(57)【要約】【課題】ロボット装置によって電線の加工を行う際に、実際の電線の経路に応じて、なるべく短い経路で複数の加工箇所を加工できるようにすることを目的とする。【解決手段】ワイヤーハーネス加工装置２０は、複数の電線に対する加工を行うロボットハンドと、前記ロボットハンドを移動させるハンド移動機構とを有するロボット装置３０と、複数の電線の経路情報を取得する経路情報取得部５２と、複数の電線の経路情報に基づいて複数の加工箇所の位置を特定する加工位置特定部５４と、加工位置特定部５４で特定された複数の加工箇所に基づいて、複数の加工箇所を経由する最短経路を探索する経路探索部５６と、ロボットハンドが、経路探索部５６で探索された最短経路に従って、複数の電線に対して加工を行うように、ロボット装置３０を制御するロボット制御部６６とを備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電線に対して複数の加工箇所で加工を行うワイヤーハーネス加工装置であって、
複数の電線に対する加工を行うロボットハンドと、前記ロボットハンドを移動させるハンド移動機構とを有するロボット装置と、
複数の電線の経路情報を取得する経路情報取得部と、
複数の電線の経路情報に基づいて複数の加工箇所の位置を特定する加工位置特定部と、
前記加工位置特定部で特定された複数の加工箇所に基づいて、複数の加工箇所を経由する最短経路を探索する経路探索部と、
前記ロボットハンドが、前記経路探索部で探索された最短経路に従って、複数の電線に対して加工を行うように、前記ロボット装置を制御するロボット制御部と、
を備えるワイヤーハーネス加工装置。
【請求項２】
請求項１に記載のワイヤーハーネス加工装置であって、
複数の電線は、複数のコネクタのいずれかから延出しており、
前記加工位置特定部は、コネクタの位置を基準として複数の加工箇所の位置を特定する、ワイヤーハーネス加工装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のワイヤーハーネス加工装置であって、
前記ロボットハンドは、複数の電線を寄せ集めるロボットハンド又は複数の電線を結束する結束用ロボットハンドであり、
前記加工位置特定部は、複数の電線の経路情報に基づいて、複数の電線の複数の結束箇所の位置を特定する、ワイヤーハーネス加工装置。
【請求項４】
請求項３に記載のワイヤーハーネス加工装置であって、
前記加工位置特定部は、複数の電線のうちの少なくとも一部の複数の電線を結束する箇所において、前記少なくとも一部の複数の電線のそれぞれの端部からの結束箇所の位置を特定し、それら結束箇所の位置を平均した位置を前記少なくとも一部の複数の電線の結束箇所の位置として特定する、ワイヤーハーネス加工装置。
【請求項５】
請求項３又は請求項４に記載のワイヤーハーネス加工装置であって、
前記経路探索部は、複数の電線の端部に近い箇所から遠い箇所に向う順番で複数の電線を結束する複数の経路候補の中から、複数の電線の経路情報に基づいて、前記最短経路を探索する、ワイヤーハーネス加工装置。
【請求項６】
請求項３から請求項５のいずれか１項に記載のワイヤーハーネス加工装置であって、
前記ロボットハンドは、開閉可能な第１把持爪及び第２把持爪を含み、複数の電線を寄せ集めるロボットハンドであり、
前記ハンド移動機構は、前記ロボットハンドを動かす複数の関節を含むロボットアームであり、
複数の電線の経路情報に基づいて、前記ロボットハンドが寄せ集め対象となる複数の電線を寄せ集める際の把持点を求め、閉じられた前記第１把持爪及び前記第２把持爪の間に前記把持点を配設した状態で、前記ロボットハンドが取り得る複数の姿勢候補を特定し、前記複数の姿勢候補のそれぞれに対応する前記ロボットアームの可操作度に基づいて、前記ロボットハンドが寄せ集め対象となる複数の電線を寄せ集める姿勢を決定する寄せ集め姿勢特定部をさらに備え、
前記ロボット制御部は、前記ロボットハンドが、前記寄せ集め姿勢特定部で決定された寄せ集める姿勢に従って寄せ集め対象となる複数の電線を寄せ集めるように、前記ロボット装置を制御する、ワイヤーハーネス加工装置。
【請求項７】
複数の電線に対する加工を行うロボットハンドと、前記ロボットハンドを移動させるハンド移動機構とを有するロボット装置によって、複数の電線に対して複数の加工箇所で加工を行うワイヤーハーネスの製造方法であって、
（ａ）複数の電線の経路情報を取得するステップと、
（ｂ）複数の電線の経路情報に基づいて複数の加工箇所の位置を特定するステップと、
（ｃ）前記ステップ（ｂ）で特定された複数の加工箇所に基づいて、複数の加工箇所を経由する最短経路を探索するステップと、
（ｄ）前記ロボットハンドが、前記ステップ（ｃ）で探索された最短経路に従って、複数の電線に対して加工を行うように、前記ロボット装置を制御するステップと、
を備えるワイヤーハーネスの製造方法。
【請求項８】
請求項７に記載のワイヤーハーネスの製造方法であって、
前記ステップ（ａ）では、複数の電線の経路情報に基づいて、複数の加工箇所として、複数の電線の複数の結束箇所の位置を特定し、
前記ステップ（ｄ）では、前記ロボットハンドが、結束対象となる複数の電線を結束する、ワイヤーハーネスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ワイヤーハーネスをロボット装置によって製造する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、ロボットの移動手順から指定数の空送線を選択し、選択された前記指定数の空送線を入れ替えたパターンを選び、それらパターンの中で空送距離が最短となるパターンを探索し、空送距離が最短となるパターンが有る場合、そのパターンを基に、再度、指定数の空送線の選択とそれ以降の処理を続行する最短空送経路自動算出方法を開示している。
【０００３】
特許文献２は、画像取得システムによって、ワイヤーハーネスを構成する電線群を認識するための画像データを取得し、その認識結果に基づいて、ロボットハンドによって複数の電線を寄せ集める動作等を行わせることを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−０１８７５１号公報
【特許文献２】特開２０１６−１９２１３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ワイヤーハーネスを構成する電線は、長尺な柔軟物である。このため、一定位置に位置決め保持されたコネクタから延出する電線は、様々な位置に存在し得る。このため、ワイヤーハーネスの加工対象となる各箇所の位置は、ワイヤーハーネスの加工毎に異なる。
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の技術によると、ロボットによる加工箇所が一定であることが前提である。ワイヤーハーネスの加工対象となる各箇所が一定位置にあることを前提として決定された経路は、実際にワイヤーハーネスが存在する態様によっては、最短経路でない場合があり得る。
【０００７】
また、特許文献２は、ワイヤーハーネスに対して複数の加工箇所が存在する場合において、その加工順を決定することは開示していない。
【０００８】
そこで、本発明は、ロボット装置によって電線の加工を行う際に、実際の電線の経路に応じて、なるべく短い経路で複数の加工箇所を加工できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、第１の態様は、複数の電線に対して複数の加工箇所で加工を行うワイヤーハーネス加工装置であって、複数の電線に対する加工を行うロボットハンドと、前記ロボットハンドを移動させるハンド移動機構とを有するロボット装置と、複数の電線の経路情報を取得する経路情報取得部と、複数の電線の経路情報に基づいて複数の加工箇所の位置を特定する加工位置特定部と、前記加工位置特定部で特定された複数の加工箇所に基づいて、複数の加工箇所を経由する最短経路を探索する経路探索部と、前記ロボットハンドが、前記経路探索部で探索された最短経路に従って、複数の電線に対して加工を行うように、前記ロボット装置を制御するロボット制御部と、を備える。
【００１０】
第２の態様は、第１の態様に係るワイヤーハーネス加工装置であって、複数の電線は、複数のコネクタのいずれかから延出しており、前記加工位置特定部は、コネクタの位置を基準として複数の加工箇所の位置を特定するものである。
【００１１】
第３の態様は、第１又は第２の態様に係るワイヤーハーネス加工装置であって、前記ロボットハンドは、複数の電線を寄せ集めるロボットハンド又は複数の電線を結束する結束用ロボットハンドであり、前記加工位置特定部は、複数の電線の経路情報に基づいて、複数の電線の複数の結束箇所の位置を特定するものである。
【００１２】
第４の態様は、第３の態様に係るワイヤーハーネス加工装置であって、前記加工位置特定部は、複数の電線のうちの少なくとも一部の複数の電線を結束する箇所において、前記少なくとも一部の複数の電線のそれぞれの端部からの結束箇所の位置を特定し、それら結束箇所の位置を平均した位置を前記少なくとも一部の複数の電線の結束箇所の位置として特定するものである。
【００１３】
第５の態様は、第３又は第４の態様に係るワイヤーハーネス加工装置であって、前記経路探索部は、複数の電線の端部に近い箇所から遠い箇所に向う順番で複数の電線を結束する複数の経路候補の中から、複数の電線の経路情報に基づいて、前記最短経路を探索するものである。
【００１４】
第６の態様は、第３から第５のいずれか１つの態様に係るワイヤーハーネス加工装置であって、前記ロボットハンドは、開閉可能な第１把持爪及び第２把持爪を含み、複数の電線を寄せ集めるロボットハンドであり、前記ハンド移動機構は、前記ロボットハンドを動かす複数の関節を含むロボットアームであり、複数の電線の経路情報に基づいて、前記ロボットハンドが寄せ集め対象となる複数の電線を寄せ集める際の把持点を求め、閉じられた前記第１把持爪及び前記第２把持爪の間に前記把持点を配設した状態で、前記ロボットハンドが取り得る複数の姿勢候補を特定し、前記複数の姿勢候補のそれぞれに対応する前記ロボットアームの可操作度に基づいて、前記ロボットハンドが寄せ集め対象となる複数の電線を寄せ集める姿勢を決定する寄せ集め姿勢特定部をさらに備え、前記ロボット制御部は、前記ロボットハンドが、前記寄せ集め姿勢特定部で決定された寄せ集める姿勢に従って寄せ集め対象となる複数の電線を寄せ集めるように、前記ロボット装置を制御するものである。
【００１５】
上記課題を解決するため、第７の態様は、複数の電線に対する加工を行うロボットハンドと、前記ロボットハンドを移動させるハンド移動機構とを有するロボット装置によって、複数の電線に対して複数の加工箇所で加工を行うワイヤーハーネスの製造方法であって、（ａ）複数の電線の経路情報を取得するステップと、（ｂ）複数の電線の経路情報に基づいて複数の加工箇所の位置を特定するステップと、（ｃ）前記ステップ（ｂ）で特定された複数の加工箇所に基づいて、複数の加工箇所を経由する最短経路を探索するステップと、（ｄ）前記ロボットハンドが、前記ステップ（ｃ）で探索された最短経路に従って、複数の電線に対して加工を行うように、前記ロボット装置を制御するステップと、を備える。
【００１６】
第８の態様は、第７の態様に係るワイヤーハーネスの製造方法であって、前記ステップ（ａ）では、複数の電線の経路情報に基づいて、複数の加工箇所として、複数の電線の複数の結束箇所の位置を特定し、前記ステップ（ｄ）では、前記ロボットハンドが、結束対象となる複数の電線を結束するものである。
【発明の効果】
【００１７】
第１の態様によると、複数の電線の経路情報を取得し、この経路情報に基づいて複数の加工箇所の位置を特定し、これにより特定された複数の加工箇所に基づいて複数の加工箇所を経由する最短経路を探索する。そして、ロボットハンドが、経路探索部で探索された最短経路に従って、複数の電線に対して加工を行う。このため、ロボット装置によって電線の加工を行う際に、実際の電線の経路に応じて、なるべく短い経路で複数の加工箇所を加工できる。
【００１８】
第２の態様によると、加工位置特定部は、コネクタの位置を基準として複数の加工箇所の位置をなるべく正確に特定できる。
【００１９】
第３の態様によると、複数の結束箇所に対する結束作業を迅速に行える。
【００２０】
第４の態様によると、結束箇所の位置を適切に設定できる。
【００２１】
第５の態様によると、結束に適した順で、結束作業を実施できる。
【００２２】
第６の態様によると、複数の姿勢候補のそれぞれに対応する前記ロボットアームの可操作度に基づいて、前記ロボットハンドが複数の電線を寄せ集める姿勢を決定する。可操作度が大きいほど、ロボットハンドは自由に動き得るため、ロボット装置によってワイヤーハーネスの製造を行う際に、ロボット装置が特異点異常によって作業中断することを抑制することができる。
【００２３】
第７の態様によると、複数の電線の経路情報を取得し、この経路情報に基づいて複数の加工箇所の位置を特定し、これにより特定された複数の加工箇所に基づいて複数の加工箇所を経由する最短経路を探索する。そして、ロボットハンドが、探索された最短経路に従って、複数の電線に対して加工を行う。このため、ロボット装置によって電線の加工を行う際に、実際の電線の経路に応じて、なるべく短い経路で複数の加工箇所を加工できる。
【００２４】
第８の態様によると、複数の結束箇所に対する結束作業を迅速に行える。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】実施形態に係るワイヤーハーネス加工装置を示す概略斜視図である。
【図２】ワイヤーハーネスの一例を示す説明図である。
【図３】制御ユニットの機能ブロック図である。
【図４】最短経路を求める処理例を示すフローチャートである。
【図５】電線の経路情報例を示す図である。
【図６】電線の経路情報において結束箇所が特定された例を示す図である。
【図７】経路候補データの例を示す図である。
【図８】寄せ集め姿勢特定処理例を示すフローチャートである。
【図９】寄せ集め姿勢特定処理の説明図である。
【図１０】寄せ集め姿勢特定処理の説明図である。
【図１１】寄せ集め姿勢特定処理の説明図である。
【図１２】寄せ集め作業例を示す説明図である。
【図１３】寄せ集め作業例を示す説明図である。
【図１４】ロボット制御部による電線の結束処理例を示すフローチャートである。
【図１５】寄せ集め作業例を示す説明図である。
【図１６】寄せ集め作業例を示す説明図である。
【図１７】しごき作業例を示す説明図である。
【図１８】結束作業例を示す説明図である。
【図１９】電線に対する結束作業順の一例を示す図である。
【図２０】電線に対する結束作業順の他の例を示す図である。
【図２１】変形例に係る電線の結束処理例を示すフローチャートである。
【図２２】電線の間隔と把持可能幅との関係を示す説明図である。
【図２３】３本以上の電線を寄せ集める作業例を示す説明図である。
【図２４】３本以上の電線を順次寄せ集めて結束する作業例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、実施形態に係るワイヤーハーネス加工装置及びワイヤーハーネスの製造方法について説明する。図１はワイヤーハーネス加工装置２０を示す概略斜視図である。
【００２７】
＜全体説明＞
ワイヤーハーネス加工装置２０は、複数の電線１４に対して複数の加工箇所で加工を行う装置である。加工内容としては、複数の電線１４を寄せ集める加工、複数の電線１４を分岐箇所で結束する加工、車両固定用のクランプ等の車両固定部品を固定する加工であること等が想定される。ここでは、ワイヤーハーネス加工装置２０が、複数の電線１４を寄せ集める加工であることを想定して説明する。複数の電線１４は、寄せ集められた後、他のロボット装置４６又は人手等によって粘着テープ等の結束部材１８を用いて結束される。これにより、複数の電線１４を含むワイヤーハーネス１０が製造される。
【００２８】
なお、ワイヤーハーネス１０は、図２に示すように、端部にコネクタ１２が取付けられた複数の電線１４を、車両等における配線形態に合わせて分岐及び結束したものである。図２では、複数（ここでは９つ）のコネクタ１２から延出する複数の電線１４が、結束箇所ｐ１〜ｐ６で１つに束ねられて結束部材１８によって結束されて、適宜分岐しつつ結束された例を示している。図２では、各コネクタ１２から延出する電線１４が１本の線で示されているが、実際には、複数の電線１４が含まれている。
【００２９】
上記結束箇所ｐ１〜ｐ６は、電線１４の端部、つまり、コネクタ１２から近い箇所から遠い箇所（通常は、最も多くの電線１４が束ねられる幹線部分１４ａの箇所）に向う順で、１次分岐箇所、２次分岐箇所・・・と区別することができる。図２に示す例では、結束箇所ｐ１，ｐ３，ｐ６は１次分岐箇所であり、結束箇所ｐ２、ｐ５は２次分岐箇所であり、結束箇所ｐ４は３次分岐箇所である。また、幹線部分１４ａを境界にして、結束箇所ｐ１〜ｐ６をグループ化することができる。図２に示す例では、結束箇所ｐ１、ｐ２が１つのグループに属し、結束箇所ｐ３〜ｐ６が他のグループに属する。
【００３０】
ワイヤーハーネス加工装置２０は、作業用支持部２１によって支持されたコネクタ１２から延出する電線１４を寄せ集める装置である。
【００３１】
作業用支持部２１は、コネクタ１２から電線１４が垂れ下がった状態で当該コネクタ１２を保持可能に構成されている。より具体的には、作業用支持部２１は、支持部２２と、コネクタホルダ２４とを備える。支持部２２は、板又は棒状フレームによって構成されており、当該支持部２２に複数のコネクタホルダ２４が支持されている。コネクタホルダ２４は、コネクタ１２のうち電線１４が延出する側の背部を外方（ここでは、下方）に露出させた状態で、コネクタ１２を着脱可能に支持する。例えば、コネクタホルダ２４には、コネクタ１２を嵌め込み可能な凹部が形成されており、当該凹部にコネクタ１２を着脱可能に嵌め込むことができる。そして、複数のコネクタホルダ２４によって支持された複数のコネクタ１２から延出する電線１４がＵ字状に垂下がった状態で支持される。
【００３２】
ワイヤーハーネス１０を製造するにあたって、複数の電線１４が端部のコネクタ１２を介して作業用支持部２１によって保持される。
【００３３】
ワイヤーハーネス加工装置２０は、ロボット装置３０と、制御ユニット５０とを備える。ロボット装置３０は、電線１４を寄せ集める動作を行う。ここでは、作業用支持部２１の周りに、結束用ロボット装置４６が設けられており、ロボット装置３０によって寄せ集められた電線１４が、結束用ロボット装置４６によって結束される。
【００３４】
ロボット装置３０は、作業用支持部２１の周りに設けられている。ロボット装置３０は、ロボットハンド４０と、ロボットアーム３２とを備える。
【００３５】
ロボットハンド４０は、複数の電線１４に対する加工を行うハンドである。ここでは、ロボットハンド４０は、複数の電線１４を寄せ集めるハンドである。
【００３６】
より具体的には、ロボットハンド４０は、開閉可能な第１把持爪４１及び第２把持爪４２を含む（図１及び図１０参照）。より具体的には、ロボットハンド４０は、ハンド基部４３に対して第１把持爪４１及び第２把持爪４２が開閉可能に設けられている。第１把持爪４１及び第２把持爪４２は、エアシリンダ、油圧シリンダ、電磁アクチュエータ、モータ等によって、互いに接近する方向及び互いに離間する方向に開閉駆動される。第１把持爪４１及び第２把持爪４２が接近することで、複数の電線１４を寄せ集めたり、電線１４を掴んだりすることができる。また、複数の電線１４を軽く掴んだ状態で、ロボットハンド４０を電線１４の延在方向に移動させることで、当該複数の電線１４をしごくことができる。
【００３７】
ロボットアーム３２は、上記ロボットハンド４０を移動させるものであり、一般的な垂直多関節ロボット用アームにより構成されている。ロボットアーム３２の先端部に上記ロボットハンド４０が取付けられている。ロボットアーム３２は、好ましくは、６軸ロボットアームによって構成されている。ここで、ロボットアーム３２は６つの関節を有する６軸ロボットアームである例で説明する。ロボットアーム３２において、ベースから先端側に向かう６つの関節角を、それぞれθ（１）、θ（２）、θ（３）、θ（４）、θ（５）、θ（６）とする。
【００３８】
ロボットアーム３２に代えて、直交ロボットが用いられてもよい。すなわち、ロボット装置３０は、ロボットハンド４０を移動させるハンド移動機構を備えていればよい。
【００３９】
結束用ロボット装置４６は、上記ロボットアーム３２と同様構成のロボットアーム４７の先端部に結束用ロボットハンド４８が取付けられた構成とされている。結束用ロボットハンド４８としては、例えば、粘着テープを電線１４の束に巻付ける周知のテープ巻付装置、又は、結束バンドを電線１４の束に巻付けるバンド巻付装置等を含む構成を用いることができる。ワイヤーハーネス加工装置２０が、結束用ロボット装置４６を備えていることは必須ではない。例えば、人手によって電線１４を結束する作業が実施されてもよい。
【００４０】
また、ワイヤーハーネス加工装置２０は、作業用支持部２１によって支持されたコネクタ１２及び電線１４を撮像可能な撮像部３９、４９を備える。撮像部３９、４９は、ＣＣＤカメラ等によって構成されている。撮像部３９、４９は、電線１４を２次元的に撮像するカメラであってもよいし、電線１４を３次元的に撮像するステレオカメラによって構成されていてもよい。撮像部３９は、ロボットアーム３２の先端部に設けられ、撮像部４９は、ロボットアーム４７の先端部に設けられている。ロボットアーム３２、４７により、撮像部３９、４９を、電線１４の全体を撮像可能な位置に移動させることで、電線１４の全体を撮像することができる。また、ロボットアーム３２、４７により、撮像部３９、４９を、ロボットハンド４０等による作業領域に近づけることで、当該作業領域を高解像度で撮像することができる。撮像部３９、４９が、ロボットアーム３２、４７に搭載されていることは必須ではなく、支持された全てのコネクタ１２、電線１４を撮像可能なように、作業用支持部２１から離れた位置に設けられていてもよい。
【００４１】
そして、制御ユニット５０が予め記憶した作業プログラムに基づいて、ロボット装置３０、４６の動作制御を行う。この際、制御ユニット５０は、撮像部３９、４９で撮像された画像に基づいて電線１４の経路情報を取得し、当該経路情報に基づいてロボットハンド４０が電線を寄せ集める際の経路を特定する。そして、制御ユニット５０が、前記経路に従って電線を寄せ集める作業を行うように、ロボット装置３０を制御する。ここでは、制御ユニット５０は、撮像部３９、４９で撮像された画像に基づいて電線１４の経路情報を取得し、当該経路情報に基づいて寄せ集め姿勢も決定する。制御ユニット５０は、当該寄せ集め姿勢に基づいて電線１４を寄せ集めるように、ロボット装置３０を制御する。また、寄せ集め後に、制御ユニット５０が結束用ロボット装置４６を制御して当該寄せ集められた電線１４を結束する。
【００４２】
制御ユニット５０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、外部記憶装置等がバスラインを介して相互接続されたコンピュータによって構成されている。ＲＯＭは基本プログラム等を格納しており、ＲＡＭはＣＰＵが所定の手順に従った処理を行う際の作業領域として供される。外部記憶装置は、フラッシュメモリ或はハードディスク装置等の不揮発性の記憶装置によって構成されている。外部記憶装置には、ＯＳ（オペレーションシステム）、作業指示データ、経路候補データ、加工プログラム等が格納されている。作業指示データは、どの電線１４のどの位置（例えば、端部のコネクタ１２から延出する電線種類、コネクタ１２からの距離等として定義される）同士を寄せ集めるかといった情報を含む。経路候補データは、各結束箇所ｐ１〜ｐ６を結束する順によって定義されるデータであり、複数の候補が定義されている。経路候補データの例については後で説明する。加工プログラムは、撮像部３９、４９で撮像された画像に基づいて電線１４の経路情報を認識するプログラム、最短経路を探索するプログラム、寄せ集め姿勢を決定するプログラム、最短経路及び寄せ集め姿勢に従って電線１４を寄せ集めるようにロボット装置３０を制御するプログラム等を含む。加工プログラムに記述された手順に従って、主制御部としてのＣＰＵが演算処理を行うことにより、ロボット装置３０、結束用ロボット装置４６の動作制御がなされる。例えば、本制御ユニット５０からの制御信号が入出力インターフェースを介してロボット装置３０、結束用ロボット装置４６に与えられ、ロボット装置３０、結束用ロボット装置４６が動作制御される。
【００４３】
図３は制御ユニット５０によって実行される機能を示す機能ブロック図である。同図に示すように、制御ユニット５０は、経路情報取得部５２と、加工位置特定部５４と、経路探索部５６と、寄せ集め姿勢特定部６４と、ロボット制御部６６としての各機能を備える。また、記憶部６８には、製造対象となるワイヤーハーネス１０の形態に応じた作業箇所、作業内容等を規定した作業指示データ６８ａ及び経路候補データ６８ｂが格納されている。
【００４４】
経路情報取得部５２は、撮像部３９（又は４９）で得られた撮像画像から、寄せ集め対象となる電線１４の経路情報データを取得する。経路情報取得部５２は、例えば、ステレオカメラ等によって撮像した画像から寄せ集め対象となる電線１４の３次元の点群データを取得し、その点群データから各電線１４の経路を特定していくこと等によって、電線１４の経路情報データを取得することができる。
【００４５】
加工位置特定部５４は、経路情報取得部５２で特定された電線の経路情報に基づいて、作業指示データ６８ａを参照して、複数の結束箇所ｐ１〜ｐ６の位置を特定する。作業指示データ６８ａにおいて、コネクタ１２の位置を基準とする電線１４を辿った距離によって結束部分が定義されている場合、電線の経路情報に基づいて、電線１４の端部からの電線１４を辿った距離に基づいて結束箇所ｐ１〜ｐ６の位置を特定することができる。結束箇所ｐ１〜ｐ６は、電線１４に対して実際に把持される箇所であってもよいし、後述するようにロボットハンド４０が結束を行うために寄せ集めを開示する箇所（後述する把持点Ｐ）と同じであってもよい。
【００４６】
経路探索部５６は、特定された複数の結束箇所ｐ１〜ｐ６の位置及び経路候補データ６８ｂに基づいて、最短経路を探索する。すなわち、加工位置特定部５４によって結束箇所ｐ１〜ｐ６の位置を特定すると、各結束箇所ｐ１〜ｐ３の距離を算出することができる。そこで、各経路候補データ６８ｂに含まれる経路候補に対して、結束箇所ｐ１〜ｐ３の距離をあてはめていくことで、各経路候補の距離を算出することができ、算出結果から最短距離となる最短経路を探索することができる。
【００４７】
寄せ集め姿勢特定部６４は、経路情報取得部５２で特定された電線１４の経路情報に基づいて、それぞれの結束箇所ｐ１〜ｐ６において、ロボットハンド４０が電線１４を寄せ集める際の把持点を求める。そして、寄せ集め姿勢特定部６４は、閉じられた第１把持爪４１及び第２把持爪４２の間に把持点Ｐを配設した状態で、ロボットハンド４０が取り得る複数の姿勢候補を特定する。次に、寄せ集め姿勢特定部６４は、当該複数の姿勢候補のそれぞれに対応するロボットアーム３２の可操作度ｗに基づいて、ロボットハンド４０が電線１４を寄せ集める姿勢を決定する。寄せ集め姿勢特定部６４による寄せ集め姿勢の決定手法については、後にさらに詳細に説明する。
【００４８】
また、ロボット制御部６６は、ロボット装置３０、結束用ロボット装置４６を制御して、作業指示データ６８ａに規定された所定の電線１４を寄せ集めて結束する作業を行わせる。
【００４９】
＜経路探索に関する説明＞
経路探索に関する処理を中心に説明する。図４は加工位置特定部５４及び経路探索部５６による処理を示すフローチャートである。ステップＴ１は、加工位置特定部５４による処理であり、ステップＴ２及びＴ３は経路探索部５６による処理である。この処理について、図５〜図７を参照しつつ説明する。なお、下記の各処理は、例えば、ロボットアーム３２のベースを基準とするＸＹＺ座標系又はＸＹ座標系における処理として行うことができる。ここでは、説明の便宜上、ロボットアーム３２のベースを基準とし、電線１４が最も大きく広がるＸＹ座標系（例えば、複数のコネクタ１２が通過する鉛直平面）における処理として説明する。
【００５０】
まず、図５に示すように、経路情報取得部５２において電線１４の経路情報が取得されている。なお、コネクタホルダ２４は、作業用支持部２１において既知の位置であるから、当該既知のコネクタホルダ２４の位置を予め設定された基準として電線１４の端部を把握することができる。コネクタホルダ２４又はコネクタ１２の位置は画像処理等によって認識されてもよい。
【００５１】
ステップＴ１において、図５に示すように、電線１４の経路情報に基づいて複数の結束箇所ｐ１〜ｐ６の位置が特定される。結束箇所の位置ｐ１は、例えば、複数の電線１４のうち少なくとも一部の複数の電線１４を結束する箇所において、当該少なくとも一部の複数の電線１４のそれぞれの端部から結束箇所の位置を特定し、それら結束箇所の位置を平均した位置を前記少なくとも一部の複数の電線１４の結束箇所の位置として特定することができる。
【００５２】
すなわち、図６において、左から１つ目のコネクタ１２から延出する電線１４（便宜上電線１４Ａと区別することがある）と、左から２つ目のコネクタ１２から延出する電線１４（便宜上電線１４Ｂと区別することがある）との結束箇所ｐ２の位置を特定することを考える。
【００５３】
この場合、電線１４の経路情報及び作業指示データ６８ａに基づいて、左から１つ目のコネクタ１２（つまり電線１４Ａの端部）を基準として、電線１４Ａを辿って、作業指示データ６８ａにおいて定義された結束箇所の距離離れた位置ｐ１ａを特定する。同様に、左から２つ目のコネクタ１２（つまり電線１４Ｂの端部）を基準として、電線１４Ｂを辿って、作業指示データ６８ａにおいて定義された結束箇所の距離離れた位置ｐ１ｂを特定する。これらの位置ｐ１ａと位置ｐ１ｂとを平均した位置、即ち、位置ｐ１ａのｘｙ座標と位置ｐ１ｂのｘｙ座標とを加算して、位置の数で除したｘｙ座標の位置を、結束箇所ｐ１として特定することができる。２点間の位置ｐ１ａ、ｐ１ｂを平均した位置は、これらの中点である。１次分岐箇所である結束箇所ｐ３、ｐ６についても同様に特定することができる。２次分岐箇所である結束箇所ｐ２、ｐ５、３次分岐箇所であるｐ５についても、同様に、各電線１４の端部からの経路を辿っていってそれぞれの電線１４の結束箇所を特定し、それらの位置を平均した位置を結束位置として特定することができる。
【００５４】
なお、上記のように複数の結束箇所ｐ１〜ｐ６を特定した状態において、最も多数の電線１４が束ねられる幹線部分１４ａの存在領域を、結束箇所ｐ２とｐ４との間の領域として特定することが可能である。また、幹線部分１４ａを基準として一方側の結束箇所ｐ１、ｐ２が存在する領域と、他方側の結束箇所ｐ３〜ｐ６が存在する領域とを別々のグループとして特定することも可能である。
【００５５】
ステップＴ２では、複数の経路候補の総距離を演算する。ここで、記憶部６８には、経路候補データ６８ｂが格納されている。経路候補データ６８ｂは、例えば、図７に示すように、結束箇所ｐ１〜ｐ６を１回ずつ経由していく経路の候補を規定する複数の経路候補を含む。経路候補は、複数の電線１４の端部に近い箇所から遠い箇所（例えば、幹線部分１４ａ）に向う順番で複数の電線１４を結束するように定義されている。より具体的には、端部（つまりコネクタ１２）から幹線部分１４ａに向うに従って、各分岐箇所を１次分岐、２次分岐・・・とする。ワイヤーハーネスの各グループ（上記のように幹線部分１４ａを基準として分割されるグループＧ１、Ｇ２）において、ある次数の分岐が当該次数よりも大きい次数の分岐よりも先に通過しない（結束されない）という条件で、経路候補が定義されている。つまり、それぞれのグループＧ１、Ｇ２において、１次分岐に対応する結束箇所は、他の２次分岐、３次分岐よりも先に通過され（結束され）、２次分岐に対応する結束箇所は、１次分岐に対応する結束箇所よりも後に通過され（結束され）、３次分岐よりも先に通過される（結束される）ように、経路候補が定義されている。同じ次数の分岐に対応する箇所が複数存在する場合、いずれが先に通過（結束）されてもよい。
【００５６】
図７で示す例では、結束作業を行う初期状態におけるロボットハンド４０の位置を原点として、複数の結束箇所ｐ１〜ｐ６を順次通過する（結束していく）複数の経路候補が、ツリー構造によって特定されている。すなわち、ロボットハンド４０の位置を原点とし、最初に通過する（結束する）箇所は、１次分岐に対応する結束箇所ｐ１、ｐ３、ｐ６のいずれかとなる。なお、結束用ロボット装置４６の結束用ロボットハンド４８の位置を原点位置としてもよい。
【００５７】
一番目に通過する（結束する）箇所を結束箇所ｐ１とすると、２番目に通過する（結束する）箇所は、１次分岐に対応する結束箇所ｐ３、ｐ６、又は、結束箇所ｐ１と同じグループＧ１に属する２次分岐に対応する結束箇所ｐ２となる。他のグループＧ２に属する２次、３次分岐に対応する結束箇所ｐ４、ｐ５は、当該グループＧ２の１次分岐に対応する結束箇所ｐ３、ｐ６が結束されていないので、２番目の通過（結束）箇所とはならない。
【００５８】
２番目の通過（結束）箇所を結束箇所ｐ２とすると、３番目の通過（結束）箇所は、グループＧ２の１次分岐に対応する結束箇所ｐ３、ｐ６のいずれかとなる。
【００５９】
３番目の通過（結束）箇所を結束箇所ｐ３とすると、４番目の通過（結束）箇所は、グループＧ２の１次分岐に対応する結束箇所ｐ６となる。
【００６０】
以下、上記条件に従って、４番目の通過（結束）箇所が２次分岐である結束箇所ｐ５となり、３番目の通過（結束）箇所は、グループＧ２の１次分岐に対応する結束箇所ｐ６となる。
【００６１】
同様にして、経路候補データ６８ｂにおいて、複数の経路候補Ｒ（１）、Ｒ（２）、Ｒ（３）・・・が定義されている。
【００６２】
加工位置特定部５４において、各結束箇所ｐ１〜ｐ６の位置が特定されていること、及び、ロボットハンド４０の原点位置は既知であることから、経路探索部５６において、ロボットハンド４０の原点位置から１番目の通過（結束）箇所である結束箇所ｐ１、ｐ３、ｐ６に至る距離、各結束箇所ｐ１〜ｐ６間の距離を演算によって求めることができる。例えば、原点位置の座標と結束箇所ｐ１の座標とに基づいて、それらの間の距離ａを演算によって求めることができる。同様に、原点位置と結束箇所ｐ６との距離ｂ、結束箇所ｐ１と結束箇所ｐ２との距離ｃ、結束箇所ｐ１と結束箇所ｐ６との距離ｄ等も求めることができる。
【００６３】
そして、経路候補Ｒ（１）、Ｒ（２）、Ｒ（３）・・・のそれぞれについて、原点位置から結束箇所ｐ１〜ｐ６を通過する各距離を加算演算していくことで、それらの総距離ＴＤ（１）、ＴＤ（２）、ＴＤ（３）・・・を求めることができる。例えば、経路候補Ｒ（１）については、原点と結束箇所ｐ１との距離ａに、結束箇所ｐ１と結束箇所ｐ２との距離ｃ、結束箇所ｐ２と結束箇所ｐ３との距離、・・・を順次加算していくことで、総距離ＴＤ（１）を求めることができる。
【００６４】
経路候補Ｒ（１）、Ｒ（２）、Ｒ（３）・・・のそれぞれについて、総距離ＴＤ（１）、ＴＤ（２）、ＴＤ（３）・・・を求めた後、ステップＴ３において、総距離ＴＤ（１）、ＴＤ（２）、ＴＤ（３）・・・が最小となる経路候補を、複数の加工箇所を経由する最短経路として決定することができる。
【００６５】
上記経路候補データ６８ｂは、人手によって事前に作成されたものであってもよいし、上記条件下において、予め設定されたワイヤーハーネスの経路データ等に基づいてコンピュータによって自動的に生成されてもよい。
【００６６】
以上のようにして、各結束箇所ｐ１〜ｐ６を通過（結束）していく最短経路が探索されることになる。
【００６７】
＜寄せ集め姿勢に関する説明＞
図８は寄せ集め姿勢特定部６４における寄せ集め姿勢特定処理を示すフローチャートである。この処理について、図９〜図１３を参照しつつ説明するなお、下記の各処理は、例えば、ロボットアーム３２のベースを基準とするＸＹＺ座標系における処理として行うことができる。
【００６８】
なお、以下では、２つのコネクタ１２から延出する２つの電線１４を寄せ集めすることを前提として説明する。必要に応じて、２つのコネクタ１２のうちの一方を第１コネクタ１２Ａ、他方を第２コネクタ１２Ｂと区別し、ワイヤーハーネス加工装置２０が当該第１コネクタ１２Ａから延出する第１電線１４Ａと、第２コネクタ１２Ｂから延出する第２電線１４Ｂとを寄せ集める例を中心に説明する。
【００６９】
まず、ステップＳ１において、図９に示すように、第１電線１４Ａ、第２電線１４Ｂの経路情報に基づいて、電線間連続面Ｆの２分割線Ｌを求める。電線間連続面Ｆは、第１コネクタ１２Ａから延出する第１電線１４Ａと第２コネクタ１２Ｂから延出する第２電線１４Ｂとを結ぶ連続的な面である。電線間連続面Ｆは、例えば、それぞれの端部（第１コネクタ１２Ａ又は第２コネクタ１２Ｂ）から等距離にある、第１電線１４Ａ上の各点と、第２電線１４Ｂ上の各点とを結ぶ線の集合として求めることができる。また、２分割線Ｌは、電線間連続面Ｆを第１電線１４Ａ、第２電線１４Ｂの間において２分割する線である。２分割線Ｌは、例えば、それぞれの端部（第１コネクタ１２Ａ又は第２コネクタ１２Ｂ）から等距離にある、第１電線１４Ａ上の各点と、第２電線１４Ｂ上の各点とを結ぶ線の中点の集合として求めることができる。
【００７０】
次ステップＳ２において、把持点Ｐと、把持点Ｐにおける電線間連続面Ｆの法線ベクトルＮを求める。通常、第１電線１４Ａと第２電線１４Ｂとを寄せ集める際には、第１コネクタ１２Ａ又は第２コネクタ１２Ｂを基準とする距離Ｅによって、第１電線１４Ａと第２電線１４Ｂとを寄せ集める箇所が特定されている。そこで、把持点Ｐは、図５に示すように、例えば、第１コネクタ１２Ａから距離Ｅ離れた第１電線１４Ａ上の点ＰＡと、第２コネクタ１２Ｂから距離Ｅ離れた第２電線１４Ｂ上の点ＰＢとを結ぶ点の中点として求めることができる。この把持点Ｐは、上記各結束箇所ｐ１〜ｐ６と同じであってもよい。
【００７１】
また、把持点Ｐにおける電線間連続面Ｆの法線ベクトルＮは、例えば、上記点ＰＡと点ＰＢとを結ぶ線に対して直交し、かつ、把持点Ｐにおける２分割線Ｌの方向に直交する法線ベクトルＮとして求めることができる。把持点Ｐにおける２分割線Ｌの方向は、例えば、第１電線１４Ａ上の点ＰＡから第１コネクタ１２Ａ側に微小距離近い点（又は微小距離遠い点）と第２電線１４Ｂ上の点ＰＢから第２コネクタ１２Ｂ側に微小距離近い点（又は微小距離遠い点）との中点と上記把持点Ｐとを結ぶ直線の方向として近似的に求めることができる。これにより、第１電線１４Ａ及び第２電線１４Ｂの経路情報に基づいて、第１電線１４Ａ及び第２電線１４Ｂを結ぶ電線間連続面Ｆの、把持点Ｐにおける法線方向を特定することができる。
【００７２】
上記例に限られず、把持点Ｐ及び法線ベクトルＮは、各種数学的な方法等によって求めることができる。
【００７３】
次ステップＳ３において、ロボットハンド４０のＴＣＰ（Tool Center Point）位置、ロボットハンド４０の方向Ｄ及びロボットハンド４０の幅姿勢（ベクトル）Ｔを特定する。
【００７４】
ここでは、図１０に示すように、ロボットハンド４０のＴＣＰ位置は、開いた第１把持爪４１と第２把持爪４２の基端部の中央位置、すなわち、ハンド基部４３の中央位置であるとする。ロボットハンド４０のＴＣＰ位置は、上記把持点Ｐと一致する特定される。
【００７５】
ロボットハンド４０の方向Ｄは、ロボットハンド４０の第１把持爪４１及び第２把持爪４２が向く方向である。ここでは、ロボットハンド４０の方向Ｄを示すベクトルは、上記法線ベクトルＮと一致するとして特定される。
【００７６】
ロボットハンド４０の幅姿勢Ｔは、第１把持爪４１と第２把持爪４２との開閉方向である。ここでは、ロボットハンド４０の幅姿勢Ｔを示すベクトルは、重力方向である鉛直方向に対して直交する水平方向として特定される。通常は、第１電線１４Ａ及び第２電線１４Ｂは、第１コネクタ１２Ａ及び第２コネクタ１２Ｂから垂下がっている。このため、第１把持爪４１と第２把持爪４２との開閉方向を水平方向とすれば、第１把持爪４１と第２把持爪４２とが開く方向と、第１電線１４Ａ及び第２電線１４Ｂが並ぶ方向とが一致し、離れた第１電線１４Ａと第２電線１４Ｂとを、第１把持爪４１と第２把持爪４２とによって効果的に寄せ集めることができる。このため、通常は、第１電線１４Ａ及び第２電線１４Ｂが並ぶ方向が水平方向であるとし、ロボットハンド４０の幅姿勢Ｔを示すベクトルを、重力方向である鉛直方向に対して直交する水平方向として特定すればよい。
【００７７】
もっとも、第１電線１４Ａ及び第２電線１４Ｂが重力方向に対して交差する方向に配設される場合等には、ロボットハンド４０の幅姿勢Ｔを示すベクトルは、第１電線１４Ａ及び第２電線１４Ｂを結ぶ方向、例えば、点ＰＡと点ＰＢとを結ぶ線の方向と一致しているとして特定されてもよい。
【００７８】
ステップＳ３では、ロボットハンド４０が把持点Ｐにおいて第１電線１４Ａ及び第２電線１４Ｂを寄せ集める姿勢が、上記方向Ｄ及び幅姿勢Ｔによって特定されることになる。
【００７９】
次ステップＳ４において、複数の姿勢候補を生成する。
【００８０】
まず、ステップＳ３において特定されたロボットハンド４０の姿勢を、第１姿勢候補とする。第１把持爪４１と第２把持爪４２とを閉じた状態で、把持点Ｐ（ＴＣＰ位置）は、第１把持爪４１と第２把持爪４２との間に配設される。このため、閉じられた第１把持爪４１及び第２把持爪４２の間に把持点Ｐを配設した状態で、第１把持爪４１及び第２把持爪４２の延出方向（方向Ｄ）が法線ベクトルＮと一致し、かつ、第１把持爪４１及び第２把持爪４２の開閉方向（方向Ｔ）が第１電線１４Ａ及び第２電線１４Ｂが並ぶ方向に一致した姿勢が第１姿勢候補とされる。
【００８１】
また、図１１に示すように、第１姿勢候補から、第１把持爪４１及び第２把持爪４２の延出方向Ｄと第１把持爪４１及び第２把持爪４２の開閉方向（ここでは、幅姿勢Ｔと同じ）とに直交する軸Ａ周りに回転させた少なくとも１つの姿勢を少なくとも１つの第２姿勢候補として特定する。例えば、第１姿勢候補から軸Ａ周りに所定角度ずつ回転させた複数の姿勢を、第２姿勢候補とする。第１姿勢候補から軸Ａ周りに所定角度ずつ回転させるとすると、第２姿勢候補が７１個特定され、第１姿勢候補と第２姿勢候補と合わせて７２個の候補が定まる。第１姿勢候補と第２姿勢候補は、ロボットハンド４０のＴＣＰ位置を把持点Ｐに配置した状態で、ロボットハンド４０の幅姿勢Ｔを水平方向（上記したように幅姿勢Ｔは点ＰＡと点ＰＢとを結ぶ線の方向と一致していてもよい）に沿わせた姿勢であるため、それぞれ第１電線１４Ａ及び第２電線１４Ｂを把持できる姿勢である。第２姿勢候補は、延出方向Ｄ及び幅姿勢Ｔによって定義される。
【００８２】
次ステップＳ５において、上記複数の姿勢候補（第１姿勢候補及び少なくとも１つの第２姿勢候補）に対する可操作度ｗを算出する。
【００８３】
すなわち、ロボットハンド４０の位置姿勢ベクトルをｒとする。位置姿勢ベクトルｒは、ｘｙｚの各座標によって表されるＴＣＰ位置と、ロボットハンド４０の初期姿勢に対するＸＹＺの各軸周りの回転角度によって表される姿勢とによって定められる。上記第１姿勢候補及び少なくとも１つの第２姿勢候補は、ＴＣＰ位置（把持点Ｐ）におけるロボットハンド４０の姿勢として特定されている。ＴＣＰ位置（把持点Ｐ）はステップＳ３において一定の位置（ｘｙｚの各座標）として特定されている。また、ロボットハンド４０の姿勢は、第１姿勢候補と少なくとも１つの第２姿勢候補のそれぞれに対して、延出方向Ｄ及び幅姿勢Ｔによって特定され、これらは、ロボットハンド４０の初期姿勢に対するＸＹＺの各軸周りの回転角度として特定され得る。このため、第１姿勢候補及び少なくとも１つの第２姿勢候補のそれぞれに対応する位置姿勢ベクトルｒが特定される。
【００８４】
また、ロボットアーム３２の各関節間の長さ、関節の相対的位置関係は既知であるから、各関節角度（θ（１）、θ（２）、θ（３）、θ（４）、θ（５）、θ（６））を示すベクトルｑから位置姿勢ベクトルｒを求める順運動学ｆが存在し、ｒ＝ｆ（ｑ）となる。この逆運動学を解くと、位置姿勢ベクトルｒからベクトルｑを求めることができる。つまり、第１姿勢候補と少なくとも１つの第２姿勢候補のそれぞれに対して、ロボットアーム３２の各関節角度θ（１）、θ（２）、θ（３）、θ（４）、θ（５）、θ（６）を求めることができる。
【００８５】
また、順運動学ｆをθで偏微分すること等により、順運動学ｆのヤコビ行列Ｊを求めることができる。可操作度ｗは、ヤコビ行列Ｊの行列式であるから、第１姿勢候補と少なくとも１つの第２姿勢候補のそれぞれに対して、行列式｜Ｊ｜に関節角度θ（１）、θ（２）、θ（３）、θ（４）、θ（５）、θ（６）の値を代入すると、第１姿勢候補と少なくとも１つの第２姿勢候補のそれぞれに対して可操作度ｗを求めることができる。つまり、第１候補姿勢の可操作度ｗ（１）、少なくとも１つの第２候補姿勢の可操作度ｗ（２）、ｗ（３）、・・・とすると、可操作度ｗ（１）、ｗ（２）、ｗ（３）、・・・のそれぞれの値を求めることができる。
【００８６】
次ステップＳ６において、可操作度ｗ（１）、ｗ（２）、ｗ（３）、・・・に基づいて、寄せ集め姿勢を特定する。可操作度ｗは、ロボットハンドの自由度を表す値であり、小さければ小さいほど自由度が小さく、大きければ大きいほど自由度が大きい。そこで、可操作度ｗ（１）、ｗ（２）、ｗ（３）、・・・を比較し、最も大きいものを特定し、最も大きい可操作度ｗ（ａ）となる位置姿勢ベクトルｒを、寄せ集め姿勢として決定する。
【００８７】
ステップＳ６における寄せ集め姿勢の決定は、上記の通りなされる必要は無い。例えば、第１姿勢候補に応じた可操作度ｗ（１）を求め、この可操作度ｗ（１）が特異点では無く、作業を行うのに適した自由度を示す基準値を超えるか否かを判定し、当該基準値を超える場合には、可操作度ｗ（１）に応じた姿勢を寄せ集め姿勢として決定してもよい。この場合に、可操作度ｗ（１）が基準値を超えない場合には、他の第２候補姿勢の可操作度ｗ（２）、ｗ（３）、ｗ（４）、・・・が基準値を超えるか否かを順次判定し（例えば、第１姿勢候補に近い第２候補姿勢を順次基準値と比較していくとよい）、基準値を超えた場合にその可操作度ｗに応じた姿勢を寄せ集め姿勢として決定してもよい。可操作度ｗと基準値が同じである場合には、寄せ集め姿勢として決定する又は決定しないのいずれと判定してもよい。
【００８８】
図１２は第１姿勢候補が寄せ集め姿勢として決定された場合におけるロボットハンド４０の寄せ集め作業を示す例である。この場合には、ロボットハンド４０の方向Ｄを法線ベクトルＮと一致させた姿勢で、ロボットハンド４０が第１電線１４Ａ及び第２電線１４Ｂを寄せ集めることになる。図１３は第２姿勢候補が寄せ集め姿勢として決定された場合におけるロボットハンド４０の寄せ集め作業を示す例である。この場合には、ロボットハンド４０の方向Ｄを法線ベクトルＮに対して傾けた姿勢で、ロボットハンド４０が第１電線１４Ａ及び第２電線１４Ｂを寄せ集めることになる。いずれにせよ、第１候補姿勢を基準として、ロボットハンド４０をＸ軸周りに傾けた姿勢を第２候補姿勢とし、これらの候補姿勢のうちから可操作度ｗが比較的大きいものを寄せ集め姿勢として特定している。このため、ロボットハンド４０は、比較的大きい自由度で、第１電線１４Ａ及び第２電線１４Ｂの実際の経路に応じて第１電線１４Ａ及び第２電線１４Ｂを寄せ集めることができる。
【００８９】
上記と同様にして、各結束箇所ｐ１〜ｐ６に対する寄せ集め姿勢を特定することができる。
【００９０】
＜全体的な作業処理例＞
図１４は、ロボット制御部６６による電線１４の加工処理を示すフローチャートである。
【００９１】
電線１４の加工処理を行うにあたって、上記したように、各結束箇所ｐ１〜ｐ６を通過（結束）する最短経路が探索されており、また、各結束箇所ｐ１〜ｐ６における寄せ集め姿勢が特定されているとする。
【００９２】
まず、ステップＳ１１において、ｋ＝１に設定される（初期設定）。
【００９３】
次ステップＳ１２において、ロボット制御部６６は、特定された最短経路に従って、ｋ番目の結束箇所に向けて、ロボットハンド４０を移動させるように、ロボット装置３０に指示を与える。そして、ロボット制御部６６は、ロボット装置３０に対して、ロボットハンド４０で当該ｋ番目の結束箇所を把持するように指示を与える。例えば、最短経路が経路候補Ｒ（１）である場合、１番目の結束箇所ｐ１に向けてロボットハンド４０が移動し、当該ロボットハンド４０が結束箇所ｐ１を把持する。
【００９４】
ロボットハンド４０が複数の電線１４を把持する際には、ロボット制御部６６は、当該結束箇所ｐ１に対して寄せ集め姿勢特定部６４で決定された寄せ集め姿勢に従って、図１５に示すように、第１電線１４Ａ及び第２電線１４Ｂを寄せ集めるように指示を与える。これにより、ロボットハンド４０は、図１５に示すように、当該寄せ集め姿勢で把持点Ｐに移動する。そして、図１６に示すように、第１把持爪４１及び第２把持爪４２を閉じて第１電線１４Ａ及び第２電線１４Ｂを寄せ集める。
【００９５】
次ステップＳ１３において、ロボット制御部６６は、ロボット装置３０に対して寄せ集めた第１電線１４Ａ及び第２電線１４Ｂをしごくように指示を与える。これにより、図１７に示すように、ロボットハンド４０は、第１把持爪４１と第２把持爪４２との間に第１電線１４Ａ及び第２電線１４Ｂを把持したまま、第１電線１４Ａ及び第２電線１４Ｂの延在方向に沿って第１コネクタ１２Ａ及び第２コネクタ１２Ｂから遠ざかる側に移動する。すると、第１電線１４Ａ及び第２電線１４Ｂがしごかれて弛みが除去された状態で束となる。
【００９６】
次ステップＳ１４において、ロボット制御部６６は、結束用ロボット装置４６に対して寄せ集めた第１電線１４Ａ及び第２電線１４Ｂを結束するように指示を与える。これにより、図１８に示すように、ロボットハンド４０が第１コネクタ１２Ａ及び第２コネクタ１２Ｂから離れた位置で第１電線１４Ａ及び第２電線１４Ｂを把持した状態のまま、当該把持箇所の隣の位置で、結束用ロボットハンド４８が第１電線１４Ａ及び第２電線１４Ｂを結束する。
【００９７】
次ステップＳ１５において、ｋ＝Ｎ（結束箇所の総数）か否かを判定する。ｋ＝Ｎであれば、全ての結束箇所ｐ１〜ｐ６の結束作業が終了しているため、処理を終了する。ｋ＝Ｎでなければ、全ての結束箇所ｐ１〜ｐ６の結束作業が終了していないため、ステップＳ１６において、ｋに１加算し、ステップＳ１２に戻る。
【００９８】
繰返すステップＳ１２では、最短経路において規定されている次順の結束箇所を対象として、ロボットハンド４０の移動及び把持作業を行う。
【００９９】
上記を繰返すことで、各電線１４の各結束箇所ｐ１〜ｐ６が最短経路で規定された順番で順次結束される。ロボットハンド４０は、最短経路で移動して各結束作業を行うことができる。これにより、複数の電線１４が分岐しつつ結束されたワイヤーハーネス１０を製造することができる。
【０１００】
＜効果等＞
以上のように構成されたワイヤーハーネス加工装置２０及びワイヤーハーネスの製造方法によると、複数の電線１４の経路情報を取得し、この経路情報に基づいて複数の加工箇所である結束箇所ｐ１〜ｐ６の位置を特定し、これにより特定された複数の結束箇所ｐ１〜ｐ６に基づいて複数の結束箇所ｐ１〜ｐ６を経由する最短経路を探索する。そして、ロボットハンド４０、結束用ロボットハンド４８が探索された最短経路に従って、複数の電線１４に対する加工である寄せ集め作業、結束作業等を行う。このため、ロボット装置３０、４６によって電線１４の加工を行う際に、実際の電線１４の経路に応じて、なるべく短い経路で複数の加工箇所を加工できる。
【０１０１】
例えば、図１９に示すように、電線１４が配設されている場合、最短経路として結束箇所ｐ１、ｐ２、ｐ３、ｐ６、ｐ５、ｐ４をこの順で結束していくことが最短経経路であると探索される場合がある。これに対して、図２０に示すように、電線１４が異なる状態で配設されている場合、例えば、右側の電線が中央寄りに配設されている場合には、当該経路に応じて、最短経路として結束箇所ｐ３、ｐ６、ｐ５、ｐ４、ｐ１、ｐ２をこの順で結束していくことが最短経経路であると探索され得る。このように、電線１４の実際の経路に応じて最短経路で結束との加工を行っていくことができる。
【０１０２】
また、加工位置特定部５４は、コネクタ１２の位置を基準として加工箇所である結束箇所ｐ１〜ｐ６をなるべく正確に特定することができる。
【０１０３】
また、上記加工位置は、結束位置であるため、複数の結束箇所に対する結束作業を迅速に行える。
【０１０４】
また、結束対象となる複数の電線１４のそれぞれの端部から結束箇所の位置（例えば、位置ｐ１ａ、ｐ１ｂ）を特定し、それらの位置を平均した位置を結束箇所ｐ１〜ｐ６として特定するため、それらの各位置を適切に設定できる。
【０１０５】
また、複数の電線１４の端部に近い箇所から遠い箇所に向う順番で複数の電線１４を結束する複数の経路候補の中から、複数の電線１４の経路情報に基づいて最短経路を探索するため、結束に適した順番で作業を行うことができる。
【０１０６】
また、複数の姿勢候補のそれぞれに対応するロボットアーム３２の可操作度ｗに基づいて、ロボットハンド４０が第１電線１４Ａ及び第２電線１４Ｂを寄せ集める姿勢を決定する。可操作度ｗが大きいほど、ロボットハンド４０は自由に動き得るため、ロボット装置３０によってワイヤーハーネス１０の製造を行う際井、ロボット装置３０が特異点異常によって作業中断することを抑制することができる。
【０１０７】
＜変形例等＞
上記実施形態では、当初に全ての結束箇所ｐ１〜ｐ６における寄せ集め姿勢を特定していたが、図２１に示すように、ロボットハンド４０が結束箇所ｐ１〜ｐ６に移動する毎に寄せ集め姿勢を特定してもよい。
【０１０８】
この場合、ステップＳ１１とステップＳ１２との間に、ステップＳ２１、Ｓ２２を挿入し、ステップＳ２１において、作業箇所となる結束箇所ｐ１〜ｐ６のいずれかの撮像及び経路情報の取得を行い、ステップＳ２２において経路情報に基づいて寄せ集め姿勢を特定するようにすればよい。
【０１０９】
そして、ステップＳ１５において、ｋ＝Ｎでないと判定された場合、ステップＳ２１に戻って、ステップＳ２１、Ｓ２２，Ｓ１２以降の処理を繰返せばよい。
【０１１０】
これにより、各結束箇所ｐ１〜ｐ６において、結束を行う前の実際の電線１４の経路情報に基づいて寄せ集め姿勢を特定することができ、前の結束作業による電線１４の移動の影響を抑制できる。
【０１１１】
また、図２２に示すように、制御ユニット５０の寄せ集め姿勢特定部６４等において、第１電線１４Ａ及び第２電線１４Ｂの経路情報に基づいて、第１電線１４Ａ及び第２電線１４Ｂの間隔Ｃ１を特定するようにしてもよい。間隔Ｃ１は、例えば、把持点Ｐにおける第１電線１４Ａ及び第２電線１４Ｂの幅Ｃ１であり、上記点ＰＡと点ＰＢとの間の距離である。
【０１１２】
そして、制御ユニット５０において、第１把持爪４１及び第２把持爪４２の把持可能幅Ｃ２が、上記間隔Ｃ１よりも小さい場合には、ロボットハンド４０による寄せ集め動作を停止させるようにするとよい。把持可能幅Ｃ２は、開いた状態での第１把持爪４１及び第２把持爪４２の距離（特に先端部間の距離）である。
【０１１３】
第１電線１４Ａ及び第２電線１４Ｂが把持点Ｐにおいて大きく開いている場合、第１把持爪４１及び第２把持爪４２が第１電線１４Ａ及び第２電線１４Ｂを寄せ集めて把持することができないと、その後のしごき、結束処理を行えない。上記のようにすることで、把持点Ｐにおけるロボットハンド４０の把持ミスを抑制できる。ロボットハンド４０による寄せ集め動作を停止させた場合には、警告音、警告表示等を発することが好ましい。
【０１１４】
また、上記実施形態において、３つ以上のコネクタ１２から延出する電線１４を寄せ集めることもある。この場合には、図２３に示すように、３つ以上のコネクタ１２が並ぶ方向において、一方の外側のコネクタ１２を第１コネクタ１２Ａ、当該第１コネクタ１２Ａから延出する電線１４を第１電線１４Ａとし、他方の外側のコネクタ１２を第２コネクタ１２Ｂ、当該第２コネクタ１２Ｂから延出する電線１４を第２電線１４Ｂとして、第１電線１４Ａ及び第２電線１４Ｂの経路情報を取得して、上記と同様に寄せ集め姿勢を特定することができる。そして、ロボットハンド４０によって第１電線１４Ａ及び第２電線１４Ｂを寄せ集め、その際にそれらの間の電線１４を寄せ集めることができる。
【０１１５】
また、ワイヤーハーネス１０を製造する場合においては、複数のコネクタ１２から延出する複数の電線１４を順次結束する場合、次のようにして寄せ集め姿勢を特定できる。例えば、図２４に示すように、第１コネクタ１２Ａから延出する第１電線１４Ａ及び第２電線１４Ｂを結束した後、第１電線１４Ａと第２電線１４Ｂとの束１１４Ａを、他のコネクタ１２から延出する電線１４に結束する場合もある。この場合には、第１電線１４Ａと第２電線１４Ｂとの束１１４Ａを第１電線１１４Ａとし、他のコネクタ１２から延出する電線１４を第２電線１１４Ｂとして、上記と同様に第１電線１１４Ａ及び第２電線１１４Ｂの経路情報を取得して、上記と同様に寄せ集め姿勢を特定することができる。そして、ロボットハンド４０によって第１電線１１４Ａ及び第２電線１１４Ｂを寄せ集め、結束等することができる。
【０１１６】
また、上記実施形態では、ロボットハンド４０は、第１把持爪４１及び第２把持爪４２が互いに平行な姿勢を保ったまま、接近及び離隔移動して開閉する構成であるが、必ずしもその必要は無い。第１把持爪及び第２把持爪が基端側の軸周りに回転することで、開閉する構成であってもよい。また、第１把持爪及び第２把持爪は、Ｌ字状又は弧状を描く形状であってもよい。第１把持爪及び第２把持爪が、Ｌ字状又は弧状を描く形状であれば、ロボットハンドの方向Ｄに沿って第１電線１４Ａと第２電線１４Ｂとがばらついている場合でも、第１電線１４Ａ及び第２電線１４Ｂを１箇所に集約させ易い。また、第１把持爪及び第２把持爪が、その延在方向中間部に関節構造を有していてもよい。
【０１１７】
なお、本明細書は、寄せ集め姿勢を特定する構成又はステップを前提として、下記発明を開示している。
【０１１８】
まず、前記寄せ集め姿勢特定部は、前記第１電線及び前記第２電線の経路情報に基づいて、前記第１電線及び前記第２電線を結ぶ面の、前記把持点における法線方向を特定し、閉じられた前記第１把持爪及び前記第２把持爪の間に前記把持点を配設した状態で、前記第１把持爪及び前記第２把持爪の延出方向が前記法線方向と一致し、かつ、前記第１把持爪及び前記第２把持爪の開閉方向が前記第１電線及び前記第２電線が並ぶ方向に一致した姿勢を第１姿勢候補とし、前記第１姿勢候補から前記第１把持爪及び前記第２把持爪の延出方向と前記第１把持爪及び前記第２把持爪の開閉方向とに直交する軸周りに回転させた少なくとも１つの姿勢を少なくとも１つの第２姿勢候補として特定する発明を開示している。
【０１１９】
これにより、複数の姿勢候補として、第１電線及び第２電線を寄せ集めるのに適した第１姿勢候補及び少なくとも１つの第２姿勢候補を特定できる。
【０１２０】
また、３つ以上のコネクタのそれぞれから延出する電線を寄せ集める場合に、前記経路情報取得部は、一方の外側のコネクタから延出する電線を前記第１電線とし、他方の外側のコネクタから延出する電線を前記第２電線として、それらの経路情報を取得する発明を開示している。
【０１２１】
これにより、３つ以上のコネクタのそれぞれから延出する電線を適切に寄せ集めることができる。
【０１２２】
また、前記ロボット制御部は、前記ロボットハンドにより前記寄せ集め姿勢特定部で決定された寄せ集め姿勢に従って前記第１電線及び前記第２電線を寄せ集めた後、前記ロボットハンドを前記第１電線及び前記第２電線の延在方向に移動させてそれらをしごく発明を開示している。
【０１２３】
これにより、寄せ集めた第１電線及び第２電線をしごくことができる。
【０１２４】
また、前記ロボットハンドの前記第１把持爪及び前記第２把持爪の把持可能幅が、前記把持点の両側の前記第１電線及び前記第２電線の間隔よりも小さい場合に、前記ロボットハンドの寄せ集め動作を停止させる発明である。
【０１２５】
これにより、ロボットハンドによる把持ミスを抑制できる。
【０１２６】
また、開閉可能な第１把持爪及び第２把持爪を含むロボットハンドと、前記ロボットハンドを動かす複数の関節を含むロボットアームとを有するロボット装置によって、第１コネクタから延出する第１電線と第２コネクタから延出する第２電線とを寄せ集めてワイヤーハーネスを製造する方法であって、（ａ）前記第１電線及び前記第２電線の経路情報を取得するステップと、（ｂ）前記第１電線及び前記第２電線の経路情報に基づいて、前記ロボットハンドが前記第１電線及び前記第２電線を寄せ集める際の把持点を求めるステップと、（ｃ）閉じられた前記第１把持爪及び前記第２把持爪の間に前記把持点を配設した状態で、前記ロボットハンドが取り得る複数の姿勢候補を挙げるステップと、（ｄ）前記複数の姿勢候補のそれぞれに対応する前記ロボットアームの可操作度に基づいて、前記ロボットハンドが前記第１電線及び前記第２電線を寄せ集める姿勢を決定するステップと、（ｅ）前記ロボットハンドが、前記ステップ（ｄ）で決定された寄せ集め姿勢に従って前記第１電線及び前記第２電線を寄せ集めるステップと、（ｆ）寄せ集められた前記第１電線及び前記第２電線を結束するステップと、を備えるワイヤーハーネスの製造方法に関する発明を開示している。
【０１２７】
これにより、複数の姿勢候補のそれぞれに対応する前記ロボットアームの可操作度に基づいて、前記ロボットハンドが第１電線及び第２電線を寄せ集める姿勢を決定する。可操作度が大きいほど、ロボットハンドは自由に動き得るため、ロボット装置によってワイヤーハーネスの製造を行う際に、ロボット装置が特異点異常によって作業中断することを抑制することができる。
【０１２８】
なお、上記実施形態及び各変形例で説明した各構成は、相互に矛盾しない限り適宜組合わせることができる。
【０１２９】
以上のようにこの発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。
【符号の説明】
【０１３０】
１０  ワイヤーハーネス
１２  コネクタ
１２Ａ  第１コネクタ
１２Ｂ  第２コネクタ
１４  電線
１４Ａ  第１電線
１４Ｂ  第２電線
１８  結束部材
２０  ワイヤーハーネス加工装置
２１  作業用支持部
３０  ロボット装置
３２  ロボットアーム
３９  撮像部
４０  ロボットハンド
４１  第１把持爪
４２  第２把持爪
４３  ハンド基部
４６  結束用ロボット装置
４７  ロボットアーム
４８  結束用ロボットハンド
４９  撮像部
５０  制御ユニット
５２  経路情報取得部
５４  加工位置特定部
５６  経路探索部
６４  姿勢特定部
６６  ロボット制御部
６８  記憶部
６８ａ  作業指示データ
６８ｂ  経路候補データ
１１４Ａ    第１電線
１１４Ｂ    第２電線
ｐ１、ｐ２、ｐ３、ｐ４、ｐ５、ｐ６  結束箇所
【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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【図２３】
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【図２４】
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