机械手装置、用于电子设备的生产装置和生产方法
阅读：1发布：2020-07-05
专利汇可以提供机械手装置、用于电子设备的生产装置和生产方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且根据本 发明 技术的一个 实施例 的一种机械手装置包括第一机械手装置，所述第一机械手装置包括第一关节臂、第一夹持机构、以及喷出部分。第一夹持机构包括第一夹持爪和第二夹持爪。第一夹持爪附接至第一关节臂，并且具有第一 支撑 表面。第二夹持爪具有在 正交 于第一支撑表面的第一轴向上面对第一支撑表面的第二支撑表面，并且被配置成在第一轴向上相对于第一夹持爪可移动。喷出部分设置于第一夹持爪和第二夹持爪中的任一个中，并且被配置成能够在正交于第一轴向的第二轴向上喷出 流体 。，下面是机械手装置、用于电子设备的生产装置和生产方法专利的具体信息内容。
1.一种机械手装置，包括
第一机械手，其包括
第一关节臂，
第一夹持机构，其包括
第一夹持爪
其附接至所述第一关节臂，并且
具有第一支撑表面，以及
第二夹持爪
其具有在正交于所述第一支撑表面的第一轴向上面对所述第一支撑表面的第二支撑表面，并且
在所述第一轴向上相对于所述第一夹持爪可移动，所述第一夹持机构被配置成能够在所述第一轴向上利用所述第一支撑表面和所述第二支撑表面夹持物体，以及喷出部分
其设置于所述第一夹持爪和所述第二夹持爪中的任一个中，并且
被配置成能够在正交于所述第一轴向的第二轴向上喷出流体。
2.根据权利要求1所述的机械手装置，其中
所述第二夹持爪还包括
正交于所述第二轴向的侧向表面部分，并且
所述喷出部分设置于所述侧向表面部分。
3.根据权利要求1所述的机械手装置，其中
所述第一夹持爪还包括
固定至所述第一关节臂的基部部分，以及
联接部分
其连接在所述基部部分与所述第一支撑表面之间，并且
在所述第一轴向上延伸。
4.根据权利要求1所述的机械手装置，还包括
力传感器
其布置在所述第一关节臂与所述基部部分之间，并且
检测待施加至所述第一夹持机构的力。
5.根据权利要求1所述的机械手装置，其中
所述第一夹持机构还包括
升降构件
其附接至所述第二夹持爪，并且
在所述第一轴向上相对于所述第二夹持爪可移动。
6.根据权利要求1所述的机械手装置，其中
所述喷出部分喷出空气射流作为所述流体。
7.根据权利要求1所述的机械手装置，其中
所述喷出部分喷出液体作为所述流体。
8.根据权利要求1所述的机械手装置，还包括
第二机械手，其包括
能够夹持所述物体的第二夹持机构，以及
支撑所述第二夹持机构的第二关节臂，所述第二机械手将所述物体从其所述第二夹持机构转移至所述第一夹持机构。
9.根据权利要求8所述的机械手装置，其中
所述第二机械手还包括
吸取所述物体部分的吸取部分，并且
所述第二夹持机构包括
一对夹持爪
所述一对夹持爪在与所述吸取部分吸取所述物体的方向正交的一个轴向上彼此面对，并且
能够在所述一个轴向上夹持所述物体。
10.根据权利要求1所述的机械手装置，其中
所述第一机械手还包括
能够拍摄待由所述第一夹持机构夹持的所述物体的成像单元。
11.一种电子设备的生产装置，所述电子设备包括
连接器，其包括：
可打开且可闭合的锁定构件，以及
连接构件，其包括
待连接至所述连接器的连接端子，所述生产装置包括：
关节臂；
夹持机构，其包括
第一夹持爪
其附接至所述关节臂，并且
具有第一支撑表面，以及
第二夹持爪
其具有在正交于所述第一支撑表面的第一轴向上面对所述第一支撑表面的第二支撑表面，并且
在所述第一轴向上相对于所述第一夹持爪可移动，所述夹持机构被配置成能够在所述连接端子在正交于所述第一轴向的第二轴向上从所述第一支撑表面和所述第二支撑表面突出的状态下在所述第一轴向上夹持所述连接构件；以及
喷出部分
其设置于所述第一夹持爪和所述第二夹持爪中的任一个中，并且
被配置成能够相对于在所述第二轴向上面对所述喷出部分的所述锁定构件喷出流体。
12.一种电子设备的生产方法，所述电子设备包括
连接器，其包括：
可打开且可闭合的锁定构件，以及
连接构件，其包括
待连接至所述连接器的连接端子，所述生产方法包括：
使夹持机构在所述连接构件的厚度方向上夹持所述连接构件；
将所述夹持机构运输至其中所述连接端子面对所述连接器的位置；
通过从所述夹持机构向所述连接器喷出流体打开所述锁定构件；以及通过所述夹持机构使所述连接构件接近所述连接器而使所述连接端子连接至所述连接器。
13.根据权利要求12所述的用于所述电子设备的生产方法，其中
所述连接构件是
FPC(柔性印刷电路)或
FFC(柔性平坦电缆)。
14.根据权利要求12所述的用于所述电子设备的生产方法，其中
所述流体包括空气射流。
机械手装置、用于电子设备的生产装置和生产方法
技术领域
[0001] 本发明技术涉及一种待用于例如组装电子部件的机械手装置，并且涉及用于电子设备的一种生产装置和一种生产方法。
背景技术
[0002] 例如，在电子制备的制造中，工业机械手已广泛用于电子部件的组装。具体地，已知用于自动执行将柔性布线构件诸如FFC(柔性平坦电缆)和FPC(柔性印刷电路)和连接器部件互相连接的步骤的技术(参考例如专利文献1)。此外，近年来，在连接器部件领域中，已知包括可打开且可闭合的锁定构件的连接器部件，所述锁定构件保持与柔性布线构件连接的状态(参考例如专利文献2)。
[0003] 引用列表
[0004] 专利文献
[0005] 专利文献1：未审查的日本专利申请10-240151
[0006] 专利文献2：未审查的日本专利申请2002-231348
发明内容
[0007] 技术问题
[0008] 当相对于包括锁定构件的连接器部件的柔性布线构件组装自动化时，除非锁定构件采取适于组装的打开姿势，否则柔性布线构件不可恰当地连接至连接器部件。
[0009] 鉴于此类情况，做出了本发明技术以实现提供能够例如将部件恰当地互相组装的机械手装置，以及提供用于电子设备的生产装置和生产方法的目标。
[0010] 问题的解决方案
[0011] 根据本发明技术的一个实施例的机械手装置包括
[0012] 第一机械手。
[0013] 第一机械手包括
[0014] 第一关节臂，
[0015] 第一夹持机构，以及
[0016] 喷出部分。
[0017] 第一夹持机构包括
[0018] 第一夹持爪和
[0019] 第二夹持爪。
[0020] 第一夹持爪
[0021] 附接至第一关节臂，并且
[0022] 具有第一支撑表面。
[0023] 第二夹持爪
[0024] 具有在正交于第一支撑表面的第一轴向上面对第一支撑表面的第二支撑表面，并且
[0025] 被配置成在第一轴向上相对于第一夹持爪可移动。第一夹持机构被配置成能够在第一轴向上利用第一支撑表面和第二支撑表面夹持物体。
[0026] 喷出部分
[0027] 设置于第一夹持爪和第二夹持爪中的任一个中，并且
[0028] 被配置成能够在正交于第一轴向的第二轴向上喷出流体。
[0029] 在机械手装置中，由于第一夹持机构包括喷出部分，例如，在夹持物体的同时可通过向包括锁定构件的连接器喷出空气射流而使此连接器保持处于打开状态。由此，可以将物体恰当地组装至连接器。
[0030] 第二夹持爪还可包括
[0031] 正交于第二轴向的侧向表面部分，并且
[0032] 喷出部分可设置于侧向表面部分。
[0033] 通过将喷出部分构建在第二夹持爪中，第一机械手装置可缩小尺寸并简化配置。
[0034] 第一夹持爪还可包括
[0035] 基部部分和
[0036] 联接部分。
[0037] 基部部分固定至第一关节臂。
[0038] 联接部分
[0039] 连接在基部部分与第一支撑表面之间，并且
[0040] 在第一轴向上延伸。
[0041] 由此，第一夹持机构和关节臂在夹持物体的方向上彼此面对。因此，例如，带状物体在其宽度方向上的夹持能够有利于将此物体运输至连接靶标的高度。
[0042] 机械手装置还可包括
[0044] 力传感器
[0045] 布置在第一关节臂与基部部分之间，并且
[0046] 检测待施加至第一夹持机构的力。
[0047] 由此，例如，可以恰当地控制第一夹持机构相对于物体的夹持力。
[0048] 第一夹持机构还可包括
[0049] 升降构件
[0050] 其附接至第二夹持爪，并且
[0051] 在第一轴向上相对于第二夹持爪可移动。
[0052] 由此，例如，包括锁定构件的连接器可被升降构件向下推动至其锁定位置。
[0053] 待通过喷出部分喷出的流体没有具体限制，并且可以是空气射流，或可以是液体。
[0054] 机械手装置还可包括
[0055] 第二机械手装置。
[0056] 第二机械手装置包括
[0057] 能够夹持物体的第二夹持机构，以及
[0058] 支撑第二夹持机构的第二关节臂，第二机械手将物体从其第二夹持机构转移至第一夹持机构。
[0059] 第二机械手还可包括
[0060] 吸取物体部分的吸取部分。
[0061] 在此情况下，第二夹持机构包括
[0062] 一对夹持爪
[0063] 所述一对夹持爪在与吸取部分吸取物体的方向正交的一个轴向上彼此面对，并且[0064] 能够在一个轴向上夹持物体。
[0065] 由此，可以将物体恰当地拾取并转移至第一机械手。
[0066] 第一机械手还可包括
[0067] 能够拍摄待由第一夹持机构夹持的物体的成像单元。
[0068] 由此，可以恰当地控制物体的夹持位置。
[0069] 根据本发明技术的另一个实施例的用于电子设备的生产装置是用于包括以下各项的电子设备的生产装置：
[0070] 连接器，其包括：
[0071] 可打开且可闭合的锁定构件，以及
[0072] 柔性布线构件，其包括
[0073] 待连接至连接器的连接端子，生产装置包括
[0074] 关节臂，
[0075] 夹持机构，以及
[0076] 喷出部分。
[0077] 夹持机构包括
[0078] 第一夹持爪，和
[0079] 第二夹持爪。
[0080] 第一夹持爪
[0081] 附接至关节臂，并且
[0082] 具有第一支撑表面。
[0083] 第二夹持爪
[0084] 具有在正交于第一支撑表面的第一轴向上面对第一支撑表面的第二支撑表面，并且
[0085] 被配置成在第一轴向上相对于第一夹持爪可移动。夹持机构被配置成能够在第一轴向上夹持柔性布线构件，其中连接端子在正交于第一轴向的第二轴向上从第一支撑表面和第二支撑表面突出。
[0086] 喷出部分
[0087] 设置于第一夹持爪和第二夹持爪中的任一个中，并且
[0088] 被配置成能够相对于在第二轴向上面对喷出部分的锁定构件喷出空气射流。
[0089] 根据本发明技术的另一个实施例的用于电子设备的生产方法是用于包括以下各项的电子设备的生产方法：
[0090] 连接器，其包括：
[0091] 可打开且可闭合的锁定构件，以及
[0092] 柔性布线构件，其包括
[0093] 待连接至连接器的连接端子，生产方法包括
[0094] 使夹持机构在柔性布线构件的厚度方向上夹持柔性布线构件。
[0095] 夹持机构被运输至其中连接端子面对连接器的位置。
[0096] 锁定构件通过从夹持机构向连接器喷出空气射流而打开。
[0097] 通过夹持机构使柔性布线构件接近连接器而使连接端子连接至连接器。
[0098] 本发明的效果
[0099] 如上所述，根据本发明技术，例如，可以将部件恰当地相互组装。
[0101] [图1]示出根据本发明技术的一个实施例的用于电子设备的生产装置(机械手装置)的示意性侧视图。
[0102] [图2]示出作为连接靶标的连接构件的状态，以及其组装程序的说明性示意图。
[0103] [图3]示出待连接至连接构件的连接器部件的配置的说明性主要部分示意性横截面侧视图。
[0104] [图4]示出机械手装置中的第一机械手的配置的主要部分示意性前视图。
[0105] [图5]以放大比例示出第一机械手的夹持机构的示意性侧视图，以及示出其操作实例的说明性视图。
[0106] [图6]示出机械手装置中的第二机械手的配置的主要部分示意性前视图。
[0107] [图7]示出第二机械手的主要部分底视图。
[0108] [图8]以放大比例示出第二机械手的夹持机构的示意性左侧侧视图，以及示出其操作实例的说明性视图。
[0109] [图9]示出机械手装置的操作程序的流程图。
[0110] [图10]示出用于连接构件的拾取步骤的说明性主要部分示意性侧视图。
[0111] [图11]示出用于连机器部件的解锁步骤的说明性主要部分示意性侧视图。
[0112] [图12]示出将连接构件从第二机械手转移至第一机械手的转移步骤的说明性主要部分示意性侧视图。
[0113] [图13]示出相对于连接器部件用于连接构件的连接步骤的说明性主要部分示意性侧视图。
[0114] [图14]示出相对于连接器部件用于连接构件的连接步骤的其他说明性主要部分示意性侧视图。
具体实施方式
[0115] 现在参考附图对根据本发明技术的实施例进行描述。
[0116] 图1为示出根据本发明技术的一个实施例的用于电子设备的生产装置(机械手装置)的示意性侧视图。在此实施例中，描述了本发明技术在用于布线构件的自动连接步骤中的应用实例，所述自动连接步骤是电子设备的生产步骤中的一个步骤。
[0117] [机械手装置的示意性配置]
[0118] 此实施例的机械手装置1包括组装机械手100(第一机械手)、运输机械手200(第二机械手)、支撑电子部件的半成品(在下文称为“工件W”)的工作台2，以及驱动和控制组装机械手100和运输机械手200的控制器3。
[0119] 组装机械手100包括手部101，以及能够以六自由度移动手部101的关节臂102(第一关节臂)。
[0120] 运输机械手200类似地包括手部201，以及能够以六自由度移动手部201的关节臂202(第二关节臂)。
[0121] 布置在工作台2上或工作台2附近的关节臂102和202分别连接至它们的驱动源(未示出)。
[0122] 手部101和102的细节在下文描述。
[0123] 通常由包括CPU(中央处理单元)和存储器的计算机构成的控制器3被配置成根据存储在存储器中的程序驱动组装机械手100和运输机械手200。
[0124] 通过控制器3控制机械手100和200的实例也在下文描述。
[0125] 图2的A是示出工件W的实例的示意性透视图，图2的B和C是示出相对于工件W由机械手装置1进行的程序的示意图。
[0126] 应注意，在图中，X轴、Y轴和Z轴代表彼此正交的三轴向，Z轴对应于高度方向(同样适用于图3)。
[0127] 工件W包括工件主体Wa，以及布置在工件主体Wa上的电路板Wb和电子单元Wc。
[0128] 作为工件主体Wa的实例，可提及电子设备的壳体的一部分、布置在壳体中的板状支撑件等。作为各种电子部件安装在其上的部件安装板(其为印刷电路板)的电路板Wb具有上表面，连接器部件C安装在所述上表面的一部分上。发挥电子设备的功能之一的电子单元Wc通常包括内置计算机，所述内置计算机包括CPU、存储器等。
[0129] 电路板Wb和电子单元Wc通过布线构件F电连接至彼此。作为柔性带状连接构件诸如FFC或FPC的布线构件F具有已经连接至电子单元Wc的一个端部，并且具有尚未连接至连接器部件C的另一个端部(端子部分Fa)。布线构件F放置在工件主体Wa、电路板Wb或电子单元Wc上的适当位置(在图2的A中所示的实例中放置在电子单元Wc上)。端子部分Fa包括以预定间距排列在其宽度方向上的多个端子部分(诸如40个引脚)。
[0130] 工件W放置在工作台2上，如图2的A中所示的状态。机械手装置1被配置成能够自动地将布线构件F的端子部分Fa组装至连接器部件C。图2的B和C各自示出端子部分Fa如何通过机械手装置1连接至连接器部件C的概览。
[0131] 如图2的B和C中所示，机械手装置1如下文所述执行使运输机械手200拾取布线构件F并将其递送至组装机械手100的步骤(图2的B)，以及使组装机械手100将布线构件F的端子部分Fa连接至连接器部件C的步骤(图2的C)。
[0132] 图3的A至C各自为示出连接器部件C的配置的说明性主要部分示意性横截面侧视图。
[0133] 连接器部件C包括包含端子部分Ca的主体部分C1，以及被配置成相对于主体部分C1可枢转的锁定构件C2。
[0134] 主体部分C1由其纵向处于X轴方向的大致长方体的塑料模塑制品形成。主体部分C1包括安装至电路板Wb的载物台(stage)部分C10。此外，在正交于Y轴方向的主体部分C1的一侧上的侧向表面部分中，平行于X轴方向提供了布线构件F的端子部分Fa配合于其中的沟槽部分Cs。设置于沟槽部分Cs的内表面上的端子部分Ca电连接至配合于沟槽部分Cs中的端子部分Fa(参考图3的A)。
[0135] 锁定构件C2由板状塑料模塑制品形成，其一个端部由主体部分C1的沟槽部分Cs的上部枢转地支撑，并且其纵向侧处于X轴方向上。锁定构件C2被配置成可在锁定位置与打开位置之间打开和闭合，在所述锁定位置处，载物台部分C10从上方被遮蔽，如图3的A中所示，并且在所述打开位置处，载物台部分C10向上开放，如图3的B中所示。尽管省略了此机构的详细描述，连接器部件C被配置成在锁定位置处能够以预定的夹持力将布线构件F固持在锁定构件C2与载物台部分C10之间。
[0136] 锁定构件C2还被配置成能够采取半打开位置，具体地，能够停止在介于锁定位置与打开位置之间的适当枢转位置处，如图3的C中所示。连接器部件C具有插锁(click)机构，其能够在半打开位置与打开位置之间自由枢转，并且仅在施加预定水平或更高的操作力时能够在半打开位置与锁定位置之间枢转。
[0137] 在此背景中，在具有上述配置的连接器部件C中，与在锁定构件C2处于打开位置(图3的A)的状态下将端子部分Fa插入沟槽部分Cs中相比，在锁定构件C2处于半打开位置(图3的B)或处于锁定位置(图3的C)的状态下更加难以将布线构件F的端子部分Fa插入沟槽部分Cs中。因此，为了将布线构件F自动连接至连接器部件C，需要用于保持锁定构件C2处于打开位置的另外的装置。此外，各个工件W彼此不同，并且因此，关于锁定构件C2的打开/闭合状态，锁定构件C2需要根据各个工件W恰当地枢转至打开位置。
[0138] 鉴于所述情况，在此实施例中，为了使锁定构件C2可靠地枢转至打开位置，使得在将布线构件F连接至连接器部件C时可以稳定地执行连接布线构件F的操作，组装机械手100被配置如下。
[0139] 现在描述作为第一机械手的组装机械手100的细节。
[0140] [第一机械手]
[0141] 图4的A是示出手部101的配置的示意性前视图。图5的A是以放大比例示出其夹持机构的示意性右侧侧视图。图5的B和C是示出此夹持机构的操作实例的说明性视图。
[0142] 应注意，在这些图中，x轴、y轴和z轴代表彼此正交的三轴方向。
[0143] 手部101包括夹持机构CL1(第一夹持机构)，所述夹持机构CL1包括能够在所述布线构件F的厚度方向上夹持布线构件F的支撑部分111和121。手部101还包括，例如，基部块14、第一相机171、第二相机172、多个照明器18、以及力传感器15。
[0144] 基部块14支撑夹持机构CL1、第一相机171和第二相机171(拍摄单元)、以及多个照明器18。
[0145] 第一相机171被配置成能够拍摄由夹持机构CL1夹持的布线构件F。如下文所述，第二相机172被配置成能够在从运输机械手200中接收布线构件F时拍摄布线构件F。第一相机171和第二相机172采集的图像信号被输出至控制器3。
[0147] 设置于手部101与关节臂102之间的力传感器15被配置成能够检测待施加至手部101的外力和夹持机构CL1的反作用力。通过力传感器15检测的信号被输出至控制器3。
[0148] (第一夹持机构)
[0149] 夹持机构CL1包括具有支撑表面11a(第一支撑表面)的第一夹持爪11，以及具有支撑表面12a(第二支撑表面)的第二夹持爪12。夹持机构CL1被配置成能够利用支撑表面11a和12a在所述布线构件F的厚度方向上夹持布线构件F(参考图5的A)。
[0151] 与在水平方向上从第一夹持爪11的下端部突出的挂钩部分相对应的支撑部分111具有作为其上表面的支撑表面11a(第一支撑表面)，所述支撑表面11a被形成以支撑带状布线构件F的一侧上的主表面(图5的A中所示的布线构件F的下表面)。
[0152] 由设置于第一夹持爪11的上端部的板状部分形成的基部部分112通过连接至基部块14的下端部而固定至关节臂102的远端部分。
[0153] 联接部分113由在正交于支撑部分111和基部部分112的z轴方向上延伸的板状部分形成。联接部分113被提供为在x轴方向上与第二夹持爪12相邻。
[0154] 第一夹持爪11还包括突出部分114。如下文所述，突出部分114被形成用于将连接器部件C的锁定构件C2从锁定位置上升至打开位置或半打开位置。形成突出部分114的位置和方式没有具体限制。在此实施例中，突出部分114被形成为部分圆盘的形状，所述部分圆盘设置有从支撑部分111的远端部分处于预定角度的向上倾斜(参考图4和图5的A)。
[0155] 第二夹持爪12包括支撑部分121，以及设置于支撑部分121上方的近侧部分122。第二夹持爪12可由金属材料制成，或可由合成树脂材料制成。
[0156] 设置于第二夹持爪12的下端部的支撑部分121具有作为其下表面的支撑表面12a(第二支撑表面)，所述支撑表面12a被形成为在z轴方向上面对第一夹持爪11的支撑表面11a。
[0157] 在x轴方向上与第一夹持爪11的联接部分113相邻的近侧部分122被配置成通过安装在基部块14中的第一驱动缸的驱动杆R1而相对于第一夹持爪11在z轴方向上可移动(参考图5的B)。
[0158] 夹持机构CL1还包括喷出部分120。如下文所述，喷出部分120被提供用于使连接器部件C的锁定构件C2从半打开位置枢转至打开位置。
[0159] 喷出部分120被配置成能够在y轴方向上喷出流体(在此实例中为空气射流)。喷出部分120包括通过近侧部分122的侧向表面部分123提供的喷出端口120a，其正交于Y轴方向，以及安装在基部块14或关节臂102中穿过近侧部分122的空气源(未示出)。提供喷出端口120a的位置没有具体限制。在此实施例中，喷出端口120a设置于第二夹持爪12的最下端位置或其附近(参考图4)。
[0160] 夹持机构CL1还包括升降构件13。如下文所述，升降构件13被提供用于使连接器部件C的锁定构件C2从打开位置枢转至锁定位置。
[0161] 升降构件13由具有适度缓冲性能的弹性材料，诸如橡胶、弹性体树脂等形成。升降构件13布置在第二夹持爪12的前侧(近侧部分122)上。
[0162] 升降构件13通过支撑臂132由附接至第二夹持爪12的后表面(近侧部分122)的可移动块131支撑。
[0163] 可移动块131被配置成通过驱动第一驱动缸(驱动杆R1)而能够与第二夹持爪12一起作为整体上下移动(参考图5的B)。可移动块131还被配置成通过安装在基部块14中的第二驱动缸的驱动杆R2而在z轴方向上相对于第二夹持爪12可移动(参考图5的C)。
[0164] 在y轴方向上延伸穿过设置于近侧部分122中的切口部分124的支撑臂132将升降构件13和可移动块131相互联接(参考图5的A)。
[0165] [第二机械手]
[0166] 图6是示出手部201的配置的示意性前视图。图7是示出手部201的主要部分底视图。图8的A是以放大比例示出手部201的夹持机构的示意性左侧侧视图。图8的B是示出此夹持机构的操作实例的视图。
[0167] 应注意，在这些图中，a轴、b轴和c轴代表彼此正交的三轴方向。
[0168] 手部201包括夹持机构CL2(第二夹持机构)，所述夹持机构CL2包括能够在所述布线构件F的厚度方向上夹持布线构件F的支撑部分211和221，以及吸取构件23(吸取部分)。手部201还包括，例如，基部块24、相机27、多个照明器28、以及力传感器25。
[0169] 基部块24支撑夹持机构CL2、相机27、以及多个照明器28。
[0170] 如下文所述，相机27被配置成能够在从工件W中拾取布线构件F时拍摄布线构件F。通过相机27采集的图像信号被输出至控制器3。
[0171] 多个照明器28是用于在通过相机27进行拍摄时对夹持机构CL2及其附近进行照明的光源。
[0172] 设置于手部201与关节臂202之间的力传感器25被配置成能够检测待施加于手部201的外力和夹持机构CL2的反作用力。通过力传感器25检测的信号被输出至控制器3。
[0173] (第二夹持机构)
[0174] 夹持机构CL2包括第一夹持爪21和第二夹持爪22。夹持机构CL2被配置成能够利用分别设置于第一夹持爪21和第二夹持爪22的下端的支撑部分211和221在所述布线构件F的厚度方向上夹持布线构件F(参考图7和图8的A)。
[0175] 其中的每一个通常由金属板构件形成的第一夹持爪21和第二夹持爪22可各自由合成树脂材料形成。第一夹持爪21和第二夹持爪22被配置成通过构建在基部块24中的驱动部分261和262而在朝向或远离彼此的方向上可移动，以便在a轴方向上彼此面对。支撑部分211和221分别包括挂钩部分211a和221a，在布线构件F的一侧上的主表面被吸取构件23吸取的状态下，所述挂钩部分能够支撑所述布线构件F的另一侧上的主表面的边缘部分。
[0176] 布置在第一夹持爪21与第二夹持爪22之间的吸取构件23在与第一夹持爪21和第二夹持爪22夹持布线构件F的方向正交的方向上吸取布线构件F。如图7所示，吸取构件23的底部部分具有T形吸取表面，以及处于b轴方向上，具体地处于其纵向吸取表面中的狭槽状吸取端口230。吸取端口230连接至安装在基部块24或关节臂202中的负压源(未示出)。
[0177] 吸取构件23被配置成通过安装在基部块24中的第三驱动缸的驱动杆R3而在c轴方向上相对于第一夹持爪21和第二夹持爪22可移动(参考图8的B)。如图8的A和B中所示，吸取构件23通过附接至驱动杆R3的远端的支撑板231连接至驱动杆R3。
[0178] [用于电子设备的生产方法]
[0179] 接下来描述如上文所述配置的机械手装置1的典型操作。
[0180] 图9是示出机械手装置1的操作程序的流程图。
[0181] 控制器3执行使运输机械手200拾取布线构件F的拾取步骤(步骤101)、使组装机械手100解锁连接器部件C的解锁步骤(步骤102)、将布线构件F从运输机械手200转移至组装机械手100的转移步骤(步骤103)、以及使组装机械手100将布线构件F连接至连接器部件C的连接步骤(步骤104)。
[0182] 现在描述这些步骤。在以下描述中，主要描述相应机械手的手部101和201。它们的操作由控制器3控制。
[0183] (拾取步骤)
[0184] 图10的A和B是示出用于布线构件F的拾取步骤的说明性主要部分示意性侧视图。
[0185] 在此步骤中，使运输机械手200(手部201)移动至工件W上的布线构件F的正上方，并且吸取并固持布线构件F的端子部分Fa侧。
[0186] 在搜索工件W上的布线构件F时，使用通过相机27采集的描绘工件W上的布线构件F的图像。通过对这些图像进行图像处理，手部201相对于布线构件F的位置得到控制。使吸取构件23移动至布线构件F的吸取点上方预定距离的位置。接着，如图10的A中所示，手部201使驱动杆R3延伸预定距离，以便使吸取构件23接近布线构件F的上表面，并且通过吸取端口230真空吸取布线构件F。
[0187] 在手部201吸取布线构件F之后，如图10的B中所示，手部201利用驱动杆R3向上收回吸取构件23。在手部201保持这种吸取状态的同时，手部201利用夹持机构CL2在所述布线构件F的宽度方向上夹持布线构件F。由此，布线构件F被手部201稳定地固持。
[0188] 手部201吸取并固持的布线构件F的位置(吸取位置)设置成与端子部分Fa间隔开预定距离的位置。如下文所述，这一预定距离设置为其中组装机械手100的手部101(夹持机构CL1)可以夹持介于端子部分Fa与吸取位置之间的区域的距离。
[0189] (用于连接器部件的解锁步骤)
[0190] 图11的A至C是示出用于连接器部件C的解锁步骤的说明性主要部分示意性侧视图。
[0191] 在此步骤中，组装机械手100(手部101)使连接器部件C的锁定构件C2从锁定位置枢转至半打开位置。
[0192] 在搜索工件W上的连接器部件C时，使用通过第二相机172采集的描绘工件W上的连接器部件C的图像。通过对这些图像进行图像处理，手部101相对于连接器部件C的位置得到控制。
[0193] 如图4和图5的A中所示，在手部101中，第二夹持爪已相对于第一夹持爪11向上移动。如图11的A中所示，手部101移动至第一夹持爪11的下端部(支撑部分111)在Y轴方向上与连接器部件C的锁定构件C2的远端间隔开预定距离的位置处。如图11的B中所示，手部101围绕y轴朝向锁定构件C2侧以预定角度倾斜，并且在此状态中，朝向锁定构件C2前进。接着，手部101使支撑部分111远端的突出部分114与锁定构件C2远端的下侧接合。接着，如图11的C中所示，手部101向上移动，使得通过突出部分114向上推动锁定构件C2的远端。以此方式，锁定构件C2从锁定位置枢转至半打开位置。
[0194] 应注意，连接器部件C的锁定构件C2不必须处于锁定位置，并且可处于半打开位置或打开位置。另外在这些情况中，通过执行上述解锁步骤，允许锁定构件C2采取半打开位置或打开位置。
[0195] 应注意，在某些情况下，诸如其中锁定构件C2一定不处于锁定位置的情况，可省略这一步骤。
[0196] (用于连接构件的转移步骤)
[0197] 图12的A和B是示出将布线构件F从运输机械手200的手部201转移至组装机械手100的手部101的转移步骤的说明性主要部分示意性侧视图。
[0198] 在此步骤中，布线构件F从运输机械手200(手部201)递送至组装机械手100(手部101)。
[0199] 如图12的A中所示，固持布线构件F的运输机械手200的手部201保持处于水平姿势，其中布线构件F的端子部分Fa到达上侧。
[0200] 同时，在所示实例中，组装机械手100的手部101面对处于水平姿势的运输机械手200的手部201，其中升降构件13到达上侧。如图5的A中所示，在此时的手部101的夹持机构CL1中，保持打开位置，其中第二夹持爪12与第一夹持爪11在z轴方向上间隔开。手部101相对于手部201的定位基于来自第二相机172的图像信号执行。
[0201] 接下来，如图12的B中所示，组装机械手100的手部101相对于运输机械手200的手部201移动，使得布线构件F的端子部分Fa到达第一夹持爪11的支撑部分111与第二夹持爪12的支撑部分121之间的位置。接着，夹持机构CL1被驱动夹持布线构件F。布线构件F夹持在例如距离端子部分Fa大约5至10mm的位置处，但是该夹持位置没有具体限制。手部101相对于布线构件F的定位基于来自第一相机171的图像信号执行。
[0202] 之后，运输机械手200的手部201中断吸取构件23的吸取操作和夹持机构CL2夹持布线构件F的操作。由此，完成布线构件F从运输机械手200至组装机械手100的转移。
[0203] (相对于连接器部件的连接步骤)
[0204] 图13和图14的A至C是示出相对于连接器部件C用于布线构件F的连接步骤的说明性主要部分示意性侧视图。
[0205] 在此步骤中，组装机械手100(手部101)使连接器部件C的锁定构件C2枢转至打开位置，并且将布线构件F的端子部分Fa连接至连接器部件C。
[0206] 如图13中所示，手部101使喷出部分120移动至面对连接器部件C的锁定构件C2的远端的位置，并且在利用支撑表面11a和12a夹持布线构件F的情况下通过喷出部分120喷出空气射流J。通过喷出部分120喷出的空气射流J冲击在包括锁定构件C2的连接器部件C的连接表面上，并且风压从而使锁定机构C2从半打开位置枢转至打开位置。由此，连接器部件C的沟槽部分Cs和载物台部分C10对外部广泛开放。
[0207] 在此实施例中，直到喷出部分120与锁定构件C2之间的距离减小至等于或短于预定距离时，才开始通过喷出部分120喷出空气射流。由此，可以抑制由空气射流中的被喷出至连接器部件C的位置之外的位置上的空气射流造成的粉尘产生。
[0208] 此外，在此实施例中，手部101被控制采取围绕x轴以预定角度朝向连接器部件C倾斜的姿势，使得空气射流J从连接器部件C的斜上方朝向锁定构件C2喷出。由此，在一组空气射流J中，甚至可以利用由载物台部分C10和电路板Wb的表面反射的空气射流。因此，锁定构件C2可有效地枢转至打开位置。应注意，手部101的倾斜姿势被保持直到布线构件F与连接器部件C的连接完成。
[0209] 接着，如图14的A中所示，使手部101移动，使得布线构件F的端子部分Fa到达连接器部件C的载物台部分C10的正上方。从此位置，手部101将端子部分Fa向下按压到载物台部分C10上。由此，端子部分Fa与载物台部分C10的上表面相一致地水平弯曲。由此，增加了布线构件F的刚性，并且稳定且牢固地采取笔直姿势。
[0210] 接着，如图14的B中所示，手部101朝向连接器部件C前进，将端子部分Fa配合至连接器部件C的沟槽部分Cs并且接着使端子部分Fa进一步前进预定的量。由此，端子部分Fa电连接至沟槽部分Cs中的端子部分Ca。由于布线构件F如上所述在其宽度方向上的刚度增加，因此端子部分Fa可以伴随着手部101的前进稳定地插入连接器部件C的沟槽部分Cs中。
[0211] 在从开始喷出过去预定时间段之后，停止通过喷出部分120喷出空气射流J。在此实施例中，这一预定时间段设置为完成端子部分Fa与连接器部件C的连接之前的时间段，但是这一预定时间段没有具体限制。由此，可保持锁定构件C2一直打开的状态，并且因此可以可靠地执行连接端子部分Fa的操作。
[0212] 在将端子部分Fa连接至连接器部件C之后，手部101通过打开夹持机构CL1而中断夹持布线构件F的操作。接着，如图14的C中所示，在保持倾斜姿势的同时，使手部101移动，使得升降构件13到达锁定构件C2的正上方。在此位置，手部101重新闭合夹持机构CL1，并且利用驱动杆R2向下移动升降构件13(参考图5的C)。由此，使锁定构件C2经受来自升降构件13的向下按压操作，并且枢转至锁定位置。
[0213] 如上所述，根据此实施例，手部101包括喷出部分120。因此，通过喷出空气射流J，连接器部件C的锁定构件C2稳定地保持处于其打开位置。由此，可以将布线构件F恰当地组装至连接器部件C。
[0214] 此外，根据此实施例，喷出部分120设置于第二夹持爪12的侧向表面部分123。以此方式，喷出部分120可以构建于第二夹持爪12中。由此，手部101可缩小尺寸并简化配置。
[0215] 另外，根据此实施例，手部101的第一夹持爪11包括在夹持布线构件F的方向上为纵向的联接部分113。因此，可使得夹持机构CL1和关节臂102在夹持布线构件F的方向上彼此面对。这使得在所述布线构件F的宽度方向上夹持带状布线构件F能够有利于将布线构件F运输至连接器部件C的高度。
[0216] 此外，根据此实施例，手部101包括力传感器15。因此，可以检测待施加至夹持机构CL1的外力、利用夹持机构CL1夹持布线构件F时的力(反作用力)等。由此，可以恰当地控制相对于连接器部件C的锁定构件C2解锁锁定位置的操作、将布线构件F连接至连接器部件C的操作、利用升降构件13朝向锁定位置按压锁定构件C2的操作等。
[0217] 此外，根据此实施例，组装机械手100和运输机械手200被配置成彼此协同操作，以将布线构件F连接至连接器部件C。因此，它们的相应手部101和201可避免配置复杂，并且可以稳定地执行相对于连接器部件C用于布线构件F的连接步骤。
[0219] 在上述实施例中，例如，例示了工业机械手。然而，本发明技术还适用于服务用机械手，包括用于商业目的的那些。此外，喷出部分120可被配置成不仅能够喷出空气射流，而且还能够喷出液体。具体地，本发明技术适用于例如自动清洁装置，所述装置在喷洒洗涤剂的同时利用夹持机构夹持的刷子清洁地板表面。
[0220] 此外，在上述实施例中设置于手部101的第二夹持爪12的喷出部分120可替代地设置于第一夹持爪11。此外，提供喷出部分120的位置和所提供的喷出部分120的数量，以及喷出端口120a的形状均不限于上述实例中的那些，并且可在适当时改变。
[0221] 此外，在上述实施例中例示的情况下，机械手装置1包括组装机械手100和运输机械手200。然而，运输机械手200可在必要时省略，并且可仅通过组装机械手100将布线构件F连接至连接器部件C。
[0222] 此外，在上述实施例的实例中，本发明技术应用于布线构件F与包括锁定构件C2的连接器部件C的连接。然而，替代地，本发明技术还可适用于不包括锁定构件的连接器部件的连接。在此情况下，可在利用待喷出的空气射流移除连接部分中的污染物诸如粉尘和油的同时执行连接操作。此外，可在施涂油漆或粘合剂材料的同时对物体进行加工，或可在用液体洗涤的同时对物体进行加工。
[0223] 应注意，本发明技术还可采用以下配置。
[0224] (1)一种机械手装置，包括
[0225] 第一机械手，其包括
[0226] 第一关节臂，
[0227] 第一夹持机构，其包括
[0228] 第一夹持爪
[0229] 其附接至所述第一关节臂，并且
[0230] 具有第一支撑表面，以及
[0231] 第二夹持爪
[0232] 其具有在正交于所述第一支撑表面的第一轴向上面对所述第一支撑表面的第二支撑表面，并且
[0233] 在所述第一轴向上相对于所述第一夹持爪可移动，所述第一夹持机构被配置成能够在所述第一轴向上利用所述第一支撑表面和所述第二支撑表面夹持物体，以及[0234] 喷出部分
[0235] 其设置于所述第一夹持爪和所述第二夹持爪中的任一个中，并且[0236] 被配置成能够在正交于所述第一轴向的第二轴向上喷出流体。
[0237] (2)根据(1)所述的机械手装置，其中
[0238] 所述第二夹持爪还包括
[0239] 正交于所述第二轴向的侧向表面部分，并且
[0240] 所述喷出部分设置于所述侧向表面部分。
[0241] (3)根据(1)或(2)所述的机械手装置，其中
[0242] 所述第一夹持爪还包括
[0243] 固定至所述第一关节臂的基部部分，以及
[0244] 联接部分
[0245] 其连接在所述基部部分与所述第一支撑表面之间，并且
[0246] 在所述第一轴向上延伸。
[0247] (4)根据(1)至(3)中任一项所述的机械手装置，还包括力传感器
[0248] 其布置在所述第一关节臂与所述基部部分之间，并且
[0249] 检测待施加至所述第一夹持机构的力。
[0250] (5)根据(1)至(4)中任一项所述的机械手装置，其中
[0251] 所述第一夹持机构还包括
[0252] 升降构件
[0253] 其附接至所述第二夹持爪，并且
[0254] 在所述第一轴向上相对于所述第二夹持爪可移动。
[0255] (6)根据(1)至(5)中任一项所述的机械手装置，其中
[0256] 所述喷出部分喷出空气射流作为所述流体。
[0257] (7)根据(1)至(5)中任一项所述的机械手装置，其中
[0258] 所述喷出部分喷出液体作为所述流体。
[0259] (8)根据(1)至(7)中任一项所述的机械手装置，还包括
[0260] 第二机械手，其包括
[0261] 能够夹持所述物体的第二夹持机构，以及
[0262] 支撑所述第二夹持机构的第二关节臂，所述第二机械手将所述物体从其所述第二夹持机构转移至所述第一夹持机构。
[0263] (9)根据(8)所述的机械手装置，其中
[0264] 所述第二机械手还包括
[0265] 吸取所述物体部分的吸取部分，并且
[0266] 所述第二夹持机构包括
[0267] 一对夹持爪
[0268] 所述一对夹持爪在与所述吸取部分吸取所述物体的方向正交的一个轴向上彼此面对，并且
[0269] 能够在所述一个轴向上夹持所述物体。
[0270] (10)根据(1)至(9)中任一项所述的机械手装置，其中
[0271] 所述第一机械手还包括
[0272] 能够拍摄待由所述第一夹持机构夹持的所述物体的成像单元。
[0273] (11)一种用于电子设备的生产装置，所述电子设备包括
[0274] 连接器，其包括：
[0275] 可打开且可闭合的锁定构件，以及
[0276] 连接构件，其包括
[0277] 待连接至所述连接器的连接端子，所述生产装置包括：
[0278] 关节臂；
[0279] 夹持机构，其包括
[0280] 第一夹持爪
[0281] 其附接至所述关节臂，并且
[0282] 具有第一支撑表面，以及
[0283] 第二夹持爪
[0284] 其具有在正交于所述第一支撑表面的第一轴向上面对所述第一支撑表面的第二支撑表面，并且
[0285] 在所述第一轴向上相对于所述第一夹持爪可移动，所述夹持机构被配置成能够在所述连接端子在正交于所述第一轴向的第二轴向上从所述第一支撑表面和所述第二支撑表面突出的状态下在所述第一轴向上夹持所述连接构件；以及
[0286] 喷出部分
[0287] 其设置于所述第一夹持爪和所述第二夹持爪中的任一个中，并且[0288] 被配置成能够相对于在所述第二轴向上面对所述喷出部分的所述锁定构件喷出流体。
[0289] (12)一种用于电子设备的生产方法，所述电子设备包括
[0290] 连接器，其包括：
[0291] 可打开且可闭合的锁定构件，以及
[0292] 连接构件，其包括
[0293] 待连接至所述连接器的连接端子，所述生产方法包括：
[0294] 使夹持机构在连接构件的厚度方向上夹持所述连接构件；
[0295] 将所述夹持机构运输至其中所述连接端子面对所述连接器的位置；
[0296] 通过从所述夹持机构向所述连接器喷出流体打开所述锁定构件；以及[0297] 通过所述夹持机构使所述连接构件接近所述连接器而使所述连接端子连接至所述连接器。
[0298] (13)根据(12)所述的用于所述电子设备的生产方法，其中
[0299] 所述连接构件是
[0300] FPC(柔性印刷电路)或
[0301] FFC(柔性平坦电缆)。
[0302] (14)根据(12)或(13)所述的用于所述电子设备的生产方法，其中[0303] 所述流体包括空气射流。
[0304] 附图标记列表
[0305] 1 机械手装置
[0306] 11 第一夹持爪
[0307] 11a 支撑表面
[0308] 12 第二夹持爪
[0309] 12a 支撑表面
[0310] 13 升降构件
[0311] 14 突出部分
[0312] 15 力传感器
[0313] 23 吸取构件
[0314] 171、172 相机
[0315] 100 组装机械手
[0316] 120 喷出部分
[0317] 101 手部
[0318] 102 关节臂
[0319] 111 支撑部分
[0320] 112 基部部分
[0321] 113 联接部分
[0322] 200 运输机械手
[0323] 201 手部
[0324] 202 关节臂
[0325] C 连接器部件
[0326] C2 锁定构件
[0327] CL1 第一夹持机构
[0328] CL2 第二夹持机构
[0329] F 布线构件
[0330] Fa 端子部分。
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