JP4372621B2 - 作業開始タイミング告知方法、作業開始タイミング告知装置、表面実装機、スクリーン印刷装置および塗布装置 - Google Patents

Description

本発明は、プリント基板等の基板に部品を実装する表面実装機、その前処理として同基板にクリーム半田等のペーストを塗布するスクリーン印刷装置又は塗布装置等に関し、特に、これら装置の補助的な作業をオペレータが行う場合にその開始タイミングを告知する方法等に関するものである。

従来から実装作業位置の両側に多数列のテープフィーダーを配列した部品供給部を設け、実装用ヘッドによりテープフィーダーから部品を吸着して実装作業位置のプリント基板上に実装するようにした表面実装機が知られている。

前記部品供給部のテープフィーダーは、生産品種（基板）に対応したものが選択され、使用する部品の数や種類に応じて効率的に実装作業が行われるようにその配列が決定されており、生産品種の変更に伴いその一部又は全部の配置が変更されるようになっている。

このようなテープフィーダーの交換作業は「段取り替え」と呼ばれ、オペレータの作業として実施されるが、この際、装置は停止を余儀なくされるため、この作業を短時間で完了させて速やかに次ぎの品種の生産に移行することが生産効率を高める上で重要となる。その一方で、実際のプリント基板の生産現場では、各種事情から生産品種を直前に変更するといったことが頻繁に行われており、段取り替えの準備作業を早期に行うと、直前に生産品種が変更された場合に段取り替え準備のやり直しが生じ、却って生産効率を落とすことから段取り替え準備の早期実施が事実上できないという事情がある。

そこで、通常は、図６のタイミングチャートに示すように、品種切換えに伴い装置を停止される時刻（ｔ１時点）を生産プログラムから割り出し、この停止時刻ｔ１の一定時間前に予めディスプレイやブザーを使ってオペレータに作業開始タイミングを告知することにより（ｔ０時点）、この告知に基づいて次の生産に必要なテープフィーダーの準備を予めオペレータに行わせ（準備作業）、装置が停止すると同時に段取り替え作業に移行できるようにし、これにより装置停止から作業再開までの時間（ｔ１時点〜ｔ２時点）が極力短くなるようにしている。つまり、テープフィーダーの準備作業を事前に済ましておくことにより、段取り替えに伴う装置の停止時間を可及的に短くするようにしている。

しかしながら、上記のような作業開始タイミングの告知は、従来、例えば一般的な作業能力を有するオペレータの実際の作業時間を参考に定量的に設定された時間に基づいて行われているため、実際に作業を行うオペレータとの関係、つまりその者の熟練度等との関係で必ずしも適切なタイミングで告知が行われない場合が発生している。この際、告知が早すぎる場合には、生産品種の直前変更により段取り替え準備のやり直しが発生し、逆に告知のタイミングが遅すぎる場合には、準備作業が装置停止後までずれ込み、その結果、段取り替え作業のタイミングが遅れて生産効率を低下させるといった問題が発生する。

従って、段取り替えの準備作業を上記のように装置停止直前に行うようにした上で、その作業開始タイミングの告知をより適時に行えるようにする必要がある。

なお、このような問題は、生産品種に伴う段取り替え準備の作業予告に限られるものではなく、テープフィーダーのテープ補充の作業開始タイミングの告知についても同様に見られる。すなわち、表面実装機では、使用中の各テープフィーダーの部品残数をカウントし、その残数が特定値に達すると作業開始タイミングを告知することによりテープの掛け替え、継ぎ足し若しくはテープフィーダーの交換をオペレータに行わせるが、この場合、告知が遅すぎると補充作業が間に合わずに部品切れが発生し、装置の停止を余儀なくされてしまうことが考えられる。そのため、このようなテープ補充作業についても適切なタイミングで予告を行う必要がある。

さらに、部品実装の前処理として基板にクリーム半田等のペーストを塗布するスクリーン印刷装置や塗布装置（ディスペンサ）についても同様の問題が見られる。すなわち、スクリーン印刷装置では、品種変更に伴う段取り替え作業としてマスクや使用ペーストの交換を行うが、その準備作業として例えばペーストの準備、具体的には次に使用するペーストの粘度や内容物を均一にする処理を行っており、この準備作業を適切なタイミングで開始する必要がある。また、ディスペンサでは、段取り替え作業としてノズルやシリンジの交換を行うが、その準備作業として例えば低温保存されているシリンジを常温に温調する処理を実施しており、この準備作業を適切なタイミングで実施する必要がある。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであって、表面実装機、スクリーン印刷装置又は塗布装置等に関し、オペレータに対する作業開始タイミングの告知をより適切に行うことにより、基板の生産効率を高めることを目的としている。

上記の課題を解決するために、本発明の作業予告方法は、基板に対して各種処理を自動的に施す一方、その処理を実施するための補助的作業をオペレータが行うように構成された装置の前記補助的作業をオペレータに行わせる際に、この作業を特定時点までに完了させるべく当該特定時点よりも前に告知手段を使って作業開始タイミングを告知する方法であって、前記補助的作業に要する時間の適正値を設定し、前記特定時点よりもこの適正値だけ前に前記作業開始タイミングを告知するとともに、この告知に対して前記オペレータが行う操作に基づき計時手段を作動させ、前記補助的作業の終了後に前記オペレータが行う操作に基づき前記計時手段を停止させて、この計時手段により前記オペレータの実際の作業時間を計測し、その計測結果の予め定められたサンプル数の平均値を求め、この平均値を前記適正値として更新設定することによりそれ以後の前記作業開始タイミングの告知を更新後の適正値に基づいて行うようにしたものである（請求項１）。

このような作業開始タイミング告知方法によると、オペレータによる実際の作業時間に基づいて適正値を更新設定するため、例えばオペレータの作業能力に見合った作業開始タイミングを告知することが可能となり、告知の信頼性が向上する。例えば、同一のオペレータが作業を継続的に行う場合には熟練度が高まるに伴い作業時間が安定してくるため、適正値の更新設定を繰り返すうちにその値は一定値に収束することとなる。

この方法において、前記補助的作業を複数のオペレータが交代して行う場合には、オペレータ毎に前記適正値を設定しておき、補助的作業に実際に従事するオペレータを識別してその識別結果に対応する適正値を用いて前記作業開始タイミングを告知するとともに、各オペレータに対応する適正値毎にその更新設定を行うようにするのが好ましい（請求項２）。

この方法によると、複数のオペレータが交代して作業を行う場合であっても、オペレータ毎に設定された個別の適正値を用いて告知を行うので、オペレータ毎に、その者に最適なタイミングで告知を行うことが可能となる。

なお、上記の各方法においては、前記平均値の上限値を定め、求められた平均値が上限値を超える場合には前記上限値を平均値とみなして前記適正値を更新設定するのがより好ましい（請求項３）。

この方法によると、作業開始タイミングの告知が不要に早期化するのを防止することが可能となる。すなわち、上限値を定めない場合には、作業時間が長期化するとこれに伴い告知タイミングが際限なく早期化されてしまい、例えば、オペレータの怠慢作業が続く等すると不要に告知タイミングが早期化されることが考えられるが、上限値を定めることにより、このような事態を未然に防止することが可能となる。

一方、本発明に係る作業開始タイミング告知装置は、基板に対して各種処理を自動的に施す一方、その処理を実施するための補助的作業をオペレータが行うように構成された装置の前記補助的作業をオペレータに行わせる際に、この作業を特定時点までに完了させるべく当該特定時点よりも前に作業開始タイミングを告知する装置であって、前記作業開始タイミングを告知するための告知手段と、前記補助的作業に要する時間の適正値を記憶する記憶手段と、この記憶手段に記憶された適正値だけ前記特定時点よりも前に前記作業開始タイミングを告知すべく前記告知手段を作動させる告知発動手段と、前記告知手段による作業開始タイミングの告知に対して前記オペレータが行う操作に基づき作動し、前記補助的作業の終了後に前記オペレータが行う操作に基づいて停止して、その作動から停止までの時間を計測することにより前記オペレータが実際に行う補助的作業の時間を計時する計時手段と、この計時手段による計時結果を記憶するとともにこの計測結果について予め定められたサンプル数の平均値を求める演算手段とを備え、前記記憶手段が、前記演算手段により求められた平均値を前記適正値として更新的に記憶するように構成されているものである（請求項４）。

この作業予告装置によると、記憶手段に記憶された適正値に基づいて告知発動手段が告知手段を作動させることにより作業開始タイミングの告知が行われる。そして、この告知に基づくオペレータの実際の作業時間が計測されるとともにその平均値が求められ、この平均値に基づき前記適正値が更新設定される。つまり、オペレータに適した前記補助的作業時間の適正値を装置自体が学習し、その学習値（適正値）に基づいて作業開始タイミングの告知を行うこととなる。

この作業開始タイミング告知装置において、補助的作業を複数のオペレータが交代して行う場合には、同作業に従事するオペレータを識別可能な識別手段をさらに有し、前記記憶手段が、前記複数のオペレータにそれぞれ対応する適正値を記憶するとともに、適正値毎にその更新設定を行い、前記告知発動手段が、前記識別手段による識別結果に基づき、前記補助的作業に従事するオペレータに対応する適正値を前記記憶手段から読出し、その適正値に基づいて告知手段を作動させ、前記演算手段が、オペレータ毎に補助的作業時間の前記平均値を求めるように構成されているのが好ましい（請求項５）。

この構成によると、オペレータ毎にその適正値が設定されるとともにその更新設定が行われるため、交代勤務等により複数のオペレータが交代で補助的作業に当るような場合でも、オペレータ毎に、その者に最適な作業開始タイミングを告知することが可能となる。

一方、本発明に係る表面実装機は、部品供給用の複数のフィーダーが配列された部品供給部の前記フィーダーから部品を取出して実装作業部の基板上に実装する実装作業を自動的に行う一方、生産基板の品種変更に伴う前記部品供給部におけるフィーダーの入れ替えをオペレータが行うように構成された表面実装機において、前記フィーダーの入れ替え作業を実施するに際してその準備を開始するタイミングを告知するための装置として請求項４又は５に記載の作業開始タイミング告知装置を有し、この作業開始タイミング告知装置が、フィーダーの入れ替えに先だって行われるフィーダーの準備作業を前記補助的作業としてその開始タイミングを告知するように構成されているものである（請求項６）。

この表面実装機によると、記憶手段に記憶された適正値に基づいて告知発動手段が告知手段を作動させることによりフィーダー入れ替え準備作業の開始タイミングが告知される。そして、この告知に基づくオペレータの実際の準備作業時間が計測されるとともにその平均値が求められ、この平均値に基づき前記適正値が更新設定される。つまり、オペレータに適した前記準備作業時間の適正値を装置自体が学習し、その学習値（適正値）に基づいて上記準備作業の開始タイミングを告知する。

また、本発明に係る別の表面実装機は、部品供給用の複数のフィーダーが配列された部品供給部の前記フィーダーから部品を取出して実装作業部の基板上に実装する実装作業を自動的に行う一方、生産基板の品種変更に伴う前記部品供給部におけるフィーダーの入れ替えをオペレータが行うように構成された表面実装機において、前記フィーダーの部品補給作業を実施するにその開始タイミングを告知するための装置として請求項４又は５に記載の作業開始タイミング告知装置を有し、この作業開始タイミング告知装置が、フィーダーの部品補給作業を前記補助的作業としてその開始タイミングを告知するように構成されているものである（請求項７）。

この表面実装機によると、記憶手段に記憶された適正値に基づいて告知発動手段が告知手段を作動させることにより部品補給作業の開始タイミングが告知される。そして、この告知に基づくオペレータの実際の準備作業時間が計測されるとともにその平均値が求められ、この平均値に基づき前記適正値が更新設定される。つまり、オペレータに適した部品補給作業時間の適正値を装置自体が学習し、その学習値（適正値）に基づいて上記準備作業の開始タイミングを告知する。

また、本発明に係るスクリーン印刷装置は、基板に重ねたマスクシートの上からクリーム半田等のペーストを供給してスキージの作動により同ペーストを延ばして基板に前記ペーストを自動的に塗布する一方、生産基板の品種変更に伴う前記マスクシート又はペーストの変更作業をオペレータが行うように構成されたスクリーン印刷装置において、前記変更作業を実施するに際してその準備を開始するタイミングを告知するための装置として請求項４又は５に記載の作業開始タイミング告知装置を有し、この作業開始タイミング告知装置が、マスクシート又はペーストの変更に先だって行われるマスクシート又はペーストの準備作業を前記補助的作業としてその開始タイミングを告知するように構成されているものである（請求項８）。

このスクリーン印刷装置によると、記憶手段に記憶された適正値に基づいて告知発動手段が告知手段を作動させることによりマスクシート又はペーストの準備作業の開始タイミングが告知される。そして、この告知に基づくオペレータの実際の準備作業時間が計時されるとともにその平均値が求められ、この平均値に基づき前記適正値が更新設定される。つまり、オペレータに適した準備作業時間の適正値を装置自体が学習し、その学習値（適正値）に基づいて上記準備作業の開始タイミングを告知する。

また、本発明に係る塗布装置は、塗布剤を貯溜するシリンジとこのシリンジから供給される塗布剤を基板に塗布するためのノズルとを備えた移動可能なヘッドを有し、このヘッドの移動に伴い基板上の所定位置に自動的に塗布液を塗布する一方、生産基板の品種変更に伴う前記シリンジ又はノズルの変更作業をオペレータが行うように構成された塗布装置において、前記変更作業を実施するに際してその準備を開始するタイミングを告知するための装置として請求項４又は５に記載の作業開始タイミング告知装置を有し、この作業開始タイミング告知装置が、シリンジ又はノズルの変更に先だって行う当該シリンジ又はノズルの準備作業を前記補助的作業としてその開始タイミングを告知するように構成されているものである（請求項９）。

この塗布装置によると、記憶手段に記憶された適正値に基づいて告知発動手段が告知手段を作動させることによりシリンジ又はノズルの準備作業の開始タイミングが告知される。そして、この告知に基づくオペレータの実際の準備作業時間が計時されるとともにその平均値が求められ、この平均値に基づき前記適正値が更新設定される。つまり、オペレータに適した準備作業時間の適正値を装置自体が学習し、その学習値（適正値）に基づいて上記準備作業の開始タイミングを告知する。

請求項１〜３に係る作業開始タイミング告知方法によると、オペレータによる実際の作業時間に基づいて適正値を更新設定し、これによりオペレータの作業能力に見合った作業開始タイミングを告知するので、告知から特定時点までの間により確実に補助的作業を完了させることができるようになる。そのため、補助的作業の遅れを有効に防止することができ、これを通じて基板の生産効率を高めることができる。

また、請求項４，５に係る作業開始タイミング告知装置によると、上記請求項１〜３に係る作業開始タイミング告知方法を実施するに当たりその自動化を図ることが可能となる。

また、請求項６〜９に係る表面実装機、スクリーン印刷装置および塗布装置によると、上記のような作業開始タイミング告知装置が組込まれることにより、フィーダーの入れ替え、マスクシートの変更、ノズル変更等の準備作業（補助的作業）や、あるいはフィーダーに対する部品補給作業の開始タイミングの告知が請求項１〜３に係る方法に基づいて行われることとなる。そのため、準備作業等の遅れをより確実に防止することが可能となり、これを通じて基板の生産効率を高めることができる。

本発明の最良の実施形態の一例を図面に基づいて説明する。

図１，２は、本発明に係る表面実装機を概略的に示している。これらの図に示すように表面実装機（以下、実装機と略す）の基台１上には、プリント基板搬送用の一対のコンベア２が配置され、プリント基板３がその両端をこれらコンベア２に支持された状態で搬送され、所定の実装作業位置で停止されるようになっている。図１において、二点鎖線は実装作業位置に位置決めされたプリント基板３を示している。

コンベア２の前後両側には部品供給部４が設けられている。これらの部品供給部４には、それぞれ多数のテープフィーダー５がＸ軸方向に並べられた状態で配置されている。各テープフィーダー５（以下、フィーダー５と略す）は、それぞれ、ＩＣ、トランジスタ、コンデンサ等の小片状のチップ部品を所定間隔おきに収納、保持したテープがリールから導出されるように構成されており、後述するヘッドユニット２０により部品が取出されるに伴い間欠的に部品を繰り出すように構成されている。

部品供給部４のフィーダー５は、特定数のフィーダー５毎に一括して交換可能に設けられている。すなわち、部品供給部４には、特定数のフィーダー５を保持した複数の一括交換台車６がセットされており、これらの一括交換台車６が部品供給部４に対してそれぞれ脱着されることにより、部品供給部４のフィーダー５が前記特定数ずつ一括交換されるように構成されている。

上記基台１の上方には、部品装着用のヘッドユニット２０が装備されている。このヘッドユニット２０は、部品供給部４とプリント基板３が位置する実装作業位置とにわたって移動可能とされ、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に移動可能に設けられている。

すなわち、基台１上には、Ｙ軸方向の固定レール７と、Ｙ軸サーボモータ９により回転駆動されるボールねじ軸８とが配設され、上記固定レール７上にヘッドユニット支持部材１１が配置され、この支持部材１１に設けられたナット部分１２が上記ボールねじ軸８に螺合している。また、上記支持部材１１には、Ｘ軸方向のガイド部材１３と、Ｘ軸サーボモータ１５により駆動されるボールねじ軸１４とが配設され、上記ガイド部材１３にヘッドユニット２０が移動可能に保持され、このヘッドユニット２０に設けられたナット部分（図示せず）がボールねじ軸１４に螺合している。そして、Ｙ軸サーボモータ９の作動により上記支持部材１１がＹ軸方向に移動するとともに、Ｘ軸サーボモータ１５の作動によりヘッドユニット２０が支持部材１１に対してＸ軸方向に移動するようになっている。

ヘッドユニット２０には部品装着用の複数の実装用ヘッド２１が搭載されており、当実施形態では６本の実装用ヘッド２１がＸ軸方向に等間隔で一列に搭載されている。

各実装用ヘッド２１は、ヘッドユニット２０のフレームに対してＺ軸方向の移動及びＲ軸（ノズル中心軸）回りの回転が可能とされ、サーボモータを駆動源とする昇降駆動手段および回転駆動手段により駆動されるようになっている。また、各実装用ヘッド２１には、その先端（下端）に吸着ノズル２１ａが装着されており、図外の負圧供給手段から吸着ノズル先端に負圧が供給されることにより、この負圧による吸引力で部品を吸着するようになっている。

前記基台１上には、さらにヘッドユニット２０による部品の吸着状態を実装に先立って画像認識するための部品認識カメラ２４が設けられており、この実施形態では、コンベア２の前後の部品供給部４にそれぞれ部品認識カメラ２４が設けられている。

これらの部品認識カメラ２４は、例えばＣＣＤラインセンサを備えたカメラで、フィーダー５の部品取出部分に並べて設けられている。つまり、部品吸着完了後、そのままヘッドユニット２０をＸ軸方向に移動させて部品認識カメラ２４上を通過させることにより、各ヘッドユニット２０の吸着部品をノンストップで撮像できるようになっている。なお、部品認識カメラ２４はＣＣＤエリアセンサを備えるものであってもよく、この場合にはストロボ照明を採用することにより、同様に、ノンストップで吸着部品を撮像することが可能となる。

以上の実装機では、次のようにしてプリント基板３の実装処理が進められる。

実装動作が開始されると、まず、プリント基板３が実装作業位置に搬入され、ヘッドユニット２０が部品供給部４に移動して各実装用ヘッド２１により部品の吸着を行う。具体的には、実装用ヘッド２１がフィーダー５の上方に配置された後、実装用ヘッド２１が昇降駆動されることによりテープ内の部品が実装用ヘッド２１により吸着されて取出される。この場合、可能な場合には複数のヘッドユニット２０により部品が同時吸着されることにより複数のフィーダー５から同時に部品が取出される。

部品吸着が完了すると、ヘッドユニット２０が部品認識カメラ２４の上方に移動し、このカメラ２４上を通過する間に、各実装用ヘッド２１に吸着された部品が撮像される。

部品認識カメラ２４による部品の撮像後、ヘッドユニット２０がプリント基板３上に移動するとともに、この間に、部品認識カメラ２４により撮像された吸着部品画像に基づいて各実装用ヘッド２１による部品の吸着状態（吸着誤差）が調べられ、吸着誤差がある場合には目標位置の再設定が行われる。

そして、設定された目標位置にヘッドユニット２０が移動することにより各実装用ヘッド２１に吸着された部品が順次プリント基板３上に実装される。具体的には、対象となる部品を吸着したヘッドユニット２０が実装位置の上方に配意された後、実装用ヘッド２１が昇降駆動されるとともにその最下位置で実装用ヘッド２１への負圧供給が遮断されることにより部品がプリント基板３上に実装される。こうして以後、ヘッドユニット６が部品供給部４とプリント基板３との間を往復しながら必要数の部品がプリント基板３上に順次実装されていくこととなる。

そして、共通のロットに属する同一品種のプリント基板３の実装処理が終了すると、実装機が一旦停止され、オペレータによりフィーダー５の段取り替え作業、すなわち部品供給部４のフィーダー５を次ぎのロットで使用するフィーダー５に入れ替える作業が行われ、この作業が完了すると次ロットの生産が開始されることとなる。

図３は、上記のような実装機の動作を統括的に制御する制御装置をブロック図で示している。

制御装置３０は、論理演算を実行する周知のＣＰＵ、そのＣＰＵを制御する種々のプログラムなどを予め記憶するＲＯＭおよび装置動作中に種々のデータを一時的に記憶するＲＡＭ等から構成されており、本発明に対応する機能構成として主制御部３１、生産データ記憶部３２、計時部３３および演算部３４を含んでいる。

主制御部３１は、予め記憶されたプログラムおよび生産データ記憶部３２に記憶される各種データに従って所定の実装動作を実行すべく上記サーボモータ９，１５等を駆動制御するとともに、係る実装動作に必要な各種演算処理を行うものである。また、この主制御部３１は、本発明の告知発動手段を構成するもので、上述のような部品供給部４の段取り替え作業に先立ちその準備をオペレータに開始させるべく後記表示装置２８およびブザー２９を制御して当該準備作業の開始タイミングをオペレータに告知する。なお、この点については後に詳述する。

生産データ記憶部３２は、プリント基板３の品種、各プリント基板３に実装する部品の品種、各品種の部品を供給するフィーダー５の識別データ等、プリント基板３および実装部品に関する各種情報を記憶するものである。また、段取り替えの準備に要する時間データを記憶する。この時間データは、オペレータ毎に設定、記憶されており、また後述する演算部３４において実績平均値が求められた場合には、この平均値が時間データとして更新的に記憶されるようになっている。つまり、当実施形態では、この生産データ記憶部３２が本発明の記憶手段を構成している。

計時部３３は、本発明に係る計時手段を構成するものであり、オペレータが実際に段取り替え準備に要した時間（作業時間）を計測するものである。この計時部３３は、オペレータによる後記入力装置２６の操作に基づき作業時間の測定を行う。

演算部３４は、オペレータが実際に段取り替え準備に要した時間の平均値を演算するものであり、本発明の演算手段を構成する。演算部３４は、前記計時部３３による計測値をオペレータ毎にその者の履歴情報（サンプル）として記憶するとともに、その（その者の）情報が予め設定されたサンプル数に達するとその（その者の）平均値を演算し、その結果を主制御部３１に出力するようになっている。

なお、主制御部３１には、実装作業に必要なデータや指示を入力するキーボード等の入力装置２６、ＣＲＴ，ＬＣＤ等の表示装置２８およびブザー２９等が接続されており、実装作業に必要な各種データや指示の入力が入力装置２６を介して行われ、また、実装作業の進行状態に関する情報等が表示装置２８に表示されるようになっている。特に、実装作業開始前には担当オペレータが入力装置２６を操作して例えばパスワードを入力することにより主制御部３１により作業に従事するオペレータが認識されるようになっている。また、生産品種の切換え時には、段取り替え準備を開始させるための情報が前記表示装置２８に表示されるとともに前記ブザー２９が作動するようになっている。つまり、当実施形態では、前記入力装置２６および主制御部３１により本発明に係る識別手段が構成され、さらに表示装置２８およびブザー２９により本発明の告知手段が構成されている。

次に、前記制御装置３０による実装機の動作制御のうち、特に、段取り替え準備の開始タイミング告知制御について図４のフローチャートに基づいて説明する。なお、以下の説明中に使用する時刻ｔ０〜ｔ２は図６に準ずるものである。

このフローが開始されると、まず、主制御部３１は、オペレータによるパスワードの入力が行われたか否かを判断し、入力されたと判断した場合には、生産ロットの先頭のプリント基板３を実装作業位置に搬入して実装作業を開始する（ステップＳ１，Ｓ１）。

次いで、ロット生産終了時刻ｔ１、つまり現ロットの最終基板の実装処理が終了する時刻、詳しくは段取り替えのために実装機を停止させる時刻を演算する（ステップＳ３）。この時刻ｔ１は、生産データ記憶部３２に予め記憶されている情報、すなわち当該ロットの生産枚数、その品種のプリント基板３に実装する部品の種類、数等に基づいて求める。

ロット生産終了時刻ｔ１が求まると、主制御部３１はさらに生産データ記憶部３２に記憶されている段取り替え準備（以下、準備作業という）の時間データを読み出し、上記ロット生産終了時刻ｔ１とこの告知タイミングデータとに基づいて準備作業の開始時刻ｔ０を演算する（ステップＳ４）。

ここで、準備時間の上記時間データは、上述した通り段取り替えの準備に要する時間であり、当実施形態では、例えば作業能力が平均的な水準にあるオペレータが当該作業を十分に行うことができる時間がその初期値としてオペレータのパスワードと共に生産データ記憶部３２に記憶されている。従って、ステップＳ４において主制御部３１は、入力されたパスワードに基づきそのオペレータに対応する時間データを生産データ記憶部３２から読出し、この時間データに例えば安全時間（マージン）を加算した時間だけ前記ロット生産終了時刻ｔ１から遡った時刻を準備作業の開始時刻ｔ０、つまり準備作業の開始を告知する時刻として求める。なお、各オペレータの時間データの初期値は全て同じ値に設定されている。

こうして求めた開始時刻ｔ０に基づき、主制御部３１において告知タイミング（準備作業の開始時刻ｔ０）に達したか否かを判断し、告知タイミングに達したと判断すると、主制御部３１は表示装置２８およびブザー２９を作動させ、その旨を表示装置２８に表示させるとともにブザー２９を鳴らしてオペレータの注意を喚起する（ステップＳ５，Ｓ６）。

この告知に対してオペレータがスイッチ操作によりブザー２９を停止させ、準備作業を開始すると、主制御部３１は、このブザー停止操作に基づき計時部３３を作動させ、オペレータによる作業時間の計測を開始する（ステップＳ７，Ｓ８）。なお、オペレータは、段取り替えの準備作業として、次ロットの生産に使用するフィーダー５を一括交換台車６にセットするとともに、フィーダー５の部品残数が少ない場合にはリールの掛け替え、継ぎ足し等を行う。

次いで、主制御部３１は、オペレータによる上記準備作業が完了したか否か、具体的には、準備作業の終了後、オペレータの入力装置２６の操作に基づきその旨の入力があったか否かを判断し、ここで準備作業が終了したと判断した場合には、計時部３３を停止させて、その計測結果（作業時間）を当該オペレータの履歴情報として登録する（ステップＳ９〜Ｓ１１）。なお、オペレータは、準備作業が終了した時点で、当該ロットの生産が終了している場合いはその時点から、当該ロットの生産が終了していない場合には、その生産の終了を待って段取り替え作業、つまり部品供給部４に装着されたフィーダー５（一括交換台車６）を次のロットのものに交換する作業を行う。

準備作業の計測結果の登録が完了すると、主制御部３１は、その登録履歴数が所定のサンプル数に達したか否かを判断する（ステップＳ１２）。ここで所定サンプル数に達していないと判断した場合には（ステップＳ１２でＮＯ）、ステップＳ１９に移行し、さらに段取り替えが完了したか否か、具体的には、段取り替え作業の終了後、オペレータの入力装置２６の操作に基づきその旨の入力があったか否かを判断し、終了したと判断した場合には（ステップＳ１９でＹＥＳ）、ステップＳ１に移行し、オペレータによるパスワードの入力有無の判断を行った後、次ロットのプリント基板３の生産に移行する。

これに対し、ステップＳ１２において所定サンプル数に達したと判断した場合には（ステップＳ１２でＹＥＳ）、登録履歴、詳しくは登録されている計測結果のうち当該準備作業を行ったオペレータに対応するものを演算部３４に読出してその平均値を演算し、この平均値が予め設定された範囲内（上限値と下限値の間）にあるか否かを主制御部３１において判断する（ステップＳ１３〜Ｓ１５）。

ここで、求められた平均値が予め設定された範囲内（上限値と下限値の間）にあると判断した場合には（ステップＳ１４，Ｓ１５で共にＮＯ）、生産データ記憶部３２は、その平均値を当該オペレータの時間データとして更新する（ステップＳ１６）。

これに対して、ステップＳ１３で求めた平均値が所定の上限値を超えていると判断した場合（ステップＳ１４でＹＥＳ）、あるいは同平均値が所定の下限値に満たないと判断した場合（ステップＳ１４でＹＥＳ）には、主制御部３１は、上記平均値を上限値（又は下限値）に置き換える（ステップＳ１７，Ｓ１８）。これにより生産データ記憶部３２は、その上限値（又は下限値）を当該オペレータの時間データとして更新する（ステップＳ１６）。こうして時間データの更新が終了するとステップＳ１９に移行することとなる。

以上のようにこの実装機では、ロット生産終了時刻ｔ１を求め、段取り替え準備に要する時間（時間データ）分だけその時刻ｔ１よりも前に段取り替え準備を開始させるべくオペレータに準備作業の開始タイミングを告知するが、上述したように、その告知タイミングをオペレータの実績に基づいて変更する、具体的には、実際に準備作業に要した時間の平均値を求めてその値を時間データとして変更するようにしているので、オペレータの作業能力に見合った適切なタイミングで作業開始タイミングを告知することができる。

すなわち、図５は、特定のオペレータが実際に準備作業に要した時間の平均値（上記サンプル数の平均値）、すなわち告知タイミングを決定する時間データの時間経過に伴う変化を示しているが、この図に示すように、当初、オペレータは作業に不慣れであるため作業時間にバラツキがありその平均値にも大きな起伏が見られるが、準備作業を繰り返すうちに作業に慣れて熟練度が高まり、次第に作業時間のバラツキも無くなり平均値は当該オペレータの作業能力に応じた一定の値に収束することとなる。従って、告知タイミングを決定するための時間データをこのような作業実績に応じて変更するようにしている上記実装機によると、当該オペレータにとって早過ぎず、かつ遅過ぎない適切なタイミングで作業の開始タイミングを告知することが可能となり、告知の信頼性が向上することとなる。

そして、このように作業開始タイミングの告知の信頼性が向上する結果、オペレータによる段取り替えの準備作業をロット生産終了時刻ｔ１と同時、あるいはこれと殆ど誤差の無いレベルで終わらせることが可能となり、準備作業がロット生産終了時刻ｔ１よりも後に大きくずれ込んで生産遅れを招くといった事態を未然に防止できるようになる。従って、オペレータの作業能力に拘わらず常にロット生産終了時刻から一定時間だけ前に作業開始タイミングを告知する従来のこの種の装置と比べると、上記のような生産遅れの発生を確実に防止することができ、その分、基板の生産効率を高めることができる。

特にこの実装機では、複数のオペレータが交代で作業を行うことを想定し、告知タイミングを決定するための時間データを、オペレータ毎に割付けられたパスワードと共に生産データ記憶部３２に記憶し、オペレータのパスワード入力に基づき実際に作業に従事するオペレータを識別し、その識別結果に対応する時間データを使って作業開始タイミングを決定するようにしているので、何れのオペレータが作業に従事する場合であっても、その者にとって適切なタイミングで作業開始タイミングを告知することができる。従って、何れのオペレータが作業に従事する場合であっても、段取り替えの準備作業をロット生産終了時刻ｔ１と同時、あるいはこれと殆ど誤差の無いレベルで適切に終わらせることができ、ロット生産終了時刻ｔ１には、速やかに段取り替え作業に移行することが可能となる。

また、この実装機では、求められる作業時間の平均値に対して限界値（上限値、下限値）を設定し、この範囲内で時間データを更新するようにしているため、例えば、作業開始タイミングの告知が不要に早期化されるのを防止することができるというメリットもある。すなわち、上限値を定めない場合には、作業時間が長期化するとこれに伴い告知タイミングが際限無く早期化されてしまうため、例えば、オペレータの怠慢作業が続く等すると不要に告知タイミングが早期化され、オペレータによる怠慢作業を助長することとなる。これに対して、上記のように上限値が定められていると、告知タイミングが必要以上に早期化されることがないので、オペレータは特定時間内に準備作業を確実に終わらせることが必要となり、オペレータによる怠慢作業を有効に防止することが可能となる。

なお、以上説明した実装機は、本発明に係る表面実装機（本発明に係る作業開始タイミング告知方法が適用される表面実装機、又は本発明に係る作業開始タイミング告知装置が組込まれる表面実装機）の最適な実施形態の一例であって、その具体的な方法や構成は本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば以下のような態様を採ることもできる。

［１］上記実施形態では、段取り替え作業に先立って行う準備作業を本発明で言うところの補助的作業としてその開始タイミングを告知する場合に本発明を適用しているが、各フィーダー５の部品補給作業を補助的作業とし、その開始タイミングを告知する場合に本発明を適用することもできる。すなわち、部品供給部４にセットされる各フィーダー５は、部品切れが発生する前にテープの掛け替え、継ぎ足し等の部品補給作業を行う必要があり、かかる作業を段取り替え作業と同様にオペレータが事前の告知に基づいて行っている。そのため、このような部品補給作業を開始させるための告知タイミングをオペレータの作業実績に基づいて変更するように構成することもできる。

この場合には、生産データ記憶部３２に部品補給作業の時間データを記憶しておき、主制御部３１によりフィーダー５の部品残数に基づき部品切れが発生する時刻を求め、この時刻よりも上記時間データ分だけ前に表示装置２８等を作動させて補給作業の開始タイミングを告知するとともに、この告知に基づくオペレータの作業時間を計時部３３により測定する。そして、その測定結果が所定のサンプル数に達したら演算部３４によりその平均値を求めその値を上記時間データとして更新するようにする。この場合、上記実施形態と同様に、複数のオペレータが交代で作業を行う場合にはオペレータ（パスワード）毎に時間データを記憶し、また、演算部３４により求められる平均値に対して上限値と下限値を設けて時間データを更新するようにしてもよい。

このようにすれば、フィーダー５の補給作業についてもその作業に従事するオペレータに適したタイミングで作業開始タイミングを告知することが可能となるため、部品切れが発生する時刻に作業がずれ込んで装置の停止を余儀なくされるといったトラブルの発生を未然に防止できるようになる。

［２］上記実施形態では、演算部３４により作業時間の平均値を求めるが（図４のステップＳ１１）、この場合の平均値の演算は、作業時間の総和をサンプル数で除する単純平均に限らず、サンプル中の最大値と最小値を除いて平均値を求める突発値除外平均、あるいは各サンプルに重み付けをして平均する加重平均値であっても構わない。例えば突発値除外平均によれば、オペレータの極端な作業ミス等、トラブル発生時の作業時間をサンプルから除くことができるためより信頼性の高い結果を得ることが可能となる。

また、実施形態では、上記平均値に対して上限値と下限値を設定し、この範囲内で時間データを更新するようにしているが（図４のステップＳ１４〜Ｓ１８）、特に不要な場合にはこのような限界値を設定することなく、求められた平均値をそのまま時間データとして用いるようにしてもよい。

［３］上記実施形態では、本発明の告知手段としてＣＲＴ，ＬＣＤ等の入力装置２６およびブザー２９を用いているが、勿論、これ以外の告知手段を適用することもできる。例えば、シグナルタワーや携帯端末等であってもよい。

［４］上記実施形態では、本発明の作業開始タイミング告知方法および同装置を表面実装機に適用した例について説明したが、同方法および装置は、これ以外にも、例えば部品実装の前処理として基板にクリーム半田等のペーストを塗布するスクリーン印刷装置や塗布装置（ディスペンサ）についても同様に適用が可能である。

すなわち、基板に重ねたマスクシートの上からクリーム半田等のペーストを供給してスキージの作動により同ペーストを延ばして基板に前記ペーストを自動的に塗布する一方で、生産基板の品種変更に伴いマスクシート又はペーストの変更作業（段取り替え作業）をオペレータが行うように構成されたスクリーン印刷装置が知られているが、この種のスクリーン印刷装置についても、ロット生産終了と同時に段取り替えを行うことにより次ロットの生産に速やかに移行する必要があり、そのためには、ロット生産終了時刻よりも前に準備作業、具体的には次ロットで使用するマスクシートの準備や、次ロットで使用するペーストの粘度や内容物を均一にする処理を開始しておく必要がある。従って、スクリーン印刷装置についても、上記のような準備作業の開始タイミングを告知するための構成として上記実施形態の実装機に対応するもの、具体的には図３に示す制御系に相当する構成をスクリーン印刷装置の制御系に組込むのが有効である。このようなスクリーン印刷装置の構成によれば、上記実装機の場合と同様に、オペレータその者にとって適切なタイミングで準備作業の開始タイミングを告知することができるため、段取り替え作業の遅れを未然に防止して最終的に実装基板の生産効率を高めることが可能となる。

また、ディスペンサについては、塗布剤を貯溜するシリンジとこのシリンジから供給される塗布剤を基板に塗布するためのノズルとを備えた移動可能なヘッドを有し、このヘッドの移動に伴い基板上の所定位置に自動的に塗布液を塗布する一方で、生産基板の品種変更に伴う前記シリンジ又はノズルの変更作業（段取り替え作業）をオペレータが行うように構成されたディスペンサが知られており、この種のディスペンサについても、ロット生産終了と同時に段取り替えを行うことにより次ロットの生産に速やかに移行する必要があり、そのためには、ロット生産終了時刻よりも前に準備作業、具体的には次ロットで使用するノズルの準備や、次ロットで使用するシリンジの温調処理を行っておく必要がある。従って、ディスペンサについても、上記のような準備作業の開始タイミングを告知するための構成として図３に示す実装機の制御系に相当する構成をディスペンサの制御系に組込むのが有効である。このようなディスペンサの構成によれば、オペレータにとって適切なタイミングで準備作業の開始タイミングを告知することができるため、段取り替え作業の遅れを未然に防止して最終的に実装基板の生産効率を高めることが可能となる。

［５］表面実装機、スクリーン印刷装置および塗布装置（ディスペンサ）、さらに基板の撮像に基づき印刷結果を判断する印刷基板検査装置、あるいは基板の撮像に基づき部品の実装結果を判断する実装基板検査装置等において、主に基板をその背面側から支持するピンとこのピンを保持するバックプレートとからなる基板支持固定ユニットを有する装置においては、この基板支持固定ユニットの交換準備、あるいはピンが着脱可能に構成されている基板支持固定ユニットについてはピン配置換えの事前準備に関して本発明の作業開始タイミング告知方法および作業開始タイミング告知装置を適用することができる。これによれば、オペレータその他の者にとって適切なタイミングで準備作業の開始タイミングを告知することができるため、基板の変更に伴う基板支持固定ユニットの交換準備やピン配置換えの事前準備といった段取り替え作業の遅れを防止して最終的に実装基板の生産効率を高めることが可能となる。

［６］なお、以上の説明において、作業開始タイミングの告知対象（本発明における補助的作業）は、表面実装機の場合にはフィーダー５の段取り替え準備およびフィーダー５の部品補給、スクリーン印刷装置の場合にはマスクシート又はペーストの変更（段取り替え）準備、塗布装置（ディスペンサ）の場合にはシリンジ又はノズルの変更準備となっているが、勿論、これ以外の作業についても作業開始タイミングを告知する必要がある場合には本発明を適用可能であることは言うまでもない。

本発明に係る表面実装機（本発明に係る作業開始タイミング告知方法が適用された表面実装機、又は本発明に係る作業開始タイミング告知装置が組込まれた表面実装機）を示す平面図である。 表面実装機を示す正面図である。 表面実装機の制御系（段取り替え準備の開始タイミング告知制御に関連する部分）を示すブロック図である。 段取り替え準備の開始タイミング告知制御を説明するフローチャートである。 オペレータによる作業時間（平均値）の時間経過に伴う変化を示すグラフである。 段取り替え準備の作業開始タイミングを説明するタイミングチャートである。

符号の説明

３ プリント基板
４ 部品供給部
５ テープフィーダー
２０ ヘッドユニット
２６ 入力装置
２８ 表示装置（告知手段）
２９ ブザー（告知手段）
３０ 制御装置
３１ 主制御部（告知発動手段）
３２ 生産データ記憶部（記憶手段）
３３ 計時部（計時手段）
３４ 演算部（演算手段）

Claims (9)

1. 基板に対して各種処理を自動的に施す一方、その処理を実施するための補助的作業をオペレータが行うように構成された装置の前記補助的作業をオペレータに行わせる際に、この作業を特定時点までに完了させるべく当該特定時点よりも前に告知手段を使って作業開始タイミングを告知する方法であって、
   前記補助的作業に要する時間の適正値を設定し、前記特定時点よりもこの適正値だけ前に前記作業開始タイミングを告知するとともに、この告知に対して前記オペレータが行う操作に基づき計時手段を作動させ、前記補助的作業の終了後に前記オペレータが行う操作に基づき前記計時手段を停止させて、この計時手段により前記オペレータの実際の作業時間を計測し、その計測結果の予め定められたサンプル数の平均値を求め、この平均値を前記適正値として更新設定することによりそれ以後の前記作業開始タイミングの告知を更新後の適正値に基づいて行うことを特徴とする作業開始タイミング告知方法。
2. 請求項１に記載の作業開始タイミング告知方法において、
   前記補助的作業を複数のオペレータが交代して行う場合には、オペレータ毎に前記適正値を設定しておき、補助的作業に実際に従事するオペレータを識別してその識別結果に対応する適正値を用いて前記作業開始タイミングを告知するとともに、各オペレータに対応する適正値毎にその更新設定を行うことを特徴とする作業開始タイミング告知方法。
3. 請求項１又は２に記載の作業開始タイミング告知方法において、
   前記平均値の上限値を定め、求められた平均値が上限値を超える場合には前記上限値を平均値とみなして前記適正値を更新設定することを特徴とする作業開始タイミング告知方法。
4. 基板に対して各種処理を自動的に施す一方、その処理を実施するための補助的作業をオペレータが行うように構成された装置の前記補助的作業をオペレータに行わせる際に、この作業を特定時点までに完了させるべく当該特定時点よりも前に作業開始タイミングを告知する装置であって、
   前記作業開始タイミングを告知するための告知手段と、
   前記補助的作業に要する時間の適正値を記憶する記憶手段と、
   この記憶手段に記憶された適正値だけ前記特定時点よりも前に前記作業開始タイミングを告知すべく前記告知手段を作動させる告知発動手段と、
   前記告知手段による作業開始タイミングの告知に対して前記オペレータが行う操作に基づき作動し、前記補助的作業の終了後に前記オペレータが行う操作に基づいて停止して、その作動から停止までの時間を計測することにより前記オペレータが実際に行う補助的作業の時間を計時する計時手段と、
   この計時手段による計時結果を記憶するとともにこの計測結果について予め定められたサンプル数の平均値を求める演算手段とを備え、
   前記記憶手段は、前記演算手段により求められた平均値を前記適正値として更新的に記憶することを特徴とする作業開始タイミング告知装置。
   
5. 請求項４に記載の作業開始タイミング告知装置において、
   前記補助的作業を複数のオペレータが交代して行う場合に同作業に従事するオペレータを識別可能な識別手段をさらに有し、
   前記記憶手段は、前記複数のオペレータにそれぞれ対応する適正値を記憶するとともに、適正値毎にその更新設定を行い、
   前記告知発動手段は、前記識別手段による識別結果に基づき、前記補助的作業に従事するオペレータに対応する適正値を前記記憶手段から読出し、その適正値に基づいて告知手段を作動させ、
   前記演算手段は、オペレータ毎に補助的作業時間の前記平均値を求めることを特徴とする作業開始タイミング告知装置。
6. 部品供給用の複数のフィーダーが配列された部品供給部の前記フィーダーから部品を取出して実装作業部の基板上に実装する実装作業を自動的に行う一方、生産基板の品種変更に伴う前記部品供給部におけるフィーダーの入れ替えをオペレータが行うように構成された表面実装機において、
   前記フィーダーの入れ替え作業を実施するに際してその準備を開始するタイミングを告知するための装置として請求項４又は５に記載の作業開始タイミング告知装置を有し、
   この作業開始タイミング告知装置は、フィーダーの入れ替えに先だって行われるフィーダーの準備作業を前記補助的作業としてその開始タイミングを告知することを特徴とする表面実装機。
7. 部品供給用の複数のフィーダーが配列された部品供給部の前記フィーダーから部品を取出して実装作業部の基板上に実装する実装作業を自動的に行う一方、生産基板の品種変更に伴う前記部品供給部におけるフィーダーの入れ替えをオペレータが行うように構成された表面実装機において、
   前記フィーダーの部品補給作業を実施するにその開始タイミングを告知するための装置として請求項４又は５に記載の作業開始タイミング告知装置を有し、
   この作業開始タイミング告知装置は、フィーダーの部品補給作業を前記補助的作業としてその開始タイミングを告知することを特徴とする表面実装機。
8. 基板に重ねたマスクシートの上からクリーム半田等のペーストを供給してスキージの作動により同ペーストを延ばして基板に前記ペーストを自動的に塗布する一方、生産基板の品種変更に伴う前記マスクシート又はペーストの変更作業をオペレータが行うように構成されたスクリーン印刷装置において、
   前記変更作業を実施するに際してその準備を開始するタイミングを告知するための装置として請求項４又は５に記載の作業開始タイミング告知装置を有し、
   この作業開始タイミング告知装置は、マスクシート又はペーストの変更に先だって行われるマスクシート又はペーストの準備作業を前記補助的作業としてその開始タイミングを告知することを特徴とするスクリーン印刷装置。
9. 塗布剤を貯溜するシリンジとこのシリンジから供給される塗布剤を基板に塗布するためのノズルとを備えた移動可能なヘッドを有し、このヘッドの移動に伴い基板上の所定位置に自動的に塗布液を塗布する一方、生産基板の品種変更に伴う前記シリンジ又はノズルの変更作業をオペレータが行うように構成された塗布装置において
   前記変更作業を実施するに際してその準備を開始するタイミングを告知するための装置として請求項４又は５に記載の作業開始タイミング告知装置を有し、
   この作業開始タイミング告知装置は、シリンジ又はノズルの変更に先だって行う当該シリンジ又はノズルの準備作業を前記補助的作業としてその開始タイミングを告知することを特徴とする塗布装置。

Images