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JP-2026077360-A - 線状物把持方法、線状物把持システム、線状物処理方法および線状物接続方法

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Abstract

【課題】線状物本体の、端子から所定の距離にある位置を把持可能な線状物把持方法を提供する。 【解決手段】線状物本体Ｃと前記線状物本体の先端に装着された端子Ｔからなる線状物Ｓを把持する方法であって、第１ハンド２５で前記線状物本体を、前記線状物本体が長さ方向に滑るように保持する第１保持工程と、第２ハンド３５で前記線状物本体を、前記第１ハンドより先端側で、前記線状物本体が長さ方向に滑るように保持する第２保持工程と、前記第２ハンドを前記線状物の先端方向に移動して前記端子に当接させ、前記第２ハンドをさらに前記線状物の先端方向に移動して、前記端子を所定の位置まで移動させるスライド工程と、第３ハンド４０で前記線状物本体を、前記端子から所定の距離にある位置で把持する把持工程とを有する線状物把持方法。 【選択図】図２

Inventors

  • 富永 英介
  • 米田 雅俊

Assignees

  • 倉敷紡績株式会社

Dates

Publication Date
20260513
Application Date
20241025

Claims (9)

  1. 線状物本体と前記線状物本体の先端に装着された端子からなる線状物を把持する方法であって、 第１ハンドで前記線状物本体を、前記線状物本体が長さ方向に滑るように保持する第１保持工程と、 第２ハンドで前記線状物本体を、前記第１ハンドより先端側で、前記線状物本体が長さ方向に滑るように保持する第２保持工程と、 前記第２ハンドを前記線状物の先端方向に移動して前記端子に当接させ、前記第２ハンドをさらに前記線状物の先端方向に移動して、前記端子を所定の位置まで移動させるスライド工程と、 第３ハンドで前記線状物本体を、前記端子から所定の距離にある位置で把持する把持工程と、 を有する線状物把持方法。
  2. 線状物本体と前記線状物本体の先端に装着された端子からなる線状物を把持する方法であって、 第３ハンドで前記線状物本体を、前記線状物本体が長さ方向に滑るように保持する第１保持工程と、 第２ハンドで前記線状物本体を、前記第３ハンドより先端側で、前記線状物本体が長さ方向に滑るように保持する第２保持工程と、 前記第２ハンドを前記線状物の先端方向に移動して前記端子に当接させ、前記第２ハンドをさらに前記線状物の先端方向に移動して、前記端子を所定の位置まで移動させるスライド工程と、 前記第３ハンドで前記線状物本体を、前記端子から所定の距離にある位置で把持する把持工程と、 を有する線状物把持方法。
  3. 前記第１保持工程の前に、第４ハンドで、複数の前記線状物が供給された中から前記線状物の１本をピックアップする工程を有する、 請求項１または２に記載の線状物把持方法。
  4. 前記第１保持工程の前に、前記第１ハンドで、複数の前記線状物が供給された中から前記線状物の１本をピックアップする工程を有する、 請求項１に記載の線状物把持方法。
  5. 前記第３ハンドと前記第２ハンドとは、前記線状物本体の保持位置同士の間隔を前記線状物本体の長さ方向に可変な状態で、一体に構成されている、 請求項２に記載の線状物把持方法。
  6. 線状物本体と前記線状物本体の先端に装着された端子からなる線状物を把持するためのシステムであって、 前記線状物本体を、前記線状物本体が長さ方向に滑るように保持可能な第１ハンドと、 前記線状物本体を、前記第１ハンドより先端側で、前記線状物本体が長さ方向に滑るように保持可能で、かつ、前記線状物の先端方向に移動して前記端子に当接し、さらに前記線状物の先端方向に移動して前記端子を所定の位置まで移動可能な第２ハンドと、 前記線状物本体の前記端子から所定の距離にある位置を把持可能な第３ハンドと、 を有する線状物把持システム。
  7. 線状物本体と前記線状物本体の先端に装着された端子からなる線状物を把持するためのシステムであって、 前記線状物本体を、前記線状物本体が長さ方向に滑るように保持可能な第３ハンドと、 前記線状物本体を、前記第３ハンドより先端側で、前記線状物本体が長さ方向に滑るように保持可能で、かつ、前記線状物の先端方向に移動して前記端子に当接し、さらに前記線状物の先端方向に移動して前記端子を所定の位置まで移動可能な第２ハンドとを有し、 前記第３ハンドは、前記線状物本体の前記端子から所定の距離にある位置を把持可能である、 線状物把持システム。
  8. 請求項１～５のいずれかに記載された前記把持工程において前記線状物本体を把持する前記第３ハンドがロボットアームの先端に装着されており、 前記把持工程の後に、前記端子の先端部を処理位置に移動させる移動工程と、 前記端子の前記先端部を処理する工程と、 を有する線状物処理方法。
  9. 請求項１～５のいずれかに記載された線状物把持方法の後に、 前記端子の先端をハウジングに入れる先端挿入工程と、 前記端子と前記第３ハンドによる把持位置との間の前記線状物本体の向きを前記ハウジングへの接続方向と一致させる線状物直線化工程と、 前記第３ハンドを前記ハウジングへの前記接続方向に、前記ハウジングと相対的に動かして、前記端子を前記ハウジングに接続する工程と、 を有する線状物接続方法。

Description

本発明は、線状物をロボットハンドで把持する方法およびシステムに関し、より詳細には、線状物本体とその先端に装着された端子からなる線状物に対して、ロボットハンドによって、線状物本体を端子から所定の距離にある位置で把持する方法およびシステムに関する。また、本発明は、かかる把持方法を利用して、線状物を処理する方法および接続する方法に関する。 電気配線用ケーブルの先端に装着された端子などの接続部材を対となる被接続部材に接続する作業が、ロボットを用いて自動化されている。 例えば、特許文献１～３には、コネクタが接続されている電線の先端部の３次元形状をステレオカメラで計測してコネクタの位置情報を取得し、ロボットハンドでコネクタを把持してハウジングへ装着する方法が記載されている。 また、特許文献４～５には、ロボットハンドでコネクタを把持する前段階として、ケーブルを把持したハンドをケーブルに沿って滑らせることが記載されている。特許文献４には、両端にコネクタがついたケーブルについて、第１のオス型コネクタとケーブルの境界部分を教示等によりグリッパで把持して、第１のオス型コネクタを第１のメス型コネクタに接続し、グリッパを他端側に所定量滑らせてケーブルをクランプに固定することを繰り返した後、グリッパがケーブルの他端に到達したことを力検出器で検出したら、グリッパの爪間を少しずつ開いて第２のオス型コネクタを把持して、第２のメス型コネクタに接続することが記載されている。特許文献５には、一端が固定され、他端にコネクタが取り付けられたケーブルを誘導アームの把持部で把持し、当該把持部を他端側に向けて、力センサがコネクタへの当接を検出するまでスライドさせた後、カメラで撮像してコネクタの姿勢を検出し、作業アームでコネクタを把持してケーブルの他端の組み付け作業を行うことが記載されている。 先端に端子などの接続部材を有しない線状物については、特許文献６に、電線の先端部を３次元計測して、先端から所定の距離にある把持位置をロボットハンドで把持することが記載されている。把持された電線は曲がった状態にあり、先端の位置を３次元計測して、先端を孔の中心軸に沿って動かすことによって孔に挿通する。また、特許文献７には、供給された樹脂等のチューブを３次元計測して、所定の位置をロボットハンドで把持することが記載されている。把持されたチューブは重力により湾曲した状態にあり、ロボットハンドを湾曲したチューブの形状に沿うように孔の開口面に漸次近づけることで、チューブの孔への挿入を完了する。 また、特許文献８には、多数の柔軟な線状物から１本を取り上げるのに適した線状物把持システムが記載されている。 特開２０２０－１１０８８１号公報特開２０２０－１１２４７０号公報特開２０２１－０２８１０７号公報特開２０１０－０６９５８７号公報特開２０１４－１７６９１７号公報国際公開第２０１９／１６３６７１号特開２０２１－０２４０６８号公報特開２０２３－９００８９号公報 一実施形態の線状物接続方法を実施するためのシステムを示す図である。第１実施形態の線状物把持システムの構成を示す図である。第４ハンドと供給トレイを前方から見た図である。第１実施形態の第１ハンドを前方から見た図である。第１実施形態の第２ハンドを示す断面図である。Ａ：指を開いた状態、Ｂ：指を閉じた状態。第３ハンドを前方から見た図である。第１実施形態の線状物把持方法の工程フロー図である。Ａ～Ｇ：第１実施形態の線状物把持方法を説明するための図である。第２実施形態の線状物把持システムの構成を示す図である。第２実施形態の第１ハンドの構造を説明するための図である。Ａ：鉤部材平面図、Ｂ：鉤部材側面図、Ｃ：押さえ部材平面図、Ｄ：押さえ部材側面図。Ａ～Ｄ：第２実施形態の第１ハンドによる線状物のピックアップ方法を説明するための図である。第２実施形態の線状物把持方法の工程フロー図である。第３実施形態の線状物把持システムの構成を示す図である。第３実施形態の第３ハンドを前方から見た図である。第３実施形態の線状物把持方法の工程フロー図である。第４実施形態の第３ハンドおよび第２ハンドをＡ：側方から見た図、Ｂ：前方から見た図である。一実施形態の線状物接続方法において端子をハウジングに接続するための端子接続システムを示す図である。端子接続方法の工程フロー図である。端子の向きと回転状態およびハウジングの向きと回転状態を説明するための図である。Ａ～Ｄ：端子とハウジングの向きおよび回転状態を一致させる方法を説明するための図である。端子の向き計測工程において、端子から把持位置まで線状物本体の長さを計測することを説明するための図である。第１実施形態の第３ハンドを用いて線状物を軸回りに回転させる方法を示す図である。Ａ～Ｂ：端子の回転状態調整工程によって把持位置がツールセンターポイントとずれることを説明するための図である。Ａ～Ｄ：端子のハウジングへの接続方法を説明するための図である。端子姿勢調整機構の一例である第５ハンドの、Ａ：端子の先端側から見た図、Ｂ：図２５ＡのＸ矢視図、Ｃ：端子を把持した状態を示す図である。 図１に一実施形態の線状物接続方法を実施するためのシステムの全体を示す。線状物接続システム１０は、先端に端子を有する線状物を把持して、把持した線状物の端子をハウジングに接続する。以下に、線状物を把持するためのシステムおよび方法の第１ないし第４実施形態を説明し、次いで、線状物接続方法の一実施形態において、把持した線状物の端子をハウジングに接続する方法を説明する。 なお、以下において、線状物がハンドから脱落しないが、ハンドに対して長さ方向に滑って移動可能である状態を「保持」といい、線状物がハンドから脱落せず、かつハンドに対して長さ方向に滑って移動もしない状態を「把持」ということにする。また、前方とは、線状物本体Ｃから見て線状物Ｓの先端に向かう方向をいい、後方とはその逆の方向をいう。 線状物把持システムおよび方法の第１実施形態を図２～８に基づいて説明する。 図２を参照して、本実施形態の線状物把持システム２０は、線状物Ｓを載置して供給する供給トレイ１１と、供給トレイに多数供給された線状物Ｓから１本をピックアップする第４ハンド４５と、第４ハンドより後方に設けられた第１ハンド２５と、第４ハンドより前方に設けられた第２ハンド３５と、多関節ロボット１７のアームの先端に装着された第３ハンド４０とを有する。第１ハンド２５、第２ハンド３５および第４ハンド４５は、線状物Ｓの先端近くで供給トレイ１１の上方に配置される。第３ハンド４０は多関節ロボット１７を動作させることによって、自在に位置を変えることができる。この線状物把持システム２０によって、第３ハンド４０が、先端に端子Ｔを備えた線状物Ｓの線状物本体Ｃを、端子Ｔの近傍で、端子Ｔから所定の距離にある位置で把持する。 線状物Ｓは、線状物本体Ｃと、その先端に装着された端子Ｔからなる。線状物本体Ｃは、柔軟で可撓性を有する細線である。線状物本体Ｃとしてはワイヤ、ケーブル、電線、光ファイバ、樹脂チューブなどが例示される。線状物本体Ｃの直径は、好ましくは０．１～５．０ｍｍ、より好ましくは０．３～２．０ｍｍである。本実施形態の線状物把持システムは、このような細線を取り扱うのに特に適している。端子Ｔは、後述するように、その全体をハウジングの内部に挿入することにより、ハウジングに接続される。端子Ｔは、プラグ、ジャック、コンタクトピンなどと呼ばれることもある。なお、端子Ｔは、線状物本体の両端に装着されていてもよい。その場合、本明細書において、線状物両端のうち把持する側の端を先端、反対の端を末端という。 図２と図３を参照して、供給トレイ１１には、多くの線状物Ｓが、長さ方向を揃えて載置されて一度に供給される。第４ハンド４５は、供給トレイの上方に上下動可能に配置され、供給トレイに載置された多数の線状物Ｓから１本をピックアップできる。 第４ハンド４５の構造は特に限定されない。図３に示した第４ハンドは、特許文献８に記載されたものと同様の構造を有している。第４ハンド４５は、一対の指４６ａ、４６ｂの先端の間に線状物本体Ｃの１本が嵌る溝４８が形成され、線状物本体Ｃを溝４８に向けて吸引する吸引孔４９が溝の底面に通じている。そして、指４６ｂが回転軸４７を支点として回転することで、溝４８に嵌った線状物本体Ｃを一対の指４６ａ、４６ｂで挟持して把持できる。第４ハンド４５は、指４６ａ、４６ｂを開いた状態で供給トレイ１１に向かって降下して、１本の線状物Ｓの線状物本体Ｃを吸引して挟持し、再び上昇することによって把持した線状物Ｓを持ち上げることができる。 供給トレイ１１の全体は平面視コの字状に構成されており（図１参照）、設置面積を抑えながら、長い線状物Ｓを載置できる。供給トレイの大部分は断面がコの字状の溝で構成されており、第４ハンド４５の下方では、一方（図３の左側）の壁が取り払われ、壁のない側に寄せ部材１５が設けられている。また、供給トレイ１１の片側に残る壁１２は、第４ハンド４５と干渉しないように、第４ハンドが降下する部分にスリット１３が設けられている。寄せ部材１５は板状で、供給トレイ１１の幅方向に可動で、載置された線状物Ｓを壁１２に向かって押して、線状物を壁際に密集させる。これにより、供給トレイ１１上の線状物の数が少なくなったときでも、第４ハンド４５で線状物Ｓを確実にピックアップできる。さらに、スリット１３によって、壁１２に寄せられた一番端の線状物も第４ハンド４５で取り出すことができる。スリット１３の代わりに、壁１２の第４ハンドが降下する部分の前後に凸部を設けることで、線状物の被把持部分が壁面の際に沿わないようにすることで、第４ハンドが壁１２に干渉することなくすべての線状物が取り出せるようにしてもよい。また、好ましくは、供給トレイ１１は、前方の端を塞ぐストッパー１４を備える。第４ハンド４５で線状物Ｓのピックアップを繰り返したときに周辺の線状物が動いて、供給トレイ１１の前方の端からはみ出るのを防ぐためである。 図２と図４を参照して、第１ハンド２５は、第４ハンド４５の後方の近傍で供給トレイ１１上方に、上下動可能に設けられている。第１ハンド２５は、一対の指２７、２７を備える。各指は、前方から見たときに楔状に形成され、指２７、２７の間隔は先端側で広く、基端側に向かって狭まり、突端２８の部分で最も狭くなっている。突端２８より上では指の間隔が少し広がって、保持部３０が形成されている。指２７、２７を開いた状態で、第４ハンド４５に把持された線状物本体Ｃに向かって第１ハンド２５を上方から降下させると、線状物本体Ｃは楔型の指２７、２７の間を保持部３０に向かって案内される。そして、指の後方に設けられた止め部材２９に当たって止まる。ここで指を少し閉じることにより、線状物本体Ｃを保持できる。第１ハンド２５で線状物本体Ｃを保持した状態でも、線状物本体は長さ方向に移動可能である。 図２と図５を参照して、第２ハンド３５は、第４ハンド４５の前方の近傍で供給トレイ１１上方に配置されている。第２ハンド３５は、略Ｌ字型の一対の指３６、３６を、Ｌ字型の先端が線状物を保持した際に向き合うように備える。第２ハンド３５は、上下方向に指３６、３６を開いて、線状物Ｓに側方からアプローチできるように、線状物Ｓと略直交する水平方向に移動可能である。また、第２ハンド３５は、線状物Ｓの長さ方向に移動可能であり、線状物Ｓに前方からアプローチすることもできる。線状物Ｓの先端が垂れさがる場合は側方からアプローチするほうが好ましい。Ｌ字型の短辺の先端には、円錐台を２等分した形状の溝３７が形成され、２本の指を閉じたときに、前方を底面とする略円錐台状の貫通孔３８を形成する。貫通孔３８の後方の開口３８ｂは円錐台の上面に相当し、その径は線状物本体Ｃの径より大きく、端子Ｔの径より小さ