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ロボット 電子機器ハーネス組立作業

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■業界:電子機器組立
電子機器ハーネス組立は、カメラを搭載した専用ロボットによりバラ積みのハーネスから1本をピックアップし、電子基板に対して組立時のワークの位置補正を行う事で、コネクタ圧入作業、配線引き回し作業、組立後の検査作業を完全に自動化します。

課題

【業務課題】
・人手は組立にバラツキが出る
・作業員の人数で量産数が決まる

【技術課題】
・1 本ずつハーネスをピックアップする
・コネクタをレセプタクルに圧入する

解決ポイント

■ハーネスの1 本ピックアップ

ハーネスのピックアップユニット(位置補正と角度補正)

ハーネスを機器に組み込むには、最初に1本のハーネスをピックアップする必要がありますが、これを事前に人が1本ずつセットするようでは、組立作業だけを自動化しても効率化にはつながりません。ハーネスの束の中から自動で1本ずつピックアップして機器に組み込めれば、人手によるセットアップ時間も不要になります。

自動ハーネス組立のピックアップユニットでは、バラ積みされたハーネスの束の中から画像処理によって一番上のハーネスを吸着ノズルで吸い上げてピックアップします。ピック後、ハーネスに他のハーネスが絡んでいないか、ハーネスの左右の方向性は正しいかをカメラで確認します。

次に、両端のコネクタの向き(角度) をカメラで検出し、コネクタを下側(基板が平置きの場合)に向けるよう「ねじれ」を補正して持ち直し、組立ユニット(図1)に渡します。

ハーネスのピックアップユニット(位置補正と角度補正)

 

■高精度な位置補正による組立

コネクタの圧入とハーネスの引き回し

ピックアップユニットよりハーネスを受け取り、独自の高精度な位置補正技術を使用してロボットの位置補正を行いながら組立作業を実現します。ハーネスの両端のコネクタを基板上のレセプタクルに圧入させる処理では、カメラでレセプタクルの位置を確認し、ミクロン単位の位置補正量を計算した上で、正確な位置にコネクタを移動させて上から最大許容圧力を決めて押します(図2-1)。

コネクタ圧入可否は、圧力センサの数値で検出が可能です。ハーネスの両端のコネクタの圧入後、ハーネスを機器筐体にある溝に沿わせてハーネスの引回しを行います(図2-2)。

この装置は、パナソニック社製のパラレルリンクロボット(PLR)を使用し、画像処理装置から制御します。一般のPLRでは行えない傾斜制御が可能で、多軸ロボットでは実現出来ない速さで移動し、人の手のようにヘッドを制御できるので引回しには最適です。

この後、検査ユニットに渡しハーネスの状態を検査して合格品・不合格品を選別して別のトレイに置きます。試作段階で人が行う作業時間と同等の処理時間を実現しました。

コネクタの圧入とハーネスの引き回し

 

 

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