(57)【要約】【課題】組立装置及び組立方法に関し、組み付け精度を向上させる。【解決手段】第一嵌合部２１及び第二嵌合部２２が設けられた板部品１を第三嵌合部２３及び第四嵌合部２４が設けられた筐体部品２に組み付ける際に、制御装置１０でハンド３の位置を制御して第一嵌合部２１と第三嵌合部２３とを嵌合させ、板部品１からハンド３に作用する力の大きさをセンサー６で検出する。所定値A0以上の力を検出したときには、曲げ装置７を作動させ、第二嵌合部２２が力の作用方向と逆方向に移動するように板部品１を屈曲させながら、第二嵌合部２２を第四嵌合部２４に嵌合させる。一方、所定値A0未満の力を検出したときには、曲げ装置７を作動させずに第二嵌合部２２を第四嵌合部２４に嵌合させる。【選択図】図１
2018114585.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一嵌合部及び第二嵌合部が設けられた板部品を第三嵌合部及び第四嵌合部が設けられた筐体部品に組み付ける際に、前記板部品を把持するハンドと、
前記第一嵌合部を前記第三嵌合部に嵌合させたときに、前記板部品から前記ハンドに作用する力の大きさを検出するセンサーと、
前記第二嵌合部が前記力の作用方向と逆方向に移動するように前記板部品を屈曲させる曲げ装置と、
前記センサーで所定値以上の前記力を検出したときに、前記曲げ装置で前記板部品を屈曲させつつ前記ハンドを制御して前記第二嵌合部を前記第四嵌合部に嵌合させ、前記センサーで前記所定値未満の前記力を検出したときに、前記曲げ装置を作動させずに前記ハンドを制御して前記第二嵌合部を前記第四嵌合部に嵌合させる制御装置と、
を備えたことを特徴とする、組立装置。
【請求項２】
前記曲げ装置が、前記センサーで検出された前記力が大きいほど前記板部品の屈曲を強める
ことを特徴とする、請求項１記載の組立装置。
【請求項３】
前記曲げ装置が、前記第二嵌合部と前記第四嵌合部とが嵌合するまで前記板部品を屈曲させ続ける
ことを特徴とする、請求項１又は２記載の組立装置。
【請求項４】
前記センサーが、前記第一嵌合部を前記第三嵌合部に対して前記第二嵌合部から離隔する方向へ押し付けたときの外力の大きさを検出する
ことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の組立装置。
【請求項５】
前記筐体部品が、前記板部品の板面に対向する面部と前記面部から立設された壁部とを有し、
前記第一嵌合部が、前記板部品の端辺に設けられ、
前記第二嵌合部が、前記板部品の板面に設けられ、
前記第三嵌合部が、前記壁部に設けられ、
前記第四嵌合部が、前記面部に設けられる
ことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の組立装置。
【請求項６】
第一嵌合部及び第二嵌合部が設けられた板部品を第三嵌合部及び第四嵌合部が設けられた筐体部品に組み付ける際に、前記板部品をハンドで把持し、
制御装置で前記ハンドの位置を制御して前記第一嵌合部と前記第三嵌合部とを嵌合させ、
前記第一嵌合部と前記第三嵌合部とを嵌合させたときに、前記板部品から前記ハンドに作用する力の大きさをセンサーで検出し、
前記センサーで所定値以上の前記力を検出したときに、前記第二嵌合部が前記力の作用方向と逆方向に移動するように前記板部品を屈曲させる前記曲げ装置を作動させつつ、前記制御装置で前記ハンドを制御して前記第二嵌合部を前記第四嵌合部に嵌合させ、
前記センサーで前記所定値未満の前記力を検出したときに、前記曲げ装置を作動させずに前記制御装置で前記ハンドを制御して前記第二嵌合部を前記第四嵌合部に嵌合させる
ことを特徴とする、組立方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、板部品と筐体部品とを組み付けるための組立装置及び組立方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、組付作業用ロボットを用いて複数の部品を組み付けるための組立装置，組立方法が提案されている。例えば、組付対象となる部品の嵌合箇所に取付孔やクリップを設けておき、これらが嵌合するようにロボットを駆動することで複数の部品を一体に組み付ける技術が知られている。また、組付部品と被組付部品との接触状態をセンサーで検出し、正しい接触状態で組付作業を実施するための手法も提案されている。例えば、被組付部品が載置される組付治具に六軸力覚センサーを設置し、組付部品と被組付部品との接触によって生じる力学的な変化を検出することで、接触状態を判断する技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平04-280497号公報
【特許文献２】特開平11-188680号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
組付部品と被組付部品との接触時にセンサーで検出される情報（例えば、三軸それぞれの方向に作用する力や各軸まわりのモーメント）は、各部品の形状のばらつきや寸法誤差の影響を受けて変動しうる。そのため、各部品の位置や姿勢が適切だと判断される状態であっても各部品の嵌合箇所が一致せず、各部品を正しく組み付けることができないことがある。また、たとえ各部品を組み付けることができたとしても、良好な組み付け精度が得られないことがある。なお、上記のような部品形状のばらつきは、組付対象が樹脂成形品である場合に発生することがある。
【０００５】
一つの側面では、板部品及び筐体部品の組み付け精度を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一つの実施形態では、組立装置は、第一嵌合部及び第二嵌合部が設けられた板部品を第三嵌合部及び第四嵌合部が設けられた筐体部品に組み付ける際に、前記板部品を把持するハンドを備える。また、前記ハンドで前記第一嵌合部を前記第三嵌合部に嵌合させたときに、前記板部品から前記ハンドに作用する力の大きさを検出するセンサーを備える。また、前記第二嵌合部が前記力の作用方向と逆方向に移動するように前記板部品を屈曲させる曲げ装置と、前記ハンドを制御する制御装置とを備える。前記制御装置は、前記センサーで所定値以上の前記力を検出したときに、前記曲げ装置で前記板部品を屈曲させつつ前記ハンドを制御して前記第二嵌合部を前記第四嵌合部に嵌合させる。一方、前記センサーで前記所定値未満の前記力を検出したときには、前記曲げ装置を作動させずに前記ハンドを制御して前記第二嵌合部を前記第四嵌合部に嵌合させる。
【発明の効果】
【０００７】
一つの側面では、板部品及び筐体部品の組み付け精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】一つの実施形態としての組立装置を示す模式図である。
【図２】（Ａ）〜（Ｃ）は板部品及び筐体部品の断面図である。
【図３】ハンド及び板部品を示す側面図である。
【図４】（Ａ）〜（Ｃ）は壁部の傾きと外力との関係を説明するための図である。
【図５】制御装置のハードウェア構成を示す模式図である。
【図６】制御装置のソフトウェア構成を示す模式図である。
【図７】外力Aと矯正量Bとの関係を示すグラフである。
【図８】外力Aと矯正量Bとの関係を示すテーブルである。
【図９】組み付け時の外力Aの経時変化を示すグラフである。
【図１０】一つの実施形態としての組立方法を示すフローチャートである。
【図１１】（Ａ）〜（Ｄ）は組み付けの手順を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して、実施形態としての組立装置及び組立方法を説明する。ただし、以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。すなわち、本実施形態をその趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して（例えば、実施形態や変形例を組み合わせることによって）実施することが可能である。
【００１０】
［１．構成］
図１は、実施形態としての組立装置２０の構成を示す模式図である。この組立装置２０は、板部品１を筐体部品２に組み付ける組立作業を実施するファクトリーオートメーション装置である。組立装置２０には、アームロボット４０と制御装置１０とが含まれる。アームロボット４０は多関節型の組付作業用ロボットであり、その先端側に板部品１を把持するためのハンド３（組み付けハンド）が設けられる。
【００１１】
本実施形態のアームロボット４０は、ハンド３の三次元座標（X座標，Y座標，Z座標）とハンド３の角度〔三軸（X軸，Y軸，Z軸）まわりの回転角〕とを自在に変更可能なシリアルリンク機構を有する。また、各リンクの節点には、各リンクの相対的な作動量（角度，方向など）を検出するアームセンサーが内蔵される。ハンド３の作動状態は、アームセンサーの検出情報に基づいて制御装置１０で制御される。また、アームロボット４０の近傍には作業台８が配置され、この作業台８の上に筐体部品２が載置（または固定）される。アームロボット４０は、ハンド３に把持された板部品１を作業台８の上で筐体部品２に組み付ける作業を実施する。
【００１２】
制御装置１０は、アームロボット４０の作動状態を制御するためのコンピューター（電子制御装置）である。アームロボット４０は、制御装置１０で実行される組立プログラム３０（図６参照）に従って動作し、板部品１の筐体部品２への組み付け作業を実施する。組立プログラム３０は、制御装置１０に内蔵された記憶装置に記録される。あるいは、制御装置１０が読み込み可能な記録媒体１７に記録される。また、作業台８の近傍にはカメラ９とディスプレイ１８とが設けられ、それぞれが制御装置１０に接続される。カメラ９は、アームロボット４０の動作や板部品１及び筐体部品２の組立状態を撮影，記録するための撮像装置である。ディスプレイ１８は、アームロボット４０の作動状態や制御装置１０（組立プログラム３０）での処理内容，カメラ９で撮影された映像などを表示する出力装置である。
【００１３】
本実施形態の組立プログラム３０は、あらかじめ設定された複数の教示点を順番に辿るようにハンド３の移動軌跡をコントロールするPTP（Point To Point）制御機能を持つ。これに加えて、組立プログラム３０は、板部品１からハンド３に作用する力の大きさを検出し、その力の大きさに応じて板部品１を屈曲変形させる機能（曲げ機能）を持つ。ここでいう「板部品１からハンド３に作用する力」とは、板部品１と筐体部品２との接触によってハンド３に入力される力を意味する。組立プログラム３０は、ハンド３に入力される力の大きさから板部品１と筐体部品２との干渉の強さを推定し、干渉が強い場合に板部品１を変形させることによってその干渉を解消する機能を持つ。「干渉の強さ」とは、単なる干渉の有無でなく、干渉の度合い（例えば、干渉した部品の剛性や変形に対する耐性）を意味する。板部品１と筐体部品２との干渉を解消することで、板部品１，筐体部品２の形状に反り返りや寸法ばらつきがあったとしても、嵌合箇所を一致させることが容易となる。
【００１４】
板部品１及び筐体部品２の機能的な特徴に着目すれば、板部品１には少なくとも第一嵌合部２１と第二嵌合部２２とが設けられ、筐体部品２には少なくとも第三嵌合部２３と第四嵌合部２４とが設けられる。板部品１と筐体部品２との組み付け工程には、第一嵌合部２１と第三嵌合部２３とを嵌合させ、かつ、第二嵌合部２２と第四嵌合部２４とを嵌合させる工程が含まれる。ここでいう「嵌合」には緩嵌（ある程度の隙間があり緩やかに嵌まり合うこと）や密嵌（隙間なく嵌まり合うこと）が含まれる。
【００１５】
図１に示す本実施形態の板部品１は、ノート型パソコンやスマートフォン，タブレットPC（Personal Computer）などに内蔵される樹脂製の基板ユニットであり、筐体部品２は樹脂ケースである。基板ユニットには、多種の電子部品やコネクターが実装される。第一嵌合部２１，第二嵌合部２２はこのような電子部品やコネクターである。また、樹脂ケースには、第三嵌合部２３，第四嵌合部２４として、コネクターが挿通（貫通した状態で配置）される複数の開口部が設けられる。これらの基板ユニットと樹脂ケースとがスタックした状態となるように組み付けられて、薄型の電子製品が完成する。
【００１６】
板部品１は、板状の板面部２５（板面）に第一嵌合部２１と第二嵌合部２２とが設けられた構造を持つ。図２（Ａ）に示すように、第一嵌合部２１は、板面部２５の端辺２６の一つに設けられ、板部品１の外側に向かって突設される。また、第二嵌合部２２は、板面部２５の板面（端辺２６ではない面状の部位）に設けられ、板部品１の下方に位置する筐体部品２に向かって下向きに突設される。第一嵌合部２１を第三嵌合部２３に嵌合させるときの嵌合方向は、板面部２５に沿った方向（図２中の右方向）であって、第二嵌合部２２から離隔する方向とされる。一方、第二嵌合部２２を第四嵌合部２４に嵌合させるときの嵌合方向は、板面部２５に交差する方向であって、第一嵌合部２１を第三嵌合部２３に嵌合させるときの嵌合方向に対して垂直な方向（図２中の下方向）とされる。
【００１７】
筐体部品２は、板状の面部２７と、面部２７から立設された壁部２８とを有する。面部２７は、図２（Ｂ）に示すように、板部品１が筐体部品２に組み付けられたときに、板面部２５に対してほぼ平行となるように対向する平面状の部位である。すなわち、面部２７は、第二嵌合部２２の嵌合方向に対して垂直に配置される。一方、壁部２８は面部２７に対して垂直な平面状の部位である。この壁部２８は、第一嵌合部２１の嵌合方向に対して垂直に配置される。本実施形態の筐体部品２においては、図２（Ａ）に示すように、断面形状がＬ字型となるように、面部２７の端辺（図２中の右端辺）と壁部２８の端辺（図２中の下端辺）とが接続される。また、壁部２８には第三嵌合部２３が設けられ、面部２７には第四嵌合部２４が設けられる。図２（Ｂ）に示すように、第三嵌合部２３は、第一嵌合部２１に嵌合する形状に形成され、第四嵌合部２４は第二嵌合部２２と嵌合する形状に形成される。
【００１８】
本実施形態では第一嵌合部２１，第二嵌合部２２が直方体形状であり、第三嵌合部２３，第四嵌合部２４は直方体の周面に嵌合する矩形の開口部（角形孔）として形成される。板部品１と筐体部品２との組み付け時には、第一嵌合部２１が第三嵌合部２３の内側に挿通され、第二嵌合部２２が第四嵌合部２４の内側に挿通される。組み付けの手順は、例えば以下の通りである。まず、アームロボット４０のハンド３が板部品１を傾斜姿勢で把持する。板部品１の傾斜姿勢は、図２（Ｃ）に示すように、第一嵌合部２１が第二嵌合部２２よりも下方に位置するような姿勢である。次に、第一嵌合部２１と第三嵌合部２３とを嵌合させた後に、第一嵌合部２１と第三嵌合部２３との嵌合箇所を中心として板部品１の全体を回転させる。これにより、板部品１が筐体部品２に向かってゆっくりと下降し、第二嵌合部２２と第四嵌合部２４とが嵌合する。板部品１及び筐体部品２が十分な寸法精度を有していれば、このような手順で組み付けが完了する。
【００１９】
図１に示すように、ハンド３にはクランプ４，吸着装置５，センサー６，曲げ装置７が設けられる。クランプ４には、離接方向に摺動可能な一対の指状部材とこれらを駆動する駆動装置とが設けられる。板部品１は、板面部２５の端辺をクランプ４に挟み込まれた姿勢でハンド３に把持される。本実施形態のクランプ４は、図３に示すように、板部品１の板面部２５のうち第一嵌合部２１が設けられていない二つの端辺を挟み込んで板部品１を把持する。吸着装置５は、空気を吸引することで板部品１の板面部２５に吸着する装置である。吸着装置５には図示しない真空発生装置やコンプレッサーなどが接続される。吸着装置５を作動させることで板面部２５が吸着装置５に吸い付けられ、ハンド３に対する板部品１の把持状態が安定する。
【００２０】
センサー６は、板部品１からハンド３に作用する力の大きさを検出する力覚センサーである。ここでは、板部品１の第一嵌合部２１と筐体部品２の第三嵌合部２３とを嵌合させたときに、板部品１からハンド３に作用する力の大きさが検出される。ここでいう「力」には、三軸それぞれの方向に作用する力や各軸まわりのモーメントが含まれる。本実施形態のセンサー６は、少なくとも第一嵌合部２１を第三嵌合部２３に対して第二嵌合部２２から離隔する方向へ押し付けたときの外力A（筐体部品２から板部品１を介してハンド３へと与えられる反力）の大きさを検出する機能を持つ。ここで検出された力の大きさや方向の情報は制御装置１０に伝達される。
【００２１】
曲げ装置７は、板部品１と筐体部品２との組み付けに際し、センサー６で検出された外力Aの大きさに応じて板部品１を屈曲させるアクチュエーターである。曲げ装置７による板部品１の屈曲方向は、センサー６で検出された外力Aの作用方向とは逆方向に第二嵌合部２２が移動する方向とされる。例えば、センサー６で検出された外力Aの作用方向が第一嵌合部２１から第二嵌合部２２へ向かう方向であるとき、曲げ装置７は第二嵌合部２２が第一嵌合部２１に近づくように板部品１を屈曲させる。
【００２２】
本実施形態の曲げ装置７は、図３に示すように、ハンド３に固定されたシリンダーチューブ４１と、シリンダーチューブ４１に対して出没可能に挿入されたピストンロッド４２とを有する。ピストンロッド４２は、通常時には板部品１に接触しないようにシリンダーチューブ４１内に収容される。一方、板部品１と筐体部品２とを嵌合させる際に、板部品１からハンド３に作用する外力Aが所定値A0以上になると、ピストンロッド４２がシリンダーチューブ４１から突出するように駆動され、ピストンロッド４２の先端が板部品１の板面部２５に押し付けられる。
【００２３】
ピストンロッド４２による板部品１の押圧箇所は、板面部２５のうち第二嵌合部２２が取り付けられた面の裏側（図３では板面部２５の上側表面）に設定される。また、この押圧箇所は、クランプ４を挟んで吸着装置５とは反対側（図３ではクランプ４よりも左側）に配置される。ピストンロッド４２で板部品１を押圧することによって、クランプ４よりも第二嵌合部２２側の板面部２５が図中の鉛直下方向に向かって弾性的に屈曲変形し、第一嵌合部２１と第二嵌合部２２との間の距離がわずかに短縮される。言い換えれば、板部品１を屈曲させることで、第一嵌合部２１に対する第二嵌合部２２の相対位置が矯正される。このように、曲げ装置７は外力Aに応じて板部品１を矯正する機能を持つ。
【００２４】
図４（Ａ）〜（Ｃ）を用いて、センサー６で検出された外力Aの大きさと曲げ装置７による矯正量Bとの関係について詳述する。板部品１の第一嵌合部２１を筐体部品２の第三嵌合部２３に押し付けて嵌合させたときに、センサー６で検出される外力Aの大きさは、筐体部品２の面部２７に対する壁部２８の傾きによって変化する。筐体部品２の寸法精度が高く、面部２７及び壁部２８のなす角度が図面通り（例えば垂直）であるならば、図４（Ｂ）に示すように、適正な大きさの外力A（適正外力）が検出される。ここで、第一嵌合部２１と第三嵌合部２３との嵌合箇所を中心として板部品１の全体を回転させ、板部品１をゆっくりと下ろして筐体部品２に近づけてゆく。その後、第二嵌合部２２と第四嵌合部２４とを嵌合させれば、板部品１の筐体部品２への組み付けが完了する。
【００２５】
これに対し、壁部２８が面部２７に向かって倒れた姿勢になっている場合（面部２７及び壁部２８のなす角度が鋭角である場合）には、壁部２８の倒れによって第一嵌合部２１及び第三嵌合部２３が第四嵌合部２４側にずれた状態となる。そのため、第一嵌合部２１と第三嵌合部２３との嵌合箇所を中心として板部品１の全体を回転させたときに、第二嵌合部２２が第四嵌合部２４の周囲（図２中では第四嵌合部２４よりも左側）で面部２７と干渉し、第二嵌合部２２と第四嵌合部２４とが嵌合しなくなる。
【００２６】
このとき、図４（Ａ）に示すように、筐体部品２の壁部２８から第一嵌合部２１に向かって板部品１を押し戻すような力が作用していることから、センサー６では適正外力よりも大きな外力Aが検出される。この外力Aは、壁部２８の剛性や倒れ具合を把握するための指標となる。外力Aの大きさに応じて板部品１を屈曲させることで、板部品１の第二嵌合部２２が第四嵌合部２４に嵌合しやすい位置へと移動し、組み付けが容易となる。
【００２７】
なお、図４（Ｃ）に示すように、壁部２８が面部２７から離れる方向に倒れた姿勢になっている場合（面部２７及び壁部２８のなす角度が鈍角である場合）には、適正外力よりも小さな外力Aがセンサー６で検出される。しかし、第一嵌合部２１の位置は、図４（Ｂ）に示す場合と同じ位置にすることが可能であり、第二嵌合部２２と第四嵌合部２４との嵌合箇所での干渉が発生しない。したがって、適正外力よりも小さい外力Aが検出されている場合には、板部品１を屈曲させなくても、第二嵌合部２２と第四嵌合部２４とを容易に嵌合させることができる。
【００２８】
［２．制御装置（ハードウェア）］
図５は、制御装置１０のハードウェア構成を例示する図である。制御装置１０は、板部品１と筐体部品２との組立作業を制御するコンピューターである。図５に示すように、制御装置１０には、ハンド３，センサ６，曲げ装置７，カメラ９，ディスプレイ１８などが接続される。また、制御装置１０には、プロセッサ１１（中央処理装置），メモリ１２（主記憶装置，メインメモリ），補助記憶装置１３，インタフェース装置１４，記録媒体ドライブ１５などが内蔵され、内部バス１６を介して互いに通信可能に接続される。
【００２９】
プロセッサ１１は、制御ユニット（制御回路）や演算ユニット（演算回路），キャッシュメモリ（レジスタ群）などを内蔵するCPU（Central Processing Unit）である。メモリ１２は、プログラムや作業中のデータが格納される記憶装置であり、ROM（Read Only Memory），RAM（Random Access Memory）がこれに含まれる。補助記憶装置１３は、メモリ１２よりも長期的に保持されるデータやファームウェアが格納される記憶装置であり、フラッシュメモリやEEPROM（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）などの不揮発性メモリがこれに含まれる。インタフェース装置１４は、制御装置１０と外部との間の入出力（Input and Output；I/O）を司るものである。
【００３０】
記録媒体ドライブ１５は、少なくとも光ディスクや半導体メモリなどの記録媒体１７（リムーバブルメディア）に記録，保存された情報を読み取る機能を持った読取装置（又は読取・書込装置）である。制御装置１０で実行されるプログラム（例えば、前述の組立プログラム３０）は、メモリ１２内に記録，保存されることとしてもよいし、補助記憶装置１３の内部に記録，保存されることとしてもよい。あるいは、記録媒体１７上に組立プログラム３０が記録，保存され、その記録媒体１７に書き込まれている組立プログラム３０が、記録媒体ドライブ１５を介して制御装置１０に読み込まれることとしてもよい。
【００３１】
本実施形態の制御装置１０は、板部品１と筐体部品２との組み付けに際し、ハンド３及び曲げ装置７の作動状態を制御する機能を持つ。また、制御装置１０は、カメラ９で撮影された映像，板部品１と筐体部品２との組み付け状態に関する情報，ハンド３及び曲げ装置の作動状態に関する情報，センサー６での検出情報などをディスプレイ１８に表示させる機能を持つ。ただし、カメラ９及びディスプレイ１８は必須の要素ではなく、省略することができる。
【００３２】
［３．制御装置（ソフトウェア）］
図６は、組立プログラム３０の処理内容を説明するためのブロック図である。組立プログラム３０には、ハンド制御部３１と曲げ制御部３２とが設けられる。これらは、組立プログラム３０の機能を便宜的に分類して示したものであり、個々の要素を独立したプログラムとして記述してもよいし、これらの機能を兼ね備えた複合プログラムとして記述してもよい。
【００３３】
ハンド制御部３１は、ハンド３があらかじめ教示された移動軌跡を辿るようにアームロボット４０の動作を制御するものである。ここでは、アームロボット４０に内蔵されたアームセンサーの検出情報に基づいて、ハンド３の作動状態が制御される。具体的なハンド３の制御手法には、公知の手法を採用することができる。ハンド制御部３１による制御は基本的には、板部品１，筐体部品２が理想的な寸法精度を有すると仮定した場合のハンド３の位置，角度を指定する制御である。したがって、板部品１，筐体部品２の実際の寸法精度が低ければ、嵌合箇所の周辺で干渉が発生することがある。このような課題に対し、本実施形態の制御装置１０は、曲げ制御部３２で板部品１を屈曲させることによって板部品１と筐体部品２との干渉を緩和，解消する。
【００３４】
曲げ制御部３２は、外力Aの大きさに応じて曲げ装置７を制御するものである。ここでは、ハンド制御部３１が第一嵌合部２１と第三嵌合部２３とを嵌合させたときに、センサー６で検出された外力Aの大きさが取得される。また、曲げ装置７を作動させるための必要条件には、センサー６が所定値A0以上の外力Aを検出することが含まれる。したがって、外力Aが所定値A0未満ならば曲げ装置７は作動しない。ここでいう「所定値A0」とは、前述の適正外力に相当するものである。具体的な所定値A0の値は、第一嵌合部２１及び第三嵌合部２３の形状や板部品１及び筐体部品２の品種，組成などに応じて設定される。
【００３５】
本実施形態の曲げ制御部３２は、センサー６で少なくとも所定値A0以上の外力Aを検出したときに、曲げ装置７で板部品１を屈曲させながらハンド３を制御して第二嵌合部２２を第四嵌合部２４に嵌合させる。つまり、曲げ制御部３２は、曲げ装置７を作動させつつハンド制御部３１にハンド３の作動状態を制御させる。このとき、第二嵌合部２２と第四嵌合部２４とが嵌合するまでは、曲げ装置７を作動させ続けることとする。これにより、第二嵌合部２２と第四嵌合部２４との嵌合は、板部品１が屈曲した状態でなされることになる。一方、センサー６で所定値A0未満の外力Aを検出したときには、曲げ装置７を作動させずにハンド３を制御して第二嵌合部２２を第四嵌合部２４に嵌合させる。つまり、板部品１を屈曲させることなく、そのまま第二嵌合部２２を第四嵌合部２４に嵌合させる。
【００３６】
曲げ装置７による矯正量Bは、センサー６で検出された外力Aが大きいほど、大きな値に設定される。つまり、外力Aが大きければピストンロッド４２のストロークが長くなり、板部品１の屈曲が強められる。外力Aと矯正量Bとの関係を図７に例示する。矯正量Bは、外力Aが所定値A0未満であるときにゼロに設定される。また、外力Aが所定値A0以上の場合には、外力Aが増大するほど矯正量Bも増大するような設定とされる。ただし、矯正量Bには上限値B0が定められており、外力Aが最大値AMAX以上である場合には矯正量Bが上限値B0に設定される。つまり、矯正量Bが上限値B0を越えることはない。なお、所定値A0，上限値B0は板部品１及び筐体部品２の品種，組成など応じて設定される。
【００３７】
外力Aと矯正量Bとの関係は、図８に示すような矯正テーブルに規定しておくことも可能である。この例においても、外力Aが所定値A0未満の場合に矯正量Bがゼロに設定される。また、外力Aが所定値A0以上の場合には、外力Aの大きさが増大するに連れて、矯正量Bが段階的に大きくなる特性となっている。例えば、外力A[N]が「A0≦A＜A0+3」の範囲に入っている場合には、矯正量Bが3[mm]に設定される。また、「A0+3≦A＜A0+6」の範囲に入っている場合には、矯正量Bが6[mm]に設定される。このような矯正テーブルは板部品１及び筐体部品２の品種，組成など応じて設定される。
【００３８】
図９は、板部品１の第一嵌合部２１を筐体部品２の第三嵌合部２３に嵌合させたときに、板部品１からハンド３に作用する力の変化を示すグラフである。時刻t1は位置合わせの開始時刻（第一嵌合部２１が第三嵌合部２３と接触した時刻）である。時刻t2は位置合わせの完了時刻であって、組み付けが開始可能となる時刻（第一嵌合部２１が第三嵌合部２３に嵌合する所定位置まで移動した時刻）である。外力Aは、時刻t1から時刻t2までの間は増加する。時刻t2にハンド３が教示点に到達して板部品１の移動が停止すると、外力Aはほぼ一定となる。
【００３９】
このとき、図４（Ｂ）に示すように板部品１及び筐体部品２の寸法精度が十分に高ければ、外力Aの大きさは適正外力に相当する所定値A0となる。一方、図４（Ｃ）に示すように壁部２８が面部２７から離れる方向に倒れている場合には、外力Aの大きさが所定値A0よりも小さな値となる（図７中の破線参照）。反対に、図４（Ａ）に示すように壁部２８が面部２７に向かって倒れている場合には、外力Aの大きさが所定値A0よりも大きな値となる（図７中の一点鎖線参照）。このように、時刻t2以降の外力Aの大きさを参照することで、壁部２８の倒れの有無を判定することができる。なお、時刻t2以降の外力Aの大きさは、壁部２８の倒れの度合い（あるいは倒れ寸法）が大きいほど増大する。つまり、壁部２８の倒れの度合いは、外力Aの大きさに反映される。したがって、外力Aの大きさを参照することで、壁部２８の倒れの度合いに応じた屈曲量を板部品１に与えることができる。
【００４０】
［４．フローチャート］
図１０は、組立装置２０による組立方法を説明するためのフローチャートである。まず、板部品１を筐体部品２に組み付ける際に、板部品１がハンド３で把持される（ステップＡ１）。また、板部品１及び筐体部品２の品種が確認されるとともに（ステップＡ２）、品種に応じた矯正テーブルが読み込まれ（ステップＡ３）、組み付けが開始される（ステップＡ４）。ハンド３の動作は、あらかじめ教示された移動軌跡を辿るようにハンド制御部３１によって制御される。これにより、図１１（Ａ）に示すように、板部品１が傾斜した姿勢で第一嵌合部２１と第三嵌合部２３とが嵌合した状態となる（ステップＡ５）。第一嵌合部２１の位置合わせが完了すると、板部品１からハンド３に作用する外力Aが検出される（ステップＡ６）。
【００４１】
続いて、外力Aに応じた矯正量Bを設定すべく、変数nにPが代入されるとともに（ステップＡ７）、外力Aがしきい値(P)以上であるか否かが判定される（ステップＡ８）。Pは、ステップＡ３で読み込まれた矯正テーブルに規定されている矯正量Bの種類数に相当する値である。また、しきい値(P)とは、矯正テーブルに規定されているそれぞれの外力範囲における下限値に相当する値である。図８に示す例を用いれば、外力AがA0+15[N]以上であるか否かがステップＡ８で判定される。この条件が成立した場合には、曲げ装置７による矯正ができない（例えば、壁部２８が面部２７に向かって著しく倒れており矯正可能な範囲を超えている）ものと判断され、エラー処理が実行される（ステップＡ９）。例えば、曲げ装置７による矯正ができないことがディスプレイ１８に表示され、作業者に報知される。
【００４２】
ステップＡ８の条件が不成立の場合には、変数nにn-1（すなわちP-1）が代入されるとともに（ステップＡ１０）、外力Aがしきい値(n)以上であるか否かが判定される（ステップＡ１１）。図８に示す例を用いれば、外力AがA0+12[N]以上であるか否か（外力Aが「A0+12≦A＜A0+15」の範囲に入っているか否か）が判定される。この条件が成立すると、変数nに対応する矯正量B（図８に示す例では15[mm]）が設定される（ステップＡ１２）。一方、この条件が不成立ならば制御がステップＡ１０に戻り、変数nにn-1（すなわちP-2）が代入されて、外力Aがしきい値(n)以上であるか否かが再び判定される。
【００４３】
このように、変数nを徐々にデクリメントし、外力Aとしきい値(n)との大小関係を比較することで、矯正テーブルに規定された外力範囲のうち、実際の外力Aがどこに属するのかが特定される。また、外力Aの属する範囲が特定されると、その外力範囲に対応する矯正量Bが設定される。なお、変数nの値が2になるまでデクリメントされたとき、ステップＡ１１では外力Aがしきい値(2)以上であるか否か（外力Aが「A0≦A＜A0+3」の範囲に入っているか否か）が判定される。この条件が不成立の場合には、外力Aが所定値A0未満であることが確定するため、ステップＡ１２に進んで矯正量Bをゼロに設定する。
【００４４】
その後、ステップＡ１２で設定された矯正量Bに基づいて曲げ装置７が駆動されるとともに、ハンド３の作動状態が制御される（ステップＡ１３）。曲げ装置７の動作は、第二嵌合部２２と第四嵌合部２４とが嵌合するまで継続される（ステップＡ１４）。
矯正量Bがゼロに設定されている場合には、曲げ装置７を作動させることなく第二嵌合部２２が第四嵌合部２４に嵌め込まれる。一方、ゼロ以外の矯正量Bが設定されている場合には、曲げ装置７で板部品１を屈曲させながら、第二嵌合部２２が第四嵌合部２４に嵌め込まれる。このとき、図１１（Ｂ）に示すように、ピストンロッド４２の先端が板部品１の板面部２５に押し付けられ、クランプ４を支点として板部品１が屈曲する。これにより、第一嵌合部２１と第二嵌合部２２との間の距離がわずかに短縮され、第二嵌合部２２が第四嵌合部２４に嵌まりやすくなる。
【００４５】
この状態で、第一嵌合部２１と第三嵌合部２３との嵌合箇所を中心として、板部品１の全体を回転させる。図１１（Ｃ）に示すように、板部品１をゆっくりと下ろせば、第二嵌合部２２と第四嵌合部２４とが嵌合する。第二嵌合部２２と第四嵌合部２４とが嵌合すると、図１１（Ｄ）に示すように、曲げ装置７が解放されるとともにハンド３のクランプ４が解除され（ステップＡ１５）、ハンド３が退避位置へと移動する（ステップＡ１６）。これにより、板部品１と筐体部品２との組み付けが完了する。
【００４６】
上記の通り、本実施形態の制御装置１０は、センサー６で所定値A0[N]以上の外力Aを検出したときに、曲げ装置７で板部品１を屈曲させながらハンド３を制御して第二嵌合部２２を第四嵌合部２４に嵌合させる機能を持つ。また、制御装置１０は、センサー６で所定値A0[N]未満の外力Aを検出したときに、曲げ装置７を作動させずにハンド３を制御して第二嵌合部２２と第四嵌合部２４とを嵌合させる機能を持つ。
【００４７】
なお、曲げ装置７を作動させるための条件としては、「外力Aが所定値A0[N]以上であること」の代わりに「外力Aが所定値A0[N]を越えていること」を用いることも可能である。すなわち、センサー６で所定値A0[N]を越える外力Aを検出したときに、曲げ装置７で板部品１を屈曲させながらハンド３を制御して第二嵌合部２２を第四嵌合部２４に嵌合させてもよい。この場合、センサー６で所定値A0[N]以下の外力Aを検出したときに、曲げ装置７を作動させずにハンド３を制御して第二嵌合部２２と第四嵌合部２４とを嵌合させればよい。
【００４８】
［５．効果］
（１）上記の組立装置２０では、第一嵌合部２１を第三嵌合部２３に嵌合させたときにハンド３に作用する外力Aの大きさがセンサー６で検出される。この外力Aが適正外力よりも大きければ、壁部２８が面部２７に向かって内側に少し倒れていると判断できるので、板部品１を屈曲させたまま第二嵌合部２２を第四嵌合部２４に嵌合させる操作がなされる。これにより、第一嵌合部２１と第二嵌合部２２との間の距離をわずかに短縮させた状態で板部品１と筐体部品２とを組み付けることができ、第二嵌合部２２を第四嵌合部２４に無理なく嵌合させることができる。また、板部品１，筐体部品２の形状に反り返りや寸法ばらつきがあったとしても、板部品１を筐体部品２に容易に組み付けることができ、組み付け精度を向上させることができるとともに、組み付け作業の安定性を高めることができる。さらに、板部品１を屈曲させるための曲げ装置７を用いることで、板部品１を無理なく変形させることができ、板部品１及び筐体部品２の破損を防止することができる。
【００４９】
また、たとえ壁部２８が面部２７に向かって大きく倒れていたとしても、筐体部品２が弾性の高い材料（剛性の低い材料）で形成されている場合には、壁部２８を面部２７から離れる方向へと移動するように変形させることは容易である。一方、筐体部品２の弾性が高ければ、センサー６で検出される外力Aは小さくなる。したがって、上述の実施形態によれば、筐体部品２を変形させることで組み付けできるような状況において、曲げ装置７を作動させずに組み付けを実施することができ、板部品１に与えられる負荷を軽減することができる。つまり、筐体部品２が硬く変形している場合にのみ、曲げ装置７を作動させて板部品１を屈曲させることができ、板部品１と筐体部品２とを適切に組み付けることができる。
【００５０】
（２）上記の組立装置２０では、図７，図８に示すように、センサー６で検出される外力Aが大きいほど、板部品１の屈曲が強められる。このような制御を実施する理由は、図４（Ａ）に示すように、壁部２８の倒れ具合が強いほど、第二嵌合部２２が第一嵌合部２１から離隔する方向に押し付けられた状態となり、第四嵌合部２４の周囲における面部２７との干渉量が大きくなると考えられるからである。一方、壁部２８の倒れ具合は、センサー６で検出される外力Aの大きさに反映される。したがって、外力Aが大きいほど板部品１の屈曲を強めることで、第二嵌合部と第四嵌合部との干渉を解消しやすくすることができ、第二嵌合部と第四嵌合部とを精度よく位置合わせすることができる。
【００５１】
（３）上記の曲げ装置７の動作は、第二嵌合部２２と第四嵌合部２４とが嵌合するまで継続される。これにより、第二嵌合部と第四嵌合部との干渉が解消された状態を維持したまま板部品１を筐体部品２に組み付けることができ、第二嵌合部２２と第四嵌合部２４とを確実に嵌合させることができる。したがって、板部品１と筐体部品２との組み付け精度を向上させることができる。
【００５２】
（４）上記のセンサー６は、第一嵌合部２１を第三嵌合部２３に対して第二嵌合部２２から離隔する方向に押し付けたときの外力Aの大きさを検出する機能を持つ。ここでいう外力Aの方向は、例えば図４（Ａ）〜（Ｃ）中に黒矢印で示す方向（図中の左方向）であって、板部品１を右方向に押し付けたときに発生する反力である。このような方向に作用する外力Aを検出することで、壁部２８の倒れ具合に応じた大きさの外力Aを精度よく検出することができ、曲げ装置７による矯正量Bを適切に制御することができる。したがって、板部品１と筐体部品２との組み付け精度を向上させることができる。
【００５３】
（５）図２（Ａ）に示すように、板部品１は端辺２６に第一嵌合部２１を有し、板面部２５に第二嵌合部２２を有する。また、筐体部品２には面部２７と壁部２８とが設けられ、壁部２８に第三嵌合部２３が設けられるとともに、面部２７に第四嵌合部２４が設けられる。上記の組立装置２０によれば、このような嵌合部２１〜２４を備えた部品１，２の組み付けに際し、筐体部品２の壁部２８が面部２７に対して倒れている場合であっても、板部品１を容易に組み付けることができ、組み付け作業の安定性を高めることができる。特に、樹脂製の基板ユニットと樹脂ケースとの組み付けに適用することが容易であり、ノート型パソコンやスマートフォン，タブレットPCなどの電子製品の生産性を高めることができる。
【００５４】
［６．変形例］
上述の実施形態では、ハンド３に曲げ装置７が設けられているが、曲げ装置７をハンド３から独立させてもよい。例えば、アームロボット４０とは別の組付作業用ロボットに曲げ装置７を設け、アームロボット４０と連動させてもよい。また、曲げ装置７の構造についても上述の実施形態に記載の構造に限定されない。例えば、板部品１の板面部２５のうち、第二嵌合部２２の近傍を吸着（あるいは把持）する構造としてもよい。少なくとも、第二嵌合部２２が外力Aの作用方向と逆方向に移動するように板部品１を屈曲させる機能を持つものを用いることで、上述の実施形態と同様の効果を奏するものとなる。
【００５５】
［７．付記］
上記の変形例を含む実施形態に関し、以下の付記を開示する。
（付記１）
第一嵌合部及び第二嵌合部が設けられた板部品を第三嵌合部及び第四嵌合部が設けられた筐体部品に組み付ける際に、前記板部品を把持するハンドと、
前記第一嵌合部を前記第三嵌合部に嵌合させたときに、前記板部品から前記ハンドに作用する力の大きさを検出するセンサーと、
前記第二嵌合部が前記力の作用方向と逆方向に移動するように前記板部品を屈曲させる曲げ装置と、
前記センサーで所定値以上の前記力を検出したときに、前記曲げ装置で前記板部品を屈曲させつつ前記ハンドを制御して前記第二嵌合部を前記第四嵌合部に嵌合させ、前記センサーで前記所定値未満の前記力を検出したときに、前記曲げ装置を作動させずに前記ハンドを制御して前記第二嵌合部を前記第四嵌合部に嵌合させる制御装置と、
を備えたことを特徴とする、組立装置。
【００５６】
（付記２）
前記曲げ装置が、前記センサーで検出された前記力が大きいほど前記板部品の屈曲を強める
ことを特徴とする、付記１記載の組立装置。
【００５７】
（付記３）
前記曲げ装置が、前記第二嵌合部と前記第四嵌合部とが嵌合するまで前記板部品を屈曲させ続ける
ことを特徴とする、付記１又は２記載の組立装置。
【００５８】
（付記４）
前記センサーが、前記第一嵌合部を前記第三嵌合部に対して前記第二嵌合部から離隔する方向へ押し付けたときの外力の大きさを検出する
ことを特徴とする、付記１〜３のいずれか１項に記載の組立装置。
【００５９】
（付記５）
前記筐体部品が、前記板部品の板面に対向する面部と前記面部から立設された壁部とを有し、
前記第一嵌合部が、前記板部品の端辺に設けられ、
前記第二嵌合部が、前記板部品の前記板面に設けられ、
前記第三嵌合部が、前記壁部に設けられ、
前記第四嵌合部が、前記面部に設けられる
ことを特徴とする、付記１〜４のいずれか１項に記載の組立装置。
【００６０】
（付記６）
第一嵌合部及び第二嵌合部が設けられた板部品を第三嵌合部及び第四嵌合部が設けられた筐体部品に組み付ける際に、前記板部品をハンドで把持し、
制御装置で前記ハンドの位置を制御して前記第一嵌合部と前記第三嵌合部とを嵌合させ、
前記第一嵌合部と前記第三嵌合部とを嵌合させたときに、前記板部品から前記ハンドに作用する力の大きさをセンサーで検出し、
前記センサーで所定値以上の前記力を検出したときに、前記第二嵌合部が前記力の作用方向と逆方向に移動するように前記板部品を屈曲させる前記曲げ装置を作動させつつ、前記制御装置で前記ハンドを制御して前記第二嵌合部を前記第四嵌合部に嵌合させ、
前記センサーで前記所定値未満の前記力を検出したときに、前記曲げ装置を作動させずに前記制御装置で前記ハンドを制御して前記第二嵌合部を前記第四嵌合部に嵌合させる
ことを特徴とする、組立方法。
【００６１】
（付記７）
前記板部品を前記曲げ装置で屈曲させる際に、前記力の大きさが大きいほど前記板部品の屈曲を強める
ことを特徴とする、付記６記載の組立方法。
【００６２】
（付記８）
前記力の大きさが所定値以上のときには、前記第二嵌合部と前記第四嵌合部とが嵌合するまで前記板部品を前記曲げ装置で屈曲させ続ける
ことを特徴とする、付記６又は７記載の組立方法。
【００６３】
（付記９）
前記センサーによる検出対象が、前記第一嵌合部を前記第三嵌合部に対して前記第二嵌合部から離隔する方向へ押し付けたときの外力の大きさである
ことを特徴とする、付記６〜８のいずれか１項に記載の組立方法。
【００６４】
（付記１０）
前記筐体部品が、前記板部品の板面に対向する面部と前記面部から立設された壁部とを有し、
前記第一嵌合部が、前記板部品の端辺に設けられ、
前記第二嵌合部が、前記板部の前記板面に設けられ、
前記第三嵌合部が、前記壁部に設けられ、
前記第四嵌合部が、前記面部に設けられる
ことを特徴とする、付記６〜９のいずれか１項に記載の組立方法。
【符号の説明】
【００６５】
１  板部品
２  筐体部品
３  ハンド
４  クランプ
６  センサー
７  曲げ装置
１０  制御装置
２０  組立装置
２１  第一嵌合部
２２  第二嵌合部
２３  第三嵌合部
２４  第四嵌合部
２５  板面部（板面）
２６  端辺
２７  面部
２８  壁部
A0  所定値
【図１】
2018114585.tif 000003
【図２】
2018114585.tif 000004
【図３】
2018114585.tif 000005
【図４】
2018114585.tif 000006
【図５】
2018114585.tif 000007
【図６】
2018114585.tif 000008
【図７】
2018114585.tif 000009
【図８】
2018114585.tif 000010
【図９】
2018114585.tif 000011
【図１０】
2018114585.tif 000012
【図１１】
2018114585.tif 000013