JPH064116A - 数値制御方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 座標列からなる数値制御情報に基づき、制御
対象の少なくとも２次元方向の移動を逐次制御する数値
制御方法であって、まず、前記複数の座標列について、
予め定めた距離内の間隔で連なる座標群を同一ブロック
内の座標群として抽出し、次に、このブロック単位に逐
次各座標に従って数値制御を行う。 【効果】 穴あけ機、プリント基板検査装置等、数値制
御装置におけるステージの移動時間を短縮させることに
よりその利用効率を向上させ、ひいては装置のスループ
ットの向上を図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、予め与えられた数値制
御情報の座標の順に従い、逐次、制御対象としてのステ
ージを移動させて所定の処理を行う数値制御方法に関
し、特に、ステージが効率よく移動できるようにする数
値制御情報の処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、可動のステージ上にプリント基板
等の被加工物を載せてドリルにより所定の位置に穴をあ
ける穴あけ機や、同じく被検物を載せＴＶカメラにより
所定の位置を撮像し、画像処理あるいはＴＶモニタでの
黙視確認により被検物の欠陥を検出する装置が知られて
いる。これらの装置は、数値制御装置と呼ばれ、予め与
えられた数値制御情報のステージ座標の順に従って、逐
次ステージを移動させ、所定の処理を行うようになって
いる。

【０００３】数値制御情報は、例えば、設計データを加
工した無秩序な座標列か、もしくは或る座標軸（例えば
Ｙ軸とする）を優先してその座標値の小さい順にステー
ジを送っていき、その終端でＸ軸方向に歩進し、再度、
Ｙ軸方向に座標値の大きい順にステージを戻していき、
終端に達したら再びＸ方向に歩進し、この動作を繰り返
す（図１（ａ）参照）、というような極めて簡単なルー
ルで作成されたものである。

【０００４】なお、数値制御方式に関しては、例えば、
研野和人他著「数値制御工作機械」、機械工学全書１０
６、大河出版発行、第１２〜１８頁、第９０〜９２頁に
解説されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のステージの
移動方式は、処理される箇所が全面に規則正しく配列さ
れている場合には都合がよいが、処理対象箇所の座標が
局所的に集中していたり、ランダムに分散していたりす
ると、ステージの移動時間に無駄が多くなる。

【０００６】例えば、プリント基板のスルーホールは、
従来、２．５４ｍｍピッチで規則正しく全面に穴あけす
るのが主流であったが、最近の電子機器の高密度化に伴
って、穴あけ箇所の位置が不規則で局所的に配置されて
いるものが増加している。

【０００７】また、プリント基板の欠陥を検査する装置
においては、パターンの存在する箇所や特定の検査領域
のみ検査すればよいため、処理する箇所の座標は一様で
なく、ステージの移動に無駄が多く発生し、装置の処理
能力を引き出せないという問題があった。特に、加工、
検査等の対象物の個数が増加するほど、この問題は顕著
となった。

【０００８】本発明の目的は、処理対象の座標の分布が
一様でなくても、効率よくステージ等の制御対象を移動
させることができる数値制御方法および装置を提供する
ことにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明による数値制御方
法は、複数の座標列からなる数値制御情報に基づき、制
御対象の少なくとも２次元方向の移動を逐次制御する数
値制御方法であって、まず、前記複数の座標列につい
て、予め定めた距離内の間隔で連なる座標群を同一ブロ
ック内の座標群として抽出し、次に、このブロック単位
に逐次各座標に従って数値制御を行うことを特徴とする
ものである。

【００１０】本発明による数値制御装置は、座標列から
なる数値制御情報に基づき、制御対象の少なくとも２次
元方向の移動を逐次制御する数値制御装置であって、数
値制御情報を取り込む入力手段と、該取り込んだ数値制
御情報に対して、予め定めた距離内の間隔で連なる座標
群を同一ブロック内の座標群として抽出する抽出手段
と、該抽出されたブロック単位に座標列を並べ替える手
段と、該並べ替えられた座標列に従って逐次数値制御を
行う制御手段とを備えたものである。

【００１１】

【作用】複数の座標にステージ等の制御対象を順次位置
決めする場合、最も好ましいのは、移動経路が最短とな
るようにステージを移動させることである。ｎ個の座標
にステージを送る移動経路は、単純に考えるとｎ！通り
ある。逆の経路は、距離が同じだから無視するとして
も、ｎ！／２通りある。従って、プリント基板の穴あけ
では、ｎが１０００を超える場合もあり、移動経路の数
は天文学的な数字になり、この中から最短距離となる移
動経路を見つけるのは極めて困難である。

【００１２】本発明者らは、必ずしも最短経路を見つけ
る必要はなく、移動経路が短縮される現実的な解を見つ
ければよい、という観点から本発明に想到した。

【００１３】本発明では、数値制御装置における数値制
御情報の座標列の順序を次のような方法で再配列し、こ
れを数値制御情報として供する。まず、前記複数の座標
列について、予め定めた距離内の間隔で連なる座標群を
同一ブロック内の座標群として抽出し、次に、このブロ
ック単位に逐次各座標に従って数値制御を行う。

【００１４】より具体的には、与えられた複数の座標を
Ｘ軸およびＹ軸方向に予めソートしておき、この情報の
最初のデータを読み込んで、それにブロック番号を付け
る。この座標から所定の距離以内に他の座標が存在すれ
ばそれに同じ符号を付与する。次に２番目のデータを読
み込んで、ブロック番号が付いていなければ新たなブロ
ック番号を付ける。この２番目の座標から所定の距離以
内に他の座標が存在すればそれに、２番目の座標のブロ
ック番号と同じブロック番号を付ける。このようにして
全ての座標を処理したのち、ブロック番号の若い順にソ
ートを行い、同じブロック番号を持つ座標の集合をまと
める。

【００１５】このようにして、数値制御のための座標列
を再配列した数値制御情報に基づいて数値制御を実行す
ることにより、制御対象の移動経路が短縮され、数値制
御の効率を向上させることができる。

【００１６】

【実施例】まず、図２に、本発明が適用される装置の一
例として、プリント基板を自動で検査する検査装置の構
成を示す。

【００１７】この検査装置は、、ＴＶカメラ１０により
撮像されたプリント基板２０の画像を画像処理処理装置
３０で処理する。この画像処理された結果に基づいて、
欠陥判定回路３１において、欠陥の判定がなされ、各判
定結果に対応して数値制御装置８０から送られてきた座
標が記録される。ＴＶカメラ１０はＸ軸モータ４０およ
びボールねじ４１によりＸ軸方向に駆動される。他方、
プリント基板２０は、検査ステージ５０上に載置され、
Ｙ軸モータ６０およびボールねじ６１により、Ｙ軸方向
に駆動される。ここでは、ステージ５０は１軸方向にの
み移動し、その直交軸方向はＴＶカメラ１０を移動させ
るようにしたが、ＴＶカメラ１０を固定し、ステージ５
０をＸおよびＹの両方向に移動させるようにしてもよ
い。したがって、本明細書中、ステージ５０のＸ軸方向
への移動というときは、ステージ自体が実際に移動する
場合と、ＴＶカメラ１０に対して相対的に移動する場合
の両方を含むものとする。

【００１８】プリント基板２０上のパターンの存在する
箇所のみ検査するため、検査箇所は数値制御情報９０に
より提供される。この例では、この数値制御情報９０を
フレキシブルディスクから数値制御装置８０に読み込む
ようにしている。数値制御装置８０は、従来、数値制御
情報９０の座標列順に従って、モータドライバ７０でＸ
軸モータ４０およびＹ軸モータ６０を駆動するようにな
っているが、本実施例では、モータドライバ７０による
モータ駆動前に、数値制御情報９０の座標列を再配列す
る。

【００１９】図３に、数値制御情報９０の入力から座標
列を再配列完了までの手順を表わしたフローチャートを
示す。

【００２０】まず、数値制御情報９０の無秩序な座標列
の全データを数値制御装置８０に入力する（３００）。
次に、この全データをＸ軸方向にソートする（３０
１）。すなわち、Ｘ座標に着目して例えばその値の小さ
い方から順に（昇順に）座標のの並べ替えを行う。続い
て、Ｙ軸方向の並べ替えを行う（３０２）。すなわち、
Ｘ軸方向にソートされた全データについて、さらに同一
のＸ座標値を有する座標群の中でＹ座標値の小さい方か
ら順に座標の並べ替えを行う。

【００２１】次に、座標のブロック化を行う。ここで
は、ある座標（基準データ）からの距離が所定距離以内
にある座標を同一のブロック内の座標とみなす。まず、
Ｘ、Ｙ軸方向に並べ替え済の全データの中から基準デー
タを入力する（３０３）。この基準データとしては順次
先頭から座標を選択していく。最初は第１番目のデータ
が（座標）を基準座標として取りだされる。基準データ
がなくなれば（３０４）、全データのブロック登録が完
了したことになるので、ステップ３１２へ移行する。基
準データがあれば、そのデータが登録済みか否かを調べ
（３０５）、登録済みならばステップ３０７へ移る。登
録されていなければ新たなブロックの登録を行う（３０
６）。すなわち、その基準データに新たなブロック番号
を与える。続いてその基準データに続くデータを取りだ
し（３０７）、そのデータがいずれかのブロックに登録
済みか否かを調べる（３０８）。登録済みならばステッ
プ３０７へ戻り、登録済でなければデータ終了か否かを
調べる（３０９）。終了でなければ、そのデータが基準
データから半径Ｒ＝１．５以内か否かを調べる（３１
０）。このＲの値は縦横斜め方向に隣り合う座標を検出
するための値であるが、これに限定されるものではな
い。Ｒ以内であれば基準データと同一ブロック内のデー
タであると判断し、このデータを基準データのブロック
と同一のブロックのデータとして登録する（３１１）。
Ｒ以内でなければステップ３０７へ戻る。いずれにせ
よ、続いて同一ブロック内のデータがあるか否かを継続
して捜す。ステップ３０９で、データ終了ならばステッ
プ３０３へ戻り、新たな基準データについてのブロック
登録を繰り返す。

【００２２】図１の例にこの処理を適用した場合を考え
る。まず、座標（１．０，１．０）が基準データとな
り、これにブロック番号Ｂ１が与えられる。この基準デ
ータと順次後続のデータとの距離を判定していくと、座
標（２．０，１．０）のみがＲ以内の条件を満たすこと
が分かり、この座標にＢ１が付与される。図で座標
（３．０，１．０）もブロックＢ１に属しているが、こ
れは後に座標（２，１）が基準データとして選ばれたと
きにＲ以内の条件を満たすので、その際にブロック番号
Ｂ１が付される。２番目に基準データとなるのは座標
（１．０，３．０）であり、これに座標番号Ｂ２が付さ
れる。このＢ２ブロックに該当する座標は見つからず、
このブロックは単一の座標のみを含むブロックとなる。
続いて座標（１．０，７．０）が基準データとなり、こ
れにブロック番号Ｂ３が与えられる。この座標からＲ以
内の座標（２．０，６．０），（２．０，７．０）が同
じブロックＢ３内座標とされる。もう１個のブロックＢ
３内座標（３．０，７．０）は後に座標（２，７）が基
準座標として選ばれたときにブロック登録される。

【００２３】このようにして、Ｒ以内の間隔で順次連な
る座標列が同一のブロック内の座標群として抽出される
ことになる。以上の処理によりすべてのデータ（座標）
にブロック番号が付された様子を図４（ａ）に示す。な
お、この図４（ａ）は各座標とブロック番号との対応を
示しているが、Ｙ座標値については従来の図１（ａ）に
対応する順となっているので注意されたい。

【００２４】続いて、図３の最後のステップ３１２で、
同一のブロック番号を与えられたデータをブロック番号
順にそれぞれ一群にまとめて、処理を終了する。図４
（ａ）の例で、データ群にこのブロック別ソートを施し
た結果を図４（ｂ）に示す。

【００２５】この結果、図１（ｂ）に示したように、互
いに近い位置に存在する座標の集まりは、Ｂ１〜Ｂ１１
の各ブロック内の座標群として連続して処理されるの
で、ステージの動きに大きな無駄がなくなる。ステージ
の移動距離を計算して見ると、従来の図１（ａ）の方法
では６３．０、本実施例の図１（ｂ）の方法では４６．
９であった。従って、本実施例では、２５％だけステー
ジの移動距離を短縮していることになる。

【００２６】なお、本実施例では座標列の再配列を数値
制御装置８０で行うようにしたが、外部の処理装置でこ
の処理を実行したものを、数値制御装置８０でそのまま
利用することも可能である。あるいは、図３の前手順部
分３２０までを外部の処理装置で行った後、後続部分を
数値制御装置８０で行うようにすることも可能である。
このように、本実施例によれば、自動プリント板検査
機のＴＶカメラ移動時間を２５％短縮することができ、
検査のスループット向上に大きく寄与することができ
る。

【００２７】以上の説明は、Ｘ軸およびＹ軸の両方向の
移動速度が同じであることを前提とした。しかし、両移
動速度が異なる場合には、同じ移動距離であっても、移
動時間が異なるので、何らかの補正をすることが望まし
い。この観点から本発明の第２の実施例では、一方の軸
の座標値に、前もって移動速度の比の逆数を掛けて補正
する。本実施例における処理のフローチャートを図５に
示す。図３と同一のステップに同一の参照番号を付して
ある。図３と異なる点はステップ４０１とステップ４０
２が追加されたことだけである。すなわち、Ｘ軸とＹ軸
の速度の比が１：ａであれば、ステップ３０３の後、Ｙ
座標に補正係数１／ａを掛ける（４０１）。これは、速
度の速い方の軸の座標値を速度比に応じて小さくしてや
ることを意味する。続いて、上述した手順（３０３〜３
１１）でブロック抽出および座標の並べ替えを行った
後、最後にＹ座標にａを掛けて座標を元に戻す。

【００２８】この操作により、Ｘ軸とＹ軸の移動速度が
異なる場合であっても、効率的なステージ移動が実現で
きる。

【００２９】以上の実施例では２次元方向の移動のみに
ついて説明したが、３次元の移動にも容易に適用するこ
とが可能である。

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば、穴あけ機、プリント基
板検査装置等、数値制御装置におけるステージの移動時
間を短縮させることによりその利用効率を向上させ、ひ
いては装置のスループットの向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来（ａ）および本発明の実施例（ｂ）におけ
るステージ移動の様子を比較するための説明図。

【図２】本発明の一実施例に係るプリント基板自動検査
装置の構成を示すブロック図。

【図３】本発明の実施例における処理のフローチャー
ト。

【図４】本発明の実施例における処理の具体例の説明
図。

【図５】本発明の第２の実施例における処理のフローチ
ャート。

【符号の説明】

１０…ＴＶカメラ、２０…プリント基板、３０…画像処
理装置、３１…欠陥判定装置、４０…Ｘ軸駆動モータ、
４１…Ｘ軸ボールねじ、５０…検査ステージ、６０…Ｙ
軸駆動モータ、６１…Ｙ軸ボールねじ、７０…モータド
ライバ、８０…数値制御装置、９０…数値制御情報。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】座標列からなる数値制御情報に基づき、制
   御対象の少なくとも２次元方向の移動を逐次制御する数
   値制御方法であって、まず、前記複数の座標列につい
   て、予め定めた距離内の間隔で連なる座標群を同一ブロ
   ック内の座標群として抽出し、次に、このブロック単位
   に逐次各座標に従って数値制御を行うことを特徴とする
   数値制御方法。
2. 【請求項２】前記制御対象の異なる座標軸方向の移動速
   度が異なる場合、その速度差を補正するよう一方の座標
   軸の値に補正係数を掛けて前記同一ブロック内の座標群
   の抽出を行うことを特徴とする請求項１記載の数値制御
   方法。
3. 【請求項３】２座標軸をＸ軸およびＹ軸とするとき、両
   軸方向の速度比が１：ａである場合、Ｙ軸座標値に１／
   ａを掛けることを特徴とする請求項２記載の数値制御方
   法。
4. 【請求項４】座標列からなる数値制御情報に基づき、制
   御対象の少なくとも２次元方向の移動を逐次制御する数
   値制御装置であって、 数値制御情報を取り込む入力手段と、 該取り込んだ数値制御情報に対して、予め定めた距離内
   の間隔で連なる座標群を同一ブロック内の座標群として
   抽出する抽出手段と、 該抽出されたブロック単位に座標列を並べ替える手段
   と、 該並べ替えられた座標列に従って逐次数値制御を行う制
   御手段とを備えたことを特徴とする数値制御装置。
5. 【請求項５】前記入力手段は、予め順次各軸座標値につ
   いてソートされている座標列を数値制御情報として取り
   込むことを特徴とする請求項４記載の数値制御装置。
6. 【請求項６】前記入力手段が取り込んだ無秩序な座標列
   を順次各軸座標値についてソートする手段とさらに備え
   たことを特徴とする請求項４記載の数値制御装置。
7. 【請求項７】前記抽出手段は、制御対象の異なる座標軸
   方向の移動速度が異なる場合に一方の座標軸値に速度比
   に応じた補正係数を掛けた結果に対して抽出を行うこと
   を特徴とする請求項４記載の数値制御装置。