(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の部品を保持可能な第１の作業設備と、第２の部品を保持可能な第２の作業設備とを利用し、少なくとも前記第２の作業設備を動かして、前記第１の部品に前記第２の部品を自動的に組み付ける作業のための位置合わせ方法であって、
三次元空間における位置を表すワールド座標と、前記第２の作業設備の状態を表すロボット座標とが存在する場合に、前記ロボット座標と前記ワールド座標との関係を表す所定の座標変換式に従って、前記第２の作業設備に対する制御量を変換した結果を用いて、前記第１の部品もしくは前記第１の作業設備と、前記第２の部品もしくは前記第２の作業設備とを位置合わせすると共に、
前記第１の作業設備の基準状態における位置決め要素のずれ量を計測する第１の計測、前記第２の作業設備の基準状態における位置決め要素のずれ量を計測する第２の計測、及び、前記第１の作業設備と前記第２の作業設備との相対位置のずれ量を計測する第３の計測を行い、
前記第１〜第３の計測結果に基づいて前記第１の作業設備側の固有の誤差要因群を特定することで、前記第１の作業設備の基準状態における位置決め要素のずれ量を表す第１組のずれ量を取得し、
前記第１〜第３の計測結果に基づいて前記第２の作業設備側の固有の誤差要因群を特定することで、前記第２の作業設備の基準状態における位置決め要素のずれ量を表す第２組のずれ量を取得し、
前記座標変換式に、前記第１組のずれ量に相当する第１の補正値、及び前記第２組のずれ量に相当する第２の補正値を組み込んで、ずれ量の補正された結果を前記座標変換式の変換結果として取得する、
ことを特徴とする位置合わせ方法。
【請求項２】
第１の部品を保持可能な第１の作業設備と、第２の部品を保持可能な第２の作業設備とを利用し、少なくとも前記第２の作業設備を動かして、前記第１の部品に前記第２の部品を自動的に組み付ける作業のための位置合わせ方法であって、
三次元空間における位置を表すワールド座標と、前記第２の作業設備の状態を表すロボット座標とが存在する場合に、前記ロボット座標と前記ワールド座標との関係を表す所定の座標変換式に従って、前記第２の作業設備に対する制御量を変換した結果を用いて、前記第１の部品もしくは前記第１の作業設備と、前記第２の部品もしくは前記第２の作業設備とを位置合わせすると共に、
前記第１の作業設備の基準状態における位置決め要素のずれ量を表す第１組のずれ量を取得し、
前記第２の作業設備の基準状態における位置決め要素のずれ量を表す第２組のずれ量を取得し、
前記座標変換式に、前記第１組のずれ量に相当する第１の補正値、及び前記第２組のずれ量に相当する第２の補正値を組み込んで、ずれ量の補正された結果を前記座標変換式の変換結果として取得し、
前記第１の作業設備として、円形の外形形状を有し、前記第１の部品を円周上に並べて複数配置可能な固定盤を利用し、
前記第２の作業設備として、複数のリンク機構を並列に組み合わせて構成したパラレルリンクロボットを利用する、
ことを特徴とする位置合わせ方法。
【請求項３】
第１の部品を保持可能な第１の作業設備と、第２の部品を保持可能な第２の作業設備とを利用し、少なくとも前記第２の作業設備を動かして、前記第１の部品に前記第２の部品を自動的に組み付ける作業のための位置合わせ方法であって、
三次元空間における位置を表すワールド座標と、前記第２の作業設備の状態を表すロボット座標とが存在する場合に、前記ロボット座標と前記ワールド座標との関係を表す所定の座標変換式に従って、前記第２の作業設備に対する制御量を変換した結果を用いて、前記第１の部品もしくは前記第１の作業設備と、前記第２の部品もしくは前記第２の作業設備とを位置合わせすると共に、
前記第１の作業設備の基準状態における位置決め要素のずれ量を表す第１組のずれ量を取得し、
前記第２の作業設備の基準状態における位置決め要素のずれ量を表す第２組のずれ量を取得し、
前記座標変換式に、前記第１組のずれ量に相当する第１の補正値、及び前記第２組のずれ量に相当する第２の補正値を組み込んで、ずれ量の補正された結果を前記座標変換式の変換結果として取得し、
前記第１の部品としてコネクタハウジングを利用し、
前記第２の部品として端子付きの電線を利用する、
ことを特徴とする位置合わせ方法。
【請求項４】
請求項１に記載の位置合わせ方法であって、
前記第２の作業設備の基準状態における位置決め要素のずれ量を計測する際には、
所定の校正用基準穴が形成された治具を前記第２の作業設備の固定部位に装着し、前記第２の作業設備の可動部位と、前記校正用基準穴との相対的な位置関係に基づいて、少なくとも原点位置及び実際の移動量を把握する、
ことを特徴とする位置合わせ方法。
【請求項５】
第１の部品を保持可能な第１の作業設備と、第２の部品を保持可能な第２の作業設備とを利用し、少なくとも前記第２の作業設備を動かして、前記第１の部品に前記第２の部品を自動的に組み付ける作業のための位置合わせ方法であって、
三次元空間における位置を表すワールド座標と、前記第２の作業設備の状態を表すロボット座標とが存在する場合に、前記ロボット座標と前記ワールド座標との関係を表す所定の座標変換式に従って、前記第２の作業設備に対する制御量を変換した結果を用いて、前記第１の部品もしくは前記第１の作業設備と、前記第２の部品もしくは前記第２の作業設備とを位置合わせすると共に、
前記第１の作業設備の基準状態における位置決め要素のずれ量を表す第１組のずれ量を取得し、
前記第２の作業設備の基準状態における位置決め要素のずれ量を表す第２組のずれ量を取得し、
前記座標変換式に、前記第１組のずれ量に相当する第１の補正値、及び前記第２組のずれ量に相当する第２の補正値を組み込んで、ずれ量の補正された結果を前記座標変換式の変換結果として取得し、
前記第１の作業設備の基準状態における位置決め要素のずれ量を計測する際には、
前記第２の作業設備の可動部に１つ以上のセンサを装着し、前記第１の作業設備の基準部位の位置を前記センサを用いて計測する、
ことを特徴とする位置合わせ方法。
【請求項６】
請求項５に記載の位置合わせ方法であって、
前記第１の作業設備の基準状態における位置決め要素のずれ量を計測する際には、
前記第１の作業設備の円形の支持部材を回転駆動しながら、前記センサを用いて、円周上の各位置を計測し、少なくとも前記支持部材の真円度を取得する、
ことを特徴とする位置合わせ方法。
【請求項７】
請求項５に記載の位置合わせ方法であって、
前記第１の作業設備の基準状態における位置決め要素のずれ量を計測する際には、
前記第１の作業設備の円形の支持部材を回転駆動しながら、前記センサを用いて、前記支持部材の厚み方向の各位置を計測し、少なくとも前記支持部材の傾きの情報を取得する、
ことを特徴とする位置合わせ方法。
【請求項８】
第１の部品を保持可能な第１の作業設備と、第２の部品を保持可能な第２の作業設備とを利用し、少なくとも前記第２の作業設備を動かして、前記第１の部品に前記第２の部品を自動的に組み付ける作業のための位置合わせ方法であって、
三次元空間における位置を表すワールド座標と、前記第２の作業設備の状態を表すロボット座標とが存在する場合に、前記ロボット座標と前記ワールド座標との関係を表す所定の座標変換式に従って、前記第２の作業設備に対する制御量を変換した結果を用いて、前記第１の部品もしくは前記第１の作業設備と、前記第２の部品もしくは前記第２の作業設備とを位置合わせすると共に、
前記第１の作業設備の基準状態における位置決め要素のずれ量を表す第１組のずれ量を取得し、
前記第２の作業設備の基準状態における位置決め要素のずれ量を表す第２組のずれ量を取得し、
前記座標変換式に、前記第１組のずれ量に相当する第１の補正値、及び前記第２組のずれ量に相当する第２の補正値を組み込んで、ずれ量の補正された結果を前記座標変換式の変換結果として取得し、
前記第１の作業設備と前記第２の作業設備との相対位置のずれ量を計測する際には、
前記第２の作業設備の可動部に１つ以上のセンサを装着し、前記第１の作業設備の円形の支持部材の外周に沿って、互いに異なる３点以上の位置に前記第２の作業設備の可動部をそれぞれ位置決めし、前記３点の各々の位置で、前記センサを用いて位置情報を取得する、
ことを特徴とする位置合わせ方法。
【請求項９】
請求項１に記載の位置合わせ方法であって、
前記第２組のずれ量は、理論上の移動量と、計測により得られた実際の移動量との比率を表す校正比率の情報を含む、
ことを特徴とする位置合わせ方法。
【請求項１０】
第１の部品を保持可能な第１の作業設備と、第２の部品を保持可能な第２の作業設備とを利用し、少なくとも前記第２の作業設備を動かして、前記第１の部品に前記第２の部品を自動的に組み付ける作業のための位置合わせ方法であって、
三次元空間における位置を表すワールド座標と、前記第２の作業設備の状態を表すロボット座標とが存在する場合に、前記ロボット座標と前記ワールド座標との関係を表す所定の座標変換式に従って、前記第２の作業設備に対する制御量を変換した結果を用いて、前記第１の部品もしくは前記第１の作業設備と、前記第２の部品もしくは前記第２の作業設備とを位置合わせすると共に、
前記第１の作業設備の基準状態における位置決め要素のずれ量を表す第１組のずれ量に相当する第１の補正値、及び前記第２の作業設備の基準状態における位置決め要素のずれ量を表す第２組のずれ量に相当する第２の補正値を、事前の計測により得られた定数として前記座標変換式に適用し、位置ずれを補正し、
前記事前の計測として、前記第１の作業設備の基準状態における位置決め要素のずれ量を計測する第１の計測、前記第２の作業設備の基準状態における位置決め要素のずれ量を計測する第２の計測、及び、前記第１の作業設備と前記第２の作業設備との相対位置のずれ量を計測する第３の計測を行い、
前記第１〜第３の計測結果に基づいて前記第１の作業設備側の固有の誤差要因群を特定することで、前記第１組のずれ量を取得し、
前記第１〜第３の計測結果に基づいて前記第２の作業設備側の固有の誤差要因群を特定することで、前記第２組のずれ量を取得する、
ことを特徴とする位置合わせ方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１の部品を保持可能な第１の作業設備と、第２の部品を保持可能な第２の作業設備とを利用し、少なくとも前記第２の作業設備を動かして、前記第１の部品に前記第２の部品を自動的に組み付ける作業のための位置合わせ方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１に示されている自動端子挿入機は、端子付電線の端子をコネクタハウジグへ挿入するための組み付け作業を自動的に行うための作業設備である。この作業設備においては、端子付電線の電線部分をクランプ竿で挟持して支持している。また、端子を載置する端子ブロックとクランプ竿との間に電線ガイド部材を設けて、該電線部分の左右方向の振れを規制し、電線チャックに電線押さえを設けて上下方向の振れを矯正している。
【０００３】
つまり、特許文献１の自動端子挿入機の場合には、クランプ竿等が支持している端子付電線を、位置の固定された特定の場所に配置されているコネクタハウジグとの間で相対的に位置合わせしてから、コネクタハウジグのキャビティに端子を挿入し、端子付電線をコネクタハウジグに組み付けることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１６０４７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に示された自動端子挿入機のように、２つの部品を組み付ける作業を実施する場合には、２つの部品の一方の位置を固定した状態で、２つの部品の他方を作業用ロボットを用いて移動し、２つの部品の位置を合わせてから挿入等の組み付けを実施することになる。
【０００６】
例えば、２つの部品の一方の位置が一箇所だけに限定されているような状況では、作業用ロボットが把持している他方の部品の位置を管理して、前記作業用ロボットの駆動により前記他方の部品を目的の位置に向かって所定量だけ移動させることにより、２つの部品を位置合わせすることができる。
【０００７】
しかし、実際の部品の組み付け作業においては、作業効率や歩留まり等の観点から複雑な状況を想定しなければならない。例えば、車両用のワイヤハーネスを製造するような場合には、種類や形状が異なる多数のコネクタハウジングのそれぞれに端子付電線の端子を効率的に挿入しなければならないので、多数のコネクタハウジングを互いに異なる位置に並べて配置した状態で、端子付電線の挿入作業を行うことになる。したがって、挿入先の目的のコネクタハウジングの位置は、挿入する度に変化する可能性があり、その都度、コネクタハウジングと端子付電線とを位置合わせしなければならない。
【０００８】
また、挿入先の目的のコネクタハウジングの位置が変化する場合には、作業用ロボットの駆動により単純に端子付電線を移動するだけでは正確な位置合わせができない。すなわち、一般的な作業用ロボットにおける移動は、それ自身に対する上下、左右、前後方向であるのに対し、挿入先の目的のコネクタハウジングは三次元空間内のある位置に配置されているので、作業用ロボットの移動量等を計算する際に、座標変換を行って三次元空間内で位置合わせする必要がある。
【０００９】
また、コネクタハウジングへ端子付電線を組み付けるような作業を行う場合には、自由度の高い作業を実現するために、複数のリンク機構を並列に組み合わせて構成したパラレルリンクロボットが必要になる。このようなパラレルリンクロボットは、部品の移動や傾きの調整等に関して高い自由度が得られる反面、位置精度を上げることが難しい。例えば、パラレルリンクロボットを構成する部品の精度に起因して、設計上の移動量と実際の移動量との間に比較的大きなずれが生じる場合がある。
【００１０】
また、例えばテーブルなどの上に多数のコネクタハウジングを並べて配置する場合に、前記テーブル等の精度に起因して、各々のコネクタハウジングの実際の位置が設計上の位置からずれる場合がある。
【００１１】
作業用ロボット等に関しては、例えばカメラなどを用いて、撮影した画像から移動先の目的の部品を自動認識することにより、位置ずれを自動的に補正し、正しく位置合わせすることが可能である。しかしながら、比較的大きな位置ずれが生じている場合には、画像を正しく認識することが不可能であったり、位置合わせのために長い時間を要する可能性が高い。
【００１２】
例えば、高い精度で位置合わせするためには、目的の位置を含むごく限られた狭い領域について撮影により得られた画像と、事前に定めた基準画像とを比較するような処理を行わざるを得ないので、大きな位置ずれが生じている時には、画像の比較により位置を修正することができない。あるいは、少しずつ位置を修正しながら基準画像を含む領域に近づけるように同じような制御を繰り返し実行することになるので、位置合わせの所要時間が長くなるのは避けられない。
【００１３】
また、実際の作業工程においては、多数の部品を配置して、それぞれの部品について同じような作業を多数回繰り返し行うことになるので、作業の１回毎に時間のかかる位置合わせを実施していたのでは、全ての部品を組み付けるまでに長い時間がかかり、効率的に製品を製造することができない。
【００１４】
例えば、寸法精度等に起因する各種設備の固有の誤差要因を減らすことができれば、製造対象の２つの部品を位置合わせする際の相対位置について、設計上の位置と実際の位置との誤差を減らすことが可能であり、作業の１回毎に行う位置決め作業の所要時間を短縮したり、位置決め精度を高めることが可能になる。
【００１５】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、寸法精度等に起因する各種設備の固有の誤差要因を減らして、作業の１回毎に行う位置決め作業の所要時間を短縮することが可能な位置合わせ方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
前述した目的を達成するために、本発明に係る位置合わせ方法は、下記（１）〜（１０）を特徴としている。
（１）  第１の部品を保持可能な第１の作業設備と、第２の部品を保持可能な第２の作業設備とを利用し、少なくとも前記第２の作業設備を動かして、前記第１の部品に前記第２の部品を自動的に組み付ける作業のための位置合わせ方法であって、
三次元空間における位置を表すワールド座標と、前記第２の作業設備の状態を表すロボット座標とが存在する場合に、前記ロボット座標と前記ワールド座標との関係を表す所定の座標変換式に従って、前記第２の作業設備に対する制御量を変換した結果を用いて、前記第１の部品もしくは前記第１の作業設備と、前記第２の部品もしくは前記第２の作業設備とを位置合わせすると共に、
前記第１の作業設備の基準状態における位置決め要素のずれ量を計測する第１の計測、前記第２の作業設備の基準状態における位置決め要素のずれ量を計測する第２の計測、及び、前記第１の作業設備と前記第２の作業設備との相対位置のずれ量を計測する第３の計測を行い、
前記第１〜第３の計測結果に基づいて前記第１の作業設備側の固有の誤差要因群を特定することで、前記第１の作業設備の基準状態における位置決め要素のずれ量を表す第１組のずれ量を取得し、
前記第１〜第３の計測結果に基づいて前記第２の作業設備側の固有の誤差要因群を特定することで、前記第２の作業設備の基準状態における位置決め要素のずれ量を表す第２組のずれ量を取得し、
前記座標変換式に、前記第１組のずれ量に相当する第１の補正値、及び前記第２組のずれ量に相当する第２の補正値を組み込んで、ずれ量の補正された結果を前記座標変換式の変換結果として取得する、
ことを特徴とする。
（２）  第１の部品を保持可能な第１の作業設備と、第２の部品を保持可能な第２の作業設備とを利用し、少なくとも前記第２の作業設備を動かして、前記第１の部品に前記第２の部品を自動的に組み付ける作業のための位置合わせ方法であって、
三次元空間における位置を表すワールド座標と、前記第２の作業設備の状態を表すロボット座標とが存在する場合に、前記ロボット座標と前記ワールド座標との関係を表す所定の座標変換式に従って、前記第２の作業設備に対する制御量を変換した結果を用いて、前記第１の部品もしくは前記第１の作業設備と、前記第２の部品もしくは前記第２の作業設備とを位置合わせすると共に、
前記第１の作業設備の基準状態における位置決め要素のずれ量を表す第１組のずれ量を取得し、
前記第２の作業設備の基準状態における位置決め要素のずれ量を表す第２組のずれ量を取得し、
前記座標変換式に、前記第１組のずれ量に相当する第１の補正値、及び前記第２組のずれ量に相当する第２の補正値を組み込んで、ずれ量の補正された結果を前記座標変換式の変換結果として取得し、
前記第１の作業設備として、円形の外形形状を有し、前記第１の部品を円周上に並べて複数配置可能な固定盤を利用し、
前記第２の作業設備として、複数のリンク機構を並列に組み合わせて構成したパラレルリンクロボットを利用する、
ことを特徴とする。
（３）  第１の部品を保持可能な第１の作業設備と、第２の部品を保持可能な第２の作業設備とを利用し、少なくとも前記第２の作業設備を動かして、前記第１の部品に前記第２の部品を自動的に組み付ける作業のための位置合わせ方法であって、
三次元空間における位置を表すワールド座標と、前記第２の作業設備の状態を表すロボット座標とが存在する場合に、前記ロボット座標と前記ワールド座標との関係を表す所定の座標変換式に従って、前記第２の作業設備に対する制御量を変換した結果を用いて、前記第１の部品もしくは前記第１の作業設備と、前記第２の部品もしくは前記第２の作業設備とを位置合わせすると共に、
前記第１の作業設備の基準状態における位置決め要素のずれ量を表す第１組のずれ量を取得し、
前記第２の作業設備の基準状態における位置決め要素のずれ量を表す第２組のずれ量を取得し、
前記座標変換式に、前記第１組のずれ量に相当する第１の補正値、及び前記第２組のずれ量に相当する第２の補正値を組み込んで、ずれ量の補正された結果を前記座標変換式の変換結果として取得し、
前記第１の部品としてコネクタハウジングを利用し、
前記第２の部品として端子付きの電線を利用する、
ことを特徴とする。
（４）  上記（１）の位置合わせ方法であって、
前記第２の作業設備の基準状態における位置決め要素のずれ量を計測する際には、
所定の校正用基準穴が形成された治具を前記第２の作業設備の固定部位に装着し、前記第２の作業設備の可動部位と、前記校正用基準穴との相対的な位置関係に基づいて、少なくとも原点位置及び実際の移動量を把握する、
ことを特徴とする。
（５）  第１の部品を保持可能な第１の作業設備と、第２の部品を保持可能な第２の作業設備とを利用し、少なくとも前記第２の作業設備を動かして、前記第１の部品に前記第２の部品を自動的に組み付ける作業のための位置合わせ方法であって、
三次元空間における位置を表すワールド座標と、前記第２の作業設備の状態を表すロボット座標とが存在する場合に、前記ロボット座標と前記ワールド座標との関係を表す所定の座標変換式に従って、前記第２の作業設備に対する制御量を変換した結果を用いて、前記第１の部品もしくは前記第１の作業設備と、前記第２の部品もしくは前記第２の作業設備とを位置合わせすると共に、
前記第１の作業設備の基準状態における位置決め要素のずれ量を表す第１組のずれ量を取得し、
前記第２の作業設備の基準状態における位置決め要素のずれ量を表す第２組のずれ量を取得し、
前記座標変換式に、前記第１組のずれ量に相当する第１の補正値、及び前記第２組のずれ量に相当する第２の補正値を組み込んで、ずれ量の補正された結果を前記座標変換式の変換結果として取得し、
前記第１の作業設備の基準状態における位置決め要素のずれ量を計測する際には、
前記第２の作業設備の可動部に１つ以上のセンサを装着し、前記第１の作業設備の基準部位の位置を前記センサを用いて計測する、
ことを特徴とする。
（６）  上記（５）の位置合わせ方法であって、
前記第１の作業設備の基準状態における位置決め要素のずれ量を計測する際には、
前記第１の作業設備の円形の支持部材を回転駆動しながら、前記センサを用いて、円周上の各位置を計測し、少なくとも前記支持部材の真円度を取得する、
ことを特徴とする。
（７）  上記（５）の位置合わせ方法であって、
前記第１の作業設備の基準状態における位置決め要素のずれ量を計測する際には、
前記第１の作業設備の円形の支持部材を回転駆動しながら、前記センサを用いて、前記支持部材の厚み方向の各位置を計測し、少なくとも前記支持部材の傾きの情報を取得する、
ことを特徴とする。
（８）  第１の部品を保持可能な第１の作業設備と、第２の部品を保持可能な第２の作業設備とを利用し、少なくとも前記第２の作業設備を動かして、前記第１の部品に前記第２の部品を自動的に組み付ける作業のための位置合わせ方法であって、
三次元空間における位置を表すワールド座標と、前記第２の作業設備の状態を表すロボット座標とが存在する場合に、前記ロボット座標と前記ワールド座標との関係を表す所定の座標変換式に従って、前記第２の作業設備に対する制御量を変換した結果を用いて、前記第１の部品もしくは前記第１の作業設備と、前記第２の部品もしくは前記第２の作業設備とを位置合わせすると共に、
前記第１の作業設備の基準状態における位置決め要素のずれ量を表す第１組のずれ量を取得し、
前記第２の作業設備の基準状態における位置決め要素のずれ量を表す第２組のずれ量を取得し、
前記座標変換式に、前記第１組のずれ量に相当する第１の補正値、及び前記第２組のずれ量に相当する第２の補正値を組み込んで、ずれ量の補正された結果を前記座標変換式の変換結果として取得し、
前記第１の作業設備と前記第２の作業設備との相対位置のずれ量を計測する際には、
前記第２の作業設備の可動部に１つ以上のセンサを装着し、前記第１の作業設備の円形の支持部材の外周に沿って、互いに異なる３点以上の位置に前記第２の作業設備の可動部をそれぞれ位置決めし、前記３点の各々の位置で、前記センサを用いて位置情報を取得する、
ことを特徴とする。
（９）  上記（１）の位置合わせ方法であって、
前記第２組のずれ量は、理論上の移動量と、計測により得られた実際の移動量との比率を表す校正比率の情報を含む、
ことを特徴とする。
（１０）  第１の部品を保持可能な第１の作業設備と、第２の部品を保持可能な第２の作業設備とを利用し、少なくとも前記第２の作業設備を動かして、前記第１の部品に前記第２の部品を自動的に組み付ける作業のための位置合わせ方法であって、
三次元空間における位置を表すワールド座標と、前記第２の作業設備の状態を表すロボット座標とが存在する場合に、前記ロボット座標と前記ワールド座標との関係を表す所定の座標変換式に従って、前記第２の作業設備に対する制御量を変換した結果を用いて、前記第１の部品もしくは前記第１の作業設備と、前記第２の部品もしくは前記第２の作業設備とを位置合わせすると共に、
前記第１の作業設備の基準状態における位置決め要素のずれ量を表す第１組のずれ量に相当する第１の補正値、及び前記第２の作業設備の基準状態における位置決め要素のずれ量を表す第２組のずれ量に相当する第２の補正値を、事前の計測により得られた定数として前記座標変換式に適用し、位置ずれを補正し、
前記事前の計測として、前記第１の作業設備の基準状態における位置決め要素のずれ量を計測する第１の計測、前記第２の作業設備の基準状態における位置決め要素のずれ量を計測する第２の計測、及び、前記第１の作業設備と前記第２の作業設備との相対位置のずれ量を計測する第３の計測を行い、
前記第１〜第３の計測結果に基づいて前記第１の作業設備側の固有の誤差要因群を特定することで、前記第１組のずれ量を取得し、
前記第１〜第３の計測結果に基づいて前記第２の作業設備側の固有の誤差要因群を特定することで、前記第２組のずれ量を取得する、
ことを特徴とする。
【００１７】
上記（１）の構成の位置合わせ方法によれば、前記座標変換式に従って計算し、各種制御量を前記ロボット座標から前記ワールド座標に変換する際に、前記第１の作業設備の固有の特性（寸法精度等）に起因する第１組のずれ量と、前記第２の作業設備の固有の特性に起因する第２組のずれ量とがそれぞれ補正されるので、前記第１の部品と前記第２の部品とを位置合わせする際の初期状態における位置誤差が大幅に減少する。したがって、この初期状態から前記第１の部品と前記第２の部品とを更に精密に位置合わせする際の位置精度が向上し、この位置合わせに要する時間も短縮できる。
上記（２）の構成の位置合わせ方法によれば、円形の外形形状を有する固定盤を利用することにより、前記第１の部品を事前に複数用意して、これらに対して順番に前記第２の部品を組み付けることが可能になる。また、前記パラレルリンクロボットを利用することにより、前記第２の部品を移動する際の移動経路等の自由度が高くなり、様々な位置に配置された前記第１の部品に対してそれぞれ前記第２の部品を位置合わせすることが可能になる。また、前記パラレルリンクロボットについては位置決め精度が低いが、前記座標変換式を計算する際に、前記第２の補正値によって位置が補正されるので、位置決め精度の低下を抑制できる。
上記（３）の構成の位置合わせ方法によれば、前記第１の作業設備及び前記第２の作業設備を用いて、前記コネクタハウジングと前記端子付きの電線とを位置合わせして、前記コネクタハウジングのキャビティに前記端子付きの電線の端子を挿入することができる。したがって、車両用のワイヤハーネスなどを製造する行程で利用できる。
上記（４）の構成の位置合わせ方法によれば、前記校正用基準穴を用いて、前記第２の作業設備の可動部位を原点位置に正確に合わせたり、前記可動部位の実際の移動量を把握することが可能になる。
上記（５）の構成の位置合わせ方法によれば、前記第２の作業設備の可動部と前記第１の作業設備の基準部位との相対的な実際の位置関係を、前記センサを用いて正しく把握することができる。
上記（６）の構成の位置合わせ方法によれば、前記支持部材の真円度を把握することができ、これにより、前記第１の部品が配置される位置に関する前記支持部材の半径方向の位置ずれを予測することが可能になる。
上記（７）の構成の位置合わせ方法によれば、前記支持部材の傾きを把握できるので、前記第１の部品が配置される位置に関する前記支持部材の厚み方向の位置ずれを予測することが可能になる。
上記（８）の構成の位置合わせ方法によれば、前記３点の各々の位置で位置情報を取得するので、前記第１の部品がどの位置に存在する場合であっても、前記第２の作業設備の可動部を動かして前記第２の部品を位置合わせする際に、前記第２の作業設備の固有の特性に起因して生じる位置ずれを把握できる。
上記（９）の構成の位置合わせ方法によれば、理論上の移動量と、計測により得られた実際の移動量との間にずれがある場合に、前記校正比率の情報に基づいて、移動量のずれがなくなるように補正することができる。
上記（１０）の構成の位置合わせ方法によれば、事前に定めた定数を用いて前記第１の補正値及び前記第２の補正値の補正を前記座標変換式に適用するので、実際の製造工程で前記第１の部品に前記第２の部品を組み付ける際に、初期状態で前記第１の作業設備の固有の誤差要因と、前記第２の作業設備の固有の誤差要因とを排除した正しい位置に瞬時に位置決めすることができる。この初期状態における位置の誤差は非常に小さいので、この位置からより精密な正しい位置への移動（位置の修正）を短時間で実行することが可能である。したがって、位置決め精度の向上により部品の組付け作業中に挿入の失敗が生じる頻度を下げることができ、更に組み付け作業１回あたりの所要時間が短縮されることにより、製品の生産効率を改善できる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の位置合わせ方法によれば、寸法精度等に起因する各種設備の固有の誤差要因を減らして、作業の１回毎に行う位置決め作業の所要時間を短縮することが可能である。
【００１９】
以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という。）を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、本発明の位置合わせ方法を実施するための校正時の具体的な手順を示すフローチャートである。
【図２】図２は、三次元の２つの座標系の間で平行移動する前後におけるベクトル及び座標変換の様子を表すベクトル図である。
【図３】図３は、座標変換式の内容を表す模式図である。
【図４】図４は、ロボット座標系の初期調整を行う場合の治具を装着したロボットを示す斜視図である。
【図５】図５は、固定盤の計測を行う際の治具及びセンサを装着したロボット及び固定盤を示す斜視図である。
【図６】図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は治具及びセンサを装着したロボット及び固定盤を示す斜視図であり、図６（Ａ）はハウジングベースの半径方向の円周位置を計測する状態、図６（Ｂ）はハウジングベースの厚み方向の位置を計測する状態をそれぞれ示す。
【図７】図７は、ハウジングベースの円周に沿って複数の位置にロボットの端子挿入ヘッドを位置決めする状態を示す斜視図である。
【図８】図８は、２台の並列関節機構を備える端子挿入装置の斜視図である。
【図９】図９は、端子挿入装置を示す斜視図である。
【図１０】図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）は、端子挿入装置の固定盤を示す図であって、図１０（Ａ）は固定盤の平面図であり、図１０（Ｂ）は側面図である。
【図１１】図１１は、端子挿入装置の並列関節機構を示す側面図である。
【図１２】図１２は、端子挿入装置の電線運搬機を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明に関する具体的な実施形態について、各図を参照しながら以下に説明する。尚、本発明の位置合わせ方法の理解を容易にするために、最初に位置合わせ方法を適用可能な具体的な製造設備である端子挿入装置について説明し、次にこの端子挿入装置を用いて位置合わせする方法を説明する。
【００２２】
［端子挿入装置の概要］
図８は、本発明の実施形態の端子挿入装置を示す斜視図である。本発明の実施形態の端子挿入装置は、固定盤１０と、並列関節（パラレルリンク）機構２０と、を含んで構成される。本発明の実施形態の端子挿入装置は、さらに、電線運搬機３０と、端子計測センサ４０と、を備えている。以下、固定盤１０、並列関節機構２０、電線運搬機３０及び端子計測センサ４０について詳細に説明する。
【００２３】
図８に示されるように、２台の並列関節機構２０Ａ、２０Ｂがそれぞれ、固定盤１０に配置された異なるコネクタハウジング８０に対して端子を挿入する。また、この構成の場合、電線運搬機３０は、２つの移動体３２Ａ、３２Ｂを備えており、移動体３２Ａが電線９０の一端を、移動体３２Ｂが電線９０の他端をそれぞれ把持する。そして、２つの移動体３２Ａ、３２Ｂが一端及び他端が把持された状態の電線９０を所定位置へ運搬する。このように、電線運搬機３０は、一回路線単位で電線を運搬する。また、端子計測センサ４０は、計測センサが２つセンサ台４１に取り付けられている。一つの計測センサ４７Ａは、並列関節機構２０Ａが把持した電線の先端に位置する端子を計測対象とし、別の計測センサ４７Ｂは、並列関節機構２０Ｂが把持した電線の先端に位置する端子を計測対象とする。この構成により、２台の並列関節機構２０Ａ、２０Ｂは、一方が電線９０の一端を把持し、他方が電線９０の他端を把持し、それぞれの端部が接続されるべき異なるコネクタハウジングに対して端子挿入処理を実行する。
【００２４】
以降に説明する、本発明の実施形態の端子挿入装置においては、より深い理解に導くため、１台の並列関節機構２０によって端子をコネクタハウジングに挿入する形態について説明するが、２台の並列関節機構２０Ａ、２０Ｂによって端子を挿入する形態であっても、２台の並列関節機構２０Ａ、２０Ｂが独立して駆動するため、端子挿入処理は同様である。
【００２５】
［端子挿入装置の構成］
［固定盤１０の詳細］
図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）は、本発明の実施形態の端子挿入装置における固定盤を示す図であって、図１０（Ａ）は固定盤の平面図を、図１０（Ｂ）は側面図を、それぞれ示す。固定盤１０は、図９及び図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）に示されるように、コネクタハウジング８０を位置決めするための部材であり、ハウジング支持台（図示せず）の平坦面に取り付けられる。固定盤１０は、コネクタハウジング８０を保持するハウジング受け１１と、ハウジング受け１１が固定される円環状のレール部材１２と、レール部材１２と軸心が一致するように該レール部材１２が上面１３ａに固定される円盤形状のハウジングベース１３と、ハウジングベース１３の軸心と一致するように回転軸１４ａが設定された、ハウジングベース１３の下面１３ｂに取り付けられたモータ部材１４と、を備える。
【００２６】
ハウジング受け１１は、コネクタハウジング８０の外側面の形状に略一致する内面が形成された凹部を有する。ハウジング受け１１の凹部に収容されることにより、コネクタハウジング８０はハウジング受け１１に対して位置決めされる。ハウジング受け１１は、ハウジング受け１１を支持する支持台１１ａを介してレール部材１２に固定される。レール部材１２に固定された支持台１１ａは、その一部がレール部材１２の半径方向に沿ってレール部材１２の外部に延在されている。ハウジング受け１１は、支持台１１ａにおけるレール部材１２の外部に延在されている一部に固定されている。また、レール部材１２には複数のハウジング受け１１が固定されるが、これらの複数のハウジング受け１１は、円環状のレール部材１２に所定の間隔で配置される。このため、複数のハウジング受け１１に固定されたコネクタハウジング８０は、隣り合うコネクタハウジング８０の位置を順に繋いでいくと、その繋いだ線分の集合が全体として円環状を形成するように配置される。また、コネクタハウジング８０は、図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）に示されるように、キャビティ８１の開口が露出する該コネクタハウジング８０の前面がレール部材１２の外側に位置するようにハウジング受け１１に保持される。このとき、ハウジング受け１１に保持されたコネクタハウジングにおけるキャビティ８１は、その延びる方向がレール部材１２の半径方向に沿って配置される。
【００２７】
レール部材１２は、円形平板の内部が穿たれた平板状の円環部材であり、その内部にハウジングベース１３の一部が嵌入することにより該ハウジングベース１３に固定される。レール部材１２は、半円形状の平板が２つ同一平面上に並設されたものである。好ましくは、ハウジング受け１１にコネクタハウジング８０が保持された状態のレール部材１２がハウジングベース１３に固定され、各コネクタハウジング８０に対する端子の挿入が実施される。
【００２８】
ハウジングベース１３は、径の異なる３つの円盤体１３ｃ、１３ｄ、１３ｅが軸心を一致するように積層され、それらの円盤体１３ｃ、１３ｄ、１３ｅが一体として形成された部材である。円盤体１３ｃは、径がレール部材１２の内径に略一致する。円盤体１３ｃがそのレール部材１２に嵌入することにより、レール部材１２が円盤体１３ｃに対して固定される。また、円盤体１３ｄは、径がレール部材１２の外径に略一致する。円盤体１３ｃに対して固定されたレール部材１２の下面を、円盤体１３ｄの上面１３ａが支持することにより、レール部材１２はハウジングベース１３に対して安定的に保持される。また、円盤体１３ｅは、下面１３ｂにモータ部材１４が取り付けられている。円盤体１３ｅの軸心は、モータ部材１４の回転軸１４ａの軸心と一致しており、モータ部材１４の回転に伴ってハウジングベース１３が回動する。この結果、ハウジングベース１３の円盤体１３ｃに固定されたレール部材１２も、モータ部材１４の回転に伴って回転軸１４ａを中心として回動する。このため、各ハウジング受け１１に固定された複数のコネクタハウジング８０もまた、これらのハウジングが形成する円環の周方向に回転することになる。
【００２９】
モータ部材１４は、回転軸がハウジング支持台（図示せず）の平坦面に対して垂直となるように、該平坦面に支持される。モータ部材１４がハウジング支持台の平坦面に支持されることにより、固定盤１０がハウジング支持台に取り付けられる。モータ部材１４は、モータの回転力が各種のギヤを介してハウジングベース１３に伝達され、ハウジングベース１３が回転する。モータ部材１４は、所定の制御装置（図示せず）からの制御信号を受け付けて、モータの回転を制御する。
【００３０】
本発明の実施形態の端子挿入装置では、複数のコネクタハウジング８０が固定盤１０に円環状に配置される。このため、本発明の実施形態の端子挿入装置は、従来の端子挿入装置のように、複数のコネクタハウジングを一列に配置するための幅方向に大きく開かれた空間を確保する必要は無く、固定盤１０を収納できる程度の幅の空間を確保すればよくなる。このため、上述した固定盤１０の構造は、端子挿入装置の小型化に寄与する。
【００３１】
［並列関節機構２０の詳細］
図１１は、本発明の実施形態の端子挿入装置における並列関節機構を示す側面図である。並列関節機構２０は、コネクタハウジング８０に端子を挿入するために端子挿入ヘッド２５を動かすロボットの駆動機構であり、並列関節機構支持台（図示せず）に取り付けられる。並列関節機構２０は、図１１に示されるように、並列関節機構支持台に取り付けられる基台２１と、基台２１上に設置された３つの第１モータ２２ａ、２２ｂ、２２ｃと、第１モータ２２ａ、２２ｂ、２２ｃの回転軸に各々の一端が接続されて駆動する３つのアーム２３ａ、２３ｂ、２３ｃと、アーム２３ａ、２３ｂ、２３ｃの他端に各々の一端がユニバーサルジョイント、伝達ギヤを介して接続される３つのリンク２４ａ、２４ｂ、２４ｃと、３つのリンク２４ａ、２４ｂ、２４ｃの他端にユニバーサルジョイントを介して接続される端子挿入ヘッド２５と、を備えている。並列関節機構２０は、３つの第１モータ２２ａ、２２ｂ、２２ｃの回転量を制御してアーム２３ａ、２３ｂ、２３ｃの傾斜角度、及びリンク２４ａ、２４ｂ、２４ｃのアーム２３ａ、２３ｂ、２３ｃに対する角度を変化させることにより、端子挿入ヘッド２５をＸＹＺに沿う３方向に並進させることができる。並列関節機構２０は、制御装置からの制御信号を受け付けて、第１モータ２２ａ、２２ｂ、２２ｃの回転を制御する。
【００３２】
さらに、端子挿入ヘッド２５は、３つのリンク２４ａ、２４ｂ、２４ｃの他端にユニバーサルジョイントを介して接続されるハンド基台２５ａと、ハンド基台２５ａに対してロール方向に旋回自在に取り付けられた電線把持本体２５ｂと、先端に接続された端子を含む電線の一部を把持する、電線把持本体２５ｂの先端に設けられた電線チャック２５ｃと、ハンド基台２５ａに取り付けられ、電線把持本体２５ｂをハンド基台２５ａに対してピッチ方向（図１１におけるＸ軸を周回する方向）、ヨー方向（図１１におけるＺ軸を周回する方向）に旋回する第２モータ２５ｆと、ハンド基台２５ａに取り付けられ、電線把持本体２５ｂをハンド基台２５ａに対してロール方向（図１１におけるＹ軸を周回する方向）に旋回する第３モータ２５ｄと、電線チャック２５ｃに作用する外力を検出する圧力センサ２５ｇを有する。尚、本実施形態では、ハンド基台２５ａに第２モータ２５ｆ及び第３モータ２５ｄを設ける構成としたが、第２モータ２５ｆ及び第３モータ２５ｄを基台２１上に設ける構成としてもよい。この場合、第２モータ２５ｆ及び第３モータ２５ｄを伸縮シャフト及びユニバーサルジョイントを介してハンド基台２５ａに取り付ける構造とすることにより、端子挿入ヘッド２５をピッチ方向、ヨー方向、ロール方向に旋回自在とする。また、１つの第２モータ２５ｆにて電線把持本体２５ｂをピッチ方向及びヨー方向に旋回する構成としたが、第２モータ２５ｆに相当するモータをハンド基台２５ａに２つ取り付け、一方のモータがその回転によって電線把持本体２５ｂをピッチ方向に、他方のモータがその回転によって電線把持本体２５ｂをヨー方向に、それぞれ旋回自在とする構成であってもよい。
【００３３】
電線把持本体２５ｂは、電線チャック２５ｃにエアーを送り込むシリンダを有しており、電線チャック２５ｃは、電線把持本体２５ｂからエアーを送り込まれるとチャックが閉じられ、エアーが送り込まれなくなるとチャックが開く。並列関節機構２０は、制御装置からの制御信号を受け付けて、電線把持本体２５ｂが電線チャック２５ｃにエアーを送り込むタイミングを制御する。
【００３４】
また、電線把持本体２５ｂは、第２モータ２５ｆの回転量を制御して駆動させることにより、電線把持本体２５ｂの姿勢がピッチ方向、ヨー方向に旋回する。また、電線把持本体２５ｂは、第３モータ２５ｄの回転軸に連結される駆動軸２５ｅを有しており、第３モータ２５ｄの回転量を制御して駆動軸２５ｅをハンド基台２５ａに対して回転させることにより、電線把持本体２５ｂの姿勢をロール方向に旋回させることができる。この結果、電線チャック２５ｃに把持された電線もまた、姿勢がピッチ方向、ヨー方向及びロール方向に旋回する。並列関節機構２０は、制御装置からの制御信号を受け付けて、第２モータ２５ｆ及び第３モータ２５ｄの回転を制御する。
【００３５】
また、電線チャック２５ｃは、前側チャック２５ｃ１及び後側チャック２５ｃ２を備えている。本発明の実施形態では、各チャック２５ｃ１、２５ｃ２がそれぞれ、電線の外皮の部分をチャックの間に挟んだ状態で閉じられることにより、電線チャック２５ｃが電線を把持する。このように電線チャック２５ｃが端子９１を把持しなくてもよくなると、端子９１を把持するための端子チャックを電線把持本体２５ｂに設けなくて済む。これにより、電線把持本体２５ｂの軽量化、ひいては端子挿入ヘッド２５の軽量化に繋がる。この結果、並列関節機構２０の動作スピードの向上やサイクルタイムの短縮が実現でき、並列関節機構２０の作業効率の向上を図ることができる。
【００３６】
［電線運搬機３０の詳細］
図１２は、本発明の実施形態の端子挿入装置における電線運搬機を示す斜視図である。電線運搬機３０は、先端に端子９１が取り付けられた電線９０を、所定位置に運搬する機材である。電線運搬機３０は、図１２に示されるように、Ｘ軸方向に延びる運搬レール３１と、運搬レール３１をスライド自在な移動体３２と、先端に接続された端子９１を含む電線９０の一部を把持する、移動体３２に設けられた端子挿入ヘッド２５と、運搬レール３１を支持するフレーム３４と、端子挿入ヘッド２５にエアーを送り込むエアチャック本体３５と、を備えている。本発明の実施形態では、移動体３２が運搬レール３１上を移動する向きがＸ軸の向きに相当する。
【００３７】
移動体３２は、モータを備えており、当該モータの回転力が運搬レール３１の長手方向の推進力に変換されて運搬レール３１上をスライドすることができる。移動体３２は、制御装置からの制御信号を受け付けて、モータの回転を制御する。
【００３８】
また、移動体３２は、端子挿入ヘッド２５にエアーを送り込むエアチャック本体３５を有しており、端子挿入ヘッド２５は、移動体３２からエアーを送り込まれるとチャックが閉じられ、エアーが送り込まれなくなるとチャックが開く。移動体３２は、制御装置からの制御信号を受け付けて、端子挿入ヘッド２５にエアーを送り込むタイミングを制御する。
【００３９】
移動体３２によって運搬されてきた電線９０を並列関節機構２０が把持する位置は、予め位置決めされている。すなわち、移動体３２は、運搬レール３１上を移動して予め定められた所定位置で停止し、他方、並列関節機構２０は、移動体３２によって運搬された電線が予め定められた位置にあるものとしてその位置に向かう。この結果、並列関節機構２０は、移動体３２によって運搬されてきた電線９０を把持することができ、他方、移動体３２は、電線９０が並列関節機構２０によって把持された後自身の電線９０の把持を解く。この一連の処理により、並列関節機構２０に電線９０が供給される。
【００４０】
［端子計測センサ４０の詳細］
端子計測センサ４０は、並列関節機構２０が把持した電線９０の先端に位置する端子９１のロール方向の回転角及び端子９１の先端が位置するＸＺ座標を計測する機材である。本発明の実施形態では、並列関節機構２０の電線チャック２５ｃが電線９０の外皮の部分を２箇所挟み、並列関節機構２０がその電線９０を運搬して、端子９１をコネクタハウジング８０のキャビティ８１に挿入する。このとき、端子９１がロール方向に回転していることも考慮しなければならない。さらには、端子９１の重みによる電線９０の垂れ下がりまたは電線の巻き癖による跳ね返り、より具体的には電線９０における、電線チャック２５ｃのの前側チャック２５ｃ１に把持された箇所から電線９０の先端にかけての垂れ下がりまたは跳ね返り、を考慮しなければならない。端子計測センサ４０は、端子９１のロール方向への回転角、及びこの電線９０の垂れ下がりまたは跳ね返りによる端子９１のＹ軸方向に対する傾きを検出するものである。
【００４１】
［端子挿入装置の位置合わせ］
［座標変換の説明］
ところで、端子挿入ヘッド２５を用いて固定盤１０上のコネクタハウジング８０の各キャビティに端子付きの電線を挿入する作業を行う場合には、現実の三次元空間上の位置座標、或いは全ての装置に共通な位置座標を把握してキャビティと端子との位置合わせを行う必要がある。これがワールド座標であり、三次元空間のＸ、Ｙ、Ｚ各軸方向の位置を表す座標として表される。一方、並列関節機構２０を駆動して端子挿入ヘッド２５を含むロボットを動かす場合には、ロボット独自の座標であるロボット座標を用いて制御を行うことができる。端子挿入ヘッド２５の場合には、ロボット座標として、端子挿入方向（Ｙ）と、上方向（Ｚ）と、Ｙ、Ｚに対して垂直な方向（Ｘ）がある。
【００４２】
したがって、端子挿入ヘッド２５をロボット座標上で動かして、端子挿入ヘッド２５が把持した端子付きの電線の位置を三次元空間に配置されているコネクタハウジング８０の位置に合わせる場合には、ロボットの制御量をロボット座標からワールド座標に座標変換する必要がある。
【００４３】
三次元の２つの座標系の間で平行移動する前後における一般的なベクトル及び座標変換の様子を図２に示す。また、一般的な三次元の座標変換で用いる計算式の内容を図３に示す。
【００４４】
すなわち、Ｘ、Ｙ、Ｚの３軸で表される２つの座標系の一方から他方に座標を変換する場合には、平行移動に伴って図２に示すようなベクトルの変化が生じる。また、図３に示すような座標変換式を用いることにより、座標変換に伴う図２のような平行移動や回転の影響を考慮して正しい変換結果を得ることができる。
【００４５】
実際には、図３に示す「同次変位行列」の行列式を用いることにより、ロボット座標とワールド座標との間の座標変換を行うことができる。図３に示すように、「同次変位行列」は、「同次移動行列」と「同次回転行列」との積として表される。また、「同次回転行列」には、図３に示すようにＸ軸回り回転、Ｙ軸回り回転、Ｚ軸回り回転の各行列が含まれている。
【００４６】
したがって、ロボットを制御する制御装置が、図３に示す内容の座標変換式、つまり「同次変位行列」の計算を行うことにより、ロボットの制御量をロボット座標からワールド座標に座標変換し、ロボットが動かす端子付き電線の位置と、コネクタハウジング８０とを実際の三次元空間上で位置合わせすることが可能になる。
【００４７】
［位置ずれの説明］
［ロボット側の位置ずれ］
図８〜図１２に示した前述の端子挿入装置においては、端子挿入ヘッド２５を動かすロボットが、並列関節機構２０を利用して駆動を行っているので、端子挿入ヘッド２５の移動や回転に関する自由度が高い反面、位置決め精度が低くなる傾向がある。
【００４８】
例えば、並列関節機構２０を構成する複数のリンク２４ａ、２４ｂ、２４ｃの各部品の寸法精度（長さ等）のばらつきに起因して、ロボットが端子挿入ヘッド２５を動かす際の設計上の移動量と、実際の移動量との間にずれが生じる可能性がある。つまり、設備ごとにロボット固有の誤差要因が存在する。したがって、何らかの校正を行って前述のような誤差要因を排除しないと、誤差が大きい場合に位置合わせが困難になる。
【００４９】
端子挿入ヘッド２５を動かすロボット側の誤差要因については、以下に列挙する（１）〜（７）の７つにより表すことができる。
（１）ΔＸ：Ｘ軸方向の平行な位置ずれを表すずれ量
（２）ΔＹ：Ｙ軸方向の平行な位置ずれを表すずれ量
（３）ΔＺ：Ｚ軸方向の平行な位置ずれを表すずれ量
（４）Δα：Ｘ軸回りの回転を表すずれ量
（５）Δβ：Ｙ軸回りの回転を表すずれ量
（６）Δγ：Ｚ軸回りの回転を表すずれ量
（７）Ｃｒ：校正比率（Calibration Ratio）＝実移動量／設計上の移動量
［固定盤側の位置ずれ］
【００５０】
図８〜図１２に示した前述の端子挿入装置においては、固定盤１０のハウジングベース１３の円周上に図１０（Ａ）のように複数のコネクタハウジング８０を並べて配置した状態で特定のコネクタハウジング８０のキャビティの位置に合わせて、端子挿入ヘッド２５の電線チャック２５ｃが把持した端子付き電線を位置決めすることになる。
【００５１】
したがって、各端子付き電線の挿入先のコネクタハウジング８０を切り替える度に、コネクタハウジング８０の位置が変化し、その都度、ハウジングベース１３の円周に沿って端子挿入ヘッド２５を違う位置に位置合わせしなければならない。
【００５２】
また、例えばハウジングベース１３の円の中心位置を原点として位置合わせを実施する場合には、ハウジングベース１３の半径の寸法誤差や、ハウジングベース１３の真円度に起因して、各コネクタハウジング８０が実際に配置される位置に半径方向（放射方向）の位置ずれが発生する。更に、ハウジングベース１３が、ＸＹ軸に平行な平面に対して傾斜して配置されている場合には、ハウジングベース１３の円周方向の位置の違いにより傾きに起因する位置ずれが生じる。
【００５３】
［端子挿入装置の校正手順の説明］
本発明の位置合わせ方法を実施するための校正時の具体的な手順を図１に示す。すなわち、図８〜図１２に示した端子挿入装置の各設備を設置した直後、あるいは何らかの改修を実施してから製品の製造を開始するまでに、各設備の固有の誤差要因を排除するために、図１に示した校正手順の作業を実施する。そして、この校正手順により校正に必要な補正データを取得する。
【００５４】
尚、実際の校正作業については、作業者の手作業により校正用の特別な治具やセンサ等の取り付けや取り外しを行い、各設備の可動部を必要に応じて動かしながら計測を実施する。計測の結果として得られた補正データは端子挿入装置の制御装置上に保存し、実際の製造工程を実施する時に読み出して利用する。
【００５５】
ロボット座標系の初期調整を行う場合の治具を装着したロボットの外観を図４に示す。
図１のステップＳ１１では、作業者の手作業により、校正作業に必要な治具を図４のように装着する。図４に示した例では、ロボットの可動部である端子挿入ヘッド２５に治具５１を装着し、ロボットの固定部である基台２１に治具５２を固定している。固定側の治具５２には、複数の校正用基準穴（図示せず）が形成されている。具体的には、原点位置を表す１つの校正用基準穴と、原点位置に対してＸ軸のプラス及びマイナス方向と、Ｙ軸プラス及びマイナス方向にそれぞれ５０［ｍｍ］ずれた位置にそれぞれ形成された４つの校正用基準穴と、原点位置に対してＸ軸のプラス及びマイナス方向と、Ｙ軸プラス及びマイナス方向にそれぞれ１００［ｍｍ］ずれた位置にそれぞれ形成された４つの校正用基準穴とがある。
【００５６】
図１のステップＳ１２では、図４に示した治具５１及び５２を用いて以下に説明するようにロボットの初期調整を行う。まず、原点位置を表す治具５２上の校正用基準穴を用いて、治具５１の基準位置（例えばピンのような突起）が校正用基準穴と一致するように、並列関節機構２０を駆動して端子挿入ヘッド２５の位置を移動する。この時には、例えば端子挿入ヘッド２５等に配置したカメラ（図示せず）を用いて撮影した画像を利用して自動的に位置合わせを行うことも可能である。
【００５７】
また、原点位置からＸ軸方向にずれている２つの校正用基準穴の位置を検出し、これらを結んだＸ軸の基準方向と、並列関節機構２０を動かして端子挿入ヘッド２５をＸ軸方向に動かした場合とのＸ方向の傾き（θ１）を検出する。また、同様にＺ方向の傾き（θ２）も検出する。
【００５８】
更に、並列関節機構２０を駆動して、端子挿入ヘッド２５を原点の校正用基準穴の位置から、１００［ｍｍ］ずれた他の校正用基準穴の位置まで移動して、１００［ｍｍ］の距離を実際に移動するために要した駆動量と、設計上の駆動量との比率を校正比率として算出する。
【００５９】
固定盤の計測を行う際の治具及びセンサを装着したロボット及び固定盤の外観を図５に示す。
【００６０】
図１のステップＳ１３では、作業者の手作業により、図５のように、端子挿入ヘッド２５の治具５１に、高精度の２つの接触式デジタルセンサ５３及び５４を装着して固定盤１０の計測の準備を行う。
【００６１】
一方の接触式デジタルセンサ５３は、図５のようにハウジングベース１３の外周面の外側からハウジングベース１３の中心方向に向けて配置され、先端がハウジングベース１３の円周上の面と当接することにより、半径方向の面の位置を端子挿入ヘッド２５からの相対距離として検出することができる。もう一方の接触式デジタルセンサ５４は、図５のようにハウジングベース１３の外周面の近傍で、下方から上方、つまりハウジングベース１３の厚み方向に向けて配置され、先端がハウジングベース１３の下端面と当接することにより、上下方向の面の位置を検出することができる。尚、２つの接触式デジタルセンサ５３及び５４を１つずつ順番に取り付けて、その都度計測を行うように手順を変更しても良い。
【００６２】
治具及びセンサを装着したロボット及び固定盤の外観を図６（Ａ）及び図６（Ｂ）にそれぞれ示す。図６（Ａ）はハウジングベースの半径方向の円周位置を計測する状態、図６（Ｂ）はハウジングベースの厚み方向の位置を計測する状態をそれぞれ示している。
【００６３】
図１のステップＳ１４では、図６（Ａ）のように接触式デジタルセンサ５３の先端がハウジング（ＨＳＧ）ベース１３の円周状の外周面と当接するように配置した状態で、固定盤１０のモータを駆動して、ハウジングベース１３を回転しながら、半径方向の位置を接触式デジタルセンサ５３で検出する。これにより、ハウジングベース１３の円周の形状に関する真円度を計測することができる。
【００６４】
図１のステップＳ１５では、図６（Ｂ）のように接触式デジタルセンサ５４の先端がハウジング（ＨＳＧ）ベース１３の円周近傍の下端面と当接するように配置した状態で、固定盤１０のモータを駆動して、ハウジングベース１３を回転しながら、厚み方向の位置の変化を接触式デジタルセンサ５４で検出する。これにより、ハウジングベース１３のＸＹ平面に対する傾きを計測することができる。
【００６５】
ハウジングベースの円周に沿って複数の位置にロボットの端子挿入ヘッドを位置決めする状態を図７に示す。
【００６６】
図１のステップＳ１６では、ロボットの並列関節機構２０を動かして、端子挿入ヘッド２５の位置及び向きを変更し、図７に示すように、ハウジングベース１３の円周と対向するように３点以上の位置に順次に位置決めする。そして、Ｓ１５と同様に接触式デジタルセンサ５４の先端をハウジングベース１３の厚み方向の下端に当接し、ハウジングベース１３の相対的な傾きと高さ（Ｚ座標）を各点の位置で計測する。
【００６７】
図１のステップＳ１７では、ロボットの並列関節機構２０を動かして、端子挿入ヘッド２５の位置及び向きを変更し、図７に示すように、ハウジングベース１３の円周と対向するように３点以上の位置に順次に位置決めする。そして、Ｓ１４と同様に接触式デジタルセンサ５３の先端をハウジングベース１３の円周上の外周面に当接し、各点の位置で計測した接触式デジタルセンサ５３の検出値に基づき、端子挿入ヘッド２５及びハウジングベース１３の旋回中心位置（Ｘ，Ｙ座標）を特定する。
【００６８】
図１のステップＳ１８では、Ｓ１２〜Ｓ１７の計測結果に基づいて、端子挿入ヘッド２５を動かすロボット側の固有の誤差要因群、つまり前述のΔＸ、ΔＹ、ΔＺ、Δα、Δβ、Δγ、及びＣｒ（校正比率）をそれぞれ特定する。
【００６９】
図１のステップＳ１９では、Ｓ１２〜Ｓ１７の計測結果に基づいて、固定盤１０側の固有の誤差要因群、つまり、Ｓ１４で得られるハウジングベース１３の真円度や、Ｓ１５で得られるハウジングベース１３の傾きなどの影響をそれぞれ特定する。
【００７０】
図１のステップＳ２０では、位置合わせ制御の初期状態において端子挿入ヘッド２５が把持する端子付き電線と、コネクタハウジング８０との位置合わせの誤差が十分に小さくなるように、端子挿入装置のロボット座標とワールド座標との間の座標変換に用いる座標変換式（図３参照）の中に、Ｓ１８で特定したロボット側の誤差要因を補正するための補正値と、Ｓ１９で特定した固定盤１０側の誤差要因を補正するための補正値とを組み込む。尚、Ｓ２０で補正値を組み込んだ座標変換式の内容や、各補正値のデータについては、実際の製造工程で読み出して利用できるように、例えば不揮発性メモリや所定のデータベースに保存される。
【００７１】
［端子挿入装置の製造工程における動作］
固定盤１０上に配置された各コネクタハウジング８０に端子付き電線を挿入する製造工程においては、電線９０の端子先端の位置がコネクタハウジング８０のキャビティの位置とほぼ一致するように位置合わせする必要がある。この時に、並列関節機構２０を駆動して端子挿入ヘッド２５の位置を調整する制御装置は、例えば電線９０の端子先端の位置をロボット座標からワールド座標に変換して、ワールド座標上で端子先端とコネクタハウジング８０とを位置合わせすることになる。
【００７２】
ここで、ロボット座標からワールド座標に変換する際に、上述の補正値を組み込んだ座標変換式を読み込んで利用することにより、ロボット側の設備固有の誤差要因や、固定盤１０側の設備固有の誤差要因を大幅に低減できる。つまり、電線９０の端子先端の位置を移動するためにロボットに指令値を１回与えるだけで、端子先端とコネクタハウジング８０との相対的な位置関係が目標値から大きくずれない位置まで移動することができる。したがって、更に精密な位置合わせを行うことが容易であるし、位置合わせの所要時間を大幅に短縮できる。これにより、製造工程のサイクルタイムが短縮され、より効率的な製品の製造が可能になる。
【００７３】
ここで、上述した本発明に係る位置合わせ方法の実施形態の特徴をそれぞれ以下［１］〜［１０］に簡潔に纏めて列記する。
［１］  第１の部品（コネクタハウジング８０）を保持可能な第１の作業設備（固定盤１０）と、第２の部品（電線９０）を保持可能な第２の作業設備（パラレルリンクロボット２０、端子挿入ヘッド２５）とを利用し、少なくとも前記第２の作業設備を動かして、前記第１の部品に前記第２の部品を自動的に組み付ける作業のための位置合わせ方法であって、
三次元空間における位置を表すワールド座標と、前記第２の作業設備の状態を表すロボット座標とが存在する場合に、前記ロボット座標と前記ワールド座標との関係を表す所定の座標変換式（図３参照）に従って、前記第２の作業設備に対する制御量を変換した結果を用いて、前記第１の部品もしくは前記第１の作業設備と、前記第２の部品もしくは前記第２の作業設備とを位置合わせすると共に、
前記第１の作業設備の基準状態における位置決め要素のずれ量を表す第１組のずれ量を取得し（Ｓ１９）、
前記第２の作業設備の基準状態における位置決め要素のずれ量を表す第２組のずれ量を取得し（Ｓ１８）、
前記座標変換式に、前記第１組のずれ量に相当する第１の補正値、及び前記第２組のずれ量に相当する第２の補正値を組み込んで（Ｓ２０）、ずれ量の補正された結果を前記座標変換式の変換結果として取得する、
ことを特徴とする位置合わせ方法。
［２］  上記［１］の位置合わせ方法であって、
前記第１の作業設備として、円形の外形形状を有し、前記第１の部品を円周上に並べて複数配置可能な固定盤（１０）を利用し、
前記第２の作業設備として、複数のリンク機構を並列に組み合わせて構成したパラレルリンクロボット（２０、２５）を利用する、
ことを特徴とする位置合わせ方法。
［３］  上記［１］の位置合わせ方法であって、
前記第１の部品としてコネクタハウジング（８０）を利用し、
前記第２の部品として端子付きの電線（９０）を利用する、
ことを特徴とする位置合わせ方法。
［４］  上記［１］の位置合わせ方法であって、
前記第２の作業設備の基準状態における位置決め要素のずれ量を計測する際には、
所定の校正用基準穴が形成された治具（５２）を前記第２の作業設備の固定部位（基台２１）に装着し、前記第２の作業設備の可動部位と、前記校正用基準穴との相対的な位置関係に基づいて、少なくとも原点位置及び実際の移動量を把握する（図４参照）、
ことを特徴とする位置合わせ方法。
［５］  上記［１］の位置合わせ方法であって、
前記第１の作業設備の基準状態における位置決め要素のずれ量を計測する際には、
前記第２の作業設備の可動部に１つ以上のセンサ（接触式デジタルセンサ５３、５４）を装着し、前記第１の作業設備の基準部位の位置を前記センサを用いて計測する（図６（Ａ）、（Ｂ）参照）、
ことを特徴とする位置合わせ方法。
［６］  上記［５］の位置合わせ方法であって、
前記第１の作業設備の基準状態における位置決め要素のずれ量を計測する際には、
前記第１の作業設備の円形の支持部材（ハウジングベース１３）を回転駆動しながら、前記センサを用いて、円周上の各位置を計測し、少なくとも前記支持部材の真円度を取得する（図６（Ａ）参照）、
ことを特徴とする位置合わせ方法。
［７］  上記［５］の位置合わせ方法であって、
前記第１の作業設備の基準状態における位置決め要素のずれ量を計測する際には、
前記第１の作業設備の円形の支持部材（１３）を回転駆動しながら、前記センサを用いて、前記支持部材の厚み方向の各位置を計測し、少なくとも前記支持部材の傾きの情報を取得する（図６（Ｂ）参照）、
ことを特徴とする位置合わせ方法。
［８］  上記［１］の位置合わせ方法であって、
前記第１の作業設備と前記第２の作業設備との相対位置のずれ量を計測する際には、
前記第２の作業設備の可動部に１つ以上のセンサを装着し、前記第１の作業設備の円形の支持部材の外周に沿って、互いに異なる３点以上の位置に前記第２の作業設備の可動部をそれぞれ位置決めし、前記３点の各々の位置で、前記センサを用いて位置情報を取得する（図７参照）、
ことを特徴とする位置合わせ方法。
［９］  上記［１］の位置合わせ方法であって、
前記第２組のずれ量は、理論上の移動量と、計測により得られた実際の移動量との比率を表す校正比率（Ｃｒ）の情報を含む（Ｓ１８）、
ことを特徴とする位置合わせ方法。
［１０］  第１の部品（８０）を保持可能な第１の作業設備（１０）と、第２の部品（９０）を保持可能な第２の作業設備（２０、２５）とを利用し、少なくとも前記第２の作業設備を動かして、前記第１の部品に前記第２の部品を自動的に組み付ける作業のための位置合わせ方法であって、
三次元空間における位置を表すワールド座標と、前記第２の作業設備の状態を表すロボット座標とが存在する場合に、前記ロボット座標と前記ワールド座標との関係を表す所定の座標変換式に従って、前記第２の作業設備に対する制御量を変換した結果を用いて、前記第１の部品もしくは前記第１の作業設備と、前記第２の部品もしくは前記第２の作業設備とを位置合わせすると共に、
前記第１の作業設備の基準状態における位置決め要素のずれ量を表す第１組のずれ量に相当する第１の補正値、及び前記第２の作業設備の基準状態における位置決め要素のずれ量を表す第２組のずれ量に相当する第２の補正値を、事前の計測により得られた定数として前記座標変換式に適用し、位置ずれを補正する（図示せず）、
ことを特徴とする位置合わせ方法。
【符号の説明】
【００７４】
１０  固定盤
１１  ハウジング受け
１２  レール部材
１３  ハウジングベース
１４  モータ部材
２０  並列関節機構
２１  基台
２２ａ、２２ｂ、２２ｃ  第１モータ
２３ａ、２３ｂ、２３ｃ  アーム
２４ａ、２４ｂ、２４ｃ  リンク
２５  端子挿入ヘッド
２５ｃ  電線チャック
２５ｆ  第２モータ
３０  電線運搬機
３１  運搬レール
３２  移動体
３３  搬送チャック
３４  フレーム
３５  エアチャック本体
４０  端子計測センサ
４１  センサ台
５１、５２  治具
５３、５４  接触式デジタルセンサ
８０  コネクタハウジング
８１  キャビティ
９０  電線
９１  端子
【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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