CN1357428A - 加工计划方法和装置、及其加工数据作成方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开的加工计划方法和装置、及其加工数据作成方法和装置,通过2单元的区域配置计划装置,优化左右的电流单元的距离(L轴值)A,使射束扫描次数及载物台移动次数为最小。通过区域计划装置优化区域位置使区域数为最小。通过载物台·电流通路计划装置,利用巡回售货员问题的解法,缩短载物台的移动距离及电流扫描器的扫描距离。通过这些措施使激光穿孔机的加工时间缩短。

Description

加工计划方法和装置、及其加工数据作成方法和装置

技术领域

本发明涉及一种利用可在多个方向上扫描或移动的加工装置，及可在多个方向上移动的载物台，对该载物台上配置的工件进行加工时的加工计划方法和装置、及其加工数据作成方法和装置，特别是关于适合应用在通过照射激光束，在印刷电路布线基板等上进行多数穿孔加工的激光穿孔机上，通过数学捕捉穿孔等加工位置2维平面上的分布状态，最佳计划机器的动作，从而可缩短加工时间的加工计划方法；进行由该加工计划方法决定的加工的加工方法；记录有实施上述加工计划方法的程序的计算机可读取的记录媒体；同样的加工计划装置；包括该加工计划装置的加工装置；及为此的加工数据作成方法、装置。

背景技术

近些年来，随着对电子设备的小型化及高密度安装的要求，开始提供将多个印刷布线基板重叠的多层印刷布线基板。在这样的多层印刷布线基板中，为了将上下所叠层的印刷布线基板分别形成的导电层间进行电气连接，在这些基板上形成有被称为贯穿孔的孔。而且通过在这些孔的内部形成导电膜，对各印刷布线基板的导电层间进行连接。

在印刷布线基板上所形成的孔，随着最近印刷布线基板的小型化及高功能化，也逐渐小型化，在直径0.1mm以下。为了高精度形成这样的小径孔，而采用了脉冲振荡式的激光束。

现在的利用脉冲振荡型激光的激光穿孔机一种结构，如图1(全体结构)及图2(详细结构)所示。该激光穿孔机10主要包括：产生脉冲状激光束的激光振荡器12；射束分离器14，将该激光振荡器12产生的激光束13的输出引导至作为加工对象的印刷布线基板(也称工件)6的两个扫描区域(加工区域)8L、8R，为了可以左右同时加工而进行2等分；左电流单元22L(也称电流系统)(参照图2)，用于使该射束分离器14所反射的左側激光束13L在扫描区域8L内，在X轴方向(图的左右方向)及Y轴方向(图的前后方向)上进行扫描；右电流单元22R(参照图2)，用于在通过上述射束分离器14后，使由反射镜16反射的右側激光束13R在右侧的扫描区域8R内，同样在X轴方向及Y轴方向上扫描；及XY载物台40(参照图2)，其中包括使上述印刷布线基板8在X轴方向平行移动的X载物台40X、及在X载物台40X上使上述印刷布线基板8在Y轴方向上移动的Y载物台40Y。

如图2中的详细结构所示，在上述左电流单元22L及右电流单元20R中分别装放有：反射镜24L、24R，分别对激光束13L、13R进行反射；第1电流反射镜26L、26R，使由该反射镜24L、24R所反射的激光束，例如在Y轴方向上进行扫描；第1电流扫描器(也简单称为第1扫描器)28L、28R，用于驱动该第1电流反射镜26L、26R的电流驱动器；第2电流反射镜30L、30R，用于使由上述第1电流反射镜26L、26R在Y轴方向扫描的激光束，还在与其垂直的X轴方向上扫描；第2电流扫描器(也简单称为第2扫描器)32L、32R，用于驱动该第2电流反射镜30L、30R；及fθ透镜34L、34R，通过上述第1及第2电流反射镜26L、26R、30L、30R，使在X轴方向及Y轴方向上扫描的激光束，对印刷布线基板8的表面垂直偏转，并通过照射口(图中已省略)落下。

此处，例如将上述左电流单元22L固定，而右电流单元22R，例如其X轴方向位置可变，在加工开始前，单元间距离(称为L轴值)A是可以变更的。

由于及fθ透镜34L、34R的大小受到成本及质量等方面的限制，所以基板6上的射束可照射范围，限定在以加工过程中位置完全固定的射束照射口正下位置为中心的，例如在40mm×40mm的X轴、Y轴上两边平行的矩形范围(称为扫描区域)8L、8R内。

另一方面，基板6的尺寸例如最大约为500mm×600mm大小，一般比扫描区域大。从而，为了进行基板全体的穿孔加工，使支持基板的XY载物台40在XY平面内自由方向上驱动，移动基板6。

如图3所示的全体动作，这样的激光穿孔机通过反复进行下面两步(称为步进重复)来进行基板全体的穿孔。

(1)  通过XY载物台40移动基板6；

(2)  在左右的扫描区域8L、8R内进行激光穿孔加工。

在被加工面上，照射激光束的部分被蒸发，在印刷布线基板6上形成孔。此处，由于激光束分成2部分，所以同时被加工的扫描区域有左右2个，同时加工区域距离等于加工头间距离。

另外，关于各扫描区域8L、8R内的加工，如图4所示，在左右单元22L、22R的第1、第2扫描器28L、28R、32L、32R的基板上从穿孔结束点，向下一预定穿孔点的移动扫描(称为射束扫描)在全部结束的阶段，反复进行照射激光束的工序。

下面参数图5说明激光穿孔机的各机器作为系统如何作用，进行穿孔加工。

在使激光穿孔机10动作时，向装置的输入包括从CAD数据50和PC机上的窗口52输入的2个GUI输入。

即，穿孔位置、基板定位用的定位标记位置、激光照射次数(称为发射数)等的穿孔条件，通过图中未画出的CAD装置作成，保存在文件中。基板的种类主要有便携电话基板、主板的组件基板等，多数是使某种程度的点的集合(图形)构成一些排列的形式。从而，CAD数据50本身也不是采用将孔位置数据全部排列的方法，而是采用如图6所示，在图形的开始和结束的信号间配置孔坐标，然后将该图形的位移量只排列写出图形数的方法。

加工担当者用PC机输入用的窗口52，在加工数据文件名的输入位置选择软盘或网络上的CAD数据50的数据文件。此外，关于是否进行点数据的XY变换(更换点数据的X坐标和Y坐标，将电流单元的处理区域分割线例如从X轴垂直变更为Y轴垂直的变换)、右单元22R的位置(L轴值)、CAD数据52的格式(Excellon、

SHI、HZ格式等)等一些项目，进行选择式输入。

当所有的输入项目的输入结束，加工担当者按下输入结束按钮(以输入为中心的变换按钮)时，计划装置60以输入内容为基础进行计划处理，返回计划结束信号。于是，在PC机画面上显示出穿孔位置、左右单元处理的区别、扫描区域的配置等视觉表现的平面图，以便目视确认对选择的基板的计划结果。加工者确认平面图，如果没有问题，则按下窗口上的加工开始按钮。通过这一操作，激光穿孔加工机10动作。

计划装置60计划、作成的数据，包括单元间隔数据A、载物台停止位置(扫描区域位置)数据B、载物台停止位置的访问顺序数据C、各扫描区域内的穿孔位置数据D。各扫描区域内的穿孔位置访问顺序数据E等5个。

现有的上述计划装置60用图7中所示的方法，根据CAD数据50和窗口输入值进行设定。

下面对计划装置60计划、作成的数据进行详细说明。

(1)单元间距离数据A

左右电流单元22L、22R间的距离(单元间隔)A，例如可在约150-300mm

的范围内设定。根据PC机的输入用窗口52，设定距离。该数据作为驱动右单元20R时的命令值使用。

(2)扫描区域位置数据B

将各单元的作业区小分割为例如点阵间距离为40mm的正方点阵状。由4个

阵点包围的40mm×40mm的正方形都作为扫描区域。

(3)  扫描区域位置访问顺序数据C

起点是各单元的左下角的扫描区域。载物台对扫描区域间访问的通路(称为载物台通路)例如如图8中所示，可以采用使X轴方向作为蛇的前进方向的蛇形(S形)路径。

(4)  各扫描区域内的穿孔位置数据D

对于所有的穿孔位置，例如采用标记，特定一个自己所属的扫描区域。

(5)  (5)各扫描区域内的穿孔位置访问顺序数据E

各扫描区域例如是40mm×40mm的正方形，但是如图9所示，将该正方形区域首先对X轴例如进行10等分，而在Y轴上从区域的左端开始每隔4mm加画平行的直线。结果可以有10个Y轴方向为40mm、X轴方向为4mm的长方形区域。对于各长方形区域的穿孔位置按Y坐标值进行分类。但是，相邻的长方形区域总是一个为升序排列，另一个为降序排列。在某一个长方形区域最后一点下面访问的点是其右面相邻的长方形区域的最初一点。在由以上操作决定的扫描区域内的穿孔位置间，射束照射位置访问的路径(称为电流通路)，全体可以采用使X轴方向按蛇的前进方向的蛇行路径。

激光穿孔机的各机器，根据控制装置62发出命令进行动作。

具体来说，上述右单元22R的驱动，按控制装置62接收

加工开始指令的定时，发出命令。在移动结束的时刻将移动结束信号传送给控制装置。

另外，上述激光振荡器12的激光振荡按控制装置62接收从两单元22L、22R的两个第2扫描32L、32R所输出的移动结束信号双方的定时，发出命令。在对必要的发射数进行振荡结束的时刻，使振荡结束信号返回控制装置6。如果是在该扫描区域的最后访问的点，则使该扫描区域内的所有穿孔位置的激光穿孔加工处理结束的信号，返回控制装置62。另外，如果是在该扫描区域的最后访问的点，并且现在的扫描区域是最后访问的区域，则将加工结束信号传送给PC机上的窗口52。

另外，上述扫描器28L、28R、32L、32R的驱动，按控制装置62发送从激光振荡器12所输出的激光振荡结束信号、或从XY载物台40所输出的移动结束信号的定时，发出命令。在结束向下一穿孔位置的点移动时刻，使移动结束信号返回控制装置62。

上述XY载物台40的驱动，按控制装置62接收从扫描器28L、28R、32L、32R输出的，某扫描区域内的所有穿孔位置的数据穿孔加工处理结束信号的定时，发出命令。在向下一扫描区域的移动结束时刻，使移动结束信号返回控制装置。

但是，现有的计划方法是不论穿孔点位置的分布状态如何，而嵌入预先作成的型式中的方法，决不限是最佳的，而且特别对于以下4点希望有可进行最佳设定的装置。

(1)点数据XY坐标交换

(2)单元间距离设定

上述二项以前都是在输入窗口上二者取一的廉价设定方法，不能进行最佳的方法设定。

(3)载物台通路设定

如果按上述的设定法，也将会产生只有一个穿孔位置的扫描区域，扫描区域数没有优化。

(4)电流通路设定

根据上述设定法，一次的移动距离会出现例如从扫描区域的端到端40mm徒劳无益的移动。

在特开平11-14931中，记载了当对半导体晶片的各加工对象芯片内的加工对象的熔丝熔断时，决定2个头的相对位置关系，维持该位置关系，并决定连接全加工对象芯片的芯片最佳路径、及连接芯片内的熔丝、块(ブロック)全部的最佳路径的方法，但并不是对区域进行2分割，而是将移动到有加工区域的芯片时的应加工熔丝位置的分担，二分成二个加工处理部，以便可以使(2头用自由块用的内熔丝数)/(2头用自由块(フラィブロック))为最大，并不适合用于本申请对象的激光穿孔机。

本申请人在特愿2000-3180中提出了通过解巡回售货员问题，使扫描区内的电流通路优化的方法，但是对载物台通路并未考虑，还不充分。

另外，上述的加工计划程序通常编入激光加工机的软件中，计算负荷大，对不具有计算专用的高速处理机的加工机一侧的动作有不良影响，为了使用最新的程序，存在需要每次进行版本升级等问题。这一点，即使抽出加工计划的程序，作为单独的软件提供也是一样的。另外也可利用软盘等记录媒体，请用户邮寄加工位置数据，在厂家的支持中心等作出加工计划，由邮寄返回，但是邮寄交接要花费时间。

发明的内容

本发明的第1课题可消除上述现有的问题，不改变激光振荡器、激光扫描机构、工件移动机构等的应答性，缩短工件的总移动时间、缩短激光束等的加工装置的总扫描时间两个课题，则通过数字捕捉加工位置的2维平面上的分布状态、计划最佳轨迹来解决，从而提高加工机器的生产量。

本发明的第2课题是通过引入高效存放几何学的点数据的数据结构，不降低以缩短加工时间为目的的计划精度。缩短计划所花的计算时间。

本发明的第3是提供实施上述加工计划的加工计划装置。

本发明的第4课题是利用计算机专用的高速处理机，总是以最新版本可迅速作成加工数据。

本发明为了解决上述第1课题，当将分散在工件上的多个加工位置分配给同时加工的多个加工区域进行加工时，首先决定各加工区域内加工位置的最佳加工路径；然后决定各加工区域内加工位置的加工顺序，使同时所加工的加工区域的总加工时间为最小。

本发明同样为了解决上述第1课题，当决定分散在工件上的多个加工区域的加工顺序时，对各加工区域上加工路径的起点进行位移，使之对多个存在的同时加工区域所同时进行的扫描时间或移动时间均匀，缩短总加工时间。

本发明同样为了解决上述第1课题，当对于分散在工件上的多个加工位置或工件内所设定的加工区域，使用巡回售货员问题，决定加工顺序时，通过解决巡回推销人员问题，使一巡回路径为最小之后，决定起点和终点，以便检测最长的移动，并将其除去。

本发明同样为了解决上述第1课题，当对于分散在工件上的多个加工位置或工件内所设定的加工区域，使用巡回售货员问题，决定加工顺序时，通过解加以改善的巡回推销人员问题，使之从一巡回路径减去最长移动的值为最小值，求出一巡回路径；最后除去最长的移动，决定起点和终点。

本发明同样为了解决上述第1课题，当从分散在工件上的加工位置决定加工装置在扫描区域配置时，反复进行以下步骤：临时设定下一加工区域，使其包围未被加工区域包围的第1方向的端点；为使该临时设定的加工区域可包围与上述第1方向不同的第2方向的端点，而在该第2方向上移动；为使该移动的加工区域可包围该移动后位置上的上述第1方向的端点，而再次在该第1方向上移动；为使该移动的加工区域可包围该再移动后位置的上述第2方向的端点，通过反复进行再次在该第2方向上移动的步骤，确定下一加工区域。

另外，上述加工区域具有与上述第1方向及第2方向相直交的方形框。

还有，设定上述第1方向及第2方向使其对应于工件的移动方向。

本发明为了解决上述第1课题，当从分散在工件上的加工位置决定加工装置的加工区域配置时，首先将工件全表面单纯分割成加工区域；然后将没有加工位置的加工区域全部除去。

另外，本发明同样为了解决上述第1课题，当从分散在工件上的加工位置决定加工装置的加工区域配置时，反复进行在未被包围的加工位置数量最多的位置上配置加工区域的处理，直到所有加工位置被包围为止。

还有本发明同样为了解决上述第1课题，当从分散在工件上的加工位置决定加工装置的加工区域配置时，首先临时决定区域配置；然后，使加工区域向附近位移，除去不需要的加工区域。

另外，使上述加工区域单独属于该区域内的点，在不脱离该区域的条件下，向附近位移，除去不需要的相邻区域。

或者，使在上述加工区域内由重复部位连结的2个以上的区域，单独属于该2个以上区域的点，在不脱离该2个以上区域的条件下，分别使上述2个以上区域向附近位移，除去不需要的相邻区域。

本发明为了解决上述第1课题，当从分散在工件上的加工位置决定加工装置的加工区域配置时，在相同加工位置属于多个区域时，决定进行该加工的区域，要使属于多数同时各加工区域的加工位置数均等。

另外，将属于上述多个区域的加工位置，首先在多数同时加工区域内，分配给差大的区域；然后将剩下的加工位置分配给差小的区域；最后将剩下的加工位置均等分配给两个区域。

本发明为了解决上述第1课题，当从分散在工件上的加工位置决定加工装置的加工区域配置时，调整区域位置，使加工位置集中在各加工区域的中央部。

另外，调整区域位置，使上述加工位置扩展的中心与加工区域的中心一致。

或者，上述加工位置在不脱离加工区域的限度内，使区域位置接近加工位置的重心。

本发明为了解决上述第1课题，当利用可向多个方向移动的载物台，加工在该载物台上配置的工件时，将上述载物台的移动路径起点，作为将工件从装载器放在载物台的位置；而将终点作为使工件移到卸载器之前的位置，通过解固定端点的巡回售货员问题，决定上述载物台的移动路径。

本发明为了解决上述第1课题，当通过在加工区域内可对加工装置可进行扫描或移动的多个加工单元(例如，在扫描区域内可扫描激光束的射束照射单元和在移动区域内可移动机械式钻孔机的钻孔机移动单元)，同时对可移动的载物台上配置的工件进行加工时，决定加工单元的间隔，使加工装置扫描或移动次数(例如，射束扫描次数和钻孔机移动次数)及装载台移动次数为最小。

另外，在上述加工装置扫描或移动次数和载物台移动次数上，根据扫描时间及移动时间的不同进行加权。

另外，设定上述加工装置单元的间隔；使此时的各加工装置单元的扫描或移动范围重叠，求出最少加工区域数的区域配置；计算此时的加工装置扫描或移动次数及载物台移动次数。

本发明为了解决上述第1课题，改变工件方向进行上述的处理；自动采用加工装置扫描或移动次数及载物台移动次数为最小的工件方向。

本发明为了解决上述第2课题，当利用可在多个方向进行扫描或移动的加工装置，对工件进行加工时，使表示分散在工件上加工位置或加工区域的点位置数据，用树型数据结构表现。

另外，上述树是K维二分法检索树。

另外，在决定分散在工件上的加工区域的位置后，利用上述树，列举各加工区域内的点数据。

另外，从上述树的根节点，对于内部节点，根据该节点的子节点表示的区域和搜索区域相结重合的情况，判断是否检索该节点的子节点，并且只在到达叶节点时，才直接对点数据进行访问。

另外，利用上述树，进行检索离注视点最近点的最邻近点搜索处理。

另外，从上述树的根节点，开始上述最邻近点搜索处理。

另外，当具有以注视点为中心，以到现在最邻近点的距离为半径的园和节点所表示的区域有重叠时，对该节点进行搜索。

另外，当上述节点是叶节点时，对该节点表示的区域内所有的点求出距离，判断是否短。

另外，各点数据具有有关各自己所属的叶节点的信息；对存在想寻找最邻近的注视点的叶节点直接进行访问，然后，只要存在需要搜索的节点时，则通过向上述树的根节点方向回溯，进行上述最邻近点搜索处理。

另外，当具有以注视点为中心，以到现在最邻近点的距离为半径的园和节点表示的区域，露出在表示现在节点的区域之外时，根据露出情况，进行自己的兄弟节点或自己父方的兄弟节点的搜索。

另外，通过反复进行：上述最邻近点搜索处理；及利用排除所发现的最邻近点的树，搜索下一个最邻近点的处理；按接近注视点的顺序，列举邻近点。

另外，从起点到终点反复进行：通过上述最邻近点搜索处理，搜索未与加工路径连接的最邻近点，作为新的注视点连接到加工路径的处理；及利用排除发现的注视点的树，搜索下个最邻近点，作为新的注视点，连接到加工路径上的处理；作成加工路径。

另外，通过减少各点数据附属的索引结束序号，或增加开始序号，进行从上述树排除发现的点的处理。

另外，当从上述树排除发现的点时，如果某节点内的点数据全部消失，则在节点上要具有表示没必要访问该节点的信息。

另外，将通过上述任一项中记载的加工计划方法所决定的加工路径，作为使用巡回售货员问题、决定加工顺序时的初始解。

另外，为了解决上述第2课题，通过发现某加工区域内的点数据配置、和别的加工区域内的点数据相对一致的区域组，可省去没必要的高负荷运算。

还有，通过对一个区域的全部点，作为加有一定坐标偏差量的点位置数据；

从另一个区域的树的根节点，不断向表示存在上述点位置数据区域的节点移动；及只在移动到叶节点时，检查是否存在与上述点位置数据一致的点位置数据的处理；进行寻找上述点数据的配置相对一致的区域组的处理。

另外，在以最少数的同尺寸矩形包围加工区域内的点数据处理中，每当以循环调出作成临时加工区域时，对该临时加工区域及各加工区域内的临时的位置数据的双方，作成上述树。

另外，在确定加工区域时，对加工区域、及各加工区域内的点位置数据的双方，作成上述树。

本发明提供的加工方法，进行由上述的任一项记载的加工计划方法所决定的加工(例如激光加工及穿孔加工)。

本发明提供的计算机程序，用于实施上述的任一项中记载的加工计划方法。

本发明为了解决上述第3课题，用于将分散在工件上的多个加工位置，分配给同时加工的多个加工区域上进行加工的加工计划装置中，包括：决定各加工区域内加工位置的最佳加工路径的加工路径决定装置，及决定各加工区域内加工位置的加工顺序的加工顺序决定装置，使同时加工的加工区域的总加工时间为最小。

本发明同样为了解决上述第3课题，用于在决定分散在工件上的多个加工区域的加工顺序时建立加工计划的加工计划装置中，具有的加工顺序位移装置对多数存在的同时加工区域，使各加工区域上的加工路径的起点进行位移，缩短总加工时间，以便能够使同时进行的扫描时间及移动时间均匀化。

本发明同样为了解决上述第3课题，用于对分散在工件上的多个加工位置或设定在工件内的加工区域，使用巡回售货员问题，决定加工顺序时建立加工计划的加工计划装置中，具有决定起点和终点的的扫描路径决定装置，以便通过解巡回售货员问题，使一巡回路径为最小之后，检测最长的移动，并使其除掉。

本发明同样为了解决上述第3课题，用于对分散在工件上的多个加工位置或设定在工件内的加工区域，使用巡回售货员问题，决定加工顺序时建立加工计划的加工计划装置中，具有决定起点和终点的扫描路径决定装置，以便通过解使从一巡回路径减去最长移动的值为最小的改良巡回售货员问题，求出一巡回路径，最后除掉最长的移动。

本发明同样为了解决上述第3课题，用于对分散在工件上的多个加工位置，决定加工装置的加工区域配置时建立加工计划的加工计划装置中，具有区域配置决定装置，通过反复以下步骤：临时设定下一个加工区域，以便包围未由加工区域包围的第1方向的端点；在该第2方向上移动，以便该临时设定的加工区域包围与上述第1方向不同的第2方向的端点；再次在该第1方向上移动，以便该移动的加工区域包围该移动后位置上的上述第1方向的端点；及重复再次在该第2方向上移动的步骤，以便该移动的加工区域包围该再移动后的位置上的上述第2方向的端点；来确定下一加工区域。

本发明同样为了解决上述第3课题，从分散在工件上的加工位置，决定加工装置的加工区域配置时建立加工计划的加工计划装置中，具有区域配置决定装置，首先将工件全表面单纯分割为加工区域，然后，除去没有加工位置的加工区域。

本发明同样为了解决上述第3课题，从分散在工件上的加工位置，决定加工装置的加工区域配置时建立加工计划的加工计划装置中，具有配置决定装置，用于反复进行在未被包围的加工位置数最多的位置上，配置加工区域的处理，直到所有的加工位置被包围为止。

本发明同样为了解决上述第3课题，从分散在工件上的加工位置，决定加工装置的加工区域配置时建立加工计划的加工计划装置，

具有区域配置决定装置，首先临时决定区域配置，然后将加工区域位移到近旁，除去不需要的加工区域。

本发明同样为了解决上述第3课题，从分散在工件上的加工位置，决定加工装置的加工区域的配置时，建立加工计划的加工计划装置中，具有所属区域决定装置，用于决定进行该加工区域，使之在同一加工位置属于多个加工区域时，属于多数的同时各加工区域的加工位置数均等。

本发明同样为了解决上述第3课题，从分散在工件上的加工位置，决定加工装置的加工区域配置时建立加工计划的加工计划装置中，具有区域位置调整装置，用于调整区域位置，使之在各加工区域的中央部集中加工位置。

本发明同样为了解决上述第3课题，在利用在多个方向上可移动的载物台，对在该载物台上配置的工件进行加工时，具有移动路径决定装置，通过将上述载物台的移动路径起点作为将工件从装载器放在载物台上的位置，而将终点作为将工件移到装载器前的位置，通过解固定端点的巡回售货员问题，决定上述载物台的移动路径。

本发明同样为了解决上述第3课题，通过在加工区域内对加工装置进行扫描的多个加工单元，同时对在可以移动的载物台上配置的工件进行加工时建立加工计划的加工计划装置中，具有单元间隔决定装置，用于决定加工单元的间隔，使加工装置扫描或移动次数及载物台移动次数为最小。

本发明同样为了解决上述第3课题，具有工件方向决定装置，用于改变工件方向，进行由上述单元间隔决定装置的处理；及自动采用加工装置扫描或移动次数及载物台移动次数为最小的工件方向。

本发明同样为了解决上述第3课题，当采用在多个方向上可以扫描或移动的加工装置，对工件加工时，建立加工计划的加工计划装置中，包括：对由树形数据结构表现的表示分散在工件上的加工位置或加工区域的点位置数据进行存储的装置；及利用由上述树形的数据结构表现的位置数据，决定加工区域位置及加工顺序的装置。

本发明提供的加工计划装置，包括上述的任一项中记载的加工计划装置。

本发明提供的计算机程序，用于实现上述的任一项中记载的加工计划装置。

本发明为了解决上述第4课题，根据通过通信线路由加工装置端接收的加工位置数据，决定加工计划；及将信息返回给上述加工装置端。

另外，通过上述任一项中记载的方法，决定上述加工计划。

本发明还提供计算机程序，用于实现上述加工数据作成方法。

本发明同样为了解决上述第4课题，在加工数据作成装置中，具有通过通信线路，从加工装置端接收加工位置数据的接收装置；根据接收的加工位置数据，决定加工计划的计划装置；及将决定的加工计划返送回上述加工装置端的发送装置。

另外，通过上述的任一项中记载的方法，决定上述加工计划。

本发明提供的计算机程序，用于实现上述的加工数据作成装置。

本发明提供的计算机可以读取的记媒体上，记录有上述计算机程序。

根据本发明，通过数学捕捉加工位置信息，对机器的动作进行更优化计划，可以缩短激光加工的加工时间。

另外，在不降低以缩短加工时间为目的加工计划精度的情况下，可以缩短计划所花的计算时间。

本发明更高速的处理及使用次数，例如在上述直交区域搜索中，由于是否在临时区域内的一个一个区域决定途中、决定区域时使用，所以大约为“临时区域的作成次数×区域数平均”次。

另外，上述邻近点清单(リスト)的作成，由于是巡回售货员问题的前处理，所以在所有的点数据及区域位置数据中每个用一次，为“穿孔位置数+半区域的区域数”次。

另外，上述最近邻域法，由于对每个巡回售货员问题用一次，所以最大为“1+基板全体的区域数”次(“1”是计划载物台通路时的巡回售货员问题)。

另外，上述全一致询问中的区域间比较的次数，最大约为“(基板全体的区域数)2/2”次(初一看感到由于存在平方项所以计算量大，但是区域间的孔配置完全一致的判断，即使有一点不存在全一致点，则判断就结束，所以一般来说不会有大的计算量)。

在上述中，特别是作成邻近点清单，解巡回售货员问题的流程处理(属于反复改善法范畴的解法，基本上沿着该流程)，对全部计算所占的比例多。这部分可显著表示高速化。

另一面，树的作成额外需要花时间，但是树的做作成次数是“临时区域的作成次数+1+基板全体的区域”次，通过树的作成，比进行高速处理的次数足够小，另外由于作成所花时间也不那么长，所以不会成问题。从而在整体上计算时间的缩短效果是足够的。

另外，根据通信线路从加工装置端接收的加工位置数据，决定加工计划，对上述加工装置返回信息时，利用计算专用的高速处理机，可以总是以最新版本迅速作成加工数据。

附图的简要说明

图1表示使用本发明的激光穿孔机全体结构的透视图

图2表示该机详细结构的透视图

图3表示该机步进重复的全体加工动作的时间图

图4表示该机各扫描区域内加工动作的时间图

图5表示激光穿孔机的现有装置系统构成的方框图

图6表示该机的CAD数据例的线图

图7表示该机的现有数据设定方法的处理步骤概要流程图

图8表示该机现有的载物台位置及通路例子的透视图

图9表示该机现有的电流扫描器通路例子的平面图

图10表示本发明所涉及的激光穿孔加工计划装置实施例构成的方框图

图11表示上述实施例全体处理步骤的流程图

图12表示该实施例的2单元的区域配置计划装置处理步骤的流程图

图13为说明该实施例单元间距离设定原理的平面图

图14表示该实施例射束扫描次数及载物台移动次数和最佳单元间距离关系例子的线图

图15表示该实施例为说明XY坐标变换适用性的基板例子的线图

图16表示该实施例XY坐标变换状态的线图

图17为说明该实施例的区域重叠时穿孔位置分配原理，表示重叠时区域分配例子的平面图

图18表示该实施例的上述穿孔位置分配例子的线图

图19该实施例重叠分配处理的具体处理步骤例子的流程图

图20表示该实施例分配一例的线图

图21表示该实施例分配的另一例的线图

图22表示该实施例以穿孔位置扩展为中心对区域位置进行微调整情况的平面图

图23表示该实施例以穿孔位置为重心对区域位置进行微调整情况的平面图

图24表示2单元的区域配置计划装置的变形例处理步骤的流程图

图25表示上述变形例的单元间距离备选例的平面图

图26表示上述实施例的区域配置计划装置处理步骤的流程图

图27为了具体说明上述处理步骤，表示寻找下一区域位置的状态平面图

图28同样，表示发现了未被包围的最左边的点状态的平面图

图29同样，表示对区域宽度的带区域发现了未被包围的最下边区域的状态平面图

图30同样，表示与确定区域重叠大时的例外处理的平面图

图31同样，表示在下一区域中发现了最左边点的状态的平面图。

图32同样，表示避免重叠的状态的平面图

图33同样，表示确定了下一区域的状态的平面图

图34表示区域决定方法变形例原理的平面图

图35同样，表示处理步骤的流程图

图36在上述变形例中表示搜索区域附近的一例的线图

图37同样，表示另一例子的线图

图38表示上述实施例的载物台电流通路计划装置处理步骤的流程图

图39为说明本发明的原理，表示载物台的移动时间不同的例子的线图

图40表示装载器、卸载器和XY载物台等位置关系和最佳路径例子的平面图

图41为了说明本发明的原理，表示电流扫描器的移动时间不同的例子的线图

图42表示在上述载物台·电流通路计划装置上所执行的左右单元的移动

图形的配合原理的时间图

图43同样，表示左右扫描区域一方的访问顺序的位移效果的平面图及时间图

图44关于起点、终点的最佳设定，表示决定一巡回路径后除去最长移动的状态的平面图

图45同样，表示通过“(一巡回路径)一(最长的移动)”决定一巡回路径的步骤的流程图

图46同样的平面图

图47表示区域配置计划装置的效果一例的平面图

图48同样，表示上述效果的另一例的平面图

图49同样，汇总表示区域数变化状态的图表

图50为了表示单元间距离优化的效果，表示对单元间距离的射束扫描次数与载物台移动次数关系例的线图

图51同样，汇总表示数值结果的图表

图52同样，对现有的电流通路和使用本发明后的电流通路例子进行比较表示的线图

图53同样，对现有例与本发明的实施例中的穿孔位置数和电流扫描器移动距离关系例进行比较表示的线图

图54同样汇总表示数值结果的图表

图55为了说明表示树的节点间关系的用语的线图

图56表示在本发明中所使用的二维数据例的平面图

图57同样表示向树的装放状态的线图

图58同样表示数据描述例的线图

图59表示本发明适用对象的矩形区域搜索情况的平面图

图60同样表示最邻近点搜索及邻近点清单作成情况的平面图

图61表示在本发明的实施例用最近邻域法巡回路径作成过程举例的平面图

图62同样表示用反复改善法(局部搜索法)的处理步骤举例的流程图

图63同样表示自项向下方法的处理步骤例子的流程图

图64表示在上述自顶向下方法中判断应进行搜索区域的情况的平面图

图65表示本发明的实施例中用自底向上方法的处理步骤举例的流程图

图66表示在上述自底向上方法中判断应进行搜索区域的情况的平面图

图67表示本发明的实施例中全一致询问的有效性的平面图

图68表示本发明的实施例系统构成的方框图

图69同样表示处理步骤的流程图

图70表示上述实施例变形例的系统构成的方框图

图71表示上述实施例另一变形例的系统构成的方框图

图72表示扫描方向变形例的平面图

本发明的具体实施方式

下面参照附图，详细说明在激光穿孔机上使用的本发明的实施例。

本发明涉及的激光穿孔机的加工计划装置70的实施例如图10所示，由多数单元(本实施例中为2单元)的区域配置计划装置72、及载物台电流通路计划装置76构成。

上述2单元的区域配置计划装置72，以穿孔点的坐标值为基础，决定扫描区域(加工区域)数为最小的左右电流单元2ZL、2ZR的作业区域，如果需要XY坐标值的变换，则执行，决定上述单元间距离A，并作出扫描区域位置数据B、及各扫描区域内的穿孔位置数据D。

在该2单元的区域配置计划装置72中，包括由最小数的同一尺寸的矩形包围2维区域内的所有点而决定矩形配置的区域配置装置74，反复进行循环处理，直到可以决定最佳的单元间距离。

上述区域配置计划装置74，对某区域及该区域内的穿孔位置为最小数的扫描区域数的区域配置进行计划。

上述载物台·电流通路计划装置76的输入是扫描区域位置数据B和穿孔位置数据D，对访问扫描区域顺序(载物台通路)及访问各区域的穿孔位置的顺序(电流通路)进行计划，作出扫描区域位置访问顺序数据C及穿孔位置访问顺序数据E。

下面参照图11对各装置进行的处理进行具体说明。

如图12中所示，上述2单元的区域配置计划装置72进行所谓“一变量函数最小化”处理。在本实施例中，一变量函数的极小化算法采用了一般所熟知的黄金分割法。即，这种方法，当在区域配置计划装置74上输入单元间隔距离A时，利用可以计算载物台移动次数及“射束扫描次数”、或在这些上面分别加权的参数(后面将详述)，可以将这些计算结果看成函数的输出值的作用；并决定将该输出值最小化的单元间距离。

在说明具体的计划步骤之前，先说明上述“射束扫描次数”用语的意义、使载物台移动次数及“射束扫描次数”最小化的根据、及被包括2单元的区域配置计划装置72内部的区域配置计划装置74的利用方法。在左右单元同时加工区域的穿孔数内，取其大的一个、减1，是某同时加工区域中的“射束扫描次数”，对全部的同时加工区域取该值的总和定义为“射数扫描次数”。该射束扫描次数越少，越可以取左右同时加工区域的孔数均衡性，使只在一个单元进行照射加工的无为穿孔的状况越减少，总加工时间减少的可能性越高。另外，可以很容易想象到载物台移动次数越少，总加工时间减少的可能性越高。

为什么总射束扫描时间和总载物台移动时间2者占据总加工时间的大部分呢，这些大体以由下式求出。

总射束扫描时间的总和＝(射束扫描时间的平均值)×(射束扫描次数)；

总载物台移动时间的总和＝(载物台移动时间的平均值)×(载物台移动次数)；

射束扫描时间和载物台移动时间的平均值的缩短是载物台·电流通路计划装置76的作用，是可以实现的，如果通过2单元的区域配置计划装置72可以使射束扫描次数及载物台移动次数为最小，则总加工时间就应该减少。

由于单元间距离在加工时是一定的，所以另一方使一方平行位移单元间距离时，区域配置决定时刻的左右射束照射区域的区域配置，处于完全一致的关系。为此，当单元间距离A设定在某值时，如图13中所示，使左右区域例如左端一致进行重叠，作成临时区域，并对作成的区域，利用区域配置计划装置74，可以决定最少数的扫描区域配置，并可以计算此时的射束扫描次数及载物台移动次数。

通过如上所述采用区域配置计划装置74，可以如图14所示求出对任意单元间距离的载物台移动次数及射束扫描次数。即原理是，如果对这些值为最小的单元间距离，通过例如黄金分割法等一变量函数的极小化方法，用数步的反复处理求出，则可以达到目的。

黄金分割法不是严密的一变量函数的“最小化”算法(发现全区域最佳解的算法)，而是“极小化”算法(发现局部最佳解算法)，但是实际上，求多峰形状的函数最小值是非常困难的，所以本实施例中，采用了可以用数步发现极小值的黄金分割法。在求更接近最小值的极小值时，也可以采用例如模拟退火法(Simulated-annealingmethod)等的试探(heuristic)解法(也称发现解法)。

实际上上述二个函数的形态是复杂的，决定使双方为最佳的位置是困难的(一般称为“多目的(此处为2目的)优化问题”)

为此，射束扫描平均时间约为1-3msec，载物台移动平均时间约为0.2-0.4秒左右，所以在射束扫描和载物台移动上加权约100-400(＝β)，可以设定。

G(射束扫描次数)+β×S(载物台移动次数)

为最小(有时也称为“权重参数法”)。此处，β由实验决定。

通过该操作也可以将2目的优化问题还原为1目的优化问题。

另外，也可以在射束扫描次数G中附加系数γ，为

γ×G+β×S

该一般式当由实验求出的β值为小数值时，一般来说，由于计算机整数值运算比小数值运算速度快，所以可考虑使G+β×S全体进行适当整数倍(γ倍)为

γ×G+γ×β×S

重新用β置换γ×β

另外，如果β＝0γ＝1，则G即表示射束扫描次数。另外，如果β＝1，

γ＝0，则S即表示载物台移动次数。在本问题中，由于估计G和S为最小的单元间距离的值接近，所以通过只对某一方的优化，也可以缩短计算时间。

具体来说，如图12中所示，首先在步101输入穿孔点位置的坐标。

然后，通过步102-104及步105及步107，由区域配置计划装置74计算出单元间距离为最小位置(约100mm)和最大位置(约300mm)上的扫描区域数及射束扫描次数，或对这些分别加权的参数。

在此，单元间距离A与现有的一样，最小值为100mm，最大值为300mm。通过模拟可以确认最佳单元间距离是接近将横幅分割为1/2位置的位置，但是因基板不同，有时也有比100mm小的情况及比300mm大的情况。下限100mm有时由于单元自身的物理宽度而不能改变，但是上限300mm也是可以改变的。另外，100mm、300mm的最小值、最大值设定在上述步骤的初始位置(步102、105)，但是由于基板的大小不同，有时在该范围内没有区域最小位置，及明确100mm附近的距离过短而没必要检查。从而根据基板的尺寸。初始位置也随机应变地设定。

然后，在步108上将单元间距离A再设定在此前位置2次间的适当位置(例如黄金分割比)，并在步109及110上，通过该区域配置计划装置74，计算出该位置上的扫描区域数。

如果可以在图12的步110上计算γ×G+β×S的结果判断为最小，则在步111上使循环结束，如果判断不是最小，则返回步108。

当在步111，脱离循环时，存储此时的区域数及单元间距离，在步112上交换数据的XY坐标，再次执行由虚线包围的步102至111的循环处理。

这样，通过进行数据的XY坐标变换，实现原来的数据XY双方的轴的垂直分割，对该双方进行单元间距离A的优化，通过采用好的一方，可以设定射束扫描次数、载物台移动次数更少的单元间距离。例如在图15中所示的基板时，如图16所示，可以对X轴方向的分割和Y轴方向的分割双方进行计算，选择最佳的一方。

在对基板的放置改变90度时，必须将该情况通知给加工者。或者，也可以在将基板放置到激光加工机的装载器上设置旋转机构，自动旋转。

通过上述比较，在图12的步114上，确定载物台移动次数及射束扫描次数为最小的单元间距离。如果是对原来CAD数据上的X轴进行分割，则再进行一次XY坐标交换，返回。

在该阶段求出单元间距离及该区域大体配置。区域数是最小，但是有时扫描区域重叠。为此转到步115，确定重叠部位的穿孔位置是包括在哪个扫描区内，即确定全部穿孔点位置所属的扫描区域的标记(序号)。

即如图17中所示，区域F和G重叠，当在区域F(1)、F(2)和区域G(1)、G(2)(括弧内的数字1表示左单元，数字2表示右单元)的双方区域中有重叠的区域W(1)、W(2)时，如下式所示，通过使左右同时加工区域的孔数均等分配，使左右区域F的孔数多的一方、和左右区域G的孔数多的一方之和为最小，这样可以缩短时间。

Min(Max(F(1)的孔数、F(2)的孔数)+Max(G(1)的孔数、G(2)的孔数)  ……(1)

如图18的上段所示，当只属于左单元的区域F(1)的穿孔位置为30孔、同样只属于区域G(1)的穿孔位置为20孔、重叠区域W(1)为60孔，只属于右单元的区域F(2)的为10孔，只属于区域G(2)的为40孔，重叠区域W(2)为50孔时，不必特别想办法，当机械的例如在上面决定的区域中全部分配时，如图18的中段所示，左单元的F(1)为90孔、G(1)为20孔。右单元的F(2)为60孔、G(2)为40孔，区域F的电流发射数为90次、区域G的电流发射数为40次，合计为130次。

与此相比，根据本发明对同时加工区域的孔数进行均等分配时，如图18的下段所示，在左单元的F(1)上为55孔、G(1)上为55孔、右单元的F(2)上为55孔、G(2)上为45孔，区域F的电流发射数为55次、区域G的电流发射数为55次，合计为110次，共计可以减少20次。

执行重叠部分分配处理的顺序，作为决定采取例如按照随机顺序、重复孔数多的顺序等适当的方法，说明重叠部位分配处理的步骤。此处，用小写字f(1)、g(1)等表示孔数。将f(1)、f(2)分别作为属于与左或右单元的区域F的G不重叠位置的孔，而将g(1)、g(2)分别作为属于与左或右单元的区域g和f不重叠位置的孔，将fg(1)、fg(2)分别作为在左或右单元的区域F、G的2区域的重叠区域W1、W2上的孔，将|f(1)|、|g(1)|、|f(2)|、|g(2)|分别作为属于左单元的区域F(1)或G(1)，右单元的区域F(2)或G(2)的孔数。

这样，具体的处理步骤例如如图19所示，首先在步201上计算f(1)-f(2)、g(1)-g(2)及其绝对值。然后，在步202上，如表示数值例的图20中的箭头A所示，在绝对值大的一方的区域孔数少的一方上，从重叠部位补充孔数。接着在步203上，如图20中的箭头B所示，在绝对值小的一方的区域孔数少的一方上，从重叠部位补充孔数。接着在步204上如图20中箭头C所示，使重叠部位上剩余的孔在F和G上均等分配，结束处理。

通过以上的步，决定在区域F和G上分配重叠部位穿孔位置的个数，但是不决定哪个穿孔位置向F分配、哪个穿孔位置向G分配。其分配方法是采用例如对所有重叠部位的穿孔位置求出离F的中心的距离，按F的中心近的顺序向F分配的孔数量对F分配的所谓试探方法。

区域重叠的孔的分配方法并不限于此，例如如图21中所示，也可以对离各区域中心的距离近的进行分配。

图12的步115结束后，在步116上使用原来的区域8内的点数据存在位置对扫描区域的中心进行微调整，使点集中在修正后的区域8′的中央，提高加工精度。具体来说，如图22中所示，用穿孔位置的扩展中心(各轴最小、最大的平均值)进行微调整，或者，如图23中所示，可以进行使穿孔位置的重心成为修正后的区域8′的中心的微调整。后者，当一部分点P在外时，修正到所有的点收在界限内，在图23的例子中，Y轴位移到重心位置也没有问题，当X轴移动到重心位置时，由于有在外的点P，所以使中心位置位移到使穿孔位置全部收容在界限内。

该操作不与缩短时间相联系，但是由于fθ透镜34L、34R的像差等关系，中心处的精度高，所以在提高精度方面是有效的。

作为实用上的问题，也可以采用下面通过PC机上的窗口52输入，进行代替处理，使上述步骤更简化的方法。

该代替处理法是利用点数据图形的方法，图24表示该方法的处理概要。另外，图25表示本方法中单元间距离的备选的例子。

本方法是通过区域配置计划装置74，对于在X轴上垂直分割单元作业区域时及在Y轴上垂直分割时的双方，求出将“从点的某位置的左端，到使点的某位置的横幅，从半分割的位置到点的某位置，使单元分割线移位的位置的距离“定为单元间距离时的区域数；及在CAD数据中有图形信息时，对图形的位移量中单元间距离的最小值(约100mm)和最大值(约300mm)之间的”全部，求出将图形的移位量定为单元间距离时的区域数，在全部中选择区域数最小的。

在图25的例子中，最佳的单元距离为最大图形A的移位量260mm或半分割(基板横幅560mm÷2＝)280mm。

在本方法中，不是使单元间距离由黄金分割法定在适当的位置上，而是在步302至305上，在图形的移位量中，对单元间距离的最小值和最大值之间全部进行，在这一点上与图12的例子不同。而在其他方面由于也同样，所以加相同标号，其说明予以省略。

另一方面，编入2单元的区域配置计划装置72中的上述区域配置计划装置74，决定由最少数的同尺寸矩型(例如正方形)包围2维区域的所有点时的矩型区域的配置。通过该装置可以实现最小扫描区域数(从而是最少的载物台移动次数。

下面参照图26详细说明本装置的区域配置决定步骤。

在各处理中，现在注视的位置(X、Y)是区域(正方形)左下角的顶点。在处理中更新区域的位置。

首先在步401上输入穿孔位置的坐标。

接着，在步402上根据X坐标的值对穿孔位置进行分类。另外，在步406、409、411上使区域位置更新为向X轴负方向、或向X轴正方向。这在一个区域决定循环中，在全体上从X轴的值小的穿孔位置，尽量避免区域的重叠，更新区域的X轴值、Y轴值，并使从Y轴的值小的穿孔位置包围点。

在本装置中，有向Y轴负方向(下方)的2个区域位置更新处理(步406、411)、及向X轴正方向(右方)的区域位置更新处理(步409)。

下面参照图27至图32，说明具体的决定步骤。

在图27中，当确定4个区域E1-E4，考虑寻找第5个区域E5的位置时，首先在步403上，按分类的顺序，寻找还未确定的被覆盖区域。在步404上，如图28中所示，发现未被包围的最左边的点P1，在步405上临时作成包围点P1的区域E5，然后在步406，应将区域位置更新到下方，对区域宽度的带区域B1、未被包围的最下面的点，即现在区域位置E5下面的部分，寻找还未决定的Y坐标值为最小的(区域位置的更新①)，如果没有，则在方才的位置上确定。

另一方面，如图29中所示，当发现最下边的点P2时，将区域E5的位置移动到下方，使该点处于下边的位置。当发现时将Y坐标的值更新为Y′，但是(X、Y′)上的区域，与此前确定的区域重叠如图30中所示，在比某值大时，在重叠大的区域上部未重叠的区域e中，再次寻找Y坐标最小的。如果区域e内发现了点(Y′)，则用区域e的Y坐标值最小的Y¹¹更新Y坐标的值，避免重叠。在区域e内未发现点时，通过下次处理的区域位置的右方更新，为使完全没有重叠，应该向右方更新位置，直接用Y′更新Y坐标值。

在步407上更新了Y坐标值时，转到步409，应对区域位置向右方更新，如图31中所示，将区域E5的位置向右方移动，在现在的区域中，由X坐标值为最小的点P3的值更新X坐标的值(区域位置的更新②)

在步409上更新了X坐标时，转到步411，进行将区域位置再度更新到下方的处理(区域位置的更新③)。具体来说，如图32所示，在从现在的区域位置(X、Y)向Y轴负方向，在此前决定的区域的4个边之内，在上部的边的Y坐标中寻找最大的。但是，即使移动到下侧，在一定以上的边不重叠的区域可以忽略。将所发现的边的Y坐标作为Y′。对于现在的区域下部，并且Y坐标值在Y′以上的矩形区域B2内，寻找还未决定的区域的Y坐标值最小的。如果发现，则由该值更新Y坐标值。

在本装置中，存在决定一个区域的第一循环、及使区域的位置向右方、下方进行微调整的第二循环。当区域位置决定时，则从第一循环脱离，而当在区域位置更新步409、411上，区域位置未被更新时，从第二循环脱离。

反复进行上述处理，直到确定区域的位置为止，如图33所示，确定最终的区域E5的位置，转到寻找下一区域的循环。扫描方向及区域位置的更新方向等并不限于上述说明，例如也可以是其相反。

上述区域配置计划装置74上的处理变形例，如图34所示，应用组合优化问题上的局部搜索法((local search)(也称反复改善法(itcrative improvement method))，从现有的区域配置首先作成除去完全没有点的区域的区域配置，使区域位置在上下左右移位，也可以一个一个除去不要的区域。

具体来说如图35中所示，首先在步501上，从图34(A)中所示的现有区域，通过除去没有点的区域，产生图34(B)中所示的区域配置作为初始解。此处“解”是指可以“包围所有点的区域配置(及区域数)”的组合(解集合)内的一个。而“好的解”是指区域数少的解。

初始解的产生方法并不限于上述的方法，而有各种方法。例如也可以是组合优化问题中所知道的所谓的贪婪(グリ-ディ-)算法等，该方法是反复处理“发现包围最多未被包围的点的位置，对区域进行配置”的处理，直到所有的点被包围为止。

另外，也可以将由图26中的步骤所决定的区域配置作为初始解。

接着，在步502上，在y中代入初始解x，在步503上解y的附近N(y)内搜索。具体来说如图36中所示，对于某注视区域Ei，单独属于该区域内的点，在不从该区域漏掉的限制下，移动到使区域位置移动的区域内的某位置时，在移动的位置区域内，当单独属于注视区域E_i的一个相邻区域的E_j内的点都进入时，由于不需要该相邻区域E_j，所以通过删除，发现比y更好的解z，在步505上将发现的解z的值代入Y内，再重复步503。

在步503的处理中，在N(y)内不能发现比y更好的解的阶段，转到步506，将现在的y的值作为解，结束处理。

或者如图37中所示，对于由重叠部位连结的某2个相邻区域E_i、E_i+1，单独属于该2区域内的点，即存在于重叠部以外区域的点，在不从该2个区域漏掉的限制下，在移动区域位置的区域内的某位置上移动了2个区域时，单独属于邻接区域的一个E_j内的点全部进入时，由于该邻接区域E_j不需要，所以也可以删除。

由重叠部位连结的区域数比2大也没关系。即，对于2以上任意的n，由重叠部位连结的某n个区域E_i、...、E_i+n-1，单独属于该n区域内的点，即存在于重叠部以外区域的点，在不从该n区域漏掉的限制下，在使区域移动的区域内的某位置上，移动了n个区域时，单独属于相邻区域的一个E_j内的点全部进入时，由于不需要该相邻区域E_j，所以也可以删除。

上述载物台电流通路计划装置76，计划扫描区域的访问顺序(载物台通路)及各扫描区域内的加工位置(穿孔位置)点的访问顺序(电流通路)的优化。图38表示该装置的基本处理步骤。该装置的特征在于，可适用一般所广为熟知的巡回售货员问题(在访问全部城市，返回最初的城市的一巡回路径当中，求出一巡回路径长度为最小的问题：也称为TSP)，或根据情况，将一般的TSP变形的方法(也称变形TSP)。另外，根据情况不同，一巡后，没有必要返回原来位置时，也需要决定扫描或移动的起点和终点的处理。

当根据情况决定巡回售货员问题的适用法及起点和终点时，对以下的项目特别注视。

在步601的载物台通路计划时，如图1所示，XY载物台40由只产生向X方向移动的X载物台40X、及只产生向Y轴方向移动的Y载物台40Y的2台载物台构成，所以XY载物台40的一次移动结束，是2台载物台40X、40Y双方移动结束的时刻。一般来说。由于X载物台40X位于Y载物台40Y的下面，所以产生重叠，如图39所示，响应性差。

从而，从加工位置(x1、y1)向(x2、y2)移动的距离L，在移动距离相等时，总是假定X轴方向的移动时间是Y轴方向移动时间的一定(α)倍，由实验等求出常数α后，由下式求出。

L＝max{|x1-x2|，α|y1-y2|}  ……(2)

此处max{p、q}是表示p和q大的一个的记号。

或者也可以用实验求出对移动距离1的X轴方向、Y轴方向的移动时间T_X(1)、T_Y(1)，由下式求出。

L＝max{T_X|X1-X2|，T_Y|Y1-Y2|}  ……(3)

载物台通路的起点和终点如图40的上段所示，起点是从装载器向载物台装载的位置，终点是移动到卸载器前的载物台的位置，通过解固定端点的巡回售货员问题，可以有效的缩短载物台动作时间。

在图40的中段表示附和起点和终点的载物台的最佳路径，在图40的下段表示此时的基板上的访问顺序(基板上的区域访问方向和载物台移动方向相差180°)。

步602-604的电流通路计划时，关于距离，由于第一、第二电流扫描器28L、28R、32L、32R的构成是一方独立变更另一方的轴(X轴或Y轴)的位置，所以一个扫描区域的1次电流扫描器的扫描结束必须是第一、第二双方的电流扫描器扫描结束的时刻。但是，一般来说，可以向第二反射镜30L、30R射照的范围，比可以向第一反射镜26R、26L照射的范围大，所以第二反射镜比第一反射镜重，如图41中所示，应答性差。

从以上的理由看出，从穿孔位置(x1、y1)向(x2、y2)的移动距离M(移动距离相等时，总是假定第二反射镜的移动时间是第一反射镜移动时间的一定倍)在用实验求出常数α后，可用下式求出。

M＝max{|x1-x2|，α|y1-y2|}  ……(4)

或者，也可以不是用基板上的坐标求出移动距离M，而是通过电流反射镜的扫描角θ、δ由下式求出。

M＝max{|θ1-θ2|，α|δ1-δ2|}  ……(5)

还可以用另外的距离设定方法，用实验等求出对移动距离m的X轴方向、Y轴方向的移动时间T_X(m)、T_Y(m)，用下式求出。

M＝max{T_X(|x1-x2|)，T_Y(|y1-y2|)}……(6)

例如如图42的上段所示，在左右单元的同时加工区域的射束扫描时间有偏差，当一方产生等待时间时，在步603上使起点相互错开，进行协调，消除射束扫描时间的偏差，可以缩短总加工时间。

即，例如在图43上段所示的左区域，加工点P1(1)-P5(1)、在右区域加工点P1(2)-P4(2)时，与图43的中段相比，下段通过将右区域的起点从P1变更到P2，可以使总移动时间大幅度缩短。

另外，电流通路的起点和终点，具体如图44中所示，使用巡回售货员问题，决定一巡访问顺序，可决定起点和终点，排除最长距离(花费时间)的移动Lmax。

或者，在实用上特别是访问位置少时等，作为代替处理如图45及图46所示，也可以决定一巡回路径，使“(一巡回路径长)—(最长的移动长)”为最短，排除最长的移动。在巡回售货员问题的方法中的k选定法及LK法，都是通过“搜索解(某个一巡回路径)的邻近，由邻近解更新”的循环反复，对解逐次改善。从而作为各循环的“解”，不是用“一巡回路径长”而是用“(一巡回路径长)—(最长的移动长)”评价时，最终的解也使(“(一巡回路径长)—(最长的移动长)”为最小。在图46中，右侧的一方的一巡回路长少，但用“(一巡回路径长)—(最长的移动长)“比较时，左侧的一方为最佳解。

在步601及602上采用的巡回售货员问题的方法，考虑计算时间和效果(路径长)双方，可以分开使用例如最近邻域法、多段法、2选定(ォプト)法、3选定法、リンァンドカ-ニハン法(LK法)、迭代(ITERATAD)-LK法、链接(CHAIND)-LK法、迭代(ITERATED)-3选定法、链接(CHAIND)-3选定法等。

[实施例]

(1)2单元的区域配置计划装置

(a)区域配置计划装置的效果

对于几个实际基板数据，在基板全体中使用区域数运算装置74时的结果如

图47及图48所示。此处由于只着眼于区域数的变化，所以不进行2单元的区域2分割处理，而将基板全体进行区域化。图49汇总表示数值数据值的结果。由于穿孔位置及点密集等各种条件不同，结果也不同，但是可以确认区域数平均减少10％-30％。

(b)单元间距离优化效果

图50中示出了对于某实际基板数据(穿孔位置数48790)，将X轴进行2分割时的单元间距离A为横轴，将射束扫描次数为纵第1轴、载物台移动次数为纵第2轴的曲线图。此处未使用区域配置计划装置74，而用现有的方法决定扫描区域。另外，图50中汇总表示了数值的结果。此处“半分割”、“图形的前头”是现有法。

射束扫描次数为24627次，与现有法(半分割时26111次、图形的前头约为27000次)相比较，改善5％左右。载物台移动次数(71次)，与现有的方法和最佳位置相比没有差别，这是因为根据只依赖于纵、横的宽度的现有区域配置决定法，决定区域配置的缘故。如果使用本发明所涉及的区域配置计划装置，决定区域配置，则对载物台的移动次数也会产生差别。

(2)载物台·电流通路计划装置

(C)使用巡回售货员问题的效果

在40mm×40mm的正方区域中，使用随机数产生穿孔位置，进行了模拟。图52及图53是横轴为穿孔位置数、纵轴取电流扫描器的1次移动平均值，作成线图。实验中使用的距离测量尺度是上述(2)式、(4)式中α＝1，与载物台、电流扫描器一起都是采用了假定X方向的移动速度和Y轴方向的移动速度相同的距离。此处，是对现有方法、与使用作为巡回售货员问题1种方法的所熟知的3选定法的情况进行了比较。图54摘录汇总结果的一部分，不会因穿孔位置数的不同而不同，电流扫描器的1次移动距离的平均值约改善30％-40％。

从上述可知，加上区域配置计划装置的区域数减少的效果，载物台总移动时间确实减少，大体改善20％-30％左右。

如上所述，通过使用本发明所涉及的载物台·电流通路计划装置。确实减少了电流扫描器的总移动时间，改善30％-40％左右。

上述的计划装置最大特征在于，巡回售货员问题等组合优化问题方面、及二维平面的数据检索等计算几何学方面。这些问题当处理方法不好时，需要庞大的计算时间。即，当对穿孔位置这样的几何学点数据进行分析计化时，一般来说，提高计算精度和计划所花的计算(由CPU运算)时间之间具有折衷选择的关系，为了实现好的计划，计划的执行形态无论是联机处理还是脱机处理，计算所花费的时间都很庞大，计划本身就非常花时间。

为此，下面详细说明消除这一问题的实施例。

本实施例通过用树型的数据结构，例如用K维二分搜索树(简称为kd树)表现2维平面上的点位置数据，例如使激光穿孔机的加工计划装置上出现的下述处理高速化，缩短计划本身所花的时间。

(1)对矩形区域内存在的点进行列举的矩形区域搜索问题

(2)对某点寻找最近点的最邻近点搜索问题

(3)对某点的邻近点按顺序列举出到某点的邻近点清单的作成

(4)通过作为巡回售货员问题解法之一的最近邻域法的巡回路径的形成

(5)判断其区域和某区域的点配置是否完全相同的全一致询问处理

首先说明kd-树。kd-树是为有效进行多维空间内的点数据的搜索(例如数据库中的基本询问的直交区域搜索(range query)、全一致询问(exact match query等)的数据结构之一，是有效进行一维区域内搜索的数据结构的将二分搜索树(binary search tree)多维的一般化结构，是在曲线图理论的二分树结构上表现的一种。

关于图55中所示的二分树，对用语加以简单的注释(是进行说明的最低限度的注释，关于用语的准确定义请参考曲线图理论的参考书)。二分树通常表示为从最上部配置的称为根(root(图中的R))的特别节点(node(○符号))在系统图中向下方扩展的形状。因此，二分树节点间的关系一般用表示一般生物血缘关系的用语表示。例如A是C“母”、D、E是B的“子”、D和E是“兄弟”、A是F的“祖父”、F是A的“子孙”等。从二分树的定义看，各节点最大只有2个子节点。另外不具有子的节点称为“叶(leaf)”节点，其他节点称为内部(inlternal)节点(包括根)，以示区别。

通常的二分搜索树简单地说具有以下结构：

(1)树的内部节点(包括根)必须具有2个子节点，并储备为帮助搜索的分割值；

(2)树的叶节点储备点本身(也可以是复数)。

对该想法加以扩展，多维的二分法检索树、kd-树时，具有以下结构：

(1)的内部节点(包括根)具有2个子节点，并储备为帮助搜索而输入分割线的轴(X轴或Y轴)及分割值；

(2)树的叶节点储备点本身(也可以是复数)。

即，在通常的二分搜索树中，内部节点保持有二分为区域间信息的分割值(线分的切断部位)，但是在kd一树时，保持有对区域信息(矩形区域)和区域进行二分的分割线(与矩形的纵向或横向平行的二分直线)。例如如图56所示，在二维平面上分散的9个点数据(P1-P9)当用Kd-树时，可按图57表现。各点数据从根开始按顺序通过内部节点储备的分割线，一个一个进行二分，当最终点数据的个数细分到二个以下时，就知道是叶节点了。

二维kd-树在分割轴的设定方法等中有变分，在本实施例中按下述确定。

(1)在内部节点(图57的11、12、13、14)上的分割轴，比较该节点表示的矩形区域(节点表示的矩形区域，表示通过该节点储备的分割线进二分之前的区域。例如，根表示的区域是原来的点数据扩展的本身)的横轴和纵轴的扩展，设定对大的一个进行二分。

(2)内部节点上的分割值，分割轴的值(如果分割轴是Y轴，则是指Y坐标)从小的一方开始数该节点表示的短形区域所有的点(为n个)，通过n/2序号(n为奇数时舍去)的要素(即正中的要素)的值。

(3)节点在该节点所示的点数据的数量在某个数以下(在图57中为2个以下)时是叶节点(在图17中是P1……P9)

(4)从而，叶节点如图57中所示，具有2个分配给(存储在带索引的数组中的点数据)点数据的序号的索引(开始位置和结束位置)。

具体来说，当各节点例如采用C语言(C++语言)的结构体时，可以按图58那样表示。此处，struct kdnode是节点、bucket(整数型)是叶节点(例如1)和内部节点(例如0)、此外cutdim(整数型)是分割轴的方向(平行于X轴或Y轴)、cutval(浮动小数点型或整数型)是分割值、*loson、*hison是子节点的指针、lopt(整数型)是开始索引、hipt(整数型)是结束索引。另外，属于各叶节点表示区域的实际点数据，例如采用数组，储备在perm[lopt….hipt]中。

在kd一树中，各节点(应保持的最低限度的必要项目如下。

●  内部节点……分割线(分割轴及分割值)及子信息

●  叶节点……穿孔位置的开始索引和结束索引

从而，在内部节点(bucket＝0)时，如果有图58的cutdim、cutval、*loson、*hison即可，叶节点(bucket＝1)时，如果有lopt和hipt即可。

下面说明激光穿孔机的加工计划装置上，采用kd-树的有效果的处理。

(1)矩形区域搜索

如图59中所示，列举在矩形区域范围(框)内的、与框内平行的矩形区域内点的短形区域搜索处理上的、“用最少数的同尺寸矩形包围区域内的点”处理中，在决定区域位置过程中，或决定区域位置

即，与现有的对所有点数据进行访问、判断是否在搜索区域内、并报告的情况相比，本发明，从树的根节点开始向叶节点进行自顶向下的搜索。即，如果节点是内部节点，则通过该节点表示的区域和搜索区域重叠的情况，判断是否搜索该节点的双方的子节点。判断按下述进行。

(1)搜索区域包括在节点表示的区域内时……报告将该节点作为根的部分树内的全部点数据。

(2)搜索区域和节点表示的区域一部分重叠时……继续搜索。

(3)搜索区域和节点表示的区域不重叠时……不搜索。

如果节点是叶节点，则对该节点所有的点进行访问，判断是否是搜索区域内，按顺序报告搜索区域内的点。

在现有方法中，必须对所有的点进行访问，随着激光穿孔机穿孔位置数的增多，搜索所花的时间大为膨胀，与此相比，本发明所涉及的kd-树搜索法中，不是直接对点数据进行访问，而是从树的根节点向叶节点的自顶向下的搜索方法，在各节点上的判断，只是与搜索区域重叠的情况(包含、重叠、无重叠)，只有到叶时，才直接对点数据访问，所以可以确实削减搜索所花费的时间。

(2)最邻近点搜索

(3)邻近点清单的作成

(4)最近邻域法(巡回售货员问题)

上述(2)(3)(4)的处理都是与巡回售货员问题的运算高速化有密切关系的处理。特别是由于(3)(4)的处理是反复使用对(2)的，所以归纳一起说明。

(2)最邻近点搜索

该最邻近点搜索如图60中所示，是对最接近区域内的注视点的点进行搜索的处理。该处理在(3)邻近点清单的作成，及(4)最近邻域法中反复使用。

(3)邻近点清单的作成

如图60中所示，对于区域内的注视点，以接近该点的顺序，对发现的点列举适当数量(清单长：在图60的例子中为3个)。该处理是通过反复进行最邻近点检索处理、和将发现的最邻近点从树上临时剔除的处理来实现的。另外，该处理是为了巡回售货员问题的高速化，作成各点数据上附属的数据的定位前处理，是对区域内所有点进行的处理。

(4)最近邻域法

该最近邻域法如图61中所示，是适当决定初始点作为注视点，反复进行“寻找注视的点还未与路径连接的最邻近点，并将发现的点作为新的注视点”的处理，直到成为一巡回路径为止的处理。该处理是通过反复进行最邻近点搜索处理、和将发现的最邻近点从树上临时剔除的处理来实现的。

另外，该处理由于具有可进行高速处理，及可得到恰如其分的精度(巡回路径长)的解2个优点，所以在使用图62中所示的巡回售货员问题的反复改善法范畴的解法时，可以作为初始解(步501)使用。

在上述最邻近点搜索时，以前对区域内的注视点，计算出到区域内的该点以外的所有点的距离，列举了距离最近的点。

另外，在邻近点清单的作成时，以前对区域内的注视点，计算出到区域内的该注视点以外的所有点的距离，对清单从距离短的开始顺序进行了清单长度量的排列处理。

另外，为了实现上述的最近邻域法的现有方法，是在各反复时，对于注视点对还未与路径连接的所有点计算距离，找出最短的，对注视点进行更新。

这些处理采用全部(2)最邻近点搜索，但是本发明的最邻近点搜索方法，根据树的描绘方法大体分为2种。从树的根开始搜索的自顶向下的方法、及，从注视点存在的叶节点开始搜索的自底向上的方法。

首先参照图63对自顶向下的方法，说明具体的处理步骤。

该方法是通过对“将现在的节点作为根的部分树的自顶向下的搜索处理”进行递归(recursive)调出来执行的。即，由虚线包围的部分是“将现在的节点作为根的部分树的自顶向下的搜索处理”但在该处理的内部，将现在的节点更新到左或右的节点，进行虚线部的处理，(步1005、1006、1009、1010)。

在1001上，在根上设定现在的节点，将到最邻近点的距离设定为足够大的值。接着，“将现在节点作为根的部分树的自顶向下的搜索处理”，在步1002上首先判断现在的节点是否是叶节点。是叶节点时，在步1003上对所有的点数据进行访问，如果能发现最邻近点，则进行更新。是内部节点时，在步1004上决定优先搜索左右哪个子节点的区域。该处理通过对现在节点分割线的分割值(在图S8中的cutral)、和搜索最邻近点的注视点分割线的分割轴的值进行比较决定。步1007、步1008的判断，是是否需要搜索在此前的节点上进行搜索的节点的兄弟节点表示的区域的判断。此处如图64中所示，通过以寻找最邻近点的注视点为中心，以到现在最邻近点的距离为半径的园(此处，园是表示连接从中心到等距离上点的封闭曲线的意思，距离测量尺度不需要欧几里得距离)、和节点的表示区域是否具有重叠(也可以包括)进行判断。

下面参照图65对自底向上的方法，说明具体的处理步骤。

该方法是将存在注视点的叶节点设定在搜索的开始节点上，根据需要进行现在节点的兄弟节点及母节点搜索的搜索方法(这时，需要在各节点上附加指示母节点的指针。从而，例如在图58中，在结构体的要素上加kdnode型指针*father。但是由于不存在根节点的母节点，所以为NULL)。

在步2001上，将现在的接点设定在寻找最邻近点的存在注视点的叶节点上(从而各点数据需要具有指示存在自己的叶节点的指针)，将到最邻近点的距离设定为足够大的值。步2002实际上现在的接点在叶节点上，所以对现在的节点内的所有点上访问，对最邻近点进行更新。在步2003上判断是否需要搜索现在节点表示区域的外面。具体来说，判断具有以注视点为中心，以到现在的最邻近点的距离为半径的园，是否包含在现在节点表示的区域内部。如果不包含在内部，接着进入由虚线包围的循环处理。

从循环脱离的判断基准有2个。一个是在步2005上的判断，在此判断在步2006上更新的现在节点是否是根。另一个是在步2008上的判断，在此判断是否需要搜索现在节点的母节点表示的区域外部。具体来说，与步2003相同，是具有以寻找最邻近点的注视点为中心、以到现在最邻近点的距离为半径的园，是否包含在母节点表示的区域中的判断。

在循环处理内部的步2000上，判断是否有必要搜索现在节点的兄弟节点表示的区域。具体来说，是具有以寻找最邻近点的注视点为中心，以到现在的最邻近点的距离为半径的园，与现在节点表示的区域是否有重叠的判断。在有重叠时，在步2007上，实际进行判断。

即，如图66中所示，当注视点在区域D中时，在自底向上的方法中，使搜索从注视点Q1的某区域D开始(步2001)。该区域中，对所有的点检查到注视点Q的距离(步2002)，当所发现的最邻近点是Q2时，然后为了检查在该区域外是否可能有比Q2更近的点，则判断以Q1为中心、半径为Q1和Q2间的距离的园是否露出在区域D的外面(步2003)。在该例中，由于园在D内，所以还需要搜索。由于区域D不是根表示的区域(全体区域)(步2005)，所以然后判断是否需要进行区域D的兄弟的区域E的搜索(步2006)。判断的基准是与园的重叠，但是该例中，由于是重叠，所以进行区域E内的搜索(步2007)。在该例中，在区域E中发现了比Q2更接近Q1的点Q3。至此结束了区域D、E内(即区域B内)的搜索，但是由于在区域B的外面也可能有比Q3更接近的点，所以再判断以注视点Q1和最邻近点Q3间的距离为半径、以注视点Q1为中心的园是否露出在区域B的外边(步2008)。在该例中，由于露出在外，可见是需要搜索区域B的兄弟区域C，所以将现在的节点更新为表示区域B的节点(即，更新为区域D的母区域)(步2009)、返回步2005。重复以上的步骤，在该例中最终在区域H内发现最邻近点Q4，结束。

(3)邻近点清单的作成

邻近点清单的作成，通过交替进行上述(2)最邻近点搜索、及“临时从树上排除所发现的最邻近点”的处理来实现。

从树上临时排除点数据可以按下述进行。即，树的叶节点如图58中所示，具有各点数据附带的索引开始序号和结束序号。从而，基本上将结束序号(或开始序号)减1(或加1)，更换为所减的序号(或增加的序号)的位置数据即可。如果消除该点，则当该叶节点内的点数据全部消失时，为了不必访问该叶节点，而当是从自己的节点表示的区域，点已消失的状态，则为了知道这一情况而具有节点信息(对于各节点，为了知道是否有点，例如在图58中，在结构体的要素中加empty(整数型))

(4)最近邻域法

该最近邻域法的解法与(3)一样，通过交替进行上述(2)的最邻近点搜索、及从树上临时排除所发现的最邻近点的处理来实现。与(3)不同的是，(3)的注视点总是固定的，与其相比，(4)将所发现的最邻近点更新为注视点。

现有的最邻近点搜索、对注视点，需要访问其他全部点数据，进行距离计算运算，保留最大的。另外，邻近点清单的作成，关于各点数据，除了对其他全部点数据访问，进行距离计算的运算之外，每当各运算时，需要按现在的清单相应的顺序插入点数据。另外，由于该作业是对全部点数据进行的处理，所以对全部的点数组，进行了距离计算的运算。另外，最近邻域法的解法，对各点需要对应识别未与巡回路连接的点，并对这些点数据的全部进行访问，进行距离计算的运算，保留最大的。

这些方法看不到什么窍门，特别是对邻近点清单的作成，当是不使用kd-树的方法时，由于计算时间庞大，所以是不作成kd-树的方法，即不进行巡回售货员问题高速化的前处理，不得不马上采用了解巡回售货员问题的方法。但是没有前处理，在有限的计算时间内不能得到高精度的解，缩短加工时间的效果差。

另一方面，在本发明的kd-树的搜索方法中，关于最邻近点搜索，有自顶向下的方法和自底向上的方法两种，特别是自底向上的方法由于可以直接对注视点存在的叶节点进行访问，所以可以大幅度高速化。

另外，对于邻近点清单的作成，特别是由于可以高速进行从树上排除点数据的处理，所以可以使处理大幅度高速化。该邻近点清单的作成，由于是属于巡回售货员问题的局部搜索法范畴的方法进行高速化的前处理，所以间接也可以使巡回售货员问题高速化。

对于最近邻域法的解法也因同样的理由可以高速化。该最近邻域法，由于是

属于巡回售货员问题的局部搜索法范畴的方法初始解，所以结果成为可以高速进行巡回售货员问题的解法处理的一部分。

(5)全一致询问

全一致询问是对某一点进行询问，在区域中是否存在其与相对坐标值完全一致的处理。如果利用该询问，则可以判断某扫描区域和别的扫描区域上的相对配置图形是否完全一致。

所有的穿孔位置分别具有所属的一个扫描区域。扫描区域内的点利用巡回售货员问题的可使访问顺序(电流通路)优化。由于巡回售货员问题的计算量比其他的大，所以不是对所有的扫描区域解巡回售货员问题，而是对所有的扫描区域进行寻找所有的点位置完全相等的区域的处理，寻找没必要解巡回售货员问题的区域。如果能发现这样的区域，不需要解巡回售货员问题时，则直接与计算高速化相关。

如果是没必要解巡回售货员问题的意思，则不需要对区域的所有点位置完全相等，只要各点的相对位置关系一致就足够了。即，如图67上段所示，当所有的点位置完全相等时，如果决定区域P的电流通路，则不必要再计划区域Q的通路。同样如图67下段的区域R和区域S那样，在一个点位置偏置叠在另一个点配置上的状态时，也仍然是如果决定区域R的通路，则不需要计划区域S的通路。偏置量只要是两区域内代表的点，例如x最小且y最小的点之间的绝对坐标的差即可。

利用该完全一致询问的扫描区域之间的相对点配置一致判断处理，可在决定区域位置时进行。

现有技术中对区域内的全部点进行访问，一个一个比较是否与注视点的坐标一致。

与其相比，利用kd-树的本发明，计算某注视区域与另外的注视区域的偏置量，在某注视区域的各点坐标上加偏置量的坐标是否在其他注视区域存在，通过从另外的注视区域的树的根节点，向对现在的节点的子节点寻找的存在坐标的一方的子节点一个一个转移的方法，进行搜索，如果到达叶节点，则对叶节点内的全部点，一个一个比较是否一致。

这样，不是对所有的点数据进行访问，而是通过从二分树的根节点进行的自顶向下的搜索方法，减少比较的次数，提高计算速度。

本发明中使用的kd-树，由点位置数据、及存在点位置数据的区域作成。在本实施例中，在作临时区域时和确定区域位置时，作出kd-树。

即，作临时的区域时的直交区域搜索处理，在“以最少数的同尺寸矩形包围区域内的点”处理中，适用于决定区域位置时的列举区域内的点及其他方面。从而，每当用决定最佳L轴值处理的循环调用作临时区域时，就形成与该临时区域及临时点位置数据相关的树。

另外，上述最邻近点搜索处理、邻近点清单的作及最近邻域法的处理，都与巡回售货员问题相关。巡回售货员问题，大体分为对区域位置访问顺序(载物台通路)、和扫描区域内穿孔位置访问顺序(电流通路)进行优化，其原因是在确定区域位置时，作出一个与最佳L轴值上的临时区域及L轴值的点数据相关的树，并且对各扫描区域分别作出一个与扫描区域及从属于扫描区域的穿孔位置的点数据相关的树。该与各扫描区域相关的树也可以利用于上述全一致询问中。

上述加工计划程序通常编在激光加工机的程序中，但是对计算负荷大、无法具有计算专用的高速处理机的加工机的动作将产生不良影响，或者为了使用最新的程序，需要每次版本升级等时增加负担。这一点在抽出加工计划的程序，作为单独的软件提供时也有同样问题。另外也可以考虑利用软盘等记录媒体，从用户邮寄加工位置数据，由厂家的支持中心等作出加工计划，由邮寄返回，但是邮寄将需要往返交换时间。

为此，下面详细说明解决这样问题的实施例。

本实施例如图68所示，将在激光加工机80一侧设置的用户PC82，和例如在激光加工机厂家一侧的支持中心设置的加工计划计算专用的可高速处理的PC(称为支持中心PC)90，通过因特网100连接，根据通过该因特网100从用户PC82接收的加工位置数据，支持中心90决定加工计划，将决定的加工计划，返送回上述用户PC82。

在图中，84是将用户PC82连接在因特网100上的浏览器，92是对因特网100提供主页的网络服务器，86、94是JAVA(登录商标)应用程序(ァプレット)，88是加工位置的CAD数据，96是对从用户PC82送来的CAD数据88，决定加工计划的加工顺序优化应用程序。

下面参照图69说明其作用

用户在步3001上使用用户PC82的浏览器84，访问支持中心的主页，在步3002上通过支持中心返送回的HTML数据，在步3003上访问变换服务页面。然后，根据在步3004上发送JAVA(登录商标)应用程序的指示，在步3005上变换输入所需要的条件，选择想对加工顺序优化的文件，利用因特网100将这些传送给支持中心PC90。

支持中心一侧，在步3006上根据接收数据，通过加工顺序优化应用程序96，执行数据的加工顺序优化变换，作出加工机用的数据文件。而且将该文件同样由因特网100返送回。

用户在步3007上将接收的变换后的数据文件传送给激光加工机，进行加工。

这样，通过支持中心一侧进行变换，用户总是可以利用加工计划的最新版本，并且可以利用支持中心的高速处理机。

另一方面，在支持中心一侧，不需要对用户购入的加工机的加工计划程序进行一个个更新，加工程序的更新容易，并且可以容易收集、积累用户信息。

即，在上述实施例中，用户PC为1台，与激光加工机80分别放置，但是用户PC的数量及配置位置并不限于此，如图70中所示的第1变形例那样，也可以另外设置CAD用的用户PC83，或者像图71中所示的第2变形那样，在激光加工机80装有用户PC82。

另外，在上述说明中，电流单元数为2个，但是电流单元的数量并不限于此，也可以是1或3以上的多数个。

另外，在上述说明中，区域的形状都是40×40mm的正方形，但是区域的形状并不限于此，其他尺寸的正方形、及包括长方形的矩形、或园形也可以。另外，扫描方向也不限于如图72的上段所示的与区域的1边平行的扫描方向，也可以如图72的下段所示，对点坐标进行同心旋转变换的倾斜方向的扫描。

另外，对于扫描区域，扫描激光束的装置也不限制于由电流扫描器进行，也可以是如本申请人在特开2000-71089及特开平11-144358、特开平10-245275中提案的对线性马达XY载物台和高速加工头组合的混合加工系统(所谓屏(スクリ-ン)切割系统或快速切割系统)。

另外，适用对象也不限于激光穿孔机，同样也可以适用于采用激光束以外的加工装置的一般加工机(例如机械式钻孔机的穿孔装置)。

另外，通信线路也不限于因特网，也可以是专用线路及电话线路。

Claims (69)

1、一种加工计划方法，其特征在于：

当将分散在工件上的加工位置分配给同时加工的多个加工区域进行加工时，

首先决定各加工区域内加工位置的最佳加工路径；

然后决定各加工区域内加工位置的加工顺序，使同时被加工的加工区域的总加工时间为最小。

2、一种加工计划方法，其特征在于：

当决定分散在工件上的多个加工区域的加工顺序时，

对各加工区域上的加工路径的起点进行位移，以使对多数存在的同时加工区域所同时进行的扫描时间或移动时间均匀，而缩短总加工时间。

3、一种加工计划方法，其特征在于：

当对于分散在工件上的多个加工位置或工件内所设定的加工区域，使用巡回售货员问题，决定加工顺序时，

通过解决巡回推销人员问题，使一巡回路径长度为最小之后，决定起点和终点，以便检测最长的移动，并将其除去。

4、一种加工计划方法，其特征在于：

当对于分散在工件上的多个加工位置或工件内所设定的加工区域，使用巡回售货员问题，决定加工顺序时，

通过解加以变形的巡回推销人员问题，使之从一巡回路径减去最长移动的值为最小值，求出一巡回路径；

最后除去最长的移动，而决定起点和终点。

5、一种加工计划方法，其特征在于：

当从分散在工件上的加工位置决定加工装置的加工区域配置时，通过反复进行以下步骤：

临时设定下一加工区域，使其包围未被加工区域包围的第1方向的端点；

为使该临时设定的加工区域可包围与上述第1方向不同的第2方向的端点，而在该第2方向上移动；

为使该移动的加工区域可包围该移动后位置上的上述第1方向的端点，而再次在该第1方向上移动；

为使该再移动的加工区域可包围该再移动后位置的上述第2方向的端点，再次在该第2方向上移动；

由此反复地进行确定下一加工区域的步骤。

6、如权利要求5记载的加工计划方法，其特征在于：

上述加工区域具有与上述第1方向及第2方向相直交的方形框。

7、如权利要求5或6记载的加工计划方法，其特征在于：

设定上述第1方向及第2方向使其对应于工件的移动方向。

8、一种加工计划方法，其特征在于：

当从分散在工件上的加工位置决定加工装置的加工区域配置时，

首先将工件全表面单纯分割成加工区域，

然后将没有加工位置的加工区域全部除去。

9、一种加工计划方法，其特征在于：

当从分散在工件上的加工位置决定加工装置的加工区域配置时，

反复进行在未被包围的加工位置数量最多的位置上配置加工区域的处理，直到所有加工位置被包围为止。

10、一种加工计划方法，其特征在于：

当从分散在工件上的加工位置决定加工装置的加工区域配置时，

首先临时决定区域配置，

然后，使加工区域向附近位移，除去不需要的加工区域。

11、如权利要求10记载的加工计划方法，其特征在于：

通过如权利要求5中记载的方法临时决定上述区域配置。

12、如权利要求10记载的加工计划方法，其特征在于：

通过权利要求8中记载的方法临时决定上述区域配置。

13、如权利要求10记载的加工计划方法，其特征在于：

通过权利要求9中记载的方法临时决定上述区域配置。

14、如权利要求10记载的加工计划方法，其特征在于：

在单独属于上述加工区域内的点不脱离该区域的条件下，使上述加工区域向附近位移，除去不需要的相邻区域。

15、如权利要求10记载的加工计划方法，其特征在于：

使在上述加工区域内由重复部位连结的2个以上的区域，在单独属于该2个以上区域的点，不脱离该2个以上区域的条件下，分别使上述2个以上区域向附近位移，除去不需要的相邻区域。

16、一种加工计划方法，其特征在于：

从分散在工件上的加工位置决定加工装置的加工区域配置时，

当相同加工位置属于多个区域时，决定进行该加工的区域，使属于多数同时加工的各区域的加工位置数均等。

17、如权利要求16记载的加工计划方法，其特征在于：

将属于上述多个区域的加工位置，首先在多数同时加工区域内，分配给差大的区域；

然后将剩下的加工位置分配给差小的区域；

最后将剩下的加工位置均等分配给两个区域。

18、一种加工计划方法，其特征在于：

当从分散在工件上的加工位置决定加工装置的加工区域配置时，

调整区域位置，使加工位置集中在各加工区域的中央部。

19、如权利要求18记载的加工计划方法，其特征在于：

调整区域位置，使上述加工位置扩展的中心与加工区域的中心一致。

20、如权利要求18记载的加工计划方法，其特征在于：

上述加工位置在不脱离加工区域的限度内，使区域位置接近加工位置的重心。

21、一种加工计划方法，其特征在于：

当利用可向多个方向移动的载物台，加工在该载物台上配置的工件时，

将上述载物台的移动路径起点，作为将工件从装载器放在载物台的位置；而将终点作为使工件移到卸载器之前的位置，通过解固定端点的巡回售货员问题，决定上述载物台的移动路径。

22、一种加工计划方法，其特征在于：

当通过在加工区域内可对加工装置进行扫描或移动的多个加工单元，同时对可移动的载物台上配置的工件进行加工时，

决定加工单元的间隔，使加工装置扫描或移动次数及装载台移动次数成为最小。

23、如权利要求22记载的加工计划方法，其特征在于：

在上述加工装置扫描或移动次数和载物台移动次数上，根据扫描时间及移动时间的不同进行加权。

24、如权利要求22或25记载的加工计划方法，其特征在于：

设定上述加工装置单元的间隔；

使此时的各加工装置单元的扫描或移动范围重叠，而求出最少加工区域数的区域配置；

计算此时的加工装置扫描或移动次数及载物台移动次数。

25、一种加工计划方法，其特征在于：

改变工件方向进行权利要求22的处理；

自动采用加工装置扫描或移动次数及载物台移动次数为最小的工件方向。

26、一种加工计划方法，其特征在于：

当利用可在多个方向进行扫描或移动的加工装置，对工件进行加工时，

使表示分散在工件上加工位置或加工区域的点位置数据，用树型数据结构表现。

27、如权利要求26记载的加工计划方法，其特征在于：

上述树是K维二分法检索树。

28、如权利要求26或27记载的加工计划方法，其特征在于：

在决定分散在工件上的加工区域的位置后，利用上述树，列举各加工区域内的点数据。

29、如权利要求26记载的加工计划方法，其特征在于：

从上述树的根节点，对于内部节点，根据该节点的子节点表示的区域和搜索区域相重合的情况，判断是否检索该节点的子节点，并且只在到达叶节点时，才直接对点数据进行访问。

30、如权利要求26或27记载的加工计划方法，其特征在于：

利用上述树，进行检索离注视点最近点的最邻近点搜索处理。

31、如权利要求30记载的加工计划方法，其特征在于：

从上述树的根节点，开始上述最邻近点搜索处理。

32、如权利要求31记载的加工计划方法，其特征在于：

当具有以注视点为中心，以到现在最邻近点的距离为半径的园和节点所表示的区域有重叠时，对该节点进行搜索。

33、如权利要求32记载的加工计划方法，其特征在于：

当上述节点是叶节点时，对该节点表示的区域内所有的点求出距离，判断是否短。

34、如权利要求30记载的加工计划方法，其特征在于：

各点数据具有有关各自所属的叶节点的信息；

对存在想寻找最邻近的注视点的叶节点直接进行访问，然后，只要存在需要搜索的节点时，则通过向上述树的根节点方回溯，进行上述最邻近点搜索处理。

35、如权利要求34记载的加工计划方法，其特征在于：

当具有以注视点为中心，以到现在最邻近点的距离为半径的园和节点表示的区域，露出在表示现在节点的区域之外时，根据露出情况，进行自己的兄弟节点

或自己父方的兄弟节点的搜索。

36、如权利要求30记载的加工计划方法，其特征在于：

通过反复进行：上述最邻近点搜索处理；及利用排除所发现的最邻近点的树，搜索下一个最邻近点的处理；

按接近注视点的顺序，列举邻近点。

37、如权利要求30记载的加工计划方法，其特征在于：

从起点到终点反复进行：

通过上述最邻近点搜索处理，搜索未与加工路径连接的最邻近点，作为新的注视点，连接到加工路径的处理；及

利用排除发现的注视点的树，搜索下个最邻近点，作为新的注视点，连接到加工路径上的处理；

由此作成加工路径。

38、如权利要求36或37记载的加工计划方法，其特征在于：

通过减少各点数据附属的索引结束序号，或增加开始序号，进行从上述树排除发现的点的处理。

39、如权利要求38记载的加工计划方法，其特征在于：

当从上述树排除发现的点时，如果某节点内的点数据全部消失，则使节点带有表示没必要访问该节点的信息。

40、一种加工计划方法，其特征在于：

将通过权利要求37至39的任一项中记载的加工计划方法所决定的加工路径，作为使用巡回售货员问题而决定加工顺序时的初始解。

41、一种加工计划方法，其特征在于：

通过发现某加工区域内的点数据配置、和别的加工区域内的点数据相对一致的区域组，可省去不必要的高负荷运算。

42、如权利要求41记载的加工计划方法，其特征在于：

通过对一个区域的全部点，作成加有一定坐标偏差量的点位置数据；

从另一个区域的树的根节点，一个接一个地向表示存在上述点位置数据区域的节点移动；及

只在移动到叶节点时，检查是否存在与上述点位置数据一致的点位置数据的处理；

而进行寻找上述点数据的配置相对一致的区域组的处理。

43、如权利要求26或27记载的加工计划方法，其特征在于：

在以最少数的同尺寸矩形包围加工区域内的点数据的处理中，每当以循环调出作成临时加工区域时，对该临时加工区域及各加工区域内的临时的点位置数据的双方，作成上述树。

44、如权利要求26或27记载的加工计划方法，其特征在于：

在确定加工区域时，对加工区域、及各加工区域内的点位置数据的双方，作成上述树。

45、一种加工计划方法，其特征在于：

进行由权利要求1至44的任一项记载的加工计划方法所决定的加工。

46、一种计算机程序，其特征在于：

用于实施权利要求1至44的任一项中记载的加工计划方法。

47、一种加工计划装置，用于将分散在工件上的多个加工位置，分配给同时加工的多个加工区域而进行加工，其特征在于包括：

决定各加工区域内加工位置的最佳加工路径的加工路径决定装置；及

加工顺序决定装置，决定各加工区域内加工位置的加工顺序，使同时加工的加工区域的总加工时间为最小。

48、一种加工计划装置，用于在决定分散在工件上的多个加工区域的加工顺序时，建立加工计划，其特征在于：

具有加工顺序位移装置，对多数存在的同时加工区域，使各加工区域上的加工路径的起点进行位移，缩短总加工时间，以便能够使同时进行的扫描时间及移动时间均匀化。

49、一种加工计划装置，用于对分散在工件上的多个加工位置或设定在工件内的加工区域，使用巡回售货员问题而决定加工顺序时，建立加工计划，其特征在于：

具有决定起点和终点的扫描路径决定装置，以便通过解巡回售货员问题，使一巡回路径为最小之后，检测最长的移动，并将其除掉。

50、一种加工计划装置，用于从分散在工件上的多个加工位置或设定在工件内的加工区域，使用巡回售货员问题而决定加工顺序时，建立加工计划，其特征在于：

具有决定起点和终点的的扫描路径决定装置，以便通过解使从一巡回路径减去最长移动的值为最小而改进的巡回售货员问题，求出一巡回路径，最后除掉最长的移动。

51、一种加工计划装置，用于在从分散在工件上的多个加工位置，决定加工装置的加工区域的配置时，建立加工计划，其特征在于：

具有区域配置决定装置，通过反复以下步骤：

临时设定下一个加工区域，以便包围未由加工区域包围的第1方向的端点；

在第2方向上移动，以使该临时设定的加工区域包围与上述第1方向不同的该第2方向的端点；

再次在该第1方向上移动，以使该移动的加工区域包围该移动后位置上的上述第1方向的端点；及

再次在该第2方向上移动，以使该再移动的加工区域包围该移动后的位置上的上述第2方向的端点；

由此重复进行确定下一加工区域的步骤。

52、一种加工计划装置，从分散在工件上的加工位置，决定加工装置的加工区域配置时，建立加工计划，其特征在于：

具有区域配置设定装置，首先将工件全表面单纯分割为加工区域，然后，除去没有加工位置的加工区域。

53、一种加工计划装置，从分散在工件上的加工位置，决定加工装置的加工区域配置时，建立加工计划，其特征在于：

具有区域配置决定装置，用于反复进行在未被包围的加工位置数最多的位置上，配置加工区域的处理，直到所有的加工位置被包围为止。

54、一种加工计划装置，从分散在工件上的加工位置，决定加工装置的加工区域配置时，建立加工计划，其特征在于：

具有区域配置决定装置，首先临时决定区域配置，然后将加工区域位移到附近，除去不需要的加工区域。

55、一种加工计划装置，从分散在工件上的加工位置，决定加工装置的加工区域的配置时，建立加工计划，其特征在于：

具有所属区域决定装置，用于决定进行该加工的区域，使在同一加工位置属于多个加工区域时，多数属于各同时加工区域的加工位置数均等。

56、一种加工计划装置，从分散在工件上的加工位置，决定加工装置的加工区域配置时，建立加工计划，其特征在于：

具有区域位置调整装置，用于调整区域位置，以使加工位置集中在各加工区域的中央部。

57、一种激光加工计划装置，利用在多个方向上可移动的载物台，对在该载物台上配置的工件进行加工时，建立加工计划，其特征在于：

具有移动路径决定装置，通过将上述载物台的移动路径起点作为将工件从装载器放在载物台上的位置，而将终点作为将工件移到装载器之前的位置，通过解固定端点的巡回售货员问题，决定上述载物台的移动路径。

58、一种加工计划装置，通过在加工区域内可对加工装置进行扫描的多个加工单元，同时对在可以移动的载物台上配置的工件进行加工时，建立加工计划，其特征在于：

具有单元间隔决定装置，用于决定加工单元的间隔，使加工装置扫描或移动次数及载物台移动次数为最小。

59、如权利要求58记载的加工计划装置，其特征在于：

具有工件方向决定装置，用于改变工件方向，而进行由上述单元间隔决定装置的处理；及

自动采用加工装置扫描或移动次数及载物台移动次数为最小的工件方向。

60、一种加工计划装置，当采用在多个方向上可以扫描或移动的加工装置，对工件加工时，建立加工计划，其特征在于包括：

对由树形数据结构表现的表示分散在工件上的加工位置或加工区域的点位置数据进行存储的装置；及

利用由上述树形的数据结构表现的位置数据，决定加工区域位置及加工顺序的装置。

61、一种加工计划装置，其特征在于：

包括权利要求47至60的任一项中记载的加工计划装置。

62、一种计算机程序，其特征在于：

用于实现权利要求47至60的任一项中记载的加工计划装置。

63、一种加工数据作成方法，其特征在于：

根据通过通信线路由加工装置端接收的加工位置数据，决定加工计划；及

将信息返回给上述加工装置端。

64、如权利要求63记载的加工数据作成方法，其特征在于：

通过权利要求1至44的任一项中记载的方法，决定上述加工计划。

65、一种计算机程序，其特征在于：

用于实施权利要求63或64中记载的加工数据作成方法。

66、一种加工数据作成装置，其特征在于包括：

通过通信线路，从加工装置端接收加工位置数据的接收装置；

根据接收的加工位置数据，决定加工计划的计划装置；及

将决定的加工计划返送回上述加工装置端的发送装置。

67、如权利要求66记载的加工数据作成装置，其特征在于：

通过权利要求1至44的任一项中记载的方法，决定上述加工计划。

68、一种计算机程序，其特征在于：用于实现权利要求66或67中记载的加工数据作成装置。

69、一种计算机可读取的记媒体，其特征在于：记录如权利要求46或62或65或68中记载的计算机程序。

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