(57)【要約】【課題】或る形状のスロットまたは孔を有する受け部に、そのスロットまたは孔に嵌合する形状をもつワーク部品であって比較的柔らかいものを、短時間で自動的に挿入すること。【解決手段】ロボット１００のグリッパ１０１によって、ワーク部品９０を、特定部分９０ｅが外部へ突出した態様で把持するとともに、ワーク部品９０の特定部分９０ｅの形状と同じ形状の対応部分９９ｅをもち剛性を示すダミー部品９９を、グリッパ１０１のうち、把持されたワーク部品９０から離間した部位に外部へ突出して取り付ける。スロット６０２ｓまたは孔にダミー部品９９の対応部分９９ｅを力覚センサ１０３の出力に基づくコンプライアンス制御によって挿入する。スロット６０２ｓまたは孔の位置および姿勢を認識する。スロット６０２ｓまたは孔の位置および姿勢に基づいて、スロット６０２ｓまたは孔に、ワーク部品９０の特定部分９０ｅを位置制御によって挿入する。【選択図】図１
2019160973.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
或る形状のスロットまたは孔を有する受け部に、上記スロットまたは孔に嵌合する形状をもつワーク部品の特定部分を挿入する部品挿入装置であって、
ロボットと、
このロボットの動作を制御する制御部とを備え、
上記ロボットは、
上記ワーク部品を、上記特定部分が外部へ突出した態様で把持することが可能なグリッパと、
上記グリッパのうち、把持された上記ワーク部品から離間した部位に外部へ突出して取り付けられ、上記ワーク部品の特定部分の形状と同じ形状の対応部分をもち剛性を示すダミー部品と、
上記受け部の上記スロットまたは孔の周りから上記ダミー部品が受ける接触反力を、上記グリッパを介して検出可能な力覚センサと
を有し、
上記制御部は、
上記ロボットの可動範囲内に上記受け部が配置された状態で、上記ロボットによって、上記受け部の上記スロットまたは孔に上記ダミー部品の上記対応部分を上記力覚センサの出力に基づくコンプライアンス制御によって挿入する処理を行う第１挿入処理部と、
上記受け部の上記スロットまたは孔に上記ダミー部品の上記対応部分が挿入された状態で、上記ロボットを基準とした上記スロットまたは孔の位置および姿勢を認識する処理を行う認識処理部と、
上記受け部の配置が維持された状態で、上記ロボットを基準とした上記スロットまたは孔の位置および姿勢に基づいて、上記ロボットによって、上記受け部の上記スロットまたは孔に、上記グリッパに把持された上記ワーク部品の外部へ突出した上記特定部分を位置制御によって挿入する処理を行う第２挿入処理部と
を備えたことを特徴とする部品挿入装置。
【請求項２】
請求項１に記載の部品挿入装置において、
上記グリッパのうち上記ダミー部品が取り付けられた上記部位は、上記受け部の上記スロットまたは孔に上記ワーク部品の特定部分を挿入する処理の際に、上記ダミー部品が上記受け部および／またはこの受け部の周りの部材から離間しているように設定されていることを特徴とする部品挿入装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の部品挿入装置において、
上記グリッパによって把持された上記ワーク部品の上記特定部分と、上記グリッパに取り付けられた上記ダミー部品の上記対応部分とは、上記グリッパから互いに平行に同じ向きに突出していることを特徴とする部品挿入装置。
【請求項４】
請求項１に記載の部品挿入装置によって、或る形状のスロットまたは孔を有する受け部に、上記スロットまたは孔に嵌合する形状をもつワーク部品の特定部分を挿入する部品挿入方法であって、
上記ロボットの可動範囲内に上記受け部が配置され、上記ロボットのグリッパは上記ワーク部品を上記特定部分が外部へ突出した態様で把持し、また、上記ダミー部品が、上記グリッパのうち、把持された上記ワーク部品から離間した部位に外部へ突出して取り付られた状態で、
上記ロボットによって、上記受け部の上記スロットまたは孔に上記ダミー部品の上記対応部分を上記力覚センサの出力に基づくコンプライアンス制御によって挿入する処理を行い、
上記受け部の上記スロットまたは孔に上記ダミー部品の上記対応部分が挿入された状態で、上記ロボットを基準とした上記スロットまたは孔の位置および姿勢を認識する処理を行った後、
上記受け部の配置が維持された状態で、上記ロボットを基準とした上記スロットまたは孔の位置および姿勢に基づいて、上記ロボットによって、上記受け部の上記スロットまたは孔に、上記グリッパに把持された上記ワーク部品の外部へ突出した上記特定部分を位置制御によって挿入する処理を行うことを特徴とする部品挿入方法。
【請求項５】
請求項４に記載の部品挿入方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は部品挿入装置および部品挿入方法に関し、より詳しくは、或る形状のスロットまたは孔を有する受け部に、上記スロットまたは孔に嵌合する形状をもつワーク部品を挿入する部品挿入装置および部品挿入方法に関する。また、この発明は、そのような部品挿入方法をコンピュータに実行させるためのプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
或る形状のスロットまたは孔を有する受け部に、上記スロットまたは孔に嵌合する形状をもつワーク部品を挿入する典型的な場合として、例えば特許文献１（特開平１０−２７６５９号公報）に開示されているように、細長いストレート形状の隙間（スロット）を有するＦＰＣ（Flexible Printed Circuit；フレキシブル配線板）用コネクタに、平板状の形状をもつＦＰＣをスライド挿入する場合がある。
【０００３】
従来より、このようなＦＰＣ用コネクタにＦＰＣをスライド挿入する工程（ＦＰＣ挿入工程）を、例えばロボットを用いて自動的に行う試みがなされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２７６５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ＦＰＣ挿入工程については、次のような理由によって、機械化・自動化が進んでいないのが実情である。
−  第１に、接触探索が困難であることが挙げられる。具体的には、ロボットに力覚センサを設けて、ＦＰＣをＦＰＣ用コネクタのスロットの周り（開口近傍）に接触させ、ＦＰＣが受ける接触反力に基づいてスロットの位置を探索しようとしても、接触の仕方によってはＦＰＣ自体が曲がって大きく塑性変形してしまうことがある。このため、接触反力に基づいてスロットの位置を探索することが困難である。なお、ＦＰＣが大きく塑性変形すると、廃棄する必要が生ずる。
−  第２に、タクト時間が長くかかることが挙げられる。具体的には、ＦＰＣの破損（塑性変形を含む。）を回避するためには、コンプライアンス制御によってＦＰＣをゆっくり押し込む必要がある。このとき、押し込み速度を遅く、かつ、噛みつき解消動作（ＦＰＣがスロットの入口に引っ掛かる現象を、ＦＰＣを細かく振動させて解消する動作）を遅く設定する必要がある。結果として、１枚のＦＰＣを挿入するのに、例えば約１５０秒間程度かかってしまう。
【０００６】
そこで、この発明の課題は、或る形状のスロットまたは孔を有する受け部に、上記スロットまたは孔に嵌合する形状をもつワーク部品であって比較的柔らかいものを、短時間で自動的に挿入できる部品挿入装置および部品挿入方法を提供することにある。また、この発明の課題は、そのような部品挿入方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、この開示の部品挿入装置は、
或る形状のスロットまたは孔を有する受け部に、上記スロットまたは孔に嵌合する形状をもつワーク部品の特定部分を挿入する部品挿入装置であって、
ロボットと、
このロボットの動作を制御する制御部とを備え、
上記ロボットは、
上記ワーク部品を、上記特定部分が外部へ突出した態様で把持することが可能なグリッパと、
上記グリッパのうち、把持された上記ワーク部品から離間した部位に外部へ突出して取り付けられ、上記ワーク部品の特定部分の形状と同じ形状の対応部分をもち剛性を示すダミー部品と、
上記受け部の上記スロットまたは孔の周りから上記ダミー部品が受ける接触反力を、上記グリッパを介して検出可能な力覚センサと
を有し、
上記制御部は、
上記ロボットの可動範囲内に上記受け部が配置された状態で、上記ロボットによって、上記受け部の上記スロットまたは孔に上記ダミー部品の上記対応部分を上記力覚センサの出力に基づくコンプライアンス制御によって挿入する処理を行う第１挿入処理部と、
上記受け部の上記スロットまたは孔に上記ダミー部品の上記対応部分が挿入された状態で、上記ロボットを基準とした上記スロットまたは孔の位置および姿勢を認識する処理を行う認識処理部と、
上記受け部の配置が維持された状態で、上記ロボットを基準とした上記スロットまたは孔の位置および姿勢に基づいて、上記ロボットによって、上記受け部の上記スロットまたは孔に、上記グリッパに把持された上記ワーク部品の外部へ突出した上記特定部分を位置制御によって挿入する処理を行う第２挿入処理部と
を備えたことを特徴とする。
【０００８】
本明細書で、ワーク部品の「特定部分」とは、上記スロットまたは孔に挿入される部分に相当する。したがって、その「特定部分」が上記スロットまたは孔に嵌合する形状をもてば足りる。「特定部分」とは、端部に限られず、他の部分を指していてもよい。
【０００９】
また、ダミー部品が示す「剛性」とは、完全な剛性を意味するものではなく、力覚センサの出力に基づくコンプライアンス制御を可能にする程度の、実質的な剛性であれば足りる。
【００１０】
また、ワーク部品の特定部分としては、実際上、ダミー部品よりも柔らかいものが対象となる。その理由は、仮にワーク部品の特定部分がダミー部品と同等の剛性をもつ場合、予めダミー部品を用いて上記スロットまたは孔の位置を認識する処理を行う必要がなく、直ちに上記受け部の上記スロットまたは孔に上記ワーク部品の特定部分をコンプライアンス制御によって挿入すればよいからである。
【００１１】
この開示の部品挿入装置では、上記ロボットのグリッパは、上記ワーク部品を、上記特定部分が外部（グリッパの外部）へ突出した態様で把持する。また、上記ダミー部品は、上記グリッパのうち、把持された上記ワーク部品から離間した部位に外部（グリッパの外部）へ突出して取り付けられる。上記制御部の第１挿入処理部は、上記ロボットの可動範囲内に上記受け部が配置された状態で、上記ロボットによって、上記受け部の上記スロットまたは孔に上記ダミー部品の上記対応部分を上記力覚センサの出力に基づくコンプライアンス制御によって挿入する処理を行う。この挿入する処理は、コンプライアンス制御によって行われるけれども、上記ダミー部品は剛性を示すので、比較的短時間（例えば、約１５秒間程度）で完了できる。次に、上記受け部の上記スロットまたは孔に上記ダミー部品の上記対応部分が挿入された状態で、認識処理部は、上記ロボットを基準とした上記スロットまたは孔の位置および姿勢を認識する処理を行う。この認識する処理には、殆ど時間がかからない（例えば、１秒間未満）。次に、第２挿入処理部は、（少なくとも上記認識する処理以降は）上記受け部の配置が維持された状態で、上記ロボットを基準とした上記スロットまたは孔の位置および姿勢に基づいて、上記ロボットによって、上記受け部の上記スロットまたは孔に、上記グリッパに把持された上記ワーク部品の特定部分を位置制御によって挿入する処理を行う。既に上記ロボットを基準とした上記スロットまたは孔の正確な位置および姿勢が認識されているので、この挿入する処理は、比較的短時間（例えば、約５秒間程度）で完了でき、精度良く行われる。したがって、上記ワーク部品の特定部分としては、ダミー部品よりも柔らかいものであってもよい。したがって、この部品挿入装置によれば、或る形状のスロットまたは孔を有する受け部に、上記スロットまたは孔に嵌合する形状をもつワーク部品であって比較的柔らかいものを、短時間で自動的に挿入することができる。
【００１２】
一実施形態の部品挿入装置では、上記グリッパのうち上記ダミー部品が取り付けられた上記部位は、上記受け部の上記スロットまたは孔に上記ワーク部品の特定部分を挿入する処理の際に、上記ダミー部品が上記受け部および／またはこの受け部の周りの部材から離間しているように設定されていることを特徴とする。
【００１３】
この一実施形態の部品挿入装置では、上記受け部の上記スロットまたは孔に上記ワーク部品の特定部分を挿入する処理の際に、上記ダミー部品が上記受け部および／またはこの受け部の周りの部材と干渉することがなく、円滑に挿入され得る。
【００１４】
一実施形態の部品挿入装置では、上記グリッパによって把持された上記ワーク部品の上記特定部分と、上記グリッパに取り付けられた上記ダミー部品の上記対応部分とは、互いに平行に同じ向きに突出していることを特徴とする。
【００１５】
この一実施形態の部品挿入装置では、上記受け部の上記スロットまたは孔に上記ワーク部品の特定部分を挿入する処理の際に、上記グリッパは、実質的に姿勢を変える必要がなく、並行移動すれば足りる。
【００１６】
別の局面では、この開示の部品挿入方法は、
上記部品挿入装置によって、或る形状のスロットまたは孔を有する受け部に、上記スロットまたは孔に嵌合する形状をもつワーク部品の特定部分を挿入する部品挿入方法であって、
上記ロボットの可動範囲内に上記受け部が配置され、上記ロボットのグリッパは上記ワーク部品を上記特定部分が外部へ突出した態様で把持し、また、上記ダミー部品が、上記グリッパのうち、把持された上記ワーク部品から離間した部位に外部へ突出して取り付られた状態で、
上記ロボットによって、上記受け部の上記スロットまたは孔に上記ダミー部品の上記対応部分を上記力覚センサの出力に基づくコンプライアンス制御によって挿入する処理を行い、
上記受け部の上記スロットまたは孔に上記ダミー部品の上記対応部分が挿入された状態で、上記ロボットを基準とした上記スロットまたは孔の位置および姿勢を認識する処理を行った後、
上記受け部の配置が維持された状態で、上記ロボットを基準とした上記スロットまたは孔の位置および姿勢に基づいて、上記ロボットによって、上記受け部の上記スロットまたは孔に、上記グリッパに把持された上記ワーク部品の外部へ突出した上記特定部分を位置制御によって挿入する処理を行うことを特徴とする。
【００１７】
この開示の部品挿入方法によれば、或る形状のスロットまたは孔を有する受け部に、上記スロットまたは孔に嵌合する形状をもつワーク部品であって比較的柔らかいものを、短時間で自動的に挿入することができる。
【００１８】
さらに別の局面では、この開示のプログラムは、上記部品挿入方法をコンピュータに実行させるためのプログラムである。
【００１９】
この開示のプログラムをコンピュータに実行させることによって、上記部品挿入方法を実施することができる。
【発明の効果】
【００２０】
以上より明らかなように、この開示の部品挿入装置および部品挿入方法によれば、或る形状のスロットまたは孔を有する受け部に、上記スロットまたは孔に嵌合する形状をもつワーク部品であって比較的柔らかいものを、短時間で自動的に挿入することができる。また、この開示のプログラムをコンピュータに実行させることによって、上記部品挿入方法を実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１（Ａ）は、この発明の一実施形態の部品挿入装置の外観を模式的に示す斜視図である。図１（Ｂ）は、上記部品挿入装置を構成するロボットのグリッパ近傍部分を側方から見たところを示す図である。図１（Ｃ）は、細長いストレート形状のスロットを有するＦＰＣ用コネクタと、そのスロットに嵌合する平板状の形状をもつＦＰＣとを示す図である。
【図２】上記部品挿入装置の制御系のブロック構成を示す図である。
【図３】上記部品挿入装置によって、ＦＰＣ用コネクタのスロットにＦＰＣの端部を自動的に挿入する処理のフローを示す図である。
【図４Ａ】ＦＰＣ用コネクタのスロットにＦＰＣの端部を自動的に挿入する工程の一部を模式的に示す図である。
【図４Ｂ】ＦＰＣ用コネクタのスロットにＦＰＣの端部を自動的に挿入する工程の一部を模式的に示す図である。
【図４Ｃ】ＦＰＣ用コネクタのスロットにＦＰＣの端部を自動的に挿入する工程の一部を模式的に示す図である。
【図４Ｄ】ＦＰＣ用コネクタのスロットにＦＰＣの端部を自動的に挿入する工程の一部を模式的に示す図である。
【図４Ｅ】ＦＰＣ用コネクタのスロットにＦＰＣの端部を自動的に挿入する工程の一部を模式的に示す図である。
【図５】図５（Ａ）〜図５（Ｆ）は、ＦＰＣ用コネクタのスロットにダミー部品の端部を力覚センサの出力に基づくコンプライアンス制御によって挿入する手順を示す図である。
【図６】回路基板の小孔に電解コンデンサのリードピンを挿入する例を示す図である。
【図７】図７（Ａ）は、撮像装置としてのカメラを設けて、カメラによって撮像された画像に基づいてＦＰＣの把持位置や姿勢を把握する例を説明する図である。図７（Ｂ）は、ステレオカメラを設けて、ステレオカメラによって撮像された画像に基づいてＦＰＣの把持位置や姿勢を把握する例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、この発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２３】
図１（Ａ）は、この発明の一実施形態の部品挿入装置１の外観を模式的に示している。この部品挿入装置１は、この例では組立台８００の近傍に配置されたロボット１００と、このロボット１００の動作を制御するコントローラ１０とを備えている。
【００２４】
この例では、組立台８００は、ロボット１００の可動範囲内に設置されている。この組立台８００上に、仕掛品６００として、受け部としてのＦＰＣ（Flexible Printed Circuit；フレキシブル配線板）用コネクタ６０２を有する回路基板６０１を搭載したものが載置されている（仕掛品６００は、図示しない要素によって組立台８００上に固定されていてもよい。）。図１（Ｃ）に示すように、ＦＰＣ用コネクタ６０２は、細長いストレート形状のスロット６０２ｓを有している。部品挿入装置１は、このようなＦＰＣ用コネクタ６０２のスロット６０２ｓに、ワーク部品としての矩形の平板状の形状をもつＦＰＣ９０の特定部分としての端部９０ｅを、自動的に挿入するための装置である。スロット６０２ｓの開口の長手方向寸法ＳＬ１、短手方向寸法ＳＬ２は、それぞれＦＰＣ９０の端部９０ｅの長手方向寸法ＦＰ１（この例では、３ｃｍ）、短手方向寸法ＦＰ２（この例では、０．２０ｍｍ）よりも一定のクリアランス寸法だけ大きく、この例ではＳＬ１＝３．２ｃｍ、ＳＬ２＝２ｍｍに設定されている。スロット６０２ｓの深さ（つまり、ＦＰＣ９０の挿入深さ）は、この例では５ｍｍに設定されている。なお、スロット６０２ｓの短手方向寸法ＳＬ２は、スロット６０２ｓ内で深さが深くなるにつれて次第に小さく（狭く）なっていてもよい。
【００２５】
ロボット１００は、この例ではグリッパ１０１を有する６軸（６制御軸）多関節ロボットからなっている。このロボット１００は、並進の自由度を表す３軸であるｘ（ｘ軸の位置）、ｙ（ｙ軸の位置）およびｚ（ｚ軸の位置）と、回転の自由度を表す３軸であるｙａｗ（ヨー角）、ｐｉｔｃｈ（ピッチ角）およびｒｏｌｌ（ロール角）とを有している。図１（Ｂ）は、図１（Ａ）におけるグリッパ１０１近傍部分（２点鎖線Ｂで囲まれた部分）を示している。この図１（Ｂ）に示すように、グリッパ１０１は、この例ではＦＰＣ９０を挟持することが可能な一対の爪１０２Ａ，１０２Ｂを有している。一対の爪１０２Ａ，１０２Ｂは、グリッパ１０１の先端面１０１ｂから外部へ細長く突出している。なお、図１（Ｂ）において爪１０２Ｂは、爪１０２Ａの奥側に隠れて配置されている。グリッパ１０１の爪１０２Ａ，１０２ＢがＦＰＣ９０をその中央部９０ｃで把持すると、ＦＰＣ９０の端部９０ｅは外部へ突出した態様になる。
【００２６】
この例では、矩形の平板状のＦＰＣ９０の寸法は、全長７ｃｍ、幅３ｃｍ（＝ＦＰ１）、厚さ０．２０ｍｍ（＝ＦＰ２）として設定されている。グリッパ１０１の爪１０２Ａ，１０２ＢによってＦＰＣ９０の中央部９０ｃが把持された状態では、ＦＰＣ９０の端部９０ｅはグリッパ１０１の爪１０２Ａ，１０２Ｂの外部（この例では、側方）へ約３ｃｍ程度突出した態様になる。
【００２７】
ＦＰＣ９０は、公知のものであり、ポリイミド等の比較的柔らかい基材の上に、接着層（例えばエポキシ系熱硬化型接着剤）を介して導体箔（銅箔など）を設けて構成されている。
【００２８】
グリッパ１０１の側面のうち、把持されたＦＰＣ９０から離間した部位１０１ｓに、ダミー部品としての矩形の平板状の形状をもち剛性を示す板部材９９が外部（グリッパ１０１の外部）へ突出して取り付けられている。板部材９９の対応部分としての端部９９ｅの形状は、ＦＰＣ９０の端部９０ｅの形状と同じに設定されている。グリッパ１０１の側面のうち板部材９９が取り付けられている部位１０１ｓは、後述の処理（図３のステップＳ３）の際に、板部材９９がＦＰＣ用コネクタ６０２およびその周りの回路基板６０１等と干渉しないように（それらから離間しているように）設定されている。また、板部材９９の端部９９ｅとＦＰＣ９０の端部９０ｅは、グリッパ１０１から互いに平行に同じ向きに突出している（つまり、相対的な角度がゼロである。）。
【００２９】
この例では、矩形の平板状の板部材９９の寸法は、グリッパ１０１の側面からの突出寸法３ｃｍ〜６ｃｍ程度、幅３ｃｍ、厚さ０．２０ｍｍとして設定されている。
【００３０】
板部材９９が示す「剛性」とは、完全な剛性を意味するものではなく、後述の力覚センサ１０３の出力に基づくコンプライアンス制御を可能にする程度の、実質的な剛性であれば足りる。したがって、板部材９９の材料としては、ステンレス鋼、鉄などの金属材料のほか、ポリカーボネート（ＰＣ）などの比較的硬質のプラスチック材料を採用できる。
【００３１】
また、ロボット１００のグリッパ１０１近傍の部位には、力覚センサ１０３が搭載されている。この力覚センサ１０３は、後述の処理（図３のステップＳ１）の際に、ＦＰＣ用コネクタ６０２のスロット６０２ｓの周りから板部材９９が受ける接触反力を、グリッパ１０１を介して検出することができる。
【００３２】
図２に示すように、コントローラ１０は、この例では、入力部１１、記憶部１２、および、ロボット制御部３０を備えている。
【００３３】
入力部１１は、この例ではティーチングペンダントからなっている。この例では、入力部１１は、特に、ユーザが処理開始命令を入力するために用いられる。
【００３４】
記憶部１２は、この例では不揮発性半導体メモリからなっている。この例では、記憶部１２は、特に、後述の処理（図３のステップＳ２）の際に、ロボット１００を基準としたスロット６０２ｓの位置および姿勢を記憶する。
【００３５】
ロボット制御部３０は、この例では、記憶部１２に格納されたロボット制御プログラムに従って動作するプロセッサによって構成されている。このロボット制御部３０は、６軸のロボット１００を、その軸数と同数の６要素からなる制御情報ＣＶを用いて制御する。制御情報ＣＶは、並進の自由度を表す３要素であるｘ（ｘ軸の位置）、ｙ（ｙ軸の位置）およびｚ（ｚ軸の位置）と、回転の自由度を表す３要素であるｙａｗ（ヨー角の値）、ｐｉｔｃｈ（ピッチ角の値）およびｒｏｌｌ（ロール角の値）とを含む。通常の位置制御では、制御情報ＣＶの各要素は、それぞれ一定周期で逐次値が更新され、それによって、それぞれロボット１００の各軸が駆動される。
【００３６】
また、この例では、ロボット制御部３０は、ロボット１００について、力覚センサ１０３の出力信号ＦＳを受けて、コンプライアンス制御（ロボット先端の位置と姿勢、およびロボット先端にかかる力を用いて、ロボットにやわらかい動きをさせる制御）を行うことができる。コンプライアンス制御では、例えば、力覚センサ１０３において検出された挿入方向（例えば−ｙ方向）に交差（直交）する方向（ｘ方向及びｚ方向）の力成分が小さくなるようにロボット１００の動作がフィードバック制御される。
【００３７】
コントローラ１０とロボット１００との間の、制御情報ＣＶ、力覚センサ１０３の出力信号ＦＳの送受信は、図１（Ａ）中に示したケーブル１０Ｃを介して行われる。
【００３８】
図３は、上述の部品挿入装置１が行う一実施形態の部品挿入方法の動作フローを示している。次に、図４Ａ〜図４Ｅ（図１（Ａ）における＋ｘ方向から見たところ）を併せて参照しながら、ＦＰＣ用コネクタ６０２のスロット６０２ｓにＦＰＣ９０の端部９０ｅを自動的に挿入する処理について説明する。
【００３９】
図４Ａに示すように、予め、組立台８００上に、ＦＰＣ用コネクタ６０２を含む仕掛品６００を載置しておくものとする。また、ロボット１００のグリッパ１０１の一対の爪１０２Ａ，１０２Ｂは、ＦＰＣ９０の中央部９０ｃを、端部９０ｅが外部へ突出した態様で把持しているものとする。また、板部材９９は、グリッパ１０１の側面のうち、把持されたＦＰＣ９０から離間した部位１０１ｓに外部へ突出して取り付けられているものとする。この図４Ａの状態では、板部材９９の端部９９ｅとＦＰＣ９０の端部９０ｅは、互いに平行に同じ向き（ロボット１００を基準として−ｙ方向）を向いている。
【００４０】
ユーザが入力部１１によって処理開始命令を入力すると、まず、図３のステップＳ１に示すように、コントローラ１０のロボット制御部３０は第１挿入処理部として働いて、ロボット１００によって、ＦＰＣ用コネクタ６０２のスロット６０２ｓに、ダミー部品としての板部材９９の端部９９ｅを、力覚センサ１０３の出力に基づくコンプライアンス制御によって挿入する処理を行う。この挿入する処理（図３のステップＳ１）は、コンプライアンス制御によって行われるけれども、板部材９９は剛性を示すので、比較的短時間（例えば、約１５秒間程度）で完了できる。これにより、図４Ｂ中に矢印Ｐ１で示すように、ＦＰＣ用コネクタ６０２のスロット６０２ｓに板部材９９の端部９９ｅが挿入される。
【００４１】
ここで、コンプライアンス制御によって挿入する処理は、図５（Ａ）の状態から開始して、次のような手順で行われる。まず、図５（Ｂ）中に矢印Ｑ１で示すように、ＦＰＣ用コネクタ６０２のスロット６０２ｓの周り（開口近傍）に板部材９９の端部９９ｅを突き当てる（突き当て動作）。次に、図５（Ｃ）中に矢印Ｑ２で示すように、板部材９９の端部９９ｅによってスロット６０２ｓの開口の位置を探る（探り動作）。スロット６０２ｓの開口の位置が見つかったら、図５（Ｄ）中に矢印Ｑ３で示すように、ＦＰＣ用コネクタ６０２のスロット６０２ｓの入口近傍に板部材９９の端部９９ｅを押し込む（押し込み動作）。押し込み中に、図５（Ｅ）中に記号Ｑ４で示すように、板部材９９の端部９９ｅを細かく振動させて噛みつき（スロット６０２ｓの入口に引っ掛かる現象）を解消する（噛みつき解消動作）。このようにして、図５（Ｆ）に示すように、ＦＰＣ用コネクタ６０２のスロット６０２ｓに板部材９９の端部９９ｅを挿入する。
【００４２】
次に、ＦＰＣ用コネクタ６０２のスロット６０２ｓに板部材９９の端部９９ｅが挿入された状態で、図３のステップＳ２に示すように、ロボット制御部３０は認識処理部として働いて、ロボット１００を基準としたスロット６０２ｓの位置および姿勢（ｘ，ｙ，ｚ，ｙａｗ，ｐｉｔｃｈ，ｒｏｌｌ）を認識する処理を行う。この認識する処理（図３のステップＳ２）には、殆ど時間がかからない（例えば、１秒間未満）。認識されたロボット１００を基準としたスロット６０２ｓの位置および姿勢は、記憶部１２に記憶される。この後、図４Ｃ中に矢印Ｐ２で示すように、ロボット１００は、組立台８００から離れる向き（＋ｙ方向）に一旦後退される。これにより、ＦＰＣ用コネクタ６０２のスロット６０２ｓから板部材９９の端部９９ｅが引き抜かれる。
【００４３】
次に、この例では図３のステップＳ１以降はＦＰＣ用コネクタ６０２の配置が維持された状態で、図３のステップＳ３に示すように、ロボット制御部３０は第２挿入処理部として働いて、ロボット１００を基準としたスロット６０２ｓの位置および姿勢（ｘ，ｙ，ｚ，ｙａｗ，ｐｉｔｃｈ，ｒｏｌｌ）に基づいて、図４Ｄ中に矢印Ｐ３で示すように、ロボット１００によって、ＦＰＣ用コネクタ６０２のスロット６０２ｓに、グリッパ１０１に把持されたＦＰＣ９０の端部９０ｅを位置制御によって挿入する処理を行う。
【００４４】
既にロボット１００を基準としたスロット６０２ｓの正確な位置および姿勢（ｘ，ｙ，ｚ，ｙａｗ，ｐｉｔｃｈ，ｒｏｌｌ）が認識されているので、この挿入する処理（図３のステップＳ３）は、比較的短時間（例えば、約５秒間程度）で完了でき、精度良く行われる。したがって、ＦＰＣ９０の端部９０ｅとしては、この例のように板部材９９よりも柔らかいものであってもよい。したがって、この部品挿入装置１によれば、スロット６０２ｓを有するＦＰＣ用コネクタ６０２に、比較的柔らかいＦＰＣ９０の端部９０ｅを、トータル約２０秒間程度の短時間で自動的に挿入することができる。
【００４５】
特に、板部材９９の端部９９ｅとＦＰＣ９０の端部９０ｅは、グリッパ１０１から互いに平行に同じ向きに突出している。したがって、この挿入する処理（図３のステップＳ３）の際に、グリッパ１０１は、実質的に姿勢を変える必要がなく、並行移動すれば足りる。
【００４６】
具体的には、この挿入する処理（図３のステップＳ３）は、図５における、図５（Ａ）→図５（Ｂ）→図５（Ｄ）→図５（Ｆ）に相当する手順で行われる。つまり、図５（Ｃ）の探り、図５（Ｅ）の押し込み解消動作が省略される。
【００４７】
グリッパ１０１のうち板部材９９が取り付けられた部位１０１ｓは、ＦＰＣ用コネクタ６０２のスロット６０２ｓにＦＰＣ９０の端部９０ｅを挿入する処理（図３のステップＳ３）の際に、ＦＰＣ用コネクタ６０２およびその周りの回路基板６０１等から離間しているように設定されている。したがって、このＦＰＣ９０の端部９０ｅを挿入する処理の際に、板部材９９がＦＰＣ用コネクタ６０２およびその周りの回路基板６０１等と干渉することがなく、ＦＰＣ９０の端部９０ｅが円滑に挿入され得る。
【００４８】
この後、ロボット１００のグリッパ１０１の一対の爪１０２Ａ，１０２Ｂは開かれて、ＦＰＣ９０を離す。そして、図４Ｅ中に矢印Ｐ４で示すように、ロボット１００は、組立台８００から離れる向き（＋ｙ方向）に後退する。
【００４９】
ロボット１００がグリッパ１０１を用いて、ワーク部品の一つであるＦＰＣ９０を把持する際、グリッパ１０１の爪１０２Ａ，１０２Ｂが、ＦＰＣ９０を、把持すべき基準となる位置（把持すべき本来の位置であり、上の例では、中央部９０ｃ）や姿勢（上の例では、端部９９ｅが−ｙ方向を向いた姿勢）からずれた状態で把持する場合がある。このような場合でも、ＦＰＣ９０の挿入を首尾良く行うために、例えば図７（Ａ）に示すように、撮像装置としてのカメラ２０を設けて、カメラ２０によってＦＰＣ９０の把持位置や姿勢を撮像するのが望ましい。この図７（Ａ）の例では、カメラ２０は、スタンド８０１によって、ＦＰＣ用コネクタ６０２の上方に、矢印Ｕ１で示すように視野をロボット１００へ向けた姿勢で保持されている。この場合、ロボット制御部３０は、グリッパ１０１の爪１０２Ａ，１０２ＢがＦＰＣ９０を把持した状態で、スロット６０２ｓにＦＰＣ９０の端部９０ｅを挿入する処理（図３のステップＳ３）の前（さらには、板部材９９の端部９９ｅを挿入する処理（図３のステップＳ１）の前でもよい。）に、ロボット１００によってＦＰＣ９０をカメラ２０の前方で複数回移動させ、互いに異なる角度からカメラ２０によって複数の画像を撮像する。そして、ロボット制御部３０は、それらの複数の画像に基づいて、ＦＰＣ９０の把持位置や姿勢のずれ（基準となる位置や姿勢からのずれ。以下同様。）を把握して、そのＦＰＣ９０の把持位置や姿勢のずれをデータ上で補正する。その上で、ロボット制御部３０は第２挿入処理部として働いて、ＦＰＣ用コネクタ６０２のスロット６０２ｓに、グリッパ１０１に把持されたＦＰＣ９０の端部９０ｅを位置制御によって挿入する処理を行う（図３のステップＳ３）。このようにした場合、ＦＰＣ９０が基準となる位置や姿勢からずれた状態で把持された場合であっても、ＦＰＣ用コネクタ６０２のスロット６０２ｓにＦＰＣ９０の端部９０ｅを円滑に挿入することができる。また、ＦＰＣ９０に寸法ばらつきなどの個体差がある場合であっても、同様に、ＦＰＣ用コネクタ６０２のスロット６０２ｓにＦＰＣ９０の端部９０ｅを円滑に挿入することができる。
【００５０】
なお、図７（Ｂ）に示すように、撮像装置としてステレオカメラ（空間的に互いに離間して配置されたカメラ）２０Ａ，２０Ｂを用いて、矢印Ｕ２，Ｕ３で示すように互いに異なる角度から同時にＦＰＣ９０を撮像し、それらの画像に基づいてＦＰＣ９０の把持位置や姿勢のずれ、および／または、ＦＰＣ９０の寸法ばらつきなどの個体差を把握してもよい。これにより、撮像回数を低減でき、処理時間を短縮できる。また、なお、図７（Ｂ）では、ステレオカメラ２０Ａ，２０Ｂが上下に図示されているが、当然ながら、左右に配置されていてもよい。
【００５１】
上の例では、細長いストレート形状のスロット６０２ｓを有する受け部としてのＦＰＣ用コネクタ６０２に、平板状の形状をもつワーク部品としてのＦＰＣ９０の端部９０ｅを挿入する場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではない。この発明は、例えば図６に示すように、１対の円形の小孔７００ｅ，７００ｆを有する受け部としての回路基板７００（組立台８００上に載置されている。固定されていてもよい。）に、ワーク部品としての電解コンデンサ１９０のリードピン１９０ｅ，１９０ｆを挿入する場合にも、好ましく適用される。電解コンデンサ１９０は、円柱状の主部１９０ａと、この主部１９０ａの端面１９０ｂから細長く突出する特定部分としての一対のリードピン１９０ｅ，１９０ｆとを有している。ここで、リードピン１９０ｅ，１９０ｆは、それぞれ小孔７００ｅ，７００ｆに嵌合する円形の断面を有し、また、リードピン１９０ｅ，１９０ｆの中心間距離は、小孔７００ｅ，７００ｆの中心間距離と一致している。リードピン１９０ｅ，１９０ｆの材料は、銅の芯材に錫−銅めっきを施したものであり、比較的柔らかい。この場合、電解コンデンサ１９０の形状と全く同じ形状をもつダミー部品１９９を用意する。ダミー部品１９９は、円柱状の主部１９９ａと、この主部１９９ａの端面１９９ｂから細長く突出する対応部分としての一対のダミーピン１９９ｅ，１９９ｆとを有する。ダミーピン１９９ｅ，１９９ｆは、例えば剛性を示すステンレス鋼からなるものとする。そして、図３のステップＳ１で、コントローラ１０のロボット制御部３０は第１挿入処理部として働いて、ロボット１００によって、図６中に矢印Ｐ１１で示すように、回路基板７００の小孔７００ｅ，７００ｆに、ダミー部品１９９のダミーピン１９９ｅ，１９９ｆを、力覚センサ１０３の出力に基づくコンプライアンス制御によって挿入する処理を行う。次に、図３のステップＳ２で、ロボット制御部３０は認識処理部として働いて、ロボット１００を基準とした小孔７００ｅ，７００ｆの位置および姿勢（ｘ，ｙ，ｚ，ｙａｗ，ｐｉｔｃｈ，ｒｏｌｌ）を認識する処理を行う。次に、図３のステップＳ３で、ロボット制御部３０は第２挿入処理部として働いて、ロボット１００を基準とした小孔７００ｅ，７００ｆの位置および姿勢（ｘ，ｙ，ｚ，ｙａｗ，ｐｉｔｃｈ，ｒｏｌｌ）に基づいて、ロボット１００によって、図６中に矢印Ｐ１２で示すように、回路基板７００の小孔７００ｅ，７００ｆに、電解コンデンサ１９０のリードピン１９０ｅ，１９０ｆを位置制御によって挿入する処理を行う。このようにして、回路基板７００の１対の小孔７００ｅ，７００ｆに、電解コンデンサ１９０の一対のリードピン１９０ｅ，１９０ｆを、短時間で自動的に挿入することができる。
【００５２】
なお、回路基板７００の複数対の小孔７００ｅ，７００ｆ；７００ｅ，７００ｆ；…が設けられている場合、上記と同じ手順によって、各対の小孔７００ｅ，７００ｆにそれぞれ電解コンデンサ１９０のリードピン１９０ｅ，１９０ｆを順次（または複数のロボットによって並行して）挿入して行くことができる。これにより、回路基板７００上に複数の電解コンデンサ１９０を短時間で自動的に搭載できる。
【００５３】
上述の例では、スロットまたは孔を有する受け部（仕掛品６００に含まれたＦＰＣ用コネクタ６０２、回路基板７００）が組立台８００上に載置されているものとしたが、これに限られるものではない。スロットまたは孔を有する受け部は、例えばベルトコンベアによってロボット１００の可動範囲内に搬送されて来て、上述の処理（図３のステップＳ１〜Ｓ３）の間、ロボット１００に対する配置が維持されるようになっていてもよい。
【００５４】
また、或る形状のスロットまたは孔を有する受け部と、上記スロットまたは孔に嵌合する形状をもつワーク部品との組み合わせとしては、既述の２つの組み合わせ例にかぎられず、様々なものが対象となり得る。
【００５５】
上記コントローラ１０のロボット制御部３０は、プログラムに従って動作するプロセッサによって構成されている。また、記憶部１２は、不揮発性半導体メモリなどの記憶装置によって構成されている。つまり、これらのロボット制御部３０と記憶部１２は、実質的にコンピュータ装置（例えば、プログラマブルロジックコントローラ（programmable logic controller；PLC）など）によって構成され得る。したがって、図３によって説明した部品挿入方法は、コンピュータに実行させるためのプログラムとして構成されるのが望ましい。また、そのプログラムは、コンピュータ読み取り可能な非一時的（non-transitory）な記録媒体に記録されるのが望ましい。その場合、記録媒体に記録されたそれらのプログラムをコンピュータ装置に読み取らせ、実行させることによって、上述の部品挿入方法を実施することができる。
【００５６】
以上の実施形態は例示であり、この発明の範囲から離れることなく様々な変形が可能である。上述した複数の実施の形態は、それぞれ単独で成立し得るものであるが、実施の形態同士の組みあわせも可能である。また、異なる実施の形態の中の種々の特徴も、それぞれ単独で成立し得るものであるが、異なる実施の形態の中の特徴同士の組みあわせも可能である。
【符号の説明】
【００５７】
１  部品挿入装置
１０  コントローラ
９０  ＦＰＣ
９９  板部材
１００  ロボット
１０１  グリッパ
１０２Ａ，１０２Ｂ  爪
１０３  力覚センサ
１９０  電解コンデンサ
１９９  ダミー部品
６０２  ＦＰＣ用コネクタ
６０２ｓ  スロット
７００  回路基板
７００ｅ，７００ｆ  小孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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