JP2014097547A

JP2014097547A - 保持具取付装置

Info

Publication number: JP2014097547A
Application number: JP2012250654A
Authority: JP
Inventors: Noriaki Iwaki; 範明岩城; Futoshi Matsuda; 太志松田; Satoru Otsubo; 覚大坪; Shinji Ichino; 慎次市野
Original assignee: Fuji Machine Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Fuji Corp
Priority date: 2012-11-14
Filing date: 2012-11-14
Publication date: 2014-05-29
Anticipated expiration: 2032-11-14
Also published as: JP6063214B2

Abstract

【課題】対象物保持具を保持ヘッドに着脱可能に取り付けるための保持具取付装置を改善する。
【解決手段】保持ヘッド１３０が部品保持具１３２を保持する際、下降に伴ってフック２０２の係合突部２１４が保持具ストッカのバー３５０の傾斜係合面３５６に係合し、斜面の作用によりフック２０２が非係合位置へ回動し、部品保持具１３２の被保持部１４２を通過する（図２５(a)〜(c)）。保持ヘッド１３０が下降端位置へ下降した状態では被保持部１４２との間に隙間があるが、負圧により被保持部１４２を吸着して保持し（図２５(d)）、その後、上昇して部品保持具１３２を保持具ストッカから取り出す（図２５(e)〜(g)）。フック２０２はスプリングの付勢により係合位置へ回動し、係合突部２４０が被保持部１４２の下側に位置し（図２５(h)）、部品保持具１３２に過大な力が加えられても被係合面１５３に係合し、部品保持具１３２の脱落を防止する。
【選択図】図２５

Description

本発明は、保持対象物を保持する対象物保持具を保持ヘッドに着脱可能に取り付ける保持具取付装置に関するものである。

下記の特許文献１には、電子回路部品を保持する部品吸着ノズルが保持ヘッドに負圧によって吸着され、着脱可能に保持される電子回路部品保持装置が記載されている。部品吸着ノズルには吸着管の直径を異にする複数種類のものがあり、回路基板に装着すべき電子回路部品の寸法に応じた直径の吸着管を有する部品吸着ノズルが保持ヘッドに選択的に保持させられる。

特開平６−２９６０９３号公報

しかしながら、特許文献１に記載の電子回路部品保持装置には未だ改善の余地がある。例えば、部品吸着ノズルが保持ヘッドに負圧により吸着保持されているのみであるため、なんらかの理由で予定外の大きな力が加えられれば、部品吸着ノズルが保持ヘッドから外れてしまう恐れがあるという問題があるのである。
この問題は、電子回路部品以外の保持対象物を保持する対象物保持具を負圧によって保持ヘッドに保持させる場合にも同様に生じ、保持対象物が大形で質量の大きいものである場合には、対象物保持具も必然的に大形で質量の大きいものとなるため、一層重要な問題となる。
本発明は、以上の事情を背景として、保持対象物を保持する対象物保持具を保持ヘッドに着脱可能に取り付けるための保持具取付装置を改善することを課題として為されたものである。

上記の課題は、保持具取付装置を、(a)少なくとも前記対象物保持具と前記保持ヘッドとが互いに接近限度まで接近した状態で密閉状態となり、それら対象物保持具と保持ヘッドとが互いに離間した状態で開放状態となる負圧室を含み、その負圧室の負圧により対象物保持具と保持ヘッドとを前記接近限度に保つ負圧吸着装置と、(b)その負圧室に負圧を供給する状態と負圧を解除する状態とに切換え可能な負圧供給装置と、(c)前記対象物保持具と前記保持ヘッドとの一方に設けられた被係合面と、前記対象物保持具と前記保持ヘッドとの他方に設けられて、前記被係合面に係合する係合位置とその被係合面から離間した非係合位置とに移動可能な係合部材とを含み、係合部材が係合位置にある状態では前記対象物保持具の前記保持ヘッドからの離脱を機械的に阻止し、係合部材が非係合位置にある状態では前記対象物保持具の前記保持ヘッドからの離脱を許容する機械的離脱阻止装置と、(d)前記係合部材を前記係合位置と前記非係合位置とに移動させる係合部材駆動装置とを含むものとすることにより解決される。
保持対象物には、組付対象物への組付けにより製品を構成する部品、例えば、電子回路部品，ＬＥＤ照明装置の構成部品，太陽電池の構成部品や、部品の組付けに使用されるもの、例えば、はんだシートや、収容部材に収容されるべき収容物、位置の変更を目的として移動が必要とされる要移動物等、種々のものがある。

以上のように構成された保持具取付装置においては、対象物保持具は保持ヘッドに負圧により吸着されて保持されるとともに、係合部材の被係合面への係合により、保持ヘッドからの離脱が阻止される。そのため、例えば、万一、対象物保持具およびそれに保持された対象物の質量と、保持ヘッドを介してそれらに加えられる加速度との積によって決まるに慣性力が、上記負圧に基づいて保持ヘッドが対象物保持具を保持する力より大きくなることがあっても、係合部材の被係合面に対する機械的な係合により、対象物保持具が保持ヘッドから離脱してしまうことが防止される。保持ヘッドに保持された対象物保持具に、なんらかの理由で、作業者や周辺部材によって予定外の力が加えられた場合にも同様であり、信頼性の高い保持具取付装置が得られる。
対象物保持具は、負圧によって保持対象物を吸着して保持する対象物吸着具でもよく、複数の把持部材を含み、それら把持部材の開閉によって対象物を把持する把持装置でもよい。対象物保持具を対象物吸着具とする場合は勿論、把持装置とする場合であっても、把持爪を負圧に基づいて開閉させるものとすれば、対象物保持具による対象物の保持と、保持ヘッドによる対象物保持具の保持との両方に負圧を利用することができ、好都合である。

発明の態様

以下に、本願において特許請求が可能と認識されている発明（以下、「請求可能発明」という場合がある。請求可能発明は、特許請求の範囲に記載された発明である「本発明」ないし「本願発明」のみならず、それの下位概念発明あるいは上位概念発明を含み得、別概念の発明を含むこともある。）の態様をいくつか例示し、それらについて説明する。各態様は請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも請求可能発明の理解を容易にするためであり、請求可能発明を構成する構成要素の組み合わせを、以下の各項に記載されたものに限定する趣旨ではない。つまり、請求可能発明は、各項に付随する記載，実施形態の記載，従来技術，技術常識等を参酌して解釈されるべきであり、その解釈に従う限りにおいて、各項の態様にさらに他の構成要素を付加した態様も、また、各項の態様から構成要素を削除した態様も、請求可能発明の一態様となり得るのである。

なお、以下の各項において、（２）項が請求項１に相当し、（３）項が請求項２に、（４）項が請求項３に、（５）項が請求項４に、（６）項が請求項５にそれぞれ相当する。

（１）保持対象物を保持する対象物保持具を保持ヘッドに着脱可能に取り付けるための保持具取付装置であって、
少なくとも前記対象物保持具と前記保持ヘッドとが互いに接近限度まで接近した状態で密閉状態となり、それら対象物保持具と保持ヘッドとが互いに離間した状態で開放状態となる負圧室を含み、その負圧室の負圧により対象物保持具と保持ヘッドとを前記接近限度に保つ負圧吸着装置と、
その負圧室に負圧を供給する状態と負圧を解除する状態とに切換え可能な負圧供給装置と、
前記対象物保持具と前記保持ヘッドとの一方に設けられた被係合面と、前記対象物保持具と前記保持ヘッドとの他方に設けられて、前記被係合面に係合する係合位置とその被係合面から離間した非係合位置（ないし離間位置）とに移動可能な係合部材とを含み、係合部材が係合位置にある状態では前記対象物保持具の前記保持ヘッドからの離脱を機械的に阻止し、係合部材が非係合位置にある状態では前記対象物保持具の前記保持ヘッドからの離脱を許容する機械的離脱阻止装置と
を含むことを特徴とする保持具取付装置。
何らかの理由で対象物保持具に予定外の大きな力が加えられても、保持ヘッドから外れて落下することが回避される。
（２）さらに、前記係合部材を前記係合位置と前記非係合位置とに移動させる係合部材駆動装置を含む(1)項に記載の保持具取付装置。
係合部材を作業者が係合位置と非係合位置とに移動させるようにすることも可能であり、その場合は係合部材駆動装置を省略することが可能であるが、係合部材駆動装置を設ければ、作業者が係合部材の操作を行う必要がなくなり、また、対象物保持具の保持ヘッドへの着脱を自動化することが容易となる。
（３）前記係合部材駆動装置が、少なくとも前記対象物保持具と前記保持ヘッドとの接近および離間に伴って前記係合部材が前記被係合面を通過する間は前記係合部材を前記非係合位置に保ち、前記対象物保持具と前記保持ヘッドとが前記接近限度にある状態で前記係合部材を前記係合位置と前記非係合位置との間で移動させるものである(2)項に記載の保持具取付装置。
係合部材駆動装置は、次項において説明するように、付勢装置およびカム部材を含む装置とすることも、駆動源および制御装置を含むものとすることも可能である。後者の場合、制御装置によって駆動源を制御することにより、係合部材の係合位置と非係合位置との間における移動を任意の時期に行うことができ、対象物保持具と保持ヘッドとが接近限度にある状態において係合部材を係合位置と非係合位置との間で移動させることができる。
保持ヘッドが対象物保持具を保持すべく、保持ヘッドと対象物保持具とが接近させられるとき、係合部材は非係合位置に位置させられて被係合面との干渉が回避される。また、保持ヘッドが保持した対象物保持具を解放した後、保持ヘッドと対象物保持具とが離間させられる際にも、係合部材は非係合位置に位置する状態を保って被係合面を通過するため、それらの干渉を生じることなく、離間させられる。
保持ヘッドと対象物保持具との接近限度状態は、それらの接近により得られるため、被係合面が対象物保持具に設けられ、係合部材が保持ヘッドに設けられる場合は、係合部材は係合位置において対象物保持具の被係合面の下方にあって対象物保持具の保持ヘッドからの離脱を阻止するものとされればよく、形状，寸法等の制約が少なくてすみ、被係合面が保持ヘッドに設けられ、係合部材が対象物保持具に設けられる場合は、係合部材は係合位置において保持ヘッドの被係合面の上方にあって対象物保持具の保持ヘッドからの離脱を阻止するものとされればよく、形状，寸法等の制約が少なくてすむ。
（４）前記被係合面が対象物保持具に、前記係合部材が前記保持ヘッドにそれぞれ設けられ、かつ、前記係合部材駆動装置が、
前記係合部材を前記係合位置へ付勢する付勢装置と、
前記保持ヘッドに対して、その保持ヘッドと前記対象物保持具との接近離間方向と平行な方向に相対移動可能に設けられ、前記接近離間方向に平行な平行係合面と、前記接近離間方向に対して傾斜した傾斜係合面とを備え、前記対象物保持具と前記保持ヘッドとの接近動作の初期と離間動作の後期とに前記傾斜係合面において前記係合部材と係合し、接近動作の後期と離間動作の初期との前記係合部材が前記被係合面を通過する時期に前記平行係合面において前記係合部材と係合するカム部材と
を含む(3)項に記載の保持具取付装置。
係合部材駆動装置を、駆動源と、その駆動源を上記条件を満たすように制御する制御装置とを含むものとすることも可能である。しかし、本項の態様とすれば、係合部材専用の駆動源およびそれを制御する制御装置を省略し得る。本項の態様においては、係合部材のカム部材と係合する部分がカムフォロワとして機能することとなる。係合部材の、被係合面と係合する係合部にカムフォロワを兼ねさせることも、係合部とは別の部分をカムフォロワ専用部とすることも可能である。
本項に記載の係合部材駆動装置によれば、保持ヘッドと対象物保持具との接近離間方向における相対移動に基づいて係合部材を駆動することができ、単純な動作によって係合部材を係合位置と非係合位置とに移動させることができる。特に、保持ヘッドが対象物保持具に対象物を保持させるために対象物保持具の軸線に平行な方向に移動させられるものであれば、その移動を利用して保持ヘッドとカム部材とを相対移動させることができ、装置の構成を複雑化することなく、対象物保持具の保持，解放を行うことができる。
また、保持ヘッドにより保持される複数の対象物保持具にそれぞれ設けられた被係合面に対して係合部材を共用し得る。係合位置と非係合位置とに移動する係合部材を設けるより被係合面を設ける方が容易であり、保持具取付装置を安価に構成することができる。
（５）前記カム部材が、前記対象物保持具を取り出し可能に収容する保持具ストッカに設けられ、その保持具ストッカに対する前記保持ヘッドの接近離間に伴って、その保持ヘッドがその保持具ストッカに収容された前記対象物保持具に接近離間させられる(4)項に記載の保持具取付装置。
保持具ストッカには、同種あるいは異種の対象物保持具を収容し、保持ヘッドに対する取付けに備えて待機させることができ、保持ヘッドに保持された対象物保持具の交換を行うことができる。保持ヘッドが保持した部品保持具の保持具ストッカへの収納および保持具ストッカに収納された対象物保持具の保持ヘッドへの取付けは、保持ヘッドの保持具ストッカに対する接近，離間によって行われるのが普通であり、カム部材を保持具ストッカに設ければ、保持ヘッドの保持具ストッカへの接近離間を利用して係合部材を係合位置と非係合位置とに移動させることができる。
（６）前記負圧吸着装置が、前記負圧室として、前記対象物保持具と前記保持ヘッドとの接近に伴って密閉状態となるがそれら対象物保持具と保持ヘッドとのさらなる接近を許容する第一負圧室と、その対象物保持具と保持ヘッドとのさらなる接近に伴って密閉状態となる第二負圧室とを含み、かつ、前記第一負圧室が密閉状態にある一方、前記第二負圧室が開放状態にある状態において、第二負圧室から前記負圧供給装置へ向かう空気の流れを抑制することにより、密閉状態にある第一負圧室の圧力を大気圧より低くし、前記対象物保持具と前記保持ヘッドとを互いに接近限度まで接近させる力を発生させる流れ抑制装置を含む(1)項ないし(5)項のいずれかに記載の保持具取付装置。
例えば、第一負圧室および第二負圧室と負圧供給装置とをつなぐ通路が、途中で第一負圧室側の第一分岐通路と第二負圧室側の第二分岐通路とに分岐している場合には、第二分岐通路に絞りや減圧弁を設けて流れ抑制装置とすることができ、第一負圧室と負圧供給装置とをつなぐ第一通路と第二負圧室と負圧供給装置とをつなぐ第二通路とが互いに独立している場合には、第二通路に絞りや減圧弁を設けて流れ抑制装置とすることができる。絞りは、可変絞りとすることも固定絞りとすることもできる。可変絞りは、第一負圧室と第二負圧室とが共に開放状態にある状態では流路面積が小さくなり、第一負圧室と第二負圧室とが共に密閉状態になった後に流路面積が大きくなるものであるが、構造が単純で安価な固定絞りで十分な場合が多い。減圧弁は、常には閉状態にあり、第二負圧室側の圧力が負圧供給装置側の圧力より設定値以上高くなったとき開く常閉弁であり、閉状態においては第二負圧室から負圧供給装置へ無用な空気が流れることを完全に阻止し得る利点があるが、第二負圧室の負圧の程度が第一負圧室の負圧の程度より設定値分弱くなることを避け得ない。その点、流れ抑制装置を絞りとすれば、第一負圧室が実質的に密閉状態にある一方、第二負圧室が開放状態にある状態において、第二負圧室から負圧供給装置へ向かう空気の流れを抑制することにより、密閉状態にある第一負圧室の圧力を大気圧より低くし、対象物保持具と保持ヘッドとを互いに接近限度まで接近させる力を発生させるとともに、第一負圧室と第二負圧室とが共に密閉状態となった後には第二負圧室にも第一負圧室と実質的に同じ強さの負圧を生じさせることができる。
本態様の保持具取付装置においては、対象物保持具と保持ヘッドとが両者の接近限度よりやや手前の位置まで接近させられると、第一負圧室に負圧が発生させられ、その負圧により対象物保持具と保持ヘッドとが接近限度まで接近させられる。したがって、対象物保持具および保持ヘッドの熱膨張や、両者を接近させる装置の熱膨張あるいは位置制御の誤差等に起因して、両者が過剰に接近させられ、過大な力が加えられて損傷すること、あるいは逆に、接近が不十分で負圧室が十分に密閉されず、対象物保持具が保持ヘッドに保持されないという事態が発生することを回避し得る。しかも、対象物保持具と保持ヘッドとが接近限度まで接近させられた状態では、対象物保持具が保持ヘッドに、第一および第二負圧室の両方の負圧に基づいて十分大きな力で保持される。
密閉状態は、気体の漏れが全くない完全な密閉状態でもよく、気体の漏れがあっても、対象物保持具の保持に十分な大きさの負圧が得られる程度の漏れである状態でもよい。
（７）前記被係合面が対象物保持具に、前記係合部材が前記保持ヘッドにそれぞれ設けられ、かつ、前記係合部材駆動装置が、
前記係合部材を前記係合位置へ付勢する付勢装置と、
前記保持ヘッドに対して、その保持ヘッドと前記対象物保持具との接近離間方向と平行な方向に相対移動可能に設けられ、前記対象物保持具と前記保持ヘッドとの接近および離間に伴って前記係合部材に係合することにより、その係合部材を前記付勢装置の付勢力に抗して一旦前記非係合位置へ移動させた後に前記係合位置へ移動することを許容するカム部材と
を含む(2)項に記載の保持具取付装置。
（８）前記被係合面と前記係合部材とが、前記付勢装置の付勢力に基づいて、前記係合部材が前記対象物保持具を前記接近限度位置に向かって付勢する力を発生させる形状とされた(7)項に記載の保持具取付装置。
本項の態様によれば、簡単な構成で(6)項に記載の態様と似た効果が得られる。ただし、寿命を十分長くするために、被係合面と係合部材とを耐摩耗性の優れた材料製とし、あるいは転がり接触する構成とする等、係合部材と被係合面との摩耗を抑制する対策を施し、あるいは係合部材や被係合面の修復が行われるようにすることが望ましい。
（９）前記カム部材が、前記対象物保持具を取り出し可能に収容する保持具ストッカに設けられ、その保持具ストッカに対する前記保持ヘッドの接近離間に伴って、その保持ヘッドがその保持具ストッカに収容された前記対象物保持具に接近離間する(8)項に記載の保持具取付装置。
(5)項に記載の保持具取付装置と同様の作用および効果が得られる。

請求可能発明の実施形態である組立作業機を複数備えた組立作業システムを示す斜視図である。上記組立作業機の１つの内部を示す斜視図である。上記組立作業機の基材搬送保持装置を示す斜視図である。上記組立作業機の供給装置のトレイ型部品供給装置のトレイを示す正面断面図である。上記トレイ型部品供給装置を示す側面図である。上記組立作業機の２つの作業ユニットを正面側から示す斜視図である。上記２つの作業ユニットを背面側から示す斜視図である。上記２つの作業ユニットの一つである運搬ユニットをカバーを外して示す側面図である。上記運搬ユニットの保持ヘッドをフックを付勢するスプリングが設けられた部分において断面にして示す側面図である。上記保持ヘッドを第一負圧室が設けられた部分において断面にして示す側面図である。上記保持ヘッドを下方から示す斜視図である。上記保持ヘッドを示す底面図である。上記保持ヘッドを上方から示す斜視図である。上記保持ヘッドの第一，第二負圧室および部品保持具への負圧および正圧の供給経路を説明する系統図である。上記組立作業機の内部を概略的に示す平面図である。上記組立作業機に設けられた保持具ストッカを示す斜視図である。上記保持具ストッカの保持部材を示す平面図である。上記保持具ストッカを示す平面図であり、図１８(a)はシャッタが閉じられて離脱阻止位置に位置する状態、図１８(b)はシャッタが開かれて解放位置に位置する状態を示す平面図である。上記保持具ストッカの保持部の１つを示す平面図である。上記保持具ストッカの保持部に設けられたバーを示す側面図（一部断面）である。上記保持具ストッカを保持具ストッカ昇降装置と共に示す斜視図である。上記保持具ストッカ昇降装置により昇降させられる別の種類の保持具ストッカを示す斜視図である。上記組立作業システムにおいて組み立てられる組立物を示す斜視図である。上記組立作業機の制御システムを概念的に示すブロック図である。上記保持ヘッドによる部品保持具の保持を説明する図である。別の実施形態である保持ヘッドをフックを付勢するスプリングが設けられた部分において断面にして示す側面図である。図２６に示す保持ヘッドを下方から示す斜視図である。図２６に示す保持ヘッドにより保持された部品保持具が収容される保持具ストッカの保持部に設けられたバーを示す側面図である。図２６に示す保持ヘッドによる部品保持具の保持を説明する図である。さらに別の実施形態である保持ヘッドをフック駆動装置が設けられた部分において断面にして示す側面図である。図３０に示すフック駆動装置の負圧室への負圧の供給を説明する図である。

以下、請求可能発明のいくつかの実施形態を、上記各図を参照しつつ説明する。なお、請求可能発明は、下記実施形態の他、上記〔発明の態様〕の項に記載した態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更を施した態様で実施することができる。

図１に製造作業システムの一種である組立作業システムを示す。本組立作業システムにおいては、例えば、図２３に示す組立物１０が組み立てられる。組立物１０の組立は、基材１２への片状あるいはブロック状を成す複数の組付部品１４（以後、部品１４と略称する）の組付けにより行われる。組立作業システムは、図１に示すように、それぞれ製造作業機たる複数の組立作業機２０を含む。これら組立作業機２０は１列に並んで設けられ、基材１２への部品１４の組付作業および組付けに必要な作業を分担し、並行して行う。

複数の組立作業機２０のうちの１つを図２に示す。図２において組立作業機２０は、カバー２８の天井部および側部の一部が外された状態が図示されている。本組立作業機２０は、作業機本体３０，作業対象物搬送保持装置たる基材搬送保持装置３２，供給装置３４，作業ユニット３６，３８，ユニット移動装置４０，撮像装置４２，４４，保持具収容装置４６および統括制御装置４８（図２４参照）を含む。なお、図１においては、作業機本体３０に供給装置３４が取り付けられていない状態での組立作業機２０が示されている。

基材搬送保持装置３２は、本実施形態においては、図３に示すようにコンベヤ４９およびクランプ装置５１を備え、作業機本体３０を構成するベース５０（図２参照）の前後方向の中央部に設けられ、基材１２を複数台の組立作業機２０が並ぶ方向と平行な方向であって、水平な方向に搬送する。本実施形態においては、基材１２の搬送方向（以後、基材搬送方向と略記する）をＸ軸方向、基材搬送保持装置３２により搬送される基材１２に平行な一平面であって、水平な一平面内においてＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向およびＹ軸方向と直交する方向であって、鉛直方向ないし上下方向をＺ軸方向とする。組立作業機２０の左右方向ないし幅方向はＸ軸方向に平行であり、前後方向はＹ軸方向に平行である。

コンベヤ４９は本実施形態においてはベルトコンベヤとされ、一対のサイドフレーム５２にそれぞれ周回可能に設けられた一対の無端のコンベヤベルト５３と、電動モータ５４を駆動源とし、一対のコンベヤベルト５３を同期して周回させるベルト周回装置５５とを含む。クランプ装置５１は、一対のサイドフレーム５２にそれぞれ設けられたクランプ部材たる押し上げ部材５６と、サイドフレーム５２の上端部にコンベヤベルト５３の上方に延び出す状態で設けられた押さえ部５７と、電動モータ５８を駆動源とする昇降装置５９とを含み、一対の押し上げ部材５６が昇降装置５９によって上昇させられることにより、それぞれ基材１２を下方から支持してコンベヤベルト５３から持ち上げ、押さえ部５７との間に基材１２の搬送方向に平行な側縁部を挟んで保持する。また、電動モータ６１を駆動源とする幅変更装置６３が設けられ、一対のサイドフレーム５２の一方を他方に対して接近，離間する方向に移動させることにより対象物搬送幅（一対のコンベヤベルト５３の間隔）が変更される。電動モータ５４，５８，６１として、例えば、エンコーダ付きのサーボモータやパルスモータ等回転角度の制御が可能な電動回転モータが使用される。以後に説明する別の装置の駆動源を構成する電動モータについても同様である。

供給装置３４は、図２に示すように、ベース５０の基材搬送保持装置３２に対してＹ軸方向の一方の側であって、組立作業機２０の前面側に設けられている。前記カバー２８は組立作業機２０の前面側は覆わないものとされ、前面側に開いた開口６５を有し、供給装置３４はその開口６５を通ってベース５０に取り付けられる。供給装置３４は、本組立作業機２０においてはトレイ型部品供給装置５００を備え、台車５０４に載せられ、作業機本体３０に台車５０４ごと着脱可能に取り付けられる。トレイ型部品供給装置５００は供給具たるトレイ５１０によって部品１４を供給するものであり、例えば、特開２００６−８６４８３号公報に記載のトレイ型部品供給装置と同様に構成されており、簡単に説明する。

トレイ５１０は、図４に示すように、一平面に沿って配列された複数の収容凹部５１２を備え、それら収容凹部５１２の各々に部品１４が１個ずつ、位置決めされて収容されている。トレイ型部品供給装置５００は、図５に示すように、本体５２０，本体５２０に組み付けられたトレイストッカ５２２，トレイストッカ昇降装置５２４およびトレイ移動装置５２６を含む。

トレイストッカ５２２は上下方向に設けられた複数段のトレイ収容部５３０を備え、各トレイ収容部５３０にトレイ５１０が収容される。トレイストッカ昇降装置５２４は、本実施形態では昇降用ベルト５３２，ベルト駆動装置５３４および昇降用ベルト５３２をトレイストッカ５２２に連結する連結部材５３６を含む。ベルト駆動装置５３４は電動モータ５３８を駆動源とし、昇降用ベルト５３２を周回させ、それによりトレイストッカ５２２が案内装置５４０により案内されつつ昇降させられる。

トレイ移動装置５２６は、本実施形態においては、トレイストッカ５２２の複数段のトレイ収容部５３０の各々に１つずつ設けられたストッカ側ベルトコンベヤ５４２と、トレイストッカ５２２の外部であって、トレイストッカ５２２の前側に設けられた外部ベルトコンベヤ５４４とを含む。外部ベルトコンベヤ５４４は、複数のストッカ側ベルトコンベヤ５４２と共同してトレイ５１０を基材搬送方向と直交する水平方向に搬送し、予め定められた供給位置に位置決めする。供給位置はトレイストッカ５２２の外部に設定され、トレイ５１０が基材搬送保持装置３２に近接し、作業ユニット３６に部品１４を供給する位置である。

トレイストッカ５２２がトレイストッカ昇降装置５２４によって昇降させられることにより、複数段のトレイ収容部５３０のうちの１つが予め設定された供給高さへ移動させられる。供給高さは、ストッカ側ベルトコンベヤ５４２のコンベヤベルトの上面である支持面が、外部ベルトコンベヤ５４４のコンベヤベルトの上面である支持面と同一水平面内に位置する高さである。外部ベルトコンベヤ５４４は、供給高さに位置決めされたトレイ収容部５３０に収容されたトレイ５１０内の部品１４の上面がクランプ装置５１によりクランプされた基材１２と対応する高さであって、例えば、基材１２の上面である被作業面と同じ高さの位置に位置する状態となるように設けられている。

供給装置は、供給具たるフィーダにより被装着物を供給するものとされてもよい。フィーダには、テープフィーダ，バルクフィーダ，スティックフィーダ等がある。また、供給装置は、フィーダおよびトレイの両方によって被装着物を供給するものとされてもよい。

ユニット移動装置４０は、本実施形態においては、図２に示すように、Ｘ軸方向移動装置６０，Ｙ軸方向移動装置６２およびＺ軸方向移動装置６４，６６を備えている。Ｙ軸方向移動装置６２は、本実施形態においては、可動部材たる移動部材としてのＹ軸スライド６８および駆動装置たるリニアモータ７０を備えている。リニアモータ７０は、ベース５０上に設けられて作業機本体３０を構成するフレーム７２に、組立作業機２０の前部から後部に至る状態で設けられ、Ｙ軸スライド６８を案内部材たる一対のガイドレール７４に案内させつつ、Ｙ軸方向の任意の位置へ移動させる。

本実施形態においては、Ｘ軸方向移動装置６０はＹ軸スライド６８上に設けられ、図６に示すように、Ｙ軸スライド６８に対してＸ軸方向に移動させられる可動部材たる移動部材としてのＸ軸スライド７６と、Ｘ軸スライド７６を移動させるＸ軸スライド移動装置７８とを備えている。Ｘ軸スライド移動装置７８は、例えば、駆動源たる電動モータ８０と、雄ねじ部材８２およびナット８４を含む送りねじ機構８６とを含むものとされ、Ｘ軸スライド７６を案内部材たる一対のガイドレール８８に案内させつつＸ軸方向の任意の位置へ移動させる。送りねじ機構としてはボールねじ機構が好適である。以下に記載の送りねじ機構についても同様である。ユニット移動装置は、Ｘ軸スライド上にＹ軸方向移動装置が設けられたものとされてもよい。

前記作業ユニット３６，３８はＸ軸スライド７６上にＸ軸方向に並んで搭載され、水平面内の任意の位置へ移動させられるとともに、Ｘ軸スライド７６上に設けられた前記Ｚ軸方向移動装置６４，６６によりそれぞれ、Ｘ軸スライド７６に対して個々に独立してＺ軸方向に移動させられる。Ｚ軸方向移動装置６４，６６は昇降装置である。Ｚ軸方向移動装置６４，６６はそれぞれ、図６に示すように、可動部材たる昇降部材としてのＺ軸スライド９０，９２と、Ｚ軸スライド移動装置９４，９６とを含む。Ｚ軸スライド移動装置９４，９６はそれぞれ、駆動源たる電動モータ９８，１００と送りねじ機構１０２（図８にＺ軸スライド移動装置９４の送りねじ機構１０２を示す）とを含み、Ｚ軸スライド９０，９２を案内部材たるガイドレール（図示省略）に案内させつつ、上下方向の任意の位置へ移動させる。送りねじ機構１０２は、雄ねじ部材１０６およびナット１０８を含む。ユニット３６，３８はそれぞれ、ユニット取付装置１１０，１１２によりＺ軸スライド９０，９２に着脱可能に取り付けられる。本ユニット取付装置１１０，１１２は、特開２００４−２２１５１８公報に記載の実装ヘッドのヘッド移動装置に対する取付機構と同様に構成されており、説明を省略する。

本組立作業機２０においては、作業ユニット３６は被装着物を供給装置３４から受け取り、被装着物が装着される装着対象物へ運搬する運搬ユニットとされ、作業ユニット３８は、予め定められた機能を有し、その機能によって被装着物と装着対象物との少なくとも一方に働きかける機能ユニットとされている。装着対象物は作業ユニット３６，３８によりそれぞれ作業が施される作業対象物の一種であり、被装着物は作業対象物となることもあるのである。また、装着は、装着対象物に装着された被装着物に対して行われることもあり、被装着物は装着対象物となることもある。装着には、被装着物の装着対象物への載置および組付けが含まれる。載置は被装着物を装着対象物上に単に置くことであり、組付けは被装着物の装着対象物への嵌合，挿入，固定等、装着対象物に対する係り合いを伴う作動、および載置であっても係り合いを予定された載置である。運搬ユニットは装着ユニットでもあり、被装着物を保持する保持ユニットでもある。組立物１０については、基材１２が作業対象物であり、装着対象物であり、組付対象物である。また、部品１４が被装着物であり、被組付物であり、作業対象物，装着対象物，組付対象物になることもある。前記トレイ型部品供給装置５００は、被装着物を供給する供給装置の一種であるトレイ型供給装置であって、被装着物として部品を供給するものである。

作業ユニット３８は、本組立作業機２０においてはディスペンサノズル１１６（図７参照）を備え、接着剤を塗布する接着剤塗布ユニットとされている。以後、場合によって、作業ユニット３６を運搬ユニット３６と称し、作業ユニット３８を接着剤塗布ユニット３８と称する。

ディスペンサノズル１１６は、図７に示すように、接着剤が収容されたシリンジ１１８に取り付けられており、昇降装置１２０（図２４参照）によって昇降させられ、吐出制御装置１２２（図２４参照）による制御に基づいて接着剤を吐出し、塗布対象物に塗布する。本接着剤塗布ユニット３８は、シリンジ１１８への圧縮エアの供給により接着剤が吐出されるものとされ、吐出制御装置１２２により圧縮エアの供給および供給の遮断が制御される。機能ユニットの機能としては、接着剤の塗布の他、例えば、フラックスの塗布，クリーム状はんだの印刷，作業対象物に対するＵＶ照射，ホットエアの送風による熱処理およびねじ締め処理等があり、組立作業機２０において行われる作業に応じた機能を有する機能ユニットがＺ軸スライド９２に搭載される。２つの作業ユニットがいずれも運搬ユニットあるいは機能ユニットとされてもよく、１つあるいは３つ以上の作業ユニットが設けられてもよい。

運搬ユニット３６は、本組立作業機２０においては、図８にカバー１２６（図６参照）を外して示すように、ユニット本体１２８，保持ヘッド１３０，対象物保持具たる部品保持具１３２，ヘッド昇降装置１３４およびヘッド回転装置１３６を含む。部品保持具１３２は、本実施形態においては負圧によって保持対象物である部品１４を吸着して保持する部品吸着具とされており、図９に例示するように、軸部１４０と、軸部１４０の軸方向の一端部に設けられた被保持部１４２と、他端部に設けられた吸着部１４４とを有する。

軸部１４０は横断面形状が円形を成し、被保持部１４２は、図１９に示すように、横断面形状が小判形の板状を成す。被保持部１４２は、その外側面の互いに対向する２個所がそれぞれ、軸部１４０の軸線を中心線とする円筒面の一部である部分円筒面１４６とされ、それら部分円筒面１４６の間の部分が互いに平行な平側面１４８とされているのである。被保持部１４２の周縁部は軸部１４０から半径方向外向きに延び出させられたフランジ部１５０を構成し、被保持部１４２の上面は部品保持具１３２の軸線に直角で一平面状の被保持面１５２を構成し、フランジ部１５０の下面が被係合面１５３を構成している。被係合面１５３は、図９に示すように、その一対の平側面１４８とそれぞれ直交する各縁部が、下方ほど部品保持具１３２の軸線に向かう向きに傾斜させられた傾斜面１５４とされている。

また、被保持部１４２には、図１９に示すように、一対の平側面１４８にそれぞれ開口し、部品保持具１３２の軸線方向に貫通する２つの凹部１５５が、被保持部１４２の長手方向（一対の部分円筒面１４６が対向する方向）に並んで設けられている。被保持部１４２にはさらに、一対の部分円筒面１４６の一方に開口させられ、被保持部１４２を部品保持具１３２の軸線方向に貫通する溝１５６が部品保持具１３２の軸線と直交する向きに形成され、位置決め部を構成している。これら凹部１５５および溝１５６の用途は後に説明する。

吸着部１４４は横断面形状が矩形を成し、長手方向が被保持部１４２の長手方向と平行に設けられている。部品保持具１３２内には、被保持面１５２と、吸着部１４４の下面により構成される保持面たる吸着面１５８とに開口する通路（図示省略）が形成されている。

ヘッド昇降装置１３４は、図８に示すように、可動部材たる昇降部材１６０および昇降部材昇降装置１６２を含む。昇降部材昇降装置１６２は、電動モータ１６４と、雄ねじ部材１６６およびナット１６８を含む送りねじ機構１７０とを備え、昇降部材１６０を案内部材（図示省略）に案内させつつ、ユニット本体１２８に対して上下方向の任意の位置へ移動させる。

保持ヘッド１３０およびヘッド回転装置１３６は昇降部材１６０に設けられており、Ｚ軸方向移動装置６４およびヘッド昇降装置１３４によって２段階に昇降させられ、装置６４，１３４の各々により得られる昇降距離を合わせた距離、昇降させられ得る。昇降部材１６０には、図９に示すように、回転軸１７６が鉛直軸線まわりに回転可能かつ軸方向に相対移動不能に保持されるとともに、回転軸１７６の昇降部材１６０から突出させられた下端部に保持ヘッド１３０のヘッド本体１７８が気密に固定されている。ヘッド回転装置１３６は電動モータ１８０を駆動源とし、その回転が、出力軸に固定の駆動歯車および回転軸１７６に固定の被駆動歯車１８２（図９参照）によって回転軸１７６に伝達され、保持ヘッド１３０が正逆両方向に任意の角度回転させられる。

ヘッド本体１７８は、図１２に示すように、その外形形状は底面視において小判形を成す。詳細には、その外側面は、ヘッド本体１７８の軸線を中心線とする円筒面の一部を成し、互いに対向する一対の部分円筒面１９８と、平面状を成し、互いに平行な一対の平側面２００とを含む。部分円筒面１９８は、部品保持具１３２の被保持部１４２の部分円筒面１４６を画定する円筒面と同じ寸法の円筒面の一部を成し、一対の平側面２００の間隔は、図１９に示すように、被保持部１４２の一対の平側面１４８にそれぞれ開口させられた凹部１５５間の距離より僅かに短くされている。

一対の平側面２００にはそれぞれ、図１０に示すように、係合部材たるフック２０２がヘッド本体１７８の軸線と直角に立体交差する軸線であって、水平な軸線まわりに回動可能に取り付けられている。平側面２００の長手方向の中央部には、図１２に示すように、突部２０４が突設されるとともに、図１３に示すように軸２０６が嵌合され、軸２０６の突部２０４から突出させられた両端部にそれぞれ、フック２０２の一対の腕部２０８が回動可能に嵌合されている。

一対の腕部２０８はヘッド本体１７８の下方へ突出させられるとともにつながっており、そのつながった突出端部２１０には軸２０６と平行にピン２１２が嵌合され、固定されている。ピン２１２の両端部はそれぞれ突出端部２１０から突出させられ、係合突部２１４を構成している。フック２０２は、図９に示すように、ヘッド本体１７８との間に配設された圧縮コイルスプリング２２０により、係合突部２１４がヘッド本体１７８に接近する向きに付勢されている。圧縮コイルスプリング２２０は、付勢装置の一種である弾性部材たるスプリングである。以後に記載のコイルスプリングについても同様である。

ヘッド本体１７８には、図９および図１３に示すように、一対の腕部２０８の軸２０６から上方へ突出させられた上端部２２２と対応する箇所にそれぞれ、平側面２００に開口する有底の嵌合穴２２４が、フック２０２の回動軸線および保持ヘッド１３０の軸線に対して直角に立体交差する向きに形成されている。嵌合穴２２４は、図９に示すように段付状を成し、その開口側の大径穴部２２６に嵌合され、固定されたブッシュ２２８にピン２３０が軸方向に移動可能に嵌合されるとともに、底面側の小径穴部２３２内に収容された上記スプリング２２０によりブッシュ２２８から突出する向きに付勢されている。ピン２３０は上端部２２２に当接し、フック２０２はピン２３０を介してスプリング２２０により付勢されている。

スプリング２２０の付勢によるフック２０２の回動限度は、腕部２０８の平側面２００と対向する端面に設けられた突状のストッパ部２３８が平側面２００に当接することにより規定される。それにより、ピン２３０のブッシュ２２８からの突出限度も規定される。前記係合突部２１４およびストッパ部２３８は、フック２０２の回動軸線を含み、ヘッド本体１７８の軸線に平行な平面に対して互いに反対側の位置に設けられ、係合突部２１４はストッパ部２３８より下方に設けられている。

さらに、フック２０２の突出端部２１０には、ヘッド本体１７８側へ突出する係合部たる係合突部２４０が設けられている。係合突部２４０はフック２０２の回動軸線に平行な方向に長く、ストッパ部２３８が平側面２００に当接し、フック２０２が回動限度位置に位置する状態では、その上面である係合面２４２が水平となり、ヘッド本体１７８の下面であって、後述する吸着面を含む平面との間に、部品保持具１３２のフランジ部１５０の厚さ（部品保持具１３２の軸方向に平行な方向の寸法）よりやや大きい隙間が得られるように設けられている。本実施形態においては、フック２０２は回動限度位置に位置する状態において部品保持具１３２の保持ヘッド１３０からの離脱を阻止し、回動限度位置が係合位置である。なお、図９において符号２４４は背景形成部材であり、板状を成し、ヘッド本体１７８に固定され、部品保持具１３２が保持した部品１４が撮像装置４４によって撮像されるとき、暗い背景を形成する。

ヘッド本体１７８の長手方向に隔たった２箇所の角部であって、一対の平側面２００のうちの一方と一対の部分円筒面１９８とが交差する角部はそれぞれ、図１１および図１２に示すように、その下面および面１９８，２００に開口する状態で三角形状に切り欠かれ、切欠２４８が形成されている。ヘッド本体１７８の切欠２４８が設けられた部分以外の部分には、その下面に開口して浅い凹部２５０が形成され、凹部２５０を画定する周壁部２５２の端面が吸着面２５４ないし保持面を構成している。

また、凹部２５０の底面２５６には突部２５８が突設されている。突部２５８は横断面形状が円形を成し、ヘッド本体１７８の軸線上に設けられ、その突出端面２５９は吸着面２５４と同一平面内に位置させられている。ヘッド本体１７８内には突出端面２５９の中心に開口する通路２６０が形成されており、回転軸１７６内に形成された通路２６１（図１４参照）および通路２６１に接続された負圧供給通路２６２により負圧源２６４に接続され、正圧供給通路２６６により正圧源２６８に接続されている（図１４参照）。

負圧供給通路２６２および正圧供給通路２６６にはそれぞれ、電磁制御弁の一種である電磁開閉弁２７０，２７２が設けられ、通路２６０への負圧，正圧の供給が許容，遮断される。保持ヘッド１３０により部品保持具１３２が保持された状態では、突出端面２５９が部品保持具１３２の被保持部１４２の被保持面１５２に密着させられるとともに、通路２６０が部品保持具１３２内に形成された通路に連通させられ、部品保持具１３２に負圧と正圧とが選択的に供給される。

上記突部２５８には、図１１および図１２に示すように、突出端面２５９に開口して円環状の通路２７４が形成されている。通路２７４は通路２６０の外側に形成され、ヘッド本体１７８内に形成された通路（図示省略）によって大気に連通させられている。通路２７４の用途は後に説明する。

凹部２５０の周壁部２５２に囲まれた空間から、後述する嵌合穴および円筒シールにより形成される第一負圧室を除いた部分により第二負圧室たる負圧室２８０（図１０参照）が形成されている。ヘッド本体１７８内には、図１１に示すように、負圧室２８０に開口する通路２８２が１本形成され、回転軸１７６に形成された前記通路２６１とは別の通路２８３（図１４参照）および通路２８３に接続された負圧供給通路２８４（図１４参照）により負圧源２６４に接続され、正圧供給通路２８６により正圧源２６８に接続されている。負圧供給通路２８４および正圧供給通路２８６にはそれぞれ電磁開閉弁２８８，２９０が設けられ、通路２８２に負圧と正圧とが選択的に供給される。

ヘッド本体１７８にはさらに、図１２に示すように、少なくとも１つ、本実施形態においては複数、例えば、４つの有底の嵌合穴３００が底面２５６に開口し、ヘッド本体１７８の軸線まわりに適宜の間隔を隔てて、本実施形態においては長方形の４つの角の位置にそれぞれ設けられている。これら嵌合穴３００は前記通路２８２より外側に設けられ、その内部にそれぞれ、移動部材ないし保持部材たるスリーブ３０２が軸方向に移動可能に嵌合されている。

スリーブ３０２は横断面形状が円形の筒状を成し、図１０に示すように、その下端部は外径が上部側より小さくされるとともに、外側に円筒状のシール部材である円筒シール３０４が嵌合され、固定されている。円筒シール３０４は、本実施形態においては弾性材たるゴム製とされ、下端部がスリーブ３０２から下方へ突出する状態でスリーブ３０２に取り付けられ、嵌合穴３００に軸方向に移動可能に嵌合されている。それにより、嵌合穴３００とスリーブ３０２との間の気密が保持され、嵌合穴３００および円筒シール３０４により第一負圧室たる負圧室３０６が形成されている。円筒シール３０４は、クッション部材としても機能させられる。

スリーブ３０２は、嵌合穴３００の底面との間に配設された圧縮コイルスプリング３１０により嵌合穴３００から突出する向きに付勢されている。スプリング３１０の付勢によるスリーブ３０２の移動限度は、嵌合穴３００内に突設されてストッパを構成するボルト３１２の頭部３１４に、スリーブ３０２内に設けられた内向きのフランジ部３１６が当接することにより規定される。スリーブ３０２が移動限度位置である下降端位置に位置する状態では、円筒シール３０４の下端部がヘッド本体１７８から突出し、吸着面２５４より下方に位置する。

４つの負圧室３０６はそれぞれ、図１４に概略的に示すように、ヘッド本体１７８内に形成された通路３２０および回転軸１７６内に形成された前記通路２８３，負圧供給通路２８４および正圧供給通路２８６によって負圧源２６４および正圧源２６８に接続されている。ヘッド本体１７８内において通路２８３に接続された通路２９２は、前記通路２８２と４本の通路３２０とに分岐させられ、通路２８２は通路３２０より細いものとされ、固定絞りとして機能するようにされている。通路２８２を通路３２０を同じ直径のものとするとともに、固定絞りたるオリフィスを設けてもよい。

上記負圧源２６４，正圧源２６８および電源は作業機本体３０側に設けられ、負圧供給通路２６２，２８４，正圧供給通路２６６，２８６および電磁開閉弁２７０，２７２，２８８，２９０はユニット本体１２８に設けられており、運搬ユニット３６のＺ軸スライド９０の取付け時に、通路２６２等の負圧源２６４および正圧源２６８との接続および電磁開閉弁２７０等の電源との接続が行われる。

前記撮像装置４２は、図６に示すように、運搬ユニット３６が取り付けられたＺ軸スライド９０に搭載され、運搬ユニット３６と共にＸ軸，Ｙ軸およびＺ軸方向に移動させられる。本実施形態においては、ユニット移動装置４０のＸ軸方向移動装置６０，Ｙ軸方向移動装置６２およびＺ軸方向移動装置６４が撮像装置移動装置を兼ねている。撮像装置４２は、例えば、ＣＣＤカメラあるいはＣＭＯＳカメラにより構成され、基材搬送保持装置３２により保持された基材１２等、自身の下方を撮像可能とされている。また、撮像装置４２と共に照明装置３２２（図２４参照）が設けられ、撮像対象物を照明するようにされている。照明装置３２２は、本実施形態においては、可視光線の他、紫外線を照射するものとされている。

撮像装置４４は、図２に示すように、ベース５０の基材搬送保持装置３２と供給装置３４との間の部分に位置を固定して設けられている。撮像装置４４もＣＣＤカメラ等により構成され、照明装置（図示省略）と共に設けられ、運搬ユニット３６に保持された部品１４等、自身の上方を撮像可能とされている。

前記保持具収容装置４６を説明する。
保持具収容装置４６は、図１５に示すように、ベース５０の基材搬送保持装置３２と供給装置３４との間の部分に設けられている。本保持具収容装置４６は、保持具ストッカ３２４（図１６参照）および保持具ストッカ昇降装置３２６（図２１参照）を含む。保持具ストッカ３２４は、図１６に示すように、板状のベースないし取付部材３３０と、取付部材３３０上に立設された支持部材たる複数のロッド３３２により支持され、取付部材３３０との間に距離を隔てて平行に設けられた保持部材３３４とを含む。

保持部材３３４は板状を成し、図１７に示すように、複数、例えば、６つの保持部３３６が設けられている。保持部３３６は、保持部材３３４を厚さ方向ないし高さ方向に貫通して形成された保持穴３３８を含む。保持穴３３８は、横断面形状が矩形を成し、前記部品保持具１３２の吸着部１４４が通過可能な大きさの主穴部３４０と、主穴部３４０の長手方向の中央から主穴部３４０に対して直角に、かつ互いに逆向きに延び出す向きに形成された一対の切欠部３４２とを含む。

保持部材３３４の主穴部３４０と一対の切欠部３４２とが交差する４つの角部はそれぞれ、その保持部材３３４の上面側の部分が、保持穴３３８の中心線を中心とする円弧に沿って切り欠かれ、保持部材３３４の上面から下方へ、部品保持具１３２の被保持部１４２の厚さより大きい距離、引っ込み、上向きの座ないし受け面３４４が形成されている。角部が切り欠かれることにより形成される側面３４６は、図２０に示すように、上方ほど保持穴３３８の中心線から離れる向きに傾斜させられた傾斜面とされ、案内面として機能するようにされている。側面３４６と受け面３４４との交線は、部品保持具１３２の被保持部１４２の部分円筒面１４６と同じ直径の円の一部である円弧とされている。

部品保持具１３２が保持部３３６に収容された状態において４つの受け面３４４はそれぞれ、被保持部１４２を下方から受け、図１７および図２０に示すように、４つの受け面３４４のうちの１つであって、被保持部１４２に形成された溝１５６と対応する１つにピン３４８が突設されて位置決め部たる位置決め突部を構成している。ピン３４８は被保持部１４２の厚さより低く、その上端部は上方ほど直径が直線状に減少するテーパ部とされ、案内部３４９が設けられている。

また、一対の切欠部３４２内にはそれぞれ、図１７に示すように、カム部材たるバー３５０が２本ずつ、互いに主穴部３４０の長手方向に平行な方向に離れて突設されている。バー３５０は、図２０に示すように、対向する切欠部３４２内に立設されたバー３５０側の面であって内側面３５２は、上下方向に延びる平行面とされ、対向するバー３５０とは反対側の面であって外側面３５４には、上端部に、上下方向に対して傾斜し、下方ほど内側面３５２から離れる向きに傾斜させられた傾斜係合面３５６が形成され、その下側に上下方向に平行な平行係合面３５８が形成されている。外側面３５４がカム面を構成し、バー３５０は、傾斜係合面３５６を含む部分が保持部材３３４の上面より上方へ突出させられている。

保持部材３３４には、図１８に示すように、離脱防止部材としてのシャッタ３６０が、一対の切欠部３４２が並ぶ方向に移動可能に被せられている。シャッタ３６０は板状を成し、保持穴３３８と対応する部分にそれぞれ、保持穴３３８および４つの受け面３４４を含む部分と同じ形状およびやや大きい寸法の開口３６２が形成されるとともに、隣接する開口３６２の間の部分には切欠３６４が形成され、シャッタ３６０とバー３５０との干渉が回避される。

シャッタ３６０は、離脱防止部材移動装置たるシャッタ移動装置３７０（図２１参照）により、一対の切欠部３４２が並ぶ方向に移動させられる。シャッタ移動装置３７０は、シャッタ３６０と保持部材３３４との間に張り渡された引張コイルスプリング（図示省略）と、保持具ストッカ昇降装置３２６に設けられた流体アクチュエータの一種であるエアシリンダ３７４とを含む。スプリングの付勢によるシャッタ３６０の移動限度は、図１８(a)に示すように、保持部材３３４に突設された突部３７６がシャッタ３６０に設けられた長穴３７８の端面に係合することにより規定される。その状態では、シャッタ３６０は、開口３６２と保持穴３３８との位置がずれ、シャッタ３６０の開口３６２を画定する部分が保持穴３３８の一部を覆って部品保持具１３２の保持具ストッカ３２４からの離脱を阻止する離脱阻止位置に位置させられる。このシャッタ３６０の保持穴３３８を覆う部分が離脱阻止部である。エアシリンダ３７４はシャッタ３６０をスプリングの付勢力に抗して移動させ、図１８(b)に示すように、開口３６２と保持穴３３８との位置が一致し、部品保持具１３２の保持具ストッカ３２４からの取出しを許容する解放位置ないし取出許容位置に位置させる。

部品保持具１３２は保持具ストッカ３２４に、図１９に示すように、被保持部１４２の長手方向が主穴部３４０の長手方向と平行となる姿勢で収容され、被保持部１４２が４つの受け面３４４により受けられるとともに、溝１５６にピン３４８が嵌合され、受け面３４４と側面３４６との交線においてＸ軸，Ｙ軸方向に位置決めされるとともに、回転位置を決められた状態で収容される。被保持部１４２とバー３５０との干渉は凹部１５５において回避され、被保持部１４２が受け面３４４全体によって受けられる。また、保持ヘッド１３０は部品保持具１３２を、ヘッド本体１７８と被保持部１４２との位相が一致するとともに、ヘッド本体１７８の２つの切欠２４８の一方と、被保持部１４２の溝１５６との位相が一致する状態で保持することが必要である。その理由は後に説明する。さらに、後に説明するように、保持ヘッド１３０が保持した部品保持具１３２を保持具ストッカ３２４に保持させる際、ヘッド本体１７８は切欠２４８において、図１９に二点鎖線で示すように離脱阻止位置に位置させられて保持穴３３８の一部を覆うシャッタ３６０との干渉が回避される。ピン３４８の位置は、これらヘッド本体１７８の切欠２４８とシャッタ３６０との位相および切欠２４８と被保持部１４２の溝１５６との位相によって決まり、本実施形態においては、４つの受け面３４４のうち、離脱阻止位置に位置させられたシャッタ３６０により覆われる受け面３４４であって、部品保持具１３２を設定された位相で保持した保持ヘッド１３０がシャッタ３６０に対して設定された位相とされた状態において、溝１５６と対応する受け面３４４に設けられている。

保持部材３３４の上面には、図１８に示すように複数、例えば、２個の基準マーク３８０が設けられている。シャッタ３６０の２個の基準マーク３８０と対応する部分はそれぞれ切り欠かれ、シャッタ３６０が離脱阻止位置と解放位置とのいずれに位置する状態でも、撮像装置４２による基準マーク３８０の撮像が可能とされている。また、取付部材３３０には、図１６に示すように、保持穴３３８と対向する部分に蛍光シール３８４が設けられ、保持部３３６における部品保持具１３２の有無が検出されるようにされている。蛍光シール３８４は、保持具有無表示部ないし保持具有無検出部を構成している。

保持具ストッカ昇降装置３２６は、図２１に示すように、昇降部材４０２および昇降部材昇降装置４０４を含み、保持具ストッカ３２４は取付部材３３０において昇降部材４０２に着脱可能に取り付けられる。前記シャッタ移動装置３７０のエアシリンダ３７４は昇降部材４０２に設けられ、保持具ストッカ３２４の昇降部材４０２への着脱に伴ってシャッタ３６０に係合させられ、係合を解除される。

昇降部材昇降装置４０４はロータリシリンダ４０６を駆動源とし、昇降部材４０２を案内部材たるガイドロッド４０８に案内させつつ昇降させ、保持具ストッカ３２４を、上昇端位置であって、部品保持具１３２の収容，取出しが行われる収容・取出位置と、下降端位置であって、着脱位置より下降させられた退避位置とに移動させる。

保持具ストッカには、収容される部品保持具１３２の種類および数の少なくとも一方を異にする複数種類のものがある。組立作業機２０において行われる組立作業に応じた部品保持具１３２が収容された保持具ストッカが昇降部材４０２に取り付けられ、組立作業機２０にセットされる。図２２に示す保持具ストッカ４１０は、別の種類の保持具ストッカの一例であり、保持具ストッカ３２４と同じ作用を成す構成要素には同一の符号を付して対応関係を示し、説明を省略する。

本組立作業機２０においては、図２４に示すように、組立作業機２０を構成する各種装置、本実施形態においては、基材搬送保持装置３２，作業ユニット３６，３８，ユニット移動装置４０，トレイ型部品供給装置５００および保持具収容装置４６がそれぞれ個別に制御装置（以後、個別制御装置と称する）５５０，５５２，５５４，５５６，５５８，５６０を備え、撮像装置４２，４４は共通の個別制御装置５６２により制御され、これら個別制御装置５５０等は統括制御装置４８により制御される。

統括制御装置４８および個別制御装置５５０等はそれぞれコンピュータを主体として構成され、個別制御装置５５０等は、それが設けられた組立作業機構成装置を構成する各種装置の駆動源，電磁弁等を制御し、個別制御装置５６２は、撮像によって得られたデータを画像処理する。統括制御装置４８はまた、報知装置５６６を制御する。報知装置５６６は、例えば、表示画面への文字等の表示によって情報を表示する表示装置とされる。報知装置５６６は、音声や、ランプの点灯，点滅によって作業者に情報を報知する装置とされてもよい。本組立作業システムを構成する複数台の各統括制御装置４８は、システム制御装置５７０により制御されるとともに、互いに接続され、通信可能とされている。

以上のように構成された組立作業機２０においては、基材１２が基材搬送保持装置３２により搬送され、予め設定された作業位置において停止させられる。停止後、基材１２はクランプ装置５１によってクランプされた後、撮像装置４２により撮像される。撮像装置４２はまず、上昇端位置において基材１２全体を撮像する。撮像データの画像処理に基づいて基材１２全体のＸ軸，Ｙ軸方向における各位置誤差および回転位置誤差（軸線まわりの位置誤差）が算出され、個別制御装置５６２から統括制御装置４８へ送られ、統括制御装置４８から個別制御装置５５６へ送られる。

撮像装置４２は次に基材１２の作業箇所である部品組付箇所へ移動させられ、撮像する。この際、撮像装置４２は、先の基材１２全体の撮像に基づいて取得されたＸ軸，Ｙ軸方向の位置誤差が修正された位置へ移動させられるとともに、下降させられ、組付箇所を位置精度良く、拡大して撮像する。撮像装置４２を構成するカメラは、焦点が可変のカメラあるいは被写界深度が深いカメラとされている。そして、撮像データが画像処理され、組付箇所のＸ軸，Ｙ軸方向の各位置誤差および回転位置誤差が算出される。これら位置誤差は、個別制御装置５６２から統括制御装置４８へ送られ、統括制御装置４８から個別制御装置５５２，５５６へ送られる。基材１２の上面であって作業面たる組付面には、図２３に示すように罫線が格子状に設けられており、その罫線の撮像により位置誤差が取得される。基材１２の作業面に突部および凹部等、もともと基材１２に設けられていて、基材１２を構成するものであって、撮像により作業面上における位置を特定することができるものがあれば、それらのうち部品組付箇所近傍にあるものの撮像により、部品組付箇所の位置誤差を算出することも可能である。罫線は突部等を一般化したものであると考えることができる。なお、基材１２の作業が行われる面に基準マークを複数設け、それら基準マークを撮像装置４２によって撮像することにより、部品組付箇所のＸ軸，Ｙ軸方向の各位置誤差および回転位置誤差が取得され、補正量が取得されるようにしてもよい。

撮像後、接着剤塗布ユニット３８がユニット移動装置４０により、基材１２の部品組付箇所上へ移動させられ、下降させられて接着剤を塗布する。この際、接着剤塗布ユニット３８の移動位置は、組付箇所のＸ軸，Ｙ軸方向の各位置誤差に基づいて補正され、塗布が位置精度良く行われる。塗布後、運搬ユニット３６がユニット移動装置４０により、供給位置に位置決めされたトレイ５１０へ移動させられて部品１４を取り出す。この際、運搬ユニット３６が下降させられるとともに、保持ヘッド１３０により保持された部品保持具１３２がユニット本体１２８に対して下降させられる。電磁開閉弁２７０が開かれることにより吸着部１４４に負圧が供給されて部品１４が吸着され、その後、保持ヘッド１３０が上昇させられる。

部品１４の吸着後、運搬ユニット３６は基材１２の接着剤が塗布された部品組付箇所へ移動させられて部品１４を載置する。この移動の途中で運搬ユニット３６は撮像装置４４の上方へ移動させられ、部品保持具１３２により保持された部品１４が撮像される。撮像データは画像処理され、部品保持具１３２による部品１４の保持位置誤差が算出され、個別制御装置５５２，５５６へ送られる。保持位置誤差には、Ｘ軸，Ｙ軸方向の各位置誤差および回転位置誤差が含まれる。Ｘ軸，Ｙ軸方向の各位置誤差は、運搬ユニット３６の移動位置を修正することにより修正され、回転位置誤差は、保持ヘッド１３０を回転させ、部品保持具１３２を回転させることにより修正される。この際、部品組付箇所の位置誤差も合わせて修正され、部品１４は設定された部品組付箇所に設定された姿勢で精度良く載置される。載置時には、電磁開閉弁２７０が閉じられて部品保持具１３２への負圧の供給が断たれる一方、電磁開閉弁２７２が開かれて吸着部１４４に正圧が供給され、部品１４が積極的に解放される。基材１２への所定の部品１４の組付け後、基材１２は下流側に隣接する組立作業機２０へ搬出され、次に予定された作業が施される。

運搬ユニット３６においては、組み付ける部品１４に応じた形状，寸法の吸着部１４４を有する部品保持具１３２が保持ヘッド１３０により保持される。保持ヘッド１３０による部品保持具１３２の保持は、部品保持具１３２の交換時や、始業時等において保持ヘッド１３０が部品保持具１３２を保持していない場合に行われる。部品保持具１３２の交換は、例えば、組立作業システムにおいて組み立てられる製品の種類が変わり、段取替えが行われる場合や、部品保持具１３２が損傷，劣化した場合等に行われる。

保持具ストッカ３２４に収容された部品保持具１３２の保持ヘッド１３０による保持を説明する。
保持ヘッド１３０が部品保持具１３２を保持していない状態では、図１０に示すように、円筒シール３０４の下端部が吸着面２５４の下方へ突出させられ、フック２０２は係合位置に位置する。また、負圧室２８０，３０６は開放状態にある。保持具ストッカ３２４は、常には下降端位置に位置させられて、基材１２への部品１４の組付け時に運搬ユニット３６等との干渉等が回避され、保持ヘッド１３０による部品保持具１３２の保持時および保持具ストッカ３２４への収容時に上昇端位置へ上昇させられる。また、シャッタ３６０は離脱阻止位置に位置させられている。

そして、まず、撮像装置４２が保持具ストッカ３２４の上方へ移動させられ、２個の基準マーク３８０を撮像する。撮像により得られたデータは画像処理され、基準マーク３８０の位置誤差が算出され、その位置誤差に基づいて複数の保持穴３３８の各位置誤差が算出される。この位置誤差には、Ｘ軸，Ｙ軸方向における各位置誤差および軸線まわりの位置誤差である回転位置誤差が含まれる。

撮像後、運搬ユニット３６が、保持ヘッド１３０が保持すべき部品保持具１３２の上方へ移動させられる。運搬ユニット３６は、Ｚ軸方向において予め設定された保持具保持・収納位置、例えば、Ｚ軸方向移動装置６４による昇降の上昇端位置に位置させられており、保持ヘッド１３０がユニット本体１２８に対して上昇端位置に位置する状態で移動させられる。この際、保持ヘッド１３０は、保持すべき部品保持具１３２が収容された保持穴３３８について算出されたＸ軸，Ｙ軸方向の位置誤差が修正された位置へ移動させられる。また、保持ヘッド１３０はヘッド回転装置１３６により回転させられ、図１９に示すように、ヘッド本体１７８の位相が部品保持具１３２の被保持部１４２の位相と一致し、かつ、切欠２４８が被保持部１４２の溝１５６と一致する位相とされるが、その回転位置の修正により保持穴３３８の回転位置誤差が修正される。それにより、保持ヘッド１３０は部品保持具１３２を精度良く保持することができる。

そして、保持ヘッド１３０がヘッド昇降装置１３４により下降させられ、保持部ストッカ３２４および部品保持具１３２に接近させられるが、下降開始に先立ってシャッタ３６０が解放位置へ移動させられる。ヘッド本体１７８は、被保持部１４２との位相を合わされることにより、図１９に二点鎖線で示すように、一対の切欠部３４２内にそれぞれ立設されたバー３５０の間に進入させられる。ヘッド本体１７８に設けられた一対のフック２０２はそれぞれ、切欠部３４２内の２つずつのバー３５０の間に進入するが、フック２０２から突出させられた係合突部２１４は、保持ヘッド１３０の下降の途中で図２５(a)に示すようにバー３５０の傾斜係合面３５６に係合する。そして、保持ヘッド１３０の下降に伴って斜面の作用により、図２５(b)に示すようにフック２０２がスプリング２２０の付勢力に抗して回動させられ、係合突部２４０が被保持部１４２の外方へ外れ、被保持部１４２と係合しない非係合位置へ退避させられる。フック２０２は、係合突部２４０が被保持部１４２に至る前に非係合位置に到達し、保持ヘッド１３０が更に下降させられることにより、図２５(c)に示すように、係合突部２１４が平行係合面３５８に係合し、フック２０２が非係合位置に位置する状態を保って係合突部２４０が被保持部１４２を通過させられる。

保持ヘッド１３０は、図２５(c)に示すように、予め設定された下降端位置へ下降させられる。この下降端位置は、ヘッド本体１７８と被保持部１４２との少なくとも一方に熱膨張があり、あるいは保持ヘッド１３０の下降端位置への移動と保持具ストッカ３２４の上昇端位置への移動との少なくとも一方に制御誤差があっても、ヘッド本体１７８と被保持部１４２とが衝突しないことが保証される位置とされている。また、下降端位置は、本実施形態においては、保持ヘッド１３０の吸着面２５４が保持部材３３４上面より下方に位置する位置（保持穴３３８内に位置する位置）とされる。そのため、保持穴３３８の受け面３４４の深さは、被保持部１４２の厚さと、上記ヘッド本体１７８と被保持部１４２との衝突を回避するために両者の間に設けられる隙間の距離と、下降端位置に位置する状態における吸着面２５４と保持部材３３４の上面との距離との和に等しい大きさとされている。したがって、保持ヘッド１３０が下降端位置へ下降させられた状態では、吸着面２５４が被保持部１４２から離れていて、その被保持面１５２との間に隙間があり、負圧室２８０は開放状態のままである。

それに対し、ヘッド本体１７８の負圧室３０６を形成する円筒シール３０４の吸着面２５４からの突出量は、熱膨張等がない場合における吸着面２５４と被保持面１５２との間の距離より大きくされている。そのため、保持ヘッド１３０が下降するとき、まず、円筒シール３０４が被保持部１４２の被保持面１５２に密着して負圧室３０６が閉じられ、密閉状態とされるとともに、弾性変形により保持ヘッド１３０の更なる部品保持具１３２への接近を許容し、保持ヘッド１３０の下降端位置への下降を許容する。保持ヘッド１３０が下降端位置へ到達した状態における吸着面２５４と被保持部１４２との間の距離によっては、円筒シール３０４を保持したスリーブ３０２が被保持部１４２に当接し、スプリング３１０の付勢力に抗して後退させられて保持ヘッド１３０の下降を許容する。なお、ストッパ部２３８はフック２０２の回動に伴ってヘッド本体１７８の平側面２００から離れるが、フック２０２が非係合位置に位置する状態においても、吸着面２５４より上側に位置するように設けられている。

保持ヘッド１３０の下降後、電磁開閉弁２８８が開かれ、通路２８３，２９２に負圧が供給される。保持ヘッド１３０が下降端位置へ下降させられた状態では、負圧室３０６は密閉状態にあるが、負圧室２８０は開放状態にあり、また、通路２８２は通路３２０より細いものとされている。そのため、負圧室２８０から負圧源２６４に向かう空気の流れが抑制され、通路３２０によって負圧が供給される負圧室３０６内の圧力が負圧になる。それにより、スリーブ３０２がスプリング３１０の付勢力に抗して後退させられるとともに、負圧によって部品保持具１３２がヘッド本体１７８に引き付けられ、受け面３４４から持ち上げられて、図２５(d)に示すように、被保持部１４２が吸着面２５４に当接させられる。このように被保持面１５２が吸着面２５４に当接した状態が部品保持具１３２と保持ヘッド１３０とが互いに接近限度まで接近した状態である。この当接により負圧室２８０が閉じられて密閉状態とされ、負圧室２８０内の空気が通路２８２を経て吸引されて負圧とされる。それにより、被保持面１５２が吸着面２５４に強固に吸着され、部品保持具１３２が保持ヘッド１３０により保持されて互いに接近限度まで接近した状態に保たれる。

被保持面１５２はまた、ヘッド本体１７８の突部２５８の突出端面２５９に密着させられ、通路２６０が部品保持具１３２内の通路に接続される。保持ヘッド１３０は部品保持具１３２を、ヘッド本体１７８の角部の切欠２４８が、被保持部１４２の溝１５６と位相が一致する状態で保持する。そのため、溝１５６は保持ヘッド１３０の吸着面２５４および負圧室２８０の外側に位置することとなり、負圧室２８０内の負圧が溝１５６を通って外部へ漏れることがない。

部品保持具１３２の吸着後、保持ヘッド１３０が上昇させられ、保持具ストッカ３２４から離間させられる。上昇初期には、フック２０２の係合突部２１４は平行係合面３５８に沿って上昇させられ、図２５(e)に示すように、フック２０２は非係合位置に位置する状態で上昇させられる。保持ヘッド１３０の上昇に伴って、図２５(f)に示すように、係合突部２１４が傾斜係合面３５６に係合する状態になれば、フック２０２はスプリング２２０の付勢により係合位置に向かって回動させられる。フック２０２が係合位置へ回動させられた状態では、図２５(g)に示すように、係合突部２４０が被係合面１５３に対して隙間を有して対向する状態となる。そして、保持ヘッド１３０の更なる上昇により、図２５(h)に示すように、部品保持具１３２が保持具ストッカ３２４から抜け出させられる。保持ヘッド１３０が上昇端位置へ上昇させられた後、シャッタ３６０が離脱阻止位置へ移動させられる。

このように部品保持具１３２は保持ヘッド１３０により負圧によって吸着され、部品保持具１３２による部品１４の吸着保持，基材１２への載置，解放が行われる間、負圧室２８０，３０６に負圧が供給され続ける。部品保持具１３２が部品１４を基材１２上に載置する際、部品保持具１３２に正圧が供給されるが、この正圧が保持ヘッド１３０の突出端面２５９と被保持面１５２との間から漏れることがあっても、突出端面２５９に開口して形成された通路２７４およびヘッド本体１７８内に形成された通路を通って大気に逃がされる。そのため、負圧室２８０に正圧が流入して部品保持具１３２の被保持面１５２に作用し、保持ヘッド１３０による部品保持具１３２の保持が解除されることが回避される。通路２７４が正圧逃がし部ないし保持解除防止部を構成している。

万一、部品保持具１３２に過大な力が加えられ、あるいは負圧室２８０，３０６への負圧の供給が断たれることがあれば、保持ヘッド１３０による部品保持具１３２の保持が解除される。しかし、本保持ヘッド１３０においては一対のフック２０２が設けられ、係合位置に位置させられているため、係合突部２４０が被係合面１５３に係合して被保持部１４２を受け、部品保持具１３２の落下を阻止する。係合突部２４０の被係合面１５３に対する係合により、フック２０２が部品保持具１３２に機械的に係合し、フック２０２が破損しない限り部品保持具１３２が落ちないようになっているのである。係合突部２４０はフック２０２の回動軸線より被保持部１４２側に設けられており、被保持部１４２を受ければ、係合突部２４０に非係合位置へ回動する向きのモーメントが作用するが、フック２０２はスプリング２２０の付勢力により係合位置に位置する状態に保たれ、部品保持具１３２を保持した状態に保たれる。また、被係合面１５３の縁側部分は傾斜面１５４とされているため、被保持部１４２がフック２０２によって受けられる際に角が当たり、摩耗することが回避される。

保持ヘッド１３０が保持した部品保持具１３２の保持具ストッカ３２４への収容を説明する。
保持具ストッカ３２４における部品保持具１３２の収容状況，空の保持部３３６の有無，位置は、統括制御装置４８において把握されている。部品保持具１３２の収容時には、保持具ストッカ３２４は上昇端位置へ上昇させられる。シャッタ３６０は離脱阻止位置に位置させられている。

収容時には、撮像装置４２が空とされている保持部３３６の上方へ移動させられ、撮像する。撮像時には、照明装置３２２から保持部３３６に紫外線が照射される。取付部材３３０の保持部３３６に対応する部分に蛍光シール３８４が設けられているため、部品保持具１３２が収容されておらず、空であれば蛍光シール３８４により紫外線が吸収されて可視光線が放射される。そのため、蛍光シール３８４の白い像が得られ、保持部３３６が空であることがわかる。保持部３３６に部品保持具１３２が収容されていれば、蛍光シール３８４の像が得られず、部品保持具１３２が収容されていることがわかる。保持部３３６が空でない場合、別に空の保持部３３６があれば、その保持部３３６へ移動させられ、空であるか否かの確認が行われる。保持具ストッカ３２４のいずれの保持部３３６も空いていなければ、報知装置５６６により警告が発せられ、作業者に報知される。

保持部３３６が空いていれば、運搬ユニット３６の移動により保持ヘッド１３０が空の保持部３３６の上方へ移動させられる。運搬ユニット３６は、Ｚ軸方向移動装置６４による昇降の上昇端位置に位置させられ、保持ヘッド１３０がユニット本体１２８に対して上昇端位置に位置させられ、保持ヘッド１３０により保持された部品保持具１３２が保持具ストッカ３２４と干渉することのない状態で移動させられる。この際、運搬ユニット３６の移動位置の修正により、保持穴３３８のＸ軸，Ｙ軸方向の位置誤差が修正され、保持ヘッド１３０の回転により、部品保持具１３２と保持穴３３８との位相が合わされるとともに、保持穴３３８の回転位置誤差が修正される。保持穴３３８の位置誤差は、部品保持具１３２の収容時に基準マーク３２０の撮像が行われて取得されてもよく、先に、例えば、同じ保持具ストッカ３２４からの部品保持具１３２の取出し時に位置誤差が取得されていれば、それが使用されてもよい。部品保持具１３２と保持穴３３８との位置決めにより、保持ヘッド１３０は、図１９に示すように、部品保持具１３２の被保持部１４２の長手方向が主穴部３４０の長手方向と平行となり、溝１５６とピン３４８との位相，切欠２４８とシャッタ３６０の離脱阻止部との位相およびフック２０２の一対の係合突部２１４とバー３５０との位相が一致する状態で下降させられ、保持具ストッカ３２４に接近させられる。なお、シャッタ３６０は保持ヘッド１３０の下降に先立って開かれている。

収容時には、保持時とは逆の動作によって保持ヘッド１３０による部品保持具１３２の保持が解除される。保持ヘッド１３０は部品保持具１３２を保持する際の下降端位置まで下降させられる。その途中で一対の係合突部２１４がそれぞれバー３５０の傾斜係合面３５６に係合し、フック２０２が係合位置から非係合位置へ回動させられる（図２５(h)〜(e)）。保持ヘッド１３０は、係合突部２１４の平行係合面３５８との係合によりフック２０２が非係合位置に位置する状態を保って下降端位置まで下降させられる。

下降に伴って被保持部１４２が保持穴３３８内に嵌入させられ、溝１５６にピン３４８が嵌入させられる。保持ヘッド１３０は、保持穴３３８の位置誤差の取得に基づいて移動位置および回転位置を修正された状態で下降させられるが、それでもなお、保持ヘッド１３０の保持穴３３８に対する位置決め誤差や保持ヘッド１３０による部品保持具１３２の保持位置誤差があれば、被保持部１４２と保持穴３３８との間に位置ずれが生じる。この位置ずれは、傾斜面である側面３４６およびピン３４８のテーパ状の案内部３４９により許容される。

保持ヘッド１３０が下降端位置まで下降させられた状態では、図２５(d)に示すように、被保持部１４２と受け面３４４との間には隙間がある。また、被保持部１４２は保持穴３３８内にあり、シャッタ３６０が離脱阻止位置へ移動させられる。この際、シャッタ３６０と保持ヘッド１３０との干渉は、切欠２４８において回避される。その後、電磁開閉弁２８８が閉じられる一方、電磁開閉弁２９０が開かれ、負圧室２８０，３０６への負圧の供給が断たれるとともに正圧が供給され、被保持部１４２が保持ヘッド１３０の吸着面２５４から突き放される。また、負圧室３０６のスリーブ３０２がスプリング３１０の付勢により下降させられて被保持部１４２が下方へ押される。この際、フック２０２は非係合位置に位置しており、部品保持具１３２の保持ヘッド１３０からの離間を許容し、図２５(c)に示すように、被保持部１４２が保持ヘッド１３０から離れて受け面３４４により受けられる。被保持部１４２と保持穴３３８との間に位置ずれがあれば、被保持部１４２は側面３４６の傾斜により案内されて受け面３４４上に着座させられ、溝１５６はピン３４８の案内部３４９に案内されてピン３４８の基端のストレート部に嵌合される。それにより、部品保持具１３２は被保持部１４２において位置決めされて保持部３３６に保持される。

保持穴３３８に収容された被保持部１４２と保持穴３３８との間に隙間があれば、部品保持具１３２の位置にずれが生じ、保持ヘッド１３０による部品保持具１３２の保持にずれが生じ、その部品保持具１３２を保持部３３６に保持させる際に被保持部１４２と保持穴３３８との間にずれを生じさせる。また、保持ヘッド１３０が保持した部品保持具１３２を保持部３３６に保持させる際に保持部３３６に対する位置決めにずれがあれば、部品保持具１３２と保持穴３３８との間にずれが生じる。これらのずれの和が、部品保持具１３２と保持穴３３８との間の隙間によって許容される範囲を超えれば、部品保持具１３２を保持部３３６に保持させることができなくなる恐れがある。それに対し、本保持具ストッカ３２４においては、部品保持具１３２が位置決めされて保持部３３６に保持されるため、位置ずれは保持ヘッド１３０の保持部３３６に対する位置決め誤差によって生じるのみであり、その位置ずれは側面３４６および案内部３４９の傾斜により許容される。側面３４６および案内部３４９の傾斜は、保持ヘッド１３０が、それに得られる位置決め精度で保持部３３６に対して位置決めされた状態で、部品保持具１３２が保持穴３３８に収容されることが保証される大きさとされており、部品保持具１３２の収容が不可能となることが回避される。

部品保持具１３２の解放後、保持ヘッド１３０が上昇させられ、部品保持具１３２および保持具ストッカ３２４から離間させられる。この際、係合突部２１４は上昇初期である離間初期には、図２５(c)，(b)に示すように、平行係合面３５８に係合して非係合位置に位置する状態に保たれ、被係合面１５３を係合することなく通過し、上昇させられる。保持ヘッド１３０の更なる上昇により、係合突部２１４は傾斜係合面３５６に係合し、フック２０２が係合位置へ回動させられるが、このときには係合突部２４０は被保持部１４２を通過し終わっており、被保持部１４２に係合して持ち上げることなく、図２５(a)に示すように係合位置へ復帰させられる。空になった保持ヘッド１３０が部品保持具１３２を保持するのであれば、運搬ユニット３６は、次に保持する部品保持具１３２が収容された保持部３３６へ移動させられる。

以上の説明から明らかなように、本実施形態においては、負圧室２８０，３０６が流れ抑制装置を構成する通路２８２と共に負圧吸着装置を構成し、電磁開閉弁２８８，負圧供給通路２８４および負圧源２６４が負圧供給装置を構成し、スプリング２２０およびバー３５０が係合部材駆動装置を構成し、被係合面１５３およびフック２０２が機械的離脱阻止装置を構成している。また、ヘッド昇降装置１３４が保持ヘッド１３０と保持具ストッカ３２４あるいは保持具ストッカ３２４に収容された部品保持具１３２とを接近，離間方向である上下方向に相対移動させる相対移動装置たる接近離間装置を構成している。保持具ストッカを昇降装置により昇降させて部品保持具の保持，収容が行われるようにしてもよい。さらに、ユニット移動装置４０は、保持ヘッド１３０と保持具ストッカ３２４あるいは保持具ストッカ３２４に収容された部品保持具１３２とを相対移動させる相対移動装置を構成している。この相対移動装置は、本実施形態においては、互いに直交する３方向の相対移動を行う装置であり、保持ヘッド１３０の軸線と直交する平面内において互いに直交する２方向における相対移動であって、上記平面に平行な方向における相対移動を行う平行方向移動装置と、その平面に直角な方向における相対移動を行う直角方向移動装置とを含む。

なお、部品保持具の被保持部の保持具ストッカの受け面により受けられる部分に傾斜を設け、被保持部のピンが嵌合される溝に傾斜を設けて、被保持部の受け面による受けおよびピンの溝への嵌合が案内されるようにしてもよい。

また、保持ヘッド１３０に部品保持具１３２を保持させる場合と解放させる場合とにおいて保持ヘッド１３０の下降端位置を異ならせてもよく、部品保持具１３２が解放された後にシャッタ３６０が閉じられるようにしてもよい。この場合、保持ヘッド１３０の下降端位置は、吸着面２５４がシャッタ３６０より上方に位置する位置とされる。

別の実施形態を図２６〜図２９に基づいて説明する。
本実施形態の保持具取付装置は、係合部材の係合位置への移動により、対象物保持具と保持ヘッドとを接近限度まで接近させるようにしたものである。本実施形態の保持ヘッド６００は、図２６に示すように、前記実施形態の保持ヘッド１３０と同様に、ヘッド本体６０２の一対の平側面６０４にそれぞれ、軸６０６により、ヘッド本体６０２の軸線と直角に立体交差する軸線であって、水平な軸線まわりに回動可能に取り付けられた一対のフック６０８を備えている。フック６０８は、軸６０６に嵌合された一対の腕部６１０から下方への突出端部６１２に設けられた係合突部６１４の上向きの係合面６１６が、ヘッド本体６０２側ほど下方へ向かう向きに傾斜させられた傾斜面とされていることを除いて前記フック２０２と同様に構成されている。フック６０８は、圧縮コイルスプリング６２０により、係合突部６１４がヘッド本体６０２に向かう向きであって、係合位置へ向かう向きに付勢されている。このスプリング６２０の付勢によるフック６０８の回動限度は、図２８に示すように、ストッパ部６２２が平側面６０４に当接することにより規定される。

ヘッド本体６０２は、図２７に示すように、前記ヘッド本体１７８の負圧室２８０に対応する負圧室６３０が設けられているが、嵌合穴３００および円筒シール３０４により構成される負圧室３０６はないものとされている。負圧室６３０は、ヘッド本体６０２に設けられた通路６１８等によって負圧源および正圧源に接続され、負圧と正圧とが選択的に供給される。

保持ヘッド６００により保持される部品保持具６４０の被保持部６４２は、図２６に示すように、前記部品保持具１３０の被保持部１４２と同様に横断面形状が小判形を成し、そのフランジ部６４４の互いに平行な部分の下部にそれぞれ、係合面６１６と対応する傾斜の傾斜面が形成され、被係合面６４６とされている。

保持具ストッカ６５０は前記保持具ストッカ３２４と同様に構成され、図２８に一部を示すように、複数の保持部６５２にそれぞれ、バー６５４が設けられている。このバー６５４は、その内側面６５６が上下方向に延びる平行面とされ、外側面６５８には、上から順に、下方ほど内側面６５６から離間する向きに傾斜させられた傾斜係合面６６０，上下方向に平行な平行係合面６６２および外側面６５８に開口させられ、水平方向に貫通する凹部６６４が形成されている。凹部６６４の平行係合面６６２に続く側面は、下方ほど内側面６５６に接近する向きに傾斜させられた傾斜面６６６とされ、凹部６６４の底面は上下方向に平行な平行面６６８とされ、凹部６６４の他方の側面は下方ほど内側面６５６から離間する向きに傾斜させられた傾斜面６７０とされている。その他の構成は前記実施形態と同じであり、同じ作用を成す部分には同一の符号を付して対応関係を示し、説明を省略する。

保持具ストッカ６５０において部品保持具６４０は、前記部品保持具１３２と同様に、受け面６７２によって受けられるとともに位置決めされて保持部６５２に保持されている。保持ヘッド６００が部品保持具６４０を保持する場合には、ヘッド本体６０２が被保持部６４２に対して位置決めされた状態で下降させられ、図２９(a)に示すように、下降の途中で係合突部２１４がバー６５４の傾斜係合面６６０に係合する。保持ヘッド６００の下降に伴って係合突部２１４が傾斜係合面６６０に沿って移動させられ、斜面の作用により、図２９(b)に示すように、フック６０８がスプリング６２０の付勢力に抗して、係合突部６１４が被保持部６４２の外側に位置し、被保持部６４２と干渉しない非係合位置へ回動させられる。

保持ヘッド６００の更なる下降により、図２９(c)に示すように、係合突部２１４が平行係合面６６２に係合し、フック６０８が非係合位置に位置する状態を保って下降させられる。係合突部２１４が平行係合面６６２を通過し、図２９(d)に示すように凹部６６４に至れば、フック６０８がスプリング６２０の付勢力により係合位置に向かって回動させられる。

保持ヘッド６００は、図２９(e)に示す下降端位置まで下降させられる。下降端位置は、ヘッド本体６０２の下端部が保持穴６７４内に進入するとともに、部品保持具６４０の被保持部６４２との間に隙間を有する位置である。フック６０８はスプリング６２０の付勢力により回動させられ、係合面６１６が被係合面６４６に係合させられるとともに被保持部６４２を受け面６７２から持ち上げ、図２９(f)に示すように、下降端位置まで下降させられた保持ヘッド６００のヘッド本体６０２の吸着面２５４に押し付ける。この状態でのフック６０８の位置が係合位置であり、保持ヘッド６００と部品保持具６４０とが接近限度に位置する状態とされる。フック６０８は被保持部６４２に、いずれも傾斜させられたフック６０８の係合面６１６と被保持部６４２の被係合面６４６とにおいて係合させられており、その傾斜により、スプリング６２０の付勢力に基づいて被保持部６４２をヘッド本体６０２に押し付ける力が発生させられ、被保持部６４２がフック６０８により保持される。この際、ストッパ部６２２は外側面６０４から離れており、フック６０８の係合位置への回動を妨げない。その後、負圧室６３０に負圧が供給され、部品保持具６４０が保持ヘッド６００により負圧によって吸着されて保持される。

負圧室６３０への負圧の供給後、保持ヘッド６００が上昇させられる。この際、フック６０８は、係合突部２１４が傾斜面６６６に沿って移動させられ、その斜面の作用によりスプリング６２０の付勢力に抗して非係合位置に向かって回動させられて、バー６５４の凹部６６４を画定する部分を乗り越える。凹部６６４は、保持ヘッド６００の下降時にはフック６０８の係合位置への回動を許容する許容部として機能し、上昇時には、フック６０８を非係合位置へ回動させるカムとして機能するのである。この際、部品保持具６４０は保持ヘッド６００によって保持されているため、フック６０８が一旦、非係合位置へ回動させられて係合しなくなっても落下することはない。保持ヘッド６００の上昇に伴って、係合突部２１４は順次、平行係合面６６２，傾斜係合面６６０に沿って移動し、フック６０８がスプリング６２０の付勢により係合位置へ回動させられ、部品保持具６４０を保持する状態に復帰させられる。そのため、万一、部品保持具６４０に過大な力が加えられ、あるいは負圧室６３０への負圧の供給が断たれることがあっても、部品保持具６４０はフック６０８により保持され、脱落が防止される。

保持ヘッド６００が保持した部品保持具６４０を保持具ストッカ６５０に保持させる場合には、被保持部６４２と保持穴６７４との位相が一致させられた状態で保持ヘッド６００が下降させられる。下降の途中で係合突部２１４が傾斜係合面６６０に係合し、フック６０８が非係合位置へ回動させられる。部品保持具６４０は保持ヘッド６００により吸着されたままであり、保持穴６７４内に進入させられる。保持ヘッド６００は、部品保持具６４０を保持する場合と同じ下降端位置まで下降させられる。この状態では、図２９(f)に示すように、フック６０８は係合位置に位置し、被保持部６４２と受け面６７２との間に隙間がある。

そして、シャッタ（図示省略）が離脱阻止位置へ移動させられた後、負圧室６３０への負圧の供給が断たれるとともに正圧が供給される。その後、保持ヘッド６００が上昇させられる。それに伴って係合突部２１４が傾斜面６６６に沿って移動させられ、フック６０８が非係合位置へ回動させられて係合突部６１４が被係合面６４６から離間させられる。保持ヘッド６００が上昇させられるときには負圧の供給が断たれているため、フック６０８による部品保持具６４０の保持が解除され、部品保持具６４０の保持ヘッド６００からの離脱が許容されれば、被保持部６４２が受け面６７２上へ落ち、支持される。係合突部２１４が平行係合面６６２に係合し、フック６０８が非係合位置へ回動させられた状態では、係合突部６１４は被保持部６４２の外側に位置しており、保持ヘッド６００はフック６０８が被保持部６４２と再度係合することなく、上昇させられる。
本実施形態においては、バー６５４がカム部材を構成し、付勢装置を構成するスプリング６２０と共に係合部材駆動装置を構成している。

係合部材は、駆動源を有する係合部材駆動装置によって係合位置と非係合位置とに移動させるようにしてもよい。その実施形態を図３０および図３１に基づいて説明する。
本実施形態の保持ヘッド７００のヘッド本体７０２には、その互いに平行な一対の平側面７０４にそれぞれ、フック７０６が軸７０８により回動可能に取り付けられている。フック７０６は係合突部２１４が設けられていないことを除いて前記フック２０２と同様に構成され、ヘッド本体７０２に設けられたフック駆動装置７１０により回動させられる。

フック駆動装置７１０は、流体圧アクチュエータの一種であるエアシリンダ７２０により構成されている。このエアシリンダ７２０は単動シリンダとされ、本実施形態においては負圧を作動流体とするものとされている。エアシリンダ７２０のピストン７２２は、シリンダボア７２４に気密にかつヘッド本体７０２の軸線およびフック７０６の回動軸線に直角な方向に摺動可能に嵌合され、ピストンロッド７２６の両端部はそれぞれ、ピストン７２２とフック７０６の一対の腕部７２８とにフック７０６の回動軸線に平行な軸線まわりに回動可能に連結されている。

シリンダボア７２４のピストンロッド７２６が配設された側とは反対側に設けられたエア室たる負圧室７３２は、圧縮コイルスプリング７３４が配設されるとともに、図３１に示すように負圧源７３６に接続されている。負圧室７３２は、部品保持具１３２および負圧室２８０，３０６に負圧を供給する通路とは別の通路によって負圧源７３６に接続され、その通路の途中に設けられた電磁制御弁たる電磁方向切換弁７３８の切換えにより、負圧源７３６に連通させられる状態と、大気に開放される状態とに切り換えられる。フック７０６は、負圧室７３２が大気に開放された状態では、スプリング７３４の付勢により係合位置へ回動させられる。負圧室７３２に負圧が供給されれば、ピストン７２２がスプリング７３４の付勢力に抗して、ピストンロッド７２６がシリンダボア７２４内に引っ込む向きに移動させられ、フック７０６が非係合位置へ回動させられる。保持ヘッド７００のその他の構成は前記保持ヘッド１３０と同じであり、同じ作用を成す部分には同一の符号を付して対応関係を示し、説明を省略する。また、保持具ストッカは、図示は省略するが、保持部にバーが設けられないことを除いて前記保持具ストッカ３２４と同様に構成されている。

フック７０６は、フック駆動装置７１０により任意の時期に係合位置と非係合位置とに回動させることができ、保持ヘッド７００と部品保持具１３２とが接近限度にある状態で係合位置と非係合位置とに回動させることができる。そのため、保持ヘッド７００が部品保持具１３２を保持する際には、フック７０６は、保持ヘッド７００の下降により係合突部２４０が部品保持具１３２の被保持部１４２に至る前に非係合位置へ回動させられ、被保持部１４２との干渉が回避される。保持ヘッド７００が負圧によって部品保持具１３２を吸着して保持した後、フック７０６は係合位置へ回動させられる。また、保持ヘッド７００が部品保持具１３２を保持具ストッカに収容する際には、保持ヘッド７００が下降端位置まで下降させられた後、保持ヘッド７００による部品保持具１３２の吸着が解除される前にフック７０６が非係合位置へ回動させられる。被保持部１４２が受け面によって受けられた後、保持ヘッド７００が上昇させられる際には、フック７０６は非係合位置に位置させられて被保持部１４２との干渉を回避され、その側方を通過し、通過後、係合位置へ回動させられる。

本実施形態においては、万一、負圧源７３６の故障等、何らかの理由で、負圧室２８０，３０６および負圧室７３２の負圧が共に失われることがあっても、フック駆動装置７１０が圧縮コイルスプリング７３４の付勢力によってフック７０６を係合位置に保つものとされているため、部品保持具１３２の脱落が防止される。
また、万一、何らかの理由で部品保持具１３２に、負圧室２８０，３０６の負圧に基づく吸着力を超える外力が加えられ、部品保持具１３２が保持ヘッド７００から離間させられることがあっても、フック７０６の被保持部１４２への係合により、部品保持具１３２の保持ヘッド７００からの離脱あるいは脱落が機械的に防止される。

なお、エアシリンダは正圧を作動流体とするものとしてもよい。
また、請求可能発明に係る保持具取付装置は、電子回路部品を回路基材に装着する電子回路部品装着機においても採用可能である。

１３０：保持ヘッド１３２：部品保持具２０２：フック３２４：保持具ストッカ３５０：バー６００：保持ヘッド６０８：フック６４０：部品保持具６５４：バー７００：保持ヘッド７０６：フック

Claims

保持対象物を保持する対象物保持具を保持ヘッドに着脱可能に取り付けるための保持具取付装置であって、
少なくとも前記対象物保持具と前記保持ヘッドとが互いに接近限度まで接近した状態で密閉状態となり、それら対象物保持具と保持ヘッドとが互いに離間した状態で開放状態となる負圧室を含み、その負圧室の負圧により対象物保持具と保持ヘッドとを前記接近限度に保つ負圧吸着装置と、
その負圧室に負圧を供給する状態と負圧を解除する状態とに切換え可能な負圧供給装置と、
前記対象物保持具と前記保持ヘッドとの一方に設けられた被係合面と、前記対象物保持具と前記保持ヘッドとの他方に設けられて、前記被係合面に係合する係合位置とその被係合面から離間した非係合位置とに移動可能な係合部材とを含み、係合部材が係合位置にある状態では前記対象物保持具の前記保持ヘッドからの離脱を機械的に阻止し、係合部材が非係合位置にある状態では前記対象物保持具の前記保持ヘッドからの離脱を許容する機械的離脱阻止装置と、
前記係合部材を前記係合位置と前記非係合位置とに移動させる係合部材駆動装置と
を含むことを特徴とする保持具取付装置。
前記係合部材駆動装置が、少なくとも前記対象物保持具と前記保持ヘッドとの接近および離間に伴って前記係合部材が前記被係合面を通過する間は前記係合部材を前記非係合位置に保ち、前記対象物保持具と前記保持ヘッドとが前記接近限度にある状態で前記係合部材を前記係合位置と前記非係合位置との間で移動させるものである請求項１に記載の保持具取付装置。
前記被係合面が対象物保持具に、前記係合部材が前記保持ヘッドにそれぞれ設けられ、かつ、前記係合部材駆動装置が、
前記係合部材を前記係合位置へ付勢する付勢装置と、
前記保持ヘッドに対して、その保持ヘッドと前記対象物保持具との接近離間方向と平行な方向に相対移動可能に設けられ、前記接近離間方向に平行な平行係合面と、前記接近離間方向に対して傾斜した傾斜係合面とを備え、前記対象物保持具と前記保持ヘッドとの接近動作の初期と離間動作の後期とに前記傾斜係合面において前記係合部材と係合し、接近動作の後期と離間動作の初期との前記係合部材が前記被係合面を通過する時期に前記平行係合面において前記係合部材と係合するカム部材と
を含む請求項２に記載の保持具取付装置。
前記カム部材が、前記対象物保持具を取り出し可能に収容する保持具ストッカに設けられ、その保持具ストッカに対する前記保持ヘッドの接近離間に伴って、その保持ヘッドがその保持具ストッカに収容された前記対象物保持具に接近離間させられる請求項３に記載の保持具取付装置。
前記負圧吸着装置が、前記負圧室として、前記対象物保持具と前記保持ヘッドとの接近に伴って密閉状態となるがそれら対象物保持具と保持ヘッドとのさらなる接近を許容する第一負圧室と、その対象物保持具と保持ヘッドとのさらなる接近に伴って密閉状態となる第二負圧室とを含み、かつ、前記第一負圧室が密閉状態にある一方、前記第二負圧室が開放状態にある状態において、第二負圧室から前記負圧供給装置へ向かう空気の流れを抑制することにより、密閉状態にある第一負圧室の圧力を大気圧より低くし、前記対象物保持具と前記保持ヘッドとを互いに接近限度まで接近させる力を発生させる流れ抑制装置を含む請求項１ないし４のいずれかに記載の保持具取付装置。