JP2004164083A - 加工計画方法及び装置 - Google Patents
加工計画方法及び装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004164083A JP2004164083A JP2002326728A JP2002326728A JP2004164083A JP 2004164083 A JP2004164083 A JP 2004164083A JP 2002326728 A JP2002326728 A JP 2002326728A JP 2002326728 A JP2002326728 A JP 2002326728A JP 2004164083 A JP2004164083 A JP 2004164083A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- machining
- path
- processing
- visit
- time
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Numerical Control (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
【課題】同一加工位置において加工の最小時間間隔の所定の最小値を確保しつつ、所定の回数の複数回加工を行うような繰り返し加工の加工時間を短縮してスループットを向上させる。
【解決手段】多数の加工位置を複数回巡回しながら繰り返し加工する際に、加工位置を単一回ずつ訪問しながら加工する経路を発生させ、該単一回訪問加工経路を複数の部分経路に分割し、分割された各部分経路に該部分経路の終点から始点への戻り移動を加えた部分巡回路、及び、該連続する２つの部分巡回路を繋ぐ接続移動に対して、部分巡回路上の複数回巡回移動と接続移動により、加工位置を複数回ずつ訪問しながら加工する繰り返し加工経路を定める。
【選択図】 図４
【解決手段】多数の加工位置を複数回巡回しながら繰り返し加工する際に、加工位置を単一回ずつ訪問しながら加工する経路を発生させ、該単一回訪問加工経路を複数の部分経路に分割し、分割された各部分経路に該部分経路の終点から始点への戻り移動を加えた部分巡回路、及び、該連続する２つの部分巡回路を繋ぐ接続移動に対して、部分巡回路上の複数回巡回移動と接続移動により、加工位置を複数回ずつ訪問しながら加工する繰り返し加工経路を定める。
【選択図】 図４
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多数の加工位置を複数回巡回しながら繰り返し加工する際の加工計画方法及び装置に係り、特に、レーザビームを照射してプリント配線基板等に複数の穴開け加工を行うレーザ穴開け機に用いるのに好適な、穴開け等の加工位置の２次元平面における分布状態を数学的に捉えて、ＸＹステージの速度、加速度、軌道やガルバノスキャナの穴開け位置訪問順序等の機器の動作を効率良く計画することにより、加工時間を短縮することが可能な加工計画方法、該加工計画方法により決定された加工を行う加工方法、同様な加工計画装置、該加工計画装置を含む加工装置、前記加工計画方法を実施したり前記加工計画装置を実現するためのコンピュータプログラム、及び、該コンピュータプログラムが記録された、コンピュータ読取り可能な記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子機器の小型化や高密度実装化の要求に伴い、複数のプリント配線基板を重ね合わせた多層プリント配線基板が提供されるようになってきている。このような多層プリント配線基板では、上下に積層されたプリント配線基板のそれぞれに形成された導電層間を電気的に接続するため、これらの基板に、スルーホールあるいはビアホールと呼ばれる穴が形成される。そして、これらの穴の内部に導電膜を形成することにより、各プリント配線基板の導電層間の接続が行われる。
【０００３】
プリント配線基板に形成される穴は、最近のプリント配線基板の小型化や高機能化に伴って小型化し、直径０．１ｍｍ以下になってきている。このような小径の穴を精度良く形成するために、パルス発振型のレーザビームが用いられている。
【０００４】
従来のパルス発振型レーザを用いたレーザ穴開け機の一般的な構成を図１に示す。本構成例は、図示しないレーザ発振器から照射される、例えばパルス状のレーザ光線２０を、所定の方向（図１では紙面に垂直な方向）に走査するための回転ミラー２３を含む第１ガルバノスキャナ２２と、該第１ガルバノスキャナ２２によって紙面に垂直な方向に走査されたレーザ光線を、該第１ガルバノスキャナ２２による走査方向と垂直な方向（図１では紙面と平行な方向）に走査するための回転ミラー２５を含む第２ガルバノスキャナ２４と、前記第１及び第２ガルバノスキャナ２２、２４により２方向に走査されたレーザ光線を、ＸＹステージ１２上に固定された、基板等の加工対象物（ワークと称する）１０の表面に対して垂直な方向に偏向して照射するためのｆ−θレンズ２６とを備えている。
【０００５】
このように、第１、第２ガルバノスキャナ２２、２４を用いることにより、レーザ光線２０を、スキャナ先端の回転ミラー２３、２５に反射させ、進行方向を任意に変えることができる。ここで、回転ミラー２３、２５は軽量であるため、高速位置決めが可能である。
【０００６】
前記ガルバノスキャナ２２、２４によって偏向したレーザ光線は、ｆ−θレンズ２６を通過して、ワーク１０に集光する。このｆ−θレンズ２６は、一般に高価なものであるために、サイズが限定されてしまい、そのため、あるタイミングにおけるビーム照射範囲（一般に走査エリアと称する）の大きさが数十ｍｍ角程度の正方形に制限されており、一般的なワーク１０の大きさより狭い。
【０００７】
そこで、ＸＹステージ１２によりワーク１０を搬送することにより、広範囲な位置決めを可能としている。但し、ＸＹステージ１２は重量が大きいため、位置決めに費やす時間が大きい。
【０００８】
このようにして、レーザ穴開け機は、高速狭範囲の位置決め手段であるガルバノスキャナ（以下、単にスキャナとも称する）、及び、低速広範囲の位置決め手段であるＸＹステージ（以下、単にステージとも称する）の２つの位置決め手段を用いることにより、高速広範囲な穴開け位置決めを行い、位置決め完了後に照射を行う加工方法を取っている。
【０００９】
そして、照射時に１回の照射で所要の穴を貫通することができない場合は、複数回数の照射を行なうことにより、穴開けを行なう。
【００１０】
複数回の照射の方法は、同一穴に留まって１乃至複数回照射を行ない、次の穴へと移動する方法（一般にバースト加工と称する）と、ある走査エリア内の１周分の穴開けを順次複数回行なう方法（一般にサイクル加工と称する）、及び、その組合せ（一般にコンビネーション加工と称する）に分けられる。これらの加工方法は、基板の材質、用いるレーザ光、パルス形状等により、適切に使い分けられるものであり、サイクル加工による方法は、例えば特許文献１や特許文献２に記載されている。
【００１１】
【特許文献１】
特開平１１−１９２５７１号公報
【特許文献２】
特開平１１−２８４３１１号公報
【００１２】
サイクル加工を行なう理由は、各加工穴の照射時間間隔（最小間隔）を確保するためである。即ち、走査エリア内の全ての穴の加工を順次行なう間に、所定の照射時間間隔が経過することを利用している。従って、サイクル加工においては、バースト加工と比較してスキャナ走査（加工穴間の移動）回数が増大し、ユーザが求める重要な性能の１つである加工スループットに関しては期待できない面がある。
【００１３】
なお、特許文献２には、走査エリア内の穴数に応じて１サイクルに要する速度を制御し、１サイクル加工時間が常に一定時間（０．０５秒）以上になるようにすることが記載されているが、これでは、スループットを向上することはできない。一般的には、１周して所定の時間間隔が経過しない場合には、始点において、所定の時間経過まで待つ方法を採ることになるが、これもスループット向上の為には無意味である。
【００１４】
一方、スループット向上のための有効な手段の１つとして、基板に散布する加工穴の散布状態を数学的に捉えて機器の加工経路を最適化する数学的最適化による手法があり、出願人も既に特願２００１−３３１５５０や特願２００２−２６１８９を提案している。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、いずれにしても、各走査エリア内の穴あけ位置訪問順序は、図２に示す如く、始点ａから終点ｊまで１回ずつ走査するものであったため、例え出願人が特願２００１−３３１５５０で提案したように、加工の始点ａと終点ｊを、巡回路のうちの始点と終点を結ぶ枝（図２の破線Ｋ）が最長（以下での、移動長や巡回経路長などの「長」さは、具体的には走査にともなう「時間」のことであるが、単に「長」さと記す）の移動であるように始点ａを定めることによって最長の移動Ｋを取り除くようにしても、サイクル加工においては、ｎ周の加工に際して、始点ａと終点ｊとを結ぶｎ−１回の最長の移動Ｋは回避できないという問題点を有していた。
【００１６】
即ち、図２に示した如く、始点をａ、終点をｊとする好適なスキャナ走査経路（ａ→ｂ→…→ｊ）が定まった状態で、従来のサイクル加工の場合、１周分の穴開けが完了した後、終点ｊから始点ａへと戻り、次の１周の加工を行なっていた（即ちａ→ｂ→…→ｊ→ａ→ｂ…→ｊ→ａ→…という順序）。しかしながら、この場合、巡回路における最大の移動である、ｊからａへの移動Ｋが、ｎ周の場合、ｎ−１回発生することとなる。
【００１７】
なお、スキャナとステージを用いて穴開け加工を行なう方法には、前記のように、走査エリア毎にステージを止め、スキャナのみを動かして、レーザビームを走査しつつ加工を行なう、いわゆるステップアンドリピート（Ｓ＆Ｒ）による加工（低速位置決め手段停止加工又はステージ停止加工とも称する）の他に、ステージを止めることなく移動させたまま、スキャナも動かして、レーザビームを走査しつつ加工を行なう、いわゆる協調制御（同期制御とも称する）による加工（低速位置決め手段非停止加工又はステージ非停止加工とも称する）があり、後者の協調制御に関しては、例えば特許文献３や特許文献４に記載されている。
【００１８】
【特許文献３】
特許第３１５５０１２号公報
【特許文献４】
特開２０００−１００６０８号公報
【００１９】
しかしながら、このような協調制御における前記サイクル加工の効率化に関しては、全く記載されていない。例えば、特許文献３は、大略ガルバノスキャナ及びステージの協調的な位置決めを行なうためのシステムに関するものであるが、穴開け順序に関しては、市販のデータベース生成ツールに頼っている。このような場合に同一点を照射する時間の最小間隔を定めたい場合には、同一個所に最小間隔以上留まっているか、全点の加工を終えた後、再び同様の加工を施すかのいずれかであり、いずれにしても高いスループットを期待することはできなかった。又、特許文献４には、ステージが直線動作を行なうことと、具体的な穴開け位置訪問順序設定法が記載されているが、やはり、各加工点において最小間隔の時間を空けたい場合の穴開け位置訪問順序設定法に関しては記載されていなかった。
【００２０】
本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたもので、同一加工位置において最小時間間隔を確保しつつ、複数回加工を行う繰り返し訪問加工時におけるスループットを向上させることを課題とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、多数の加工位置を複数回巡回しながら繰り返し加工する際の加工計画方法であって、加工位置を単一回ずつ訪問しながら加工する経路を発生させる、単一回訪問加工経路発生工程と、該単一回訪問加工経路を複数の部分経路に分割する、単一回訪問加工経路分割工程と、分割された各部分経路に該部分経路の終点から始点への戻り移動を加えた部分巡回路、及び、該連続する２つの部分巡回路を繋ぐ接続移動に対して、部分巡回路上の複数回巡回移動と接続移動により、加工位置を複数回ずつ訪問しながら加工する繰り返し加工経路を定める、繰り返し加工経路決定工程とを有するようにして、前記課題を解決したものである。
【００２２】
又、多数の加工位置を複数回巡回しながら繰り返し加工する際の低速位置決め手段非停止加工の加工計画方法であって、更に、低速位置決め手段暫定動作速度設定工程と、低速位置決め手段動作速度最大化工程とを有するようにしたものである。
【００２３】
又、前記単一回訪問加工経路発生工程において、巡回セールスマン問題の解法を適用するようにしたものである。
【００２４】
又、前記単一回訪問加工経路分割工程において、単一回訪問加工経路に沿って、ある加工開始位置からある加工終了位置まで分割経路を定めるときの効果を評価する評価式として、
（加工終了位置から経路上加工終了位置の次の位置へ進むときの移動コスト）−（加工終了位置から加工開始位置へ戻るときの移動コスト）
を用いて、評価値の合計を最大化するよう、分割箇所を決定するようにしたものである。
【００２５】
更に、前記単一回訪問加工経路分割工程において、前記単一回訪問加工経路に沿って、ある加工開始位置からある加工終了位置まで分割経路を定める際に、加工開始位置から加工終了位置までの経路に加工終了位置から加工開始位置への戻り移動を加えた巡回路の巡回路長が、同一加工位置の最小加工間隔より短い場合は、前記評価式の代わりに、
（加工終了位置から経路上加工終了位置の次の位置へ進むときの移動コスト）−（（加工終了位置から加工開始位置へ戻るときの移動コスト）＋（加工開始位置での最小加工間隔待ち時間））
を用いるようにしたものである。
【００２６】
又、前記単一回訪問加工経路分割工程において、部分巡回路長が同一加工位置の最小加工間隔以上であり、かつ、繰り返し訪問加工経路の経路長が最小となるように分割を決定するようにしたものである。
【００２７】
又、前記単一回訪問加工経路分割工程において、前記単一回訪問加工経路発生工程で得た経路の始点を変えて繰り返し単一回訪問加工経路分割工程を実行し、前記評価式が最大となるときを以て単一回訪問加工経路分割工程の解とするようにしたものである。
【００２８】
更に、前記単一回訪問加工経路発生工程と単一回訪問加工経路分割工程は、低速位置決め手段の移動速度も考慮するようにしたものである。
【００２９】
又、多数の加工位置を複数回巡回しながら繰り返し加工する際の低速位置決め手段非停止加工の加工計画方法であって、低速位置決め手段の１回の移動中に、繰り返し加工を完了させるよう計画するようにしたものである。
【００３０】
又、各加工位置の加工タイミングを、同一加工位置の最小加工間隔を確保するように設定したものである。
【００３１】
又、前記単一回訪問加工経路分割工程において、前記単一回訪問加工経路に沿って、ある加工開始位置からある加工終了位置まで分割経路を定めるときの効果を評価する分割を、加工開始位置から加工終了位置までの経路に加工終了位置から加工開始位置への戻り移動を加えた巡回路の巡回路長が、同一加工位置の最小加工間隔以上のものに限定するようにしたものである。
【００３２】
又、前記単一回訪問加工経路分割工程において、前記評価式を最大化するために、有向閉路の無い最長路問題の動的計画法に基づく解法を用いるようにしたものである。
【００３３】
又、前記各加工位置の加工タイミングを、更に、低速位置決め手段の移動により遷移する所定寸短形範囲から外れないように設定するようにしたものである。
【００３４】
本発明は、又、前記の加工計画方法により決定された加工を行なう加工方法を提供するものである。
【００３５】
又、前記の加工計画方法又は加工方法を実施するためのコンピュータプログラムを提供するものである。
【００３６】
本発明は、又、多数の加工位置を複数回巡回しながら繰り返し加工する際の加工計画装置であって、加工位置を単一回ずつ訪問しながら加工する経路を発生させる、単一回訪問加工経路発生手段と、該単一回訪問加工経路を複数の部分経路に分割する、単一回訪問加工経路分割手段と、分割された各部分経路に該部分経路の終点から始点への戻り移動を加えた部分巡回路、及び、該連続する２つの部分巡回路を繋ぐ接続移動に対して、部分巡回路上の複数回巡回移動と接続移動により、加工位置を複数回ずつ訪問しながら加工する繰り返し加工経路を定める、繰り返し加工経路決定手段とを有することにより、前記課題を解決したものである。
【００３７】
本発明は、又、多数の加工位置を複数回巡回しながら繰り返し加工する際の低速位置決め手段非停止加工の加工計画装置であって、更に、低速位置決め手段暫定動作速度設定手段と、低速位置決め手段動作速度最大化手段とを有するようにしたものである。
【００３８】
又、前記単一回訪問加工経路発生手段において、巡回セールスマン問題の解法を適用するようにしたものである。
【００３９】
又、前記単一回訪問加工経路分割手段において、単一回訪問加工経路に沿って、ある加工開始位置からある加工終了位置まで分割経路を定めるときの効果を評価する評価式として、
（加工終了位置から経路上加工終了位置の次の位置へ進むときの移動コスト）−（加工終了位置から加工開始位置へ戻るときの移動コスト）
を用いて、評価値の合計を最大化するよう、分割箇所を決定するようにしたものである。
【００４０】
又、前記単一回訪問加工経路分割手段において、前記単一回訪問加工経路に沿って、ある加工開始位置からある加工終了位置まで分割経路を定める際に、加工開始位置から加工終了位置までの経路に加工終了位置から加工開始位置への戻り移動を加えた巡回路の巡回路長が、同一加工位置の最小加工間隔より短い場合は、前記評価式の代わりに、
（加工終了位置から経路上加工終了位置の次の位置へ進むときの移動コスト）−（（加工終了位置から加工開始位置へ戻るときの移動コスト）＋（加工開始位置での最小加工間隔待ち時間））
を用いるようにしたものである。
【００４１】
又、前記単一回訪問加工経路分割手段において、部分巡回路長が同一加工位置の最小加工間隔以上であり、かつ、繰り返し訪問加工経路の経路長が最小となるように分割を決定するようにしたものである。
【００４２】
又、前記単一回訪問加工経路分割手段において、前記単一回訪問加工経路発生手段で得た経路の始点を変えて繰り返し単一回訪問加工経路分割を実行し、前記評価式が最大となるときを以て単一回訪問加工経路分割の解とするようにしたものである。
【００４３】
又、前記単一回訪問加工経路発生手段と単一回訪問加工経路分割手段は、低速位置決め手段の移動速度も考慮するようにしたものである。
【００４４】
又、多数の加工位置を複数回巡回しながら繰り返し加工する際の低速位置決め手段非停止加工の加工計画装置であって、低速位置決め手段の１回の移動中に、繰り返し加工を完了させるよう計画するようにしたものである。
【００４５】
又、各加工位置の加工タイミングを、同一加工位置の最小加工間隔を確保するように設定するようにしたものである。
【００４６】
又、前記単一回訪問加工経路分割手段において、前記単一回訪問加工経路に沿って、ある加工開始位置からある加工終了位置まで分割経路を定めるときの効果を評価する分割を、加工開始位置から加工終了位置までの経路に加工終了位置から加工開始位置への戻り移動を加えた巡回路の巡回路長が、同一加工位置の最小加工間隔以上のものに限定するようにしたものである。
【００４７】
又、前記単一回訪問加工経路分割手段において、前記評価式を最大化するために、有向閉路の無い最長路問題の動的計画法に基づく解法を用いるようにしたものである。
【００４８】
又、前記各加工位置の加工タイミングを、更に、低速位置決め手段の移動により遷移する所定寸短形範囲から外れないように設定するようにしたものである。
【００４９】
本発明は、又、前記の加工計画装置を含むことを特徴とする加工装置を提供するものである。
【００５０】
又、前記の加工計画装置又は加工装置を実現するためのコンピュータプログラムを提供するものである。
【００５１】
又、前記のコンピュータプログラムが記録された、コンピュータ読取り可能な記録媒体を提供するものである。
【００５２】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して、ＸＹステージとガルバノスキャナを備えたレーザ穴開け機により穴を開ける場合に適用した本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００５３】
本実施形態は、図３に示す如く、レーザ穴開け機３０と、例えばハードディスクやフレキシブルディスク等の外部メモリに記憶された、前記レーザ穴開け機３０が加工を行なうための加工データファイル群４２、該加工データファイル群４２を変換する加工データ変換プログラム（Ｐｒｇ）４４、例えば内部メモリに記憶された加工データ４６、例えば外部メモリに記録された動作モデルファイル４８、該動作モデルファイル４８を読み込むための動作モデルファイル読込みプログラム（Ｐｒｇ）５０、例えば内部メモリに記憶された動作モデルデータ５２、本発明に係る加工計画プログラム（Ｐｒｇ）５４、前記レーザ穴開け機３０を制御する加工制御プログラム（Ｐｒｇ）５６を含む、前記レーザ穴開け機３０と通信可能なパソコン（ＰＣ）４０とを備えている。
【００５４】
なお、図３では、加工を制御する加工制御プログラム５６と、加工を計画する加工計画プログラム５４が、同じＰＣ４０内に収まっており、加工計画がオンラインで処理されるが、これらは別個でもよい。即ち、加工計画プログラム５４は、オフラインで実行可能である。
【００５５】
本実施形態において、ＰＣ４０と通信可能なレーザ穴開け機３０は、加工データ４６に従って、加工制御プログラム５６により制御され、加工を行なう。加工データ４６は、通常、ハードディスクやフレキシブルディスク等の外部メモリにある加工データファイル群４２を、加工データ変換プログラム４４で変換することにより得られる。加工データ４６は、レーザ穴開け機３０を効率良く動かすために、加工計画プログラム５４により更新される。この加工計画プログラム５４は、内部機器（ガルバノスキャナ及びＸＹステージ）の動作をモデル化した動作モデル５２を用いる。この動作モデル５２は、通常、内部メモリに常駐していないので、外部メモリにある動作モデルファイル４８を、動作モデルファイル読込みプログラム５０を用いて読み込むことにより得る。
【００５６】
前記レーザ穴開け機３０は、前記加工データファイル群４２の内容に従って動作する。加工開始命令の後、レーザ穴開け機３０の動作を制御するのは。前記加工制御プログラム５６である。即ち、当事者は、加工に際して加工データファイル群４２を用意し、加工制御プログラム５６に加工開始命令を与えて、レーザ穴開け機３０を動作させる。
【００５７】
前記加工データファイル群４２の内容は、構成機器（ガルバノスキャナ及びＸＹステージ）の動作順序が最適でないようなことも有り得る。従って、前記加工計画プログラム５４は、加工データを最適化する。本発明は、この加工計画プログラム５４における穴開け位置訪問順序最適化機能に関するものである。
【００５８】
なお、走査エリア毎にステージを止め、スキャナのみを動かしてレーザを走査するステージ停止加工でも、ステージを動かしたままスキャナを動かしてレーザを走査するステージ非停止加工でも、最適化プログラム及び加工データは異なるものの、構成は同じである。
【００５９】
本発明は、ステージ停止加工及びステージ非停止加工の両方に対して適用可能であるが、以下、ステージ停止加工に適用した本発明の第１実施形態について、詳細に説明する。
【００６０】
図４（Ａ）（Ｃ）に示す如く、従来のｎ周のサイクル加工においては、終点ｊ→始点ａの移動以外の移動はｎ回ずつ、終点ｊ→始点ａの移動はｎ−１回の移動であった。図４において、ｄ→ｅ間の移動長｜ｄｅ｜、ｇ→ｈ間の移動長｜ｇｈ｜、ｊ→ａ間の移動長｜ｊａ｜は、それぞれ移動長｜ｄａ｜、｜ｇｅ｜、｜ｊｈ｜よりも長い。従って、図４（Ｂ）（Ｄ）に示す如く、（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）と進んだ後、点ａに戻り、ｎ回巡回し、その後、点ｅに進み、（ｅ，ｆ，ｇ）の巡回をｎ回繰り返し、（ｈ，ｉ，ｊ）の巡回をｎ回繰り返すという加工方法を行なえば、従来の経路より短縮される。但し、例えば点ｄから点ａに戻る場合、点ａに関して、前回の照射から所要の最小時間が経過している必要がある。
【００６１】
実際に、従来は、図４（Ａ）に示すように、ｄ→ｅの移動ｎ回、ｄ→ａの移動０回、ｇ→ｈの移動ｎ回、ｇ→ｅの移動０回、ｊ→ａの移動ｎ−１回、ｊ→ｈの移動０回であったのに対し、本発明の第１実施形態によれば、図４（Ｂ）に示すように、ｄ→ｅの移動１回、ｄ→ａの移動ｎ−１回、ｇ→ｈの移動１回、ｇ→ｅの移動ｎ−１回、ｊ→ａの移動０回、ｊ→ｈの移動ｎ−１回と変わるが、走査経路長を、差し引き、
だけ削減できる。
【００６２】
次に、上記の加工経路の導出方法を詳細に説明する。
【００６３】
本実施形態の加工経路の導出は、図５に示す如く、単一回訪問加工経路発生工程（ステップ１００）、単一回訪問加工経路分割工程（ステップ１０２）、及び、繰り返し訪問加工経路決定工程（ステップ１０４）により行う。
【００６４】
即ち、ステップ１００の単一回訪問加工経路発生工程では、巡回セールスマン問題（全ての点を１回ずつ訪問し元の位置に戻る経路の巡回路長最小化問題の名称。以下略してＴＳＰと書く）の解法を適用する。具体的には、ニアレストネイバー法、２−Ｏｐｔ法、３−Ｏｐｔ法、Ｏｒ−Ｏｐｔ法、リンカーニハンの算法などを適用する。
【００６５】
ステップ１０２の単一回訪問加工経路分割工程では、単一回訪問加工経路を複数の部分経路に分割する。その際に、分割によって得られる部分巡回路長が同一穴あけ位置の最小加工間隔より長く、かつ、部分巡回路から自動的に作成される繰り返し訪問加工経路の経路長が最小となるように、分割を決定する。
【００６６】
ステップ１０４では、分割された各部分経路の終点から始点への戻り移動を加えた部分巡回路、及び、連続する２つの部分巡回路を繋ぐ接続移動たちに対して、部分巡回路上の複数回巡回移動と接続移動により、加工位置を複数回ずつ訪問しながら加工する繰り返し訪問加工経路を定める。
【００６７】
以下、繰り返し訪問加工経路の導出方法を具体的に説明する（ステップ１００については、公知の解法ゆえ説明を省略する）。又、そのための数学的定式化を説明する。
【００６８】
本発明に係る従来のサイクル加工経路に当たる新規繰り返し訪問加工経路は、図４（Ｂ）（Ｄ）に示す如く、部分巡回路（即ち（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）、（ｅ，ｆ，ｇ）、（ｈ，ｉ，ｊ）等の巡回）上の枝（都市間対）と、ある部分巡回路の終点から次の部分巡回路への始点の枝（即ちｄ→ｅ、ｇ→ｈ、ｊ→ａ）からなる。（１）式に示すように、新規経路と従来の経路との差は、「ある部分巡回路の終点から次の部分巡回路の始点への枝」の長さ（以下、戻り移動長と記す）の総和から「ある部分巡回路の終点から始点への枝」の長さ（以下、接続移動長と記す）の総和を引いたものをｎ−１倍したものに等しい。又、各点の照射時間間隔が一定以上必要であるため、部分巡回路の巡回路長は、それぞれ、一定値以上である必要がある。
【００６９】
以上より、ステップ１０２（分割工程）の部分を最適化問題として、数式で表現する。用いる記号は次のとおりである（以下では、穴あけ位置のことを単に点と記す）。
【００７０】
Ｎ：点の数（図４ではａ〜ｊの１０）
σ（ｉ）：従来のサイクル加工経路の一巡分の経路における、ｉ番目の訪問点（図４ではσ（５）＝ｅ）
ｍ：新規繰り返し訪問加工経路での部分巡回路の数（図４では３）
ｎｉ：ｉ番目の部分巡回路の点の数（図４ではｎ１＝４、ｎ２＝３、ｎ３＝３）。当然
【数１】
を満たす。
【００７１】
σｉ（ｋ）：ｉ番目の部分巡回路における、ｋ番目の訪問点（図４ではσ２（１）＝ｅ）
Ｔｉ：ｉ番目の部分巡回路の巡回路長。即ち
【数２】
ここでｄ（ｉ，ｊ）は、点ｉから点ｊへの移動長（移動時間、今回の場合は点ｉから点ｊへの走査開始から、点ｊでの照射完了までの時間に相当）を表わす。
【００７２】
Ｃｍｉｎ：各点における加工の最小照射時間間隔（定数）
目的は、従来の一巡訪問順序σ（ｉ）が定まった状態での、（１）式に相当する次式（即ち「進み移動長−戻り移動長」の総和）の最大化である。
【００７３】
【数３】
ここでの制約は、部分巡回路の巡回路長が最小照射間隔より大きいというもので、次式で表わされる。
【００７４】
Ｔｉ≧Ｃｍｉｎ（１≦ｉ≦ｍ） …（５）
【００７５】
等価な問題へ帰着するため、次のようなネットワークを考える。
【００７６】
・Ｎ＋１個の節点で構成され、うち２つは共にσ（１）に対応する始点（ｓｉｎｋ）及び終点（ｓｏｕｒｃｅ）であり、その他のＮ−１個の節点はσ（２），…σ（Ｎ）に対応する。
【００７７】
・次のようなｉからｊへの有向枝（ｉ＜ｊ）で構成される。
【００７８】
【数４】
ここでｃ（ｉ，ｊ）は枝（ｉ，ｊ）の長さを表わす。
【００７９】
（６）式は、（５）式を満足するような始点をｉ、終点をｊ−１とする部分巡回路候補に関し、その部分巡回路の始点と次の部分巡回路の始点とを隣接させること（節点同士を結ぶこと）を示す。（７）式は、枝長が「進み移動長−戻り移動長」であることを指す。
【００８０】
あるいは、（６）式の制約を取り除いて、始点をｉ、終点をｊ−１とする部分巡回路長がＣｍｉｎ以下、即ち、始点ｉにおける待ち時間ｗ（ｉ，ｊ）が
【数５】
の場合は、板長行列Ｃ（ｉ，ｊ）をｗ（ｉ，ｊ）＞０の場合にのみ待ち時間を差し引くよう、以下のように定義してもよい。
【００８１】
【数６】
【００８２】
このようなネットワークにおける始点から終点への路の長さは、（４）式に等しい。又、上記ネットワークに閉路は存在しない。
【００８３】
従って、（４）（５）式により定義される問題は、有向閉路の無いネットワークの最長路問題（ｌｏｎｇｅｓｔ ｐａｔｈ ｐｒｏｂｌｅｍ、以下単にＬＰＰと記す）に帰着できる。
【００８４】
最後に、ステップ１０４において、求まった最長路について、最長路上の各節点は、繰り返し訪問加工経路上の部分順回路の始点であるから、それら始点の場所に従って単一回訪問加工経路から繰り返し訪問加工経路を決定すればよい。
【００８５】
以下、第１実施形態の実施例について説明する。
【００８６】
図４（Ａ）に示したような巡回路において、全ての点対間の距離ｄ（ｉ，ｊ）（距離行列）が図６（Ａ）に示すように与えられているとする。この距離の値の一部を経路上に図示すると図６（Ｂ）に示す如くとなる。
【００８７】
この距離行列ｄ（ｉ，ｊ）に従って、（４）式を満たすような２点の組合せｉ、ｊを抽出し、（７）式により各枝長ｃ（ｉ，ｊ）を計算する。
【００８８】
即ち、部分巡回路（ｉ，ｉ＋１，・・・，ｊ−１→ｉ）の巡回路長が下限値（本例では１０）以上のものをネットワークにおける枝（ｉ，ｊ）と定義し、枝長ｃ（ｉ，ｊ）を（７）式により計算する。
【００８９】
例えば枝（ａ，ｅ）について、部分巡回路（ａ，・・・，ｄ→ａ）の巡回路長は１０で、下限値１０以上であり、その枝長
ｃ（ａ，ｅ）＝ｄ（ｄ，ｅ）−ｄ（ｄ，ａ）＝７−４＝３
となる。図７は、このような計算により求められた枝長行列ｃ（ｉ，ｊ）の例である。
【００９０】
抽出された枝（ｉ，ｊ）により、ネットワークが図８に示すように定義される。このネットワークの始点から終点への路は、それぞれ、部分巡回路の作り方に対応しており、その中の最長路は、（４）式を最大化するような部分巡回路に対応する。例えば、路ａ→ｆ→ａは、（ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ→ａ）、（ｆ，ｇ，ｈ，ｉ，ｊ→ｄ）の部分巡回路作成に対応し、最大化の評価値
ｄ（ｅ，ｆ）−ｄ（ｅ，ａ）＋ｄ（ｊ，ａ）−ｄ（ｊ，ｆ）
は、路長−２−４＝−６に相当する。
【００９１】
この例の場合、（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）、（ｅ，ｆ，ｇ）、（ｈ，ｉ，ｊ）に分けると、（ａ，ｂ，ｃ，ｄ→ａ）、（ｅ，ｆ，ｇ→ｅ）、（ｈ，ｉ，ｊ→ｈ）と周回するような経路における（４）式の値は３＋３＋７＝１３で最大（最長路）となる。従って、例えば１０周の加工では、（１）式のように（１０−１）×１３＝１１７経路長を節減できる。
【００９２】
有向閉路の無いネットワークの最長路問題は、最適解を実用的な時間で導出できる問題として知られている。解法として、例えば「計算とアルゴリズム」（浅野孝夫・今井浩共著、オーム社、２０００）に記載の動的計画法を用いた方法等が適用できる。
【００９３】
前記解法では、経路の始点が従来の経路の始点に固定されている。しかしながら、本発明による経路の始点は、従来の経路の始点でなくとも構わない。従って、厳密に前記ネットワーク化において始点がσ（ｋ）（１≦ｋ≦Ｎ）の全ての場合を試してみて、（４）式が最大となるものを解とすることも考えられる。
【００９４】
次に、ステージ非停止加工に適用した本発明の第２実施形態について、詳細に説明する。なお、ステージ非停止加工においては、基板上の加工可能な範囲（走査エリア）の位置が連続的に変化するため、第１実施形態の部分経路への分割方法を、単純に用いることはできず、更に工夫を加える必要がある。
【００９５】
従来のステージ非停止加工でのｎサイクル加工に際しては、図９（Ａ）に示す如く、ある一連の加工を行う矩形（走査短形と記す）の１サイクル加工を、ステージをｎ回繰り返し移動して、同一方向にｎ回繰り返すのに対して、本発明による経路では、図９（Ｂ）に示す如く、１回のステージ移動中に、穴開け位置を必要回数訪問するような経路に従う。
【００９６】
本加工経路の導出は、特願２００２−２６１８９において説明した、（単一回訪問の）ステージ等速動作速度最大化及び穴あけ位置訪問順序最適化工程（ステップ１１２）の代わりに実行する。
【００９７】
以下に、第２実施形態における加工経路の導出方法の詳細を説明する。
【００９８】
本実施形態の加工経路の導出は、図１０に示す如く、ステージ停止加工に適用した第１実施形態における単一回訪問加工経路発生工程（ステップ２００）、単一回訪問加工経路分割工程（ステップ２０４）、繰り返し訪問加工経路決定工程（ステップ２０６）に、ステージ動作速度算出工程（ステップ２０８）、及びステージ暫定動作速度設定工程（ステップ２０２）が追加される。
【００９９】
即ち、ステップ２００の単一回訪問加工経路発生工程では、例えば特願２００２−２６１８９にて説明した、ステージ等速動作速度を最大化しつつ穴あけ位置訪問順序を最適化する工程により、単一回訪問時の最大ステージ等速動作速度及び最適穴あけ位置訪問順序を求める。
【０１００】
ついでステップ２０２のステージ暫定動作速度設定工程では、繰り返し訪問加工時の暫定的な加工速度を、ステップ２００にて算出された最大ステージ等速動作速度及び繰り返し訪問回数（従来の「サイクル数」）をもとに設定する。
【０１０１】
ステップ２０４の単一回訪問加工経路分割工程では、単一回訪問加工経路を複数の部分経路に分割する。その際に、分割によって得られる部分巡回路長が同一穴あけ位置の最小加工間隔より長く、かつ、部分巡回路から自動的に作成される繰り返し訪問加工経路の経路長が最小となるように、分割を決定する。
【０１０２】
ステップ２０６では、分割された各部分経路の終点から始点への戻り移動を加えた部分巡回路、及び、連続する２つの部分巡回路を繋ぐ接続移動たちに対して、部分巡回路上の複数回巡回移動と接続移動により、加工位置を複数回ずつ訪問しながら加工する繰り返し訪問加工経路を定める。
【０１０３】
最後にステップ２０８において、求まった繰り返し訪問加工経路に対して、最大ステージ等速動作速度を算出する。
【０１０４】
以下、繰り返し訪問加工経路の導出方法を具体的に説明する（ステップ２００については、既に特願２００２−２６１８９に詳しく説明済みゆえ説明を省略する）。又、そのための数学的定式化を説明する。
【０１０５】
まず、単一回訪問加工経路を複数に分割する工程であるステップ２０４を、次の記号を用いて、数学的に定式化する。
【０１０６】
ｎ：各点に必要な照射回数（サイクル数）。
ｎｅｗ（ｉ）：新規経路における、ｉ番目の訪問点。ここで１≦ｉ≦ｎＮ
ｗｉ：点ｉにおける、到着から照射迄の待ち時間。
ｔｍｉ：点ｉにおける、照射開始時間。
Ｖ：ステージ等速動作速度。
ｅｉ，ｌｉ：点ｉにおける、照射開始可能最早時刻（最早開始時刻）、最遅時刻（最遅完了時刻）（ステージ直線移動の為、走査エリアが直線状に遷移してしまい、照射可能な範囲が時間により制限される為）。即ち、照射時間をＰとし、点ｉが走査矩形入口からｘ離れた点であるとすると、時刻０に走査エリアが走査矩形入口に到達したとすると、走査エリアのステージ移動軸の一辺の長さをＤとおくと、ｅｉ＝ｘ／Ｖ，ｌｉ＝（ｘ＋Ｄ）／Ｖ−Ｐの関係がある。
Ｔｉ：ｉ番目の部分巡回路の巡回路長。即ち、第１実施形態で（３）式であったのに対し、本実施形態では、
【数７】
【０１０７】
なお、他の記号は、第１実施形態のステップ１０２と同じである。
【０１０８】
ここで、ステージ動作を含む場合の２点間の移動時間の例を図１１に、ステージ動作速度が異なる場合の２点間の移動時間の違いの例を図１２に示す。図１１、図１２は、共に、横軸に時間、縦軸に２点間を動作可能な距離の限界を表わす。図１１における曲線ＡＢＣは、ステージが停止している場合の２点間移動可能限界曲線であり、例えば２点間の実距離ｌの場合、時間ｔ１で移動可能であることを示す。又、曲線ＰＱＲは、走査エリアが正の方向に等速遷移している場合の２点間移動可能限界曲線であり、例えば２点間の実距離ｌの場合、時間ｔ２で移動可能であることを指す。図から明らかなように、同一実距離ｌの移動でも、走査エリア遷移方向と移動方向が等しい場合は時間ｔ２で、逆の場合は時間ｔ３で移動可能である。これは、移動距離の非対称性、即ちｄ（ｉ，ｊ）≠ｄ（ｊ，ｉ）であることを示している。
【０１０９】
なお、曲線ＡＢＣと曲線ＰＱＲとの交点Ｘに関し、Ｘの縦軸値より大きな縦軸値を持つ移動の場合、非停止制御（ステージ一定速移動）の方が高速に移動可能であり、小さな縦軸値の移動の場合は、ステージ停止制御の方が高速に移動可能である。
【０１１０】
又、図１２に示す如く、ステージ動作が速い場合（曲線ＰＱＲ）と遅い場合（曲線ＳＴＵ）とで、移動可能曲線は違ってくる。
【０１１１】
以上まとめると、２点間の移動時間は、非対称的であり、ステージ速度に依存する。
【０１１２】
従って、次のように定式化する。最適化の目的は、総加工時間、即ち加工開始時刻を０としたときの最後の点の加工終了時刻ｔｍｎｅｗ（ｎＮ）の最早化である。
【０１１３】
なお、最後の点の加工終了時刻の最早化とステージ動作速度の最大化とは、ステージを直線的に等方向に動作させる場合は、ほぼ等価と見て良い。
【０１１４】
ここでの、制約条件は、次の（１１）式及び（１２）式である。
【０１１５】
【数８】
ここで、（１１）式の制約条件は、部分巡回路の巡回路長が最小照射間隔より大きいことに対応し、（１２）式の制約条件は、照射可能であることに対応している。
【０１１６】
本問題は、距離ｄ（ｉ，ｊ）等、ステージ動作速度に依存するものが多いため、制約条件が扱い難い（Ｔｉ，ｅｉ，ｌｉ等も速度依存する）。しかしながら、ｎ回ずつの繰り返し訪問加工の場合、ステージ速度が概ね１／ｎ程度になることが予想されるとの発想で、ステップ２０２において、ステップ２００で算出されたステージ速度ｖに対し、繰り返し訪問加工時のステージ暫定速度をｖ／ｎに設定しておいて、ステップ２０４にて単一回訪問加工経路の複数の部分経路への分割を行う。
【０１１７】
なお、図５と異なり、（６）式のＣｍｉｎは、これより若干大きな値Ｃｍｉｎ´としてもよい。これは、ステージ速度Ｖ／ｎは暫定的であり、後工程で正確な速度が決定するが、図１３に示されているように、ステージ速度が異なれば、２点間の距離が異なってくるためである。
【０１１８】
更に部分巡回路長に関し、巡回中にステージが進む距離と（１２）式に示した加工実行可能性とから、ｉ番目の部分回路（１≦ｉ≦ｍ）に対し、有向枝の候補を、次式を満たすものに限定する。
【０１１９】
【数９】
【０１２０】
この（１４）式は、ｎ−１巡している間に、最初の加工点が照射可能範囲から外れないという条件を表わしたものである。
【０１２１】
ここで、Ｄ´は、走査エリアのステージ進行方向の大きさＤより若干小さい値を表わす。単にＤとしなかったのは、１つの部分巡回路に関してはＤでよいが、次の部分巡回路の照射タイミングにしわ寄せが残ってしまい、ぎりぎりだと間に合わない恐れがあるためである。
【０１２２】
又、終点から始点に戻る移動の距離に関して、戻る距離が長すぎないように、次式で制限を与える（図１３参照）。
【０１２３】
【数１０】
ここで、ｘ（ｉ）は、点ｉの走査エリア遷移方向の座標を表わす。又、Ｄ”も走査エリアの大きさＤより小さい値であり、適切に設定する。
【０１２４】
なお、図１４に示す如く、（１４）式の左辺はσｉ（１）を始点、σｉ（ｎｉ）を終点とする部分巡回路における走査エリア遷移方向の座標値の戻りの最大値としてもよい。その場合は、右辺が次式で示される値となる。
【０１２５】
【数１１】
【０１２６】
この（１５）式は、ｋ１番で進み方向の最大値に達し、ｋ２番で最小値に戻る場合の戻り距離Δｘ、戻り時間Δｔに関し、
Δｘ＋ＶΔｔ＜Ｄ”
が必要であることを意味している。
【０１２７】
最後にステップ２０６、２０８において、ステップ２０４で求まった単一回訪問経路の分割の始点に対し、複数回訪問加工経路を作成し、その経路に対し加工実行可能な最大速度を求める。特願２００２−２６１８９に詳細に述べたように、２分探索法を利用して挟み撃ちを行なえば、求めることが可能である。しかし、本問題の場合、実行可能速度は、暫定速度ｖに近い（少し小さい）値であることが予想されるので、ｖでの実行可能性を調べ、不可能であるなら速度を少し下げる（可能であれば速度を少し上げる）という操作を、限界が求まるまで繰り返すという線形探索でも十分である。
【０１２８】
なお、ステップ２０４では、Ｃｍｉｎ´を若干Ｃｍｉｎより大きめの値に設定しているが、そうではなく、ステップ２０６（ステージの正確な速度を求める時点）で、各巡回路の始点において、巡回路長がＣｍｉｎに満たない場合は、待ちを設けてもよい。
【０１２９】
又、待ちが無いという制約を除き、枝長ｃ（ｉ，ｊ）を以下のように定義して解いてもよい。
【０１３０】
【数１２】
ここで、ｍａｘ｛＊，＊＊｝は、＊と＊＊の大きい方を指す。
【０１３１】
即ち、ｉ番の訪問において待つ必要があれば、（つまり、
【数１３】
である場合）、その時間を（７）式から引いておけばよい。
【０１３２】
又、経路が定まった場合の各点の照射開始時刻に関して、ｉ−１番目の訪問点ｎｅｗ（ｉ−１）の照射開始時間ｔｍｎｅｗ （ ｉ−１ ）に対し、ｉ番目の訪問点ｎｅｗ（ｉ）への到着時刻ａｉは、
ａｎｅｗ（ｉ）＝ｔｍｎｅｗ （ ｉ−１ ）＋ｄ（σ（ｉ−１），σ（ｉ））
と書けるが、
ａｎｅｗ（ｉ）＜ｅｎｅｗ（ｉ）ならばｔｍｎｅｗ （ ｉ ）＝ｅｎｅｗ（ｉ）とし、
さもなければｔｍｎｅｗ （ ｉ ）＝ａｎｅｗ （ ｉ ）とする。（到達時間の制限）。
【０１３３】
更に、点ｉが２回目以降に訪問する点である場合、同一加工点ｉｂｅｆの前回訪問時の照射開始時間ｔｉｂｅｆに対し、
ｔｉｂｅｆ（＋Ｐ）＋Ｃｍｉｎ＜ｔｉ
ならば、
ｔｉ＝ｔｉｂｅｆ（＋Ｐ）＋Ｃｍｉｎ …（１８）
とする（経過時間の制限）。
【０１３４】
このように順次設定すればよい。
【０１３５】
なお、前記実施形態においては、いずれも、高速位置決め手段がスキャナとされ、低速位置決め手段がステージとされていたが、位置決め手段の種類や組合せはこれに限定されず、例えば出願人が特開２０００−７１０８９や特開２０００−３３４６３７で提案したような、リニアモータＸＹステージと高速加工ヘッドを組み合わせたスクリーンカットシステムあるいはフラッシュカットシステムであってもよい。
【０１３６】
又、適用対象も、点状の加工を行なうレーザ穴開け機に限定されず、線状の加工を行なうレーザ切断機、特開平１１−１４９３１７に記載された２ヘッドレーザ加工機やレーザビーム以外の加工手段を用いた一般な加工機（例えば機械式ドリルによる穴開け装置）、更にはマーキング装置や露光装置であって、全ての点を複数回、同一回数ずつ訪問する必要があり、且つ、各点において空けるべき訪問タイミングの最小間隔が定まっているようなシステム全般に同様に適用できることは明らかである。
【０１３７】
【発明の効果】
本発明によれば、同一加工位置において加工の最小時間間隔の所定の最小値を確保しつつ所定の回数の複数回加工を行うような繰り返し加工の加工時間を短縮することができ、スループットを向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の適用対象の一例であるレーザ穴開け機の要部構成を示す正面図
【図２】各走査エリアにおけるスキャナ走査経路の例を示す平面図
【図３】本発明が適用されるレーザ穴開け機の全体構成を示すブロック図
【図４】従来のサイクル加工経路と本発明による経路を比較して示す図
【図５】本発明の第１実施形態における加工経路の導出手順を示す流れ図
【図６】第１実施形態におけるネットワーク化を説明するための距離行列及び平面図
【図７】同じく枝長行列の例を示す図表
【図８】同じく枝の接続による実際のネットワーク化の方法を説明するための線図
【図９】協調制御における従来の経路と本発明の第２実施形態による経路を比較して示す平面図
【図１０】第２実施形態の処理手順を示す流れ図
【図１１】第２実施形態を説明するための、ステージ動作を含む場合の２点間の移動時間の例を示すタイムチャート
【図１２】同じくステージ動作速度が異なる場合の２点間の移動時間の違いの例を示すタイムチャート
【図１３】第２実施形態における終点から始点に戻る移動の距離に対する制限の例を示す線図
【図１４】同じく他の例を示す線図
【符号の説明】
１０…加工対象物（ワーク）
１２…ＸＹステージ
２０…レーザ光線
２２、２４…ガルバノスキャナ
２３、２５…回転ミラー
２６…ｆ−θレンズ
３０…レーザ穴開け機
４０…ＰＣ（パソコン）
４２…加工データファイル群
４４…加工データ変換プログラム
４６…加工データ
４８…動作モデルファイル
５０…動作モデル読込みプログラム
５２…動作モデルデータ
５４…加工計画プログラム
５６…加工制御プログラム
【発明の属する技術分野】
本発明は、多数の加工位置を複数回巡回しながら繰り返し加工する際の加工計画方法及び装置に係り、特に、レーザビームを照射してプリント配線基板等に複数の穴開け加工を行うレーザ穴開け機に用いるのに好適な、穴開け等の加工位置の２次元平面における分布状態を数学的に捉えて、ＸＹステージの速度、加速度、軌道やガルバノスキャナの穴開け位置訪問順序等の機器の動作を効率良く計画することにより、加工時間を短縮することが可能な加工計画方法、該加工計画方法により決定された加工を行う加工方法、同様な加工計画装置、該加工計画装置を含む加工装置、前記加工計画方法を実施したり前記加工計画装置を実現するためのコンピュータプログラム、及び、該コンピュータプログラムが記録された、コンピュータ読取り可能な記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子機器の小型化や高密度実装化の要求に伴い、複数のプリント配線基板を重ね合わせた多層プリント配線基板が提供されるようになってきている。このような多層プリント配線基板では、上下に積層されたプリント配線基板のそれぞれに形成された導電層間を電気的に接続するため、これらの基板に、スルーホールあるいはビアホールと呼ばれる穴が形成される。そして、これらの穴の内部に導電膜を形成することにより、各プリント配線基板の導電層間の接続が行われる。
【０００３】
プリント配線基板に形成される穴は、最近のプリント配線基板の小型化や高機能化に伴って小型化し、直径０．１ｍｍ以下になってきている。このような小径の穴を精度良く形成するために、パルス発振型のレーザビームが用いられている。
【０００４】
従来のパルス発振型レーザを用いたレーザ穴開け機の一般的な構成を図１に示す。本構成例は、図示しないレーザ発振器から照射される、例えばパルス状のレーザ光線２０を、所定の方向（図１では紙面に垂直な方向）に走査するための回転ミラー２３を含む第１ガルバノスキャナ２２と、該第１ガルバノスキャナ２２によって紙面に垂直な方向に走査されたレーザ光線を、該第１ガルバノスキャナ２２による走査方向と垂直な方向（図１では紙面と平行な方向）に走査するための回転ミラー２５を含む第２ガルバノスキャナ２４と、前記第１及び第２ガルバノスキャナ２２、２４により２方向に走査されたレーザ光線を、ＸＹステージ１２上に固定された、基板等の加工対象物（ワークと称する）１０の表面に対して垂直な方向に偏向して照射するためのｆ−θレンズ２６とを備えている。
【０００５】
このように、第１、第２ガルバノスキャナ２２、２４を用いることにより、レーザ光線２０を、スキャナ先端の回転ミラー２３、２５に反射させ、進行方向を任意に変えることができる。ここで、回転ミラー２３、２５は軽量であるため、高速位置決めが可能である。
【０００６】
前記ガルバノスキャナ２２、２４によって偏向したレーザ光線は、ｆ−θレンズ２６を通過して、ワーク１０に集光する。このｆ−θレンズ２６は、一般に高価なものであるために、サイズが限定されてしまい、そのため、あるタイミングにおけるビーム照射範囲（一般に走査エリアと称する）の大きさが数十ｍｍ角程度の正方形に制限されており、一般的なワーク１０の大きさより狭い。
【０００７】
そこで、ＸＹステージ１２によりワーク１０を搬送することにより、広範囲な位置決めを可能としている。但し、ＸＹステージ１２は重量が大きいため、位置決めに費やす時間が大きい。
【０００８】
このようにして、レーザ穴開け機は、高速狭範囲の位置決め手段であるガルバノスキャナ（以下、単にスキャナとも称する）、及び、低速広範囲の位置決め手段であるＸＹステージ（以下、単にステージとも称する）の２つの位置決め手段を用いることにより、高速広範囲な穴開け位置決めを行い、位置決め完了後に照射を行う加工方法を取っている。
【０００９】
そして、照射時に１回の照射で所要の穴を貫通することができない場合は、複数回数の照射を行なうことにより、穴開けを行なう。
【００１０】
複数回の照射の方法は、同一穴に留まって１乃至複数回照射を行ない、次の穴へと移動する方法（一般にバースト加工と称する）と、ある走査エリア内の１周分の穴開けを順次複数回行なう方法（一般にサイクル加工と称する）、及び、その組合せ（一般にコンビネーション加工と称する）に分けられる。これらの加工方法は、基板の材質、用いるレーザ光、パルス形状等により、適切に使い分けられるものであり、サイクル加工による方法は、例えば特許文献１や特許文献２に記載されている。
【００１１】
【特許文献１】
特開平１１−１９２５７１号公報
【特許文献２】
特開平１１−２８４３１１号公報
【００１２】
サイクル加工を行なう理由は、各加工穴の照射時間間隔（最小間隔）を確保するためである。即ち、走査エリア内の全ての穴の加工を順次行なう間に、所定の照射時間間隔が経過することを利用している。従って、サイクル加工においては、バースト加工と比較してスキャナ走査（加工穴間の移動）回数が増大し、ユーザが求める重要な性能の１つである加工スループットに関しては期待できない面がある。
【００１３】
なお、特許文献２には、走査エリア内の穴数に応じて１サイクルに要する速度を制御し、１サイクル加工時間が常に一定時間（０．０５秒）以上になるようにすることが記載されているが、これでは、スループットを向上することはできない。一般的には、１周して所定の時間間隔が経過しない場合には、始点において、所定の時間経過まで待つ方法を採ることになるが、これもスループット向上の為には無意味である。
【００１４】
一方、スループット向上のための有効な手段の１つとして、基板に散布する加工穴の散布状態を数学的に捉えて機器の加工経路を最適化する数学的最適化による手法があり、出願人も既に特願２００１−３３１５５０や特願２００２−２６１８９を提案している。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、いずれにしても、各走査エリア内の穴あけ位置訪問順序は、図２に示す如く、始点ａから終点ｊまで１回ずつ走査するものであったため、例え出願人が特願２００１−３３１５５０で提案したように、加工の始点ａと終点ｊを、巡回路のうちの始点と終点を結ぶ枝（図２の破線Ｋ）が最長（以下での、移動長や巡回経路長などの「長」さは、具体的には走査にともなう「時間」のことであるが、単に「長」さと記す）の移動であるように始点ａを定めることによって最長の移動Ｋを取り除くようにしても、サイクル加工においては、ｎ周の加工に際して、始点ａと終点ｊとを結ぶｎ−１回の最長の移動Ｋは回避できないという問題点を有していた。
【００１６】
即ち、図２に示した如く、始点をａ、終点をｊとする好適なスキャナ走査経路（ａ→ｂ→…→ｊ）が定まった状態で、従来のサイクル加工の場合、１周分の穴開けが完了した後、終点ｊから始点ａへと戻り、次の１周の加工を行なっていた（即ちａ→ｂ→…→ｊ→ａ→ｂ…→ｊ→ａ→…という順序）。しかしながら、この場合、巡回路における最大の移動である、ｊからａへの移動Ｋが、ｎ周の場合、ｎ−１回発生することとなる。
【００１７】
なお、スキャナとステージを用いて穴開け加工を行なう方法には、前記のように、走査エリア毎にステージを止め、スキャナのみを動かして、レーザビームを走査しつつ加工を行なう、いわゆるステップアンドリピート（Ｓ＆Ｒ）による加工（低速位置決め手段停止加工又はステージ停止加工とも称する）の他に、ステージを止めることなく移動させたまま、スキャナも動かして、レーザビームを走査しつつ加工を行なう、いわゆる協調制御（同期制御とも称する）による加工（低速位置決め手段非停止加工又はステージ非停止加工とも称する）があり、後者の協調制御に関しては、例えば特許文献３や特許文献４に記載されている。
【００１８】
【特許文献３】
特許第３１５５０１２号公報
【特許文献４】
特開２０００−１００６０８号公報
【００１９】
しかしながら、このような協調制御における前記サイクル加工の効率化に関しては、全く記載されていない。例えば、特許文献３は、大略ガルバノスキャナ及びステージの協調的な位置決めを行なうためのシステムに関するものであるが、穴開け順序に関しては、市販のデータベース生成ツールに頼っている。このような場合に同一点を照射する時間の最小間隔を定めたい場合には、同一個所に最小間隔以上留まっているか、全点の加工を終えた後、再び同様の加工を施すかのいずれかであり、いずれにしても高いスループットを期待することはできなかった。又、特許文献４には、ステージが直線動作を行なうことと、具体的な穴開け位置訪問順序設定法が記載されているが、やはり、各加工点において最小間隔の時間を空けたい場合の穴開け位置訪問順序設定法に関しては記載されていなかった。
【００２０】
本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたもので、同一加工位置において最小時間間隔を確保しつつ、複数回加工を行う繰り返し訪問加工時におけるスループットを向上させることを課題とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、多数の加工位置を複数回巡回しながら繰り返し加工する際の加工計画方法であって、加工位置を単一回ずつ訪問しながら加工する経路を発生させる、単一回訪問加工経路発生工程と、該単一回訪問加工経路を複数の部分経路に分割する、単一回訪問加工経路分割工程と、分割された各部分経路に該部分経路の終点から始点への戻り移動を加えた部分巡回路、及び、該連続する２つの部分巡回路を繋ぐ接続移動に対して、部分巡回路上の複数回巡回移動と接続移動により、加工位置を複数回ずつ訪問しながら加工する繰り返し加工経路を定める、繰り返し加工経路決定工程とを有するようにして、前記課題を解決したものである。
【００２２】
又、多数の加工位置を複数回巡回しながら繰り返し加工する際の低速位置決め手段非停止加工の加工計画方法であって、更に、低速位置決め手段暫定動作速度設定工程と、低速位置決め手段動作速度最大化工程とを有するようにしたものである。
【００２３】
又、前記単一回訪問加工経路発生工程において、巡回セールスマン問題の解法を適用するようにしたものである。
【００２４】
又、前記単一回訪問加工経路分割工程において、単一回訪問加工経路に沿って、ある加工開始位置からある加工終了位置まで分割経路を定めるときの効果を評価する評価式として、
（加工終了位置から経路上加工終了位置の次の位置へ進むときの移動コスト）−（加工終了位置から加工開始位置へ戻るときの移動コスト）
を用いて、評価値の合計を最大化するよう、分割箇所を決定するようにしたものである。
【００２５】
更に、前記単一回訪問加工経路分割工程において、前記単一回訪問加工経路に沿って、ある加工開始位置からある加工終了位置まで分割経路を定める際に、加工開始位置から加工終了位置までの経路に加工終了位置から加工開始位置への戻り移動を加えた巡回路の巡回路長が、同一加工位置の最小加工間隔より短い場合は、前記評価式の代わりに、
（加工終了位置から経路上加工終了位置の次の位置へ進むときの移動コスト）−（（加工終了位置から加工開始位置へ戻るときの移動コスト）＋（加工開始位置での最小加工間隔待ち時間））
を用いるようにしたものである。
【００２６】
又、前記単一回訪問加工経路分割工程において、部分巡回路長が同一加工位置の最小加工間隔以上であり、かつ、繰り返し訪問加工経路の経路長が最小となるように分割を決定するようにしたものである。
【００２７】
又、前記単一回訪問加工経路分割工程において、前記単一回訪問加工経路発生工程で得た経路の始点を変えて繰り返し単一回訪問加工経路分割工程を実行し、前記評価式が最大となるときを以て単一回訪問加工経路分割工程の解とするようにしたものである。
【００２８】
更に、前記単一回訪問加工経路発生工程と単一回訪問加工経路分割工程は、低速位置決め手段の移動速度も考慮するようにしたものである。
【００２９】
又、多数の加工位置を複数回巡回しながら繰り返し加工する際の低速位置決め手段非停止加工の加工計画方法であって、低速位置決め手段の１回の移動中に、繰り返し加工を完了させるよう計画するようにしたものである。
【００３０】
又、各加工位置の加工タイミングを、同一加工位置の最小加工間隔を確保するように設定したものである。
【００３１】
又、前記単一回訪問加工経路分割工程において、前記単一回訪問加工経路に沿って、ある加工開始位置からある加工終了位置まで分割経路を定めるときの効果を評価する分割を、加工開始位置から加工終了位置までの経路に加工終了位置から加工開始位置への戻り移動を加えた巡回路の巡回路長が、同一加工位置の最小加工間隔以上のものに限定するようにしたものである。
【００３２】
又、前記単一回訪問加工経路分割工程において、前記評価式を最大化するために、有向閉路の無い最長路問題の動的計画法に基づく解法を用いるようにしたものである。
【００３３】
又、前記各加工位置の加工タイミングを、更に、低速位置決め手段の移動により遷移する所定寸短形範囲から外れないように設定するようにしたものである。
【００３４】
本発明は、又、前記の加工計画方法により決定された加工を行なう加工方法を提供するものである。
【００３５】
又、前記の加工計画方法又は加工方法を実施するためのコンピュータプログラムを提供するものである。
【００３６】
本発明は、又、多数の加工位置を複数回巡回しながら繰り返し加工する際の加工計画装置であって、加工位置を単一回ずつ訪問しながら加工する経路を発生させる、単一回訪問加工経路発生手段と、該単一回訪問加工経路を複数の部分経路に分割する、単一回訪問加工経路分割手段と、分割された各部分経路に該部分経路の終点から始点への戻り移動を加えた部分巡回路、及び、該連続する２つの部分巡回路を繋ぐ接続移動に対して、部分巡回路上の複数回巡回移動と接続移動により、加工位置を複数回ずつ訪問しながら加工する繰り返し加工経路を定める、繰り返し加工経路決定手段とを有することにより、前記課題を解決したものである。
【００３７】
本発明は、又、多数の加工位置を複数回巡回しながら繰り返し加工する際の低速位置決め手段非停止加工の加工計画装置であって、更に、低速位置決め手段暫定動作速度設定手段と、低速位置決め手段動作速度最大化手段とを有するようにしたものである。
【００３８】
又、前記単一回訪問加工経路発生手段において、巡回セールスマン問題の解法を適用するようにしたものである。
【００３９】
又、前記単一回訪問加工経路分割手段において、単一回訪問加工経路に沿って、ある加工開始位置からある加工終了位置まで分割経路を定めるときの効果を評価する評価式として、
（加工終了位置から経路上加工終了位置の次の位置へ進むときの移動コスト）−（加工終了位置から加工開始位置へ戻るときの移動コスト）
を用いて、評価値の合計を最大化するよう、分割箇所を決定するようにしたものである。
【００４０】
又、前記単一回訪問加工経路分割手段において、前記単一回訪問加工経路に沿って、ある加工開始位置からある加工終了位置まで分割経路を定める際に、加工開始位置から加工終了位置までの経路に加工終了位置から加工開始位置への戻り移動を加えた巡回路の巡回路長が、同一加工位置の最小加工間隔より短い場合は、前記評価式の代わりに、
（加工終了位置から経路上加工終了位置の次の位置へ進むときの移動コスト）−（（加工終了位置から加工開始位置へ戻るときの移動コスト）＋（加工開始位置での最小加工間隔待ち時間））
を用いるようにしたものである。
【００４１】
又、前記単一回訪問加工経路分割手段において、部分巡回路長が同一加工位置の最小加工間隔以上であり、かつ、繰り返し訪問加工経路の経路長が最小となるように分割を決定するようにしたものである。
【００４２】
又、前記単一回訪問加工経路分割手段において、前記単一回訪問加工経路発生手段で得た経路の始点を変えて繰り返し単一回訪問加工経路分割を実行し、前記評価式が最大となるときを以て単一回訪問加工経路分割の解とするようにしたものである。
【００４３】
又、前記単一回訪問加工経路発生手段と単一回訪問加工経路分割手段は、低速位置決め手段の移動速度も考慮するようにしたものである。
【００４４】
又、多数の加工位置を複数回巡回しながら繰り返し加工する際の低速位置決め手段非停止加工の加工計画装置であって、低速位置決め手段の１回の移動中に、繰り返し加工を完了させるよう計画するようにしたものである。
【００４５】
又、各加工位置の加工タイミングを、同一加工位置の最小加工間隔を確保するように設定するようにしたものである。
【００４６】
又、前記単一回訪問加工経路分割手段において、前記単一回訪問加工経路に沿って、ある加工開始位置からある加工終了位置まで分割経路を定めるときの効果を評価する分割を、加工開始位置から加工終了位置までの経路に加工終了位置から加工開始位置への戻り移動を加えた巡回路の巡回路長が、同一加工位置の最小加工間隔以上のものに限定するようにしたものである。
【００４７】
又、前記単一回訪問加工経路分割手段において、前記評価式を最大化するために、有向閉路の無い最長路問題の動的計画法に基づく解法を用いるようにしたものである。
【００４８】
又、前記各加工位置の加工タイミングを、更に、低速位置決め手段の移動により遷移する所定寸短形範囲から外れないように設定するようにしたものである。
【００４９】
本発明は、又、前記の加工計画装置を含むことを特徴とする加工装置を提供するものである。
【００５０】
又、前記の加工計画装置又は加工装置を実現するためのコンピュータプログラムを提供するものである。
【００５１】
又、前記のコンピュータプログラムが記録された、コンピュータ読取り可能な記録媒体を提供するものである。
【００５２】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して、ＸＹステージとガルバノスキャナを備えたレーザ穴開け機により穴を開ける場合に適用した本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００５３】
本実施形態は、図３に示す如く、レーザ穴開け機３０と、例えばハードディスクやフレキシブルディスク等の外部メモリに記憶された、前記レーザ穴開け機３０が加工を行なうための加工データファイル群４２、該加工データファイル群４２を変換する加工データ変換プログラム（Ｐｒｇ）４４、例えば内部メモリに記憶された加工データ４６、例えば外部メモリに記録された動作モデルファイル４８、該動作モデルファイル４８を読み込むための動作モデルファイル読込みプログラム（Ｐｒｇ）５０、例えば内部メモリに記憶された動作モデルデータ５２、本発明に係る加工計画プログラム（Ｐｒｇ）５４、前記レーザ穴開け機３０を制御する加工制御プログラム（Ｐｒｇ）５６を含む、前記レーザ穴開け機３０と通信可能なパソコン（ＰＣ）４０とを備えている。
【００５４】
なお、図３では、加工を制御する加工制御プログラム５６と、加工を計画する加工計画プログラム５４が、同じＰＣ４０内に収まっており、加工計画がオンラインで処理されるが、これらは別個でもよい。即ち、加工計画プログラム５４は、オフラインで実行可能である。
【００５５】
本実施形態において、ＰＣ４０と通信可能なレーザ穴開け機３０は、加工データ４６に従って、加工制御プログラム５６により制御され、加工を行なう。加工データ４６は、通常、ハードディスクやフレキシブルディスク等の外部メモリにある加工データファイル群４２を、加工データ変換プログラム４４で変換することにより得られる。加工データ４６は、レーザ穴開け機３０を効率良く動かすために、加工計画プログラム５４により更新される。この加工計画プログラム５４は、内部機器（ガルバノスキャナ及びＸＹステージ）の動作をモデル化した動作モデル５２を用いる。この動作モデル５２は、通常、内部メモリに常駐していないので、外部メモリにある動作モデルファイル４８を、動作モデルファイル読込みプログラム５０を用いて読み込むことにより得る。
【００５６】
前記レーザ穴開け機３０は、前記加工データファイル群４２の内容に従って動作する。加工開始命令の後、レーザ穴開け機３０の動作を制御するのは。前記加工制御プログラム５６である。即ち、当事者は、加工に際して加工データファイル群４２を用意し、加工制御プログラム５６に加工開始命令を与えて、レーザ穴開け機３０を動作させる。
【００５７】
前記加工データファイル群４２の内容は、構成機器（ガルバノスキャナ及びＸＹステージ）の動作順序が最適でないようなことも有り得る。従って、前記加工計画プログラム５４は、加工データを最適化する。本発明は、この加工計画プログラム５４における穴開け位置訪問順序最適化機能に関するものである。
【００５８】
なお、走査エリア毎にステージを止め、スキャナのみを動かしてレーザを走査するステージ停止加工でも、ステージを動かしたままスキャナを動かしてレーザを走査するステージ非停止加工でも、最適化プログラム及び加工データは異なるものの、構成は同じである。
【００５９】
本発明は、ステージ停止加工及びステージ非停止加工の両方に対して適用可能であるが、以下、ステージ停止加工に適用した本発明の第１実施形態について、詳細に説明する。
【００６０】
図４（Ａ）（Ｃ）に示す如く、従来のｎ周のサイクル加工においては、終点ｊ→始点ａの移動以外の移動はｎ回ずつ、終点ｊ→始点ａの移動はｎ−１回の移動であった。図４において、ｄ→ｅ間の移動長｜ｄｅ｜、ｇ→ｈ間の移動長｜ｇｈ｜、ｊ→ａ間の移動長｜ｊａ｜は、それぞれ移動長｜ｄａ｜、｜ｇｅ｜、｜ｊｈ｜よりも長い。従って、図４（Ｂ）（Ｄ）に示す如く、（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）と進んだ後、点ａに戻り、ｎ回巡回し、その後、点ｅに進み、（ｅ，ｆ，ｇ）の巡回をｎ回繰り返し、（ｈ，ｉ，ｊ）の巡回をｎ回繰り返すという加工方法を行なえば、従来の経路より短縮される。但し、例えば点ｄから点ａに戻る場合、点ａに関して、前回の照射から所要の最小時間が経過している必要がある。
【００６１】
実際に、従来は、図４（Ａ）に示すように、ｄ→ｅの移動ｎ回、ｄ→ａの移動０回、ｇ→ｈの移動ｎ回、ｇ→ｅの移動０回、ｊ→ａの移動ｎ−１回、ｊ→ｈの移動０回であったのに対し、本発明の第１実施形態によれば、図４（Ｂ）に示すように、ｄ→ｅの移動１回、ｄ→ａの移動ｎ−１回、ｇ→ｈの移動１回、ｇ→ｅの移動ｎ−１回、ｊ→ａの移動０回、ｊ→ｈの移動ｎ−１回と変わるが、走査経路長を、差し引き、
【００６２】
次に、上記の加工経路の導出方法を詳細に説明する。
【００６３】
本実施形態の加工経路の導出は、図５に示す如く、単一回訪問加工経路発生工程（ステップ１００）、単一回訪問加工経路分割工程（ステップ１０２）、及び、繰り返し訪問加工経路決定工程（ステップ１０４）により行う。
【００６４】
即ち、ステップ１００の単一回訪問加工経路発生工程では、巡回セールスマン問題（全ての点を１回ずつ訪問し元の位置に戻る経路の巡回路長最小化問題の名称。以下略してＴＳＰと書く）の解法を適用する。具体的には、ニアレストネイバー法、２−Ｏｐｔ法、３−Ｏｐｔ法、Ｏｒ−Ｏｐｔ法、リンカーニハンの算法などを適用する。
【００６５】
ステップ１０２の単一回訪問加工経路分割工程では、単一回訪問加工経路を複数の部分経路に分割する。その際に、分割によって得られる部分巡回路長が同一穴あけ位置の最小加工間隔より長く、かつ、部分巡回路から自動的に作成される繰り返し訪問加工経路の経路長が最小となるように、分割を決定する。
【００６６】
ステップ１０４では、分割された各部分経路の終点から始点への戻り移動を加えた部分巡回路、及び、連続する２つの部分巡回路を繋ぐ接続移動たちに対して、部分巡回路上の複数回巡回移動と接続移動により、加工位置を複数回ずつ訪問しながら加工する繰り返し訪問加工経路を定める。
【００６７】
以下、繰り返し訪問加工経路の導出方法を具体的に説明する（ステップ１００については、公知の解法ゆえ説明を省略する）。又、そのための数学的定式化を説明する。
【００６８】
本発明に係る従来のサイクル加工経路に当たる新規繰り返し訪問加工経路は、図４（Ｂ）（Ｄ）に示す如く、部分巡回路（即ち（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）、（ｅ，ｆ，ｇ）、（ｈ，ｉ，ｊ）等の巡回）上の枝（都市間対）と、ある部分巡回路の終点から次の部分巡回路への始点の枝（即ちｄ→ｅ、ｇ→ｈ、ｊ→ａ）からなる。（１）式に示すように、新規経路と従来の経路との差は、「ある部分巡回路の終点から次の部分巡回路の始点への枝」の長さ（以下、戻り移動長と記す）の総和から「ある部分巡回路の終点から始点への枝」の長さ（以下、接続移動長と記す）の総和を引いたものをｎ−１倍したものに等しい。又、各点の照射時間間隔が一定以上必要であるため、部分巡回路の巡回路長は、それぞれ、一定値以上である必要がある。
【００６９】
以上より、ステップ１０２（分割工程）の部分を最適化問題として、数式で表現する。用いる記号は次のとおりである（以下では、穴あけ位置のことを単に点と記す）。
【００７０】
Ｎ：点の数（図４ではａ〜ｊの１０）
σ（ｉ）：従来のサイクル加工経路の一巡分の経路における、ｉ番目の訪問点（図４ではσ（５）＝ｅ）
ｍ：新規繰り返し訪問加工経路での部分巡回路の数（図４では３）
ｎｉ：ｉ番目の部分巡回路の点の数（図４ではｎ１＝４、ｎ２＝３、ｎ３＝３）。当然
【数１】
【００７１】
σｉ（ｋ）：ｉ番目の部分巡回路における、ｋ番目の訪問点（図４ではσ２（１）＝ｅ）
Ｔｉ：ｉ番目の部分巡回路の巡回路長。即ち
【数２】
【００７２】
Ｃｍｉｎ：各点における加工の最小照射時間間隔（定数）
目的は、従来の一巡訪問順序σ（ｉ）が定まった状態での、（１）式に相当する次式（即ち「進み移動長−戻り移動長」の総和）の最大化である。
【００７３】
【数３】
【００７４】
Ｔｉ≧Ｃｍｉｎ（１≦ｉ≦ｍ） …（５）
【００７５】
等価な問題へ帰着するため、次のようなネットワークを考える。
【００７６】
・Ｎ＋１個の節点で構成され、うち２つは共にσ（１）に対応する始点（ｓｉｎｋ）及び終点（ｓｏｕｒｃｅ）であり、その他のＮ−１個の節点はσ（２），…σ（Ｎ）に対応する。
【００７７】
・次のようなｉからｊへの有向枝（ｉ＜ｊ）で構成される。
【００７８】
【数４】
【００７９】
（６）式は、（５）式を満足するような始点をｉ、終点をｊ−１とする部分巡回路候補に関し、その部分巡回路の始点と次の部分巡回路の始点とを隣接させること（節点同士を結ぶこと）を示す。（７）式は、枝長が「進み移動長−戻り移動長」であることを指す。
【００８０】
あるいは、（６）式の制約を取り除いて、始点をｉ、終点をｊ−１とする部分巡回路長がＣｍｉｎ以下、即ち、始点ｉにおける待ち時間ｗ（ｉ，ｊ）が
【数５】
【００８１】
【数６】
このようなネットワークにおける始点から終点への路の長さは、（４）式に等しい。又、上記ネットワークに閉路は存在しない。
【００８３】
従って、（４）（５）式により定義される問題は、有向閉路の無いネットワークの最長路問題（ｌｏｎｇｅｓｔ ｐａｔｈ ｐｒｏｂｌｅｍ、以下単にＬＰＰと記す）に帰着できる。
【００８４】
最後に、ステップ１０４において、求まった最長路について、最長路上の各節点は、繰り返し訪問加工経路上の部分順回路の始点であるから、それら始点の場所に従って単一回訪問加工経路から繰り返し訪問加工経路を決定すればよい。
【００８５】
以下、第１実施形態の実施例について説明する。
【００８６】
図４（Ａ）に示したような巡回路において、全ての点対間の距離ｄ（ｉ，ｊ）（距離行列）が図６（Ａ）に示すように与えられているとする。この距離の値の一部を経路上に図示すると図６（Ｂ）に示す如くとなる。
【００８７】
この距離行列ｄ（ｉ，ｊ）に従って、（４）式を満たすような２点の組合せｉ、ｊを抽出し、（７）式により各枝長ｃ（ｉ，ｊ）を計算する。
【００８８】
即ち、部分巡回路（ｉ，ｉ＋１，・・・，ｊ−１→ｉ）の巡回路長が下限値（本例では１０）以上のものをネットワークにおける枝（ｉ，ｊ）と定義し、枝長ｃ（ｉ，ｊ）を（７）式により計算する。
【００８９】
例えば枝（ａ，ｅ）について、部分巡回路（ａ，・・・，ｄ→ａ）の巡回路長は１０で、下限値１０以上であり、その枝長
ｃ（ａ，ｅ）＝ｄ（ｄ，ｅ）−ｄ（ｄ，ａ）＝７−４＝３
となる。図７は、このような計算により求められた枝長行列ｃ（ｉ，ｊ）の例である。
【００９０】
抽出された枝（ｉ，ｊ）により、ネットワークが図８に示すように定義される。このネットワークの始点から終点への路は、それぞれ、部分巡回路の作り方に対応しており、その中の最長路は、（４）式を最大化するような部分巡回路に対応する。例えば、路ａ→ｆ→ａは、（ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ→ａ）、（ｆ，ｇ，ｈ，ｉ，ｊ→ｄ）の部分巡回路作成に対応し、最大化の評価値
ｄ（ｅ，ｆ）−ｄ（ｅ，ａ）＋ｄ（ｊ，ａ）−ｄ（ｊ，ｆ）
は、路長−２−４＝−６に相当する。
【００９１】
この例の場合、（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）、（ｅ，ｆ，ｇ）、（ｈ，ｉ，ｊ）に分けると、（ａ，ｂ，ｃ，ｄ→ａ）、（ｅ，ｆ，ｇ→ｅ）、（ｈ，ｉ，ｊ→ｈ）と周回するような経路における（４）式の値は３＋３＋７＝１３で最大（最長路）となる。従って、例えば１０周の加工では、（１）式のように（１０−１）×１３＝１１７経路長を節減できる。
【００９２】
有向閉路の無いネットワークの最長路問題は、最適解を実用的な時間で導出できる問題として知られている。解法として、例えば「計算とアルゴリズム」（浅野孝夫・今井浩共著、オーム社、２０００）に記載の動的計画法を用いた方法等が適用できる。
【００９３】
前記解法では、経路の始点が従来の経路の始点に固定されている。しかしながら、本発明による経路の始点は、従来の経路の始点でなくとも構わない。従って、厳密に前記ネットワーク化において始点がσ（ｋ）（１≦ｋ≦Ｎ）の全ての場合を試してみて、（４）式が最大となるものを解とすることも考えられる。
【００９４】
次に、ステージ非停止加工に適用した本発明の第２実施形態について、詳細に説明する。なお、ステージ非停止加工においては、基板上の加工可能な範囲（走査エリア）の位置が連続的に変化するため、第１実施形態の部分経路への分割方法を、単純に用いることはできず、更に工夫を加える必要がある。
【００９５】
従来のステージ非停止加工でのｎサイクル加工に際しては、図９（Ａ）に示す如く、ある一連の加工を行う矩形（走査短形と記す）の１サイクル加工を、ステージをｎ回繰り返し移動して、同一方向にｎ回繰り返すのに対して、本発明による経路では、図９（Ｂ）に示す如く、１回のステージ移動中に、穴開け位置を必要回数訪問するような経路に従う。
【００９６】
本加工経路の導出は、特願２００２−２６１８９において説明した、（単一回訪問の）ステージ等速動作速度最大化及び穴あけ位置訪問順序最適化工程（ステップ１１２）の代わりに実行する。
【００９７】
以下に、第２実施形態における加工経路の導出方法の詳細を説明する。
【００９８】
本実施形態の加工経路の導出は、図１０に示す如く、ステージ停止加工に適用した第１実施形態における単一回訪問加工経路発生工程（ステップ２００）、単一回訪問加工経路分割工程（ステップ２０４）、繰り返し訪問加工経路決定工程（ステップ２０６）に、ステージ動作速度算出工程（ステップ２０８）、及びステージ暫定動作速度設定工程（ステップ２０２）が追加される。
【００９９】
即ち、ステップ２００の単一回訪問加工経路発生工程では、例えば特願２００２−２６１８９にて説明した、ステージ等速動作速度を最大化しつつ穴あけ位置訪問順序を最適化する工程により、単一回訪問時の最大ステージ等速動作速度及び最適穴あけ位置訪問順序を求める。
【０１００】
ついでステップ２０２のステージ暫定動作速度設定工程では、繰り返し訪問加工時の暫定的な加工速度を、ステップ２００にて算出された最大ステージ等速動作速度及び繰り返し訪問回数（従来の「サイクル数」）をもとに設定する。
【０１０１】
ステップ２０４の単一回訪問加工経路分割工程では、単一回訪問加工経路を複数の部分経路に分割する。その際に、分割によって得られる部分巡回路長が同一穴あけ位置の最小加工間隔より長く、かつ、部分巡回路から自動的に作成される繰り返し訪問加工経路の経路長が最小となるように、分割を決定する。
【０１０２】
ステップ２０６では、分割された各部分経路の終点から始点への戻り移動を加えた部分巡回路、及び、連続する２つの部分巡回路を繋ぐ接続移動たちに対して、部分巡回路上の複数回巡回移動と接続移動により、加工位置を複数回ずつ訪問しながら加工する繰り返し訪問加工経路を定める。
【０１０３】
最後にステップ２０８において、求まった繰り返し訪問加工経路に対して、最大ステージ等速動作速度を算出する。
【０１０４】
以下、繰り返し訪問加工経路の導出方法を具体的に説明する（ステップ２００については、既に特願２００２−２６１８９に詳しく説明済みゆえ説明を省略する）。又、そのための数学的定式化を説明する。
【０１０５】
まず、単一回訪問加工経路を複数に分割する工程であるステップ２０４を、次の記号を用いて、数学的に定式化する。
【０１０６】
ｎ：各点に必要な照射回数（サイクル数）。
ｎｅｗ（ｉ）：新規経路における、ｉ番目の訪問点。ここで１≦ｉ≦ｎＮ
ｗｉ：点ｉにおける、到着から照射迄の待ち時間。
ｔｍｉ：点ｉにおける、照射開始時間。
Ｖ：ステージ等速動作速度。
ｅｉ，ｌｉ：点ｉにおける、照射開始可能最早時刻（最早開始時刻）、最遅時刻（最遅完了時刻）（ステージ直線移動の為、走査エリアが直線状に遷移してしまい、照射可能な範囲が時間により制限される為）。即ち、照射時間をＰとし、点ｉが走査矩形入口からｘ離れた点であるとすると、時刻０に走査エリアが走査矩形入口に到達したとすると、走査エリアのステージ移動軸の一辺の長さをＤとおくと、ｅｉ＝ｘ／Ｖ，ｌｉ＝（ｘ＋Ｄ）／Ｖ−Ｐの関係がある。
Ｔｉ：ｉ番目の部分巡回路の巡回路長。即ち、第１実施形態で（３）式であったのに対し、本実施形態では、
【数７】
なお、他の記号は、第１実施形態のステップ１０２と同じである。
【０１０８】
ここで、ステージ動作を含む場合の２点間の移動時間の例を図１１に、ステージ動作速度が異なる場合の２点間の移動時間の違いの例を図１２に示す。図１１、図１２は、共に、横軸に時間、縦軸に２点間を動作可能な距離の限界を表わす。図１１における曲線ＡＢＣは、ステージが停止している場合の２点間移動可能限界曲線であり、例えば２点間の実距離ｌの場合、時間ｔ１で移動可能であることを示す。又、曲線ＰＱＲは、走査エリアが正の方向に等速遷移している場合の２点間移動可能限界曲線であり、例えば２点間の実距離ｌの場合、時間ｔ２で移動可能であることを指す。図から明らかなように、同一実距離ｌの移動でも、走査エリア遷移方向と移動方向が等しい場合は時間ｔ２で、逆の場合は時間ｔ３で移動可能である。これは、移動距離の非対称性、即ちｄ（ｉ，ｊ）≠ｄ（ｊ，ｉ）であることを示している。
【０１０９】
なお、曲線ＡＢＣと曲線ＰＱＲとの交点Ｘに関し、Ｘの縦軸値より大きな縦軸値を持つ移動の場合、非停止制御（ステージ一定速移動）の方が高速に移動可能であり、小さな縦軸値の移動の場合は、ステージ停止制御の方が高速に移動可能である。
【０１１０】
又、図１２に示す如く、ステージ動作が速い場合（曲線ＰＱＲ）と遅い場合（曲線ＳＴＵ）とで、移動可能曲線は違ってくる。
【０１１１】
以上まとめると、２点間の移動時間は、非対称的であり、ステージ速度に依存する。
【０１１２】
従って、次のように定式化する。最適化の目的は、総加工時間、即ち加工開始時刻を０としたときの最後の点の加工終了時刻ｔｍｎｅｗ（ｎＮ）の最早化である。
【０１１３】
なお、最後の点の加工終了時刻の最早化とステージ動作速度の最大化とは、ステージを直線的に等方向に動作させる場合は、ほぼ等価と見て良い。
【０１１４】
ここでの、制約条件は、次の（１１）式及び（１２）式である。
【０１１５】
【数８】
【０１１６】
本問題は、距離ｄ（ｉ，ｊ）等、ステージ動作速度に依存するものが多いため、制約条件が扱い難い（Ｔｉ，ｅｉ，ｌｉ等も速度依存する）。しかしながら、ｎ回ずつの繰り返し訪問加工の場合、ステージ速度が概ね１／ｎ程度になることが予想されるとの発想で、ステップ２０２において、ステップ２００で算出されたステージ速度ｖに対し、繰り返し訪問加工時のステージ暫定速度をｖ／ｎに設定しておいて、ステップ２０４にて単一回訪問加工経路の複数の部分経路への分割を行う。
【０１１７】
なお、図５と異なり、（６）式のＣｍｉｎは、これより若干大きな値Ｃｍｉｎ´としてもよい。これは、ステージ速度Ｖ／ｎは暫定的であり、後工程で正確な速度が決定するが、図１３に示されているように、ステージ速度が異なれば、２点間の距離が異なってくるためである。
【０１１８】
更に部分巡回路長に関し、巡回中にステージが進む距離と（１２）式に示した加工実行可能性とから、ｉ番目の部分回路（１≦ｉ≦ｍ）に対し、有向枝の候補を、次式を満たすものに限定する。
【０１１９】
【数９】
この（１４）式は、ｎ−１巡している間に、最初の加工点が照射可能範囲から外れないという条件を表わしたものである。
【０１２１】
ここで、Ｄ´は、走査エリアのステージ進行方向の大きさＤより若干小さい値を表わす。単にＤとしなかったのは、１つの部分巡回路に関してはＤでよいが、次の部分巡回路の照射タイミングにしわ寄せが残ってしまい、ぎりぎりだと間に合わない恐れがあるためである。
【０１２２】
又、終点から始点に戻る移動の距離に関して、戻る距離が長すぎないように、次式で制限を与える（図１３参照）。
【０１２３】
【数１０】
【０１２４】
なお、図１４に示す如く、（１４）式の左辺はσｉ（１）を始点、σｉ（ｎｉ）を終点とする部分巡回路における走査エリア遷移方向の座標値の戻りの最大値としてもよい。その場合は、右辺が次式で示される値となる。
【０１２５】
【数１１】
この（１５）式は、ｋ１番で進み方向の最大値に達し、ｋ２番で最小値に戻る場合の戻り距離Δｘ、戻り時間Δｔに関し、
Δｘ＋ＶΔｔ＜Ｄ”
が必要であることを意味している。
【０１２７】
最後にステップ２０６、２０８において、ステップ２０４で求まった単一回訪問経路の分割の始点に対し、複数回訪問加工経路を作成し、その経路に対し加工実行可能な最大速度を求める。特願２００２−２６１８９に詳細に述べたように、２分探索法を利用して挟み撃ちを行なえば、求めることが可能である。しかし、本問題の場合、実行可能速度は、暫定速度ｖに近い（少し小さい）値であることが予想されるので、ｖでの実行可能性を調べ、不可能であるなら速度を少し下げる（可能であれば速度を少し上げる）という操作を、限界が求まるまで繰り返すという線形探索でも十分である。
【０１２８】
なお、ステップ２０４では、Ｃｍｉｎ´を若干Ｃｍｉｎより大きめの値に設定しているが、そうではなく、ステップ２０６（ステージの正確な速度を求める時点）で、各巡回路の始点において、巡回路長がＣｍｉｎに満たない場合は、待ちを設けてもよい。
【０１２９】
又、待ちが無いという制約を除き、枝長ｃ（ｉ，ｊ）を以下のように定義して解いてもよい。
【０１３０】
【数１２】
【０１３１】
即ち、ｉ番の訪問において待つ必要があれば、（つまり、
【数１３】
【０１３２】
又、経路が定まった場合の各点の照射開始時刻に関して、ｉ−１番目の訪問点ｎｅｗ（ｉ−１）の照射開始時間ｔｍｎｅｗ （ ｉ−１ ）に対し、ｉ番目の訪問点ｎｅｗ（ｉ）への到着時刻ａｉは、
ａｎｅｗ（ｉ）＝ｔｍｎｅｗ （ ｉ−１ ）＋ｄ（σ（ｉ−１），σ（ｉ））
と書けるが、
ａｎｅｗ（ｉ）＜ｅｎｅｗ（ｉ）ならばｔｍｎｅｗ （ ｉ ）＝ｅｎｅｗ（ｉ）とし、
さもなければｔｍｎｅｗ （ ｉ ）＝ａｎｅｗ （ ｉ ）とする。（到達時間の制限）。
【０１３３】
更に、点ｉが２回目以降に訪問する点である場合、同一加工点ｉｂｅｆの前回訪問時の照射開始時間ｔｉｂｅｆに対し、
ｔｉｂｅｆ（＋Ｐ）＋Ｃｍｉｎ＜ｔｉ
ならば、
ｔｉ＝ｔｉｂｅｆ（＋Ｐ）＋Ｃｍｉｎ …（１８）
とする（経過時間の制限）。
【０１３４】
このように順次設定すればよい。
【０１３５】
なお、前記実施形態においては、いずれも、高速位置決め手段がスキャナとされ、低速位置決め手段がステージとされていたが、位置決め手段の種類や組合せはこれに限定されず、例えば出願人が特開２０００−７１０８９や特開２０００−３３４６３７で提案したような、リニアモータＸＹステージと高速加工ヘッドを組み合わせたスクリーンカットシステムあるいはフラッシュカットシステムであってもよい。
【０１３６】
又、適用対象も、点状の加工を行なうレーザ穴開け機に限定されず、線状の加工を行なうレーザ切断機、特開平１１−１４９３１７に記載された２ヘッドレーザ加工機やレーザビーム以外の加工手段を用いた一般な加工機（例えば機械式ドリルによる穴開け装置）、更にはマーキング装置や露光装置であって、全ての点を複数回、同一回数ずつ訪問する必要があり、且つ、各点において空けるべき訪問タイミングの最小間隔が定まっているようなシステム全般に同様に適用できることは明らかである。
【０１３７】
【発明の効果】
本発明によれば、同一加工位置において加工の最小時間間隔の所定の最小値を確保しつつ所定の回数の複数回加工を行うような繰り返し加工の加工時間を短縮することができ、スループットを向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の適用対象の一例であるレーザ穴開け機の要部構成を示す正面図
【図２】各走査エリアにおけるスキャナ走査経路の例を示す平面図
【図３】本発明が適用されるレーザ穴開け機の全体構成を示すブロック図
【図４】従来のサイクル加工経路と本発明による経路を比較して示す図
【図５】本発明の第１実施形態における加工経路の導出手順を示す流れ図
【図６】第１実施形態におけるネットワーク化を説明するための距離行列及び平面図
【図７】同じく枝長行列の例を示す図表
【図８】同じく枝の接続による実際のネットワーク化の方法を説明するための線図
【図９】協調制御における従来の経路と本発明の第２実施形態による経路を比較して示す平面図
【図１０】第２実施形態の処理手順を示す流れ図
【図１１】第２実施形態を説明するための、ステージ動作を含む場合の２点間の移動時間の例を示すタイムチャート
【図１２】同じくステージ動作速度が異なる場合の２点間の移動時間の違いの例を示すタイムチャート
【図１３】第２実施形態における終点から始点に戻る移動の距離に対する制限の例を示す線図
【図１４】同じく他の例を示す線図
【符号の説明】
１０…加工対象物（ワーク）
１２…ＸＹステージ
２０…レーザ光線
２２、２４…ガルバノスキャナ
２３、２５…回転ミラー
２６…ｆ−θレンズ
３０…レーザ穴開け機
４０…ＰＣ（パソコン）
４２…加工データファイル群
４４…加工データ変換プログラム
４６…加工データ
４８…動作モデルファイル
５０…動作モデル読込みプログラム
５２…動作モデルデータ
５４…加工計画プログラム
５６…加工制御プログラム
Claims (31)
- 多数の加工位置を複数回巡回しながら繰り返し加工する際の加工計画方法であって、
加工位置を単一回ずつ訪問しながら加工する経路を発生させる、単一回訪問加工経路発生工程と、
該単一回訪問加工経路を複数の部分経路に分割する、単一回訪問加工経路分割工程と、
分割された各部分経路に該部分経路の終点から始点への戻り移動を加えた部分巡回路、及び、該連続する２つの部分巡回路を繋ぐ接続移動に対して、部分巡回路上の複数回巡回移動と接続移動により、加工位置を複数回ずつ訪問しながら加工する繰り返し加工経路を定める、繰り返し加工経路決定工程と、
を有することを特徴とする加工計画方法。 - 多数の加工位置を複数回巡回しながら繰り返し加工する際の低速位置決め手段非停止加工の加工計画方法であって、更に、
低速位置決め手段暫定動作速度設定工程と、
低速位置決め手段動作速度最大化工程と、
を有することを特徴とする請求項１に記載の加工計画方法。 - 前記単一回訪問加工経路発生工程において、
巡回セールスマン問題の解法を適用することを特徴とする請求項１に記載の加工計画方法。 - 前記単一回訪問加工経路分割工程において、
単一回訪問加工経路に沿って、ある加工開始位置からある加工終了位置まで分割経路を定めるときの効果を評価する評価式として、
（加工終了位置から経路上加工終了位置の次の位置へ進むときの移動コスト）−（加工終了位置から加工開始位置へ戻るときの移動コスト）
を用いて、評価値の合計を最大化するよう、分割箇所を決定することを特徴とする請求項１又は２に記載の加工計画方法。 - 前記単一回訪問加工経路分割工程において、前記単一回訪問加工経路に沿って、ある加工開始位置からある加工終了位置まで分割経路を定める際に、
加工開始位置から加工終了位置までの経路に加工終了位置から加工開始位置への戻り移動を加えた巡回路の巡回路長が、同一加工位置の最小加工間隔より短い場合は、前記評価式の代わりに、
（加工終了位置から経路上加工終了位置の次の位置へ進むときの移動コスト）−（（加工終了位置から加工開始位置へ戻るときの移動コスト）＋（加工開始位置での最小加工間隔待ち時間））
を用いることを特徴とする請求項４に記載の加工計画方法。 - 前記単一回訪問加工経路分割工程において、
部分巡回路長が同一加工位置の最小加工間隔以上であり、かつ、繰り返し訪問加工経路の経路長が最小となるように分割を決定することを特徴とする請求項１又は２に記載の加工計画方法。 - 前記単一回訪問加工経路分割工程において、
前記単一回訪問加工経路発生工程で得た経路の始点を変えて繰り返し単一回訪問加工経路分割工程を実行し、前記評価式が最大となるときを以て単一回訪問加工経路分割工程の解とすることを特徴とする請求項４又は５に記載の加工計画方法。 - 前記単一回訪問加工経路発生工程と単一回訪問加工経路分割工程は、
低速位置決め手段の移動速度も考慮することを特徴とする請求項２に記載の低速位置決め手段非停止加工の加工計画方法。 - 多数の加工位置を複数回巡回しながら繰り返し加工する際の低速位置決め手段非停止加工の加工計画方法であって、
低速位置決め手段の１回の移動中に、繰り返し加工を完了させるよう計画することを特徴とする低速位置決め手段非停止加工の加工計画方法。 - 各加工位置の加工タイミングを、
同一加工位置の最小加工間隔を確保するように設定することを特徴とする請求項１に記載の加工計画方法。 - 前記単一回訪問加工経路分割工程において、
前記単一回訪問加工経路に沿って、ある加工開始位置からある加工終了位置まで分割経路を定めるときの効果を評価する分割を、
加工開始位置から加工終了位置までの経路に加工終了位置から加工開始位置への戻り移動を加えた巡回路の巡回路長が、同一加工位置の最小加工間隔以上のものに限定することを特徴とする請求項１又は２に記載の加工計画方法。 - 前記単一回訪問加工経路分割工程において、
前記評価式を最大化するために、有向閉路の無い最長路問題の動的計画法に基づく解法を用いることを特徴とする請求項４又は５に記載の加工計画方法。 - 前記各加工位置の加工タイミングを、更に、
低速位置決め手段の移動により遷移する所定寸短形範囲から外れないように設定することを特徴とする請求項１０に記載の低速位置決め手段非停止加工の加工計画方法。 - 請求項１乃至１３のいずれかに記載の加工計画方法により決定された加工を行なうことを特徴とする加工方法。
- 請求項１乃至１３のいずれかに記載の加工計画方法又は請求項１４に記載の加工方法を実施するためのコンピュータプログラム。
- 多数の加工位置を複数回巡回しながら繰り返し加工する際の加工計画装置であって、
加工位置を単一回ずつ訪問しながら加工する経路を発生させる、単一回訪問加工経路発生手段と、
該単一回訪問加工経路を複数の部分経路に分割する、単一回訪問加工経路分割手段と、
分割された各部分経路に該部分経路の終点から始点への戻り移動を加えた部分巡回路、及び、該連続する２つの部分巡回路を繋ぐ接続移動に対して、部分巡回路上の複数回巡回移動と接続移動により、加工位置を複数回ずつ訪問しながら加工する繰り返し加工経路を定める、繰り返し加工経路決定手段と、
を有することを特徴とする加工計画装置。 - 多数の加工位置を複数回巡回しながら繰り返し加工する際の低速位置決め手段非停止加工の加工計画装置であって、更に、
低速位置決め手段暫定動作速度設定手段と、
低速位置決め手段動作速度最大化手段と、
を有することを特徴とする請求項１６に記載の加工計画装置。 - 前記単一回訪問加工経路発生手段において、
巡回セールスマン問題の解法を適用することを特徴とする請求項１６に記載の加工計画装置。 - 前記単一回訪問加工経路分割手段において、
単一回訪問加工経路に沿って、ある加工開始位置からある加工終了位置まで分割経路を定めるときの効果を評価する評価式として、
（加工終了位置から経路上加工終了位置の次の位置へ進むときの移動コスト）−（加工終了位置から加工開始位置へ戻るときの移動コスト）
を用いて、評価値の合計を最大化するよう、分割箇所を決定することを特徴とする請求項１６又は１７に記載の加工計画装置。 - 前記単一回訪問加工経路分割手段において、前記単一回訪問加工経路に沿って、ある加工開始位置からある加工終了位置まで分割経路を定める際に、
加工開始位置から加工終了位置までの経路に加工終了位置から加工開始位置への戻り移動を加えた巡回路の巡回路長が、同一加工位置の最小加工間隔より短い場合は、前記評価式の代わりに、
（加工終了位置から経路上加工終了位置の次の位置へ進むときの移動コスト）−（（加工終了位置から加工開始位置へ戻るときの移動コスト）＋（加工開始位置での最小加工間隔待ち時間））
を用いることを特徴とする請求項１９に記載の加工計画装置。 - 前記単一回訪問加工経路分割手段において、
部分巡回路長が同一加工位置の最小加工間隔以上であり、かつ、繰り返し訪問加工経路の経路長が最小となるように分割を決定することを特徴とする請求項１６又は１７に記載の加工計画装置。 - 前記単一回訪問加工経路分割手段において、
前記単一回訪問加工経路発生手段で得た経路の始点を変えて繰り返し単一回訪問加工経路分割を実行し、前記評価式が最大となるときを以て単一回訪問加工経路分割の解とすることを特徴とする請求項１９又は２０に記載の加工計画装置。 - 前記単一回訪問加工経路発生手段と単一回訪問加工経路分割手段は、
低速位置決め手段の移動速度も考慮することを特徴とする請求項１７に記載の低速位置決め手段非停止加工の加工計画装置。 - 多数の加工位置を複数回巡回しながら繰り返し加工する際の低速位置決め手段非停止加工の加工計画装置であって、
低速位置決め手段の１回の移動中に、繰り返し加工を完了させるよう計画することを特徴とする低速位置決め手段非停止加工の加工計画装置。 - 各加工位置の加工タイミングを、
同一加工位置の最小加工間隔を確保するように設定することを特徴とする請求項１６に記載の加工計画装置。 - 前記単一回訪問加工経路分割手段において、
前記単一回訪問加工経路に沿って、ある加工開始位置からある加工終了位置まで分割経路を定めるときの効果を評価する分割を、
加工開始位置から加工終了位置までの経路に加工終了位置から加工開始位置への戻り移動を加えた巡回路の巡回路長が、同一加工位置の最小加工間隔以上のものに限定することを特徴とする請求項１６又は１７に記載の加工計画装置。 - 前記単一回訪問加工経路分割手段において、
前記評価式を最大化するために、有向閉路の無い最長路問題の動的計画法に基づく解法を用いることを特徴とする請求項１９又は２０に記載の加工計画装置。 - 前記各加工位置の加工タイミングを、更に、
低速位置決め手段の移動により遷移する所定寸短形範囲から外れないように設定することを特徴とする請求項２５に記載の低速位置決め手段非停止加工の加工計画装置。 - 請求項１６乃至２８のいずれかに記載の加工計画装置を含むことを特徴とする加工装置。
- 請求項１６乃至２８のいずれかに記載の加工計画装置又は請求項２９に記載の加工装置を実現するためのコンピュータプログラム。
- 請求項１５又は３０に記載のコンピュータプログラムが記録された、コンピュータ読取り可能な記録媒体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002326728A JP2004164083A (ja) | 2002-11-11 | 2002-11-11 | 加工計画方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002326728A JP2004164083A (ja) | 2002-11-11 | 2002-11-11 | 加工計画方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004164083A true JP2004164083A (ja) | 2004-06-10 |
Family
ID=32805579
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002326728A Pending JP2004164083A (ja) | 2002-11-11 | 2002-11-11 | 加工計画方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004164083A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007077630A1 (ja) * | 2006-01-06 | 2007-07-12 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | レーザ加工装置、プログラム作成装置およびレーザ加工方法 |
| KR100794062B1 (ko) * | 2006-07-06 | 2008-01-10 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | 레이저 가공 장치, 프로그램 작성 장치 및 레이저 가공 방법 |
| JP2021142537A (ja) * | 2020-03-11 | 2021-09-24 | 住友重機械工業株式会社 | レーザ加工装置の制御装置、レーザ加工装置、及びレーザ加工方法 |
| DE102021103206A1 (de) | 2021-02-11 | 2022-08-11 | Precitec Gmbh & Co. Kg | Verfahren zum Optimieren einer Bearbeitungszeit eines Laserbearbeitungsprozesses, Verfahren zum Durchführen eines Laserbearbeitungsprozesses an einem Werkstück und Laserbearbeitungssystem, welches eingerichtet ist, um diese durchzuführen |
-
2002
- 2002-11-11 JP JP2002326728A patent/JP2004164083A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007077630A1 (ja) * | 2006-01-06 | 2007-07-12 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | レーザ加工装置、プログラム作成装置およびレーザ加工方法 |
| JP4800939B2 (ja) * | 2006-01-06 | 2011-10-26 | 三菱電機株式会社 | レーザ加工装置、プログラム作成装置およびレーザ加工方法 |
| KR100794062B1 (ko) * | 2006-07-06 | 2008-01-10 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | 레이저 가공 장치, 프로그램 작성 장치 및 레이저 가공 방법 |
| JP2021142537A (ja) * | 2020-03-11 | 2021-09-24 | 住友重機械工業株式会社 | レーザ加工装置の制御装置、レーザ加工装置、及びレーザ加工方法 |
| JP7348109B2 (ja) | 2020-03-11 | 2023-09-20 | 住友重機械工業株式会社 | レーザ加工装置の制御装置、レーザ加工装置、及びレーザ加工方法 |
| DE102021103206A1 (de) | 2021-02-11 | 2022-08-11 | Precitec Gmbh & Co. Kg | Verfahren zum Optimieren einer Bearbeitungszeit eines Laserbearbeitungsprozesses, Verfahren zum Durchführen eines Laserbearbeitungsprozesses an einem Werkstück und Laserbearbeitungssystem, welches eingerichtet ist, um diese durchzuführen |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2001195112A (ja) | レーザドリリング経路決定方法 | |
| JP5897151B2 (ja) | 輪郭のパターンに従って機械を制御するための方法およびレーザー切断機 | |
| JP6485661B2 (ja) | 加工機械の動作を制御するための方法および制御システム、並びに加工機械 | |
| JP3774138B2 (ja) | 加工計画方法、装置、及び、加工方法、装置 | |
| CN101142052B (zh) | 激光加工装置、程序生成装置以及激光加工方法 | |
| JP3927541B2 (ja) | レーザ加工装置のレーザビーム位置決め装置 | |
| CN108213696A (zh) | 激光加工机器人系统及激光加工机器人系统的控制方法 | |
| EP3172007B1 (en) | Method of determining a sequence of drilling holes using a two level traveling salesman problem (tsp) | |
| JP6975190B2 (ja) | 機械学習装置、レーザ加工装置及びレーザ加工システム | |
| US9269058B2 (en) | Laser machining method, laser machining apparatus, and laser machining program | |
| JP2004164083A (ja) | 加工計画方法及び装置 | |
| JP5106787B2 (ja) | レーザマーキング方法及び装置 | |
| JP2004142082A (ja) | 加工計画方法及び装置 | |
| JP2004185322A (ja) | 加工計画方法及び装置 | |
| JP3999796B2 (ja) | 加工計画方法、装置、及び、加工方法、装置 | |
| JP2004145597A (ja) | 加工計画方法及び装置 | |
| JP4031239B2 (ja) | 加工装置 | |
| JP6420683B2 (ja) | オンザフライ経路生成装置及び方法 | |
| JP2012187620A (ja) | レーザ加工方法及びレーザ加工計画方法 | |
| TW507120B (en) | Method and subsystem for generating a trajectory to be followed by a motor-driven stage when processing microstructures at a laser-processing site | |
| JP2004145544A (ja) | 加工計画方法及び装置 | |
| JP2003249428A (ja) | 経路決定方法、描画装置、撮像装置およびプログラム | |
| JP2004230441A (ja) | 加工機の制御方法及び装置 | |
| JP4318669B2 (ja) | レーザ加工装置 | |
| CN110014236A (zh) | 激光加工装置、激光加工方法和记录用于其的程序的记录介质 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050117 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070612 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20071030 |