特開 2024-40563 基板対基板コネクタの接続方法およびシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024040563

(43)【公開日】2024-03-26

(54)【発明の名称】基板対基板コネクタの接続方法およびシステム

(51)【国際特許分類】

   H01R 43/26 20060101AFI20240318BHJP

   H05K 13/08 20060101ALI20240318BHJP

   B25J 13/08 20060101ALI20240318BHJP

   H05K 13/04 20060101ALI20240318BHJP

【ＦＩ】

H01R43/26

H05K13/08 Q

B25J13/08 A

H05K13/04 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022144991

(22)【出願日】2022-09-13

(71)【出願人】

【識別番号】000001096

【氏名又は名称】倉敷紡績株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100167988

【弁理士】

【氏名又は名称】河原 哲郎

(72)【発明者】

【氏名】松下 友紀

【テーマコード（参考）】

3C707

5E063

5E353

【Ｆターム（参考）】

3C707AS07

3C707AS08

3C707BS10

3C707DS03

3C707KS03

3C707KS34

3C707KS36

3C707KT02

3C707KT06

3C707KV11

3C707KW03

3C707KX06

3C707LS14

3C707LV04

3C707LV07

3C707NS17

5E063KA01

5E063XA05

5E353BB06

5E353BC03

5E353JJ07

5E353JJ25

5E353JJ48

5E353JJ50

5E353KK02

5E353KK12

5E353LL03

5E353QQ12

5E353QQ15

(57)【要約】

【課題】基板対基板コネクタの一方のコネクタが実装された柔軟物をロボットハンドで保持して、他方のコネクタに接続する方法を提供する。
【解決手段】先端部の片面に基板対基板コネクタの第１部品が実装された柔軟物を撮像して前記先端部に設定された被保持部の位置および向きを算出する第１計測工程と、算出された前記被保持部の位置および向きに基づいて、ロボットハンドで前記被保持部を保持する保持工程と、前記第１部品の第１方向の位置を計測する第２計測工程と、前記第１部品の第２方向の位置を計測する第３計測工程と、前記第２計測工程および前記第３計測工程で算出された前記第１部品の位置に基づいて、前記基板対基板コネクタの第２部品に前記第１部品を接続する接続工程とを有する基板対基板コネクタの接続方法。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

先端部の片面に基板対基板コネクタの第１部品が実装された柔軟物を撮像して第１画像を取得し、前記第１画像に基づいて、前記柔軟物の前記先端部に設定された被保持部の位置および向きを算出する第１計測工程と、
前記第１計測工程で算出された前記被保持部の位置および向きに基づいて、ロボットハンドを動作させて、該ロボットハンドが備える保持部によって前記被保持部を保持する保持工程と、
前記第１部品の第１方向の位置を計測する第２計測工程と、
前記第１部品の第２方向の位置を計測する第３計測工程と、
前記第２計測工程および前記第３計測工程で算出された前記第１部品の位置に基づいて、前記基板対基板コネクタの第２部品に前記第１部品を接続する接続工程と、
を有する基板対基板コネクタの接続方法。

【請求項2】

前記第２計測工程は、前記第１部品の先端面を撮像して第２画像を取得し、前記第２画像に基づいて、前記第１部品の前記第１方向の位置を計測し、
前記第３計測工程は、距離センサを用いて前記第１部品の先端面の前記第２方向の位置を計測することにより、前記第１部品の前記第２方向の位置を計測する、
請求項１に記載の基板対基板コネクタの接続方法。

【請求項3】

前記第２計測工程は、距離センサを用いて前記第１部品の側端面の前記第１方向の位置を計測することにより、前記第１部品の前記第１方向の位置を計測し、
前記第３計測工程は、前記第１部品の側端面を撮像して第３画像を取得し、前記第３画像に基づいて、前記第１部品の前記第２方向の位置を計測する、
請求項１に記載の基板対基板コネクタの接続方法。

【請求項4】

前記第２計測工程は、前記第１部品の先端面を撮像して第２画像を取得し、前記第２画像に基づいて、前記第１部品の前記第１方向の位置を計測し、
前記第３計測工程は、前記第１部品の側端面を撮像して第３画像を取得し、前記第３画像に基づいて、前記第１部品の前記第２方向の位置を計測する、
請求項１に記載の基板対基板コネクタの接続方法。

【請求項5】

前記第２計測工程は、第１距離センサを用いて前記第１部品の側端面の前記第１方向の位置を計測することにより、前記第１部品の前記第１方向の位置を計測し、
前記第３計測工程は、第２距離センサを用いて前記第１部品の先端面の前記第２方向の位置を計測することにより、前記第１部品の前記第２方向の位置を計測する、
請求項１に記載の基板対基板コネクタの接続方法。

【請求項6】

前記保持部は、吸着ノズルおよび一対の幅方向規制部材を有し、
前記保持工程において、前記被保持部を前記吸着ノズルによって吸着保持した後、前記一対の幅方向規制部材で前記被保持部を前記第１方向の両側から挟み込むことにより、前記被保持部が前記第１方向に位置決めされる、
請求項１に記載の基板対基板コネクタの接続方法。

【請求項7】

前記保持部は、吸着ノズルおよび先端規制部材を有し、
前記保持工程において、前記被保持部を前記吸着ノズルによって吸着保持した後、前記先端規制部材を前記被保持部に先端側から押し付けることにより、前記被保持部が前記第２方向に位置決めされる、
請求項１に記載の基板対基板コネクタの接続方法。

【請求項8】

前記第２部品を撮像して第２部品画像を取得し、前記第２部品画像に基づいて、前記第２部品の位置および向きを算出する第２部品計測工程をさらに有し、
前記接続工程において、前記第１部品および前記第２部品の位置および向きに基づいて、前記第２部品に前記第１部品が接続される、
請求項１に記載の基板対基板コネクタの接続方法。

【請求項9】

前記柔軟物がフレキシブルプリント配線板またはフレキシブルフラットケーブルであり、
前記被保持部が、前記フレキシブルプリント配線板またはフレキシブルフラットケーブルの、前記第１部品と反対面に形成された補強板であり、
前記第１計測工程が、前記第１画像中で前記補強板の領域を識別して、該補強板の位置および向きを算出する工程であり、
前記保持工程が、前記補強板を前記ロボットハンドで保持する工程である、
請求項１に記載の基板対基板コネクタの接続方法。

【請求項10】

前記ロボットハンドは、前記保持部を複数備える、
請求項１に記載の基板対基板コネクタの接続方法。

【請求項11】

前記ロボットハンドは、前記保持部の前方を照らす照明部を備える、
請求項１に記載の基板対基板コネクタの接続方法。

【請求項12】

先端部の片面に基板対基板コネクタの第１部品が実装された柔軟物を撮像して第１画像を取得する第１カメラと、
前記柔軟物の前記先端部に設定された被保持部を保持するための保持部を備えるロボットハンドと、
前記第１部品の先端面を撮像して第２画像を取得する第２カメラ、または前記第１部品の側端面の位置を計測する第１距離センサと、
前記第１部品の側端面を撮像して第３画像を取得する第３カメラ、または前記第１部品の側端面の位置を計測する第２距離センサと、
前記第１画像に基づいて前記被保持部の位置および向きを算出し、前記第２画像または前記第１距離センサによる計測結果、および前記第３画像または前記第２距離センサによる計測結果から前記第１部品の位置を算出する演算部と、
を有する基板対基板コネクタの接続システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、基板対基板コネクタの接続に関し、より詳細には、フレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）やフレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣ）などの柔軟物に実装された基板対基板コネクタを、ロボットを用いて接続する方法およびシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

電子機器の内部配線等に、銅配線を柔軟な樹脂フィルムで挟んだ帯状のＦＰＣやＦＦＣが用いられる。例えば、特許文献１には、フレキシブルケーブルの先端部をステレオカメラで撮像し、先端部に装着された被把持部材（オス型コネクタ）の位置姿勢を算出してロボットハンド先端のフィンガーで把持し、プリント基板上の接合部材（メス型コネクタ）に基板面と平行な方向から挿入して、被把持部材を接合部材に接合させる方法が記載されている。

【0003】

また、硬い板状の回路基板（以下において単に「回路基板」という）とＦＰＣやＦＦＣとの接続部を小型化するため、ＦＰＣ等にはコネクタを装着せず、先端部に樹脂製などの補強板を貼付して、回路基板上のコネクタに直接ＦＰＣ等を挿入して接続することが行われている。例えば、特許文献２には、端子パターンが形成された先端部に補強板が設けられたフラットケーブルを定位置にストックしておき、ハンド部の吸着部と把持爪とによってフラットケーブルを保持し、フラットケーブルの先端部を基板上のコネクタに、基板面と略平行でやや斜め上の方向から挿入して、フラットケーブルとコネクタを接続する方法が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００９－１０７０４３号公報

【特許文献2】特開２０１６－２０９９６７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

近年では、回路基板の実装密度をさらに高めるために、回路基板とＦＰＣ等の接続に基板対基板コネクタが用いられることがある。基板対基板コネクタは、一対の嵌合するコネクタをその厚さ方向に重ねて接続するもので、ＢｔｏＢ（登録商標）コネクタやスタッキングコネクタとも呼ばれる。しかし、従来の方法では、ロボットを用いて回路基板とＦＰＣ等を基板対基板コネクタで接続することは難しかった。

【0006】

回路基板とＦＰＣ等を基板対基板コネクタで接続する場合、一対の嵌合するコネクタの一方、通常はメス型コネクタを回路基板上に実装し、ＦＰＣ等の先端部にはＦＰＣ等本体の片面に補強板を貼付して、その反対面に他方のコネクタを実装する。そして、一対のコネクタを厚さ方向に重ねて、補強板を回路基板に向けて、回路基板に垂直な方向から押すことで両者を嵌合させて接続する。このとき、重ね合わせたコネクタが面方向にずれた状態で力を加えるとコネクタが斜めに嵌合したり、破損する恐れがあるので、一対のコネクタの面方向の位置を正確に合わせる必要があった。

【0007】

一般に基板対基板コネクタは小型で端子ピッチが非常に狭い上に、一対のコネクタの接続面を視認できない状況で接続作業が行われるため、両コネクタの面方向の位置を正確に合わせることが難しかった。

【0008】

特許文献１に記載された方法では、フィンガーが把持した被把持部材を接合部材に近づけ、被把持部材が接合部分の近傍に位置した状態を撮像して、画像処理によって被把持部材と接合部材の三次元位置状態を推定している。しかし、基板対基板コネクタを用いる場合は、一対のコネクタの接続面を近づけた状態を視認することができない。また、特許文献２に記載された方法は定位置にストックされたフラットケーブルを保持して定位置にあるコネクタに挿入するもので、特許文献２には両者の位置を合わせる方法は特に記載されていない。したがって、特許文献１または特許文献２に記載された方法によって、基板対基板コネクタの接続を行うことはできなかった。

【0009】

本発明は、上記を考慮してなされたものであり、基板対基板コネクタの一方のコネクタが実装されたＦＰＣ等の柔軟物をロボットハンドで保持して、当該一方のコネクタを他方のコネクタに接続する方法を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明の基板対基板コネクタの接続方法は、先端部の片面に基板対基板コネクタの第１部品が実装された柔軟物を撮像して第１画像を取得し、前記第１画像に基づいて、前記柔軟物の前記先端部に設定された被保持部の位置および向きを算出する第１計測工程と、前記第１計測工程で算出された前記被保持部の位置および向きに基づいて、ロボットハンドを動作させて、該ロボットハンドが備える保持部によって前記被保持部を保持する保持工程と、前記第１部品の第１方向における位置を計測する第２計測工程と、前記第１部品の第２方向における位置を計測する第３計測工程と、前記第２計測工程および前記第３計測工程で算出された前記第１部品の位置に基づいて、前記基板対基板コネクタの第２部品に前記第１部品を接続する接続工程とを有する。

【0011】

ここで、基板対基板コネクタの第１部品と第２部品は、一対の嵌合するコネクタで、一方がオス型、他方がメス型である。柔軟物とは、面状で柔軟な基板または配線であって、柔軟物にはＦＰＣおよびＦＦＣが含まれる。第１方向とは第１部品において端子が並列する方向をいい、第２方向とは第１方向と直交する方向をいう。なお、以下において、第１方向のことを、第１部品の幅方向ということがある。

【0012】

この方法により、基板対基板コネクタの端子ピッチが狭い場合でも、ロボットハンドで柔軟物を保持して、保持した柔軟物に実装された第１部品を対となる第２部品に接続することができる。

【0013】

上記基板対基板コネクタの接続方法において、前記第２計測工程は、前記第１部品の先端面を撮像して第２画像を取得し、前記第２画像に基づいて、前記第１部品の前記第１方向の位置を計測し、前記第３計測工程は、距離センサを用いて前記第１部品の先端面の前記第２方向の位置を計測することにより、前記第１部品の前記第２方向の位置を計測するものであってよい。ここで、第１部品の先端面とは、第１部品の第１方向に延びる端面のうち、先端側の端面をいう。また、距離センサとは、測定対象までの距離を測定可能なセンサをいい、一般に距離計または変位計と呼ばれるものを含む。

【0014】

あるいは、上記基板対基板コネクタの接続方法において、前記第２計測工程は、距離センサを用いて前記第１部品の側端面の前記第１方向の位置を計測することにより、前記第１部品の前記第１方向の位置を計測し、前記第３計測工程は、前記第１部品の側端面を撮像して第３画像を取得し、前記第３画像に基づいて、前記第１部品の前記第２方向の位置を計測するものであってよい。ここで、第１部品の側端面とは、第１部品の第２方向に延びる端面をいう。

【0015】

あるいは、上記基板対基板コネクタの接続方法において、前記第２計測工程は、前記第１部品の先端面を撮像して第２画像を取得し、前記第２画像に基づいて、前記第１部品の前記第１方向の位置を計測し、前記第３計測工程は、前記第１部品の側端面を撮像して第３画像を取得し、前記第３画像に基づいて、前記第１部品の前記第２方向の位置を計測するものであってよい。

【0016】

あるいは、上記基板対基板コネクタの接続方法において、前記第２計測工程は、第１距離センサを用いて前記第１部品の側端面の前記第１方向の位置を計測することにより、前記第１部品の前記第１方向の位置を計測し、前記第３計測工程は、第２距離センサを用いて前記第１部品の先端面の前記第２方向の位置を計測することにより、前記第１部品の前記第２方向の位置を計測するものであってよい。

【0017】

好ましくは、前記距離センサがレーザー変位計である。計測対象が小さい場合にも測定が容易になる。

【0018】

好ましくは、上記いずれかの基板対基板コネクタの接続方法において、前記保持部は、吸着ノズルおよび一対の幅方向規制部材を有し、前記保持工程において、前記被保持部を前記吸着ノズルによって吸着保持した後、前記一対の幅方向規制部材で前記被保持部を前記第１方向の両側から挟み込むことにより、前記被保持部が前記第１方向に位置決めされる。これにより、柔軟物を保持した状態でロボットハンドを高速で動作させたときにも、被保持部が第１方向にずれることがなく、被保持部の位置が安定する。

【0019】

好ましくは、上記いずれかの基板対基板コネクタの接続方法において、前記保持部は、吸着ノズルおよび先端規制部材を有し、前記保持工程において、前記被保持部を前記吸着ノズルによって吸着保持した後、前記先端規制部材を前記被保持部に先端側から押し付けることにより、前記被保持部が前記第２方向に位置決めされる。これにより、柔軟物を保持した状態でロボットハンドを高速で動作させたときに、被保持部が第２方向にずれることがなく、被保持部の位置が安定する。

【0020】

好ましくは、上記いずれかの基板対基板コネクタの接続方法は、前記第２部品を撮像して第２部品画像を取得し、前記第２部品画像に基づいて、前記第２部品の位置および向きを算出する第２部品計測工程をさらに有し、前記接続工程において、前記第１部品および前記第２部品の位置および向きに基づいて、前記第２部品に前記第１部品が接続される。これにより、第２部品が供給される位置の精度が問題となるほどに、基板対基板コネクタの端子ピッチがさらに狭い場合でも、第１部品と第２部品の接続が可能となる。

【0021】

好ましくは、上記いずれかの基板対基板コネクタの接続方法において、前記ロボットハンドが力覚センサを備え、前記接続工程において、前記第１部品と前記第２部品の正常嵌合時に発生するクリック感の有無を前記力覚センサで確認することによって、前記第１部品と前記第２部品が正常に嵌合されたか否かが判定される。ここで、クリック感とは、スイッチを押したような手応えのことである。これにより、何らかの原因によって第１部品と第２部品が面方向にずれた状態で両者を接続しようとしても、接続作業を中止して第１部品または第２部品の破損を防止することができる。

【0022】

好ましくは、上記いずれかの基板対基板コネクタの接続方法において、前記基板対基板コネクタが低背型のコネクタである。本発明の基板対基板コネクタの接続方法は、高さの低い、すなわち薄型のコネクタに特に適する。

【0023】

好ましくは、上記いずれかの基板対基板コネクタの接続方法において、前記柔軟物がフレキシブルプリント配線板またはフレキシブルフラットケーブルであり、前記被保持部が、前記フレキシブルプリント配線板またはフレキシブルフラットケーブルの、前記第１部品と反対面に形成された補強板であり、前記第１計測工程が、前記第１画像中で前記補強板の領域を識別して、該補強板の位置および向きを算出する工程であり、前記保持工程が、前記補強板を前記ロボットハンドで保持する工程である。

【0024】

好ましくは、上記いずれかの基板対基板コネクタの接続方法において、前記ロボットハンドは、前記保持部を複数備える。これにより、異なるサイズのコネクタの接続作業を連続して行う場合に、ロボットハンドの移動量を少なく抑えることができる。

【0025】

好ましくは、上記いずれかの基板対基板コネクタの接続方法において、前記ロボットハンドは、前記保持部の前方を照らす照明部を備える。この照明部によって、ロボットハンドの作業対象となる柔軟物の被保持部や第２部品を照らすことができる。

【0026】

本発明の基板対基板コネクタの接続システムは、先端部の片面に基板対基板コネクタの第１部品が実装された柔軟物を撮像して第１画像を取得する第１カメラと、前記柔軟物の前記先端部に設定された被保持部を保持するための保持部を備えるロボットハンドと、前記第１部品の先端面を撮像して第２画像を取得する第２カメラ、または前記第１部品の側端面の位置を計測する第１距離センサと、前記第１部品の側端面を撮像して第３画像を取得する第３カメラ、または前記第１部品の側端面の位置を計測する第２距離センサと、前記第１画像に基づいて前記被保持部の位置および向きを算出し、前記第２画像または前記第１距離センサによる計測結果、および前記第３画像または前記第２距離センサによる計測結果から前記第１部品の位置を算出する演算部とを有する。

【発明の効果】

【0027】

本発明の基板対基板コネクタの接続方法によれば、第１計測工程によって柔軟物の被保持部の位置および向きを計測してロボットハンドで保持するので、柔軟物の供給される位置が一定しない場合や、柔軟物が曲がったり捻じれたりした状態にある場合でも、ロボットハンドで保持することができる。そして、第２計測工程および第３計測工程によって、柔軟物に実装された第１部品の位置を計測するので、第１部品を対となる第２部品に正確に重ね合わせて、第１部品と第２部品を接続することができる。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】本発明の第１実施形態の基板対基板コネクタの接続方法を実施する場面を示す図である。

【図2】ＦＰＣと第１部品の構造を示す図であって、Ａ：ＦＰＣを幅方向に二分した端面図、Ｂ：ＦＰＣを第１部品側から見た平面図、Ｃ：回路基板上の第２部品の平面図である。

【図3】第１実施形態のロボットハンドの構造を示す図であって、Ａ：ＦＰＣに相対する側から見た平面図、Ｂ：図３Ａの下側面図、Ｃ：図３Ａの左側面図である。

【図4】第１実施形態の基板対基板コネクタの接続方法の工程フロー図である。

【図5】第１実施形態の基板対基板コネクタの接続方法の第１計測工程を説明するための図である。

【図6】第１実施形態の基板対基板コネクタの接続方法の保持工程を説明するための図である。

【図7】第１実施形態の基板対基板コネクタの接続方法の保持工程における幅方向規制部材および先端規制部材の動作を説明するための、Ａ：平面図、Ｂ：図７Ａの右側面図である。

【図8】第１実施形態の基板対基板コネクタの接続方法の第２計測工程と第３計測工程を説明するための図である。

【図9】第１実施形態の基板対基板コネクタの接続方法の第２計測工程と第３計測工程を説明するための、Ａ：平面図、Ｂ：図９Ａの右側面図である。

【図10】第１実施形態の基板対基板コネクタの接続方法の第２部品計測工程を説明するための図である。

【図11】第１実施形態の基板対基板コネクタの接続方法の接続工程を説明するための図である。

【図12】力覚センサでクリック感を検出する方法を説明するための図である。

【図13】他のロボットハンドの構造を示す平面図である。

【図14】第２実施形態の基板対基板コネクタの接続方法の第２計測工程と第３計測工程を説明するための平面図である。

【図15】第３実施形態の基板対基板コネクタの接続方法の第２計測工程と第３計測工程を説明するための平面図である。

【図16】第４実施形態の基板対基板コネクタの接続方法の第２計測工程と第３計測工程を説明するための平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0029】

本発明の基板対基板コネクタの接続方法の第１実施形態を図１～１３に基づいて説明する。本実施形態では、先端部の片面に基板対基板コネクタの第１部品が実装されたＦＰＣ（柔軟物）をロボットハンドで保持して、回路基板に実装された基板対基板コネクタの第２部品に第１部品を接続する。

【0030】

図１を参照して、本実施形態の基板対基板コネクタの接続方法を実施するためのシステム１０は、ロボットハンド８０、第１カメラ３１、第２カメラ３２、距離センサ３３、第２部品撮像用カメラ３４および演算部３０を有する。ロボットハンド８０はロボット２０のアームの先端に装着されている。第１カメラ３１、第２カメラ３２、距離センサ３３および第２部品撮像用カメラ３４の位置は固定されている。ＦＰＣ４０は先端部の片面に基板対基板コネクタの第１部品５０を実装し、回路基板６０上に基板対基板コネクタの第２部品７０が実装されている。ロボット２０は、ロボットハンド８０によってＦＰＣ４０を保持して、第１部品と第２部品を接続する。なお、以下においてロボットハンドを単に「ハンド」ということがある。

【0031】

ＦＰＣ４０は、電子機器の筐体６１と回路基板６０との間から立ち上がっている。ＦＰＣ４０の基端部は筐体６１の図示しない内部に固定され、ＦＰＣの先端は空中にあって自由端となっている。自由端とは、ＦＰＣの端部が拘束されておらず、移動したり捩じれたり曲がったりできる状態にあることをいう。

【0032】

図２Ａを参照して、ＦＰＣ４０は、ＦＰＣ本体４１と補強板４６からなる。ＦＰＣ本体４１は、銅箔をエッチング加工等して形成した銅配線４３をポリイミド等の樹脂フィルム４２、４４で挟んで形成される。ＦＰＣの先端部は片面の樹脂フィルム４４が除去されて、銅配線４３が櫛歯状に露出した電極部（図２Ｂの４５）を形成している。この電極部に基板対基板コネクタの第１部品５０が実装されている。ＦＰＣの第１部品と反対側の面には補強板４６が貼付されている。本実施形態では、補強板４６を被保持部として、ＦＰＣを保持する。

【0033】

補強板４６としては、ステンレス鋼、ポリイミド、ＰＥＴなどの薄い板が用いられる。ＦＰＣ本体４１は柔軟で曲がりやすいため、補強板４６によって、第１部品との接合不良や、応力集中による第１部品の剥離等が防止される。なお、図２の縮尺は説明を容易にするために正確ではなく、典型的には、ＦＰＣ本体４１の厚さが数十μｍ、補強板４６の厚さが数十～２００μｍ程度である。

【0034】

図２ＡおよびＢを参照して、第１部品５０は平面視で略長方形で、長辺をＦＰＣ４０の幅方向に合わせて実装されている。第１部品は、第２部品７０と接続される接続面５１に、略長方形の突条５２を有している。この突条５２は、第１部品を長辺方向に二分する断面に、２本の突起として現れている（図２Ａ）。端子５３は、ＦＰＣ電極部４５の銅配線４３と一対一にはんだ付け等で接合され、突条５２の一方の側面から頂部を超えて反対側の側面に亘って延びている。本実施形態の第１部品は基板対基板コネクタのオス型コネクタで、ヘッダー、プラグなどとも呼ばれる。

【0035】

本明細書において、第１部品５０において端子５３が並列する方向Ｗを第１方向、または第１部品の幅方向といい、第１方向と直交する方向Ｌを第２方向という。また、第１部品の端面で、第１方向に延びる端面のうち、先端側の端面を先端面５４といい、第１部品の端面で、第２方向に延びる端面を側端面５５という。

【0036】

図２Ｃを参照して、回路基板６０に実装された基板対基板コネクタの第２部品７０は平面視で略長方形で、第１部品５０と接続される接続面７１に略長方形の突条７２を有している。端子７４はそれぞれ回路基板６０の図示しない配線にはんだ付け等で接合され、突条７２の一方の側面から頂部を超えて反対側の側面に亘って延びている。突条７２の内側には、第１部品の突条５２がちょうど嵌る大きさの窪み７３が設けられており、この窪み７３に第１部品の突条５２が嵌ることによって、端子５３と端子７４が接触して、第１部品５０と第２部品７０が接続される。

【0037】

基板対基板コネクタの大きさは用途に応じて様々であるが、回路基板とＦＰＣの接続に用いられるものの大きさは、典型的には、短辺（図２の左右方向の幅）が約２～５ｍｍ、端子数が６～数十、端子ピッチが約０．３～０．８ｍｍ、高さが第１部品と第２部品を嵌合した状態での全体高さで約０．５～３ｍｍである。回路基板同士の接合にはより大きなものが用いられるが、本実施形態の基板対基板コネクタ接続方法は、上記のような嵌合状態での全体高さが３ｍｍ以下であるような低背型のコネクタに適し、全体高さが２ｍｍ以下の低背型コネクタに特に適する。

【0038】

図１に戻って、ロボット２０は多関節ロボットである。ロボット２０は、複数のリンク２２と関節２３が連結されて構成されるアーム２１と、ロボット制御部２８とを有する。アーム２１の先端には、ＦＰＣ４０を保持するためのエンドエフェクタであるハンド８０が装着されている。

【0039】

ロボット制御部２８はアーム２１およびハンド８０を含むロボット２０全体の動作を制御する。例えば、ロボット制御部は後述する演算部３０からの指示を受けて、指示された動作に必要な各関節２３の回転角度を算出してハンド８０を目標位置まで移動させ、また、ＦＰＣ４０の保持、解放などをハンド８０に行わせる。

【0040】

図３を参照して、ロボットハンド８０は、ベース部材８１と、その片面に設けられた保持部８２からなる。保持部８２は、吸着ノズル８３と、一対の幅方向規制部材８６、８６と、先端規制部材８９とを有する。

【0041】

吸着ノズル８３は、先端面８４が平坦に形成されて、吸着穴８５が形成されている。吸着穴は図示しない減圧源２６に連通し、ＦＰＣの先端を図３ＡおよびＢの左側に向けて、補強板４６を吸着して保持する。吸着穴の個数や配置は特に限定されず、補強板の形状や大きさに合わせて設計することができる。また、本実施形態のハンド８０では、作業を容易にするために、アーム２１との連結部の軸から吸着ノズル８３を偏心させている（図１参照）。

【0042】

また、吸着ノズル８３は、吸着した補強板４６を押して第１部品５０を第２部品７０に接続する。吸着ノズル８３の先端面８４は、第１部品と第２部品の接続時に、第１部品全体にできるだけ均等に力がかかるように、平面視で第１部品と略同寸法の長方形であることが好ましい。吸着ノズル８３の先端には、弾性素材からなる吸盤を装着してもよい。吸着ノズルに吸盤を装着する場合は、保持したＦＰＣ４０の吸着ノズル８３と直交する方向への変位が過大にならないよう、変形が少ない材質や形状の吸盤を採用することが好ましい。

【0043】

一対の幅方向規制部材８６は、吸着ノズル８３を挟んで、第１方向の両側に向かい合って配置され、第１方向に直線的に移動可能である。これにより、吸着ノズル８３に補強板４６が吸着された状態で、一対の幅方向規制部材がスライダ８８に沿って互いに接近して、補強板４６を第１方向の両側から挟み込むことにより、補強板を幅方向に位置決めできる。幅方向規制部材８６の先端部８７は、吸着ノズルの先端面８４からわずかに突出している。幅方向規制部材の先端部８７の吸着ノズル先端面８４からの突出量は、第１部品５０と第２部品７０の接続時に第２部品その他の部材と干渉しない程度に小さいことを要する。当該突出量は、好ましくは、補強板４６の厚さの１００％～２００％とする。なお、幅方向規制部材はバネ等を使って垂直方向（第１部品と第２部品の接続方向）に移動可能にしてもよい。こうすることで、もし接続時に他の部材と干渉した場合でも垂直方向に逃げ動作を行うことで接続動作を阻害しない。幅方向規制部材８６は省略することもできるが、幅方向規制部材を用いて補強板４６の幅方向の位置を規制することによって、ＦＰＣ４０を保持した状態でハンド８０を高速で動作させたときにも、補強板がずれることがない。

【0044】

先端規制部材８９は、吸着ノズル８３の近傍に、第２方向の先端側に配置され、第２方向に直線的に移動可能である。これにより、吸着ノズル８３に補強板４６が吸着された状態で、先端規制部材８９をスライダ９１に沿って補強板に向けて移動させ、補強板４６に先端側から押し付けることにより、補強板を第２方向に位置決めできる。先端規制部材８９の先端部９０は、吸着ノズルの先端面８４からわずかに突出している。先端規制部材の先端部９０の吸着ノズル先端面８４からの突出量は、幅方向規制部材と同様に、第１部品５０を第２部品７０の接続時に第２部品その他の部材と干渉しない程度に小さいことを要し、好ましくは、補強板４６の厚さの１００％～２００％とする。なお、幅方向規制部材と同様に先端規制部材も垂直方向に可動できるようにしてもよい。先端規制部材８９は省略することもできるが、先端規制部材を用いて補強板４６の長手方向の位置を規制することによって、ＦＰＣ４０を保持した状態でハンド８０を高速で動作させたときにも、補強板がずれることがない。

【0045】

図１に戻って、ハンド８０は、アーム２１との連結部に力覚センサ９２を備える。力覚センサ９２は、第１部品５０と第２部品７０の接続時に、吸着ノズル８３が補強板４６を押す力を計測するために、吸着ノズルに平行な方向の力を検知可能とする。力覚センサ９２の装着位置は、吸着ノズル８３が補強板４６を押す力を計測できれば特に限定されず、例えば吸着ノズル８３のベース部材８１への取付部に装着してもよい。

【0046】

第１カメラ３１は、ＦＰＣ４０の先端部を補強板４６が写る方向から撮像して第１画像を取得する（図５参照）。第１カメラは、好ましくは、撮像対象の３次元情報を含む３次元画像を取得可能な３次元カメラである。３次元カメラとしては、３次元画像が取得できればその種類は特に限定されないが、好ましくは、ステレオカメラを用いる。第１カメラが取得した第１画像は、演算部３０に送信され、演算部が補強板４６の位置および向きを算出する。また、第１カメラは、好ましくは、色情報または輝度情報を取得可能なものを用いる。色情報や輝度情報を利用することによって、演算部３０が第１画像中でＦＰＣ本体４１と補強板４６を識別することが容易になる。

【0047】

第２カメラ３２は、ハンド８０に保持された第１部品５０の先端面５４を撮像して第２画像を取得する（図８参照）。第２カメラ３２は、好ましくは２次元カメラを用いる。一般に、同じ価格であれば２次元カメラの方が３次元カメラより解像度の高い画像が得られるので、第１部品の位置をより高精度で求められるからである。第２カメラが取得した第２画像は、演算部３０に送信され、演算部が第１部品５０の第１方向の位置を算出する。

【0048】

距離センサ３３は、ハンド８０に保持された第１部品５０の先端面５４までの距離を計測する（図８参照）。距離センサは、第１部品５０の先端面上の１点の位置を求められるものであれば、その形式は特に限定されない。好ましくは、レーザーを利用して距離を計測するものが好ましい。第１部品の先端面５４のように微小な領域に対しても、正確にレーザーを照射して、測定することが容易だからである。距離センサによる計測結果は演算部３０に送信され、演算部が第１部品５０の第２方向の位置を算出する。

【0049】

第２部品撮像用カメラ３４は、回路基板６０に実装された基板対基板コネクタの第２部品７０の接続面７１を撮像して、第２部品画像を取得する。第２部品撮像用カメラ３４は、好ましくは２次元カメラを用いる。一般に、同じ価格であれば２次元カメラの方が３次元カメラより解像度の高い画像が得られるので、第２部品の位置をより高精度で求められるからである。第２部品撮像用カメラが取得した第２部品画像は、演算部３０に送信され、演算部が第２部品７０の位置を算出する。

【0050】

第２部品撮像用カメラ３４は、使用される基板対基板コネクタの端子ピッチの大きさによっては、省略することができる。第２カメラ３２で撮像する第１部品５０は、ハンド８０が保持する補強板４６とは別個の部材として補強板の反対面に実装されているので、製造誤差によって、面方向の位置が補強板とずれている。また、第１部品は、自由端の状態にあるＦＰＣ４０がハンド８０に吸着する瞬間に動くことによって、ハンド８０との相対位置の誤差が大きくなりやすい。これに対して、第２部品７０は、回路基板６０に実装されて所定の位置に供給されるので、第１部品に比べて位置および向きの誤差が小さい。このため、使用される基板対基板コネクタの端子ピッチがある程度大きければ、第２部品画像を利用しなくても、第１部品と第２部品を接続することができる。ただし、回路基板上への第２部品の実装位置、回路基板の供給位置にも誤差を含むので、基板対基板コネクタの端子ピッチが０．４ｍｍより狭い場合は、第２部品撮像用カメラを用いることが好ましい。

【0051】

演算部３０はシステム１０の全体を制御する。具体的には、各カメラへの撮像指示、距離センサ３３への計測指示を行う。また、演算部は、第１カメラ３１が取得した第１画像に基づいて補強板４６の位置および向きを算出し、第２カメラ３２が取得した第２画像および距離センサの計測結果に基づいて第１部品５０の位置を算出し、第２部品撮像用カメラ３４が取得した第２部品画像に基づいて第２部品７０の位置を算出するなどの各種画像処理および演算を行う。そして、これらの算出値に基づいて、ロボット２０の動作、ハンド８０による把持動作、ハンド８０上の幅方向規制部材および先端規制部材の動作などをロボット制御部２８に指示する。

【0052】

演算部３０の物理的な構成は特に限定されない。演算部３０は物理的に１台の装置であってもよいし、担当する処理を分散して、複数台の装置から構成されていてもよい。また、演算部３０とロボット制御部２８を、物理的に１台の装置で構成してもよい。

【0053】

次に、本実施形態の基板対基板コネクタ接続方法を図４の工程フローに沿って説明する。

【0054】

（Ｓ１）第１計測工程
図５を参照して、第１カメラ３１で第１部品５０が実装されたＦＰＣ４０の先端部を撮像して第１画像を取得する。第１画像はＦＰＣ先端部の３次元情報を含む３次元画像である。第１画像を取得する目的はハンド８０が保持する被保持部である補強板４６の位置および向きを求めることであるから、第１カメラは、補強板が写る方向から撮像できる位置に予め配置しておく。

【0055】

演算部３０は、第１カメラ３１から第１画像を受信し、第１画像に基づいて補強板４６の３次元座標系における位置および向きを算出する。ここでの補強板の「向き」とは、補強板４６の３次元空間内での向きである。例えば、第１カメラがステレオカメラであれば、第１画像は異なる視点から撮像された２枚の画像からなる。演算部は、２枚の画像上で計測したい点の対応点を求め、各画像上の対応点および２枚の画像の視点間の距離から３角測量の原理によって計測点の３次元座標を算出する。第１カメラ３１は、位置を固定して設置されているので、演算部３０は、例えば世界座標系やロボット座標系での補強板４６の位置を算出することができる。

【0056】

第１画像が色情報を含む場合は、ＦＰＣ本体４１と補強板４６の色の違いを利用して、第１画像上で補強板を識別することができる。第１カメラ３１がステレオカメラである場合は、カラー画像を取得可能なカメラを用いることによって、色情報を含む第１画像を取得できる。ステレオカメラを用いた３次元計測では、２枚の画像上で対応点を探索するマッチング処理が測定誤差の原因となるプロセスであるが、補強板の幅はＦＰＣ本体部の幅と略同一とすることが通常であり、特徴となる点が少なく対応点の探索が難しい。色情報を利用して第１画像中で補強板４６の領域を識別できれば、その領域の角などを特徴点として、マッチング処理を行うことができる。

【0057】

また、第１画像が輝度情報を含む場合は、ＦＰＣ本体４１と補強板４６の光学特性、例えば反射率の違いを利用して第１画像上で補強板を識別することができる。補強板が反射率の高い金属製であれば、強い照明を当ててＦＰＣ４０の先端部を撮像しておくことで、第１画像中での輝度の違いによって補強板４６の領域を識別できる。

【0058】

色情報や輝度情報によって第１画像中で補強板４６の領域を識別することが難しい場合は、例えば、ＦＰＣ４０の位置と向きを変えた複数の参照画像やＣＡＤデータを用意して、第１画像とのパターンマッチングによって補強板とＦＰＣ本体部を識別できる。あるいは、ＦＰＣ先端部の角や辺を手掛かりにして先端部の輪郭を抽出して、補強板の２つの辺や３つの角等を特定することによって補強板を識別できる。後者の方法の詳細は、本出願人による特開２０２０－０３７１４７号公報、特開２０２０－０４１８６２号公報に開示されている。

【0059】

（Ｓ２）保持工程
図６を参照して、演算部３０は、算出した補強板４６の位置および向きに基づいて、ロボット制御部２８に指示して、ハンド８０に補強板を保持させる。ハンド８０は、補強板４６に垂直な方向から接近して、吸着ノズル８３で補強板を吸着して保持する。

【0060】

図７を参照して、補強板４６が吸着ノズル８３に吸着された状態で、一対の幅方向規制部材８６、８６で補強板４６を第１方向の両側から挟み込むことにより、補強板を第１方向において位置決めする。さらに、先端規制部材８９を補強板４６に先端側から押し付けることにより、補強板を第２方向において位置決めする。なお、幅方向規制部材と先端規制部材を動作させる順番は特に限定されず、先に第２方向を位置決めして、次に第１方向を位置決めしてもよい。

【0061】

（Ｓ３）第２計測工程
図８および図９を参照して、演算部３０は、ロボット制御部２８に指示して、補強板４６を保持したハンド８０を、所定の位置に所定の姿勢で移動させて、第１部品５０の先端面５４を第２カメラ３２および距離センサに向けさせる。第２カメラ３２は第１部品の先端面５４を撮像して第２画像を取得する。

【0062】

第２画像は、前述のとおり、３次元画像である必要はなく、むしろ解像度の高い２次元画像であることが好ましい。第２画像の解像度は、１つの画素の大きさが端子ピッチの１／５以下であることが好ましく、１／１０以下であることがより好ましい。これにより、第１部品の位置を十分に高い精度で計測することが可能となり、第１部品と第２部品の接続に失敗する確率を極めて低く抑えることができる。第２画像の解像度は、第２カメラ３２の仕様と、第２画像撮像時の撮像距離によって調節することができる。

【0063】

演算部３０は、第２カメラ３２から第２画像を受信し、第２画像に基づいて、第１部品の第１方向Ｗにおける位置を算出する。第１部品の位置は、例えば、第２画像撮像時と同じ距離から第１部品の先端面５４を撮像した参照画像を用意しておき、第２画像と参照画像とのパターンマッチング処理を行うことによって決定することができる。第２画像からは、ハンド８０に対する第１部品５０の第１方向の位置が直接的に求められる。演算部は第２カメラおよびハンド８０の位置および向きを知っているので、第２画像に基づいて、世界座標系やロボット座標系での第１部品の第１方向の位置を算出できる。あるいは、パターンマッチング以外の手法として、例えば第２画像に対してエッジ検出を行い、検出した特定のエッジの位置（例えば先端面５４の第１方向における端部）で第１方向の位置を判定してもよい。

【0064】

（Ｓ４）第３計測工程
距離センサ３３から第１部品５０の先端面５４までの距離（図９Ａの第２方向Ｌにおける距離）を計測する。演算部３０は距離センサおよびハンド８０の位置および向きを知っているので、距離センサの計測結果に基づいて、ハンドに対する第１部品の第２方向Ｌにおける位置や、世界座標系やロボット座標系での第１部品の第２方向における位置を算出することができる。

【0065】

第２計測工程（Ｓ３）と第３計測工程（Ｓ４）の結果から、第１部品５０の位置が決定できる。なお、第１部品の向きは補強板４６の向きとほぼ一致するため、第１計測工程以降は既知とみなせる。

【0066】

（Ｓ５）第２部品計測工程
図１０を参照して、第２部品撮像用カメラ３４は回路基板６０上の基板対基板コネクタの第２部品７０の接続面７１を上方から撮像して、第２部品画像を取得する。第２画像撮像時にハンド８０またはＦＰＣ４０が第２部品７０を第２部品撮像用カメラ３４から隠す位置になければ、第２画像の撮像と第２部品画像の撮像は同時に実施することができる。第２部品画像も第２画像と同様に、３次元画像である必要はなく、むしろ解像度の高い２次元画像であることが好ましい。第２部品画像の好ましい解像度も第２画像と同様である。

【0067】

演算部３０は、第２部品撮像用カメラ３４から第２部品画像を受信し、第２部品画像に基づいて、第２部品７０の位置および向きを算出する。ここでの第２部品の「向き」とは、回路基板６０に平行な面内での第２部品の向きである。第２部品の位置は、第２部品画像撮像時と同じ距離から第２部品の接続面７１を撮像した参照画像を用意しておき、第２部品画像と参照画像とのパターンマッチング処理を行うことによって決定することができる。演算部は、第２部品撮像用カメラの位置および向きを知っているので、第２部品画像に基づいて、世界座標系やロボット座標系での第２部品の位置および向きを算出できる。

【0068】

（Ｓ６）接続工程
図１１を参照して、演算部３０は、第２計測工程（Ｓ３）および第３計測工程（Ｓ４）で算出した第１部品の位置、ならびに第２部品計測工程（Ｓ５）で算出した第２部品の位置に基づいて、ロボット制御部２８に指示して、第１部品５０を第２部品７０に挿入させる。具体的には、ハンド８０を移動させて第１部品の接続面５１と第２部品の接続面７１の位置を合わせて第１部品を第２部品に重ねた後、ハンド８０で第１部品５０を回路基板６０と垂直に下向きに押して、第１部品５０の突条５２を第２部品７０の窪み７３に挿入する。

【0069】

第１部品５０を第２部品７０に挿入する際に、好ましくは、力覚センサ９２によって、第１部品と第２部品との正常嵌合時に発生するクリック感の有無を確認する。力覚センサ９２は、ハンド８０が第１部品を第２部品に押し込む際に、ハンドが補強板４６を吸着ノズル８３の長さ方向に押す力を、その反力によって検知する。クリック感とは、スイッチを押したような手応えのことである。クリック感とは、より具体的には、ハンドが第１部品を第２部品に押し込むにつれて抵抗が大きくなり、第１部品があるところまで進むと一旦抵抗がなくなることである。基板対基板コネクタは、通常、正常嵌合時にクリック感が発生するように設計されている。

【0070】

図１２に、実験で観測されたクリック感を示す。ハンド８０を一定速度で降下させて、第１部品５０を第２部品７０に挿入した。第１部品と第２部品の面方向のずれが十分に小さく、両者が正常に嵌合した場合は、力覚センサの検出値（以下「力覚値」という）が約１０Ｎまで増加したところで、一旦急激に下がり、その後ハンド８０の進行につれて再び力覚値が増加した。この力覚値が一旦急激に下がることがクリック感を表している。第１部品と第２部品が正常に嵌合していない場合は（図１２中に「異常」と表示した線）、力覚値は約１５Ｎまで単調に増加した。

【0071】

力覚センサ９２によってクリック感の有無を確認することにより、何らかの原因によって第１部品５０と第２部品７０が面方向にずれた状態で両者を接続しようとしても、接続作業を中止して、第１部品または第２部品の破損を防止できる。

【0072】

力覚センサ９２がクリック感を検出し、第１部品５０と第２部品７０が正常に嵌合していることが確認できたら、第１部品をさらに押し込んで、接続を完了させる。基板対基板コネクタでは、接続時に押すべき力の大きさが仕様で定められている。例えば、図８の実験に用いた基板対基板コネクタでは、第１部品と第２部品を接続するのに５０Ｎの力で押すことが求められている。図１２では、第１部品と第２部品が正常に嵌合していなくても破損しない１５Ｎで実験を終了したが、実際の接続作業では、約１５Ｎまででクリック感の有無を確認して、クリック感が確認できたら、所定の力（５０Ｎ）に達するまで、さらに第１部品を押すことになる。

【0073】

以上の各工程によって、基板対基板コネクタの接続が完了する。

【0074】

本実施形態の基板対基板コネクタの接続方法の効果を改めて説明する。

【0075】

製造誤差による第１部品５０と補強板４６の位置ずれの公差は０．１ｍｍ程度である。また、自由端の状態にあるＦＰＣ４０は吸着ノズル８３に吸着する瞬間にわずかに動き、そのことによる保持位置の設計位置からのずれは最大で０．２ｍｍ程度と考えられる。このうち、吸着する瞬間に生ずるずれは、幅方向規制部材および先端規制部材（以下両者を合わせて「規制部材」という）によって吸着後に補強板の位置を修正することで、ハンド８０や規制部材の加工精度を考慮しても、かなりの部分を削減することができる。一方、第２部品７０に関して、回路基板６０への第２部品実装位置の誤差は最大０．１ｍｍ程度であり、接続作業時の回路基板の配置位置の誤差は、最大０．１ｍｍ程度である。

【0076】

このことから、第１部品５０の位置を計測することなく第１部品５０を第２部品７０に接続しようとすると、両部品の接続面５１、７１のずれは、規制部材を用いなければ最大で０．５ｍｍ程度、規制部材を用いても最大で０．３ｍｍ程度となり、端子ピッチが０．６ｍｍ以下である場合には、接続に失敗する確率が高まる。これに対して、本実施形態の基板対基板コネクタの接続方法によれば、第２計測工程および第３計測工程によって第１部品の位置を計測して接続するので、端子ピッチが０．６ｍｍ以下であっても、接続に失敗する確率は極めて小さい。

【0077】

さらに、ハンド８０に対する第１部品５０の位置が正確に計測された場合でも、第２部品７０の位置を計測することなく第１部品５０と第２部品７０を接続しようとすると、両部品の接続面５１、７１のずれは最大で０．２ｍｍ程度となり、端子ピッチが０．４ｍｍ以下になると、やはり接続に失敗する確率が高まる。これに対して、本実施形態の基板対基板コネクタの接続方法によれば、第２計測工程および第３計測工程に加えて、第２部品計測工程によって第２部品の位置を計測して接続するので、端子ピッチが０．４ｍｍ以下であっても、接続に失敗する確率は極めて小さくなる。

【0078】

次にロボットハンドの一変形例を説明する。

【0079】

図１３を参照して、本変形例のロボットハンドは、複数の保持部を有する点と、照明部を備える点で図３に示したハンド８０と異なる。ハンド８０ａは、ベース部材８１と２つの保持部８２、８２ａを有し、両保持部の間に照明部９３を備える。ハンド８０ａは、両保持部の中間、すなわち照明部の裏側で、アーム２１に連結される。

【0080】

一方の保持部８２は、図３に示した保持部と同じである。他方の保持部８２ａは、吸着ノズル８３ａの先端面８４ａは略正方形状で、１つの吸着穴８５ａを有する。前述のとおり、吸着ノズルが備える吸着穴の個数や配置は特に限定されない。図１３に示すハンド８０ａでは、両保持部８２、８２ａがそれぞれ異なるサイズのＦＰＣを保持できるように設計されている。これにより、１つの電子機器等の組み立て工程において、異なるサイズの基板対基板コネクタの接続を、ハンド８０ａを少し移動させるだけで連続して行うことができる。ハンドが有する保持部の数は、好ましくは２以下とする。ハンドが有する保持部の数が多すぎると、接続等の作業時に他の保持部が周囲と干渉しやすくなるからである。

【0081】

照明部９３は、保持部８２、８２ａの間に設けられて、保持部の前方を照らす。これにより、第１画像を撮像する際に補強板４６を照らすことや、第２部品画像を撮像する際に回路基板６０や第２部品７０を照らすことができる。照明部としては、パネル型の照明を好適に用いることができる。ハンドが照明部を備えない場合は、特に、第２部品計測工程で第２部品を照らすために、リング照明やフラットドーム照明を第２部品撮像用カメラ３４と第２部品の間に差し入れることになる。ハンドが備える照明部が撮像対象を照らすことによって、リング照明等の差し入れ・抜き出しにかかる時間を省略して、作業時間を短縮することができる。

【0082】

照明部９３は、保持部がＦＰＣを保持したときに、撮像対象がＦＰＣ本体４１に遮られない位置に設ける。なお、１つの保持部を有するハンド、例えば図３のハンド８０に照明部９３を設けてもよい。

【0083】

次に、本発明の基板対基板コネクタの接続方法の第２実施形態を図１４を参照して説明する。以下に第２計測工程および第３計測工程について説明する。その他の点は第１実施形態と同様である。

【0084】

第２計測工程において、第１実施形態では、第１部品５０から見て第２方向Ｌに位置する第２カメラ３２を用いて、第１部品の先端面５４を撮像した第２画像に基づいて第１部品の第１方向Ｗにおける位置を計測した。これに対して、本実施形態では、第１部品５０から見て第１方向Ｗに位置する距離センサ３７を用いて、第１部品の側端面５５までの距離を計測することにより、第１部品の第１方向Ｗの位置を計測する。

【0085】

第３計測工程において、第１実施形態では、第１部品５０から見て第２方向Ｌに位置する距離センサ３３を用いて、第１部品の先端面５４までの距離を計測することにより、第１部品の第２方向Ｌにおける位置を計測した。これに対して、本実施形態では、第１部品５０から見て第１方向Ｗに位置する第３カメラ３６を用いて、第１部品の側端面５５を撮像した第３画像に基づいて第１部品の第２方向Ｌの位置を計測する。

【0086】

次に、本発明の基板対基板コネクタの接続方法の第３実施形態を図１５を参照して説明する。以下に第２計測工程および第３計測工程について説明する。その他の点は第１および第２実施形態と同様である。

【0087】

第２計測工程は、第１実施形態と同様に、第１部品５０から見て第２方向Ｌに位置する第２カメラ３２を用いて、第１部品の先端面５４を撮像した第２画像に基づいて第１部品の第１方向Ｗにおける位置を計測する。第３計測工程は、第２実施形態と同様に、第１部品５０から見て第１方向Ｗに位置する第３カメラ３６を用いて、第１部品の側端面５５を撮像した第３画像に基づいて第１部品の第２方向Ｌの位置を計測する。

【0088】

次に、本発明の基板対基板コネクタの接続方法の第４実施形態を図１６を参照して説明する。以下に第２計測工程および第３計測工程について説明する。その他の点は第１ないし第３実施形態と同様である。

【0089】

第２計測工程は、第２実施形態と同様に、第１部品５０から見て第１方向Ｗに位置する第１距離センサ３８を用いて、第１部品の側端面５５までの距離を計測することにより、第１部品の第１方向Ｗの位置を計測する。第３計測工程は、第１実施形態と同様に、第１部品５０から見て第２方向Ｌに位置する第２距離センサ３９を用いて、第１部品の先端面５４までの距離を計測することにより、第１部品の第２方向Ｌにおける位置を計測した。

【0090】

本発明は、上記実施形態には限定されず、その技術的思想の範囲内で種々の変形が可能である。

【0091】

例えば、上記各実施形態はワークがＦＰＣ４０であるとして説明したが、ワークはＦＦＣであってもよい。ＦＰＣとＦＦＣは製造方法が異なるものの、基板対基板コネクタの第１部品が実装される部分に関しては、類似の構造を有する。したがって、本発明の基板対基板コネクタの接続方法は、ＦＰＣまたはＦＦＣである柔軟物に対して、同様に適用することができる。さらに、本発明は、先端部の片面に基板対基板コネクタの第１部品が実装された柔軟物であれば、ＦＰＣおよびＦＦＣ以外の柔軟物に対しても適用することができる。

【0092】

また、上記各実施形態ではＦＰＣ４０に貼付された補強板４６を被保持部として作業を実施したが、本発明は補強板が貼付されていないＦＰＣにも適用することができる。通常はＦＰＣまたはＦＦＣの第１部品と反対の面に補強板が貼付されているが、何らかの理由によって補強板が貼付されていない場合であっても、第１部品が実装された部分は、第１部品の剛性によって変形が抑えられ、実質的に補強板が形成された状態と同じであるので、ＦＰＣまたはＦＦＣの第１部品の背面にあたる部分を被保持部として基板対基板コネクタの接続作業を行うことができる。

【0093】

また、上記各実施形態では、ハンド８０はＦＰＣ４０を吸着によって保持したが、保持方法はこれには限られない。例えば、ロボットハンドはＦＰＣの側端部（エッジ）を挟持して保持してもよい。その場合は、第１計測工程において、被保持部であるＦＰＣのエッジの位置および向きを計測する。

【0094】

また、上記各実施形態では、第２部品７０が回路基板６０に実装されている例を示したが、これには限られず、第２部品は例えば他の柔軟物に実装されていてもよい。

【0095】

また、上記各実施形態では、算出された第１部品５０の位置に基づいて、第１部品が実装されたＦＰＣ４０を保持したハンド８０を動作させて、対となる第２部品７０と接続したが、可能であれば、第２部品を移動させることによって第１部品と第２部品を接続してもよい。例えば、第２部品が実装された回路基板や他の柔軟物を別のロボットハンド等で保持して、ハンド８０に保持された第１部品に近付けて接続してもよい。または、第２部品が実装された回路基板を、コネクタの接続方向と垂直な方向に移動可能なＸＹステージ等で位置を微調しながら接続してもよい。

【0096】

また、各カメラや距離センサの設置位置は特に限定されず、固定式でも可動式でも良い。例えば、第２カメラ３２と距離センサ３３をハンド８０に据え付けてもよいし、ハンド８０とは別のロボットハンドに据え付けてもよい。

【符号の説明】

【0097】

１０ 基板対基板コネクタ接続システム
２０ ロボット
２１ アーム
２２ リンク
２３ 関節
２６ 減圧源
２８ ロボット制御部
３０ 演算部
３１ 第１カメラ
３２ 第２カメラ
３３ 距離センサ
３４ 第２部品撮像用カメラ
３６ 第３カメラ
３７ 距離センサ
３８ 第１距離センサ
３９ 第２距離センサ
４０ ＦＰＣ（柔軟物）
４１ ＦＰＣ本体
４２ 樹脂フィルム
４３ 銅配線
４４ 樹脂フィルム
４５ 電極部
４６ 補強板（被保持部）
５０ 基板対基板コネクタの第１部品
５１ 接続面
５２ 突条
５３ 端子
５４ 先端面
５５ 側端面
６０ 回路基板
６１ 電子機器の筐体
７０ 基板対基板コネクタの第２部品
７１ 接続面
７２ 突条
７３ 窪み
７４ 端子
８０、８０ａ ロボットハンド
８１ ベース部材
８２、８２ａ 保持部
８３、８３ａ 吸着ノズル
８４、８４ａ 先端面
８５、８５ａ 吸着穴
８６ 幅方向規制部材
８７ 幅方向規制部材先端部
８８ スライダ
８９ 先端規制部材
９０ 先端規制部材先端部
９１ スライダ
９２ 力覚センサ
９３ 照明部
Ｗ 第１方向
Ｌ 第２方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】