理部３１を有する。信号処理部３１は、それぞれのカメラにて撮像された画像を処理する画像処理部３２を含む。
【００６８】
画像処理部３２は、傾き検出カメラ７の画像を処理することにより、作業ツール２に対するコネクタ８３ａ，８３ｂ，８３ｃの向きを検出する。信号処理部３１は、傾き検出カメラ７にて撮像された画像を処理した結果に基づいて、作業ツール２に対するコネクタ８３ａ，８３ｂ，８３ｃの向きが適切か否かを判定する判定部３３を有する。コネクタの向きの判定範囲は、予め定められて記憶部４２に記憶されている。
【００６９】
信号処理部３１は、動作指令を動作制御部４３に送出する指令部３５を含む。指令部３５は、コネクタの向きが判定範囲を逸脱している場合に、線材８２を回転する指令を動作制御部４３に送出する。動作制御部４３は、線材８２を回転する指令を作業ツール２の駆動装置６５に送出する。一方で、指令部３５は、コネクタの向きが判定範囲内である場合に、コネクタを予め定められた部分に差し込む指令を、動作制御部４３に送出する。本実施の形態では、動作制御部４３は、コネクタをプリント基板の受け側コネクタに接続するように、ロボット１の位置および姿勢を制御する。
【００７０】
また、画像処理部３２は、主カメラ５２にて撮像した画像に基づいて、コンベヤ８に載置されたコネクタ８３ａ，８３ｂ，８３ｃのそれぞれの位置を検出する。指令部３５は、それぞれの把持機構が把持機構に対応するコネクタの近傍に配置されるように、ロボット１の動作指令を動作制御部４３に送出する。また、画像処理部３２は、補助カメラ５３ａ，５３ｂ，５３ｃにて撮像された画像に基づいて、それぞれのコネクタ８３ａ，８３ｂ，８３ｃの位置およびコネクタ８３ａ，８３ｂ，８３ｃに接続されている線材８２の位置を検出する。指令部３５は、１つの把持機構が１つのコネクタの近傍の線材８２の領域を把持するように、ロボット１および作業ツール２の動作指令を動作制御部４３に送出する。
【００７１】
図９に、ロボット装置にてワイヤーハーネスを把持する制御のフローチャートを示す。ステップ１１１において、ロボット制御装置４は、ロボット１の位置および姿勢を変更することにより、作業ツール２をワイヤーハーネス８１の上方の予め定められた位置に配置する。図４を参照して、コンベヤ制御装置９は、ワイヤーハーネス８１が予め定められた位置に配置されたときにコンベヤ８を停止する。また、それぞれの把持機構５１ａ，５１ｂ，５１ｃが対応するコネクタ８３ａ，８３ｂ，８３ｃの上方に配置されるように、作業ツール２が配置される。
【００７２】
図９を参照して、ステップ１１２において、主カメラ５２にて、ワイヤーハーネス８１の全体の画像を撮像する。ステップ１１３において、画像処理部３２は、主カメラ５２にて撮像された画像を処理する。画像処理部３２は、例えばパターンマッチング法により、１個のコネクタの位置を検出する。パターンマッチング法では、作業者は、様々な向きに配置されたコネクタの基準画像を予め作成して、記憶部４２に記憶させておくことができる。画像処理部３２は、実際に撮像した画像からコネクタの基準画像に合致する画像を検出する。画像処理部３２は、主カメラ５２にて撮像された画像におけるコネクタの位置から、実際のコンベヤ８の載置面おけるコネクタの位置が検出できるように較正されている。画像処理部３２は、コンベヤ８の載置面おけるコネクタの位置を検出する。
【００７３】
なお、画像処理部３２は、主カメラ５２にて撮像した画像に基づいて、コンベヤ８の載置面におけるワイヤーハーネス８１の向きを検出しても構わない。指令部３５は、ワイヤーハーネス８１の向きに合わせて作業ツール２の向きを調整するようにロボット１を制御しても構わない。例えば、第１のコネクタ８３ａの真上に第１の把持機構５１ａが配置され、第２のコネクタ８３ｂの真上に第２の把持機構５１ｂが配置され、第３のコネクタ８３ｃの真上に第３の把持機構５１ｃが配置されるように、作業ツール２の位置および向きを調整しても構わない。
【００７４】
次に、ステップ１１４において、ロボット制御装置４は、１個のコネクタを選定する。ロボット制御装置４は、選定されたコネクタの近傍に１個の把持機構が配置されるように、ロボット１の位置および姿勢を変更する。ここでは、第１の把持機構５１ａにて第１のコネクタ８３ａの近傍の線材８２を把持する制御について説明する。第１のコネクタ８３ａの近傍に、第１の把持機構５１ａが配置される。
【００７５】
次に、ステップ１１５において、ロボット制御装置４は、第１の把持機構５１ａに対応する第１の補助カメラ５３ａにて、コンベヤ８に載置されている第１のコネクタ８３ａおよび第１のコネクタ８３ａに接続されている線材８２を撮像する。画像処理部３２は、第１の補助カメラ５３ａにて撮像された画像に基づいて、第１のコネクタ８３ａおよび線材８２の位置を検出する。画像処理部３２は、例えば、パターンマッチング法により、画像におけるコネクタ８３ａおよび線材８２の位置を検出する。画像処理部３２は、補助カメラ５３ａ，５３ｂ，５３ｃにて撮像された画像におけるコネクタの位置から、実際のコンベヤ８の載置面おけるコネクタの位置が検出できるように較正されている。画像処理部３２は、実際のコンベヤ８の載置面おけるコネクタの位置を検出する。
【００７６】
ステップ１１６において、画像処理部３２が検出した第１のコネクタ８３ａおよび線材８２の位置に基づいて、ロボット１は位置および姿勢を変更する。指令部３５は、線材８２の第１のコネクタ８３ａの近傍の領域を第１の把持機構５１ａのチャック部６１，６２にて把持するように、指令を送出する。より詳細には、動作制御部４３は、チャック部６１，６２の爪部６１ａ，６２ａを開いた状態にする。動作制御部４３は、第２の挟持部材６４が、線材８２が通過する領域から退避するように、挟持部材駆動シリンダ７０を駆動する。動作制御部４３は、第１の把持機構５１ａを支持部材２２から離れた位置に配置すると共に、第２の把持機構５１ｂおよび第３の把持機構５１ｃが支持部材２２に接近するように、それぞれの把持機構の挟持部材駆動シリンダ７０およびフレーム駆動シリンダ７１を駆動する。そして、動作制御部４３は、線材８２がチャック部６１，６２の爪部６１ａ，６２ａ同士の間に配置されるように、ロボット１の位置および姿勢を変更する。
【００７７】
ステップ１１７において、第１の把持機構５１ａは、線材８２の第１のコネクタ８３ａの近傍の領域を把持する。動作制御部４３は、第１の把持機構５１ａがワイヤーハーネス８１の線材８２を把持するように駆動装置６５を制御する。すなわち、動作制御部４３は、第１のチャック部６１の爪部６１ａおよび第２のチャック部６２の爪部６２ａを閉じる制御を実施する。２個のチャック部６１，６２にてワイヤーハーネス８１の線材８２を把持する。ステップ１１７においては、チャック部６１，６２は、線材８２を強く把持することができる。なお、第１のチャック部６１は、コネクタに接触しないように、コネクタの近くの線材８２の領域を把持することが好ましい。
【００７８】
このように、ワイヤーハーネス８１の全体を主カメラ５２にて撮像してそれぞれのコネクタ８３ａ，８３ｂ，８３ｃの位置を検出する。そして、第１の把持機構５１ａが第１のコネクタ８３ａの近傍に配置された時に、第１の補助カメラ５３ａにて第１のコネクタ８３ａおよび線材８２を撮像して、第１のコネクタ８３ａおよび線材８２の位置を検出する。この制御により、画像処理部３２は、正確に第１のコネクタ８３ａおよび線材８２の位置を検出することができる。第１の把持機構５１ａは、確実に線材８２を把持することができる。
【００７９】
ところで、本実施の形態において、チャック部６１，６２は、チャック部駆動モータ６６，６７によって駆動される。このために、チャック部駆動モータ６６，６７に供給する電流を調整することにより、線材８２を把持する把持力を容易に調整することができる。例えば、チャック部駆動モータ６６，６７に電流を供給する駆動回路は、チャック部駆動モータ６６，６７の回転位置および回転速度を制御するフィードバック回路を有する場合がある。この場合に、フィードバック電流の値を検出することにより、容易に把持力を調整することができる。例えば、フィードバック電流が大きくなるように制御すると、把持力を強くすることができる。または、チャック部駆動モータ６６，６７は、爪部６１ａ，６２ａの位置を容易に調整することができる。このため、線材８２の径に応じて、予め定められた位置まで爪部６１ａ，６２ａを閉じるように制御しても構わない。
【００８０】
次に、ステップ１１８においては、ロボット制御装置４は、把持機構にて把持されていない線材８２のコネクタの近傍の領域が有るか否かを判定する。把持機構にて把持されていない線材８２のコネクタの近傍の領域が有る場合には、制御はステップ１１４に戻る。そして、ステップ１１４からステップ１１８までの制御を繰り返すことにより、それぞれの把持機構にて、把持機構に対応するコネクタの近傍の線材８２の領域を把持する。本実施の形態においては、３個のコネクタ８３ａ，８３ｂ，８３ｃの近傍の線材８２の領域を、３個の把持機構５１ａ，５１ｂ，５１ｃにて把持するまで、ステップ１１４からステップ１１８を繰り返す。
【００８１】
ステップ１１８において、全てのコネクタ８３ａ，８３ｂ，８３ｃの近傍の線材８２の領域が把持された場合に、制御はステップ１１９に移行する。ステップ１１９において、ロボット１は、角度検出装置にワイヤーハーネス８１を移動する。図１を参照して、ロボット１は、傾き検出カメラ７の近傍に作業ツール２を移動する。
【００８２】
図１０に、コネクタをプリント基板の受け側コネクタに接続する制御のフローチャートを示す。ステップ１２１において、ロボット１は、１つのコネクタが傾き検出カメラ７に対向するように、作業ツール２の位置および向きを変更する。ここでは、第１のコネクタ８３ａを例示して説明する。
【００８３】
ステップ１２２において、傾き検出カメラ７は第１のコネクタ８３ａを撮像する。ステップ１２３において、信号処理部３１の画像処理部３２は、傾き検出カメラ７にて撮像された第１のコネクタ８３ａの画像を処理する。
【００８４】
図１１に、傾き検出カメラにて撮像された画像の例を示す。画像８７は、第１のコネクタ８３ａが、所望の向きにて把持されたときの第１のコネクタ８３ａの画像である。この例での基準線８９は水平方向に平行な線である。複数の端子８４が横方向に並ぶ方向は基準線８９と平行である。このような第１のコネクタ８３ａの基準方向は、プリント基板の受け側コネクタの挿入口の向きに対応して予め定められている。また、基準方向は、記憶部４２に記憶されている。画像８８では、基準線８９に対して第１のコネクタ８３ａが傾いている。画像８８では、第１のコネクタ８３ａの向きが所望の向きに対して傾いている。
【００８５】
ステップ１２３において、画像処理部３２は、パターンマッチング法等により画像における第１のコネクタ８３ａの位置および向きを検出する。画像処理部３２は、第１のコネクタ８３ａの基準線８９に対する回転角度θを検出する。
【００８６】
次に、ステップ１２４において、信号処理部３１の判定部３３は、第１のコネクタ８３ａの向きが判定範囲内であるか否かを判定する。ここでは、判定部３３は、第１のコネクタ８３ａの回転角度θが予め定められた判定範囲内であるか否かを判定する。ステップ１２４において、回転角度θが判定範囲内でない場合に、制御はステップ１２５に移行する。
【００８７】
ステップ１２５においては、第１のコネクタ８３ａの回転角度を調整する。信号処理部３１の指令部３５は、第１のコネクタ８３ａの回転角度θが判定範囲内に向かうように、線材８２を回転する指令を動作制御部４３に送出する。動作制御部４３は、駆動装置６５を駆動する。チャック部駆動モータ６６，６７は、チャック部６１，６２の線材８２の把持力を減少させる。挟持部材駆動シリンダ７０は、第１の挟持部材６３に対向するように第２の挟持部材６４を回動する。挟持部材駆動シリンダ７０は、第２の挟持部材６４を第１の挟持部材６３に向けて移動する。線材８２は挟持部材６３，６４に挟持される。
【００８８】
この後に、挟持部材移動モータ６９は、第１の挟持部材６３を移動して、線材８２を回転させる。線材８２と共に第１のコネクタ８３ａが回転して、第１のコネクタ８３ａの向きを調整することができる。この時に、信号処理部３１は、第１のコネクタ８３ａの回転角度θに基づいて、第１の挟持部材６３を移動する距離を算出しても構わない。または、予め定められた距離にて第１の挟持部材６３を移動しても構わない。
【００８９】
ステップ１２５の制御が終了した後に、制御はステップ１２２に移行する。そして、ステップ１２２からステップ１２４において、傾き検出カメラ７にて第１のコネクタ８３ａを撮像して、第１のコネクタ８３ａの回転角度が判定範囲内であるか否かを判定する。このように、第１のコネクタ８３ａの回転角度が判定範囲内になるまで回転角度の調整を行う。
【００９０】
ステップ１２４において、第１のコネクタ８３ａの回転角度が判定範囲内である場合に、チャック部移動モータ６８を駆動して線材８２に張力を付与すると共に、チャック部駆動モータ６６，６７を駆動してチャック部６１，６２にて線材８２を強く把持する。
【００９１】
本実施の形態の第１のチャック部６１は、チャック部移動モータ６８にて移動するように形成されている。このために、チャック部移動モータ６８に供給する電流を調整することにより、線材８２に付与する張力を容易に調整することができる。例えば、チャック部駆動モータ６６，６７と同様に、チャック部移動モータ６８を駆動するためのフィードバック回路の電流値を検出することにより、線材８２に付与する張力を容易に調整することができる。
【００９２】
次に、制御はステップ１２６に移行する。ステップ１２６においては、全てのコネクタ８３ａ，８３ｂ，８３ｃの向きを調整したか否かを判定する。ステップ１２６において、向きを調整していないコネクタがある場合に、制御はステップ１２１に移行する。そして、ステップ１２１からステップ１２６の制御により、コネクタの向きを調整する。このように、複数の把持機構５１ａ，５１ｂ，５１ｃにて把持されている線材８２の近傍のコネクタ８３ａ，８３ｂ，８３ｃの回転角度を調整する。
【００９３】
ステップ１２６において、全てのコネクタの向きの調整が完了している場合に、制御はステップ１２７に移行する。ステップ１２７においては、ワイヤーハーネス８１をコネクタ８３ａ，８３ｂ，８３ｃを差し込むプリント基板の近傍に搬送する。
【００９４】
ステップ１２８においては、コネクタ８３ａ，８３ｂ，８３ｃをプリント基板の受け側コネクタに接続する。作業ツール２に対するコネクタ８３ａ，８３ｂ，８３ｃの向きが調整されているために、確実にコネクタ８３ａ，８３ｂ，８３ｃを受け側コネクタに接続することができる。ステップ１２８の制御は、任意の制御にて実施することができる。例えば、補助カメラにて受け側コネクタを撮像して、受け側コネクタの位置を検出することができる。ロボット制御装置は、受け側コネクタの位置に基づいて、ワイヤーハーネスのコネクタを受け側コネクタに差し込むように、ロボットの位置および姿勢を制御することができる。
【００９５】
このように、本実施の形態の作業ツール２は、ワイヤーハーネス８１を把持した状態でコネクタ８３ａ，８３ｂ，８３ｃの向きを調整することができる。ロボット１が位置および姿勢を変更しなくても、作業ツール２の機構によってコネクタ８３ａ，８３ｂ，８３ｃの向きを調整することができる。様々なコネクタの向きにてワイヤーハーネス８１を把持した場合にも、受け側コネクタの挿入口の向きに対応するように、コネクタ８３ａ，８３ｂ，８３ｃの向きを調整することができる。ロボット装置がワイヤーハーネスを把持するために、予め定められた向きにワイヤーハーネスを載置する必要はなく、容易にロボット装置の自動化を図ることができる。更に、本実施の形態のロボット装置５は、ワイヤーハーネス８１を搬送すると共に、コネクタ８３ａ，８３ｂ，８３ｃを他の装置の受け側コネクタに接続することができる。
【００９６】
本実施の形態における作業ツール２は、主カメラ５２および補助カメラ５３ａ，５３ｂ，５３ｃを含むが、この形態に限られない。作業ツールは、主カメラおよび補助カメラのうち少なくとも一方を備えてなくても構わない。例えば、主カメラおよび補助カメラは、コンベヤにて搬送されるワイヤーハーネスを撮像できる位置に固定されていても構わない。または、主カメラが高い性能を有する場合に、主カメラにて撮像される画像に基づいて、それぞれのコネクタの詳細な位置を検出しても構わない。この場合には補助カメラが配置されていなくても構わない。
【００９７】
本実施の形態のコネクタの向きを検出するための検出器は、コネクタを撮像する傾き検出カメラを含むが、この形態に限られず、コネクタの向きを検出できる任意の検出器を採用することができる。例えば、コネクタの向きが検出できるように、コネクタの２つの部分の位置を検出する位置センサーが配置されていても構わない。
【００９８】
本実施の形態における作業ツール２は、複数の把持機構５１ａ，５１ｂ，５１ｃを含むが、この形態に限られない。作業ツールには、１個の把持機構が配置されていても構わない。
【００９９】
本実施の形態のワークは、コンベヤにて搬送されているが、この形態に限られない。任意の機構にてワークが供給されるロボット装置に、本実施の形態の制御を適用することができる。例えば、ワークは、他のロボット装置にて作業台の上に載置され、本実施の形態のロボット装置が作業台の上のワークを把持しても構わない。
【０１００】
上述のそれぞれの制御においては、機能および作用が変更されない範囲において適宜ステップの順序を変更することができる。
【０１０１】
上記の実施の形態は、適宜組み合わせることができる。上述のそれぞれの図において、同一または相等する部分には同一の符号を付している。なお、上記の実施の形態は例示であり発明を限定するものではない。また、実施の形態においては、特許請求の範囲に示される実施の形態の変更が含まれている。
【符号の説明】
【０１０２】
１    ロボット
２    作業ツール
４    ロボット制御装置
５    ロボット装置
７    傾き検出カメラ
２２    支持部材
２２ａ，２２ｂ，２２ｃ    延在部
３２    画像処理部
３３    判定部
３５    指令部
５１ａ，５１ｂ，５１ｃ    把持機構
５２    主カメラ
５３ａ，５３ｂ，５３ｃ    補助カメラ
６１，６２    チャック部
６３，６４    挟持部材
６５    駆動装置
６８    チャック部移動モータ
６９    挟持部材移動モータ
７０    挟持部材駆動シリンダ
７１    フレーム駆動シリンダ
８１    ワイヤーハーネス
８２    線材
８３ａ，８３ｂ，８３ｃ    コネクタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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