(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の差点穴が所定のピッチで二次元的に配列され、これら複数の差点穴への接続ピンの挿抜に応じた信号路を形成するマトリックスボードと、前記マトリックスボードの差点穴への接続ピンの挿抜を担うピン挿抜ヘッド、および該ピン挿抜ヘッドを前記マトリックスボードの面に沿って二次元的に移動させるヘッド移動機構を有するピン挿抜ロボットとを備え、前記マトリックスボードが、差点穴の配列の途切れにより相互に分離された複数の領域を有するものであって、該マトリックスボードが、互いに交わる二方向それぞれに複数の位置検出マークが配列されてなるキャリブレーショントラック、および、前記複数の領域それぞれを少なくとも４点で取り巻く位置に配置された複数の位置検出マークを備え、前記ピン挿抜ロボットが、前記ピン挿抜ヘッドと一体的に移動して前記位置検出マークを検出するセンサ、および、前記位置検出マークの設計上の位置データと、該位置検出マークが前記センサにより検出されたときの前記ヘッド移動機構による該ピン挿抜ヘッドの移動位置をあらわす位置データとに基づくとともに、さらに、前記マトリックスボード上の、所望の差点穴を含む領域を取り巻く４点以上の位置検出マークの設計上の位置データと、これら４点以上の位置検出マークそれぞれが前記センサにより検出されたときの前記ヘッド移動機構による該ピン挿抜ヘッドの移動位置をあらわす位置データとに基づいて、該ピン挿抜ヘッドを該所望の差点穴に移動させるための位置データを求める位置演算部を備えたことを特徴とする自動配線接続装置。
【請求項２】
前記マトリックスボードに備えられた、前記キャリブレーショントラックを構成する複数の位置検出マークの一部が、前記複数の領域それぞれを少なくとも４点で取り巻く位置に配置された複数の位置検出マークの一部を兼ねた位置検出マークであることを特徴とする請求項１記載の自動配線接続装置。
【請求項３】
前記マトリックスボードが、前記キャリブレーショントラックを、前記二方向それぞれにつき各一本ずつ備えたものであることを特徴とする請求項１記載の自動配線接続装置。
【請求項４】
前記複数の位置検出マークそれぞれが、中央に設けられた穴と該穴を取り巻くランドからなるものであることを特徴とする請求項１記載の自動配線接続装置。
【請求項５】
前記センサが、４分割センサであること特徴とする請求項１記載の自動配線接続装置。
【請求項６】
複数の差点穴が所定の配列ピッチで二次元的に配列され、これら複数の差点穴への接続ピンの挿抜に応じた信号路を形成するマトリックスボードと、前記マトリックスボードの差点穴への接続ピンの挿抜を担うピン挿抜ヘッド、および該ピン挿抜ヘッドを前記マトリックスボードの面に沿って二次元的に移動させるヘッド移動機構を有するピン挿抜ロボットとを備え、前記マトリックスボードが、所定の位置検出マークと、該位置検出マークよりも広い面積を有すると共に、くさび状に突出した形状の、前記位置検出マークとの相対位置が既知の尖頭部を有するランドマークとを備え、前記ピン挿抜ロボットが、前記ピン挿抜ヘッドと一体的に移動して前記位置検出マークを検出するセンサ、および、該センサが前記ランドマーク上に配置され、該ランドマーク上に配置されたセンサが前記突頭部に向かって移動し、該突頭部に移動したセンサが前記位置検出マークに移動するように前記ヘッド移動機構を制御するヘッド移動制御部を備えたことを特徴とする自動配線接続装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電話加入者のケーブルと電話交換器ケーブルとの接続関係を定める、自動主配線盤（ＭＤＦ；Ｍａｉｎ  Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ  Ｆｒａｍｅ）などと称される自動配線接続装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、上記のような自動配線接続装置が広く使用されているが、そのような自動配線接続装置には、以下に説明する方式のものがある。
図１は、自動配線接続装置の作用説明図、図２は、マトリックスボード上の配線と差点穴の一部を示す模式図、図３は差点穴に差し込まれた状態の接続ピンの断面図である。
【０００３】
この自動配線接続装置には、いわゆるマトリックスボード（ＭＴＢ）が備えられており、その表面及び裏面にはそれぞれ縦方向および横方向の配線１１（図２には横方向の配線の一部を示す）が形成され、それら縦方向の配線と横方向の配線との各交点に差点穴１２が形成されている。差点穴１２の同図には配線１１に続くランド１３が形成されている。
【０００４】
ここでは、隣接する２本の配線がペアになり、それら２本の配線の、斜めに隣接する２つの差点穴１２に、図３に示す接続ピン１４を差し込むことにより、縦方向の配線と横方向の配線との接続関係が定められる。このようにして、図１に示すように例えば電話加入者Ｃのケーブルと電話交換器の３番テーブルとが接続される。新たな電話加入者があればそれに対応した差点穴に接続ピンが差し込まれ、電話脱退者あるいは管轄外の地域への移転者があった時には、それに対応した差点穴から接続ピンが抜き取られる。この自動配線接続装置では、外部からの指令に基づいて、そのマトリックスボードの差点穴への接続ピンの挿抜が自動的に行なわれる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のマトリックスボードに設けられた差点穴は、近年のものでは、図２に示すようにその径が例えば０．５ｍｍ程度のものであり、差点穴どうしのピッチも１．６ｍｍ程度であり、マトリックスボードには、このような小径の差点穴が細かなピッチで多数配置されており、それら多数の差点穴の中の所望の差点穴に間違いなく接続ピンを差し込み、あるいは差し込まれた接続ピンを正しく抜き取る必要がある。
【０００６】
この接続ピンの挿抜のためにロボット機構が採用されているが、所望の差点穴に接続ピンを正しく挿抜するためには高精度な位置決めを必要とする。この高精度な位置決めのために、以前はロボット機構の精度や剛性を高めることで対処されてきたが、最近では、小型化、低コスト化の要請上、ロボット機構は、低精度で低剛性のものになりがちである。また、マトリックスボードにも製造に伴う伸縮があり、必ずしも設計通りの位置に差点穴が存在しているとは限らず、通常はある程度の位置ずれを伴っている。しかも近年では差点穴の径やピッチが上記のように細かくなってきておりロボット機構のみ高精度化しても高精度な位置決めは難しい状況にある。
【０００７】
そこで、従来は、製造時に、マトリックスボードの差点穴の位置ずれを含めたロボットのうねりや駆動誤差をオフラインで人手を使って測定し、そのデータを補正関数として使用することにより、ロボットの最終的な位置決め精度の向上を図っていた。
しかし、この方法では人出を使うためコストアップの要因となり、またその装置を実際に設置した後はそのデータを変更することができないため、経年変化や地震などの外乱による組み立て状態の変化などには容易には対応することが出来ないという問題がある。
【０００８】
上記のような不都合を解消するために、マトリックスボードの差点穴の位置を検出する４分割センサを備えることが提案されている（特開平３−５０６０８号公報参照）。
図４は、４分割センサの模式図である。
この４分割センサ２０は、分割された４つのセンサ領域２１，２２，２３，２４つのそれぞれに入射する光量Ｖa ，Ｖb   ，Ｖc ，Ｖd   を独立に検出することのできるセンサであり、Ｙ方向の光量差（Ｖb ＋Ｖc   ）−（Ｖa ＋Ｖd   ）、およびＺ方向の光量差（Ｖc ＋Ｖd   ）−（Ｖa ＋Ｖb   ）がいずれゼロとなる点に位置決められる。
【０００９】
図５は、差点穴の穿設位置誤差の模式図である。
４分割センサ２０で差点穴を検出する場合、その差点穴に光を当ててその反射光の光量がＹ方向及びＺ方向双方にバランスする位置に向けて４分割センサが移動するよう制御されるが、差点穴自体は穴であり反射光は存在せずその差点穴の周りのランドからの反射光を検出することになる。ところが、配線およびランドの形成と差点穴の穿設は一般には工程が異なることから差点穴とランドの位置関係は図５の左側に示す差点穴１２ａとランド１３ａの位置関係のような設計どおりの位置関係であるとは限らず、図５の中央の差点穴１２ｂのようにランド１３ｂの隅に寄ったり、図５の左側の差点穴１２ｃのようにランド１３ｃから一部がはみ出したりすることもあり、このような場合４分割センサではうまく光量がバランスせず、正しい検出が行なわれない結果となる。
【００１０】
一方、差点穴とランドの位置関係の正しいマトリックスボードを作製しようとすると大幅なコストアップになってしまうことになる。また、差点穴の位置がずれてもその差点穴が必ずランド内に留まるようにランドの面積を広げることも考えられるが、その場合、差点穴どうしのピッチや配線間隔を広げる必要を生じ、装置の小型化の要請に反する結果となる。
【００１１】
また、差点穴を直接に検出するのではなく、各差点穴に対応付けて位置検出用マークとしての穴を設けるという提案もある（特開平１−２６０９９４号公報参照）。差点穴とは別にマーク（穴）を設けた場合、センサに適合したマーク（穴）を設けることができ、位置検出には有利であるが、位置検出用マーク（穴）と差点穴とをペアで備える必要上マトリックスボードの差点穴の集積度を上げることが難しいという問題がある。
【００１２】
本発明は、上記事情に鑑み、設置後も必要に応じて補正をやり直すことが可能であって、かつマトリックスボードの差点穴の集積度にも悪影響を及ぼすことの少ない自動配線接続装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の自動配線接続装置のうちの第１の自動配線接続装置は、
複数の差点穴が所定の配列ピッチで二次元的に配列され、これら複数の差点穴への接続ピンの挿抜に応じた信号路を形成するマトリックスボードと、
上記マトリックスボードの差点穴への接続ピンの挿抜を担うピン挿抜ヘッド、およびそのピン挿抜ヘッドを上記マトリックスボードの面に沿って二次元的に移動させるヘッド移動機構を有するピン挿抜ロボットとを備え、
上記マトリックスボードが、互いに交わる二方向それぞれに複数の位置検出マークが配列されてなるキャリブレーショントラックを備え、
上記ピン挿抜ロボットが、上記ピン挿抜ヘッドと一体的に移動して上記位置検出マークを検出するセンサ、および上記位置検出マークの設計上の位置データとその位置検出マークが上記センサにより検出されたときの上記ヘッド移動機構によるピン挿抜ヘッドの移動位置をあらわす位置データとに基づいて、ピン挿抜ヘッドを所望の差点穴に移動させるための位置データを求める位置演算部を備えたことを特徴とする。
【００１４】
ここで、上記キャリブレーショントラックは、上記二方向（例えば縦方向と横方向）それぞれにつき一本ずつ備えれば足りる。
本発明の第１の自動配線接続装置は、位置検出マークが並んだキャリブレーショントラックを、例えば典型的には、縦一本、横一本備え、それらキャリブレーショントラックに並んだ位置検出マークの設計上の位置データとピン挿抜ヘッド（位置検出マークを検出するセンサ）をその位置検出マークの位置へ移動させたときのヘッド移動機構から得られるピン挿抜ヘッドの位置データとに基づいて、ピン挿抜ヘッドを所望の差点穴に移動させるための位置データを求めるものであり、キャリブレーショントラックは典型的には縦一本、横一本で済み、また、そのキャリブレーショントラックを構成する位置検出マークのピッチは差点穴の配列ピッチよりも粗いピッチで済み、差点穴の集積度には大きな影響は与えずに、高精度な位置決めが可能である。
【００１５】
このキャリブレーショントラックを採用した位置決めの場合、主にヘッド移動機構にはピン挿抜ヘッドのうねり（駆動方向に対する直角方向への変動）や駆動誤差（駆動方向への駆動量の変動）に起因する位置ずれを補正することができる。
上記位置検出マークは、差点穴と同様に、中央に設けられた穴とその穴を取り巻くランドからなるものであってもよい。このときランドは、その位置検出マーク用の穴がはみ出さないよう大きめの寸法のものが採用される。また、上記センサとしては、典型的には４分割センサを採用することができる。
【００１６】
また、上記目的を達成する本発明の自動配線接続装置のうち、第２の自動配線接続装置は、
複数の差点穴が所定の配列ピッチで二次元的に配列され、これら複数の差点穴への接続ピンの挿抜に応じた信号路を形成するマトリックスボードと、
上記マトリックスボードの差点穴への接続ピンの挿抜を担うピン挿抜ヘッド、およびそのピン挿抜ヘッドを上記マトリックスボードの面に沿って二次元的に移動させるヘッド移動機構を有するピン挿抜ロボットとを備え、
上記マトリックスボードが、差点穴の配列の途切れにより相互に分離された複数の領域を有するものであって、それら複数の領域それぞれを少なくとも４点で取り巻く位置に配置された複数の位置検出マークを備え、
上記ピン挿抜ロボットが、上記ピン挿抜ヘッドと一体的に移動して位置検出マークを検出するセンサ、および上記マトリックスボード上の所望の差点穴を含む領域を取り巻く４点以上の位置検出マークの設計上の位置データと、これら４点以上の位置検出マークそれぞれがセンサにより検出されたときのヘッド移動機構によるピン挿抜ヘッドの移動位置をあらわす位置データとに基づいて、ピン挿抜ヘッドを所望の差点穴に移動させるための位置データを求める位置演算部を備えたことを特徴とする。
【００１７】
マトリックスボードは、通常、差点穴が配列された領域が島状に分かれている。すなわち、差点穴の配列の途切れにより相互に分離された複数の領域を有している。そこで、それら複数の領域それぞれを少なくとも４点で取り巻く位置に配置された複数の位置検出マークを備え、ある所望の差点穴にピン挿抜ヘッドを移動させるにあたっては、その差点穴を取り巻く４点以上の位置検出マークの設計上の位置データとそれらの位置検出マークがセンサにより検出されたときの、ヘッド移動機構によるピン挿抜ヘッドの移動位置をあらわす位置データとに基づいて、ピン挿抜ヘッドをその差点穴に移動させるための位置データを求めるものであり、位置検出マークは、マトリックスボード上の各領域毎に４点で済み、かつ隣接する領域では位置検出マークの一部を共用することができ、このような少数の位置検出マークで差点穴の位置決めを行なうことから、マトリックスボードの差点穴の集積度には殆ど影響を与えずに高精度の位置決めが可能である。
【００１８】
この周囲を取り巻く、典型的には４点の位置検出マークを用いた補正によれば、例えばマトリックスボードの一辺が対向する辺に対し伸縮し正方形もしくは長方形の領域が台形状に変形した場合など、マトリックスボードの変形に起因する位置ずれを補正することができる。
位置検出マークは、前述した第１の自動配線接続装置の場合と同様、中央に設けられた穴とその穴を取り巻くランドからなるものであってもよい。また、上記センサとしては、例えば４分割センサを採用することができる。
【００１９】
また、上記目的を達成する本発明の自動配線接続装置のうちの第３の自動配線接続装置は、上記第１の自動配線接続装置と第２の自動配線接続装置とが複合された自動配線接続装置であって、
複数の差点穴が所定のピッチで二次元的に配列され、これら複数の差点穴への接続ピンの挿抜に応じた信号路を形成するマトリックスボードと、
上記マトリックスボードの差点穴への接続ピンの挿抜を担うピン挿抜ヘッド、およびそのピン挿抜ヘッドをマトリックスボードの面に沿って二次元的に移動させるヘッド移動機構を有するピン挿抜ロボットとを備え、
上記マトリックスボードが、差点穴の配列の途切れにより相互に分離された複数の領域を有するものであって、
そのマトリックスボードが、互いに交わる二方向それぞれに複数の位置検出マークが配列されてなるキャリブレーショントラック、および、上記複数の領域それぞれを少なくとも４点で取り巻く位置に配置された複数の位置検出マークを備え、
上記ピン挿抜ロボットが、上記ピン挿抜ヘッドと一体的に移動して位置検出マークを検出するセンサ、および、位置検出マークの設計上の位置データと、その位置検出マークがセンサにより検出されたときのヘッド移動機構によるピン挿抜ヘッドの移動位置をあらわす位置データとに基づくとともに、さらに、上記マトリックスボード上の、所望の差点穴を含む領域を取り巻く４点以上の位置検出マークの設計上の位置データと、これら４点以上の位置検出マークそれぞれが上記センサにより検出されたときの、ヘッド移動機構によるピン挿抜ヘッドの移動位置をあらわす位置データとに基づいて、ピン挿抜ヘッドを所望の差点穴に移動させるための位置データを求める位置演算部を備えたことを特徴とする。
【００２０】
本発明の第３の自動配線接続装置によれば、ヘッド移動機構によるピン挿抜ヘッドの移動に伴ううねりや駆動誤差に起因する位置ずれやマトリックスボードの変形に起因する位置ずれを総合的に補正し、一層高精度な位置決めが行なわれる。
ここで、上記本発明の第３の自動配線接続装置において、上記マトリックスボードに備えられた、キャリブレーショントラックを構成する複数の位置検出マークの一部が、上記複数の領域それぞれを少なくとも４点で取り巻く位置に配置された複数の位置検出マークの一部を兼ねた位置検出マークであることが好ましい。
【００２１】
位置検出マークを兼用することにより、位置検出マークの数の低減が図られ、マトリックスボードの差点穴の集積度にわずかでも悪影響を与える可能性が一層低減される。
本発明の第３の自動配線接続装置においても、上記の第１の自動配線接続装置と同様、キャリブレーショントラックは上記二方向（例えば縦方向と横方向）それぞれにつき一本ずつ備えれば足り、また、上記第１の自動配線接続装置及び上記第２の自動配線接続装置と同様、位置検出マークは、穴とその周囲のランドからなものであってもよく、上記センサとしては、例えば、４分割センサが好適に採用される。
【００２２】
さらに、上記目的を達成する本発明の自動配線接続装置のうちの第４の自動配線接続装置は、
複数の差点穴が所定の配列ピッチで二次元的に配列され、これら複数の差点穴への接続ピンの挿抜に応じた信号路を形成するマトリックスボードと、
マトリックスボードの差点穴への接続ピンの挿抜を担うピン挿抜ヘッド、およびそのピン挿抜ヘッドをマトリックスボードの面に沿って二次元的に移動させるヘッド移動機構を有するピン挿抜ロボットとを備え、
上記マトリックスボードが、所定の位置検出マークと、その位置検出マークよりも広い面積を有すると共に、くさび状に突出した形状の、その位置検出マークとの相対位置が既知の尖頭部を有するランドマークとを備え、
上記ピン挿抜ロボットが、上記ピン挿抜ヘッドと一体的に移動して上記位置検出マークを検出するセンサ、および、そのセンサが上記ランドマーク上に配置され、そのランドマーク上に配置されたセンサが上記突頭部に向かって移動し、その突頭部に移動したセンサが位置検出マークに移動するように上記ヘッド移動機構を制御するヘッド移動制御部を備えたことを特徴とする。
【００２３】
位置検出マークは、位置検出の高精度化を図り、かつ差点穴の集積度の妨げとならぬよう、例えば、差点穴と同径の穴と、差点穴の周囲のランドよりも多少広めのランドとからなる小さなマークであり、そのマークの近傍にまでセンサが移動して初めて、そのセンサによりそのマークを検出することができる。したがって、センサを検出しようとするマークの近傍にいかにして移動させるかが問題となり、これ無くしては高精度な位置決めは不可能である。マトリックスボード上の複数の位置検出マークの相対位置は、ある程度の位置誤差は含むものの既知であるため、センサが常に１つのマトリックスボード上に配置される構成のときは、センサを所望の位置検出マークの近傍に移動させることは通常は可能であるが、例えば地震や何らかの突発的な原因でセンサと位置検出マークとの位置関係が検出可能な範囲を超えて外れてしまった場合や、そのような突発的な状況以外でも、例えば１台のピン挿抜ロボットが複数枚のマトリックスボードを担当しており、ピン挿抜ヘッドが１枚のマトリックスボードの範囲を超えて移動する場合などに、上記の問題が発生する。
【００２４】
本発明の第４の自動配線接続装置は、位置検出マークと、その位置検出マークとは別に尖頭部を有する広い面積のランドマークを備えている。ランドマークは、かなり大きな位置ずれがあってもその位置ずれを吸収できる程度の広い面積を有するマークであり、４分割センサを先ずそのランドマーク上に移動し、次いでそのセンサを尖頭部に移動させる。この尖頭部に移動させるアルゴリズムは特定のアルゴリズムに限られるものではなく、例えばランドマークの外周をセンサでなぞることにより尖頭部に移動させてもよく、あるいは後述するように、４分割センサを用い、その４分割センサのバランスをくずすようなバイアスを印加することによってその４分割センサを尖頭部に移動させてもよい。この尖頭部と位置検出マークとの相対位置は既知であるため、その尖頭部に移動したセンサ（ピン挿抜ヘッド）を、位置検出マークに移動させることができる。
【００２５】
さらに、本発明の第５の自動配線接続装置は、
ランドに穿設された差点穴を有するマトリックスボード、
該マトリックスボードは該差点穴よりも大きなランドを有する位置検出穴を有し、
該位置検出穴を検出するセンサ、
該センサにより検出した前記位置検出穴の位置に基づいて、
前記差点穴の位置を求めることを特徴とする。
【００２６】
ここで、上記本発明の第５の自動配線接続装置は、
前記位置検出穴は互いに交わる二方向に複数配列してキャリブレーショントラックを形成すると共に、
前記センサを移動させるヘッド移動機構を有し、
該キャリブレーショントラックの前記位置検出穴の位置を前記センサを移動させつつ検出し、
該検出位置に基づいて、前記ヘッド移動機構により差点穴へ位置決めされる位置データを求める位置演算部を備えたものであることが好ましい。
【００２７】
この場合に、前記位置演算部は、前記ヘッド移動機構の機械的誤差を補正するものであってもよい。
また、上記本発明の第５の自動配線接続装置は、
前記差点穴は方形に配列して差点領域を形成し、
該差点領域を取り巻く位置に前記位置検出穴を形成すると共に、
前記センサを移動させるヘッド移動機構を有し、
前記位置検出穴の位置を前記センサを移動させつつ検出し、
該検出位置に基づいて、前記ヘッド移動機構により差点穴へ位置決めされる位置データを求める位置演算部を備えたものであることも好ましい形態である。
【００２８】
この場合に、前記位置演算部は、前記ヘッド移動機構と前記差点領域との傾きを補正するものであってもよい。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
図６は、本発明の自動配線接続装置の一実施形態の分解斜視図である。
筐体１００に隣接して、多数本の電話線１１０が配線されている。この筐体１００は、仕切板１００ａで縦長の複数の小部屋に分けられている。各小部屋にはそれぞれ、マトリックスボード（ＭＴＢ）２００、およびピン挿抜ロボット３００が収納されている。ただし図６には、図示の繁雑さを避けるため、マトリックスボード（ＭＴＢ）２００およびピン挿抜ロボット３００は、１つの小部屋に収納される構成要素のみ示されている。
【００３０】
ＭＴＢ２００は、上から順に一次ＭＴＢ２１０、二次ＭＴＢ２２０、および三次ＭＴＢ２３０に分かれており、さらに、一次ＭＴＢ２１０、二次ＭＴＢ２２０、および三次ＭＴＢ２３０は、それぞれ、互いに平行に配置された一対のボードで構成されている。
また、ピン挿抜ロボット３００は、一次ＭＴＢ用ロボット３１０と、二次および三次ＭＴＢ用ロボット３２０からなる。一次ＭＴＢ用ロボット３１０は、一次ＭＴＢ２１０を構成する２枚のボードの間に配置され、一次ＭＴＢ２１０を構成する２枚のボードについての接続ピンの挿抜を担当する。また、二次および三次ＭＴＢ用ロボット３２０は、二次ＭＴＢ２２０を構成する２枚のボードの間、および三次ＭＴＢ２３０を構成する２枚のボードの間に配置され、二次ＭＴＢ２２０を構成する２枚のボートと三次ＭＴＢ２３０を構成する２枚のボードとの合計４枚のボードについての接続ピンの挿抜を担当する。一次ＭＴＢ用ロボット３１０と、二次および三次ＭＴＢ用ロボット３２０には、それぞれピン挿抜ヘッド３１１，３２１が備えられており、それらのピン挿抜ヘッド３１１，３２１は、縦ガイド３１２，３２２に沿って上下に移動され、その縦ガイド３１２，３２２が横ガイド３１３，３２３により横方向に移動され、それらの移動により、ピン挿抜ヘッド３１１，３２１は、それぞれ一次ＭＴＢ２１０、二次および三次ＭＴＢ２２０，２３０の面に沿って二次元的に移動し、それらのＭＴＢ２１０；２２０，２３０への接続ピンの挿抜を行なう。
【００３１】
図６に示す自動配線接続装置には、ＭＴＢ２００とピン挿抜ロボット３００との組が、仕切板１００ａで区切られ各小部屋に１組ずつ備えられている。
図７は、ピン挿抜ロボットの模式図である。この図７に示すピン挿抜ロボットは、図６に示すピン挿抜ロボット３００を構成する２台のロボット３１０，３２０のうちの１台に相当するが、原理的な説明を行なうためにかなり模式化して示されている。
【００３２】
このピン挿抜ロボット３００は、ＭＴＢ２００の面に隣接して配置されており、ＭＴＢ２００への接続ピンの挿抜を担うピン挿抜ヘッド３０１と、そのピン挿抜ヘッド３０１を図示のＺ方向に移動させるときの案内となるガイド棒３０３と、ピン挿抜ヘッド３０１をそのガイド棒３０３に沿って移動させるためのモータ３０４を備えている。ピン挿抜ヘッド３０１には、ＭＴＢ２００上の、後述する位置検出マークを検出するための４分割センサを備えたセンサブロック３０２が固定されており、このセンサブロック３０２は、ピン挿抜ヘッド３０１の移動に伴って移動する。以下では、特に断らない限り、ピン挿抜ヘッド３０１にセンサブロック３０２の構成部分を含むものとし、それらを区別しないでピン挿抜ヘッド３０１で代表させることがある。
【００３３】
また、モータ３０４には、そのモータの回転量を測定する回転センサ３０５が備えられており、この回転センサ３０５により、ピン挿抜ヘッド３０１のＺ方向の移動位置を知ることができる。
上記のピン挿抜ヘッド３０１（センサブロック３０２を含む）、ガイド棒３０３、およびモータ３０４（回転センサ３０５を含む）は、Ｙ方向に延びるもう一本のガイド棒３０６に、Ｙ方向へ自由に移動できるように支持されており、もう１台のモータ３０７の回転により、Ｙ方向に移動する。このモータ３０７にも回転センサ３０８が備えられており、この回転センサ３０８により、ピン挿抜ヘッド３０１のＹ方向の移動位置を知ることができる。
【００３４】
また、この図７に示すピン挿抜ロボット３００には、コンピュータシステム３４０を含む回路部３５０が備えられており、コンピュータシステム３４０は、各種プログラムを実行するＣＰＵ３４１、ＣＰＵ３４１で実行されるプログラムが格納されたＲＯＭ３４２、測定データや演算結果等が格納されるＲＡＭ３４３、このコンピュータシステム３４０以外の外部の回路との間の信号の授受を受け持つインターフェース回路３４４から構成されている。また、この回路部３５０には、さらに、コンピュータシステム３４０からの指令を受けてモータ３０４，３０７を駆動するモータ駆動回路３５１、やはりコンピュータシステム３４０からの指令を受けて、接続ピン挿抜のためにピン挿抜ヘッド３０１を制御するピン挿抜制御回路３５２、およびセンサブロック３０２で得られた光量信号をディジタルデータに変換してコンピュータシステム３４０に受け渡すＡ／Ｄ変換回路３５３が備えられており、さらに、回転センサ３０５，３０８で得られたモータ３０４，３０７の回転量（すなわちピン挿抜ヘッドのＺ方向、Ｙ方向の移動位置）をあらわすデータをコンピュータシステム３４０に受け渡すための配線を有している。
【００３５】
コンピュータシステム３４０には、外部の電話番号管理システム３０から新たな電話加入者、新たな脱退者に関する情報が送られ、コンピュータシステム３４０は、その情報に基づいて、ピン挿抜ヘッド３０１をＭＴＢ２００上のその情報に応じた位置に移動させ、そのピン挿抜ヘッド３０１に接続ピンの挿入あるいは抜取りを行なわせる。この作業を行なうにあたっては、各種の位置誤差を補正して接続ピンを正しい差点穴に挿入し、あるいは正しい差点穴から接続ピンを抜き取る必要があり、このコンピュータシステム３４０は、後述するようにして、回転センサ３０５，３０８からのデータおよびセンサブロック３０２からのデータを基に位置決め演算が行なわれ、ピン挿抜ヘッド３０１がその演算により求められた位置に移動される。
【００３６】
したがって、このコンピュータシステム３４０は、本発明にいう位置演算部に相当し、かつモータ駆動回路３５１、Ａ／Ｄ変換回路３５３とともに、ガイド棒３０３，３０６やモータ３０４，３０７等からなるヘッド移動機構を制御する、本発明にいうヘッド移動制御部にも相当する。
図８は、マトリックスボード（ＭＴＢ）の一構成例を示す模式図である。ここには、図６に示すＭＴＢ２００との対応では、二次ＭＴＢ２２０を構成する２枚のボードのうちの１枚と三次ＭＴＢ２３０を構成する２枚のボードのうちの１枚が示されている。ここでは各１枚ずつのボードをそれぞれ二次ＭＴＢボード２２０、三次ＭＴＢボード２３０と称する。
【００３７】
各ＭＴＢボード２２０，２３０には、複数の位置検出マーク２２１，２３１が等間隔に横方向（Ｙ方向）に並んだ横キャリブレーショントラック（以下、キャリブレーショントラックをＣＴと略記することがある）２２２，２３２と、その横ＣＴ２２２，２３２との間で１つの位置検出マーク２２１ａ，２３１ａを共用し、多数の位置検出マーク２２１，２３１が等間隔に縦方向に並んだ縦キャリブレーショントラック（縦ＣＴ）２２３，２３３が備えられている。
また、各ＭＴＢ２２０，２３０には、差点穴（図２の差点穴１２参照）が所定のピッチで配列された複数の領域２２７＿１，２２７＿２，……，２２７＿５；２３７＿１，２３７＿２，……，２３７＿４が存在し、それら複数の領域それぞれの四隅には一部が横ＣＴ２２２，２３２や縦ＣＴ２２３，２３３を構成する位置検出マーク２２１と兼用された位置検出マーク２２１，２３１が配置されている。さらに、各ＭＴＢボード２２０，２３０は、各ＭＴＢボード２２０，２３０の位置座標の原点を定める位置検出マーク（原点マーク）２２４，２３４を有し、さらにその原点マーク２２４，２３４に隣接して、広い面積を有する、差点穴１２のランド１３や配線１１（図２参照）の材料と同一の材料で形成されたランドマーク２２５，２３５を有する。ランドマーク２２５，２３５は、原点マーク２２４，２３４に向かってくさび状に細くなった尖頭部２２５ａ，２３５ａを有する。その尖頭部２２５ａ，２３５ａと原点マーク２２４，２３４は近接した位置にあり、かつそれらの間の距離は既知である。
【００３８】
さらに各ＭＴＢ２２０，２３０は、差点穴と同様な穴に現在使用されていない接続ピン（図８には図示せず。図３参照）が差し込まれた接続ピンストック領域２２６，２３６を有する。
例えば一日一回、あるいは一週間に一回等定期的に、あるいは不定期に、図７に示すピン挿抜ロボット３００に備えられたセンサブロック３０２により各位置検出マーク２２１がセンスされ、センサブロック３０２が各位置検出マーク２２１の位置に配置されたときのピン挿抜ヘッド３０１の移動位置データが回転センサ３０５，３０８から読み取られ、ピン挿抜ヘッド３０１（図７）を所望の差点穴１２ａ（図８）の位置に移動するときのモータ３０４，３０７の回転量に相当する、その差点穴１２ａの移動位置データが求められ、モータ３０４，３０７は、その移動位置データに基づいて、ピン挿抜ヘッド３０１を、その差点穴１２ａの位置に移動させるべく回転する。
【００３９】
ここで、ピン挿抜ヘッド３０１が現在三次用ＭＴＢ２３０上に位置しており、その状態からそのピン挿抜ヘッド３０１を、二次用ＭＴＢ２２０上の差点穴１２ａに移動させる際は、そのピン挿抜ヘッド３０１は、以下の手順を経て差点穴１２ａに移動する。先ず、ピン挿抜ヘッド３０１は、二次用ＭＴＢ２２０のランドマーク２２５上に移動する（図８の矢印ａ）。ここで、ランドマーク２２５は、様々な誤差を含んでもピン挿抜ヘッド３０１がランドマーク２２５に行きつくよう、例えば５ｍｍ×５ｍｍ等かなりの広い面積を有している。
【００４０】
ピン挿抜ヘッド３０１は、ランドマーク２２５上に移動した後、後述するようにして、そのランドマーク２２５上で移動し、そのランドマーク２２５の尖頭部２２５ａに行きつく（矢印ｂ）。その尖頭部２２５ａと原点マーク２２４との間の距離は短く、かつそれらの間の相対位置は既知であるため、ピン挿抜ヘッド３０１は、その尖頭部２２５ａから原点マーク２２４に移動する。このとき、ピン挿抜ヘッド３０１の移動位置と原点マーク２２４の位置との間に多少のずれがあっても、そのピン挿抜ヘッド３０１に固定されたセンサブロック３０２で検出可能な範囲であり、その原点マーク２２４を確実に捉えることができる。
【００４１】
各位置検出マーク２２１は、前述のようにして定期的にはあるいは不定期にその位置が測定されており、ピン挿抜ヘッド３０１は、原点マーク２２４から所望の位置検出センサ２２１に移動することができる。
図８のＭＴＢ２２０，２３０の説明にあたり、以下、代表的に、ＭＴＢ２２０について説明する。
差点穴が配列された各領域２２７＿１，……，２２７＿５は、その領域の左隅の位置検出マーク２２１がその領域の基準点として定められており、差点穴１２ａに接続ピンを挿入する場合について説明すると、原点マーク２２４の位置にあるピン挿抜ヘッドは、一旦接続ピンを取りに行ってから（矢印ｃ）、所望の差点穴１２ａを含む領域２２７＿５の基準点（位置検出マーク）２２１ｂに移動する（矢印ｄ）。この場合、直ちにはその基準点（位置検出マーク）２２１ｂの正確な位置に到達できなかったとしてもセンサブロック３０２（図７参照）に備えられた４分割センサで十分センス可能な領域であり、その基準点（位置検出マーク）２２１ｂの位置に正確に移動する。その後、ピン挿抜ヘッド３０１は、後述する演算に基づいて定められた差点穴１２ａの移動位置データにより示される位置に移動し（矢印ｅ）。そこにある差点穴１２ａに接続ピンを挿入する。ピン挿抜ヘッド３０１が基準点２２１ｂから差点穴１２ａに移動するときは、補正されたデータに基づいて移動するのであって、センサブロック３０２に備えられた４分割センサあるいはその他のセンサで差点穴１２１ａを検出することなく、その差点穴１２ａの位置に移動し、その差点穴１２ａに接続ピンが挿入される。
【００４２】
図９は、ピン挿抜ヘッドの、理想状態の動作説明図、図１０は、その理想状態におけるピン挿抜ヘッド部分の拡大図である。
図７にも示すガイド棒３０３は、理想的にはｚ方向に直線的に延びモータ３０４（図７参照）は、ピン挿抜ヘッド３０１を、Ｚ軸方向直線的に移動量の過不足なく移動させる。また、もう一本のガイド棒３０６は、理想的にはＹ方向に直線的に延び、モータ３０７（図７参照）は、ガイド棒３０３を、Ｙ軸方向に直線的に移動量の過不足なく移動させる。この場合、図に破線で示す縦横の線の交点に差点穴が配置されているものとすると、図１０に示すように、ピン挿抜ヘッド３０１は正しくその差点穴の位置に移動することになる。
【００４３】
図１１は、ピン挿抜ヘッドの、誤差を含む場合の動作説明図、図１２は、その誤差を含む状態におけるピン挿抜ヘッド部分の拡大図である。ここでは誤差が強調されて描かれている。
ピン挿抜ヘッド３０１は、実際には、図９，図１０を参照して説明したような理想的な動きとはならず、図１１に示すようにガイド棒３０３，３０６が曲がっており、また、モータ３０４，３０７（図７参照）によるピン挿抜ヘッド３０１、ガイド棒３０３の移動量にも誤差があり、図１２に示すように、ピン挿抜ヘッド３０１を所望の差点穴の位置に移動させたときに、Ｙ方向，Ｚ方向それぞれに位置誤差をもつ結果となる。
【００４４】
図１３，図１４は、誤差成分を分解して示した図である。
図１３に示すように、ピン挿抜ヘッド１をＺ方向に延びるガイド棒３０３に沿って移動させたとき、ガイド棒３０３のＹ軸方向へのうねり等に起因するＺ軸うねり誤差ΔＹ（Ｚ軸）、モータ３０４（図７参照）によるピン接続ヘッド３０１の送り量の誤差等に起因するＺ軸駆動誤差Δｚ（Ｚ軸）が発生し、これと同様に、図１４に示すように、ガイド棒３０６に沿ってガイド棒３０３を移動させたとき、Ｙ軸うねり誤差Δｚ（Ｙ軸）およびＹ軸駆動誤差Δｙ（Ｙ軸）が発生し、図１２に示すＹ方向誤差Δｙ，Ｚ方向誤差Δｚは、それぞれ
Δｙ＝Δｙ（Ｙ軸）＋Δｙ（Ｚ軸）
Δｚ＝Δｚ（Ｙ軸）＋Δｚ（Ｚ軸）
とあらわされる。
【００４５】
そこで、図８に示す横ＣＴ２２２，２３２、縦ＣＴ２２３，２３３に並ぶ複数の位置検出マークそれぞれをセンサブロック３０２に備えられた４分割センサで検出して、それらの位置検出マークの各位置を図７に示すモータ３０４，３０７に取りつけられた回転センサ３０５，３０８により測定し、その測定結果に基づく補正（これをここでは「ＣＴ補正」と名づける）を行なう。位置検出マークの位置の測定にあたっては、先ずは、設計値あるいは前回に測定した位置データに基づいて検出しようとする位置検出マークの位置にピン挿抜ヘッド３０１を移動し、センサヘッド３０２の４分割センサによりその位置検出マークの正確な位置にそのピン挿抜ヘッド３０１を移動し、そのときの回転センサ３０５，３０８の回転検出値を読み取る。これを各位置検出マークについて繰り返す。
【００４６】
図１５は、理想状態のＭＴＢ上の、差点穴が配列された１つの領域を示す模式図、図１６は、現実状態のＭＴＢ上の、図１５と同一の領域の模式図である。
領域２２７の四隅には位置検出マーク２２１が１つずつ配置されており、理想的にはそれら４つの位置検出マーク２２１は正方形もしくは長方形の各角の位置に配置されており、差点穴は、図１５に縦横に引いた線分の交点に位置している。
【００４７】
ところが実際上は、図１６に示すように、ＭＴＢの伸縮等により多少変形した形状となり、差点穴１２ａも理想上の設計位置１２ａ’から外れた点に位置することになる。
この誤差は、この領域２２７を取り巻く４つの位置検出マーク２２１の位置測定結果に基づいて補正される。ここでは、この補正を、「４点補正」と称する。
【００４８】
尚、図１１〜図１４を参照して説明した誤差は主にピン挿抜ロボットに起因し、図１５，図１６を参照して説明した誤差は主にＭＴＢに起因する旨説明したが、実際には、いずれの誤差も双方の種々の誤差要因が重なり合って生じている。
以下、ランドマークを用いた原点マークの検出方法について説明し、次いで４点補正、ＣＴ補正について説明する。
【００４９】
図１７は、ランドマークと原点マークを示した図、図１８は、４分割センサで得られた信号の処理回路を示した回路ブロック図である。尚、図７に示すピン挿抜ロボット３００では、センサブロック３０２に備えられた４分割センサで得られた信号はＡ／Ｄ変換回路３５３でディジタルデータに変換されてコンピュータシステム３４０に取り込まれ、そのコンピュータシステム３４０内で演算が行なわれる旨説明したが、ここには解り易さのため、４分割センサからの信号を処理するハードウェアの信号処理回路が示されている。
【００５０】
ここでは、先ず図１８に示す、４分割センサの信号処理回路について説明する。
４分割センサ２０を構成する４つのセンサ領域２１，２２，２３，２４で得られた各受光光量をあらわす信号は、各プリアンプ４０１，４０２，４０３，４０４を経由し、４つの加算回路４０５，４０６，４０７，４０８に入力される。４分割センサ２１を構成する４つのセンサ領域２１，２２，２３，２４で得られた各受光光量をそれぞれＶa ，Ｖb ，Ｖc ，Ｖd としたとき、各加算回路４０５，４０６，４０７，４０８では、それぞれ、Ｖa ＋Ｖd ，Ｖa ＋Ｖb ，Ｖb ＋Ｖc ，Ｖc ＋Ｖd が求められる。それら４つの加算値のうち、２つの加算回路４０６，４０８で得られた２つの加算値Ｖa ＋Ｖb ，Ｖc ＋Ｖd は、コンパレータ４１１に入力され、４分割センサ２０を構成する２つのセンサ領域２１，２２，２３，２４を、２つのセンサ領域２１，２２の組と２つのセンサ領域２３，２４の組に分けたときの光量バランス（上下の光量バランス）が求められる。ただし、加算値Ｖa ＋Ｖb は、加算回路４０９に一旦入力されて、スイッチング素子４１０を経由して入力されるバイアスが加算された後コンパレータ４１１に入力される。もう一方の加算値Ｖc ＋Ｖd は直接にコンバータ４１１に入力される。バイアスおよびスイッチング素子４０７の作用については後述する。一方、上記の４つの加算値のうち別の２つの加算回路４０５，４０７で得られた２つの加算値Ｖa ＋Ｖd ，Ｖb ＋Ｖc はコンパレータ４１２に入力され、４分割センサ２０を構成する４つのセンサ領域２１，２２，２３，２４を、２つのセンサ領域２１，２４の組と２つのセンサ領域２２，２３の組に分けたときの光量バランス（左右の光量バランス）が求められる。２つのコンパレータ４１１，４１２の出力は、モータ駆動回路３５１に入力され、図７に示す２つのモータ３０４，３０７が駆動され、ピン挿抜ヘッド３０１が移動される。
【００５１】
ここで、図１８に示す切替信号は、上下あるいは左右の光量バランスがくずれた時、光量の少ない側のセンサ領域を先頭とする方向に４分割センサ（ピン挿抜ヘッド）を移動させるか、光量の多い側のセンサ領域を先頭とする方向に４分割センサ（ピン挿抜ヘッド）を移動させるかを切り替えるものである。通常は、４分割センサを、光量が少ない側のセンサ領域を先頭とする方向に移動させるようモータ駆動回路が働き、この時は、スイッチング素子４１０はオフ状態となり、加算回路４０９にバイアスは入力されず、加算回路４０６の出力であるＶa ＋Ｖb がそのままコンパレータ４１１に入力される。これに対し、４分割センサ２０が図１７に示すランドマーク２２５上に移動してきたときは、切替信号が切り替えられて、モータ駆動回路３５１は、４分割センサを、光量が多い側のセンサ領域を先頭とする方向に移動させ、かつ、スイッチング素子４１０がオンとなって加算回路４０９にバイアスが入力され、加算回路４０６で得られたＶa ＋Ｖb の信号は、より明るい光を受光したことをあらわす、（Ｖa ＋Ｖb ＋バイアス）に変更されてコンパレータ４１１に入力される。したがってこのときは、４分割センサ２０を構成する４つのセンサ領域２１，２２，２３，２４のいずれにも同一光量の光が入射したとき、この４分割センサ（ピン挿抜ヘッド）は、２つのセンサ領域２１，２２を先頭とする、図１８における下方向に移動することになる。
【００５２】
図１７に戻って原点マークの検出方法について説明する。
図８において矢印ａで示すようにしてピン挿抜ヘッド３０１（図７参照）がランドマーク２２５上に移動される。このランドマーク２２５は、配線１１や、差点穴１２のランド１３（図２参照）と同じ材質のものであって、配線１１や、差点穴１２のランド１３などと同時に形成される。また、このランドマーク２２５は、図１７に示すように例えば５ｍｍ×５ｍｍ等、設計上の中心点Ｏを中心に拡がる広い面積を有しており、ピン挿抜ヘッド３０１の動きに大きな誤差が含まれていても、そのランドマーク２２５上のいずれかの点に移動する。ここでは点Ａに移動したものとする。
【００５３】
このとき、図１８に示す切替信号により、モータ駆動回路３５１が、４分割センサ２０を構成する４つのセンサ領域２２，２３，２４のうち明るい光を受光したセンサ領域を先頭とする方向にピン挿抜ヘッドを移動するモードに切り替えられ、かつ、図１８に示す４分割センサ領域２０のうち下側の２つのセンサ領域２１，２２での受光信号Ｖa ，Ｖb の加算値Ｖa ＋Ｖb にバイアスが加算される。
【００５４】
ランドマーク２２５は、全面が高反射率であってかつ一様であるため、４分割センサ領域２０の４つのセンサ領域２１，２２，２３，２４にはほとんど等しい光量の光が入射し、バイアスの作用により、４分割センサは点Ａから下に向かって進み、ランドマーク２２５の下側の斜めの境界線に達すると今度はその境界線に沿って進み、そのランドマーク２２５の尖頭部２２５ａ（点Ｂ）に移動する。原点マーク２２４は、ランドマーク２２５の尖頭部２２５ａの近傍に配置されており、かつそれらの間の位置関係は既知であるため、４分割センサ領域２０は、今度は、それらの間の位置関係をあらわすデータに基づいて、点Ｃ（原点マーク２２４）に移動される。このとき、図１８に示す回路において切替信号が切り替えられ、モータ駆動回路３５１は、４分割センサ領域２０を構成する４つのセンサ領域２１，２２，２３，２４のうち受光光量の少ない側を先頭とする方向に移動するモードとなり、かつ、バイアスは遮断される。すると、尖頭部２２５ａから原点マーク２２４に移ったとき、何らかの誤差要因により正確には原点マーク２２４の位置に移動しなかった場合であっても、自動的な位置修正が行なわれ、原点マーク２２４の正確な位置が検出される。
【００５５】
以下、位置ずれ補正（ＣＴ補正および４点補正）について説明する。
図１９は、ＣＴ補正および４点補正の概念図である。
ＣＴ補正は、横ＣＴ２２２および縦ＣＴ２２３に並ぶ位置検出マークの、設計値からのずれ量（これを「ＣＴ補正値」と称する）に基づく補正であり、４点補正は差点穴の集合からなる領域の４隅に設けられた位置検出マーク（ここではＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄで示す）の設計値からのずれ量（これを「基準穴オフセット値」と称する）に基づく補正である。この図１９には、ＣＴ補正や４点補正を行なうべき誤差要因の全てがＭＴＢにあるかのように描かれているが、実際には、ＭＴＢとピン挿抜ロボット２の双方に誤差要因が存在する。
【００５６】
以下、補正の手順に沿って説明する。
先ず前述したように位置検出マークの位置を、図７に示すモータ３０４，３０７の回転量を検出する回転センサ３０５，３０８で測定する。この測定は、前述したように、定期ないし不定期に時々行なわれる。
（ＣＴ補正値の取得）
各ＭＴＢ上にあるＣＴ（キャリブレーショントラック）を構成する複数の位置検出マークの位置を測定し、Ｙ軸，Ｚ軸のもつうねり、送りの誤差（図１３，図１４参照）やＭＴＢの取付誤差等に起因する位置検出マークの設計値からの位置ずれ量を計測し、ＣＴ補正値とする。
【００５７】
横ＣＴ補正値：
横ＣＴ上のｉ番目の位置検出マークの設計値を（ｈＣＴｉＹ，ｈＣＴｉＺ）、その位置検出マークの測定値を（ｒｈＣＴｉＹ，ｒｈＣＴｉＺ）としたとき、
0003654758.tif 000002
で求められる。
【００５８】
縦ＣＴ補正値：
縦ＣＴ上のｉ番目の位置検出マークの設計値を（ｖＣＴｉＹ，ｖＣＴｉＺ）、その位置検出マークの測定値を（ｒｖＣＴｉＹ，ｒｖＣＴｉＺ）としたとき、
0003654758.tif 000003
で求められる。
【００５９】
（オフセット値の取得）
横ＣＴ，縦ＣＴを構成する位置検出マーク以外の位置検出マークの、設計値と測定値とのずれ量を、ここでは基準穴オフセット値と称しており、代表的に、位置検出マークＷの設計値を（ＷＹ，ＷＺ）、測定値を（ｒＷＹ，ｒＷＺ）としたとき、基準穴オフセット値（ΔＷＹ，ΔＷＺ）は、
（ΔＷＹ，ΔＷＺ）＝（ｒＷＹ−ＷＹ，ｒＷＺ−ＷＺ）
で求められる。
【００６０】
次に、上記のようにして求めた補正値を用いたＣＴ補正および４点補正について説明する。
ここでは、設計値に対し（１）４点補正、（２）ＣＴ補正の順に修正を加える。
（基準穴オフセット値の変換）
ＭＴＢ上の差点穴の集合からなる領域を取り巻く４点の基準穴オフセット値（ΔＷＹ，ΔＷＺ）を用いて４点補正を行なう場合、この４点補正に引き続いて行なわれるＣＴ補正との間で重複補正となってしまう成分が存在し、ここではその重複成分を差し引いた上で４点補正を行なう。そのため、ここでは、基準穴オフセット値からＣＴ補正値が差し引かれる。
【００６１】
図２０は、４点補正、ＣＴ補正に関連する位置検出マークの配置関係を示した図である。
ここでは、この図２０に示す領域２２７に含まれる差点穴Ｍ（点Ｍ）に図示しない接続ピンを差し込もうとしているものとする。
この領域２２７を取り巻く４隅の位置検出マークを、図示のように、点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄと称し、横ＣＴ２２２および縦ＣＴ２２３上の位置検出マークのうち、図示の位置関係にある位置検出マークを、その位置検出マークの近傍に付した符号を用いて、それぞれ点Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｐ，Ｑ，Ｒ，Ｓ，Ｌと称する。各位置検出マークの設計値と測定値との差（ＣＴ補正値あるいは基準穴オフセット値）を、Δと、そのずれの方向Ｙ，Ｚを付して示す。例えば、点Ａの基準穴オフセット値は（ΔＡＹ，ΔＡＺ）であり、点ＥのＣＴ補正値は（ΔＥＹ，ΔＥＺ）である。
【００６２】
ここで、４点補正を行なうための基礎データとして基準穴オフセット値からＣＴ補正値分を差し引いた「基準穴オフセット補正値」が求められる。この基準穴オフセット補正値は、点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに対応して、それぞれ（ｄＡＹ，ｄＡＺ）、（ｄＢＹ，ｄＢＺ）、（ｄＣＹ，ｄＣＺ）、（ｄＤＹ，ｄＤＺ）であらわされる。
【００６３】
ｄＡＹ＝ΔＡＹ−ΔＰＹ−ΔＲＹ＋ΔＬＹ
ｄＡＺ＝ΔＡＺ−ΔＰＺ−ΔＲＺ＋ΔＬＺ
ｄＢＹ＝ΔＢＹ−ΔＱＹ−ΔＲＹ＋ΔＬＹ
ｄＢＺ＝ΔＢＺ−ΔＱＺ−ΔＲＺ＋ΔＬＺ
ｄＣＹ＝ΔＣＹ−ΔＱＹ−ΔＳＹ＋ΔＬＹ
ｄＣＺ＝ΔＣＺ−ΔＱＺ−ΔＳＺ＋ΔＬＺ
ｄＤＹ＝ΔＤＹ−ΔＰＹ−ΔＳＹ＋ΔＬＹ
ｄＤＺ＝ΔＤＺ−ΔＰＺ−ΔＳＺ＋ΔＬＺ      ……（１）
（４点補正）
上式（１）で求めた基準穴オフセット補正値（ｄＡＹ，ｄＡＺ）、（ｄＢＹ，ｄＢＺ）、（ｄＣＹ，ｄＣＺ）、（ｄＤＹ，ｄＤＺ）を用いて、以下のようにして４点補正が行なわれる。
【００６４】
ここでは、表１のように定義する。但し、距離の単位はｍｍである。
【００６５】
【表１】
0003654758.tif 000004
【００６６】
点Ｍの設計値ＭＹ，ＭＺは、
ＭＹ＝Δｙ＋１．６×ｍＹ
ＭＹ＝Δｚ＋１．６×ｍｚ
であらわされる。ここで数値１．６は隣接する差点穴どうしの間隔（１．６ｍｍ（図２参照）をあらわしている。
【００６７】
0003654758.tif 000005
ここで、図２１に、ＭＹ’の台形成分について示しておく。この図２１に示すような領域２２７の台形的な変形が点Ｍの位置ずれに及ぼす程度をあらわしたものが、上記の台形成分である。台形成分以外の伸縮成分、傾き成分も同様な考え方に基づく。
【００６８】
（ＣＴ補正）
上記のようにして求めた４点補正後の点Ｍの位置データ（ＭＹ’，ＭＺ’）を、ＣＴ補正値を用いてさらに修正する。
ここでは、以下の式に基づいて、計算に用いられる、ＣＴ上の位置検出センサの番号（図２０に示す例では点Ｅと点Ｇ）を求める。
【００６９】
ｎｈ＝ＩＮＴ（ＭＹ’−ｈＣＴ１Ｙ）／９．６）
ｎｖ＝ＩＮＴ（ＭＺ’−ｖＣＴ１Ｚ）／９．６）
ここで、９．６はＣＴ上の隣接する位置検出マークどうしの間の距離（９．６ｍｍ）、ＩＮＴ（…）は小数点以下を切り捨てることを意味する関数である。
次に、以下のようにして点Ｍの補正値を比例配分で求める。
【００７０】
0003654758.tif 000006
図２２に、上記４つの式のうち、ΔｈＣＴＹに関しその演算方法を図解しておく。
【００７１】
次に点Ｍの最終補正後の移動位置データ（ＭＹ”，ＭＺ”）、すなわち、ピン挿抜ヘッドをその移動位置データによりあらわされる座標点に移動させたときに点Ｍの差点穴がそこに存在していることあらわす移動位置データが求められる。
ＭＹ”＝ＭＹ’＋ΔｈＣＴＹ＋ΔｖＣＴＹ−ΔＬＹ＋ΔｈＹ
ＭＺ”＝ＭＺ’＋ΔｈＣＴＺ＋ΔｖＣＴＺ−ΔＬＺ＋Δｈｚ
ここで、（ΔＬＹ，ΔＬＺ）は、図２０に示す、横ＣＴ２２２と縦２２３との交点に位置する位置検出マークＬのＣＴ補正値であり、（ΔｈＹ，Δｈｚ）は、図７に示すセンサブロック３０２とピン挿抜ヘッド３０１との間の実行的なオフセット値である。
【００７２】
図２０に示す点Ｍの差点穴に接続ピンを差し込むにあたり、点Ａを原点とし、移動位置データ（ＭＹ”，ＭＺ”）があらわす位置にピン挿抜ヘッド３０１（図７参照）を移動させることにより、ピン挿抜ヘッドをその差点穴の位置に高精度に移動させることができる。
次に、具体的なデータを示しておく。各点の符号Ａ，Ｂ，……は、図２０に付した符号による。
【００７３】
【表２】
0003654758.tif 000007
【００７４】
先ず、ピン挿抜ヘッドを、図２０に示す原点Ａに、その基準点Ａの測定値（３５，３３）を参照して、その測定値（３５，３３）の位置に移動し、そこから４分割センサによる原点Ａの検出を開始し、ピン挿抜ヘッドを原点Ａに正しく配置する。
接続ピンを差し込もうとする差点穴（点Ｍ）の設計値（ＭＹ，ＭＺ）は
（ＭＹ，ＭＺ）＝（４０，４０）
であり、これを先ず４点補正により修正する。
【００７５】
0003654758.tif 000008
今度は、上記の４点補正により求められた修正値（ＭＹ’，ＭＺ’）をＣＴ補正によりさらに修正する。
【００７６】
0003654758.tif 000009
点Ｍの再補正値（ＭＹ”，ＭＺ”）を求める。
【００７７】
0003654758.tif 000010
基準点Ａの補正値（５，３）を差し引き、相対移動量を求める。
【００７８】
0003654758.tif 000011
基準点Ａの位置にあるピン挿抜ヘッドがその相対移動量だけ移動され、その点に存在する差点穴に接続ピンを挿入する。
尚、ここでは、４点補正を先に行なったが、ＣＴ補正の方を先に行なってもよい。また、４点補正とＣＴ補正とでは補正しようとする誤差の要因が多少異なっており、一方の誤差の補正のみで足りる時は、４点補正のみ、あるいはＣＴ補正のみを行なってもよい。
【００７９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、設置後にも必要に応じて位置補正をやり直すことでき、かつマトリックスボードの差点穴の集積程度にも悪影響を与えることの少ない、高精度に位置決めされ接続ピンの確実な挿抜を行なうことのできる自動配線接続装置が実現する。
【図面の簡単な説明】
【図１】自動配線接続装置の作用説明図である。
【図２】マトリックスボード上の、配線と差点穴の一部を示す模式図である。
【図３】差点穴に差し込まれた状態の接続ピンの断面図である。
【図４】４分割センサの模式図である。
【図５】差点穴の穿設位置誤差の模式図である。
【図６】本発明の自動配線接続装置の一実施形態の分解斜視図である。
【図７】ピン挿抜ロボットの模式図である。
【図８】マトリックスボード（ＭＴＢ）の一構成例を示す模式図である。
【図９】ピン挿抜ヘッドの、理想状態の動作説明図である。
【図１０】理想状態におけるピン挿抜ヘッド部分の拡大図である。
【図１１】ピン挿抜ヘッドの、誤差を含む場合の動作説明図である。
【図１２】その誤差を含む状態におけるピン挿抜ヘッド部分の拡大図である。
【図１３】誤差成分を分解して示した図である。
【図１４】誤差成分を分解して示した図である。
【図１５】理想状態のＭＴＢ上の、差点穴が配列された１つの領域を示す模式図である。
【図１６】現実状態のＭＴＢ上の、図１５と同一の領域の模式図である。
【図１７】ランドマークと原点マークを示した図である。
【図１８】４分割センサで得られた信号の処理回路を示した回路ブロック図である。
【図１９】ＣＴ補正および４点補正の概念図である。
【図２０】４点補正、ＣＴ補正に関連する位置検出マークの配置関係を示した図である。
【図２１】台形成分の説明図である。
【図２２】補正値を求める演算方法の説明図である。
【符号の説明】
１０  マトリックスボード
１１  配線
１２  差点穴
１３  ランド
１４  続ピン
２０  ４分割センサ
２１，２２，２３，２４  領域
１００  筐体
１００ａ  仕切板
１１０  電話線
２００  マトリックスボード
２１０  一次ＭＴＢ
２２０  二次ＭＴＢ
２２１，２３１  位置検出マーク
２２２，２３２  横キャリブレーショントラック（横ＣＴ）
２２３，２３３  縦キャリブレーショントラック（縦ＣＴ）
２２４，２３４  位置検出マーク（原点マーク）
２２５，２３５  ランドマーク
２２５ａ，２３５ａ  尖頭部
２２６，２３６  接続ピンストック領域
２２７＿１，……，２２７＿５，２３７＿１，…，２３７＿４  領域
２３０  三次ＭＴＢ
３００  ピン挿抜ロボット
３０１  ピン挿抜ヘッド
３０２  センサブロック
３０３  ガイド棒
３０４  モータ
３０５  回転センサ
３０６  ガイド棒
３０７  モータ
３０８  回転センサ
３１０  一次ＭＴＢ用ロボット
３１１  ピン挿抜ヘッド
３１２  縦ガイド
３１３  横ガイド
３２０  二次および三次ＭＴＢ用ロボット
３２１  ピン挿抜ヘッド
３２２  縦ガイド
３２３  横ガイド
３４０  コンピュータシステム
３４１  ＣＰＵ
３４２  ＲＯＭ
３４３  ＲＡＭ
３４４  インターフェース回路
３５０  回路部
３５１  モータ駆動回路
３５２  ピン挿抜制御回路
３５３  Ａ／Ｄ変換回路
４０１，４０２，４０３，４０４  プリアンプ
４０５，４０６，４０７，４０８，４０９  加算回路
４１０  スイッチング素子
４１１，４１２  コンパレータ
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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