连接器连接用手以及手系统的制作方法

本发明涉及连接器连接用手以及手系统。

背景技术：

以往，在将部件安装于基板的作业中，该部件具备主体部件、从该主体部件延伸的柔性基板、以及固定于该柔性基板的超小型的连接器，在将固定于柔性基板的连接器、与基板所具备的连接器连接之后，以手工作业进行主体部件的定位。

技术实现要素：

发明要解决的问题

然而，存在如下风险：当将上述部件利用安装于机器人的手进行把持，由此在对连接器的连接作业进行自动化的情况下，利用手把持主体部件以及连接器的侧面的情况下，由于部件的外形的误差，而过大的外力作用于柔性基板。另一方面，存在如下不良情况：当利用设置于手的吸附垫片吸附连接器的情况下，经由由弹性体构成的吸附垫片把持连接器，因此无法利用力传感器高精度地检测施加于连接器的力，从而难以进行连接作业。

本发明的目的在于提供连接器连接用手以及手系统，其简单地保持具备由柔性基板连接的连接器、以及主体部件的部件，并且能够切实地将连接器与设置于基板的连接器进行连接。

用于解决问题的方案

本发明的一个方案是一种连接器连接用手，所述连接器连接用手把持部件，并将第一连接器与被安装基板的第二连接器连接，所述部件具备主体部件、从该主体部件延伸的柔性基板、以及配置于该柔性基板的所述第一连接器，所述连接器连接用手具备把持所述主体部件的第一把持部、以及把持所述第一连接器的第二把持部，该第二把持部具备：紧贴面，其能够与所述第一连接器的背面紧贴；以及吸附垫片，其在比该紧贴面更突出的位置中开始吸附所述第一连接器的背面，并在吸附状态下收缩至被配置为与所述紧贴面同一个面的位置为止。

根据本方案，利用第一把持部把持主体部件，利用第二把持部把持第一连接器，从而推压第一连接器而连接于被安装基板的第二连接器。若在该情况下，第二把持部使吸附垫片与第一连接器的背面接触并开始吸附第一连接器的背面，则吸附垫片利用吸引力收缩，使第一连接器的背面靠近设置于第二把持部的紧贴面而被紧贴。

第二把持部不是把持第一连接器的侧面，而是利用吸附进行把持，由此与外形的形状误差无关地，能够高精度地把持第一连接器。另外，第二把持部，不是利用吸附垫片而是利用紧贴面支撑第一连接器，因此在将第一连接器与第二连接器连接之时，能够利用力传感器容易检测施加于第一连接器的力。由此，能够简单地保持具备由柔性基板连接的第一连接器、以及主体部件的部件，并且将第一连接器切实地与被安装基板的第二连接器连接。

在上述方案中，所述连接器连接用手具备：第一定位部，其对所述第二把持部的吸附垫片、与利用该吸附垫片被吸附背面的所述第一连接器进行定位；以及第二定位部，其相对于由该第一定位部进行了定位的所述第一连接器，使所述柔性基板弯曲，并对安装于所述被安装基板之时的所述第一连接器与所述主体部件的间隔方向进行定位，所述第一把持部以及所述第二把持部，还可以把持由所述第二定位部进行了定位的状态的所述主体部件以及所述第一连接器。

根据该结构，利用第一定位部对吸附垫片与第一连接器进行定位，利用第二定位部对由第一定位部进行了定位的第一连接器与主体部件的间隔方向进行定位。而且，第一把持部以及第二把持部把持由第二定位部进行了定位的状态的主体部件以及第一连接器，由此能够将被定位状态的主体部件以及第一连接器按原样安装于被安装基板。

另外，在上述方案中，所述主体部件形成为平板状，所述第二定位部还可以具备：推压部，其将所述主体部件沿厚度方向推压；以及倾斜面，其沿着由该推压部推压的行进方向，向与所述第一连接器接近的方向倾斜，并且使所述主体部件的端面与所述倾斜面接触。

根据该结构，若利用推压部将平板状的主体部件沿厚度方向推压，则利用主体部件的端面所接触的倾斜面，主体部件向与第一连接器接近的方向推压。由此，柔性基板进行弯曲，利用第二定位部向第一连接器与主体部件在间隔方向定位。

本发明的另一个方案是一种手系统，所述手系统具备上述连接器连接用手、以及定位用夹具，该定位用夹具具备：第一定位部，其对所述第二把持部的吸附垫片、与利用该吸附垫片被吸附背面的所述第一连接器进行定位；以及第二定位部，其相对于由该第一定位部进行了定位的所述第一连接器，使所述柔性基板弯曲，并对安装于所述被安装基板之时的所述第一连接器与所述主体部件的间隔方向进行定位，所述第一把持部以及所述第二把持部，把持由所述第二定位部进行了定位的状态的所述主体部件以及所述第一连接器。

在上述方案中，所述主体部件形成为平板状，所述第二定位部还可以具备：推压部，其将所述主体部件沿厚度方向推压；以及倾斜面，其沿着由该推压部推压的行进方向，向与所述第一连接器接近的方向倾斜，并且使所述主体部件的端面与所述倾斜面接触。

发明效果

根据本发明，起到如下效果：能够简单地保持具备由柔性基板连接的连接器、以及主体部件的部件，并且将连接器切实地与设置于基板的连接器进行连接。

附图说明

图1是表示本发明的第一实施方式的手系统的立体图。

图2是表示由图1的手系统处理的工件、以及安装工件的被安装基板的一个例子的立体图。

图3是表示将图2的工件安装于被安装基板的状态的立体图。

图4是表示图1的手系统的手主体的把持部以及吸附部的立体图。

图5是对图4的吸附部的动作进行说明的纵剖视图。

图6是对图1的手系统中的向手主体的工件的定位动作进行说明的立体图。

图7是对图6中后续的向手主体的工件的定位动作进行说明的立体图。

图8是对图7中后续的向手主体的工件的定位动作进行说明的立体图。

图9是对使由图8定位的工件利用手主体朝向被安装基板移动的状态进行说明的立体图。

图10是表示本发明的第二实施方式的连接器连接用手的立体图。

图11是表示图10的连接器连接用手的把持部的立体图。

图12是对利用图10的连接器连接用手进行的工件的定位动作进行说明的立体图。

图13是对图12中后续的向连接器连接用手的工件的定位动作进行说明的立体图。

附图标记说明：

1：手系统

2、32：连接器连接用手(手主体)

3：定位用夹具

4：主体部件

5：柔性基板

6：第一连接器

7：被安装基板

10：第二连接器

12：把持部(第一把持部)

13：吸附部(第二把持部)

16：紧贴面

17：吸附垫片

20：上推用汽缸(第二定位部)

21：平行卡盘(第二定位部)

22：连接器定位凹部(第一定位部)

23：推压部

24a、40a：倾斜面

35：第一吸附部(第二把持部)

36：第二吸附部(第一把持部)

39：第一凹部(第一定位部)

40：第二凹部(第二定位部)

42：夹紧汽缸(推压部)

w：工件(部件)

具体实施方式

以下参照附图对本发明的第一实施方式的连接器连接用手2以及手系统1进行说明。

如图1所示，本实施方式的手系统1具备安装于机器人的前端的连接器连接用手(以下，还称为手主体。)2、以及设置于机器人的附近的定位用夹具3。

如图2以及图3所示，在本实施方式的手系统1中，是把持工件(部件)w，并安装于固定于外部的被安装基板7的系统，所述工件(部件)w具备形成为平板状的主体部件4、从主体部件4延伸的带状的柔性基板5、以及配置于柔性基板5的第一连接器6。主体部件4具有长方体状的形状，在厚度方向的一面(安装面)4a设置有用于安装于被安装基板7的凸部8。

柔性基板5以能够平行地配置于安装面4a的形式，一端固定于主体部件4的一侧面。

第一连接器6配置于柔性基板5的安装面4a侧的表面。

如图2所示，在被安装基板7并列配置有使主体部件4的凸部8嵌合的孔9、以及连接第一连接器6的第二连接器10。具有如下结构：孔9与第二连接器10之间的距离设定为，比主体部件4的凸部8与第一连接器6之间的距离更短，在使柔性基板5稍微弯曲的状态下，安装工件w。将被安装基板7以使第二连接器10朝上的方式预先设置，将使第一连接器6朝下的工件w向竖直下方下推，由此能够将第一连接器6与第二连接器10进行连接。

如图4所示，手主体2具备手基座11、固定于手基座11的把持部(第一把持部)12以及吸附部(第二把持部)13。把持部12具备对置配置的两个卡爪部14、以及能够调整这些卡爪部14之间的间隔的汽缸15，沿宽度方向夹持并把持主体部件4。

如图5所示，吸附部13具备：紧贴面16，其能够与第一连接器6的背面侧的柔性基板5的表面紧贴；以及吸附垫片17，其在比紧贴面16更突出的位置开始吸附第一连接器6的背面侧的柔性基板5的表面，在吸附状态下收缩至配置于与紧贴面16同一个面的位置为止。另外，吸附垫片17例如由橡胶等弹性体构成，紧贴面16由比吸附垫片17更高刚性的例如金属材料构成。

如图1所示，在手基座11固定有利用安装于机器人的前端的atc(autotoolchanger；自动工具更换器)以能够装卸的方式安装的安装部18。利用安装于机器人的atc来安装安装部18，由此从机器人侧向汽缸15供给正压，向吸附部13供给负压。

定位用夹具3是如下夹具：在将工件w的主体部件4与第一连接器6的位置关系，调整为向被安装基板7的安装状态的位置关系的状态下，用于把持于手主体2。

定位用夹具3具备：设置于外部的夹具基座19；以及安装于夹具基座19的上推用汽缸(第二定位部)20以及平行卡盘(第二定位部)21。

在夹具基座19的上表面设置有朝上方开口且使从上方接近的第一连接器6嵌合的连接器定位凹部(第一定位部)22。

上推用汽缸20，在向上方上推使第一连接器6与连接器定位凹部22嵌合的、工件w的主体部件4的柔性基板5侧的安装面4a的位置，具备朝竖直上方能够进退的推压部23。若将柔性基板5侧的安装面4a向上方上推，则柔性基板5侧的侧面(前侧面)的移动被柔性基板5约束，因此主体部件4倾斜为与柔性基板5相反的一侧的侧面(后侧面)抬高的姿态。

平行卡盘21具有沿上下方向开闭的两个卡爪24、25，并且配置于能够将配置于卡爪24、25之间的主体部件4沿厚度方向夹持的位置。在上侧的卡爪24的下表面，设置有与抬高的后侧面接触的倾斜面24a。抬高的主体部件4的后侧面按照倾斜面24a而移动，由此使柔性基板5弯曲，从而将第一连接器6与主体部件4的位置关系，定位为向被安装基板7安装时的位置关系。

以下对如此构成的本实施方式的手系统1的作用进行说明。

在利用本实施方式的手系统1将工件w安装于被安装基板7时，首先，将使第一连接器6朝下的工件w的位置以及姿态，由未图示的摄像机获取，使机器人进行动作由此使手主体2接近工件w，在利用两个卡爪部14沿宽度方向夹持主体部件4之后，利用吸附部13吸附第一连接器6的背面。

吸附部13被吸附于柔性基板5的表面，由此吸附垫片17由于负压而进行收缩，从而吸附垫片17凹入至与设置于吸附部13的紧贴面16成为同一个面的位置为止，因此柔性基板5的表面与紧贴面16紧贴。

不沿宽度方向把持主体部件4以及第一连接器6这两者，对第一连接器6进行吸附，由此即使在主体部件4以及第一连接器6的外径尺寸存在误差，也能够防止外力基于该误差而作用于柔性基板5的宽度方向，并且能够将柔性基板5维持为健全的状态。

在该状态下，使机器人进行动作而使手主体2向定位用夹具3的上方移动，如图6所示，使由吸附部13保持的第一连接器6朝下，从而与在定位用夹具3的夹具基座19所设置的连接器定位凹部22嵌合。此时，对于主体部件4，配置于平行卡盘21的两个卡爪24、25之间。

若第一连接器6与连接器定位凹部22嵌合，则柔性基板5夹持于夹具基座19与手主体2的吸附部13的紧贴面16之间，因此即使解除利用把持部12的把持状态，也防止工件w的掉落。

如图7所示，若在该状态下，使设置于夹具基座19的上推用汽缸20工作，利用推压部23上推主体部件4，则主体部件4倾斜从而后侧面抬高。

而且，若在该状态下使平行卡盘21工作而使卡爪24、25的间隔变窄，则后侧面与设置于上侧的卡爪24的倾斜面24a接触，从而随着平行卡盘21的闭合动作，主体部件4被倾斜面24向柔性基板5侧推压。而且，如图8所示，平行卡盘21的两个卡爪24、25被关闭，由此在主体部件4沿厚度方向夹持于两个卡爪24、25之间的位置，从第一连接器6至后侧面为止的距离设定为预定的尺寸。

在该状态下，使把持部12的汽缸15工作，以在两个卡爪部14之间沿宽度方向夹持主体部件4的状态进行把持，由此包含柔性基板5的工件w，以向被安装基板7安装的形式把持于手主体2，因此使机器人工作，如图9所示，将工件w搬运到被安装基板7，如图2以及图3所示，使主体部件4的凸部8与被安装基板7的孔9嵌合，同时推压第一连接器6使其与被安装基板7的第二连接器10连接。

在该情况下，根据本实施方式的手系统1，吸附部13不是利用具有弹性的吸附垫片17支撑第一连接器6，而是使吸附垫片17收缩，从而使第一连接器6的背面侧的柔性基板5紧贴于比吸附垫片17更高刚性的紧贴面16从而进行支撑，因此在第一连接器6利用机器人向第二连接器10连接时，能够利用内置于机器人的力传感器高精度地检测出作用于第一连接器6的推压力。其结果，具有如下优点：能够容易进行利用机器人连接连接器6、10的作业，并且工件w与被安装基板7容易连接。

此外，在本实施方式中，作为倾斜面24a，利用了曲面，但取而代之，还可以采用平面。

接着，以下参照附图对本发明的第二实施方式的连接器连接用手32进行说明。

本实施方式的连接器连接用手32，使连接器连接用手32具备上述的手系统1的定位用夹具3的功能。

如图10所示，本实施方式的连接器连接用手32具备：安装部18，其能够利用atc安装于手基座11；工件把持部33，其把持工件w；以及工件定位部34，其对工件w进行定位。

在本实施方式中，如图11所示，工件把持部33具备：第一吸附部(第二把持部)35，其吸附第一连接器6的背面；以及第二吸附部(第一把持部)36，其吸附主体部件4的背面。第一吸附部35的结构与上述手系统1中的吸附部13相同。第二吸附部36具备向由弹性材料构成的吸附垫片37的中央供给负压的吸附孔38即可。

工件定位部34具备：定位部件41，其具备使第一连接器6嵌合的第一凹部(第一定位部)39、和使主体部件4的凸部8嵌合的第二凹部(第二定位部)40；夹紧汽缸(推压部)42，其使定位部件41沿着轴线移动以及围绕轴线旋转；以及滑动汽缸43，其使夹紧汽缸42向沿着轴线的方向移动。在第二凹部40的远离于第一凹部39的一侧的内壁，设置有朝向第二凹部40的开口扩展的倾斜面40a。

在使第一连接器6与第一凹部39嵌合，使主体部件4的凸部8充分嵌合到第二凹部40内的状态下，设定为如下尺寸：第一连接器6与主体部件4的位置关系，成为向被安装基板7安装的状态的位置关系。

根据如此构成的本实施方式的连接器连接用手32，利用第一吸附部35吸附第一连接器6的背面，利用第二吸附部36吸附主体部件4的背面，由此把持工件w。在该状态下，第一连接器6以及主体部件4的凸部8以朝向竖直下方的姿态，利用连接器连接用手32把持。

在该状态下，通过滑动汽缸43以及夹紧汽缸42的工作，使定位部件41移动至最低位为止，通过夹紧汽缸42的工作，使定位部件41围绕轴线旋转，如图12所示，配置于工件w的竖直下方。而且，通过夹紧汽缸42的工作，使定位部件41上升，如图13所示，由此使工件w的第一连接器6与第一凹部39嵌合，使工件w的主体部件4的凸部8与第二凹部40嵌合。

由于在第二凹部40设置有倾斜面40a，因此随着凸部8向第二凹部40进行嵌合，主体部件4向与第一连接器6接近的方向矫正，柔性基板5弯曲。而且，在完全进行了凸部8向第二凹部40的嵌合的时刻，主体部件4与第一连接器6的位置关系，成为向被安装基板7安装的状态的位置关系，因此一旦停止了利用第一吸附部35以及第二吸附部36的吸附状态之后，再进行吸附，由此能够利用工件把持部33把持工件w，该工件w形成向被安装基板7安装的状态的位置关系。

之后，通过夹紧汽缸42的工作，使定位部件41向竖直下方下降之后，通过夹紧汽缸42的工作使定位部件41围绕轴线旋转从而从工件w的下方退避，进一步地，通过夹紧汽缸42以及滑动汽缸43的工作，使定位部件41移动至最高位为止，由此定位部件41不会成为阻碍，与图9相同地，能够将由工件把持部33把持的工件w安装于被安装基板7。

此外，在本实施方式中，作为倾斜面40a，利用了平面，但取而代之，还可以采用曲面。