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JP2004142082A - Method and device for working plan - Google Patents

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Publication number
JP2004142082A
JP2004142082A JP2002312369A JP2002312369A JP2004142082A JP 2004142082 A JP2004142082 A JP 2004142082A JP 2002312369 A JP2002312369 A JP 2002312369A JP 2002312369 A JP2002312369 A JP 2002312369A JP 2004142082 A JP2004142082 A JP 2004142082A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
machining
positioning means
speed positioning
low
processing
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
Application number
JP2002312369A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takuya Nishimura
西村 卓也
Yasuyuki Okudaira
奥平 恭之
Akihiko Taneda
種子田 昭彦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Heavy Industries Ltd filed Critical Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority to JP2002312369A priority Critical patent/JP2004142082A/en
Publication of JP2004142082A publication Critical patent/JP2004142082A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To shorten work time by selecting an optimum working system. <P>SOLUTION: When working a workpiece at a plurality of working positions scattered on the workpiece while cooperatively operating a low-speed positioning means which extensively moves a working position on the work and a high-speed positioning means which moves the working position on the work in a narrow range in a predetermined rectangle in parallel, a low-speed positioning means stop working 140 to stop the low-speed positioning means and to operate the high-speed positioning means, a low-speed positioning means non-stop working 160 to operate the high-speed positioning means while moving the low-speed positioning means, and a hybrid working 150 to jointly use the low-speed positioning means stop working and the low-speed positioning means non-stop working, are properly used. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワーク上の加工実行箇所を広範囲に移動させることが可能なXYステージ等の低速位置決め手段と、所定寸矩形内の狭範囲しか移動させることができないガルバノスキャナ等の高速位置決め手段を用いて、ワーク上に散在する複数の加工位置を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(一般に加工エリアと称する)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装置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装置であるXYステージ(以下、単にステージとも称する)の2つの位置決め装置を用いることにより、高速広範囲な穴開け位置決めを行っている。
【0009】
従って、位置決めという観点から、動作形態(制御形態)を、次の2つに大きく分類することができる。
【0010】
(1)スキャナ、ステージの各単独制御
即ち、低速であるステージを停止させた状態での加工エリア内の一連のスキャナ走査及びレーザ加工と、ステージによるワークの搬送とを交互に行うことにより、基板全体の加工を行う形態であり、通常、ステップアンドリピートと呼ばれる。以下、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。
【0011】
(2)スキャナとステージの協調制御(同期制御とも称する)
ステージによりワークを搬送しつつスキャナ走査及びレーザ加工を行う形態であり、通常、協調制御又は同期制御と呼ばれる。以下、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。
【0012】
前記低速位置決め手段停止加工は、例えば特許文献1、低速位置決め手段非停止加工は、特許文献2、特許文献3等に記載されている。
【0013】
【特許文献1】
特許第3077539号公報
【特許文献2】
特許第3009740号公報
【特許文献3】
特開2000−100608公報
【0014】
このようなレーザ穴開け機の重要な性能の1つに加工速度があり、そのためには数学的最適化が適用されることが多い。出願人も、既にステップアンドリピート制御による加工計画については、特願2001−331550を提案し、協調制御による加工計画については、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、ワーク上に散在する複数の加工位置の分布状態によっては、前記ステップアンドリピート制御による加工、又は、協調制御による加工のいずれか一方のみを固定して用いるのでは、十分に加工速度を高めることができない場合があった。
【0016】
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、最適な加工状態を選択可能として、加工時間を短縮することを第1の課題とする。
【0017】
本発明は、又、低速位置決め手段停止加工と低速位置決め手段非停止加工を組み合わせたハイブリッド加工を実現可能とすることを第2の課題とする。
【0018】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ワーク上の加工実行箇所を広範囲に移動させることが可能な低速位置決め手段と、所定寸矩形内の狭範囲しか移動させることができない高速位置決め手段を用いて、ワーク上に散在する複数の加工位置を加工する際の加工計画方法であって、前記低速位置決め手段を停止させて高速位置決め手段を動作させる低速位置決め手段停止加工と、前記低速位置決め手段を動かしつつ高速位置決め手段を動作させる低速位置決め手段非停止加工と、前記低速位置決め手段停止加工と低速位置決め手段非停止加工を併用するハイブリッド加工と、の少なくとも一部を使い分けるようにして、前記第1の課題を解決したものである。
【0019】
又、前記加工の種類を、加工位置の散布状態に応じて選択するようにしたものである。
【0020】
更に、前記加工位置の配置の疎密のむらが激しい場合は、前記ハイブリッド加工を選択するようにしたものである。
【0021】
又、前記加工位置の配置が極めて密である場合は、前記低速位置決め手段停止加工を選択するようにしたものである。
【0022】
又、前記加工位置の配置がほぼ一様である場合は、前記低速位置決め手段非停止加工を選択するようにしたものである。
【0023】
又、複数の加工位置を2回以上巡回して加工する場合に、前記加工の種類を、巡回回数に応じて選択するようにしたものである。
【0024】
更に、前記巡回回数が設定値以上である場合は、前記低速位置決め手段停止加工を選択し、設定値未満である場合は、前記低速位置決め手段非停止加工又はハイブリッド加工を選択するようにしたものである。
【0025】
又、前記加工の種類を、加工時間のシミュレーション結果に応じて選択するようにしたものである。
【0026】
又、前記加工の種類を、各加工矩形毎に決定するようにしたものである。
【0027】
本発明は、又、ワーク上の加工実行箇所を広範囲に移動させることが可能な低速位置決め手段と、所定寸矩形内の狭範囲しか移動させることができない高速位置決め手段を用いて、ワーク上に散在する複数の加工位置を加工する際の加工計画方法であって、1つの加工矩形内を、前記低速位置決め手段を動かしつつ高速位置決め手段を動作させる低速位置決め手段非停止加工を行なう低速位置決め手段非停止加工領域と、前記低速位置決め手段を停止させて高速位置決め手段を動作させる低速位置決め手段停止加工を行なう低速位置決め手段停止加工領域に分け、前記低速位置決め手段非停止加工領域では、各領域内における加工時間が最小となるように、領域内の加工位置訪問順序を決定すると共に、前記低速位置決め手段の動作速度を最適化し、前記低速位置決め手段停止加工領域では、巡回セールスマン問題又はハミルトン路長最小化問題の解法を用いて加工位置訪問順序を決定するようにして、前記第2の課題を解決したものである。
【0028】
又、前記低速位置決め手段の非停止加工から停止加工へ移行する段階における減速、及び、その逆における加速に際して、その減速又は加速時間中のエリアの遷移に対応して、最早開始時刻、最遅完了時刻の制約を修正するようにしたものである。
【0029】
本発明は、又、ワーク上の加工実行箇所を広範囲に移動させることが可能な低速位置決め手段と、所定寸矩形内の狭範囲しか移動させることができない高速位置決め手段を用いて、ワーク上に散在する複数の加工位置を加工する際の加工計画方法であって、1つの加工矩形を、前記低速位置決め手段を動かしつつ高速位置決め手段を動作させる低速位置決め手段非停止加工を行うための、密度が一様に疎な第1加工矩形と、前記低速位置決め手段を停止させて高速位置決め手段を動作させる低速位置決め手段停止加工を行うための、第1加工矩形内の加工位置以外の加工位置全て及び加工位置の無い箇所を含む第2加工矩形に分け、前記第1加工矩形では、第1加工矩形及び第2加工矩形における加工時間が最小となるように、矩形内の加工位置訪問順序を決定すると共に、前記低速位置決め手段の動作速度を最適化し、前記第2加工矩形では、加工位置の有る箇所ごとに巡回セールスマン問題又はハミルトン路長最小化問題の解法を用いて加工訪問順序を決定し、加工位置の無い箇所は低速位置決め手段を所定の速度パターンで高速に移動させるようにして、同じく前記第2の課題を解決したものである。
【0030】
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。
【0031】
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。
【0032】
本発明は、又、ワーク上の加工実行箇所を広範囲に移動させることが可能な低速位置決め手段と、所定寸矩形内の狭範囲しか移動させることができない高速位置決め手段を用いて、ワーク上に散在する複数の加工位置を加工する際の加工計画装置であって、前記低速位置決め手段を停止させて高速位置決め手段を動作させる低速位置決め手段停止加工と、前記低速位置決め手段を動かしつつ高速位置決め手段を動作させる低速位置決め手段非停止加工と、前記低速位置決め手段停止加工と低速位置決め手段非停止加工を併用するハイブリッド加工と、の少なくとも一部を使い分ける手段を備えることにより、前記第1の課題を解決したものである。
【0033】
本発明は、又、ワーク上の加工実行箇所を広範囲に移動させることが可能な低速位置決め手段と、所定寸矩形内の狭範囲しか移動させることができない高速位置決め手段を用いて、ワーク上に散在する複数の加工位置を加工する際の加工計画装置であって、1つの加工矩形内を、前記低速位置決め手段を動かしつつ高速位置決め手段を動作させる低速位置決め手段非停止加工を行なう低速位置決め手段非停止加工領域と、前記低速位置決め手段を停止させて高速位置決め手段を動作させる低速位置決め手段停止加工を行なう低速位置決め手段停止加工領域に分ける手段と、前記低速位置決め手段非停止加工領域では、各領域内における加工時間が最小となるように、領域内の加工位置訪問順序を決定すると共に、前記低速位置決め手段の動作速度を最適化する手段と、前記低速位置決め手段停止加工領域では、巡回セールスマン問題又はハミルトン路長最小化問題の解法を用いて加工位置訪問順序を決定する手段と、を備えることにより、前記第2の課題を解決したものである。
【0034】
又、ワーク上の加工実行箇所を広範囲に移動させることが可能な低速位置決め手段と、所定寸矩形内の狭範囲しか移動させることができない高速位置決め手段を用いて、ワーク上に散在する複数の加工位置を加工する際の加工計画装置であって、1つの加工矩形を、前記低速位置決め手段を動かしつつ高速位置決め手段を動作させる低速位置決め手段非停止加工を行うための、密度が一様に疎な第1加工矩形と、前記低速位置決め手段を停止させて高速位置決め手段を動作させる低速位置決め手段停止加工を行うための、第1加工矩形内の加工位置以外の加工位置全て及び加工位置の無い箇所を含む第2加工矩形に分ける手段と、前記第1加工矩形では、第1加工矩形及び第2加工矩形における加工時間が最小となるように、矩形内の加工位置訪問順序を決定すると共に、前記低速位置決め手段の動作速度を最適化する手段と、前記第2加工矩形では、加工位置の有る箇所ごとに巡回セールスマン問題又はハミルトン路長最小化問題の解法を用いて加工訪問順序を決定する手段と、を備えることにより、同じく前記第2の課題を解決したものである。
【0035】
本発明は、又、前記の加工計画装置を含む加工装置を提供するものである。
【0036】
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。
【0037】
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。
【0038】
【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加工を実行する場合に適用した本発明の実施形態を詳細に説明する。
【0039】
本実施形態は、図2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。
【0040】
なお、図2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。
【0041】
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。
【0042】
本発明は、前記加工計画プログラム54に関するものである。
【0043】
以下、本発明を低速位置決め手段停止加工(ここではステージ停止加工)、低速位置決め手段非停止加工(ここではステージ非停止加工)、ハイブリッド加工の選択に関する部分と、ハイブリッド加工の具体的な計画方法について分けて説明する。なお、ステージ停止加工に関しては、出願人が既に提案した特願2001−331550に従い、ステージ非停止加工は、特願2002−26189に従うことができる。
【0044】
まず、方式の選択方法について説明する。
【0045】
方式の選択は、穴の散布状態によって決めるのが好適である。以下にその根拠を簡単に述べる。
【0046】
ステージ非停止加工の加工計画を難しくするケースとして、疎密のむらが激しい基板が挙げられる。特願2002−26189では、疎密が激しい基板においては、加工矩形分割工程において、矩形内のステージ進行方向に対して疎密が現われないようにするか、あるいは、加減速パターン決定工程において、疎な場所の速度を上げてやる方法を採っていた。しかしながら、前者は技術的に難しく、又、疎密のパターンがランダムであるような適用できない場合があり、又、後者は、一般的には、加減速中に精度良く加工を施すことは、等速動作中に施すのと比して難しい等の点で十分ではなかった。このような状況に対処すべき方法として、疎な個所に対してはステージ非停止加工がよいが、密な個所に対してはステージ停止加工がよいと考えられる。
【0047】
ステージ非停止加工の大きな特徴に、ステージ停止加工における加工を伴わないステージの動作時間をほぼそのまま削減できることがある。しかし、基板の穴が一様に極めて密である場合は、ステージ停止加工のままでも、全加工時間に対して、レーザ照射やスキャナ走査の時間の割合が、ステージの移動時間の割合よりも大きいので、ステージ非停止加工を用いてステージ移動時間を完全に削減しても効果が少ない。従って、基板の穴が一様に極めて密である場合は、高速ではないが、一般的にステージ非停止加工と比較して精度が良いと思われるステージ停止加工で加工すべきであると考えられる。
【0048】
従って、本発明では、特願2002−26189の図2に示したステージ非停止加工の加工計画に対して、図3に示す如く、方式の採択工程130を付加し、ステージ非停止加工が選択された矩形に対しては特願2002−26189の図2のステップ112に進み、ステージ非停止加工の加工計画を行なう。一方、ステージ停止加工が選択された矩形に対しては、ステップ140に進み、例えば特願2001−331550に記載のステージ停止加工の加工計画を行なう。又、ステップ130でハイブリッド加工が選択された矩形に対しては、ステップ150で、本明細書に記載のハイブリッド加工の加工計画を行なう。
【0049】
前記ステップ130における加工方式の選択は、例えば図4に示す如く、加工矩形内の穴散布状態に応じて選択することができる。
【0050】
即ち、まずステップ132で、図5(特願2002−26189の図19に対応)に示すような累積頻度グラフ(C)等を作成して、加工矩形内の穴散布状態が認識できる状態にする。そして、ステップ134で疎密のむらがあると判断できる場合は、ステップ150のハイブリッド加工を選択し、ステップ136で一様に十分に密であると判断できる場合は、ステップ140でステージ停止加工を選択し、それ以外の場合は、ステップ160でステージ非停止加工を選択する。
【0051】
前記疎密のむらの判断には、ステップ132で作成した累積頻度グラフを用いることができる。即ち、累積頻度グラフが直線的であれば疎密のむらは無いと判断でき、逆なら有りと判断できる。
【0052】
なお、特願2002−26189では、加工矩形分割工程で、基板全体の領域に適用していたが、図6(特願2002−26189の図24に対応)に示す方法も、ある領域についての疎密むら識別方法であるので、これを加工矩形に対し適用することも可能である。
【0053】
又、十分に密であるかの判断は、予め閾値を定めておき、単純に密度(=穴数/面積)が閾値を超えているかどうかで判断すればよい。
【0054】
なお、方式の選択は、散布状態によるものに限定されず、例えば、いわゆるサイクル加工のサイクル回数による判断も可能である。即ち、複数の穴を、1回だけ巡回するのではなく、2回以上巡回して、穴を開ける加工をする場合があるが、その巡回回数に閾値を設定し、図7に示す如く、ステップ138で巡回回数が閾値以上と判断されれば、ステップ140でステージ停止加工を採択し、閾値未満であれば、ステップ170でステージ非停止加工又はハイブリッド加工を採択することができる。これは、巡回回数が多いゆえに、全加工時間に対して、レーザ照射やスキャナ走査時間の割合が、ステージ動作時間の割合よりも大きくなる場合にステージ停止加工が向いている、という事実に基づく方法である。
【0055】
あるいは、各加工矩形それぞれについて、ステージ停止加工、ステージ非停止加工、ハイブリッド加工の3方式全てについて、加工時間をシミュレーションし、最も加工が速い方式をその矩形の加工方法として採択することもできる。
【0056】
又、前記加工計画プログラム54による方式の自動選択でなく、手動設定とすることも可能である。即ち、加工計画プログラム54のマンマシンインターフェースにおいて、3つの加工のいずれかを選択可能とし、加工計画当事者が、それら3つのいずれかを採択することができる。ここで、当事者が例えばハイブリッド加工を採択したにも拘らず、ステージ停止加工又はステージ非停止加工でないと意味が無いような基板の場合(例えば、矩形内のステージ進行方向に対して疎密があまり無い場合など)は、例えば警告を発生し、これらのいずれかを採択させるようにすることもできる。
【0057】
次に、各加工矩形内におけるハイブリッド加工の計画方法について説明する。
【0058】
各加工矩形内におけるハイブリッド加工については、図8に示す如く、矩形内における疎密を識別後、疎な個所はステージ非停止加工を、密な個所はステージ停止加工を施す方法(横方向ハイブリッド加工と称する)、又は、図9に示す如く、矩形内における疎密を識別後、密な個所から、他の疎な個所と同じ数だけの穴を抽出した結果得られる、一様に疎な加工矩形と、残った穴及び穴のない個所による加工矩形とに2分し、疎な加工矩形にはステージ非停止加工を、残った穴による加工矩形にはステージ停止加工を施す方法(重複ハイブリッド加工と称する)を行なうことができる。ここで、図8及び図9では、ステージ移動が横であり、又、スキャン範囲である矩形状の加工エリアがステージ移動と反対方向に横移動する。
【0059】
以下、各ハイブリッド加工方法について詳細に説明する。
【0060】
(1)横方向ハイブリッド加工
図10に、横方向ハイブリッド加工における加工エリアの上下限の遷移と、加工を施す点のY座標の遷移とを時系列に表わす。なお、図10及び図14では、加工エリア遷移移動方向を+又は−Yとし、横軸を時間、縦軸をY方向の位置とする。ここで、基板上での加工エリアの遷移方向とステージ移動方向とは正反対であることに注意する。
【0061】
図10に示す如く、疎な個所では、ステージが高速で等速動作中に加工を行ない(ステージ非停止加工)、密な個所では、ステージを一旦停止する。なお、加減速中は、本実施形態では加工を施さないこととする。ここで、従来の場合(特に加工速度が等速である場合)のエリア上下限遷移の時系列を破線Aで示す。従来の場合、密な個所にステージ速度を制限されてしまい、効率的な計画が困難であったが、本発明の場合は、疎な場所と密な場所とを切り分けたため、密な個所で停止してしまうタイムロスを、疎な個所での高速ステージ動作で補い、従来の加工より高速な加工が可能である。
【0062】
このような加工を実現するためには、次のように加工計画を行なう。即ち、図11に示す如く、まず、ステージ非停止加工を行なう領域とステージ停止加工を行なう領域とに分け(ステップ200)、次いで、ステージ非停止加工を行なう領域では、特願2002−26189に記載した各加工矩形内の穴開け位置訪問順序及び低速位置決め手段(ステージ)動作速度最適化工程(ステップ204)を行ない、ステージ停止加工を行なう領域では、特願2001−331550に記載したように、巡回セールスマン問題又はハミルトン路長最小化問題の解法を用いて穴開け順序を最適化する(ステップ208)。
【0063】
次に、ステージ非停止加工を行なう領域(以下ではステージ非停止加工領域と称する)とステージ停止加工を行なう領域(ステージ停止加工領域と称する)とに分ける工程200について詳細に説明する。この工程200は、まずステージ停止加工領域の配置を決定し、残りの領域をステージ非停止加工領域としている。
【0064】
具体的には、図12(特願2002−26189の図54に対応)に示すような工程で密なシーケンスを見分け、そのシーケンス(穴の集合)を含む矩形(複数で有り得る)をステージ停止加工領域とする。
【0065】
あるいは、図5に示した累積頻度グラフを求める工程において得られた、加工エリア遷移方向に沿う頻度グラフの頻度が規定値を超える領域を含む矩形をステージ停止加工領域とする。
【0066】
そして、各ステージ停止加工領域を、最少個数の正方形(加工エリア)で覆う。ここで、最少個数とは、エリア遷移方向の辺の長さがwのステージ停止加工領域の場合、{(w−α)/D}+1(αは十分に小さい正の数)の整数部である。あるいは、厳密には、出願人が特願2002−10460で提案した方法を用いることもできる。なお、覆い方は任意でよい。
【0067】
ここで、ステージ非停止状態からステージ停止状態へ移行する段階における減速、及び、その逆における加速に時間が必要であり、その減速又は加速時間中にエリアが遷移してしまうことに注意が必要である。これに対して、特願2002−26189に記載した、各加工矩形内の穴開け位置訪問順序及び低速位置決め手段動作速度最適化工程を、図13のように変形して適用する。
【0068】
図13上段の(A)は、ステージ非停止状態からステージ停止状態へと移行する段階における減速、及び、その逆における加速の概念図である。ここで、エリアは左から右(Xが正の方向)に進行するとしている。ステージ非停止加工領域の右端の位置(X座標)をMAXで、左端の位置をMINで表わす。加減速中には加工を行わない場合、減速時は図13の中段(B)に示すように、ステージ非停止加工領域の端位置MAXから、減速に必要な距離L以内の領域(減速領域と称する)にある点は、エリアの左端が位置MAX−Lに至るまでに加工を完了していなければならない。又、図13の下段(C)に示すように、ステージ非停止加工領域の端位置MINから、加速に必要な領域L´以内の領域(加速領域と称する)にある点は、エリアの右端が位置MIN+L´に至るまでは加工ができない。
【0069】
これらの制約を、特願2002−26189で提案した最早開始時刻、最遅完了時刻に反映させる。特願2002−26189によれば、MINからの距離がxの点における最早開始時刻はx/V、最遅完了時刻は(x+D)/Vである。ここで、加工開始時刻(エリアの右端が加工矩形に一致した時間)を0、ステージの速度をV、加工エリアのサイズ又はそれより若干小さい値をDとしている。
【0070】
これらの値を、本発明では、減速領域にある点MINからの距離がxの点における最遅完了時刻を(x+D−L)/Vとし、減速領域にある点MINからの距離がxの点における最早開始時刻を(x+L´)/Vとする。この変形だけで、特願2002−26189と同じ手法で、穴開け位置訪問順序及び低速位置決め手段動作速度最適化を実行する。
【0071】
なお、ここで加減速に必要な距離L及びL´は、想定している装置では数mm程度であることが分かっている。目安に過ぎないが、速度200mm/秒まで、加速度一定で立ち上げるのに要する時間が0.05秒であるなら、進む距離は、(1/2)×200×0.05=5mmである。これは加工エリアの大きさDより小さいので、D−L<0、即ち最早開始時刻>最遅完了時刻(加工計画不能)となるようなことは無い。
【0072】
(2)重複ハイブリッド加工
図14に、重複ハイブリッド加工における加工エリアの上下限の遷移と、加工を施す点のY座標の遷移とを時系列に表わす。図14に示す如く、1つの加工矩形を、疎密が一様な加工矩形(請求項の第1加工矩形、以下、一様矩形と称する)と、残りの点による加工矩形(ステージ停止加工における複数の加工エリア)(請求項の第2加工矩形、以下、残点矩形と称する)とに分離する。
【0073】
実際の加工方法は、例えば、まず一様矩形をステージ非停止加工により加工した後、Uターンして、ステージ非停止加工の時とは逆向きにステージを進行させ、残点矩形において穴が存在する個所を順次ステージ停止加工することができる。なお、穴が存在する箇所間の移動は、通常のステップアンドリピートのように所定の速度パターンにて移動を行う。
【0074】
本実施形態の場合、ステージのUターンや加減速のような、加工をできない時間はタイムロスであるが、一様矩形の加工は極めて高速であるため、全体的には従来の加工より高速である。横方向ハイブリッド加工と同じく、ステージ非停止加工の加工計画は特願2002−26189に従い、ステージ停止加工の加工計画は特願2001−331550に従うことができる。
【0075】
なお、一様矩形に含まれる点と、残りの点とを分ける工程は、既に説明したステージ停止加工領域の配置を決定する工程と、該ステージ停止加工領域内の点を一様矩形あるいは残点矩形のどちらに属するかを確定する工程とに分かれる。
【0076】
このうち、ステージ停止加工領域内の点を、一様矩形あるいは残点矩形のどちらに属するかを確定する工程には、頻度グラフを用いて、ステージ停止加工領域から、それ以外の領域の密度と同等の穴数は、一様矩形に属するとし、残りを残点矩形に属するとすることができる。具体的には、頻度グラフのステージ停止加工領域にあたる箇所から、ランダムに間引きすれば良い。
【0077】
なお、前記実施形態においては、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。
【0078】
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の加工機(例えば機械式ドリルによる穴開け装置)であって、2つ以上の位置決め装置を同時に駆動させることにより位置決めを高速化することが可能なもの全般、更には、マーキング装置や露光装置にも同様に適用できることは明らかである。
【0079】
【発明の効果】
本発明によれば、加工の事前段階において、加工を効率良く行なうための計画が可能となり、加工時間を短縮す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】本発明が実施される、オンライン構成の実施形態の構成を示すブロック図
【図3】本発明の実施形態における全体的な処理工程を示す流れ図
【図4】同じく加工方式選択工程の一例を示す流れ図
【図5】図4の工程で用いる累積頻度グラフの例を示す線図
【図6】同じく加工方式選択工程の他の例で用いる穴開け位置の疎/密の階層分けの概念図
【図7】同じく加工方式選択工程の更に他の例を示す流れ図
【図8】前記実施形態で用いる各加工矩形内における横方向ハイブリッド加工の概念図
【図9】同じく重複ハイブリッド加工の概念図
【図10】前記横方向ハイブリッド加工の時系列図
【図11】前記横方向ハイブリッド加工の加工計画を示す流れ図
【図12】前記加工計画における密なシーケンスの見分け方の工程を示す流れ図
【図13】同じく加減速領域の照射可能時間を示す線図
【図14】前記重複ハイブリッド加工の時系列図
【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
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention uses low-speed positioning means such as an XY stage that can move a machining execution location on a workpiece over a wide range, and high-speed positioning means such as a galvano scanner that can move only a narrow range within a predetermined size rectangle. In particular, the present invention relates to a machining planning method and apparatus for machining a plurality of machining positions scattered on a workpiece, and particularly to a laser drilling machine that performs a plurality of drilling processes on a printed wiring board by irradiating a laser beam. Mathematically grasps the distribution state of processing positions such as drilling in a two-dimensional plane, which is suitable for the XY stage speed, acceleration, trajectory, and operation of equipment such as the galvano scanner drilling position visit order efficiently A machining planning method capable of reducing machining time by planning, a machining method for performing machining determined by the machining planning method, a similar machining planning device, Machining apparatus including a factory planning device, the working planning method computer program for realizing the working planning device or implement, and, the computer program is recorded, a computer-readable recording medium.
[0002]
[Prior art]
In recent years, with the demand for downsizing and high-density mounting of electronic devices, multilayer printed wiring boards in which a plurality of printed wiring boards are superimposed have been provided. In such a multilayer printed wiring board, holes called through-holes or via holes are formed in these substrates in order to electrically connect the conductive layers formed on the printed wiring boards stacked one above the other. Then, by forming a conductive film inside these holes, connection between the conductive layers of each printed wiring board is made.
[0003]
The hole formed in the printed wiring board has been reduced in size with the recent miniaturization and higher functionality of the printed wiring board, and has become a diameter of 0.1 mm or less. In order to form such a small-diameter hole with high accuracy, a pulse oscillation type laser beam is used.
[0004]
A general configuration of a laser drilling machine using a conventional pulsed laser is shown in FIG. This configuration example is a first galvano scanner including a rotating mirror 23 for scanning, for example, a pulsed laser beam 20 emitted from a laser oscillator (not shown) in a predetermined direction (a direction perpendicular to the paper surface in FIG. 1). 22 and a laser beam scanned by the first galvano scanner 22 in a direction perpendicular to the paper surface in a direction perpendicular to the scanning direction by the first galvano scanner 22 (a direction parallel to the paper surface in FIG. 1). The second galvano scanner 24 including the rotating mirror 25 and a laser beam scanned in two directions by the first and second galvano scanners 22 and 24 are fixed on the XY stage 12 and the workpiece such as a substrate. An f-θ lens 26 for deflecting and irradiating in a direction perpendicular to the surface of 10 (referred to as a workpiece) is provided.
[0005]
As described above, by using the first and second galvano scanners 22 and 24, the laser beam 20 is reflected by the rotary mirrors 23 and 25 at the tip of the scanner, and the traveling direction can be arbitrarily changed. Here, since the rotary mirrors 23 and 25 are lightweight, high-speed positioning is possible.
[0006]
The laser beam deflected by the galvano scanners 22 and 24 passes through the f-θ lens 26 and is focused on the work 10. Since the f-θ lens 26 is generally expensive, its size is limited. For this reason, a beam irradiation range (generally referred to as a processing area) at a certain timing is a square of about several tens of mm square. Is smaller than the size of a general workpiece 10.
[0007]
Therefore, a wide range of positioning is possible by conveying the workpiece 10 by the XY stage 12. However, since the XY stage 12 is heavy, it takes a long time for positioning.
[0008]
In this manner, the laser drilling machine includes a galvano scanner (hereinafter also simply referred to as a scanner) that is a high-speed narrow-range positioning device and an XY stage (hereinafter also simply referred to as a stage) that is a low-speed and wide-range positioning device. By using two positioning devices, high-speed and wide-range drilling positioning is performed.
[0009]
Therefore, from the viewpoint of positioning, the operation form (control form) can be broadly classified into the following two.
[0010]
(1) Individual control of scanner and stage
That is, the entire substrate is processed by alternately performing a series of scanner scanning and laser processing in the processing area with the stage at a low speed stopped, and the transfer of the workpiece by the stage. , Called step-and-repeat. Hereinafter, it is also referred to as low-speed positioning means stop processing or stage stop processing.
[0011]
(2) Coordinated control of scanner and stage (also called synchronous control)
This is a form in which scanner scanning and laser processing are performed while a workpiece is conveyed by a stage, and is generally called cooperative control or synchronous control. Hereinafter, it is also referred to as low-speed positioning means non-stop machining or stage non-stop machining.
[0012]
The low-speed positioning means stop processing is described in, for example, Patent Document 1, and the low-speed positioning means non-stop processing is described in Patent Document 2, Patent Document 3, and the like.
[0013]
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 3077539
[Patent Document 2]
Japanese Patent No. 3009740
[Patent Document 3]
JP 2000-100608 A
[0014]
One of the important performances of such laser drilling machines is processing speed, for which mathematical optimization is often applied. The applicant has already proposed Japanese Patent Application No. 2001-331550 for a machining plan based on step-and-repeat control, and Japanese Patent Application No. 2002-26189 for a machining plan based on cooperative control.
[0015]
[Problems to be solved by the invention]
However, depending on the distribution state of a plurality of processing positions scattered on the workpiece, it is possible to sufficiently increase the processing speed if only one of the processing by the step-and-repeat control or the processing by cooperative control is fixed. There was a case that could not be done.
[0016]
The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and a first object is to make it possible to select an optimum machining state and to shorten the machining time.
[0017]
The second object of the present invention is to make it possible to realize hybrid machining that combines low-speed positioning means stop machining and low-speed positioning means non-stop machining.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
The present invention uses a low-speed positioning means capable of moving a machining execution position on a workpiece over a wide range and a high-speed positioning means capable of moving only within a narrow range within a predetermined size rectangle, and a plurality of scattered on the workpiece. The low-speed positioning means stop processing for operating the high-speed positioning means by stopping the low-speed positioning means, and the low-speed operation for operating the high-speed positioning means while moving the low-speed positioning means. The first problem is solved by selectively using at least a part of the positioning means non-stop machining and the hybrid machining using both the low-speed positioning means stop machining and the low-speed positioning means non-stop machining.
[0019]
Further, the type of processing is selected in accordance with the state of dispersion at the processing position.
[0020]
Furthermore, when the unevenness of the arrangement of the processing positions is severe, the hybrid processing is selected.
[0021]
In addition, when the processing positions are arranged very densely, the low-speed positioning means stop processing is selected.
[0022]
If the processing positions are substantially uniform, the low-speed positioning means non-stop processing is selected.
[0023]
In addition, when machining a plurality of machining positions twice or more, the type of machining is selected according to the number of cycles.
[0024]
Further, when the number of patrols is equal to or greater than a set value, the low-speed positioning means stop machining is selected, and when it is less than the set value, the low-speed positioning means non-stop machining or hybrid machining is selected. is there.
[0025]
Further, the type of processing is selected according to the simulation result of the processing time.
[0026]
Further, the type of processing is determined for each processing rectangle.
[0027]
The present invention also uses low-speed positioning means capable of moving a machining execution position on a workpiece over a wide range and high-speed positioning means capable of moving only a narrow range within a predetermined size rectangle. A low-speed positioning means non-stop for performing a low-speed positioning means non-stop machining in which a high-speed positioning means is operated while moving the low-speed positioning means within a single processing rectangle. The processing area is divided into a low-speed positioning means stop machining area for performing low-speed positioning means stop machining for stopping the low-speed positioning means and operating the high-speed positioning means. In the low-speed positioning means non-stop machining area, the machining time within each area The processing position visiting order within the region is determined so that the operation speed of the low-speed positioning means is minimized. However, in the low speed positioning means stop working area, so as to determine a processing position visiting order with a solution of the Traveling Salesman Problem, or Hamiltonian path length minimization problem is obtained by solving the second problem.
[0028]
In addition, when the low-speed positioning means decelerates during the transition from non-stop machining to stop machining and vice versa, the earliest start time and the latest completion correspond to the area transition during the deceleration or acceleration time. The time constraint is modified.
[0029]
The present invention also uses low-speed positioning means capable of moving a machining execution position on a workpiece over a wide range and high-speed positioning means capable of moving only a narrow range within a predetermined size rectangle. A machining planning method for machining a plurality of machining positions to be performed, wherein a single processing rectangle has a density for performing non-stop machining of the low-speed positioning means that operates the high-speed positioning means while moving the low-speed positioning means. All the machining positions other than the machining position in the first machining rectangle and the machining position for performing the sparse first machining rectangle and the low-speed positioning means stop machining for stopping the low-speed positioning means and operating the high-speed positioning means In the first machining rectangle, the machining in the rectangle is performed so that the machining time in the first machining rectangle and the second machining rectangle is minimized. In addition to determining the order of placement, the operating speed of the low-speed positioning means is optimized, and in the second machining rectangle, machining is performed using a solution of the traveling salesman problem or the Hamilton path length minimization problem for each location where the machining position exists. The order of visits is determined, and the second problem is similarly solved by moving the low-speed positioning means at a high speed in a predetermined speed pattern at a place where there is no processing position.
[0030]
The present invention also provides a processing method for performing the processing determined by the processing planning method.
[0031]
The present invention also provides a computer program for carrying out the above-described processing planning method or processing method.
[0032]
The present invention also uses low-speed positioning means capable of moving a machining execution position on a workpiece over a wide range and high-speed positioning means capable of moving only a narrow range within a predetermined size rectangle. A machining planning apparatus for machining a plurality of machining positions, wherein the low-speed positioning means is stopped and the high-speed positioning means is operated, and the high-speed positioning means is operated while moving the low-speed positioning means. The first problem is solved by providing means for selectively using at least a part of the low-speed positioning means non-stop machining and the hybrid machining using both the low-speed positioning means stop machining and the low-speed positioning means non-stop machining. It is.
[0033]
The present invention also uses low-speed positioning means capable of moving a machining execution position on a workpiece over a wide range and high-speed positioning means capable of moving only a narrow range within a predetermined size rectangle. A low-speed positioning means non-stop for performing low-speed positioning means non-stop machining in which a high-speed positioning means is operated while moving the low-speed positioning means in a single processing rectangle. In the processing area, the low-speed positioning means stopping the low-speed positioning means to operate the high-speed positioning means, the low-speed positioning means stopping machining area, the low-speed positioning means non-stop machining area, The processing position visit order in the region is determined so that the processing time is minimized, and the operation of the low-speed positioning means is performed. Means for optimizing the degree, and in the low-speed positioning means stop machining area, means for determining the machining position visit order using a solution of the traveling salesman problem or the Hamilton path length minimization problem, This solves the second problem.
[0034]
In addition, a plurality of processes scattered on the workpiece using low-speed positioning means capable of moving the machining execution location on the workpiece over a wide range and high-speed positioning means capable of moving only within a narrow range within a predetermined size rectangle. A processing plan apparatus for processing a position, wherein a single processing rectangle has a uniformly low density for performing non-stop processing of a low-speed positioning unit that operates a high-speed positioning unit while moving the low-speed positioning unit. All the machining positions other than the machining position in the first machining rectangle and the places without the machining positions for performing the first machining rectangle and the low-speed positioning means stop machining for stopping the low-speed positioning means and operating the high-speed positioning means. In the first machining rectangle, the processing position in the rectangle is minimized so that the machining time in the first machining rectangle and the second machining rectangle is minimized. A means for optimizing the operation speed of the low-speed positioning means and a solution for the traveling salesman problem or the Hamilton path length minimization problem are used for each part having a processing position in the second processing rectangle while determining a visiting order. The second problem is also solved by providing a means for determining the processing visit order.
[0035]
The present invention also provides a machining apparatus including the machining planning apparatus.
[0036]
Moreover, the computer program for implement | achieving the said process planning apparatus or a processing apparatus is provided.
[0037]
The present invention also provides a computer-readable recording medium in which the computer program is recorded.
[0038]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention applied when processing is performed by a laser drilling machine equipped with an XY stage and a galvano scanner will be described in detail with reference to the drawings.
[0039]
In the present embodiment, as shown in FIG. 2, a laser drilling machine 30 and a machining data file group 42 stored in an external memory such as a hard disk or a flexible disk for the laser drilling machine 30 to process, A machining data conversion program (Prg) 44 for converting the machining data file group 42, for example, machining data 46 stored in an internal memory, for example, an operation model file 48 recorded in an external memory, and for reading the operation model file 48 An operation model file reading program (Prg) 50, for example, operation model data 52 stored in an internal memory, a processing plan program (Prg) 54 according to the present invention, and a processing control program (Prg) 56 for controlling the laser drilling machine 30. Including a personal computer that can communicate with the laser drilling machine 30 (P ) And a 40.
[0040]
In FIG. 2, the machining control program 56 for controlling machining and the machining plan program 54 for planning machining are stored in the same PC 40 and the machining plan is processed online, but these may be separate. That is, the machining plan program 54 can be executed offline.
[0041]
In the present embodiment, the laser drilling machine 30 that can communicate with the PC 40 is controlled by the processing control program 56 according to the processing data 46 and performs processing. The machining data 46 is usually obtained by converting a machining data file group 42 in an external memory such as a hard disk or a flexible disk with the machining data conversion program 44. The machining data 46 is updated by the machining planning program 54 in order to move the laser drilling machine 30 efficiently. The machining plan program 54 uses an operation model 52 that models the operation of internal devices (galvano scanner and XY stage). Since the behavior model 52 is not normally resident in the internal memory, the behavior model file 48 in the external memory is obtained by reading using the behavior model file reading program 50.
[0042]
The present invention relates to the machining planning program 54.
[0043]
Hereinafter, the present invention relates to the selection of low-speed positioning means stop machining (here, stage stop machining), low-speed positioning means non-stop machining (here stage non-stop machining), selection of hybrid machining, and a specific planning method for hybrid machining. Separately described. In addition, regarding stage stop processing, according to Japanese Patent Application No. 2001-331550 which the applicant has already proposed, stage non-stop processing can comply with Japanese Patent Application No. 2002-26189.
[0044]
First, a method for selecting a method will be described.
[0045]
The selection of the method is preferably determined according to the sprayed state of the holes. The basis for this is briefly described below.
[0046]
An example of a case where the processing plan for stage non-stop processing is difficult is a substrate with severe unevenness of density. In Japanese Patent Application No. 2002-26189, in a substrate with high density, in the processing rectangle dividing step, the density does not appear in the stage traveling direction in the rectangle, or in the acceleration / deceleration pattern determination step, The method of increasing the speed of was taken. However, the former is technically difficult, and there are cases in which the sparse / dense pattern is random and cannot be applied. In general, the latter is generally performed at a constant speed during acceleration / deceleration. It was not sufficient in that it was difficult compared to applying during operation. As a method to cope with such a situation, it is considered that stage non-stop machining is good for sparse places, but stage stop machining is good for dense places.
[0047]
A major feature of stage non-stop machining is that the operation time of the stage without machining in stage stationary machining can be reduced almost as it is. However, if the holes in the substrate are uniformly extremely dense, the ratio of the time of laser irradiation and scanner scanning is larger than the ratio of the movement time of the stage with respect to the total processing time even when the stage is stopped. Therefore, even if the stage moving time is completely reduced by using stage non-stop machining, the effect is small. Therefore, if the holes in the substrate are uniformly extremely dense, it is not high-speed, but it should be processed by stage stop processing that is generally considered to be more accurate than stage non-stop processing. .
[0048]
Therefore, in the present invention, the stage non-stop machining is added to the stage non-stop machining machining plan shown in FIG. 2 of Japanese Patent Application No. 2002-26189, as shown in FIG. For the rectangle, the process proceeds to step 112 in FIG. 2 of Japanese Patent Application No. 2002-26189, and a machining plan for stage non-stop machining is performed. On the other hand, for a rectangle for which stage stop processing is selected, the process proceeds to step 140, and a processing plan for stage stop processing described in, for example, Japanese Patent Application No. 2001-331550 is performed. For the rectangle for which hybrid processing is selected in step 130, a processing plan for hybrid processing described in this specification is performed in step 150.
[0049]
For example, as shown in FIG. 4, the processing method in step 130 can be selected in accordance with the state of spraying holes in the processing rectangle.
[0050]
That is, first, in step 132, a cumulative frequency graph (C) as shown in FIG. 5 (corresponding to FIG. 19 of Japanese Patent Application No. 2002-26189) is created so that the hole distribution state in the processing rectangle can be recognized. . If it can be determined in step 134 that there is uneven density, the hybrid processing in step 150 is selected, and if it can be determined in step 136 that the surface is uniformly sufficiently dense, stage stop processing is selected in step 140. In other cases, stage 160 non-stop machining is selected in step 160.
[0051]
The cumulative frequency graph created in step 132 can be used to determine the density unevenness. That is, if the cumulative frequency graph is linear, it can be determined that there is no unevenness of density, and if it is vice versa, it can be determined that it is present.
[0052]
In Japanese Patent Application No. 2002-26189, the processing rectangle dividing step is applied to the entire area of the substrate. However, the method shown in FIG. 6 (corresponding to FIG. 24 of Japanese Patent Application No. 2002-26189) is also a sparse and dense area. Since it is a nonuniformity identification method, it is also possible to apply this to a processing rectangle.
[0053]
Further, whether the density is sufficiently dense may be determined by setting a threshold value in advance and simply determining whether the density (= number of holes / area) exceeds the threshold value.
[0054]
Note that the selection of the method is not limited to that based on the spraying state, and for example, determination based on the number of cycles of so-called cycle machining is also possible. In other words, a plurality of holes are not circulated only once, but may be processed to pierce more than once, but a threshold value is set for the number of circulations, and as shown in FIG. If it is determined in 138 that the number of circulations is equal to or greater than the threshold, stage stop machining can be adopted in step 140, and if it is less than the threshold, stage non-stop machining or hybrid machining can be adopted in step 170. This is a method based on the fact that stage stop processing is suitable when the ratio of laser irradiation and scanner scanning time is larger than the ratio of stage operation time with respect to the total processing time due to the large number of cycles. It is.
[0055]
Alternatively, for each processing rectangle, the processing time can be simulated for all three methods of stage stop processing, stage non-stop processing, and hybrid processing, and the method with the fastest processing can be adopted as the processing method for the rectangle.
[0056]
Further, manual setting is possible instead of automatic selection of the method by the machining plan program 54. That is, in the man-machine interface of the machining plan program 54, any one of the three machinings can be selected, and the machining plan party can adopt any of the three. Here, in the case of a substrate that has no meaning unless it is a stage stop process or a stage non-stop process even though the party has adopted, for example, a hybrid process (for example, there is not much density in the direction of stage movement in a rectangle) In some cases, for example, a warning may be generated and one of these may be adopted.
[0057]
Next, a hybrid machining planning method in each machining rectangle will be described.
[0058]
As shown in FIG. 8, the hybrid machining in each machining rectangle is a method of performing stage non-stop machining for a sparse part and stage stop machining for a dense part after identifying the density in the rectangle (transverse hybrid machining and Or, as shown in FIG. 9, after identifying the sparse / dense in the rectangle, a uniformly sparse processed rectangle obtained as a result of extracting the same number of holes as the other sparse parts from the dense part The process rectangle is divided into the remaining hole and the processing rectangle with no hole, and the stage non-stop processing is performed on the sparse processing rectangle, and the stage stop processing is performed on the processing rectangle with the remaining hole (referred to as overlap hybrid processing). ) Can be performed. Here, in FIGS. 8 and 9, the stage movement is horizontal, and the rectangular processing area that is the scanning range is laterally moved in the direction opposite to the stage movement.
[0059]
Hereinafter, each hybrid processing method will be described in detail.
[0060]
(1) Lateral hybrid machining
FIG. 10 shows the transition of the upper and lower limits of the machining area in the horizontal hybrid machining and the transition of the Y coordinate of the point to be machined in time series. 10 and 14, the machining area transition movement direction is + or -Y, the horizontal axis is time, and the vertical axis is the position in the Y direction. Here, it should be noted that the processing area transition direction on the substrate is opposite to the stage moving direction.
[0061]
As shown in FIG. 10, machining is performed while the stage is operating at a high speed and constant speed at a sparse location (stage non-stop machining), and the stage is temporarily stopped at a dense location. During acceleration / deceleration, no machining is performed in this embodiment. Here, a broken line A indicates a time series of area upper and lower limit transitions in the conventional case (particularly when the machining speed is constant). In the past, the stage speed was limited to a dense place and efficient planning was difficult, but in the case of the present invention, the sparse place and the dense place were separated, so the stop was done at the dense place. The time loss that occurs is compensated by the high-speed stage operation at a sparse location, and high-speed machining is possible.
[0062]
In order to realize such processing, a processing plan is performed as follows. That is, as shown in FIG. 11, first, the region where the stage non-stop machining is performed is divided into the region where the stage non-stop machining is performed (step 200), and then the region where the stage non-stop machining is performed is described in Japanese Patent Application No. 2002-26189. As described in Japanese Patent Application No. 2001-331550, the drilling position visiting order and the low-speed positioning means (stage) operation speed optimization step (step 204) in each processed rectangle are performed, and the stage stop processing is performed, as described in Japanese Patent Application No. 2001-331550. The drilling order is optimized using the solution of the salesman problem or the Hamilton path length minimization problem (step 208).
[0063]
Next, the process 200 divided into the area for performing stage non-stop machining (hereinafter referred to as stage non-stop machining area) and the area for performing stage stop machining (referred to as stage stop machining area) will be described in detail. In this step 200, the arrangement of the stage stop machining area is first determined, and the remaining area is set as the stage non-stop machining area.
[0064]
Specifically, a dense sequence is identified in a process as shown in FIG. 12 (corresponding to FIG. 54 of Japanese Patent Application No. 2002-26189), and a rectangle (which may be a plurality) including the sequence (a set of holes) is stage-stopped. This is an area.
[0065]
Or let the rectangle containing the area | region where the frequency of the frequency graph in alignment with the process area transition direction obtained in the process of calculating | requiring the cumulative frequency graph shown in FIG. 5 exceeds a regulation value be a stage stop process area | region.
[0066]
Each stage stop processing area is covered with a minimum number of squares (processing areas). Here, the minimum number is an integer part of {(w−α) / D} +1 (α is a sufficiently small positive number) in the case of a stage stop processing region whose side length in the area transition direction is w. is there. Alternatively, strictly speaking, the method proposed by the applicant in Japanese Patent Application No. 2002-10460 can be used. In addition, how to cover may be arbitrary.
[0067]
Here, it is necessary to take time to decelerate at the stage of transition from the stage non-stop state to the stage stop state and vice versa, and it is necessary to note that the area changes during the deceleration or acceleration time. is there. On the other hand, the drilling position visiting order and the low speed positioning means operating speed optimization process described in Japanese Patent Application No. 2002-26189 are applied as modified as shown in FIG.
[0068]
13A is a conceptual diagram of deceleration at the stage of transition from the stage non-stop state to the stage stop state and vice versa. Here, it is assumed that the area proceeds from left to right (X is a positive direction). The position of the right end (X coordinate) of the stage non-stop machining area is represented by MAX, and the position of the left end is represented by MIN. When machining is not performed during acceleration / deceleration, as shown in the middle stage (B) of FIG. 13 during deceleration, an area within the distance L required for deceleration from the end position MAX of the stage non-stop machining area (deceleration area and In this case, the processing must be completed before the left end of the area reaches the position MAX-L. Further, as shown in the lower part (C) of FIG. 13, the right edge of the area is located at an area within the area L ′ necessary for acceleration (referred to as an acceleration area) from the end position MIN of the stage non-stop machining area. Processing cannot be performed until the position reaches MIN + L ′.
[0069]
These restrictions are reflected in the earliest start time and latest completion time proposed in Japanese Patent Application No. 2002-26189. According to Japanese Patent Application No. 2002-26189, the earliest start time at the point where the distance from the MIN is x is x / V, and the latest completion time is (x + D) / V. Here, the machining start time (time when the right end of the area coincides with the machining rectangle) is 0, the stage speed is V, and the size of the machining area or a value slightly smaller than that is D.
[0070]
In the present invention, the latest completion time at the point where the distance from the point MIN in the deceleration region is x is (x + D−L) / V, and the distance from the point MIN in the deceleration region is x. The earliest start time at is (x + L ′) / V. With this modification alone, the drilling position visiting order and the low-speed positioning means operating speed optimization are executed in the same manner as in Japanese Patent Application No. 2002-26189.
[0071]
Here, it is known that the distances L and L ′ necessary for acceleration / deceleration are about several mm in the assumed apparatus. Although it is only a guide, if the time required to start up at a constant acceleration up to a speed of 200 mm / sec is 0.05 seconds, the distance traveled is (1/2) × 200 × 0.05 = 5 mm. Since this is smaller than the size D of the processing area, D−L <0, that is, the earliest start time> the latest completion time (processing plan impossible) is never reached.
[0072]
(2) Overlapping hybrid processing
FIG. 14 shows the upper and lower limit transitions of the machining area in the overlapping hybrid machining and the Y coordinate transition of the point to be machined in time series. As shown in FIG. 14, one processing rectangle is divided into a processing rectangle with uniform density (first processing rectangle in claims, hereinafter referred to as a uniform rectangle) and a processing rectangle with the remaining points (a plurality of processing rectangles in stage stop processing). (The second processing rectangle in the claims, hereinafter referred to as the remaining rectangle).
[0073]
The actual machining method is, for example, that a uniform rectangle is first machined by non-stop machining, then U-turns to advance the stage in the opposite direction to the stage non-stop machining, and there is a hole in the remaining rectangle It is possible to perform stage stop processing sequentially at the place to do. In addition, the movement between the locations where the holes exist is performed with a predetermined speed pattern as in normal step-and-repeat.
[0074]
In the case of this embodiment, the time during which machining cannot be performed, such as stage U-turn or acceleration / deceleration, is time loss, but uniform rectangular machining is extremely fast, so overall it is faster than conventional machining. . As in the horizontal hybrid machining, the machining plan for non-stop machining can be in accordance with Japanese Patent Application No. 2002-26189, and the machining plan for stage stationary machining can be in accordance with Japanese Patent Application No. 2001-331550.
[0075]
Note that the step of separating the points included in the uniform rectangle from the remaining points includes the step of determining the arrangement of the stage stop machining area already described, and the point in the stage stop machining area as a uniform rectangle or a remaining point. It is divided into a process of determining which of the rectangles it belongs to.
[0076]
Of these, in the step of determining whether the points in the stage stop machining area belong to the uniform rectangle or the remaining rectangle, the frequency graph is used to determine the density of the other areas from the stage stop machining area. The equivalent number of holes may belong to the uniform rectangle and the rest may belong to the remaining rectangle. Specifically, it may be thinned out at random from the location corresponding to the stage stop processing region of the frequency graph.
[0077]
In the above-described embodiment, the high-speed positioning unit is a scanner and the low-speed positioning unit is a stage. However, the types and combinations of the positioning units are not limited to this. A screen cut system or a flash cut system in which a linear motor XY stage and a high-speed machining head are combined as proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-334637 may be used.
[0078]
Further, the application target is not limited to the laser drilling machine that performs point-like processing, but a laser cutting machine that performs linear processing, a two-head laser processing machine described in JP-A-11-149317, or a laser beam. General processing machines using a processing means (for example, a drilling device using a mechanical drill) that can speed up positioning by simultaneously driving two or more positioning devices, It is obvious that the present invention can be similarly applied to a marking device and an exposure device.
[0079]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to plan for efficient machining in the preliminary stage of machining, and to shorten the machining time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view showing a main part configuration of a laser drilling machine as an example to which the present invention is applied
FIG. 2 is a block diagram illustrating the configuration of an embodiment of an online configuration in which the present invention is implemented.
FIG. 3 is a flowchart showing overall processing steps in an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a flowchart showing an example of a processing method selection step.
5 is a diagram showing an example of a cumulative frequency graph used in the process of FIG.
FIG. 6 is a conceptual diagram of sparse / dense hierarchization of drilling positions, which is also used in another example of the processing method selection step.
FIG. 7 is a flowchart showing still another example of the processing method selection step.
FIG. 8 is a conceptual diagram of horizontal hybrid machining within each machining rectangle used in the embodiment.
FIG. 9 is also a conceptual diagram of overlapping hybrid machining
FIG. 10 is a time series diagram of the horizontal hybrid machining.
FIG. 11 is a flowchart showing a machining plan of the horizontal hybrid machining.
FIG. 12 is a flowchart showing a process for identifying a dense sequence in the machining plan.
FIG. 13 is a diagram showing the irradiation possible time in the acceleration / deceleration area.
FIG. 14 is a time series diagram of the overlapping hybrid machining.
[Explanation of symbols]
10 ... Processing object (workpiece)
12 ... XY stage
20 ... Laser beam
22, 24 ... Galvano scanner
23, 25 ... Rotating mirror
26 ... f-θ lens
30 ... Laser drilling machine
40 ... PC
42 ... Processing data file group
44 ... machining data conversion program
46 ... Processing data
48 ... Action model file
50 ... Operation model reading program
52. Action model data
54 ... Machining plan program
56 ... Machining control program

Claims (29)

ワーク上の加工実行箇所を広範囲に移動させることが可能な低速位置決め手段と、所定寸矩形内の狭範囲しか移動させることができない高速位置決め手段を並列的に協調動作させながら、ワーク上に散在する複数の加工位置を加工する際の加工計画方法であって、
前記低速位置決め手段を停止させて高速位置決め手段を動作させる低速位置決め手段停止加工と、
前記低速位置決め手段を動かしつつ高速位置決め手段を動作させる低速位置決め手段非停止加工と、
前記低速位置決め手段停止加工と低速位置決め手段非停止加工を併用するハイブリッド加工と、
の少なくとも一部を使い分けることを特徴とする加工計画方法。
The low-speed positioning means that can move the machining execution location on the workpiece in a wide range and the high-speed positioning means that can move only a narrow range within a predetermined rectangle are scattered on the workpiece while operating in parallel and in parallel. A machining planning method for machining a plurality of machining positions,
Low-speed positioning means stop processing for stopping the low-speed positioning means and operating the high-speed positioning means;
Low speed positioning means non-stop machining that operates the high speed positioning means while moving the low speed positioning means,
Hybrid machining using both the low-speed positioning means stop machining and the low-speed positioning means non-stop machining;
A machining planning method characterized by using at least a part of the process.
前記加工の種類を、加工位置の散布状態に応じて選択することを特徴とする請求項1に記載の加工計画方法。The machining planning method according to claim 1, wherein the type of machining is selected according to a dispersion state of machining positions. 前記加工位置の配置の疎密のむらが激しい場合は、前記ハイブリッド加工を選択することを特徴とする請求項2に記載の加工計画方法。The machining planning method according to claim 2, wherein the hybrid machining is selected when unevenness in the arrangement of the machining positions is severe. 前記加工位置の配置が極めて密である場合は、前記低速位置決め手段停止加工を選択することを特徴とする請求項2に記載の加工計画方法。3. The machining planning method according to claim 2, wherein when the machining positions are arranged very densely, the low-speed positioning means stop machining is selected. 前記加工位置の配置がほぼ一様である場合は、前記低速位置決め手段非停止加工を選択することを特徴とする請求項2に記載の加工計画方法。3. The machining planning method according to claim 2, wherein when the machining positions are substantially uniform, the low-speed positioning means non-stop machining is selected. 複数の加工位置を2回以上巡回して加工する場合に、前記加工の種類を、巡回回数に応じて選択することを特徴とする請求項1に記載の加工計画方法。The machining planning method according to claim 1, wherein when machining a plurality of machining positions twice or more, the type of machining is selected according to the number of circulations. 前記巡回回数が設定値以上である場合は、前記低速位置決め手段停止加工を選択し、設定値未満である場合は、前記低速位置決め手段非停止加工又はハイブリッド加工を選択することを特徴とする請求項6に記載の加工計画方法。The low-speed positioning means stop machining is selected when the number of patrols is equal to or greater than a set value, and the low-speed positioning means non-stop machining or hybrid machining is selected when it is less than the set value. 6. The processing plan method according to 6. 前記加工の種類を、加工時間のシミュレーション結果に応じて選択することを特徴とする請求項1に記載の加工計画方法。2. The machining planning method according to claim 1, wherein the type of machining is selected according to a simulation result of machining time. 前記加工の種類を、各加工矩形毎に決定することを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の加工計画方法。9. The machining planning method according to claim 1, wherein the type of machining is determined for each machining rectangle. ワーク上の加工実行箇所を広範囲に移動させることが可能な低速位置決め手段と、所定寸矩形内の狭範囲しか移動させることができない高速位置決め手段を並列的に協調動作させながら、ワーク上に散在する複数の加工位置を加工する際の加工計画方法であって、
1つの加工矩形内を、前記低速位置決め手段を動かしつつ高速位置決め手段を動作させる低速位置決め手段非停止加工を行なう低速位置決め手段非停止加工領域と、前記低速位置決め手段を停止させて高速位置決め手段を動作させる低速位置決め手段停止加工を行なう低速位置決め手段停止加工領域に分け、
前記低速位置決め手段非停止加工領域では、各領域内における加工時間が最小となるように、領域内の加工位置訪問順序を決定すると共に、前記低速位置決め手段の動作速度を最適化し、
前記低速位置決め手段停止加工領域では、巡回セールスマン問題又はハミルトン路長最小化問題の解法を用いて加工位置訪問順序を決定することを特徴とするハイブリッド加工の加工計画方法。
The low-speed positioning means that can move the machining execution location on the workpiece in a wide range and the high-speed positioning means that can move only a narrow range within a predetermined rectangle are scattered on the workpiece while operating in parallel and in parallel. A machining planning method for machining a plurality of machining positions,
The low-speed positioning means non-stop machining area for performing the non-stop machining of the low-speed positioning means for operating the high-speed positioning means while moving the low-speed positioning means within one machining rectangle, and operating the high-speed positioning means by stopping the low-speed positioning means It is divided into the low speed positioning means stop machining area that performs the low speed positioning means stop machining.
In the low-speed positioning means non-stop machining area, the machining position visiting order in the area is determined so that the machining time in each area is minimized, and the operation speed of the low-speed positioning means is optimized,
A machining planning method for hybrid machining, wherein in the low-speed positioning means stop machining area, a machining position visiting order is determined using a solution of a traveling salesman problem or a Hamilton path length minimization problem.
前記低速位置決め手段の非停止加工から停止加工へ移行する段階における減速、及び、その逆における加速に際して、その減速又は加速時間中のエリアの遷移に対応して、最早開始時刻、最遅完了時刻の制約を修正することを特徴とする請求項10に記載のハイブリッド加工の加工計画方法。At the time of deceleration in the transition from non-stop machining to stop machining of the low-speed positioning means and vice versa, the earliest start time and the latest completion time correspond to the transition of the area during the deceleration or acceleration time. The machining planning method for hybrid machining according to claim 10, wherein the constraint is corrected. ワーク上の加工実行箇所を広範囲に移動させることが可能な低速位置決め手段と、所定寸矩形内の狭範囲しか移動させることができない高速位置決め手段を並列的に協調動作させながら、ワーク上に散在する複数の加工位置を加工する際の加工計画方法であって、
1つの加工矩形を、前記低速位置決め手段を動かしつつ高速位置決め手段を動作させる低速位置決め手段非停止加工を行うための、密度が一様に疎な第1加工矩形と、前記低速位置決め手段を停止させて高速位置決め手段を動作させる低速位置決め手段停止加工を行うための、第1加工矩形内の加工位置以外の加工位置全て及び加工位置の無い箇所を含む第2加工矩形に分け、
前記第1加工矩形では、第1加工矩形及び第2加工矩形における加工時間が最小となるように、矩形内の加工位置訪問順序を決定すると共に、前記低速位置決め手段の動作速度を最適化し、
前記第2加工矩形では、加工位置の有る箇所ごとに巡回セールスマン問題又はハミルトン路長最小化問題の解法を用いて加工訪問順序を決定し、加工位置の無い箇所は低速位置決め手段を所定の速度パターンで高速に移動させることを特徴とするハイブリッド加工の加工計画方法。
The low-speed positioning means that can move the machining execution location on the workpiece in a wide range and the high-speed positioning means that can move only a narrow range within a predetermined rectangle are scattered on the workpiece while operating in parallel and in parallel. A machining planning method for machining a plurality of machining positions,
A first processing rectangle with a uniformly sparse density for stopping a single processing rectangle for non-stop processing of the low-speed positioning means for operating the high-speed positioning means while moving the low-speed positioning means, and stopping the low-speed positioning means The low-speed positioning means for operating the high-speed positioning means to divide into a second machining rectangle including all machining positions other than the machining position in the first machining rectangle and a part having no machining position,
In the first processing rectangle, the processing position visiting order in the rectangle is determined so that the processing time in the first processing rectangle and the second processing rectangle is minimized, and the operation speed of the low-speed positioning means is optimized,
In the second machining rectangle, the order of machining visits is determined by using the solution of the traveling salesman problem or the Hamilton path length minimization problem for each part having a machining position. A machining planning method of hybrid machining characterized by moving at high speed in a pattern.
請求項1乃至12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。A machining method comprising performing the machining determined by the machining planning method according to claim 1. 請求項1乃至12のいずれかに記載の加工計画方法又は請求項12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。A computer program for carrying out the machining planning method according to claim 1 or the machining method according to claim 12. ワーク上の加工実行箇所を広範囲に移動させることが可能な低速位置決め手段と、所定寸矩形内の狭範囲しか移動させることができない高速位置決め手段を並列的に協調動作させながら、ワーク上に散在する複数の加工位置を加工する際の加工計画装置であって、
前記低速位置決め手段を停止させて高速位置決め手段を動作させる低速位置決め手段停止加工と、
前記低速位置決め手段を動かしつつ高速位置決め手段を動作させる低速位置決め手段非停止加工と、
前記低速位置決め手段停止加工と低速位置決め手段非停止加工を併用するハイブリッド加工と、
の少なくとも一部を使い分ける手段を備えたことを特徴とする加工計画装置。
The low-speed positioning means that can move the machining execution location on the workpiece in a wide range and the high-speed positioning means that can move only a narrow range within a predetermined rectangle are scattered on the workpiece while operating in parallel and in parallel. A processing planning device for processing a plurality of processing positions,
Low-speed positioning means stop processing for stopping the low-speed positioning means and operating the high-speed positioning means;
Low speed positioning means non-stop machining that operates the high speed positioning means while moving the low speed positioning means,
Hybrid machining using both the low-speed positioning means stop machining and the low-speed positioning means non-stop machining;
A processing planning apparatus comprising means for selectively using at least a part of the processing plan.
前記使い分ける手段が、加工の種類を、加工位置の散布状態に応じて選択するようにされていることを特徴とする請求項15に記載の加工計画装置。The processing plan apparatus according to claim 15, wherein the means for selectively selecting the type of processing is selected in accordance with a distribution state of processing positions. 前記使い分ける手段が、加工位置の配置の疎密のむらが激しい場合は、前記ハイブリッド加工を選択するようにされていることを特徴とする請求項16に記載の加工計画装置。The machining planning apparatus according to claim 16, wherein the means for selectively using the hybrid machining is selected when the unevenness of the arrangement of machining positions is severe. 前記使い分ける手段が、加工位置の配置が極めて密である場合は、前記低速位置決め手段停止加工を選択するようにされていることを特徴とする請求項16に記載の加工計画装置。17. The machining planning apparatus according to claim 16, wherein the means for selectively using the low-speed positioning means stops machining when the arrangement of machining positions is extremely dense. 前記使い分ける手段が、加工位置の配置がほぼ一様である場合は、前記低速位置決め手段非停止加工を選択するようにされていることを特徴とする請求項16に記載の加工計画装置。17. The machining planning apparatus according to claim 16, wherein the means for selectively using the low-speed positioning means non-stop machining is selected when the arrangement of machining positions is substantially uniform. 複数の加工位置を2回以上巡回して加工する場合に、前記使い分ける手段が、加工の種類を、巡回回数に応じて選択するようにされていることを特徴とする請求項15に記載の加工計画装置。16. The machining according to claim 15, wherein when machining a plurality of machining positions twice or more, the means to be used selects the type of machining according to the number of cycles. Planning equipment. 前記使い分ける手段が、前記巡回回数が設定値以上である場合は、前記低速位置決め手段停止加工を選択し、設定値未満である場合は、前記低速位置決め手段非停止加工又はハイブリッド加工を選択するようにされていることを特徴とする請求項20に記載の加工計画装置。When the number of times of circulation is equal to or greater than a set value, the selectively using means selects the low-speed positioning means stop machining, and when it is less than the set value, selects the low-speed positioning means non-stop machining or hybrid machining The processing planning apparatus according to claim 20, wherein 前記使い分ける手段が、加工の種類を、加工時間のシミュレーション結果に応じて選択するようにされていることを特徴とする請求項14に記載の加工計画装置。The processing plan apparatus according to claim 14, wherein the means for selectively selecting the type of processing is selected according to a simulation result of processing time. 前記使い分ける手段が、加工の種類を、各加工矩形毎に決定するようにされていることを特徴とする請求項15乃至22のいずれかに記載の加工計画装置。The processing plan apparatus according to any one of claims 15 to 22, wherein the means for selectively determining the type of processing for each processing rectangle. ワーク上の加工実行箇所を広範囲に移動させることが可能な低速位置決め手段と、所定寸矩形内の狭範囲しか移動させることができない高速位置決め手段を並列的に協調動作させながら、ワーク上に散在する複数の加工位置を加工する際の加工計画装置であって、
1つの加工矩形内を、前記低速位置決め手段を動かしつつ高速位置決め手段を動作させる低速位置決め手段非停止加工を行なう低速位置決め手段非停止加工領域と、前記低速位置決め手段を停止させて高速位置決め手段を動作させる加工低速位置決め手段停止加工領域に分ける手段と、
前記低速位置決め手段非停止加工領域では、各領域内における加工時間が最小となるように、領域内の加工位置訪問順序を決定すると共に、前記低速位置決め手段の動作速度を最適化する手段と、
前記低速位置決め手段停止加工領域では、巡回セールスマン問題又はハミルトン路長最小化問題の解法を用いて加工位置訪問順序を決定する手段と、
を備えたことを特徴とするハイブリッド加工の加工計画装置。
The low-speed positioning means that can move the machining execution location on the workpiece in a wide range and the high-speed positioning means that can move only a narrow range within a predetermined rectangle are scattered on the workpiece while operating in parallel and in parallel. A processing planning device for processing a plurality of processing positions,
The low-speed positioning means non-stop machining area for performing the non-stop machining of the low-speed positioning means for operating the high-speed positioning means while moving the low-speed positioning means within one machining rectangle, and operating the high-speed positioning means by stopping the low-speed positioning means Processing low-speed positioning means to make the means to divide into stop processing area,
In the low-speed positioning means non-stop machining area, the machining position visiting order in the area is determined so as to minimize the machining time in each area, and the operation speed of the low-speed positioning means is optimized,
In the low-speed positioning means stop machining area, means for determining a machining position visit order using a solution of the traveling salesman problem or the Hamilton path length minimization problem;
A machining planning apparatus for hybrid machining, characterized by comprising:
前記低速位置決め手段の非停止加工から停止加工へ移行する段階における減速、及び、その逆における加速に際して、その減速又は加速時間中のエリアの遷移に対応して、最早開始時刻、最遅完了時刻の制約を修正することを特徴とする請求項24に記載のハイブリッド加工の加工計画装置。At the time of deceleration in the transition from non-stop machining to stop machining of the low-speed positioning means and vice versa, the earliest start time and the latest completion time correspond to the transition of the area during the deceleration or acceleration time. 25. The processing plan apparatus for hybrid processing according to claim 24, wherein the constraint is corrected. ワーク上の加工実行箇所を広範囲に移動させることが可能な低速位置決め手段と、所定寸矩形内の狭範囲しか移動させることができない高速位置決め手段を並列的に協調動作させながら、ワーク上に散在する複数の加工位置を加工する際の加工計画装置であって、
1つの加工矩形を、前記低速位置決め手段を動かしつつ高速位置決め手段を動作させる低速位置決め手段非停止加工を行うための、密度が一様に疎な第1加工矩形と、前記低速位置決め手段を停止させて高速位置決め手段を動作させる低速位置決め手段停止加工を行うための、第1加工矩形内の加工位置以外の加工位置全て及び加工位置の無い箇所を含む第2加工矩形に分ける手段と、
前記第1加工矩形では、第1加工矩形及び第2加工矩形における加工時間が最小となるように、矩形内の加工位置訪問順序を決定すると共に、前記低速位置決め手段の動作速度を最適化する手段と、
前記第2加工矩形では、加工位置への有る箇所ごとに巡回セールスマン問題又はハミルトン路長最小化問題の解法を用いて加工訪問順序を決定し、加工位置の無い箇所は低速位置決め手段を所定の速度パターンで高速にいどうさせる手段と、
を備えたことを特徴とするハイブリッド加工の加工計画装置。
The low-speed positioning means that can move the machining execution location on the workpiece in a wide range and the high-speed positioning means that can move only a narrow range within a predetermined rectangle are scattered on the workpiece while operating in parallel and in parallel. A processing planning device for processing a plurality of processing positions,
A first processing rectangle with a uniformly sparse density for stopping a single processing rectangle for non-stop processing of the low-speed positioning means for operating the high-speed positioning means while moving the low-speed positioning means, and stopping the low-speed positioning means Means for dividing the second machining rectangle including all the machining positions other than the machining position in the first machining rectangle and the position without the machining position, for performing the low-speed positioning means stop machining for operating the high-speed positioning means;
In the first processing rectangle, means for determining the processing position visiting order in the rectangle so as to minimize the processing time in the first processing rectangle and the second processing rectangle and optimizing the operation speed of the low-speed positioning means When,
In the second processing rectangle, the processing visit order is determined using the solution of the traveling salesman problem or the Hamilton path length minimization problem for each position to the processing position, and the low-speed positioning means is used for a position without the processing position. A way to get up to speed with speed patterns,
A machining planning apparatus for hybrid machining, characterized by comprising:
請求項15乃至26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。27. A machining apparatus comprising the machining planning apparatus according to claim 15. 請求項15乃至26のいずれかに記載の加工計画装置又は請求項27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。A computer program for realizing the machining planning device according to any one of claims 15 to 26 or the machining device according to claim 27. 請求項14又は28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。A computer-readable recording medium on which the computer program according to claim 14 or 28 is recorded.
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