JP2022088386A - Processing system and processing method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a processing system that is able to perform an additional processing in an appropriate position.
SOLUTION: A processing system includes: a support device capable of supporting an object to be processed; a processing device that performs additional processing by emitting an energy beam to a region to be processed on the object to be processed and by supplying a material to the region to which the energy beam is emitted; and a position changing device that changes a positional relation between the support device and an emission region of the energy beam from the processing device. A reference shaped object is formed by performing the additional processing on at least one of a first region, which is part of the support device, and a second region, which is part of the object to be processed; and at least one of the processing device and the position changing device is controlled using information about the reference shaped object.
SELECTED DRAWING: Figure 1
COPYRIGHT: (C)2022,JPO&INPIT

Description

本発明は、例えば、加工対象物に対して付加加工を行う加工システム及び加工方法の技術分野に関する。 The present invention relates to, for example, a technical field of a processing system and a processing method for performing additional processing on an object to be processed.

特許文献1には、粉状の材料をエネルギビームで溶融した後に、溶融した材料を再固化させることで付加加工を行う加工システムが記載されている。このような加工システムでは、適切な位置に付加加工を行うことが技術的課題となる。 Patent Document 1 describes a processing system in which a powdery material is melted by an energy beam and then additional processing is performed by resolidifying the melted material. In such a processing system, it is a technical problem to perform additional processing at an appropriate position.

米国特許出願公開第2017/014909号明細書U.S. Patent Application Publication No. 2017/014909

第1の態様によれば、加工対象物を支持可能な支持装置と、前記加工対象物上の被加工領域にエネルギビームを照射し、前記エネルギビームが照射される領域に材料を供給して付加加工を行う加工装置と、前記支持装置と前記加工装置からの前記エネルギビームの照射領域との位置関係を変更する位置変更装置とを備え、前記支持装置のうちの一部である第1領域及び前記加工対象物の一部である第2領域の少なくとも一方に付加加工を行って基準造形物を形成し、前記基準造形物に関する情報を用いて前記加工装置及び前記位置変更装置の少なくとも一方を制御する加工システムが提供される。 According to the first aspect, a support device capable of supporting an object to be machined and a region to be machined on the object to be machined are irradiated with an energy beam, and a material is supplied to and added to the region to which the energy beam is irradiated. A first region that is a part of the support device and a position change device that changes the positional relationship between the support device and the irradiation region of the energy beam from the support device. A reference model is formed by performing additional processing on at least one of the second regions that are a part of the object to be machined, and at least one of the processing device and the position changing device is controlled by using the information about the reference model. Processing system is provided.

第2の態様によれば、加工装置からエネルギビームを照射して加工対象物に付加加工を行う加工方法であって、前記加工対象物を支持装置によって支持することと、前記支持装置のうちの一部である第1領域及び前記加工対象物の一部である第2領域の少なくとも一方に付加加工を行って基準造形物を形成することと、前記基準造形物を計測することと、前記計測された前記基準造形物に関する情報に基づいて、前記支持装置と前記加工装置からの前記エネルギビームの照射領域との位置関係を変更することとを含む加工方法が提供される。 According to the second aspect, it is a processing method of irradiating an energy beam from a processing device to perform additional processing on a processing object, in which the processing object is supported by a support device and among the support devices. Forming a reference model by performing additional processing on at least one of a first region that is a part and a second region that is a part of the object to be processed, measuring the reference model, and measuring the measurement. A processing method including changing the positional relationship between the support device and the irradiation region of the energy beam from the processing device is provided based on the information regarding the reference modeled object.

本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための形態から明らかにされる。 The actions and other gains of the present invention will be apparent from the embodiments described below.

図1は、本実施形態の造形システムの構造を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing the structure of the modeling system of the present embodiment. 図2は、ステージ13の上面131及びステージ13の側面を夫々示す上面図及び側面図である。FIG. 2 is a top view and a side view showing the upper surface 131 of the stage 13 and the side surfaces of the stage 13, respectively. 図3(a)から図3(c)は、夫々、ワーク上のある領域において光を照射し且つ造形材料を供給した場合の様子を示す断面図である。3 (a) to 3 (c) are cross-sectional views showing a state in which light is irradiated and a modeling material is supplied in a certain region on the work, respectively. 図4(a)から図4(c)の夫々は、3次元構造物を形成する過程を示す断面図である。Each of FIGS. 4 (a) to 4 (c) is a cross-sectional view showing a process of forming a three-dimensional structure. 図5は、位置合わせ動作のうちの初期設定動作の流れを示すフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart showing the flow of the initial setting operation in the alignment operation. 図6は、位置合わせ動作のうちのヘッド移動動作の流れを示すフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart showing the flow of the head moving operation in the alignment operation. 図7は、ステージ座標系におけるテストマークの位置と造形開始位置との関係、並びに、ヘッド座標系における造形ヘッドの位置と造形開始位置との関係を示す平面図である。FIG. 7 is a plan view showing the relationship between the position of the test mark in the stage coordinate system and the modeling start position, and the relationship between the modeling head position and the modeling start position in the head coordinate system. 図8は、第1変形例のヘッド移動動作のうちの一部の流れを示すフローチャートである。FIG. 8 is a flowchart showing a flow of a part of the head movement operation of the first modification. 図9は、第1変形例のヘッド移動動作のうちの他の一部の流れを示すフローチャートである。FIG. 9 is a flowchart showing the flow of another part of the head movement operation of the first modification. 図10は、第1変形例のヘッド移動動作のうちの他の一部の流れを示すフローチャートである。FIG. 10 is a flowchart showing the flow of another part of the head movement operation of the first modification. 図11は、第1変形例で用いられるテストマークの一例を示す平面図である。FIG. 11 is a plan view showing an example of the test mark used in the first modification. 図12は、ステージ座標系におけるテストマークの位置と造形開始位置との関係、並びに、ヘッド座標系における造形ヘッドの位置と造形開始位置との関係を示す平面図である。FIG. 12 is a plan view showing the relationship between the position of the test mark in the stage coordinate system and the modeling start position, and the relationship between the modeling head position and the modeling start position in the head coordinate system. 図13(a)は、ワークが熱膨張していない場合にワークに形成される造形物を示す平面図であり、図13(b)は、ワークが熱膨張している場合にワークに形成される造形物を示す平面図である。FIG. 13A is a plan view showing a modeled object formed on the work when the work is not thermally expanded, and FIG. 13B is a plan view formed on the work when the work is thermally expanded. It is a top view which shows the modeled object. 図14は、第3変形例の造形システムの構造を示す断面図である。FIG. 14 is a cross-sectional view showing the structure of the modeling system of the third modification. 図15は、第4変形例の造形システムの構造を示す断面図である。FIG. 15 is a cross-sectional view showing the structure of the modeling system of the fourth modification.

以下、図面を参照しながら、加工システム及び加工方法の実施形態について説明する。以下では、レーザ肉盛溶接法(LMD:Laser Metal Deposition)により、造形材料Mを用いた付加加工を行うことで造形物を形成可能な造形システム1を用いて、加工システム及び加工方法の実施形態を説明する。尚、レーザ肉盛溶接法(LMD)は、ダイレクト・メタル・デポジション、ダイレクト・エナジー・デポジション、レーザクラッディング、レーザ・エンジニアード・ネット・シェイピング、ダイレクト・ライト・ファブリケーション、レーザ・コンソリデーション、シェイプ・デポジション・マニュファクチャリング、ワイヤ-フィード・レーザ・デポジション、ガス・スルー・ワイヤ、レーザ・パウダー・フージョン、レーザ・メタル・フォーミング、セレクティブ・レーザ・パウダー・リメルティング、レーザ・ダイレクト・キャスティング、レーザ・パウダー・デポジション、レーザ・アディティブ・マニュファクチャリング、レーザ・ラピッド・フォーミングと称してもよい。 Hereinafter, embodiments of a machining system and a machining method will be described with reference to the drawings. In the following, an embodiment of a processing system and a processing method will be used by using a modeling system 1 capable of forming a modeled object by performing additional processing using a modeling material M by a laser overlay welding method (LMD: Laser Metal Deposition). To explain. The laser overlay welding method (LMD) includes direct metal deposition, direct energy deposition, laser cladding, laser engineered net shaping, direct light fabrication, and laser consolidation. , Shape Deposition Manufacturing, Wire-Feed Laser Deposition, Gas Through Wire, Laser Powder Fusion, Laser Metal Forming, Selective Laser Powder Remelting, Laser Direct It may also be referred to as casting, laser powder deposition, laser additive manufacturing, or laser rapid forming.

また、以下の説明では、互いに直交するX軸、Y軸及びZ軸から定義されるXYZ直交座標系を用いて、造形システム1を構成する各種構成要素の位置関係について説明する。尚、以下の説明では、説明の便宜上、X軸方向及びY軸方向のそれぞれが水平方向(つまり、水平面内の所定方向)であり、Z軸方向が鉛直方向(つまり、水平面に直交する方向であり、実質的には上下方向或いは重力方向)であるものとする。また、X軸、Y軸及びZ軸周りの回転方向(言い換えれば、傾斜方向)を、それぞれ、θX方向、θY方向及びθZ方向と称する。ここで、Z軸方向を重力方向としてもよい。また、XY平面を水平方向としてもよい。 Further, in the following description, the positional relationship of various components constituting the modeling system 1 will be described using the XYZ Cartesian coordinate system defined from the X-axis, the Y-axis, and the Z-axis which are orthogonal to each other. In the following description, for convenience of explanation, each of the X-axis direction and the Y-axis direction is a horizontal direction (that is, a predetermined direction in the horizontal plane), and the Z-axis direction is a vertical direction (that is, a direction orthogonal to the horizontal plane). Yes, it is assumed that it is substantially in the vertical direction or the gravity direction). Further, the rotation directions (in other words, the inclination direction) around the X-axis, the Y-axis, and the Z-axis are referred to as the θX direction, the θY direction, and the θZ direction, respectively. Here, the Z-axis direction may be the direction of gravity. Further, the XY plane may be horizontal.

(1)造形システム1の全体構造
初めに、図1を参照しながら、本実施形態の造形システム1の全体構造について説明する。図1は、本実施形態の造形システム1の構造の一例を示す断面図である。
(1) Overall Structure of the Modeling System 1 First, the overall structure of the modeling system 1 of the present embodiment will be described with reference to FIG. 1. FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of the structure of the modeling system 1 of the present embodiment.

造形システム1は、3次元構造物(つまり、3次元方向のいずれの方向においても大きさを持つ3次元の物体であり、立体物、言い換えると、X、Y及びZ方向において大きさを持つ物体)STを形成可能である。造形システム1は、3次元構造物STを形成するための基礎(つまり、母材)となるワークW上に、3次元構造物STを形成可能である。造形システム1は、ワークWに付加加工を行うことで、3次元構造物STを形成可能である。ワークWが後述するステージ13である場合には、造形システム1は、ステージ13上に、3次元構造物STを形成可能である。ワークWがステージ13によって保持されている既存構造物である場合には、造形システム1は、既存構造物上に、3次元構造物STを形成可能である。この場合、造形システム1は、既存構造物と一体化された3次元構造物STを形成してもよい。既存構造物と一体化された3次元構造物STを形成する動作は、既存構造物に新たな構造物を付加する動作と等価である。或いは、造形システム1は、既存構造物と分離可能な3次元構造物STを形成してもよい。尚、図1は、ワークWが、ステージ13によって保持されている既存構造物である例を示している。また、以下でも、ワークWがステージ13によって保持されている既存構造物である例を用いて説明を進める。 The modeling system 1 is a three-dimensional structure (that is, a three-dimensional object having a size in any of the three-dimensional directions, and a three-dimensional object, in other words, an object having a size in the X, Y, and Z directions. ) ST can be formed. The modeling system 1 can form the three-dimensional structure ST on the work W which is the basis (that is, the base material) for forming the three-dimensional structure ST. The modeling system 1 can form a three-dimensional structure ST by performing additional processing on the work W. When the work W is the stage 13 described later, the modeling system 1 can form the three-dimensional structure ST on the stage 13. When the work W is an existing structure held by the stage 13, the modeling system 1 can form the three-dimensional structure ST on the existing structure. In this case, the modeling system 1 may form a three-dimensional structure ST integrated with the existing structure. The operation of forming the three-dimensional structure ST integrated with the existing structure is equivalent to the operation of adding a new structure to the existing structure. Alternatively, the modeling system 1 may form a three-dimensional structure ST that can be separated from the existing structure. Note that FIG. 1 shows an example in which the work W is an existing structure held by the stage 13. Further, in the following, the description will be advanced by using an example in which the work W is an existing structure held by the stage 13.

上述したように、造形システム1は、レーザ肉盛溶接法により造形物を形成可能である。つまり、造形システム1は、積層造形技術を用いて物体を形成する3Dプリンタであるとも言える。尚、積層造形技術は、ラピッドプロトタイピング(Rapid Prototyping)、ラピッドマニュファクチャリング(Rapid Manufacturing)、又は、アディティブマニュファクチャリング(Additive Manufacturing)とも称される。 As described above, the modeling system 1 can form a modeled object by a laser overlay welding method. That is, it can be said that the modeling system 1 is a 3D printer that forms an object by using the laminated modeling technique. The laminated modeling technique is also referred to as rapid prototyping, rapid manufacturing, or additive manufacturing.

造形システム1は、造形材料Mを光ELで加工して造形物を形成する。このような光LEとして、例えば、赤外光、可視光及び紫外光のうちの少なくとも一つが使用可能であるが、その他の種類の光が用いられてもよい。光ELは、レーザ光である。更に、造形材料Mは、所定強度以上の光ELの照射によって溶融可能な材料である。このような造形材料Mとして、例えば、金属性の材料及び樹脂性の材料の少なくとも一方が使用可能である。但し、造形材料Mとして、金属性の材料及び樹脂性の材料とは異なるその他の材料が用いられてもよい。造形材料Mは、粉状の又は粒状の材料である。つまり、造形材料Mは、粉粒体である。但し、造形材料Mは、粉粒体でなくてもよく、例えばワイヤ状の造形材料やガス状の造形材料が用いられてもよい。尚、造形システム1は、造形材料Mを荷電粒子線等のエネルギビームで加工して造形物を形成してもよい。 The modeling system 1 processes the modeling material M with optical EL to form a modeled object. As such an optical LE, for example, at least one of infrared light, visible light, and ultraviolet light can be used, but other types of light may be used. The optical EL is a laser beam. Further, the modeling material M is a material that can be melted by irradiation with light EL having a predetermined intensity or higher. As such a modeling material M, for example, at least one of a metallic material and a resinous material can be used. However, as the modeling material M, other materials different from the metallic material and the resin material may be used. The modeling material M is a powdery or granular material. That is, the modeling material M is a powder or granular material. However, the modeling material M does not have to be a powder or granular material, and for example, a wire-shaped modeling material or a gas-like modeling material may be used. The modeling system 1 may process the modeling material M with an energy beam such as a charged particle beam to form a modeled object.

造形材料Mを加工するために、造形装置4は、造形ヘッド11と、ヘッド駆動系12と、ステージ13と、計測装置14と、制御装置15とを備える。更に、造形ヘッド11は、照射系111と、材料ノズル(つまり造形材料Mを供給する供給系)112とを備えている。 In order to process the modeling material M, the modeling device 4 includes a modeling head 11, a head drive system 12, a stage 13, a measuring device 14, and a control device 15. Further, the modeling head 11 includes an irradiation system 111 and a material nozzle (that is, a supply system for supplying the modeling material M) 112.

照射系111は、射出部113から光ELを射出するための光学系(例えば、集光光学系)である。具体的には、照射系111は、光ELを発する不図示の光源と、光ファイバ等の不図示の光伝送部材を介して光学的に接続されている。照射系111は、光伝送部材を介して光源から伝搬してくる光ELを射出する。照射系111は、照射系111から下方(つまり、-Z側)に向けて光ELを照射する。照射系111の下方には、ステージ13が配置されている。ステージ13にワークWが搭載されている場合には、照射系111は、ワークWに向けて光ELを照射可能である。具体的には、照射系111は、光ELが照射される(典型的には、集光される)領域としてワークW上に設定される所定形状の照射領域EAに光ELを照射する。更に、照射系111の状態は、制御装置15の制御下で、照射領域EAに光ELを照射する状態と、照射領域EAに光ELを照射しない状態との間で切替可能である。尚、照射系111から射出される光ELの方向は真下(つまり、Z軸と一致する方向)には限定されず、例えば、Z軸に対して所定の角度だけ傾いた方向であってもよい。 The irradiation system 111 is an optical system (for example, a condensing optical system) for emitting light EL from the injection unit 113. Specifically, the irradiation system 111 is optically connected to a light source (not shown) that emits an optical EL via an optical transmission member (not shown) such as an optical fiber. The irradiation system 111 emits optical EL propagating from the light source via the optical transmission member. The irradiation system 111 irradiates the optical EL downward (that is, the −Z side) from the irradiation system 111. A stage 13 is arranged below the irradiation system 111. When the work W is mounted on the stage 13, the irradiation system 111 can irradiate the work W with light EL. Specifically, the irradiation system 111 irradiates the irradiation area EA having a predetermined shape set on the work W as the area where the light EL is irradiated (typically, the light is focused). Further, the state of the irradiation system 111 can be switched between a state in which the irradiation region EA is irradiated with the light EL and a state in which the irradiation region EA is not irradiated with the light EL under the control of the control device 15. The direction of the light EL emitted from the irradiation system 111 is not limited to the direction directly below (that is, the direction corresponding to the Z axis), and may be, for example, a direction tilted by a predetermined angle with respect to the Z axis. ..

材料ノズル112は、造形材料Mを供給する供給アウトレット(つまり、供給口)114を有する。材料ノズル112は、供給アウトレット114から造形材料Mを供給(具体的には、噴射、噴出又は射出)する。材料ノズル112は、造形材料Mの供給源である不図示の材料供給装置と、不図示のパイプ等の粉体伝送部材を介して物理的に接続されている。材料ノズル112は、粉体伝送部材を介して材料供給装置から供給される造形材料Mを供給する。尚、図1において材料ノズル112は、チューブ状に描かれているが、材料ノズル112の形状は、この形状に限定されない。材料ノズル112は、材料ノズル112から下方(つまり、-Z側)に向けて造形材料Mを供給する。材料ノズル112の下方には、ステージ13が配置されている。ステージ13にワークWが搭載されている場合には、材料ノズル112は、ワークWに向けて造形材料Mを供給する。尚、材料ノズル112から供給される造形材料Mの進行方向はZ軸に対して所定の角度(一例として鋭角)だけ傾いた方向であるが、真下(つまり、Z軸と一致する方向)であってもよい。尚、複数の材料ノズル112を設けてもよい。 The material nozzle 112 has a supply outlet (that is, a supply port) 114 for supplying the modeling material M. The material nozzle 112 supplies the modeling material M from the supply outlet 114 (specifically, injection, ejection or injection). The material nozzle 112 is physically connected to a material supply device (not shown), which is a supply source of the modeling material M, via a powder transmission member such as a pipe (not shown). The material nozzle 112 supplies the modeling material M supplied from the material supply device via the powder transmission member. Although the material nozzle 112 is drawn in the shape of a tube in FIG. 1, the shape of the material nozzle 112 is not limited to this shape. The material nozzle 112 supplies the modeling material M downward (that is, the −Z side) from the material nozzle 112. A stage 13 is arranged below the material nozzle 112. When the work W is mounted on the stage 13, the material nozzle 112 supplies the modeling material M toward the work W. The traveling direction of the modeling material M supplied from the material nozzle 112 is a direction tilted by a predetermined angle (an acute angle as an example) with respect to the Z axis, but is directly below (that is, a direction corresponding to the Z axis). You may. In addition, a plurality of material nozzles 112 may be provided.

本実施形態では、材料ノズル112は、照射系111が光ELを照射する照射領域EAに向けて造形材料Mを供給するように、照射系111に対して位置合わせされている。つまり、材料ノズル112が造形材料Mを供給する領域としてワークW上に設定される供給領域MAと照射領域EAとが一致する(或いは、少なくとも部分的に重複する)ように、材料ノズル112と照射系111とが位置合わせされている。尚、照射系111から射出された光ELによってワークWに形成される溶融池MPに、材料ノズル112が造形材料Mを供給するように位置合わせされていてもよい。また、材料ノズル112が造形材料Mを供給する供給領域MAと、溶融池MPの領域とが部分的に重畳するように位置合わせされてもよい。 In the present embodiment, the material nozzle 112 is aligned with the irradiation system 111 so that the irradiation system 111 supplies the modeling material M toward the irradiation region EA on which the light EL is irradiated. That is, the material nozzle 112 and the irradiation region 112 are irradiated so that the supply region MA set on the work W as the region for supplying the modeling material M and the irradiation region EA coincide with each other (or at least partially overlap). It is aligned with the system 111. The material nozzle 112 may be aligned so as to supply the modeling material M to the molten pool MP formed in the work W by the optical EL emitted from the irradiation system 111. Further, the supply region MA to which the material nozzle 112 supplies the modeling material M and the region of the molten pool MP may be aligned so as to partially overlap each other.

ヘッド駆動系12は、造形ヘッド11を移動させる。ヘッド駆動系12は、造形ヘッド11を、X軸、Y軸及びZ軸の夫々に沿って移動させる。ヘッド駆動系12は、X軸、Y軸及びZ軸の夫々に加えて、θX方向、θY方向及びθZ方向の少なくとも一つに沿って造形ヘッド11を移動させてもよい。ヘッド駆動系12は、例えば、モータ等を含む。ヘッド駆動系12が造形ヘッド11を移動させると、ワークW上において、照射領域EAもまたワークWに対して移動する。従って、ヘッド駆動系12は、造形ヘッド11を移動させることで、ワークWと照射領域EAとの位置関係(言い換えれば、ワークWを保持するステージ13と照射領域EAとの位置関係)を変更可能である。また、ヘッド駆動系12は、造形ヘッド11を移動させることで、ワークWと供給領域MAとの位置関係(言い換えれば、ワークWを保持するステージ13と供給領域MAとの位置関係)を変更可能である。 The head drive system 12 moves the modeling head 11. The head drive system 12 moves the modeling head 11 along the X-axis, the Y-axis, and the Z-axis, respectively. The head drive system 12 may move the modeling head 11 along at least one of the θX direction, the θY direction, and the θZ direction in addition to each of the X axis, the Y axis, and the Z axis. The head drive system 12 includes, for example, a motor and the like. When the head drive system 12 moves the modeling head 11, the irradiation region EA also moves with respect to the work W on the work W. Therefore, the head drive system 12 can change the positional relationship between the work W and the irradiation region EA (in other words, the positional relationship between the stage 13 holding the work W and the irradiation region EA) by moving the modeling head 11. Is. Further, the head drive system 12 can change the positional relationship between the work W and the supply area MA (in other words, the positional relationship between the stage 13 holding the work W and the supply area MA) by moving the modeling head 11. Is.

尚、ヘッド駆動系12は、照射系111と材料ノズル112とを別々に移動させてもよい。具体的には、例えば、ヘッド駆動系12は、射出部113の位置、射出部113の向き、供給アウトレット114の位置及び供給アウトレット114の向きの少なくとも一つを調整可能であってもよい。この場合、照射光学系111が光ELを照射する照射領域EAと、材料ノズル112が造形材料Mを供給する供給領域MAとが別々に制御可能となる。 The head drive system 12 may move the irradiation system 111 and the material nozzle 112 separately. Specifically, for example, the head drive system 12 may be able to adjust at least one of the position of the injection unit 113, the orientation of the injection unit 113, the position of the supply outlet 114, and the orientation of the supply outlet 114. In this case, the irradiation region EA where the irradiation optical system 111 irradiates the light EL and the supply region MA where the material nozzle 112 supplies the modeling material M can be controlled separately.

ステージ13は、ワークWを保持可能である。ステージ13は、更に、保持したワークWをリリース可能である。上述した照射系111は、ステージ13がワークWを保持している期間の少なくとも一部において光ELを照射する。更に、上述した材料ノズル112は、ステージ13がワークWを保持している期間の少なくとも一部において造形材料Mを供給する。尚、材料ノズル112が供給した造形材料Mの一部は、ワークWの表面からワークWの外部へと(例えば、ステージ13の周囲へと)散乱する又はこぼれ落ちる可能性がある。このため、造形システム1は、ステージ13の周囲に、散乱した又はこぼれ落ちた造形材料Mを回収する回収装置を備えていてもよい。 The stage 13 can hold the work W. The stage 13 can further release the held work W. The irradiation system 111 described above irradiates the optical EL at least a part of the period in which the stage 13 holds the work W. Further, the material nozzle 112 described above supplies the modeling material M for at least a part of the period in which the stage 13 holds the work W. A part of the modeling material M supplied by the material nozzle 112 may be scattered or spilled from the surface of the work W to the outside of the work W (for example, around the stage 13). Therefore, the modeling system 1 may be provided with a recovery device for recovering the scattered or spilled modeling material M around the stage 13.

ステージ13は、ワークWを保持するために、造形ヘッド11に対向可能な上面(図1に示す例では、+Z側の面)131を備えている。上面131は、ステージ13の上面131を示す平面図及びステージ13の側面を示す側面図を含む図2に示すように、保持領域132と、非保持領域133とを含む。保持領域132は、上面131の一部である。尚、保持領域132は、上面131の全部であってもよい。保持領域132は、ワークWを保持可能な領域(例えば、面)である。尚、保持領域132を保持面或いは支持面と称してもよい。保持領域132は、ワークWを保持するために上面131に設定された領域である。保持領域132は、例えば、機械的なチャック、真空吸着チャック、電磁吸着チャック及び静電吸着チャック等の少なくとも一つを用いて、ワークWを保持してもよい。保持領域132は、平面視において矩形の領域であるが、その他の形状の領域であってもよい。非保持領域133は、上面131の一部である。非保持領域133は、ワークWを保持しない領域(例えば、面)である。非保持領域133は、保持領域132とは異なる領域である。非保持領域133は、平面視において矩形枠状の領域であるが、その他の形状の領域であってもよい。非保持領域133は、保持領域132と同一の高さ(つまり、Z軸に沿った位置)に位置していてもよいし、異なる高さに配置されていてもよい。 The stage 13 is provided with an upper surface (+ Z side surface in the example shown in FIG. 1) 131 that can face the modeling head 11 in order to hold the work W. The upper surface 131 includes a holding region 132 and a non-holding region 133, as shown in FIG. 2, which includes a plan view showing the upper surface 131 of the stage 13 and a side view showing the side surface of the stage 13. The holding region 132 is a part of the upper surface 131. The holding region 132 may be the entire upper surface 131. The holding region 132 is a region (for example, a surface) capable of holding the work W. The holding region 132 may be referred to as a holding surface or a supporting surface. The holding area 132 is an area set on the upper surface 131 for holding the work W. The holding region 132 may hold the work W by using at least one of a mechanical chuck, a vacuum suction chuck, an electromagnetic suction chuck, an electrostatic suction chuck, and the like. The holding region 132 is a rectangular region in a plan view, but may be a region having another shape. The non-holding region 133 is a part of the upper surface 131. The non-holding region 133 is a region (for example, a surface) that does not hold the work W. The non-holding region 133 is a region different from the holding region 132. The non-holding region 133 is a rectangular frame-shaped region in a plan view, but may be a region having another shape. The non-holding region 133 may be located at the same height as the holding region 132 (that is, a position along the Z axis), or may be arranged at a different height.

非保持領域133には、複数のマーク領域134が設定されている。図2に示す例では、非保持領域133には、3つのマーク領域134(具体的には、マーク領域134#1、マーク領域134#2及びマーク領域134#3)が設定されている。複数のマーク領域134は、非保持領域133内の所定位置に設定されている。複数のマーク領域134は、上面131上で離散的に分布する。複数のマーク領域134は、上面131上で均等に分布する。複数のマーク領域134は、保持領域132を取り囲むように分布する。複数のマーク領域134は、少なくとも2つのマーク領域134の間に保持領域132が位置するように、上面131上で分布する。尚、少なくとも3つのマーク領域134のうち2つのマーク領域を結ぶ線分の複数で囲まれる領域に保持領域132の少なくとも一部が位置してもよい。図2に示す例では、マーク領域134#1が保持領域132よりも-Y側且つ+X側に配置され、マーク領域134#2が保持領域132よりも-X側に配置され、且つ、マーク領域134#3が保持領域132よりも+Y側且つ+X側に配置されている。但し、複数のマーク領域134の分布態様が上述の分布態様に限定されることはない。 A plurality of mark areas 134 are set in the non-holding area 133. In the example shown in FIG. 2, three mark areas 134 (specifically, mark area 134 # 1, mark area 134 # 2, and mark area 134 # 3) are set in the non-holding area 133. The plurality of mark areas 134 are set at predetermined positions in the non-holding area 133. The plurality of mark regions 134 are discretely distributed on the upper surface 131. The plurality of mark regions 134 are evenly distributed on the upper surface 131. The plurality of mark areas 134 are distributed so as to surround the holding area 132. The plurality of mark areas 134 are distributed on the upper surface 131 so that the holding area 132 is located between at least two mark areas 134. It should be noted that at least a part of the holding region 132 may be located in a region surrounded by a plurality of line segments connecting two mark regions out of at least three mark regions 134. In the example shown in FIG. 2, the mark area 134 # 1 is arranged on the −Y side and + X side of the holding area 132, the mark area 134 # 2 is arranged on the −X side of the holding area 132, and the mark area is located. 134 # 3 is arranged on the + Y side and the + X side of the holding area 132. However, the distribution mode of the plurality of mark regions 134 is not limited to the above-mentioned distribution mode.

複数のマーク領域134のうちの少なくとも一つは、非保持領域133と同じ平面に位置していてもよい。つまり、複数のマーク領域134のうちの少なくとも一つの高さは、非保持領域133の高さと同じであってもよい。また、複数のマーク領域134のうちの少なくとも一つは、保持領域132と同じ平面に位置していてもよい。複数のマーク領域134のうちの少なくとも一つは、非保持領域133と異なる平面に位置していてもよい。つまり、複数のマーク領域134のうちの少なくとも一つの高さは、非保持領域133の高さと異なっていてもよい。また、複数のマーク領域134のうちの少なくとも一つの高さは、保持領域132の高さと異なっていてもよい。複数のマーク領域134のうちの少なくとも一つは、複数のマーク領域134のうちの少なくとも他の一つとは異なる平面に位置していてもよい。つまり、複数のマーク領域134のうちの少なくとも一つの高さは、複数のマーク領域134のうちの少なくとも他の一つの高さとは異なっていてもよい。図2に示す例では、マーク領域134#1及び134#2の夫々が非保持領域133と同じ平面に位置し、マーク領域134#3がマーク領域134#1及び134#2とは異なる平面に位置する例を示している。言い換えると、図2に示す例では、マーク領域134#1及び134#2の夫々が保持領域132と同じ平面に位置し、マーク領域134#3が保持領域132とは異なる平面に位置する例を示している。 At least one of the plurality of mark areas 134 may be located on the same plane as the non-holding area 133. That is, the height of at least one of the plurality of mark areas 134 may be the same as the height of the non-holding area 133. Further, at least one of the plurality of mark areas 134 may be located on the same plane as the holding area 132. At least one of the plurality of mark areas 134 may be located on a plane different from the non-holding area 133. That is, the height of at least one of the plurality of marked areas 134 may be different from the height of the non-holding area 133. Further, the height of at least one of the plurality of mark areas 134 may be different from the height of the holding area 132. At least one of the plurality of mark areas 134 may be located on a plane different from at least one of the plurality of mark areas 134. That is, the height of at least one of the plurality of mark areas 134 may be different from the height of at least the other one of the plurality of mark areas 134. In the example shown in FIG. 2, each of the mark areas 134 # 1 and 134 # 2 is located on the same plane as the non-holding area 133, and the mark area 134 # 3 is on a different plane from the mark areas 134 # 1 and 134 # 2. An example of location is shown. In other words, in the example shown in FIG. 2, the mark regions 134 # 1 and 134 # 2 are located on the same plane as the holding region 132, and the mark regions 134 # 3 are located on a different plane from the holding region 132. Shows.

複数のマーク領域134の夫々は、ワークWと造形ヘッド11との位置合わせを行うための位置合わせ動作に用いられる。尚、位置合わせ動作の詳細については後に詳述するが、ここでは、その概要について簡単に説明する。位置合わせ動作が行われる場合には、複数のマーク領域134の夫々にマーク部材FMが配置される。複数のマーク領域134の夫々は、マーク部材FMを保持する。その後、造形システム1は、マーク部材FMに対して付加加工を行うことで、3次元の物体に相当するテストマークTMをマーク部材FMに形成する。その後、造形システム1は、計測装置14を用いて、形成したテストマークTMの状態を計測する。その後、造形システム1は、テストマークTMの状態の計測結果を用いて、ワークWと造形ヘッド11との位置合わせを行う。 Each of the plurality of mark areas 134 is used for the alignment operation for aligning the work W and the modeling head 11. The details of the alignment operation will be described in detail later, but here, the outline thereof will be briefly described. When the alignment operation is performed, the mark member FM is arranged in each of the plurality of mark areas 134. Each of the plurality of mark areas 134 holds the mark member FM. After that, the modeling system 1 forms a test mark TM corresponding to a three-dimensional object on the mark member FM by performing additional processing on the mark member FM. After that, the modeling system 1 measures the state of the formed test mark TM by using the measuring device 14. After that, the modeling system 1 aligns the work W with the modeling head 11 by using the measurement result of the state of the test mark TM.

再び図1において、計測装置14は、計測対象物の状態を計測する。本実施形態では、計測対象物は、ステージ13上の物体であるものとする。このため、計測対象物は、ワークW、マーク部材FM、テストマークTM及びその他の任意の物体の少なくとも一部を含んでいてもよい。計測装置14は、計測対象物の状態の一例として、ステージ13上での計測対象物の位置を計測する。例えば、計測装置14は、ステージ13上での計測対象物(例えば、テストマークTM)の絶対的な位置を計測してもよい。例えば、計測装置14は、ステージ13上での計測対象物の一部(例えば、ワークW)に対する計測対象物の他の一部(例えば、テストマークTM)の相対的な位置を計測してもよい。 Again, in FIG. 1, the measuring device 14 measures the state of the object to be measured. In the present embodiment, the measurement target is assumed to be an object on the stage 13. Therefore, the measurement object may include at least a part of the work W, the mark member FM, the test mark TM, and any other object. The measuring device 14 measures the position of the measuring object on the stage 13 as an example of the state of the measuring object. For example, the measuring device 14 may measure the absolute position of the object to be measured (for example, the test mark TM) on the stage 13. For example, the measuring device 14 may measure the relative position of the other part of the measurement object (for example, the test mark TM) with respect to the part of the measurement object (for example, the work W) on the stage 13. good.

計測対象物の位置(特に、計測対象物の表面の位置)を計測するために、計測装置14は、任意の計測方法を用いて、計測対象物の形状及び寸法の少なくとも一方を計測してもよい。計測方法の一例として、パターン投影法、光切断法、タイム・オブ・フライト法、モアレトポグラフィ法(具体的には、格子照射法若しくは格子投影法)、ホログラフィック干渉法、オートコリメーション法、ステレオ法、非点収差法、臨界角法及びナイフエッジ法の少なくとも一つがあげられる。計測装置14の計測によってステージ13上の計測対象物の位置、形状及び寸法のうち少なくとも一つが判明すると、ステージ13上で計測対象物の各部分(例えば、ワークW及びテストマークTMの少なくとも一方)がどこに位置しているかが判明する。その結果、計測対象物の位置、形状及び寸法の少なくとも一つから、ステージ13上での計測対象物の位置が算出可能である。 In order to measure the position of the object to be measured (particularly, the position of the surface of the object to be measured), the measuring device 14 may measure at least one of the shape and the size of the object to be measured by using an arbitrary measuring method. good. As an example of the measurement method, the pattern projection method, the light cutting method, the time of flight method, the moiretopography method (specifically, the grid irradiation method or the grid projection method), the holographic interferometry, the autocollimation method, and the stereo method. , At least one of the non-point interferometry, the critical angle method and the knife edge method. When the measurement of the measuring device 14 reveals at least one of the positions, shapes, and dimensions of the object to be measured on the stage 13, each part of the object to be measured (for example, at least one of the work W and the test mark TM) is found on the stage 13. Find out where is located. As a result, the position of the measurement object on the stage 13 can be calculated from at least one of the position, shape, and size of the measurement object.

制御装置15は、造形システム1の動作を制御する。制御装置15は、例えば、CPU(Central Processing Unit)等の演算装置や、メモリ等の記憶装置を含んでいてもよい。特に、本実施形態では、制御装置15は、照射系111による光ELの射出態様を制御する。射出態様は、例えば、光ELの強度及び光ELの射出タイミングの少なくとも一方を含む。光ELがパルス光である場合には、射出態様は、例えば、パルス光の発光時間の長さ及びパルス光の発光時間と消光時間との比(いわゆる、デューティ比)の少なくとも一方を含んでいてもよい。更に、制御装置15は、ヘッド駆動系12による造形ヘッド11の移動態様を制御する。移動態様は、例えば、移動量、移動速度、移動方向及び移動タイミングの少なくとも一つを含む。更に、制御装置15は、材料ノズル112による造形材料Mの供給態様を制御する。供給態様は、例えば、供給量(特に、単位時間当たりの供給量)を含む。 The control device 15 controls the operation of the modeling system 1. The control device 15 may include, for example, an arithmetic unit such as a CPU (Central Processing Unit) and a storage device such as a memory. In particular, in the present embodiment, the control device 15 controls the emission mode of the optical EL by the irradiation system 111. The ejection mode includes, for example, at least one of the intensity of the optical EL and the ejection timing of the optical EL. When the optical EL is pulsed light, the emission mode includes, for example, at least one of the length of the emission time of the pulsed light and the ratio of the emission time of the pulsed light to the quenching time (so-called duty ratio). It is also good. Further, the control device 15 controls the movement mode of the modeling head 11 by the head drive system 12. The movement mode includes, for example, at least one of a movement amount, a movement speed, a movement direction, and a movement timing. Further, the control device 15 controls the supply mode of the modeling material M by the material nozzle 112. The supply mode includes, for example, a supply amount (particularly, a supply amount per unit time).

(2)造形システム1の動作
続いて、造形システム1の動作について説明する。本実施形態では、造形システム1は、上述したように、3次元構造物STを形成するための造形動作を行う。更に、造形システム1は、造形動作を行う前に、ワークWと造形ヘッド11との位置合わせを行うための位置合わせ動作を行う。このため、以下では、造形動作及びワークWと造形ヘッド11との位置合わせを行うための位置合わせ動作について順に説明する。
(2) Operation of the modeling system 1 Next, the operation of the modeling system 1 will be described. In the present embodiment, as described above, the modeling system 1 performs a modeling operation for forming the three-dimensional structure ST. Further, the modeling system 1 performs an alignment operation for aligning the work W and the modeling head 11 before performing the modeling operation. Therefore, in the following, the modeling operation and the alignment operation for aligning the work W and the modeling head 11 will be described in order.

(2-1)造形動作
はじめに、造形動作について説明する。上述したように、造形システム1は、レーザ肉盛溶接法により3次元構造物STを形成する。このため、造形システム1は、レーザ肉盛溶接法に準拠した既存の造形動作を行うことで、3次元構造物STを形成してもよい。以下、レーザ肉盛溶接法による3次元構造物STの造形動作の一例について簡単に説明する。
(2-1) Modeling operation First, the modeling operation will be described. As described above, the modeling system 1 forms the three-dimensional structure ST by the laser overlay welding method. Therefore, the modeling system 1 may form the three-dimensional structure ST by performing an existing modeling operation based on the laser overlay welding method. Hereinafter, an example of the modeling operation of the three-dimensional structure ST by the laser overlay welding method will be briefly described.

造形システム1は、形成するべき3次元構造物STの3次元モデルデータ(例えば、CAD(Computer Aided Design)データ)等に基づいて、ワークW上に3次元構造物STを形成する。3次元モデルデータは、3次元構造物STの形状(特に、3次元形状)を表すデータを含む。3次元モデルデータとして、造形システム1内に設けられた計測装置14で計測された立体物の計測データが用いられてもよい。3次元モデルデータとして、造形システム1とは別に設けられた3次元形状計測機の計測データが用いられてもよい。このような3次元形状計測機の一例として、ワークWに対して移動可能であって且つワークWに接触可能なプローブを有する接触型の3次元測定機及び非接触型の3次元計測機の少なくとも一方があげられる。非接触型の3次元計測機の一例として、パターン投影方式の3次元計測機、光切断方式の3次元計測機、タイム・オブ・フライト方式の3次元計測機、モアレトポグラフィ方式の3次元計測機、ホログラフィック干渉方式の3次元計測機、CT(Computed Tomography)方式の3次元計測機、及び、MRI(Magnetic Resonance Imaging)方式の3次元計測機の少なくとも一つがあげられる。3次元モデルデータとして、3次元構造物STの設計データが用いられてもよい。 The modeling system 1 forms the three-dimensional structure ST on the work W based on the three-dimensional model data (for example, CAD (Computer Aided Design) data) of the three-dimensional structure ST to be formed. The three-dimensional model data includes data representing the shape (particularly, the three-dimensional shape) of the three-dimensional structure ST. As the three-dimensional model data, the measurement data of the three-dimensional object measured by the measuring device 14 provided in the modeling system 1 may be used. As the three-dimensional model data, the measurement data of the three-dimensional shape measuring machine provided separately from the modeling system 1 may be used. As an example of such a three-dimensional shape measuring machine, at least a contact type three-dimensional measuring machine and a non-contact type three-dimensional measuring machine having a probe that can move with respect to the work W and can contact the work W. One can be given. As an example of a non-contact type 3D measuring machine, a pattern projection type 3D measuring machine, an optical cutting type 3D measuring machine, a time of flight type 3D measuring machine, and a moiretopography type 3D measuring machine. , At least one of a holographic interference type three-dimensional measuring machine, a CT (Computed Tomography) type three-dimensional measuring machine, and an MRI (Magnetic Response Imaging) type three-dimensional measuring machine. As the 3D model data, the design data of the 3D structure ST may be used.

造形システム1は、3次元構造物STを形成するために、例えば、Z軸方向に沿って並ぶ複数の層状の部分構造物(以下、“構造層”と称する)SLを順に形成していく。例えば、造形システム1は、3次元構造物STをZ軸方向に沿って輪切りにすることで得られる複数の構造層SLを1層ずつ順に形成していく。その結果、複数の構造層SLが積層された積層構造体である3次元構造物STが形成される。以下、複数の構造層SLを1層ずつ順に形成していくことで3次元構造物STを形成する動作の流れについて説明する。 In order to form the three-dimensional structure ST, the modeling system 1 sequentially forms, for example, a plurality of layered partial structures (hereinafter referred to as "structural layers") SLs arranged along the Z-axis direction. For example, the modeling system 1 sequentially forms a plurality of structural layers SL obtained by slicing a three-dimensional structure ST along the Z-axis direction one by one. As a result, a three-dimensional structure ST, which is a laminated structure in which a plurality of structural layers SL are laminated, is formed. Hereinafter, the flow of the operation of forming the three-dimensional structure ST by sequentially forming a plurality of structural layers SL one by one will be described.

まず、各構造層SLを形成する動作について説明する。造形システム1は、制御装置15の制御下で、ワークWの表面又は形成済みの構造層SLの表面に相当する造形面MS上の所望領域に照射領域EAを設定し、当該照射領域EAに対して照射系111から光ELを照射する。尚、照射系111から照射される光ELが造形面MS上に占める領域を照射領域EAと称してもよい。本実施形態においては、光ELのフォーカス位置(つまり、集光位置、言い換えると、Z軸方向或いは光ELの進行方向において、光ELが最も収斂している位置)が造形面MSに一致している。尚、光ELのフォーカス位置は、造形面MSからZ軸方向にずれた位置に設定されてもよい。その結果、図3(a)に示すように、照射系111から射出された光ELによって造形面MS上の所望領域に溶融池(つまり、光ELによって溶融した、液状の金属又は樹脂等のプール)MPが形成される。更に、造形システム1は、制御装置15の制御下で、造形面MS上の所望領域に供給領域MAを設定し、当該供給領域MAに対して材料ノズル112から造形材料Mを供給する。ここで、上述したように照射領域EAと供給領域MAとが一致しているため、供給領域MAは、溶融池MPが形成された領域に設定されている。このため、造形システム1は、図3(b)に示すように、溶融池MPに対して、材料ノズル112から造形材料Mを供給する。その結果、溶融池MPに供給された造形材料Mが溶融する。造形ヘッド11の移動に伴って溶融池MPに光ELが照射されなくなると、溶融池MPにおいて溶融した造形材料Mは、冷却されて再度固化(つまり、凝固)する。その結果、図3(c)に示すように、再固化した造形材料Mが造形面MS上に堆積される。つまり、再固化した造形材料Mの堆積物による造形物が形成される。つまり、造形面MSに造形材料Mの堆積物を付加する付加加工が行われることで、造形物が形成される。 First, the operation of forming each structural layer SL will be described. Under the control of the control device 15, the modeling system 1 sets an irradiation region EA in a desired region on the modeling surface MS corresponding to the surface of the work W or the surface of the formed structural layer SL, and sets the irradiation region EA for the irradiation region EA. The light EL is irradiated from the irradiation system 111. The region occupied by the light EL irradiated from the irradiation system 111 on the modeling surface MS may be referred to as an irradiation region EA. In the present embodiment, the focus position of the optical EL (that is, the condensing position, in other words, the position where the optical EL is most convergent in the Z-axis direction or the traveling direction of the optical EL) coincides with the modeling surface MS. There is. The focus position of the optical EL may be set to a position deviated from the modeling surface MS in the Z-axis direction. As a result, as shown in FIG. 3A, a pool of liquid metal or resin melted by the optical EL in a desired region on the modeling surface MS by the optical EL emitted from the irradiation system 111. ) MP is formed. Further, the modeling system 1 sets a supply region MA in a desired region on the modeling surface MS under the control of the control device 15, and supplies the modeling material M to the supply region MA from the material nozzle 112. Here, since the irradiation region EA and the supply region MA coincide with each other as described above, the supply region MA is set to the region where the molten pool MP is formed. Therefore, as shown in FIG. 3B, the modeling system 1 supplies the modeling material M to the molten pool MP from the material nozzle 112. As a result, the modeling material M supplied to the molten pool MP is melted. When the molten pool MP is no longer irradiated with light EL due to the movement of the modeling head 11, the modeling material M melted in the molten pool MP is cooled and solidified (that is, solidified) again. As a result, as shown in FIG. 3C, the resolidified modeling material M is deposited on the modeling surface MS. That is, a model formed by the deposit of the resolidified modeling material M is formed. That is, a modeled object is formed by performing additional processing for adding a deposit of the modeling material M to the modeling surface MS.

このような光の照射ELによる溶融池MPの形成、溶融池MPへの造形材料Mの供給、供給された造形材料Mの溶融及び溶融した造形材料Mの再固化を含む一連の造形処理が、造形面MSに対して造形ヘッド11をXY平面に沿って移動させながら繰り返される。造形面MSに対して造形ヘッド11が移動すると、造形面MSに対して照射領域EAもまた相対的に移動する。従って、一連の造形処理が、造形面MSに対して照射領域EAをXY平面に沿って移動させながら繰り返される。この際、光ELは、造形物を形成したい領域に設定された照射領域EAに対して選択的に照射される一方で、造形物を形成したくない領域に設定された照射領域EAに対して選択的に照射されない。尚、造形物を形成したくない領域には照射領域EAが設定されないとも言える。つまり、造形システム1は、造形面MS上で所定の移動軌跡に沿って照射領域EAを移動させながら、造形物を形成したい領域の分布(つまり、構造層SLのパターン)に応じたタイミングで光ELを造形面MSに照射する。その結果、造形面MS上に、凝固した造形材料Mによる造形物の集合体に相当する構造層SLが形成される。尚、上述した説明では、造形面MSに対して照射領域EAを移動させたが、照射領域EAに対して造形面MSを移動させてもよい。 A series of modeling processes including the formation of the molten pool MP by such light irradiation EL, the supply of the modeling material M to the molten pool MP, the melting of the supplied modeling material M, and the resolidification of the molten modeling material M can be performed. The modeling head 11 is repeatedly moved along the XY plane with respect to the modeling surface MS. When the modeling head 11 moves with respect to the modeling surface MS, the irradiation region EA also moves relative to the modeling surface MS. Therefore, a series of modeling processes are repeated while moving the irradiation region EA along the XY plane with respect to the modeling surface MS. At this time, the optical EL selectively irradiates the irradiation region EA set in the region where the modeled object is desired to be formed, while the optical EL is applied to the irradiation region EA set in the region where the modeled object is not desired to be formed. Not selectively irradiated. It can also be said that the irradiation region EA is not set in the region where the modeled object is not desired to be formed. That is, the modeling system 1 moves the irradiation region EA along a predetermined movement locus on the modeling surface MS, and at the timing corresponding to the distribution of the region where the modeled object is to be formed (that is, the pattern of the structural layer SL). The EL is applied to the modeling surface MS. As a result, a structural layer SL corresponding to an aggregate of the modeled objects made of the solidified modeling material M is formed on the modeling surface MS. In the above description, the irradiation area EA is moved with respect to the modeling surface MS, but the modeling surface MS may be moved with respect to the irradiation area EA.

造形システム1は、このような構造層SLを形成するための動作を、制御装置15の制御下で、3次元モデルデータに基づいて繰り返し行う。具体的には、まず、制御装置15は、3次元モデルデータを積層ピッチでスライス処理してスライスデータを作成する。尚、制御装置15は、造形システム1の特性に応じて、スライスデータを少なくとも部分的に修正してもよい。造形システム1は、制御装置15の制御下で、ワークWの表面に相当する造形面MS上に1層目の構造層SL#1を形成するための動作を、構造層SL#1に対応する3次元モデルデータ(つまり、構造層SL#1に対応するスライスデータ)に基づいて行う。その結果、造形面MS上には、図4(a)に示すように、構造層SL#1が形成される。その後、造形システム1は、構造層SL#1の表面(つまり、上面)を新たな造形面MSに設定した上で、当該新たな造形面MS上に2層目の構造層SL#2を形成する。構造層SL#2を形成するために、制御装置15は、まず、造形ヘッド11がZ軸に沿って移動するようにヘッド駆動系12を制御する。具体的には、制御装置15は、ヘッド駆動系12を制御して、照射領域EA及び供給領域MAが構造層SL#1の表面(つまり、新たな造形面MS)に設定されるように、+Z側に向かって造形ヘッド11を移動させる。これにより、光ELのフォーカス位置が新たな造形面MSに一致する。その後、造形システム1は、制御装置15の制御下で、構造層SL#1を形成する動作と同様の動作で、構造層SL#2に対応するスライスデータに基づいて、構造層SL#1上に構造層SL#2を形成する。その結果、図4(b)に示すように、構造層SL#2が形成される。以降、同様の動作が、ワークW上に形成するべき3次元構造物を構成する全ての構造層SLが形成されるまで繰り返される。その結果、図4(c)に示すように、Z軸に沿って(つまり、溶融池MPの底面から上面へと向かう方向に沿って)複数の構造層SLが積層された積層構造物によって、3次元構造物STが形成される。 The modeling system 1 repeatedly performs an operation for forming such a structural layer SL under the control of the control device 15 based on the three-dimensional model data. Specifically, first, the control device 15 slices the three-dimensional model data at a stacking pitch to create slice data. The control device 15 may modify the slice data at least partially according to the characteristics of the modeling system 1. The modeling system 1 corresponds to the operation for forming the first structural layer SL # 1 on the modeling surface MS corresponding to the surface of the work W under the control of the control device 15. This is performed based on the three-dimensional model data (that is, the slice data corresponding to the structural layer SL # 1). As a result, the structural layer SL # 1 is formed on the modeling surface MS as shown in FIG. 4A. After that, the modeling system 1 sets the surface (that is, the upper surface) of the structural layer SL # 1 on the new modeling surface MS, and then forms the second structural layer SL # 2 on the new modeling surface MS. do. In order to form the structural layer SL # 2, the control device 15 first controls the head drive system 12 so that the modeling head 11 moves along the Z axis. Specifically, the control device 15 controls the head drive system 12 so that the irradiation region EA and the supply region MA are set on the surface of the structural layer SL # 1 (that is, the new modeling surface MS). The modeling head 11 is moved toward the + Z side. As a result, the focus position of the optical EL coincides with the new modeling surface MS. After that, the modeling system 1 operates on the structural layer SL # 1 based on the slice data corresponding to the structural layer SL # 2 in the same operation as the operation of forming the structural layer SL # 1 under the control of the control device 15. The structural layer SL # 2 is formed on the surface. As a result, the structural layer SL # 2 is formed as shown in FIG. 4 (b). After that, the same operation is repeated until all the structural layers SL constituting the three-dimensional structure to be formed on the work W are formed. As a result, as shown in FIG. 4C, a laminated structure in which a plurality of structural layers SL are laminated along the Z axis (that is, along the direction from the bottom surface to the top surface of the molten pool MP) A three-dimensional structure ST is formed.

尚、少なくとも一つの構造層SLが形成された後であって且つ全ての構造層SLが形成される前の段階で、計測装置14が、形成済みの構造層SLを含む構造物の形状(例えば、その表面の形状)を計測してもよい。この場合、制御装置15は、計測装置14の計測結果に基づいて、その後に続いて行われる構造層SLを形成するために用いられるスライスデータの少なくとも一部を修正してもよい。 In addition, after the formation of at least one structural layer SL and before all the structural layers SL are formed, the measuring device 14 measures the shape of the structure including the formed structural layer SL (for example,). , The shape of its surface) may be measured. In this case, the control device 15 may modify at least a part of the slice data used for forming the subsequent structural layer SL based on the measurement result of the measuring device 14.

(2-2)位置合わせ動作
続いて、位置合わせ動作について説明する。位置合わせ動作は、上述したように、ワークWと造形ヘッド11との位置合わせを行うための動作である。より具体的には、位置合わせ動作は、所望の3次元構造物STを相対的に高い精度で形成する(つまり、3次元モデルデータが示す理想的な3次元構造物STとの間の形状誤差が相対的に小さい3次元構造物STを形成する)ことができるように、ワークWと造形ヘッド11との位置合わせを行うための動作である。ワークWと造形ヘッド11との位置合わせは、例えば、ワークWと造形ヘッド11との相対的な位置関係の制御(言い換えれば、調整又は設定)を意味していてもよい。また、ワークWと造形ヘッド11との位置合わせは、例えば、ワークWと造形位置との相対的な位置関係の制御(言い換えれば、調整又は設定)を意味していてもよい。尚、ワークWと造形ヘッド11との位置合わせは、例えば、ワークWと溶融池の位置との相対的な位置関係の制御(言い換えれば、調整又は設定)を意味していてもよく、ワークWと照射領域EAとの相対的な位置関係の制御(言い換えれば、調整又は設定)を意味していてもよく、ワークWと供給領域MAとの相対的な位置関係の制御(言い換えれば、調整又は設定)を意味していてもよい。
(2-2) Alignment operation Next, the alignment operation will be described. As described above, the alignment operation is an operation for aligning the work W and the modeling head 11. More specifically, the alignment operation forms the desired 3D structure ST with relatively high accuracy (that is, the shape error with the ideal 3D structure ST shown by the 3D model data). Is an operation for aligning the work W and the modeling head 11 so that a relatively small three-dimensional structure ST can be formed). The alignment of the work W and the modeling head 11 may mean, for example, control (in other words, adjustment or setting) of the relative positional relationship between the work W and the modeling head 11. Further, the alignment between the work W and the modeling head 11 may mean, for example, control (in other words, adjustment or setting) of the relative positional relationship between the work W and the modeling position. The alignment of the work W and the modeling head 11 may mean, for example, control (in other words, adjustment or setting) of the relative positional relationship between the work W and the position of the molten pool, and the work W may be aligned. It may mean control of the relative positional relationship between the work W and the irradiation area EA (in other words, adjustment or setting), and control of the relative positional relationship between the work W and the supply area MA (in other words, adjustment or setting). It may mean setting).

本実施形態では、位置合わせ動作は、ヘッド座標系Ch上において、造形ヘッド11を造形開始位置Ch_startに移動させるヘッド移動動作を含む。ヘッド座標系Chは、造形ヘッド11の位置を示す3次元座標系である。ヘッド座標系Ch内の位置は、ヘッド座標系ChのX軸に沿った座標Xh、ヘッド座標系ChのY軸に沿った座標Yh及びヘッド座標系ChのZ軸に沿った座標Zhを用いて特定される。つまり、ヘッド座標系Ch内の位置は、(Xh、Yh、Zh)という座標によって特定される。このようなヘッド座標系Chは、主として、ヘッド駆動系12が造形ヘッド11を移動させる際に、ヘッド駆動系12を制御する制御装置15によって、造形ヘッド11の位置を特定する(言い換えれば、表す)ために用いられる。 In the present embodiment, the alignment operation includes a head movement operation of moving the modeling head 11 to the modeling start position Ch_start on the head coordinate system Ch. The head coordinate system Ch is a three-dimensional coordinate system indicating the position of the modeling head 11. The position in the head coordinate system Ch uses the coordinate Xh along the X axis of the head coordinate system Ch, the coordinate Yh along the Y axis of the head coordinate system Ch, and the coordinate Zh along the Z axis of the head coordinate system Ch. Be identified. That is, the position in the head coordinate system Ch is specified by the coordinates (Xh, Yh, Zh). Such a head coordinate system Ch mainly specifies the position of the modeling head 11 by the control device 15 that controls the head driving system 12 when the head driving system 12 moves the modeling head 11 (in other words, it is represented). ) Is used for.

造形開始位置Ch_startは、ワークWの表面に相当する造形面MS上の造形(つまり、付加加工)を開始するべき造形開始位置Cs_startに対して光ELを照射することが可能な造形ヘッド11の位置である。尚、以降の説明では、ワークWの表面に相当する造形面MSを、“ワーク造形面MSW”と称して、構造層SLの表面に相当する造形面MSと区別する。つまり、造形開始位置Ch_startは、ワーク造形面MSW上の造形開始位置Cs_startに照射領域EAを設定する(言い換えれば、溶融池MPを形成する又は付加加工を行う)ことが可能な造形ヘッド11の位置である。尚、造形開始位置Ch_startは、ワーク造形面MSW上の造形開始位置Cs_startに供給領域MAを設定することが可能な造形ヘッド11の位置であってもよい。 The modeling start position Ch_start is the position of the modeling head 11 capable of irradiating the modeling start position Cs_start on the modeling surface MS corresponding to the surface of the work W to start modeling (that is, additional processing). Is. In the following description, the modeling surface MS corresponding to the surface of the work W is referred to as "work modeling surface MSW" to distinguish it from the modeling surface MS corresponding to the surface of the structural layer SL. That is, the modeling start position Ch_start is the position of the modeling head 11 capable of setting the irradiation region EA at the modeling start position Cs_start on the work modeling surface MSW (in other words, forming the molten pool MP or performing additional processing). Is. The modeling start position Ch_start may be the position of the modeling head 11 capable of setting the supply area MA at the modeling start position Cs_start on the work modeling surface MSW.

造形開始位置Cs_startは、ワークWを保持するステージ23を基準とするステージ座標系Csでの位置である。ステージ座標系Csは、ステージ13を基準とする3次元座標系である。従って、ステージ座標系Cs内の位置は、ステージ座標系CsのX軸に沿った座標Xs、ステージ座標系CsのY軸に沿った座標Ys及びステージ座標系CsのZ軸に沿った座標Zsを用いて特定される。つまり、ステージ座標系Cs内の位置は、(Xs、Ys、Zs)という座標によって特定される。ステージ座標系Csは、主として、計測装置14がステージ13上の計測対象物の特性を計測する際に、計測装置14(更には、計測装置14の計測結果を処理する制御装置15)によって、ステージ13上の計測対象物の位置を特定する(言い換えれば、表す)ために用いられる。 The modeling start position Cs_start is a position in the stage coordinate system Cs with respect to the stage 23 that holds the work W. The stage coordinate system Cs is a three-dimensional coordinate system based on the stage 13. Therefore, the position in the stage coordinate system Cs is the coordinate Xs along the X axis of the stage coordinate system Cs, the coordinate Ys along the Y axis of the stage coordinate system Cs, and the coordinate Zs along the Z axis of the stage coordinate system Cs. Specified using. That is, the position in the stage coordinate system Cs is specified by the coordinates (Xs, Ys, Zs). The stage coordinate system Cs is mainly staged by the measuring device 14 (furthermore, the control device 15 that processes the measurement result of the measuring device 14) when the measuring device 14 measures the characteristics of the measurement object on the stage 13. 13 It is used to specify (in other words, represent) the position of the object to be measured.

ここで、このような位置合わせ動作を行う技術的理由について説明する。まず、あるワークWに対して付加加工が行われる場面を想定する。この場合、制御装置15は、計測装置14の計測結果から、ステージ座標系Cs内でのワークWの位置を特定することができる。その結果、制御装置15は、ステージ座標系Cs内において、ワーク造形面MSW上の造形開始位置Cs_startを特定することができる。一方で、制御装置15は、造形開始位置Cs_startに基づいて造形開始位置Ch_startを相対的に高精度に特定することができない可能性がある。なぜならば、ヘッド座標系Chとステージ座標系Csとの間の関係が常に理想的な関係にあるとは限らないからである。尚、ここで言う理想的な関係は、例えば、ヘッド座標系Chの原点とステージ座標系Csの原点との間の位置関係が全く変わらず、ヘッド座標系Chのスケールとステージ座標系Csのスケールとが常に同じであり、ヘッド座標系ChのX軸、Y軸及びZ軸が、夫々、ステージ座標系CsのX軸、Y軸及びZ軸と常に平行であるという関係を意味していてもよい。つまり、ここで言う理想的な関係は、例えば、ヘッド座標系Chに対してステージ座標系Csが相対的に平行移動することはなく、ヘッド座標系Chに対してステージ座標系Csが相対的に拡大又は縮小することはなく、ヘッド座標系Chに対してステージ座標系Csが相対的に回転することはないという関係を意味していてもよい。このようなヘッド座標系Chとステージ座標系Csとの間の関係が常に理想的な関係にあるという理想的な造形システムが存在するのであれば、制御装置15は、ヘッド座標系Chとステージ座標系Csとの間の理想的な関係に基づいて、造形開始位置Cs_startから造形開始位置Ch_startを相対的に高精度に特定することができる。しかしながら、現実的には、ヘッド座標系Chとステージ座標系Csとの間の関係が変動する可能性がある。例えば、造形ヘッド11の取り付け誤差、造形ヘッド11の取り付け位置の変動(例えば、がたつき等)及び造形ヘッド11の性能の劣化の少なくとも一つが生じている場合には、ヘッド座標系Chとステージ座標系Csとの間の関係が変動する可能性がある。特に、照射系111の取り付け誤差、照射系111の取り付け位置の変動(例えば、がたつき等)、照射系111の性能の劣化、材料ノズル112の取り付け誤差、材料ノズル111の取り付け位置の変動(例えば、がたつき等)、材料ノズル112の破損、及び材料ノズル112の性能の劣化の少なくとも一つが生じている場合には、ヘッド座標系Chとステージ座標系Csとの間の関係が変動する可能性がある。更に、例えば、ステージ13の取り付け誤差、ステージ13の取り付け位置の変動(例えば、がたつき等)及びステージ13の形状変化の少なくとも一つが生じている場合には、ヘッド座標系Chとステージ座標系Csとの間の関係が変動する可能性がある。更に、例えば、ヘッド駆動系12がリセットされた場合(つまり、再起動された場合)には、ヘッド座標系Chとステージ座標系Csとの間の関係が変動する可能性がある。このようにヘッド座標系Chとステージ座標系Csとの間の関係が理想的な関係でなくなるように変動した場合、ヘッド座標系Chとステージ座標系Csとの間の関係が理想的な関係にある場合と比較して、ヘッド座標系Ch上のある位置に位置する造形ヘッド11からの光ELが、ステージ座標系Cs上の同じ位置に照射されるとは限らない。このため、制御装置15は、ステージ座標系Cs内で造形開始位置Cs_startを特定したとしても、当該特定した造形開始位置Cs_startに基づいて、当該造形開始位置Cs_startに光ELを照射可能な造形ヘッド11の位置である造形開始位置Ch_startを相対的に高精度に特定することができるとは限らない。つまり、制御装置15は、ステージ座標系Cs内で造形開始位置Cs_startを特定したとしても、ヘッド座標系Ch内において、当該特定した造形開始位置Cs_startに対応する造形開始位置Ch_startに造形ヘッド11を適切に移動させることができるとは限らない。具体的には、例えば、制御装置15は、ステージ座標系Cs内で造形開始位置Cs_startを特定したとしても、ヘッド座標系Ch内において、当該特定した造形開始位置Cs_startに対応する造形開始位置Ch_startとは異なる位置に造形ヘッド11を移動させてしまう可能性がある。その結果、形成される3次元構造物STの形状精度が悪化する可能性がある。 Here, the technical reason for performing such an alignment operation will be described. First, it is assumed that additional processing is performed on a certain work W. In this case, the control device 15 can specify the position of the work W in the stage coordinate system Cs from the measurement result of the measurement device 14. As a result, the control device 15 can specify the modeling start position Cs_start on the work modeling surface MSW in the stage coordinate system Cs. On the other hand, the control device 15 may not be able to specify the modeling start position Ch_start with relatively high accuracy based on the modeling start position Cs_start. This is because the relationship between the head coordinate system Ch and the stage coordinate system Cs is not always the ideal relationship. The ideal relationship referred to here is, for example, that the positional relationship between the origin of the head coordinate system Ch and the origin of the stage coordinate system Cs does not change at all, and the scale of the head coordinate system Ch and the scale of the stage coordinate system Cs. Is always the same, even if it means that the X-axis, Y-axis and Z-axis of the head coordinate system Ch are always parallel to the X-axis, Y-axis and Z-axis of the stage coordinate system Cs, respectively. good. That is, the ideal relationship referred to here is, for example, that the stage coordinate system Cs does not move relatively in parallel with the head coordinate system Ch, and the stage coordinate system Cs is relatively relative to the head coordinate system Ch. It does not expand or contract, and may mean a relationship in which the stage coordinate system Cs does not rotate relative to the head coordinate system Ch. If there is an ideal modeling system in which the relationship between the head coordinate system Ch and the stage coordinate system Cs is always ideal, the control device 15 may use the head coordinate system Ch and the stage coordinates. Based on the ideal relationship with the system Cs, the modeling start position Ch_start can be specified with relatively high accuracy from the modeling start position Cs_start. However, in reality, the relationship between the head coordinate system Ch and the stage coordinate system Cs may fluctuate. For example, if at least one of the mounting error of the modeling head 11, the fluctuation of the mounting position of the modeling head 11 (for example, rattling, etc.) and the deterioration of the performance of the modeling head 11 occur, the head coordinate system Ch and the stage The relationship with the coordinate system Cs may fluctuate. In particular, the mounting error of the irradiation system 111, the fluctuation of the mounting position of the irradiation system 111 (for example, rattling, etc.), the deterioration of the performance of the irradiation system 111, the mounting error of the material nozzle 112, the fluctuation of the mounting position of the material nozzle 111 (for example). For example, if at least one of rattling), damage to the material nozzle 112, and deterioration of the performance of the material nozzle 112 occurs, the relationship between the head coordinate system Ch and the stage coordinate system Cs changes. there is a possibility. Further, for example, when at least one of the mounting error of the stage 13, the fluctuation of the mounting position of the stage 13 (for example, rattling, etc.) and the shape change of the stage 13 occur, the head coordinate system Ch and the stage coordinate system The relationship with Cs may fluctuate. Further, for example, when the head drive system 12 is reset (that is, when it is restarted), the relationship between the head coordinate system Ch and the stage coordinate system Cs may change. When the relationship between the head coordinate system Ch and the stage coordinate system Cs fluctuates so as not to be an ideal relationship in this way, the relationship between the head coordinate system Ch and the stage coordinate system Cs becomes an ideal relationship. Compared with a certain case, the optical EL from the modeling head 11 located at a certain position on the head coordinate system Ch is not always irradiated to the same position on the stage coordinate system Cs. Therefore, even if the control device 15 specifies the modeling start position Cs_start in the stage coordinate system Cs, the modeling head 11 capable of irradiating the modeling start position Cs_start with light EL based on the specified modeling start position Cs_start. It is not always possible to specify the modeling start position Ch_start, which is the position of, with relatively high accuracy. That is, even if the control device 15 specifies the modeling start position Cs_start in the stage coordinate system Cs, the modeling head 11 is appropriately set to the modeling start position Ch_start corresponding to the specified modeling start position Cs_start in the head coordinate system Ch. It is not always possible to move to. Specifically, for example, even if the control device 15 specifies the modeling start position Cs_start in the stage coordinate system Cs, the control device 15 has the modeling start position Ch_start corresponding to the specified modeling start position Cs_start in the head coordinate system Ch. May move the modeling head 11 to a different position. As a result, the shape accuracy of the formed three-dimensional structure ST may deteriorate.

そこで、本実施形態では、造形システム1は、造形開始位置Cs_startに対応する造形開始位置Ch_startに造形ヘッド11を適切に移動させることを目的に、制御装置15の制御下で、位置合わせ動作を行う。その後、造形システム1は、造形開始位置Ch_startに造形ヘッド11が位置した後に、ワークWに対する付加加工を開始する。このため、造形システム1は、ワークWへの付加加工を行うための造形動作を開始する前に、位置合わせ動作を行う。 Therefore, in the present embodiment, the modeling system 1 performs an alignment operation under the control of the control device 15 for the purpose of appropriately moving the modeling head 11 to the modeling start position Ch_start corresponding to the modeling start position Cs_start. .. After that, the modeling system 1 starts additional processing on the work W after the modeling head 11 is positioned at the modeling start position Ch_start. Therefore, the modeling system 1 performs the alignment operation before starting the modeling operation for performing additional processing on the work W.

本実施形態では、位置合わせ動作は、上述したヘッド移動動作に加えて、上述したヘッド移動動作を行うための準備動作に相当する初期設定動作も行う。このため、以下、初期設定動作及びヘッド移動動作について順に説明する。 In the present embodiment, in addition to the above-mentioned head movement operation, the alignment operation also performs an initial setting operation corresponding to the preparation operation for performing the above-mentioned head movement operation. Therefore, the initial setting operation and the head movement operation will be described in order below.

(2-2-1)初期設定動作
初めに、位置合わせ動作のうちの初期設定動作について説明する。初期設定動作は、ヘッド座標系Chとステージ座標系Csとを対応付ける(言い換えれば、関連付ける)動作を含む。具体的には、初期設定動作は、ヘッド座標系Ch内の位置とステージ座標系Cs内の位置とを対応付ける動作を含む。一例として、初期設定動作は、ヘッド座標系Chにおける造形ヘッド11の位置と、当該造形ヘッド11によってステージ13上に形成される造形物のステージ座標系Csにおける位置とを対応付ける動作を含んでいてもよい。
(2-2-1) Initial setting operation First , the initial setting operation among the alignment operations will be described. The initial setting operation includes an operation of associating (in other words, associating) the head coordinate system Ch with the stage coordinate system Cs. Specifically, the initial setting operation includes an operation of associating a position in the head coordinate system Ch with a position in the stage coordinate system Cs. As an example, the initial setting operation may include an operation of associating the position of the modeling head 11 in the head coordinate system Ch with the position of the model formed on the stage 13 by the modeling head 11 in the stage coordinate system Cs. good.

本実施形態では、ヘッド座標系Chとステージ座標系Csとを対応付ける動作は、(Xh、Yh、Zh)という座標で特定されるヘッド座標系Ch内の位置を、(Xs、Ys、Zs)という座標で特定されるステージ座標系Cs内の位置に変換可能な及び/又はステージ座標系Cs内の位置をヘッド座標系Ch内の位置に変換可能な変換行列Tを算出する動作を含んでいてもよい。つまり、ヘッド座標系Chとステージ座標系Csとを対応付ける動作は、(Xh、Yh、Zh)=T×(Xs、Ys、Zs)及び(Xs、Ys、Zs)=T-1×(Xh、Yh、Zh)という関係を満たす変換行列Tを算出する動作を含んでいてもよい。変換行列Tは、ヘッド座標系Ch内の位置及びステージ座標系Cs内の位置のいずれか一方を拡大又は縮小してヘッド座標系Ch内の位置及びステージ座標系Cs内の位置のいずれか他方に変換するスケーリングに関する行列を含む。但し、変換行列Tは、スケーリングに関する行列に加えて又は代えて、ヘッド座標系Ch内の位置及びステージ座標系Cs内の位置のいずれか一方を平行移動してヘッド座標系Ch内の位置及びステージ座標系Cs内の位置のいずれか他方に変換する平行移動に関する行列を含んでいてもよい。変換行列Tは、スケーリングに関する行列に加えて又は代えて、ヘッド座標系Ch内の位置及びステージ座標系Cs内の位置のいずれか一方を回転してヘッド座標系Ch内の位置及びステージ座標系Cs内の位置のいずれか他方に変換する回転に関する行列を含んでいてもよい。尚、変換行列Tは、スケーリング、平行移動及び回転のうち少なくとも1つに関する行列に加えて又は代えて、直交度に関する行列を含んでいてもよい。以下、図5を参照しながら、変換行列Tを算出する動作について説明する。 In the present embodiment, the operation of associating the head coordinate system Ch with the stage coordinate system Cs means that the position in the head coordinate system Ch specified by the coordinates (Xh, Yh, Zh) is referred to as (Xs, Ys, Zs). Even if it includes an operation of calculating a conversion matrix T that can be converted into a position in the stage coordinate system Cs specified by coordinates and / or a position in the stage coordinate system Cs can be converted into a position in the head coordinate system Ch. good. That is, the operation of associating the head coordinate system Ch with the stage coordinate system Cs is (Xh, Yh, Zh) = T × (Xs, Ys, Zs) and (Xs, Ys, Zs) = T -1 × (Xh, It may include an operation of calculating a transformation matrix T that satisfies the relationship (Yh, Zh). The transformation matrix T expands or contracts either the position in the head coordinate system Ch or the position in the stage coordinate system Cs to the position in the head coordinate system Ch or the position in the stage coordinate system Cs. Contains a matrix for scaling to transform. However, in addition to or instead of the matrix related to scaling, the conversion matrix T translates either the position in the head coordinate system Ch or the position in the stage coordinate system Cs to move the position in the head coordinate system Ch and the stage. It may include a matrix for translation that transforms to either one of the positions in the coordinate system Cs. The transformation matrix T rotates either the position in the head coordinate system Ch or the position in the stage coordinate system Cs in addition to or instead of the matrix related to scaling, and the position in the head coordinate system Ch and the stage coordinate system Cs. It may contain a matrix of rotations that transforms into one or the other of the positions within. It should be noted that the transformation matrix T may include, in addition to or in place of, a matrix relating to at least one of scaling, translation and rotation a matrix relating to the degree of orthogonality. Hereinafter, the operation of calculating the transformation matrix T will be described with reference to FIG.

図5に示すように、まず、ステージ13の複数のマーク領域134の夫々に、マーク部材FMが配置される(ステップS111)。マーク部材FMは、光ELの照射によって少なくとも一部が溶融可能な部材である。マーク部材FMは、光ELの照射によって少なくとも一部に溶融池MPを形成可能な部材である。マーク部材FMは、光ELの照射によって少なくとも一部に造形物を形成可能な部材である。マーク部材FMは、例えば板状の部材であるが、その他任意の形状の部材であってもよい。また、マーク部材FMのサイズは、マーク領域134のサイズと同じであってもよいし、小さくてもよいし、大きくてもよい。尚、初期設定動作が行われている期間中は、ステージ13には、ワークWが配置されていてもよいし、配置されていなくてもよい。 As shown in FIG. 5, first, the mark member FM is arranged in each of the plurality of mark areas 134 of the stage 13 (step S111). The mark member FM is a member whose at least a part can be melted by irradiation with light EL. The mark member FM is a member capable of forming a molten pool MP at least in a part by irradiation with light EL. The mark member FM is a member capable of forming a modeled object at least in part by irradiation with light EL. The mark member FM is, for example, a plate-shaped member, but may be a member having any other shape. Further, the size of the mark member FM may be the same as the size of the mark region 134, may be small, or may be large. The work W may or may not be arranged on the stage 13 during the period during which the initial setting operation is being performed.

その後、制御装置15は、複数のマーク領域134のうちの一のマーク領域134を、テストマークTMを形成するためのマーク部材FMが配置された指定マーク領域134dに指定する(ステップS121)。尚、制御装置15は、複数のマーク領域134の全てのマーク領域134を指定マーク領域134dに指定してもよいし、複数のマーク領域134のうちの一部のマーク領域134を指定マーク領域134dに指定してもよい。その後、制御装置15は、ヘッド座標系Ch内において、指定マーク領域134dに配置されたマーク部材FMに対して付加加工を行うことが可能な造形ヘッド11の位置Chfmを特定する(ステップS122)。具体的には、複数のマーク領域134は、ステージ13の上面131上の所定位置(つまり、既知の位置)に設定されている。つまり、指定マーク領域134dもまた、ステージ13の上面131上の所定位置(つまり、既知の位置)に設定されている。このため、ステージ座標系Cs内での指定マーク領域134dの位置Csfm(例えば、指定マーク領域134dの中心、端又はその他任意の部分の位置Csfm)は、制御装置15にとって既知の情報である。一方で、上述したように、造形システム1ではヘッド座標系Chとステージ座標系Csとの間の関係が変わるがゆえに、制御装置15は、指定マーク領域134dの位置Csfmに基づいて、指定マーク領域134dに配置されたマーク部材FMに対して付加加工を行うことが可能な造形ヘッド11の位置Chfmを相対的に高精度に特定することは容易ではない。しかしながら、初期設定動作では、造形システム1は、マーク部材FMのどこか(例えば、マーク部材FMの上面の任意の位置)にテストマークTMを形成することができれば十分である。言い換えれば、造形システム1は、マーク部材FMにおけるテストマークTMの形成位置を相対的に高精度に制御しなくてもよい。このため、制御装置15は、ヘッド座標系Chとステージ座標系Csとの間の関係が理想的な関係にあるものと仮定することで、指定マーク領域134dの位置Csfmに基づいて、指定マーク領域134dに配置されたマーク部材FMに対して付加加工を行うことが可能な造形ヘッド11の位置Chfmを特定(ここでは、実質的には、推定)可能である。 After that, the control device 15 designates the mark area 134 of the plurality of mark areas 134 as the designated mark area 134d in which the mark member FM for forming the test mark TM is arranged (step S121). The control device 15 may designate all the mark areas 134 of the plurality of mark areas 134 as the designated mark area 134d, or may designate some mark areas 134 of the plurality of mark areas 134 as the designated mark area 134d. It may be specified in. After that, the control device 15 specifies the position Chfm of the modeling head 11 capable of performing additional processing on the mark member FM arranged in the designated mark region 134d in the head coordinate system Ch (step S122). Specifically, the plurality of mark areas 134 are set at predetermined positions (that is, known positions) on the upper surface 131 of the stage 13. That is, the designated mark area 134d is also set to a predetermined position (that is, a known position) on the upper surface 131 of the stage 13. Therefore, the position Csfm of the designated mark area 134d in the stage coordinate system Cs (for example, the position Csfm of the center, the end, or any other arbitrary portion of the designated mark area 134d) is known information to the control device 15. On the other hand, as described above, since the relationship between the head coordinate system Ch and the stage coordinate system Cs changes in the modeling system 1, the control device 15 determines the designated mark area based on the position Csfm of the designated mark area 134d. It is not easy to specify the position Chfm of the modeling head 11 capable of performing additional processing on the mark member FM arranged at 134d with relatively high accuracy. However, in the initial setting operation, it is sufficient that the modeling system 1 can form the test mark TM somewhere on the mark member FM (for example, an arbitrary position on the upper surface of the mark member FM). In other words, the modeling system 1 does not have to control the formation position of the test mark TM in the mark member FM with relatively high accuracy. Therefore, the control device 15 assumes that the relationship between the head coordinate system Ch and the stage coordinate system Cs is an ideal relationship, and the designated mark area is based on the position Csfm of the designated mark area 134d. It is possible to specify (substantially estimate here) the position Chfm of the modeling head 11 capable of performing additional processing on the mark member FM arranged at 134d.

しかしながら、ヘッド座標系Chとステージ座標系Csとの間の関係が理想的な関係ではない(特に、理想的な関係とは相対的に大きく異なっている)場合には、造形システム1がマーク部材FMにテストマークTMを形成することができない可能性がある。つまり、造形システム1が、マーク部材FMから離れた位置にテストマークTMを形成してしまう可能性がある。そこで、マーク領域134のサイズ(特に、XY平面に沿ったサイズ)は、ヘッド座標系Chとステージ座標系Csとの間の関係が理想的な関係からずれてしまった場合(特に、実際の造形システム1において生じ得る程度にずれてしまった場合、以下同じ)であっても、位置Chfmに位置する造形ヘッド11が指定マーク領域134dに配置されたマーク部材FMにテストマークTMを形成することができるほどに大きなサイズに設定されていてもよい。同様に、マーク部材FMのサイズ(特に、XY平面に沿ったサイズ)は、ヘッド座標系Chとステージ座標系Csとの間の関係が理想的な関係からずれてしまった場合であっても、位置Chfmに位置する造形ヘッド11が指定マーク領域134dに配置されたマーク部材FMにテストマークTMを形成することができるほどに大きなサイズに設定されていてもよい。 However, if the relationship between the head coordinate system Ch and the stage coordinate system Cs is not an ideal relationship (particularly, it is relatively significantly different from the ideal relationship), the modeling system 1 is used as a mark member. It may not be possible to form the test mark TM on the FM. That is, there is a possibility that the modeling system 1 will form the test mark TM at a position away from the mark member FM. Therefore, the size of the mark region 134 (particularly, the size along the XY plane) is when the relationship between the head coordinate system Ch and the stage coordinate system Cs deviates from the ideal relationship (particularly, the actual modeling). If the system 1 is displaced to the extent that it can occur, the modeling head 11 located at the position Chfm may form a test mark TM on the mark member FM arranged in the designated mark area 134d, even if the same applies hereinafter). It may be set to a size as large as possible. Similarly, the size of the mark member FM (particularly the size along the XY plane) is such that the relationship between the head coordinate system Ch and the stage coordinate system Cs deviates from the ideal relationship. The modeling head 11 located at the position Chfm may be set to a size large enough to form a test mark TM on the mark member FM arranged in the designated mark area 134d.

尚、指定マーク領域134dの位置Csfmが既知の情報である場合には、指定マーク領域134dに配置されたマーク部材FMに対して付加加工を行うことが可能な造形ヘッド11の位置Chfmもまた、既知の情報となり得る。このため、制御装置15は、マーク領域134の位置Csfm及び当該マーク領域134の位置Csfmに対応する造形ヘッド11の位置Chfmに関する情報を記憶しておいてもよい。この場合、制御装置15は、ステップS122において造形ヘッド11の位置Chfmを特定することに代えて、記憶しておいた情報から造形ヘッド11の位置Chfmを特定してもよい。 If the position Csfm of the designated mark area 134d is known information, the position Chfm of the modeling head 11 capable of performing additional processing on the mark member FM arranged in the designated mark area 134d is also used. It can be known information. Therefore, the control device 15 may store information regarding the position Csfm of the mark area 134 and the position Chfm of the modeling head 11 corresponding to the position Csfm of the mark area 134. In this case, the control device 15 may specify the position Chfm of the modeling head 11 from the stored information instead of specifying the position Chfm of the modeling head 11 in step S122.

その後、制御装置15は、ステップS122で特定した位置Chfmに造形ヘッド11を移動させるようにヘッド駆動系12を制御する(ステップS123)。その後、造形ヘッド11が位置Chfmに到達した後に、造形システム1は、制御装置15の制御下で、指定マーク領域134dに配置されたマーク部材FMにテストマークTMを形成する(ステップS124)。造形システム1は、上述した造形物、上述した構造層SL及び上述した3次元構造物STのうちの少なくとも一つを形成するための方法と同様の方法(例えば、図3(a)から図4(c)に示す方法)を用いて、テストマークTMを形成する。つまり、テストマークTMは、上述した造形物と同様の構造物であってもよいし、上述した造形物の集合体と同様の構造物であってもよいし、上述した構造層SLと同様の構造物であってもよいし、複数の構造層SLが積層された上述した3次元構造物STと同様の構造物であってもよい。但し、後述するステップS131からステップS132においてテストマークTMの位置を特定する際に、計測装置14の計測結果が示す計測対象物からテストマークTMを一意に特定することができるように、特定の形状及び寸法の少なくとも一方を有するマークであってもよい。 After that, the control device 15 controls the head drive system 12 so as to move the modeling head 11 to the position Chfm specified in step S122 (step S123). Then, after the modeling head 11 reaches the position Chfm, the modeling system 1 forms a test mark TM on the mark member FM arranged in the designated mark area 134d under the control of the control device 15 (step S124). The modeling system 1 is the same method as the method for forming at least one of the above-mentioned model, the above-mentioned structural layer SL, and the above-mentioned three-dimensional structure ST (for example, FIGS. 3A to 4). The test mark TM is formed by using the method shown in (c). That is, the test mark TM may be a structure similar to the above-mentioned modeled object, a structure similar to the aggregate of the above-mentioned shaped objects, or the same structure as the above-mentioned structural layer SL. It may be a structure, or it may be a structure similar to the above-mentioned three-dimensional structure ST in which a plurality of structural layers SL are laminated. However, when specifying the position of the test mark TM in steps S131 to S132, which will be described later, a specific shape can be uniquely specified from the measurement object indicated by the measurement result of the measuring device 14. And may be a mark having at least one of the dimensions.

その後、制御装置15は、ステージ13に設定された複数のマーク領域MEに夫々配置された複数のマーク部材FMの全てに対してテストマークTMが形成されたか否かを判定する(ステップS125)。ステップS125の判定の結果、全てのマーク部材FMに対してテストマークTMが形成されていないと判定された場合には(ステップS125:No)、制御装置15は、ステップS121以降の処理を繰り返す。つまり、制御装置15は、複数のマーク領域134のうち、未だに指定マーク領域134dに指定されたことがない一のマーク領域134を、新たな指定マーク領域134dに指定する(ステップS121)。その後、制御装置15は、新たに指定した指定マーク領域134dを対象に、テストマークTMを形成するための処理を行う(ステップS122からステップS124)。 After that, the control device 15 determines whether or not the test mark TM is formed for all of the plurality of mark member FMs arranged in the plurality of mark areas ME set in the stage 13 (step S125). If it is determined as a result of the determination in step S125 that the test mark TM is not formed for all the mark member FMs (step S125: No), the control device 15 repeats the processes after step S121. That is, the control device 15 designates one mark area 134 that has not yet been designated as the designated mark area 134d among the plurality of mark areas 134 as the new designated mark area 134d (step S121). After that, the control device 15 performs a process for forming the test mark TM in the newly designated designated mark area 134d (steps S122 to S124).

他方で、ステップS125の判定の結果、全てのマーク部材FMに対してテストマークTMが形成されたと判定された場合には(ステップS125:Yes)、計測装置14は、ステージ13上の物体(具体的には、テストマークTMを含む計測対象物)の状態を計測する(ステップS131)。計測装置14の計測結果(つまり、テストマークTMを含む計測対象物の状態に関する情報)は、制御装置15に出力される。尚、全てのマーク部材FMに対してテストマークTMが形成されたと判定された場合に代えて、複数のマーク部材FMのうちの一部のマーク部材FMに対してテストマークTMが形成されたと判定した場合に、次のステップ(ステップS131)に移行してもよい。 On the other hand, when it is determined that the test mark TM is formed for all the mark member FMs as a result of the determination in step S125 (step S125: Yes), the measuring device 14 is an object (specifically) on the stage 13. Specifically, the state of the measurement object including the test mark TM) is measured (step S131). The measurement result of the measuring device 14 (that is, information regarding the state of the measurement object including the test mark TM) is output to the control device 15. In addition, instead of the case where it is determined that the test mark TM is formed for all the mark member FMs, it is determined that the test mark TM is formed for some of the mark member FMs among the plurality of mark member FMs. If so, the process may proceed to the next step (step S131).

その後、制御装置15は、計測装置14の計測結果に基づいて、ステージ座標系Cs内において、形成されたテストマークTMの位置Cstmを特定する(ステップS132)。具体的には、制御装置15の制御下でテストマークTMが形成されているため、テストマークTMの位置、形状及び寸法のうち少なくとも一つは、制御装置15にとって既知の情報である。従って、制御装置15は、計測装置14が計測した計測対象物の状態(特に、位置、形状及び寸法のうち少なくとも一つ)に関する情報に基づいて、計測対象物からテストマークTMを特定することができる。例えば、制御装置15は、パターンマッチング法等を用いて、計測対象物からテストマークTMを特定することができる。その後、制御装置15は、ステージ座標系Cs内において、特定したテストマークTMの位置Cstmを特定する。 After that, the control device 15 identifies the position Cstm of the formed test mark TM in the stage coordinate system Cs based on the measurement result of the measuring device 14 (step S132). Specifically, since the test mark TM is formed under the control of the control device 15, at least one of the positions, shapes, and dimensions of the test mark TM is information known to the control device 15. Therefore, the control device 15 can identify the test mark TM from the measurement object based on the information regarding the state (particularly, at least one of the position, shape, and dimension) of the measurement object measured by the measurement device 14. can. For example, the control device 15 can specify the test mark TM from the measurement target by using a pattern matching method or the like. After that, the control device 15 specifies the position Cstm of the specified test mark TM in the stage coordinate system Cs.

その後、制御装置15は、ステップS132で特定したテストマークTMの位置Cstm及び当該テストマークTMを形成したときの造形ヘッド11の位置Chfm(つまり、ステップS122で特定した造形ヘッド11の位置Chfm)に基づいて、ヘッド座標系Chとステージ座標系Csとの間の関係を示す変換行列Tを算出する(ステップS141)。具体的には、複数のテストマークTMが形成されているため、ステップS132では、複数の位置Cstmが特定されている。同様に、ステップS122においても、複数の位置Chfmが特定されている。複数の位置Cstmのうちの第1のテストマークTMの位置Cstm1=(Xstm1、Ystm1、Zstm1)は、複数の位置Chfmのうち第1のテストマークTMを形成したときの造形ヘッド11の位置Chfm1=(Xhfm1、Yhfm1、Zhfm1)に対応する。つまり、(Xhfm1、Yhfm1、Zhfm1)=T×(Xstm1、Ystm1、Zstm1)という関係が成立する。同様に、複数の位置Cstmのうちの第2のテストマークTMの位置Cstm2=(Xstm2、Ystm2、Zstm2)は、複数の位置Chfmのうち第2のテストマークTMを形成したときの造形ヘッド11の位置Chfm2=(Xhfm2、Yhfm2、Zhfm2)に対応する。つまり、(Xhfm2、Yhfm2、Zhfm2)=T×(Xstm2、Ystm2、Zstm2)という関係が成立する。同様に、複数の位置Cstmのうちの第3のテストマークTMの位置Cstm3=(Xstm3、Ystm3、Zstm3)は、複数の位置Chfmのうち第3のテストマークTMを形成したときの造形ヘッド11の位置Chfm3=(Xhfm3、Yhfm3、Zhfm3)に対応する。つまり、(Xhfm3、Yhfm3、Zhfm3)=T×(Xstm3、Ystm3、Zstm3)という関係が成立する。従って、制御装置15は、このような複数の位置Cstmと複数の位置Chfmとの間に成立する連立方程式を解くことで、変換行列Tを算出することができる。 After that, the control device 15 sets the position Cstm of the test mark TM specified in step S132 and the position Chfm of the modeling head 11 when the test mark TM is formed (that is, the position Chfm of the modeling head 11 specified in step S122). Based on this, a transformation matrix T showing the relationship between the head coordinate system Ch and the stage coordinate system Cs is calculated (step S141). Specifically, since a plurality of test mark TMs are formed, a plurality of position Cstms are specified in step S132. Similarly, in step S122, a plurality of positions Chfm are specified. The position Cstm1 = (Xstm1, Ystm1, Zstm1) of the first test mark TM among the plurality of positions Cstm is the position Chfm1 = of the modeling head 11 when the first test mark TM is formed among the plurality of positions Chfm. Corresponds to (Xhfm1, Yhfm1, Zhfm1). That is, the relationship (Xhfm1, Yhfm1, Zhfm1) = T × (Xstm1, Ystm1, Zstm1) is established. Similarly, the position Cstm2 = (Xstm2, Ystm2, Zstm2) of the second test mark TM in the plurality of positions Cstm is the position of the modeling head 11 when the second test mark TM in the plurality of positions Chfm is formed. It corresponds to the position Chfm2 = (Xhfm2, Yhfm2, Zhfm2). That is, the relationship (Xhfm2, Yhfm2, Zhfm2) = T × (Xstm2, Ystm2, Zstm2) is established. Similarly, the position Cstm3 = (Xstm3, Ystm3, Zstm3) of the third test mark TM in the plurality of positions Cstm is the position of the modeling head 11 when the third test mark TM in the plurality of positions Chfm is formed. It corresponds to the position Chfm3 = (Xhfm3, Yhfm3, Zhfm3). That is, the relationship (Xhfm3, Yhfm3, Zhfm3) = T × (Xstm3, Ystm3, Zstm3) is established. Therefore, the control device 15 can calculate the transformation matrix T by solving the simultaneous equations that hold between the plurality of positions Cstm and the plurality of positions Chfm.

ヘッド座標系Ch及びステージ座標系Csの夫々が3次元座標系であるため、変換行列Tを算出するために、造形システム1は、少なくとも3つのテストマークTMを形成してもよい。つまり、ステージ13には、少なくとも3つのマーク領域134が設定されていてもよい。この場合、少なくとも3つのマーク領域134は、ステージ座標系CsのX軸に沿った位置が異なる2つのマーク領域134を含んでいてもよい。つまり、造形システム1は、ステージ座標系CsのX軸に沿った位置が異なる少なくとも2つのテストマークTMを形成してもよい。少なくとも3つのマーク領域134は、Y軸に沿った位置が異なる2つのマーク領域134を含んでいてもよい。つまり、造形システム1は、ステージ座標系CsのY軸に沿った位置が異なる少なくとも2つのテストマークTMを形成してもよい。少なくとも3つのマーク領域134は、Z軸に沿った位置が異なる2つのマーク領域134を含んでいてもよい。つまり、造形システム1は、ステージ座標系CsのZ軸に沿った位置が異なる少なくとも2つのテストマークTMを形成してもよい。上述した図2に示す例では、ステージ13には、3つのマーク領域134#1から134#3が設定されている。更に、図2に示す例では、ステージ13には、X軸に沿った位置が異なる2つのマーク領域134#1及び134#2(或いは、2つのマーク領域134#2及び134#3)が設定され、Y軸に沿った位置が異なる3つのマーク領域134#1から134#3が設定され、Z軸に沿った位置が異なる2つのマーク領域134#1及び134#3(或いは、2つのマーク領域134#2及び134#3)が設定されている。 Since each of the head coordinate system Ch and the stage coordinate system Cs is a three-dimensional coordinate system, the modeling system 1 may form at least three test mark TMs in order to calculate the transformation matrix T. That is, at least three mark areas 134 may be set on the stage 13. In this case, at least three mark regions 134 may include two mark regions 134 having different positions along the X axis of the stage coordinate system Cs. That is, the modeling system 1 may form at least two test mark TMs having different positions along the X axis of the stage coordinate system Cs. At least three mark regions 134 may include two mark regions 134 that are located at different positions along the Y axis. That is, the modeling system 1 may form at least two test mark TMs having different positions along the Y axis of the stage coordinate system Cs. At least three mark regions 134 may include two mark regions 134 that are located at different positions along the Z axis. That is, the modeling system 1 may form at least two test mark TMs having different positions along the Z axis of the stage coordinate system Cs. In the example shown in FIG. 2 described above, three mark areas 134 # 1 to 134 # 3 are set on the stage 13. Further, in the example shown in FIG. 2, two mark areas 134 # 1 and 134 # 2 (or two mark areas 134 # 2 and 134 # 3) having different positions along the X axis are set on the stage 13. Three mark areas 134 # 1 to 134 # 3 having different positions along the Y axis are set, and two mark areas 134 # 1 and 134 # 3 (or two marks) having different positions along the Z axis are set. Areas 134 # 2 and 134 # 3) are set.

変換行列Tが算出されると、制御装置15は、ヘッド座標系Ch内の位置(Xh、Yh、Zh)を、当該位置(Xh、Yh、Zh)に対応するステージ座標系Cs内の位置(Xs、Ys、Zs)に変換することができる。同様に、制御装置15は、ステージ座標系Cs内の位置(Xs、Ys、Zs)を、当該位置(Xs、Ys、Zs)に対応するヘッド座標系Ch内の位置(Xh、Yh、Zh)に変換することができる。更に、変換行列Tは、造形システム1がステージ13に対して実際に付加加工を行うことで形成されたテストマークTMに基づいて算出されている。つまり、変換行列Tは、ヘッド座標系Chにおける造形ヘッド11の実際の位置Chfmと、ステージ座標系CsにおけるテストマークTMの実際の位置Cstmとに基づいて算出されている。従って、変換行列Tには、ヘッド座標系Chとステージ座標系Csとの間の実際の関係が反映されている。つまり、ヘッド座標系Chとステージ座標系Csとの間の実際の関係が理想的な関係とは異なる場合であっても、変換行列Tには、ヘッド座標系Chにおける造形ヘッド11の位置とステージ座標系Csにおけるステージ13上の物体の位置との間の実際の関係が反映されている。このため、制御装置15は、変換行列Tを用いて、ヘッド座標系Ch内の位置とステージ座標系Cs内の位置との相互変換を相対的に高精度に行うことができる。 When the transformation matrix T is calculated, the control device 15 sets the position (Xh, Yh, Zh) in the head coordinate system Ch to the position (Xh, Yh, Zh) in the stage coordinate system Cs corresponding to the position (Xh, Yh, Zh). It can be converted to Xs, Ys, Zs). Similarly, the control device 15 sets the position (Xs, Ys, Zs) in the stage coordinate system Cs to the position (Xh, Yh, Zh) in the head coordinate system Ch corresponding to the position (Xs, Ys, Zs). Can be converted to. Further, the transformation matrix T is calculated based on the test mark TM formed by the modeling system 1 actually performing additional processing on the stage 13. That is, the transformation matrix T is calculated based on the actual position Chfm of the modeling head 11 in the head coordinate system Ch and the actual position Cstm of the test mark TM in the stage coordinate system Cs. Therefore, the transformation matrix T reflects the actual relationship between the head coordinate system Ch and the stage coordinate system Cs. That is, even if the actual relationship between the head coordinate system Ch and the stage coordinate system Cs is different from the ideal relationship, the transformation matrix T includes the position of the modeling head 11 in the head coordinate system Ch and the stage. It reflects the actual relationship with the position of the object on stage 13 in the coordinate system Cs. Therefore, the control device 15 can perform mutual conversion between the position in the head coordinate system Ch and the position in the stage coordinate system Cs with relatively high accuracy by using the transformation matrix T.

変換行列Tが算出された後には(或いは、テストマークTMの状態が計測された後には)、マーク領域134からマーク部材FMが取り除かれる(ステップS151)。つまり、マーク部材FMは、初期設定動作が行われる都度交換可能な部材に相当する。尚、マーク部材FMは、次の初期設定動作が行われるまで、マーク領域134に位置していてもよい。また、複数回の初期設定動作で同じマーク部材FMを用いてもよい。 After the transformation matrix T is calculated (or after the state of the test mark TM is measured), the mark member FM is removed from the mark region 134 (step S151). That is, the mark member FM corresponds to a member that can be replaced each time the initial setting operation is performed. The mark member FM may be located in the mark area 134 until the next initial setting operation is performed. Further, the same mark member FM may be used in a plurality of initial setting operations.

制御装置15は、このような初期設定動作を、所望のタイミングで行う。例えば、制御装置15は、造形システム1が作動し始める(例えば、造形システム1の電源が入れられる)たびに、初期設定動作を行ってもよい。例えば、制御装置15は、ステージ13にワークWが配置されるたびに、初期設定動作を行ってもよい。例えば、制御装置15は、ステージ13にワークWが配置される前に又は配置された後に、初期設定動作を行ってもよい。例えば、制御装置15は、一つの又は複数のワークWに対する付加加工が完了するたびに、初期設定動作を行ってもよい。例えば、制御装置15は、造形システム1が作動してから一定時間が経過するたびに、初期設定動作を行ってもよい。例えば、制御装置15は、造形システム1のオペレータから初期設定動作を行う旨の指示が入力されるたびに、初期設定動作を行ってもよい。 The control device 15 performs such an initial setting operation at a desired timing. For example, the control device 15 may perform an initial setting operation each time the modeling system 1 starts to operate (for example, the modeling system 1 is turned on). For example, the control device 15 may perform the initial setting operation every time the work W is arranged on the stage 13. For example, the control device 15 may perform the initial setting operation before or after the work W is arranged on the stage 13. For example, the control device 15 may perform the initial setting operation each time the additional processing for one or a plurality of work W is completed. For example, the control device 15 may perform the initial setting operation every time a certain time elapses from the operation of the modeling system 1. For example, the control device 15 may perform the initial setting operation each time an instruction to perform the initial setting operation is input from the operator of the modeling system 1.

(2-2-2)ヘッド移動動作
続いて、位置合わせ動作のうちのヘッド移動動作について説明する。上述したように、ヘッド移動動作は、造形ヘッド11を造形開始位置Ch_startに移動させる動作である。以下、図6を参照しながら、ヘッド移動動作について説明する。
(2-2-2) Head movement operation Next, the head movement operation among the alignment operations will be described. As described above, the head moving operation is an operation of moving the modeling head 11 to the modeling start position Ch_start. Hereinafter, the head moving operation will be described with reference to FIG.

図6に示すように、まずは、付加加工を行うべきワークWがステージ13に配置される(ステップS211)。ステージ13は、保持領域132を介してワークWを保持する。 As shown in FIG. 6, first, the work W to be subjected to additional machining is arranged on the stage 13 (step S211). The stage 13 holds the work W via the holding area 132.

その後、制御装置15は、複数のマーク領域134のうちの一のマーク領域134を、テストマークTMを形成するためのマーク部材FMが配置するべき指定マーク領域134dに指定する(ステップS221)。尚、制御装置15は、複数のマーク領域134の全てのマーク領域134を指定マーク領域134dに指定してもよいし、複数のマーク領域134のうちの一部マーク領域134を指定マーク領域134dに指定してもよい。その後、指定マーク領域134dにマーク部材FMが配置される。 After that, the control device 15 designates the mark area 134 of the plurality of mark areas 134 as the designated mark area 134d to be arranged by the mark member FM for forming the test mark TM (step S221). The control device 15 may designate all the mark areas 134 of the plurality of mark areas 134 as the designated mark area 134d, or may designate a part of the mark areas 134 of the plurality of mark areas 134 as the designated mark area 134d. You may specify it. After that, the mark member FM is arranged in the designated mark area 134d.

その後、制御装置15は、ヘッド座標系Ch内において、指定マーク領域134dに配置されたマーク部材FMに対して付加加工を行うことが可能な造形ヘッド11の位置Chfmを特定する(ステップS222)。具体的には、制御装置15は、ヘッド移動動作においても、造形ヘッド11の位置Chfmを特定するために上述した初期設定動作において用いられた方法を用いて、造形ヘッド11の位置Chfmを特定する。つまり、制御装置15は、ヘッド座標系Chとステージ座標系Csとの間の関係が理想的な関係にあるものと仮定することで、指定マーク領域134dの位置Csfmに基づいて、指定マーク領域134dに配置されたマーク部材FMに対して付加加工を行うことが可能な造形ヘッド11の位置Chfmを特定(ここでは、実質的には、推定)する。但し、制御装置15は、初期設定動作で算出した変換行列Tを用いて既知の情報である指定マーク領域134dの位置Csfmを変換することで、指定マーク領域134dに配置されたマーク部材FMに対して付加加工を行うことが可能な造形ヘッド11の位置Chfmを特定してもよい。 After that, the control device 15 specifies the position Chfm of the modeling head 11 capable of performing additional processing on the mark member FM arranged in the designated mark region 134d in the head coordinate system Ch (step S222). Specifically, the control device 15 also specifies the position Chfm of the modeling head 11 by using the method used in the above-mentioned initial setting operation for specifying the position Chfm of the modeling head 11 in the head moving operation. .. That is, the control device 15 assumes that the relationship between the head coordinate system Ch and the stage coordinate system Cs is an ideal relationship, and the designated mark area 134d is based on the position Csfm of the designated mark area 134d. The position Chfm of the modeling head 11 capable of performing additional processing on the mark member FM arranged in the above is specified (here, substantially estimated). However, the control device 15 uses the transformation matrix T calculated in the initial setting operation to convert the position Csfm of the designated mark area 134d, which is known information, with respect to the mark member FM arranged in the designated mark area 134d. The position Chfm of the modeling head 11 capable of performing additional processing may be specified.

その後、制御装置15は、ステップS222で特定した位置Chfmに造形ヘッド11を移動させるようにヘッド駆動系12を制御する(ステップS223)。その後、造形ヘッド11が位置Chfmに到達した後に、造形システム1は、制御装置15の制御下で、指定マーク領域134dに配置されたマーク部材FMにテストマークTMを形成する(ステップS224)。ヘッド移動動作において形成されるテストマークTMは、上述した初期設定動作において形成されるテストマークTMと同一であってもよいし、異なっていてもよい。 After that, the control device 15 controls the head drive system 12 so as to move the modeling head 11 to the position Chfm specified in step S222 (step S223). Then, after the modeling head 11 reaches the position Chfm, the modeling system 1 forms a test mark TM on the mark member FM arranged in the designated mark area 134d under the control of the control device 15 (step S224). The test mark TM formed in the head movement operation may be the same as or different from the test mark TM formed in the above-mentioned initial setting operation.

その後、計測装置14は、ステージ13上の物体(具体的には、テストマークTM及びワークWを含む計測対象物)の状態を計測する(ステップS231)。計測装置14の計測結果(つまり、テストマークTM及びワークWを含む計測対象物の状態に関する情報)は、制御装置15に出力される。 After that, the measuring device 14 measures the state of the object (specifically, the measurement object including the test mark TM and the work W) on the stage 13 (step S231). The measurement result of the measuring device 14 (that is, information on the state of the measurement object including the test mark TM and the work W) is output to the control device 15.

その後、制御装置15は、計測装置14の計測結果に基づいて、ステージ座標系Cs内において、形成されたテストマークTMの位置Cstmを特定する(ステップS232)。具体的には、制御装置15は、テストマークTMの位置Cstmを特定するために上述した初期設定動作において用いられた方法を用いて、テストマークTMの位置Cstmを特定する。 After that, the control device 15 identifies the position Cstm of the formed test mark TM in the stage coordinate system Cs based on the measurement result of the measuring device 14 (step S232). Specifically, the control device 15 specifies the position Cstm of the test mark TM by using the method used in the above-mentioned initial setting operation for specifying the position Cstm of the test mark TM.

更に、制御装置15は、計測装置14の計測結果に基づいて、ステージ座標系Cs内において、ワーク造形面MSWにおいて造形を開始するべき造形開始位置Cs_startを特定する(ステップS232)。具体的には、制御装置15は、計測装置14の計測結果から、ステージ座標系Cs内でのワークWの位置を特定することができる。更に、制御装置15は、形成するべき3次元構造物STの3次元モデルデータに基づいて、ワークW上にどのように3次元構造物STを形成するかを特定することができる。ワークW上にどのように3次元構造物STを形成するかが特定されると、3次元構造物STを形成するために初めに造形物を形成するべき位置(例えば、1層目の構造層SL#1を形成するために初めに造形物を形成するべき位置)が特定できる。3次元構造物STを形成するために初めに造形物を形成するべき位置は、造形開始位置Cs_startに相当する。 Further, the control device 15 specifies a modeling start position Cs_start to start modeling on the work modeling surface MSW in the stage coordinate system Cs based on the measurement result of the measuring device 14 (step S232). Specifically, the control device 15 can specify the position of the work W in the stage coordinate system Cs from the measurement result of the measurement device 14. Further, the control device 15 can specify how to form the three-dimensional structure ST on the work W based on the three-dimensional model data of the three-dimensional structure ST to be formed. When how to form the three-dimensional structure ST on the work W is specified, the position where the model should be formed first in order to form the three-dimensional structure ST (for example, the first structural layer). The position where the model should be formed first in order to form SL # 1) can be specified. The position where the modeled object should be formed first in order to form the three-dimensional structure ST corresponds to the modeling start position Cs_start.

その後、制御装置15は、ステップS232で特定したテストマークTMの位置Cstm、当該テストマークTMを形成したときの造形ヘッド11の位置Chfm(つまり、ステップS222で特定した造形ヘッド11の位置Chfm)、及び、ステップS232で特定した造形開始位置Cs_startに基づいて、造形ヘッド11を造形開始位置Ch_startに移動させる(ステップS241)。以下、図7を参照しながら、テストマークTMの位置Cstm、造形ヘッド11の位置Chfm、及び、造形開始位置Cs_startに基づいて造形ヘッド11を造形開始位置Ch_startに移動させる動作について更に詳細に説明する。 After that, the control device 15 determines the position Cstm of the test mark TM specified in step S232, the position Chfm of the modeling head 11 when the test mark TM is formed (that is, the position Chfm of the modeling head 11 specified in step S222). Then, the modeling head 11 is moved to the modeling start position Ch_start based on the modeling start position Cs_start specified in step S232 (step S241). Hereinafter, the operation of moving the modeling head 11 to the modeling start position Ch_start based on the position Cstm of the test mark TM, the position Chfm of the modeling head 11, and the modeling start position Cs_start will be described in more detail with reference to FIG. 7. ..

図7の上部は、ステージ座標系CsにおけるテストマークTMの位置Cstm=(Xstm、Ystm、Zstm)と造形開始位置Cs_start=(Xs_start、Ys_start、Zs_start)との関係を示す平面図である。一方で、図7の下部は、ヘッド座標系Chにおける造形ヘッド11の位置Chfm=(Xhfm、Yhfm、Zhfm)と造形開始位置Ch_start=(Xh_start、Yh_start、Zh_start)との関係を示す平面図である。 The upper part of FIG. 7 is a plan view showing the relationship between the position Cstm = (Xstm, Ystm, Zstm) of the test mark TM in the stage coordinate system Cs and the modeling start position Cs_start = (Xs_start, Ys_start, Zs_start). On the other hand, the lower part of FIG. 7 is a plan view showing the relationship between the position Chfm = (Xhfm, Yhfm, Zhfm) of the modeling head 11 in the head coordinate system Ch and the modeling start position Ch_start = (Xh_start, Yh_start, Zh_start). ..

図7に示すように、ヘッド座標系Ch内の位置Chfmに位置する造形ヘッド11からの光ELで、ステージ座標系Cs内の位置CstmにテストマークTMが形成されている。このため、ヘッド座標系Ch内の位置Chfmに位置する造形ヘッド11からの光ELの照射領域EAは、ステージ座標系Cs内の位置Cstmに設定される。この場合、ステージ座標系Cs内で照射領域EAが位置Cstmから造形開始位置Cs_startに移動するようにヘッド座標系Ch内で造形ヘッド11が移動すれば、造形ヘッド11が造形開始位置Cs_startに位置することになる。 As shown in FIG. 7, the test mark TM is formed at the position Cstm in the stage coordinate system Cs by the optical EL from the modeling head 11 located at the position Chfm in the head coordinate system Ch. Therefore, the irradiation region EA of the optical EL from the modeling head 11 located at the position Chfm in the head coordinate system Ch is set to the position Cstm in the stage coordinate system Cs. In this case, if the modeling head 11 moves in the head coordinate system Ch so that the irradiation region EA moves from the position Cstm to the modeling start position Cs_start in the stage coordinate system Cs, the modeling head 11 is located at the modeling start position Cs_start. It will be.

具体的には、ステージ座標系Csにおいて、造形開始位置Cs_startは、テストマークTMの位置Cstmから、X軸に沿って(Xs_start-Xstm)という距離だけ離れている。ステージ座標系Csにおいて、造形開始位置Cs_startは、テストマークTMの位置Cstmから、Y軸に沿って(Ys_start-Ystm)という距離だけ離れている。ステージ座標系Csにおいて、造形開始位置Cs_startは、テストマークTMの位置Cstmから、Z軸に沿って(Zs_start-Zstm)という距離だけ離れている。このため、ステージ座標系Cs内において、照射領域EAが、X軸に沿って(Xs_start-Xstm)という距離だけ移動し、Y軸に沿って(Ys_start-Ystm)という距離だけ移動し、且つ、Z軸に沿って(Zs_start-Zstm)という距離だけ移動するように、ヘッド座標系Chにおいて位置Chfmに位置していた造形ヘッド11が移動すれば、造形ヘッド11が造形開始位置Cs_startに位置することになる。 Specifically, in the stage coordinate system Cs, the modeling start position Cs_start is separated from the position Cstm of the test mark TM by a distance (Xs_start-Xstm) along the X axis. In the stage coordinate system Cs, the modeling start position Cs_start is separated from the position Cstm of the test mark TM by a distance (Ys_start-Ystm) along the Y axis. In the stage coordinate system Cs, the modeling start position Cs_start is separated from the position Cstm of the test mark TM by a distance (Zs_start-Zstm) along the Z axis. Therefore, in the stage coordinate system Cs, the irradiation region EA moves by a distance of (Xs_start-Xstm) along the X axis, moves by a distance of (Ys_start-Ystm) along the Y axis, and Z. If the modeling head 11 located at the position Chfm in the head coordinate system Ch moves so as to move by a distance (Zs_start-Zstm) along the axis, the modeling head 11 will be positioned at the modeling start position Cs_start. Become.

ここで、ヘッド座標系Ch内において、造形ヘッド11が、X軸に沿って(Xs_start-Xstm)という距離だけ移動し、Y軸に沿って(Ys_start-Ystm)という距離だけ移動し、且つ、Z軸に沿って(Zs_start-Zstm)という距離だけ移動すれば、ステージ座標系Cs内で照射領域EAが位置Cstmから造形開始位置Cs_startに移動する可能性はある。しかしながら、上述したように、ヘッド座標系Chとステージ座標系Csとの間の関係が常に理想的な関係にあるとは限らない。このため、ヘッド座標系Ch内で造形ヘッド11がX軸に沿って(Xs_start-Xstm)という距離だけ移動したとしても、ステージ座標系Cs内で照射領域EAがX軸に沿って(Xs_start-Xstm)という距離だけ移動するとは限らない。同様に、ヘッド座標系Ch内で造形ヘッド11がY軸に沿って(Ys_start-Ystm)という距離だけ移動したとしても、ステージ座標系Cs内で照射領域EAがY軸に沿って(Ys_start-Ystm)という距離だけ移動するとは限らない。同様に、ヘッド座標系Ch内で造形ヘッド11がZ軸に沿って(Zs_start-Zstm)という距離だけ移動したとしても、ステージ座標系Cs内で照射領域EAがZ軸に沿って(Zs_start-Zstm)という距離だけ移動するとは限らない。そこで、制御装置15は、変換行列Tを用いて、ステージ座標系CsにおいてテストマークTMの位置Cstmから造形開始位置Cs_startへと移動する照射領域EAの移動量及び移動方向を、ヘッド座標系Chにおける造形ヘッド11の移動量及び移動方向に変換する。その後、制御装置15は、ヘッド座標系Chにおいて、位置Chfmに位置している造形ヘッド11を、変換によって得られた移動方向に向かって、変換によって得られた移動量だけ移動させる。その結果、造形ヘッド11は、照射領域EAを造形開始位置Cs_startに設定することが可能な造形開始位置Ch_startに位置することになる。 Here, in the head coordinate system Ch, the modeling head 11 moves by a distance of (Xs_start-Xstm) along the X axis, moves by a distance of (Ys_start-Ystm) along the Y axis, and Z. If it moves by a distance (Zs_start-Zstm) along the axis, the irradiation region EA may move from the position Cstm to the modeling start position Cs_start in the stage coordinate system Cs. However, as described above, the relationship between the head coordinate system Ch and the stage coordinate system Cs is not always the ideal relationship. Therefore, even if the modeling head 11 moves by a distance along the X axis (Xs_start-Xstm) in the head coordinate system Ch, the irradiation region EA moves along the X axis (Xs_start-Xstm) in the stage coordinate system Cs. ) Does not always move. Similarly, even if the modeling head 11 moves by a distance along the Y axis (Ys_start-Ystm) in the head coordinate system Ch, the irradiation region EA moves along the Y axis (Ys_start-Ystm) in the stage coordinate system Cs. ) Does not always move. Similarly, even if the modeling head 11 moves by a distance along the Z axis (Zs_start-Zstm) in the head coordinate system Ch, the irradiation region EA moves along the Z axis (Zs_start-Zstm) in the stage coordinate system Cs. ) Does not always move. Therefore, the control device 15 uses the transformation matrix T to set the moving amount and moving direction of the irradiation region EA moving from the position Cstm of the test mark TM to the modeling start position Cs_start in the stage coordinate system Cs in the head coordinate system Ch. It is converted into the movement amount and the movement direction of the modeling head 11. After that, the control device 15 moves the modeling head 11 located at the position Chfm in the head coordinate system Ch toward the moving direction obtained by the conversion by the amount of movement obtained by the conversion. As a result, the modeling head 11 is located at the modeling start position Ch_start where the irradiation region EA can be set at the modeling start position Cs_start.

このように、本実施形態では、制御装置15は、造形ヘッド11を造形開始位置Ch_startに適切に移動させることができる。つまり、制御装置15は、移動後の造形ヘッド11のヘッド座標系Ch内での位置が造形開始位置Ch_startに一致するように(或いは、近づくように)、造形ヘッド11を移動させることができる。言い換えれば、制御装置15は、移動後の造形ヘッド11からの光ELが照射される照射領域EAが造形開始位置Cs_startに設定されるように、造形ヘッド11を移動させることができる。尚、制御装置15は、移動後の造形ヘッド11からの光ELによって形成される溶融池MPが造形開始位置Cs_startに設定されるように、造形ヘッド11を移動させてもよく、移動後の造形ヘッド11による供給位置MAが造形開始位置Cs_startに設定されるように、造形ヘッド11を移動させてもよい。 As described above, in the present embodiment, the control device 15 can appropriately move the modeling head 11 to the modeling start position Ch_start. That is, the control device 15 can move the modeling head 11 so that the position of the modeling head 11 in the head coordinate system Ch after movement matches (or approaches) the modeling start position Ch_start. In other words, the control device 15 can move the modeling head 11 so that the irradiation region EA to which the light EL from the modeling head 11 after movement is irradiated is set to the modeling start position Cs_start. The control device 15 may move the modeling head 11 so that the molten pool MP formed by the optical EL from the modeling head 11 after the movement is set at the modeling start position Cs_start, and the modeling after the movement may be performed. The modeling head 11 may be moved so that the supply position MA by the head 11 is set to the modeling start position Cs_start.

制御装置15は、このようなヘッド移動動作を所望のタイミングで行う。例えば、制御装置15は、ステージ13にワークWが配置されるたびに、ヘッド移動動作を行ってもよい。例えば、制御装置15は、一つの又は複数のワークWに対する付加加工が完了するたびに、ヘッド移動動作を行ってもよい。例えば、制御装置15は、造形システム1が作動してから一定時間が経過するたびに、ヘッド移動動作を行ってもよい。例えば、制御装置15は、造形システム1のオペレータからヘッド移動動作を行う旨の指示が入力されるたびに、ヘッド移動動作を行ってもよい。例えば、制御装置15は、初期設定動作が行われるたびに、ヘッド移動動作を行ってもよい。つまり、制御装置15は、初期設定動作が行われる頻度と同じ頻度で、ヘッド移動動作を行ってもよい。例えば、制御装置15は、初期設定動作が行われる頻度よりも少ない頻度で、ヘッド移動動作を行ってもよい。例えば、制御装置15は、初期設定動作が行われる頻度よりも多い頻度で、ヘッド移動動作を行ってもよい。 The control device 15 performs such a head movement operation at a desired timing. For example, the control device 15 may perform a head moving operation each time the work W is arranged on the stage 13. For example, the control device 15 may perform a head moving operation each time the additional processing for one or a plurality of work W is completed. For example, the control device 15 may perform a head movement operation every time a certain time elapses after the modeling system 1 is operated. For example, the control device 15 may perform the head moving operation every time an instruction to perform the head moving operation is input from the operator of the modeling system 1. For example, the control device 15 may perform a head movement operation each time an initial setting operation is performed. That is, the control device 15 may perform the head movement operation at the same frequency as the initial setting operation is performed. For example, the control device 15 may perform the head movement operation less frequently than the initial setting operation is performed. For example, the control device 15 may perform the head movement operation more frequently than the initial setting operation is performed.

尚、制御装置15は、変換行列Tを用いて、ステージ座標系Csにおける造形開始位置Cs_startを、ヘッド座標系Chにおける造形開始位置Ch_startに変換し、当該変換によって得られた造形開始位置Ch_startに造形ヘッド11を移動させてもよい。特に、上述した平行移動に関する行列、上述したスケーリングに関する行列及び上述した回転に関する行列の全てを変換行列Tが含む場合には、制御装置15は、変換行列Tを用いて造形開始位置Ch_startを特定し、当該特定した造形開始位置Ch_startに造形ヘッド11を移動させてもよい。この場合であっても、制御装置15は、造形ヘッド11を造形開始位置Ch_startに相応に適切に移動させることができる。 The control device 15 uses the transformation matrix T to convert the modeling start position Cs_start in the stage coordinate system Cs to the modeling start position Ch_start in the head coordinate system Ch, and models at the modeling start position Ch_start obtained by the conversion. The head 11 may be moved. In particular, when the transformation matrix T includes all of the above-mentioned translation matrix, the above-mentioned scaling matrix, and the above-mentioned rotation matrix, the control device 15 specifies the modeling start position Ch_start using the transformation matrix T. , The modeling head 11 may be moved to the specified modeling start position Ch_start. Even in this case, the control device 15 can appropriately move the modeling head 11 to the modeling start position Ch_start.

(3)変形例
続いて、造形システム1の変形例について説明する。
(3) Modification Example Next, a modification of the modeling system 1 will be described.

(3-1)第1変形例
初めに、第1変形例について説明する。第1変形例では、ヘッド移動動作の内容が上述したヘッド移動動作とは異なる。具体的には、第1変形例におけるヘッド移動動作は、上述したヘッド移動動作と同様に、造形ヘッド11を造形開始位置Ch_startに移動させる動作である。但し、第1変形例におけるヘッド移動動作は、複数種類のテストマークTMを形成し、当該複数種類のテストマークTMのうちのいずれか一つの位置Cstmに基づいて造形ヘッド11を造形開始位置Ch_startに移動させるという点で、上述したヘッド移動動作とは異なる。以下、図8から図10を参照しながら、第1変形例におけるヘッド移動動作について説明する。尚、上述したヘッド移動動作と同一の処理については、同一のステップ番号を付してその詳細な説明を省略する。
(3-1) First Modified Example First , the first modified example will be described. In the first modification, the content of the head moving operation is different from the above-mentioned head moving operation. Specifically, the head moving operation in the first modification is an operation of moving the modeling head 11 to the modeling start position Ch_start, similar to the head moving operation described above. However, in the head movement operation in the first modification, a plurality of types of test mark TMs are formed, and the modeling head 11 is set to the modeling start position Ch_start based on the position Cstm of any one of the plurality of types of test mark TMs. It differs from the above-mentioned head movement operation in that it is moved. Hereinafter, the head moving operation in the first modification will be described with reference to FIGS. 8 to 10. For the same processing as the head movement operation described above, the same step numbers are assigned and detailed description thereof will be omitted.

図8に示すように、まずは、付加加工を行うべきワークWがステージ13に配置される(ステップS211)。更に、制御装置15は、複数のマーク領域134のうちの一のマーク領域134を、テストマークTMを形成するためのマーク部材FMが配置されるべき指定マーク領域134dに指定する(ステップS221)。尚、制御装置15は、複数のマーク領域134の全てのマーク領域134を指定マーク領域134dに指定してもよいし、複数のマーク領域134のうちの一部マーク領域134を指定マーク領域134dに指定してもよい。この際、指定マーク領域134dにマーク部材FMが配置される。 As shown in FIG. 8, first, the work W to be subjected to additional machining is arranged on the stage 13 (step S211). Further, the control device 15 designates the mark area 134 of the plurality of mark areas 134 as the designated mark area 134d in which the mark member FM for forming the test mark TM should be arranged (step S221). The control device 15 may designate all the mark areas 134 of the plurality of mark areas 134 as the designated mark area 134d, or may designate a part of the mark areas 134 of the plurality of mark areas 134 as the designated mark area 134d. You may specify it. At this time, the mark member FM is arranged in the designated mark area 134d.

上述したように、第1変形例では、指定マーク領域134dに配置されたマーク部材FMには、複数種類のテストマークTMが形成される。具体的には、テストマークTMを形成している期間中の造形ヘッド11の移動方向(特に、ヘッド座標系ChのXY平面に沿った移動方向)が異なる複数のテストマークTMが形成される。例えば、第1の方向に向かって移動する造形ヘッド11によって形成されるテストマークTMと、第1の方向とは異なる(例えば、第1の方向に交差する又は第1の方向とは逆向きの)第2の方向に向かって移動する造形ヘッド11によって形成されるテストマークTMとが形成される。例えば、第1の方向に向かって移動する造形ヘッド11によって形成されるテストマークTMと、第2の方向に向かって移動する造形ヘッド11によって形成されるテストマークTMと、第1及び第2の方向とは異なる(例えば、第1及び第2の方向の少なくとも一方に交差する、又は、第1及び第2の方向の少なくとも一方とは逆向きの)第3の方向に向かって移動する造形ヘッド11によって形成されるテストマークTMとが形成される。例えば、第1の方向に向かって移動する造形ヘッド11によって形成されるテストマークTMと、第2の方向に向かって移動する造形ヘッド11によって形成されるテストマークTMと、第3の方向に向かって移動する造形ヘッド11によって形成されるテストマークTMと、第1から第3の方向とは異なる(例えば、第1から第3の方向の少なくとも一方に交差する、又は、第1から第3の方向の少なくとも一方とは逆向きの)第4の方向に向かって移動する造形ヘッド11によって形成されるテストマークTMとが形成される。 As described above, in the first modification, a plurality of types of test mark TMs are formed on the mark member FM arranged in the designated mark area 134d. Specifically, a plurality of test mark TMs having different moving directions (particularly, moving directions along the XY plane of the head coordinate system Ch) during the period of forming the test mark TM are formed. For example, the test mark TM formed by the modeling head 11 moving toward the first direction is different from the first direction (for example, intersecting the first direction or opposite to the first direction). ) A test mark TM formed by the modeling head 11 moving in the second direction is formed. For example, the test mark TM formed by the modeling head 11 moving in the first direction, the test mark TM formed by the modeling head 11 moving in the second direction, and the first and second models. A modeling head that moves in a third direction that is different from the direction (for example, intersecting at least one of the first and second directions, or opposite to at least one of the first and second directions). The test mark TM formed by 11 is formed. For example, a test mark TM formed by a modeling head 11 moving in a first direction, a test mark TM formed by a modeling head 11 moving in a second direction, and a third direction. The test mark TM formed by the moving modeling head 11 is different from the first to third directions (for example, intersecting at least one of the first to third directions, or the first to third directions. A test mark TM formed by the modeling head 11 moving in a fourth direction (opposite to at least one of the directions) is formed.

第1の方向に向かって移動する造形ヘッド11によって形成されるテストマークTMは、ワーク造形面MSWに沿って第1の方向(或いは、ヘッド座標系Chでの第1の方向に対応する、ステージ座標系Csでの第5の方向)に沿って延びる線状のテストマークTMとなる。第2の方向に向かって移動する造形ヘッド11によって形成されるテストマークTMは、ワーク造形面MSWに沿って第2の方向(或いは、ヘッド座標系Chでの第2の方向に対応する、ステージ座標系Csでの第6の方向)に沿って延びる線状のテストマークTMとなる。第3の方向に向かって移動する造形ヘッド11によって形成されるテストマークTMは、ワーク造形面MSWに沿って第3の方向(或いは、ヘッド座標系Chでの第3の方向に対応する、ステージ座標系Csでの第7の方向)に沿って延びる線状のテストマークTMとなる。第4の方向に向かって移動する造形ヘッド11によって形成されるテストマークTMは、ワーク造形面MSWに沿って第4の方向(或いは、ヘッド座標系Chでの第4の方向に対応する、ステージ座標系Csでの第8の方向)に沿って延びる線状のテストマークTMとなる。このため、第1変形例では、ワーク造形面MSWに沿った延伸方向が異なる複数のテストマークTMが形成されるとも言える。尚、複数のテストマークTMの延伸方向はワーク造形面MSWに沿っていなくてもよい。 The test mark TM formed by the modeling head 11 moving toward the first direction is a stage corresponding to the first direction (or the first direction in the head coordinate system Ch) along the work modeling surface MSW. It is a linear test mark TM extending along the fifth direction in the coordinate system Cs). The test mark TM formed by the modeling head 11 moving toward the second direction is a stage corresponding to the second direction (or the second direction in the head coordinate system Ch) along the work modeling surface MSW. It is a linear test mark TM extending along the sixth direction in the coordinate system Cs). The test mark TM formed by the modeling head 11 moving toward the third direction is a stage corresponding to the third direction (or the third direction in the head coordinate system Ch) along the work modeling surface MSW. It is a linear test mark TM extending along the seventh direction in the coordinate system Cs). The test mark TM formed by the modeling head 11 moving toward the fourth direction is a stage corresponding to the fourth direction (or the fourth direction in the head coordinate system Ch) along the work modeling surface MSW. It is a linear test mark TM extending along the eighth direction in the coordinate system Cs). Therefore, in the first modification, it can be said that a plurality of test mark TMs having different stretching directions along the work forming surface MSW are formed. The stretching direction of the plurality of test marks TM does not have to be along the work forming surface MSW.

一例として、図11は、テストマークTM(+X)と、テストマークTM(-X)と、テストマークTM(+Y)と、テストマークTM(-Y)とが形成される例を示している。テストマークTM(+X)は、ヘッド座標系ChのX軸に沿って且つヘッド座標系Chの+X側に向かって移動する造形ヘッド11によって形成されるテストマークTMである。テストマークTM(-X)は、ヘッド座標系ChのX軸に沿って且つヘッド座標系Chの-X側に向かって移動する造形ヘッド11によって形成されるテストマークTMである。テストマークTM(+Y)は、ヘッド座標系ChのY軸に沿って且つヘッド座標系Chの+Y側に向かって移動する造形ヘッド11によって形成されるテストマークTMである。テストマークTM(-Y)は、ヘッド座標系ChのY軸に沿って且つヘッド座標系Chの-Y側に向かって移動する造形ヘッド11によって形成されるテストマークTMである。以下の説明では、説明の便宜上、図11に示す4種類のテストマークTM(つまり、テストマークTM(+X)、テストマークTM(-X)、テストマークTM(+Y)及びテストマークTM(-Y))を形成するヘッド移動動作について説明する。但し、ヘッド移動動作において、図11に示す4種類のテストマークTMとは異なる数の、異なる形状の及び/又は異なる方向に延びるテストマークTMが形成されてもよい。 As an example, FIG. 11 shows an example in which a test mark TM (+ X), a test mark TM (−X), a test mark TM (+ Y), and a test mark TM (−Y) are formed. The test mark TM (+ X) is a test mark TM formed by the modeling head 11 that moves along the X axis of the head coordinate system Ch and toward the + X side of the head coordinate system Ch. The test mark TM (−X) is a test mark TM formed by the modeling head 11 that moves along the X axis of the head coordinate system Ch and toward the −X side of the head coordinate system Ch. The test mark TM (+ Y) is a test mark TM formed by the modeling head 11 that moves along the Y axis of the head coordinate system Ch and toward the + Y side of the head coordinate system Ch. The test mark TM (−Y) is a test mark TM formed by the modeling head 11 that moves along the Y axis of the head coordinate system Ch and toward the −Y side of the head coordinate system Ch. In the following description, for convenience of explanation, the four types of test mark TM shown in FIG. 11 (that is, test mark TM (+ X), test mark TM (−X), test mark TM (+ Y), and test mark TM (−Y). )) The head moving operation forming the) will be described. However, in the head moving operation, a different number of test mark TMs different from the four types of test mark TMs shown in FIG. 11 and / or extending in different directions may be formed.

再び図8において、指定マーク領域134dを指定した後、制御装置15は、ヘッド座標系Ch内において、指定マーク領域134dに配置されたマーク部材FMにテストマークTM(+X)を形成し始めるときの造形ヘッド11の位置Chfm(+X)を特定する(ステップS3221)。尚、ステップS3221における位置Chfm(+X)を特定する方法は、上述した図6のステップS222における位置Chfmを特定する方法と同一であってもよい。つまり、制御装置15は、ヘッド座標系Chとステージ座標系Csとの間の関係が理想的な関係にあるものと仮定することで、指定マーク領域134d内でテストマークTM(+X)を形成し始める位置Csfm(+X)に基づいて、テストマークTM(+X)を形成し始めるときの造形ヘッド11の位置Chfm(+X)を特定してもよい。後述するステップS3222における位置Chfm(-X)を特定する方法、ステップS3223における位置Chfm(+Y)を特定する方法及びステップS3224における位置Chfm(-Y)を特定する方法についても同様である。 After designating the designated mark area 134d again in FIG. 8, when the control device 15 begins to form the test mark TM (+ X) on the mark member FM arranged in the designated mark area 134d in the head coordinate system Ch. The position Chfm (+ X) of the modeling head 11 is specified (step S3221). The method of specifying the position Chfm (+ X) in step S3221 may be the same as the method of specifying the position Chfm in step S222 of FIG. 6 described above. That is, the control device 15 forms the test mark TM (+ X) in the designated mark area 134d by assuming that the relationship between the head coordinate system Ch and the stage coordinate system Cs is an ideal relationship. Based on the starting position Csfm (+ X), the position Chfm (+ X) of the modeling head 11 when starting to form the test mark TM (+ X) may be specified. The same applies to the method of specifying the position Chfm (−X) in step S3222, the method of specifying the position Chfm (+ Y) in step S3223, and the method of specifying the position Chfm (−Y) in step S3224, which will be described later.

その後、制御装置15は、ステップS3221で特定した位置Chfm(+X)に造形ヘッド11を移動させるようにヘッド駆動系12を制御する(ステップS3231)。その後、造形ヘッド11が位置Chfm(+X)に到達した後に、造形システム1は、制御装置15の制御下で、ヘッド座標系ChのX軸に沿って且つヘッド座標系Chの+X側に向かって移造形ヘッド11を移動させながら、指定マーク領域134dに配置されたマーク部材FMにテストマークTM(+X)を形成する(ステップS3241)。 After that, the control device 15 controls the head drive system 12 so as to move the modeling head 11 to the position Chfm (+ X) specified in step S3221 (step S3231). After that, after the modeling head 11 reaches the position Chfm (+ X), the modeling system 1 controls the control device 15 along the X axis of the head coordinate system Ch and toward the + X side of the head coordinate system Ch. While moving the transfer head 11, a test mark TM (+ X) is formed on the mark member FM arranged in the designated mark area 134d (step S3241).

更に、図8に示すように、テストマークTM(+X)を形成するための処理に相前後して、制御装置15は、ヘッド座標系Ch内において、指定マーク領域134dに配置されたマーク部材FMにテストマークTM(-X)を形成し始めるときの造形ヘッド11の位置Chfm(-X)を特定する(ステップS3222)。その後、制御装置15は、ステップS3222で特定した位置Chfm(-X)に造形ヘッド11を移動させるようにヘッド駆動系12を制御する(ステップS3232)。その後、造形ヘッド11が位置Chfm(-X)に到達した後に、造形システム1は、制御装置15の制御下で、ヘッド座標系ChのX軸に沿って且つヘッド座標系Chの-X側に向かって造形ヘッド11を移動させながら、指定マーク領域134dに配置されたマーク部材FMにテストマークTM(-X)を形成する(ステップS3242)。 Further, as shown in FIG. 8, before and after the process for forming the test mark TM (+ X), the control device 15 arranges the mark member FM in the designated mark area 134d in the head coordinate system Ch. The position Chfm (-X) of the modeling head 11 at the time when the test mark TM (-X) is started to be formed is specified (step S3222). After that, the control device 15 controls the head drive system 12 so as to move the modeling head 11 to the position Chfm (−X) specified in step S3222 (step S3232). Then, after the modeling head 11 reaches the position Chfm (-X), the modeling system 1 is controlled by the control device 15 along the X axis of the head coordinate system Ch and on the -X side of the head coordinate system Ch. The test mark TM (−X) is formed on the mark member FM arranged in the designated mark area 134d while moving the modeling head 11 toward the direction (step S3242).

更に、図9に示すように、テストマークTM(+X)及びテストマークTM(-X)の少なくとも一方を形成するための処理に相前後して、制御装置15は、ヘッド座標系Ch内において、指定マーク領域134dに配置されたマーク部材FMにテストマークTM(+Y)を形成し始めるときの造形ヘッド11の位置Chfm(+Y)を特定する(ステップS3223)。その後、制御装置15は、ステップS3223で特定した位置Chfm(+Y)に造形ヘッド11を移動させるようにヘッド駆動系12を制御する(ステップS3233)。その後、造形ヘッド11が位置Chfm(+Y)に到達した後に、造形システム1は、制御装置15の制御下で、ヘッド座標系ChのY軸に沿って且つヘッド座標系Chの+Y側に向かって造形ヘッド11を移動させながら、指定マーク領域134dに配置されたマーク部材FMにテストマークTM(+Y)を形成する(ステップS3243)。 Further, as shown in FIG. 9, before and after the process for forming at least one of the test mark TM (+ X) and the test mark TM (−X), the control device 15 controls the control device 15 in the head coordinate system Ch. The position Chfm (+ Y) of the modeling head 11 when starting to form the test mark TM (+ Y) on the mark member FM arranged in the designated mark area 134d is specified (step S3223). After that, the control device 15 controls the head drive system 12 so as to move the modeling head 11 to the position Chfm (+ Y) specified in step S3223 (step S3233). After that, after the modeling head 11 reaches the position Chfm (+ Y), the modeling system 1 controls the control device 15 along the Y axis of the head coordinate system Ch and toward the + Y side of the head coordinate system Ch. While moving the modeling head 11, a test mark TM (+ Y) is formed on the mark member FM arranged in the designated mark area 134d (step S3243).

更に、図9に示すように、テストマークTM(+X)、テストマークTM(-X)及びテストマークTM(+Y)の少なくとも一方を形成するための処理に相前後して、制御装置15は、ヘッド座標系Ch内において、指定マーク領域134dに配置されたマーク部材FMにテストマークTM(-Y)を形成し始めるときの造形ヘッド11の位置Chfm(-Y)を特定する(ステップS3224)。その後、制御装置15は、ステップS3224で特定した位置Chfm(-Y)に造形ヘッド11を移動させるようにヘッド駆動系12を制御する(ステップS3234)。その後、造形ヘッド11が位置Chfm(-Y)に到達した後に、造形システム1は、制御装置15の制御下で、ヘッド座標系ChのY軸に沿って且つヘッド座標系Chの-Y側に向かって造形ヘッド11を移動させながら、指定マーク領域134dに配置されたマーク部材FMにテストマークTM(-Y)を形成する(ステップS3244)。 Further, as shown in FIG. 9, the control device 15 is subjected to processing for forming at least one of the test mark TM (+ X), the test mark TM (−X), and the test mark TM (+ Y). In the head coordinate system Ch, the position Chfm (−Y) of the modeling head 11 when starting to form the test mark TM (−Y) on the mark member FM arranged in the designated mark region 134d is specified (step S3224). After that, the control device 15 controls the head drive system 12 so as to move the modeling head 11 to the position Chfm (−Y) specified in step S3224 (step S3234). After that, after the modeling head 11 reaches the position Chfm (-Y), the modeling system 1 is controlled by the control device 15 along the Y axis of the head coordinate system Ch and on the −Y side of the head coordinate system Ch. The test mark TM (−Y) is formed on the mark member FM arranged in the designated mark area 134d while moving the modeling head 11 toward the direction (step S3244).

その後、図10に示すように、計測装置14は、ステージ13上の物体(具体的には、4種類のテストマークTM及びワークWを含む計測対象物)の状態を計測する(ステップS331)。計測装置14の計測結果(つまり、4種類のテストマークTM及びワークWを含む計測対象物の状態に関する情報)は、制御装置15に出力される。 After that, as shown in FIG. 10, the measuring device 14 measures the state of the object (specifically, the measurement object including the four types of test mark TM and the work W) on the stage 13 (step S331). The measurement result of the measuring device 14 (that is, information on the state of the measurement object including the four types of test mark TM and the work W) is output to the control device 15.

その後、制御装置15は、計測装置14の計測結果に基づいて、ステージ座標系Cs内において、形成された4種類のテストマークTMの位置Cstmを特定する(ステップS332)。特に、制御装置15は、各テストマークTMの端部(特に、各テストマークTMのうち最初に形成された部分に相当する端部)の位置を、位置Cstmとして特定する。尚、制御装置15は、各テストマークTMの重心位置或いは中心位置を、位置Cstmとして特定してもよい。 After that, the control device 15 identifies the position Cstm of the four types of test mark TM formed in the stage coordinate system Cs based on the measurement result of the measuring device 14 (step S332). In particular, the control device 15 specifies the position of the end portion of each test mark TM (particularly, the end portion corresponding to the first formed portion of each test mark TM) as the position Cstm. The control device 15 may specify the position of the center of gravity or the center of each test mark TM as the position Cstm.

具体的には、図11に示すように、テストマークTM(+X)は、テストマークTM(+X)の-X側の端部から+X側の端部に向かって造形物を付加していく付加加工が行われることで形成される。このため、制御装置15は、テストマークTM(+X)の-X側の端部の位置を、位置Cstm(+X)として特定する。同様に、テストマークTM(-X)は、テストマークTM(-X)の+X側の端部から-X側の端部に向かって造形物を付加していく付加加工が行われることで形成される。このため、制御装置15は、テストマークTM(-X)の+X側の端部の位置を、位置Cstm(-X)として特定する。同様に、テストマークTM(+Y)は、テストマークTM(+Y)の-Y側の端部から+Y側の端部に向かって造形物を付加していく付加加工が行われることで形成される。このため、制御装置15は、テストマークTM(+Y)の-Y側の端部の位置を、位置Cstm(+Y)として特定する。同様に、テストマークTM(-Y)は、テストマークTM(-Y)の+Y側の端部から-Y側の端部に向かって造形物を付加していく付加加工が行われることで形成される。このため、制御装置15は、テストマークTM(-Y)の+Y側の端部の位置を、位置Cstm(-Y)として特定する。 Specifically, as shown in FIG. 11, the test mark TM (+ X) adds a modeled object from the end on the −X side to the end on the + X side of the test mark TM (+ X). It is formed by processing. Therefore, the control device 15 specifies the position of the end portion of the test mark TM (+ X) on the −X side as the position Cstm (+ X). Similarly, the test mark TM (-X) is formed by performing additional processing in which a modeled object is added from the + X side end portion of the test mark TM (-X) toward the -X side end portion. Will be done. Therefore, the control device 15 specifies the position of the end portion on the + X side of the test mark TM (−X) as the position Cstm (−X). Similarly, the test mark TM (+ Y) is formed by performing additional processing in which a modeled object is added from the −Y side end portion of the test mark TM (+ Y) toward the + Y side end portion. .. Therefore, the control device 15 specifies the position of the end portion of the test mark TM (+ Y) on the −Y side as the position Cstm (+ Y). Similarly, the test mark TM (-Y) is formed by performing additional processing in which a modeled object is added from the + Y side end portion of the test mark TM (-Y) toward the -Y side end portion. Will be done. Therefore, the control device 15 specifies the position of the end portion on the + Y side of the test mark TM (−Y) as the position Cstm (−Y).

更に、制御装置15は、計測装置14の計測結果に基づいて、ステージ座標系Cs内において、ワーク造形面MSW上の造形を開始するべき造形開始位置Cs_startを特定する(ステップS332)。尚、ステップS332における造形開始位置Cs_startを特定する方法は、上述した図6のステップS232における造形開始位置Cs_startを特定する方法と同一であってもよい。 Further, the control device 15 specifies a modeling start position Cs_start to start modeling on the work modeling surface MSW in the stage coordinate system Cs based on the measurement result of the measuring device 14 (step S332). The method of specifying the modeling start position Cs_start in step S332 may be the same as the method of specifying the modeling start position Cs_start in step S232 of FIG. 6 described above.

その後、制御装置15は、造形ヘッド11を造形開始位置Ch_startに移動させる(ステップS3411からステップS3414)。第1変形例では特に、制御装置15は、ワークWに対する付加加工の開始に伴って造形ヘッド11が移動開始する際の造形ヘッド11の移動方向と同じ方向に向かって移動した造形ヘッド11によって形成されたテストマークTMの位置Cstmに基づいて、造形ヘッド11を造形開始位置Ch_startに移動させる。例えば、付加加工の開始に伴って造形ヘッド11がX軸に沿って且つ+X側に向かって移動開始する場合には、制御装置15は、テストマークTM(+X)の位置Cstm(+X)に基づいて、造形ヘッド11を造形開始位置Ch_startに移動させる。例えば、付加加工の開始に伴って造形ヘッド11がX軸に沿って且つ-X側に向かって移動開始する場合には、制御装置15は、テストマークTM(-X)の位置Cstm(-X)に基づいて、造形ヘッド11を造形開始位置Ch_startに移動させる。例えば、付加加工の開始に伴って造形ヘッド11がX軸に沿って且つ+Y側に向かって移動開始する場合には、制御装置15は、テストマークTM(+Y)の位置Cstm(+Y)に基づいて、造形ヘッド11を造形開始位置Ch_startに移動させる。例えば、付加加工の開始に伴って造形ヘッド11がX軸に沿って且つ-Y側に向かって移動開始する場合には、制御装置15は、テストマークTM(-Y)の位置Cstm(-Y)に基づいて、造形ヘッド11を造形開始位置Ch_startに移動させる。 After that, the control device 15 moves the modeling head 11 to the modeling start position Ch_start (step S3411 to step S3414). In particular, in the first modification, the control device 15 is formed by the modeling head 11 that moves in the same direction as the moving direction of the modeling head 11 when the modeling head 11 starts moving with the start of additional processing on the work W. The modeling head 11 is moved to the modeling start position Ch_start based on the position Cstm of the test mark TM. For example, when the modeling head 11 starts moving along the X axis and toward the + X side with the start of additional processing, the control device 15 is based on the position Cstm (+ X) of the test mark TM (+ X). Then, the modeling head 11 is moved to the modeling start position Ch_start. For example, when the modeling head 11 starts moving along the X axis and toward the −X side with the start of the additional processing, the control device 15 determines the position Cstm (−X) of the test mark TM (−X). ), The modeling head 11 is moved to the modeling start position Ch_start. For example, when the modeling head 11 starts moving along the X axis and toward the + Y side with the start of additional processing, the control device 15 is based on the position Cstm (+ Y) of the test mark TM (+ Y). Then, the modeling head 11 is moved to the modeling start position Ch_start. For example, when the modeling head 11 starts moving along the X axis and toward the −Y side with the start of the additional processing, the control device 15 determines the position Cstm (−Y) of the test mark TM (−Y). ), The modeling head 11 is moved to the modeling start position Ch_start.

このように造形ヘッド11を移動させるために、制御装置15はまず、付加加工の開始に伴って造形ヘッド11がどの方向に向かって移動開始するかを判定する(ステップS35)。制御装置15は、付加加工の開始に伴って造形ヘッド11が移動開始する際の造形ヘッド11の移動方向がどの方向であるかを判定する(ステップS35)。制御装置15は、造形開始位置Ch_startに位置している造形ヘッド11が、付加加工の開始に伴ってどの方向に向かって移動開始するかを判定する(ステップS35)。具体的には、制御装置15は、計測装置14の計測結果から、ステージ座標系Cs内でのワークWの位置を特定することができる。更に、制御装置15は、形成するべき3次元構造物STの3次元モデルデータに基づいて、ワークW上にどのように3次元構造物STを形成するかを特定することができる。ワークW上にどのように3次元構造物STを形成するかが特定されると、3次元構造物STを形成するための造形ヘッド11の移動軌跡(例えば、1層目の構造層SL#1を形成するための造形ヘッド11の移動軌跡)が特定できる。造形ヘッド11の移動軌跡が特定できると、ワークWに対して付加加工を開始する際の造形ヘッド11の移動方向も特定できる。 In order to move the modeling head 11 in this way, the control device 15 first determines in which direction the modeling head 11 starts moving with the start of additional processing (step S35). The control device 15 determines in which direction the modeling head 11 moves when the modeling head 11 starts moving with the start of additional processing (step S35). The control device 15 determines in which direction the modeling head 11 located at the modeling start position Ch_start starts moving with the start of additional processing (step S35). Specifically, the control device 15 can specify the position of the work W in the stage coordinate system Cs from the measurement result of the measurement device 14. Further, the control device 15 can specify how to form the three-dimensional structure ST on the work W based on the three-dimensional model data of the three-dimensional structure ST to be formed. When how to form the three-dimensional structure ST on the work W is specified, the movement locus of the modeling head 11 for forming the three-dimensional structure ST (for example, the first structural layer SL # 1). The movement locus of the modeling head 11 for forming the above) can be specified. If the movement locus of the modeling head 11 can be specified, the moving direction of the modeling head 11 when starting additional processing with respect to the work W can also be specified.

ステップS35において、造形ヘッド11がX軸に沿って且つ+X側に向かって移動開始すると判定された場合には、制御装置15は、ステップS332で特定したテストマークTM(+X)の位置Cstm(+X)、当該テストマークTM(+X)を形成したときの造形ヘッド11の位置Chfm(+X)(つまり、ステップS3221で特定した造形ヘッド11の位置Chfm(+X))、及び、ステップS332で特定した造形開始位置Cs_startに基づいて、造形ヘッド11を造形開始位置Ch_startに移動させる(ステップS3411)。尚、ステップS3411におけるテストマークTM(+X)の位置Cstm(+X)、造形ヘッド11の位置Chfm(+X)、及び、造形開始位置Cs_startに基づいて造形ヘッド11を造形開始位置Ch_startに移動させる動作は、上述した図6のステップS241におけるテストマークTMの位置Cstm、造形ヘッド11の位置Chfm、及び、造形開始位置Cs_startに基づいて造形ヘッド11を造形開始位置Ch_startに移動させる動作と同一であってもよい。このため、その詳細な説明は省略するが、以下その概要について簡単に説明する。例えば、図12に示すように、制御装置15は、テストマークTM(+X)の位置Cstm(+X)=(Xstm(+X)、Ystm(+X)、Zstm(+X))から造形開始位置Cs_startへと移動する照射領域EAの移動量及び移動方向を特定する。その後、制御装置15は、変換行列Tを用いて、ステージ座標系Csにおいて特定した照射領域EAの移動量及び移動方向を、ヘッド座標系Chにおける造形ヘッド11の移動量及び移動方向に変換する。その後、制御装置15は、ヘッド座標系Chにおいて、位置Chfm(+X)に位置している造形ヘッド11を、変換によって得られた移動方向に向かって、変換によって得られた移動量だけ移動させる。その結果、造形ヘッド11は、造形開始位置Ch_startに位置することになる。 When it is determined in step S35 that the modeling head 11 starts moving along the X axis and toward the + X side, the control device 15 determines the position Cstm (+ X) of the test mark TM (+ X) specified in step S332. ), The position Chfm (+ X) of the modeling head 11 when the test mark TM (+ X) is formed (that is, the position Chfm (+ X) of the modeling head 11 specified in step S3221), and the modeling specified in step S332. Based on the start position Cs_start, the modeling head 11 is moved to the modeling start position Ch_start (step S3411). The operation of moving the modeling head 11 to the modeling start position Ch_start based on the position Cstm (+ X) of the test mark TM (+ X) in step S3411, the position Chfm (+ X) of the modeling head 11, and the modeling start position Cs_start is Even if it is the same as the operation of moving the modeling head 11 to the modeling start position Ch_start based on the position Cstm of the test mark TM, the position Chfm of the modeling head 11 and the modeling start position Cs_start in step S241 of FIG. good. Therefore, although a detailed description thereof will be omitted, the outline thereof will be briefly described below. For example, as shown in FIG. 12, the control device 15 moves from the position Cstm (+ X) = (Xstm (+ X), Ystm (+ X), Zstm (+ X)) of the test mark TM (+ X) to the modeling start position Cs_start. The moving amount and moving direction of the moving irradiation area EA are specified. After that, the control device 15 uses the transformation matrix T to convert the movement amount and movement direction of the irradiation region EA specified in the stage coordinate system Cs into the movement amount and movement direction of the modeling head 11 in the head coordinate system Ch. After that, the control device 15 moves the modeling head 11 located at the position Chfm (+ X) in the head coordinate system Ch toward the moving direction obtained by the conversion by the amount of movement obtained by the conversion. As a result, the modeling head 11 is located at the modeling start position Ch_start.

ステップS35において、造形ヘッド11がX軸に沿って且つ-X側に向かって移動開始すると判定された場合には、制御装置15は、ステップS332で特定したテストマークTM(-X)の位置Cstm(-X)、当該テストマークTM(-X)を形成したときの造形ヘッド11の位置Chfm(-X)(つまり、ステップS3222で特定した造形ヘッド11の位置Chfm(-X))、及び、ステップS332で特定した造形開始位置Cs_startに基づいて、造形ヘッド11を造形開始位置Ch_startに移動させる(ステップS3412)。ステップS3412におけるテストマークTM(-X)の位置Cstm(-X)、造形ヘッド11の位置Chfm(-X)、及び、造形開始位置Cs_startに基づいて造形ヘッド11を造形開始位置Ch_startに移動させる動作は、上述した図6のステップS241におけるテストマークTMの位置Cstm、造形ヘッド11の位置Chfm、及び、造形開始位置Cs_startに基づいて造形ヘッド11を造形開始位置Ch_startに移動させる動作と同一であってもよい。後述するステップS3413及びステップS3414においても同様である。 When it is determined in step S35 that the modeling head 11 starts moving along the X axis and toward the −X side, the control device 15 determines the position Cstm of the test mark TM (−X) specified in step S332. (-X), the position Chfm (-X) of the modeling head 11 when the test mark TM (-X) is formed (that is, the position Chfm (-X) of the modeling head 11 specified in step S3222), and Based on the modeling start position Cs_start specified in step S332, the modeling head 11 is moved to the modeling start position Ch_start (step S3412). Operation to move the modeling head 11 to the modeling start position Ch_start based on the position Cstm (-X) of the test mark TM (-X) in step S3412, the position Chfm (-X) of the modeling head 11, and the modeling start position Cs_start. Is the same as the operation of moving the modeling head 11 to the modeling start position Ch_start based on the position Cstm of the test mark TM, the position Chfm of the modeling head 11 and the modeling start position Cs_start in step S241 of FIG. May be good. The same applies to steps S3413 and S3414 described later.

ステップS35において、造形ヘッド11がY軸に沿って且つ+Y側に向かって移動開始すると判定された場合には、制御装置15は、ステップS332で特定したテストマークTM(+Y)の位置Cstm(+Y)、当該テストマークTM(+Y)を形成したときの造形ヘッド11の位置Chfm(+Y)(つまり、ステップS3223で特定した造形ヘッド11の位置Chfm(+Y))、及び、ステップS332で特定した造形開始位置Cs_startに基づいて、造形ヘッド11を造形開始位置Ch_startに移動させる(ステップS3413)。 When it is determined in step S35 that the modeling head 11 starts moving along the Y axis and toward the + Y side, the control device 15 determines the position Cstm (+ Y) of the test mark TM (+ Y) specified in step S332. ), The position Chfm (+ Y) of the modeling head 11 when the test mark TM (+ Y) is formed (that is, the position Chfm (+ Y) of the modeling head 11 specified in step S3223), and the modeling specified in step S332. Based on the start position Cs_start, the modeling head 11 is moved to the modeling start position Ch_start (step S3413).

ステップS35において、造形ヘッド11がY軸に沿って且つ-Y側に向かって移動開始すると判定された場合には、制御装置15は、ステップS332で特定したテストマークTM(-Y)の位置Cstm(-Y)、当該テストマークTM(-Y)を形成したときの造形ヘッド11の位置Chfm(-Y)(つまり、ステップS3224で特定した造形ヘッド11の位置Chfm(-Y))、及び、ステップS332で特定した造形開始位置Cs_startに基づいて、造形ヘッド11を造形開始位置Ch_startに移動させる(ステップS3414)。 When it is determined in step S35 that the modeling head 11 starts moving along the Y axis and toward the −Y side, the control device 15 determines the position Cstm of the test mark TM (−Y) specified in step S332. (-Y), the position Chfm (-Y) of the modeling head 11 when the test mark TM (-Y) is formed (that is, the position Chfm (-Y) of the modeling head 11 specified in step S3224), and Based on the modeling start position Cs_start specified in step S332, the modeling head 11 is moved to the modeling start position Ch_start (step S3414).

このように、第1変形例においても、上述したように、制御装置15は、造形ヘッド11を造形開始位置Ch_startに適切に移動させることができる。つまり、制御装置15は、移動後の造形ヘッド11のヘッド座標系Ch内での位置が造形開始位置Ch_startに一致するように(或いは、近づくように)、造形ヘッド11を移動させることができる。言い換えれば、制御装置15は、移動後の造形ヘッド11からの光ELが照射される照射領域EAが造形開始位置Cs_startに設定されるように、造形ヘッド11を移動させることができる。 As described above, also in the first modification, as described above, the control device 15 can appropriately move the modeling head 11 to the modeling start position Ch_start. That is, the control device 15 can move the modeling head 11 so that the position of the modeling head 11 in the head coordinate system Ch after movement matches (or approaches) the modeling start position Ch_start. In other words, the control device 15 can move the modeling head 11 so that the irradiation region EA to which the light EL from the modeling head 11 after movement is irradiated is set to the modeling start position Cs_start.

第1変形例では更に、造形ヘッド11の移動方向の違いに起因してワークW上での造形物の形成位置が変わってしまう可能性がある場合であっても、ワークW上の適切な位置に造形物を形成することができるように、造形ヘッド11を造形開始位置Ch_startに適切に移動させることができる。具体的には、ヘッド駆動系12の特性によっては、ヘッド座標系Chでの造形ヘッド11の位置と当該造形ヘッド11によって形成される造形物のステージ座標系Csでの位置との間の相対的な位置関係が、造形ヘッド11の移動方向によって変動する可能性がある。例えば、造形ヘッド11が第1の方向に向かっている場合におけるヘッド座標系Chでの造形ヘッド11の位置と当該造形ヘッド11によって形成される造形物のステージ座標系Csでの位置との間の相対的な位置関係が、造形ヘッド11が第2の方向に向かっている場合におけるヘッド座標系Chでの造形ヘッド11の位置と当該造形ヘッド11によって形成される造形物のステージ座標系Csでの位置との間の相対的な位置関係と異なるものとなる可能性がある。この場合、ヘッド座標系Ch内のある位置から第1の方向に向かって移動開始した造形ヘッド11が形成する造形物のステージ座標系Csでの位置(特に、造形物のうちの造形開始部分に相当する端部のステージ座標系Csでの位置)が、ヘッド座標系Ch内の同じ位置から第2の方向に向かって移動開始した造形ヘッド11が形成する造形物のステージ座標系Csでの位置と一致しなくなる可能性がある。その結果、造形物の集合体である3次元構造物STの形状精度が悪化する可能性がある。しかるに、第1変形例では、制御装置15は、異なる複数の方向に向かって移動する造形ヘッド11によって夫々形成された複数のテストマークTMの位置に基づいて、造形ヘッド11を造形開始位置Ch_startに移動させる。このため、ヘッド座標系Chでの造形ヘッド11の位置と当該造形ヘッド11によって形成される造形物のステージ座標系Csでの位置との間の相対的な位置関係が造形ヘッド11の移動方向によって変動する場合であっても、造形ヘッド11は、ステージ座標系Csの造形開始位置Cs_startから適切な造形物を形成することができる。このため、3次元構造物STの形状精度の悪化が適切に抑制される。 Further, in the first modification, even if there is a possibility that the formation position of the modeled object on the work W may change due to the difference in the moving direction of the modeling head 11, the appropriate position on the work W The modeling head 11 can be appropriately moved to the modeling start position Ch_start so that the modeled object can be formed. Specifically, depending on the characteristics of the head drive system 12, the relative position between the position of the modeling head 11 in the head coordinate system Ch and the position of the model formed by the modeling head 11 in the stage coordinate system Cs. The positional relationship may vary depending on the moving direction of the modeling head 11. For example, between the position of the modeling head 11 in the head coordinate system Ch when the modeling head 11 is directed in the first direction and the position of the modeling object formed by the modeling head 11 in the stage coordinate system Cs. The relative positional relationship is the position of the modeling head 11 in the head coordinate system Ch when the modeling head 11 is oriented in the second direction and the stage coordinate system Cs of the modeled object formed by the modeling head 11. It may be different from the relative positional relationship with the position. In this case, the position in the stage coordinate system Cs of the modeled object formed by the modeling head 11 that has started to move from a certain position in the head coordinate system Ch toward the first direction (particularly, at the modeling start portion of the modeled object). The position of the corresponding end in the stage coordinate system Cs) is the position in the stage coordinate system Cs of the model formed by the modeling head 11 that has started to move from the same position in the head coordinate system Ch toward the second direction. May not match. As a result, the shape accuracy of the three-dimensional structure ST, which is an aggregate of shaped objects, may deteriorate. However, in the first modification, the control device 15 sets the modeling head 11 at the modeling start position Ch_start based on the positions of the plurality of test marks TM formed by the modeling heads 11 moving in different directions. Move it. Therefore, the relative positional relationship between the position of the modeling head 11 in the head coordinate system Ch and the position in the stage coordinate system Cs of the modeled object formed by the modeling head 11 depends on the moving direction of the modeling head 11. Even if it fluctuates, the modeling head 11 can form an appropriate modeled object from the modeling start position Cs_start of the stage coordinate system Cs. Therefore, deterioration of the shape accuracy of the three-dimensional structure ST is appropriately suppressed.

尚、第1変形例において、ワークWに対する付加加工の開始に伴って造形ヘッド11が移動開始する際の造形ヘッド11の移動方向と異なる方向に向かって移動した造形ヘッド11によって形成されたテストマークTMの位置Cstmを用いてもよい。例えば、付加加工の開始に伴って造形ヘッド11がX軸及びY軸に対して45度の方向に沿って且つ+X側及び+Y側に向かって移動開始する場合には、制御装置15は、テストマークTM(+X)の位置Cstm(+X)及びテストマークTM(+Y)の位置Cstm(+Y)に基づいて、造形ヘッド11を造形開始位置Ch_startに移動させてもよい。付加加工の開始に伴って造形ヘッド11がX軸及びY軸に対して45度の方向に沿って且つ+X側及び+Y側に向かって移動開始する場合には、テストマークTM(+X)の位置Cstm(+X)及びテストマークTM(+Y)の位置Cstm(+Y)の平均値を用いてもよく、45度でない場合には、テストマークTM(+X)の位置Cstm(+X)及びテストマークTM(+Y)の位置Cstm(+Y)の加重平均を用いてもよい。このように、複数のテストマークTMの位置Cstmの統計量を用いてもよい。 In the first modification, the test mark formed by the modeling head 11 that has moved in a direction different from the moving direction of the modeling head 11 when the modeling head 11 starts moving with the start of additional processing on the work W. The position Cstm of TM may be used. For example, when the modeling head 11 starts moving along the direction of 45 degrees with respect to the X axis and the Y axis and toward the + X side and the + Y side with the start of the additional processing, the control device 15 is tested. The modeling head 11 may be moved to the modeling start position Ch_start based on the position Cstm (+ X) of the mark TM (+ X) and the position Cstm (+ Y) of the test mark TM (+ Y). When the modeling head 11 starts moving along the direction of 45 degrees with respect to the X-axis and the Y-axis and toward the + X side and the + Y side with the start of the additional processing, the position of the test mark TM (+ X). The average value of the position Cstm (+ Y) of the Cstm (+ X) and the test mark TM (+ Y) may be used. If the temperature is not 45 degrees, the position Cstm (+ X) of the test mark TM (+ X) and the test mark TM ( A weighted average of the position Cstm (+ Y) at + Y) may be used. In this way, the statistic of the position Cstm of a plurality of test mark TMs may be used.

尚、上述した説明では、複数種類のテストマークTMが、指定マーク領域134dに配置された同じマーク部材134に形成されている。しかしながら、複数種類のテストマークTMの一部が、第1の指定マーク領域134d-1に配置された第1のマーク部材FM-1に形成され、複数種類のテストマークTMの他の一部が、第1の指定マーク領域134d-1とは異なる第2の指定マーク領域134d-2に配置された第2のマーク部材FM-2に形成されていてもよい。 In the above description, a plurality of types of test mark TMs are formed on the same mark member 134 arranged in the designated mark area 134d. However, a part of the plurality of types of test mark TM is formed on the first mark member FM-1 arranged in the first designated mark area 134d-1, and the other part of the plurality of types of test mark TM is formed. , May be formed on the second mark member FM-2 arranged in the second designated mark area 134d-2 different from the first designated mark area 134d-1.

また、上述した説明では、各テストマークTM(+X)、TM(-X)、TM(+Y)、TM(-Y)の形状が一直線状であったが、テストマークの形状は一直線状でなくてもよく、例えば曲線状や鉤状であってもよい。 Further, in the above description, the shapes of the test marks TM (+ X), TM (-X), TM (+ Y), and TM (-Y) are linear, but the shape of the test marks is not linear. It may be curved or hook-shaped, for example.

(3-2)第2変形例
造形動作が行われている造形期間中は、ワークWの表面(或いは、ワークW上に形成された構造層SLの表面)に相当する造形面MSに対して光ELが照射される。このため、造形面CSを介して(更には、構造層SLを介して)光ELからワークWに対して熱が伝達される可能性がある。ワークWに熱が伝達されると、ワークWが熱膨張する可能性がある。一方で、造形動作が終了すると、造形面MSに光ELが照射されなくなるため、光ELからワークWに対して熱が伝達されなくなる。このため、熱膨張していたワークWが収縮する可能性がある。
(3-2) Second Modification Example With respect to the modeling surface MS corresponding to the surface of the work W (or the surface of the structural layer SL formed on the work W) during the modeling period in which the modeling operation is performed. Light EL is irradiated. Therefore, heat may be transferred from the optical EL to the work W via the modeling surface CS (further, via the structural layer SL). When heat is transferred to the work W, the work W may thermally expand. On the other hand, when the modeling operation is completed, the optical EL is not irradiated to the modeling surface MS, so that heat is not transferred from the optical EL to the work W. Therefore, the work W that has been thermally expanded may shrink.

このようにワークWが熱膨張及び収縮する可能性があることを考慮すれば、ワークWが熱膨張している状態でワークW上に形成された造形物(或いは、構造層SL又は3次元構造物ST)は、ワークWの収縮に伴って収縮する可能性がある。その結果、3次元構造物STの形状精度が悪化する可能性がある。 Considering that the work W may be thermally expanded and contracted in this way, a modeled object (or a structural layer SL or a three-dimensional structure) formed on the work W in a state where the work W is thermally expanded in this way. The object ST) may shrink as the work W shrinks. As a result, the shape accuracy of the three-dimensional structure ST may deteriorate.

そこで、第2変形例では、造形システム1は、造形期間中のワークWの形状に基づいて、付加加工によって形成するべき造形物のサイズを制御する。具体的には、計測装置14は、造形動作が開始される前に、ワークWの形状を計測する。その結果、制御装置15は、ワークWの本来の形状(つまり、設計上の形状)に関する第1形状情報を計測装置14から取得することができる。或いは、制御装置15は、ワークWの設計データを取得することで、ワークWの本来の形状に関する第1形状情報を取得してもよい。更に、計測装置14は、造形期間中の所望のタイミングでワークWの形状を計測する。その結果、制御装置15は、ワークWの現在の形状に関する第2形状情報を計測装置14から取得することができる。その後、制御装置15は、取得した第1及び第2形状情報に基づいて、ワークWの本来の形状に対してワークWの実際の形状が異なっているか否かを判定する。その結果、ワークWの本来の形状に対してワークWの実際の形状が異なっていると判定された場合には、光ELから伝達される熱によってワークWが変形している(典型的には、熱膨張している)と推定される。 Therefore, in the second modification, the modeling system 1 controls the size of the modeled object to be formed by the additional processing based on the shape of the work W during the modeling period. Specifically, the measuring device 14 measures the shape of the work W before the modeling operation is started. As a result, the control device 15 can acquire the first shape information regarding the original shape (that is, the design shape) of the work W from the measuring device 14. Alternatively, the control device 15 may acquire the first shape information regarding the original shape of the work W by acquiring the design data of the work W. Further, the measuring device 14 measures the shape of the work W at a desired timing during the modeling period. As a result, the control device 15 can acquire the second shape information regarding the current shape of the work W from the measuring device 14. After that, the control device 15 determines whether or not the actual shape of the work W is different from the original shape of the work W based on the acquired first and second shape information. As a result, when it is determined that the actual shape of the work W is different from the original shape of the work W, the work W is deformed by the heat transmitted from the optical EL (typically). , Thermal expansion).

ワークWが熱膨張している場合には、制御装置15は、ワークWの本来の形状に対するワークWの実際の形状のずれ量に基づいて、ワークWに形成する造形物のサイズを制御しながら造形物を形成していく。ここで、ワークWの熱膨張に起因したワークWの本来の形状に対するワークWの実際の形状のずれは、ワークWの本来の形状に対してワークWの実際の形状が拡大又は縮小しているというスケーリングに関するずれを含む。具体的には、例えば、図13(a)は、ワークWが熱膨張していない場合にワークWに形成される造形物を示す平面図である。一方で、図13(b)は、ワークWが熱膨張している場合にワークWに形成される造形物を示す平面図である。図13(a)及び図13(b)に示すように、熱膨張しているワークWは、本来の形状を有する(つまり、熱膨張していない)ワークWに対して、拡大した形状を有している。この場合、制御装置15は、ワークWが熱膨張している場合は、ワークWが熱膨張していない場合と比較して、ワークWに形成される造形物のサイズもまた大きくなるように造形物のサイズを制御しながら、造形物を形成してもよい。例えば、制御装置15は、ワークWの本来の形状とワークWの実際の形状との関係を規定する相関情報を特定し、当該相関情報に基づいて造形物のサイズを制御してもよい。このような相関情報の一例として、本来のワークW(例えば、熱膨張していないワークW)のある位置をステージ座標系Csで示す座標と実際のワークW(例えば、熱膨張しているワークW)の同じ位置をステージ座標系Csで示す座標との関係を規定する行列(例えば、スケーリングに関する行列)があげられる。 When the work W is thermally expanded, the control device 15 controls the size of the modeled object formed on the work W based on the amount of deviation of the actual shape of the work W with respect to the original shape of the work W. Form a model. Here, the deviation of the actual shape of the work W from the original shape of the work W due to the thermal expansion of the work W is such that the actual shape of the work W is enlarged or reduced with respect to the original shape of the work W. Including the deviation related to scaling. Specifically, for example, FIG. 13A is a plan view showing a modeled object formed on the work W when the work W is not thermally expanded. On the other hand, FIG. 13B is a plan view showing a modeled object formed on the work W when the work W is thermally expanded. As shown in FIGS. 13 (a) and 13 (b), the thermally expanded work W has an enlarged shape with respect to the work W having the original shape (that is, not thermally expanded). is doing. In this case, the control device 15 is shaped so that when the work W is thermally expanded, the size of the modeled object formed on the work W is also larger than that when the work W is not thermally expanded. The modeled object may be formed while controlling the size of the object. For example, the control device 15 may specify the correlation information that defines the relationship between the original shape of the work W and the actual shape of the work W, and control the size of the modeled object based on the correlation information. As an example of such correlation information, the coordinates indicating the position of the original work W (for example, the work W that is not thermally expanded) in the stage coordinate system Cs and the actual work W (for example, the work W that is thermally expanded) are shown. ) Is a matrix (for example, a matrix related to scaling) that defines the relationship with the coordinates indicating the same position in the stage coordinate system Cs.

制御装置15は、ワークWが熱膨張している場合におけるワークWのサイズに対する造形物のサイズの比率と、ワークWが熱膨張していない場合におけるワークWのサイズに対する造形物のサイズの比率との差分が小さくなるように、造形物のサイズを制御してもよい。特に、制御装置15は、ワークWが熱膨張している場合におけるワークWのサイズに対する造形物のサイズの比率と、ワークWが熱膨張していない場合におけるワークWのサイズに対する造形物のサイズの比率とが一致するように、造形物のサイズを制御してもよい。 The control device 15 has a ratio of the size of the modeled object to the size of the work W when the work W is thermally expanded, and a ratio of the size of the modeled object to the size of the work W when the work W is not thermally expanded. The size of the modeled object may be controlled so that the difference between the two is small. In particular, in the control device 15, the ratio of the size of the modeled object to the size of the work W when the work W is thermally expanded and the size of the modeled object to the size of the work W when the work W is not thermally expanded. The size of the model may be controlled so that it matches the ratio.

このような第2変形例によれば、ワークWが熱膨張している状態でワークW上に形成された造形物(或いは、構造層SL又は3次元構造物ST)がワークWの収縮に伴って収縮したとしても、収縮した造形物のサイズが、そもそも熱膨張していない(それゆえに、収縮もしていない)ワークW上に形成された造形物のサイズ(つまり、本来形成するべきであった造形物のサイズ)から大きくずれてしまうことはない。場合によっては、収縮した造形物のサイズは、そもそも熱膨張していないワークW上に形成された造形物のサイズ(つまり、本来形成するべきであった造形物のサイズ)と一致し得る。このため、3次元構造物STの形状精度の悪化が適切に抑制される。 According to such a second modification, a modeled object (or a structural layer SL or a three-dimensional structure ST) formed on the work W in a state where the work W is thermally expanded accompanies the contraction of the work W. Even if it shrinks, the size of the shrunk model is the size of the model formed on the work W that is not thermally expanded (and therefore is not shrunk) in the first place (that is, it should have been formed originally). It does not deviate significantly from the size of the modeled object). In some cases, the size of the shrunk model may match the size of the model formed on the work W that has not been thermally expanded in the first place (that is, the size of the model that should have been formed). Therefore, deterioration of the shape accuracy of the three-dimensional structure ST is appropriately suppressed.

尚、上述した説明では、ワークWの現在の形状を計測し且つワークWの現在の形状に関する第2形状情報を取得する動作は、造形動作が行われる造形期間中に行われている。しかしながら、ワークWの現在の形状を計測し且つワークWの現在の形状に関する第2形状情報を取得する動作は、造形動作が開始される前に行われてもよい。というのも、造形動作が開始されていない(つまり、光ELが造形面MSに照射されていない)場合であっても、何らかの要因によってワークWが熱膨張している可能性があるからである。 In the above description, the operation of measuring the current shape of the work W and acquiring the second shape information regarding the current shape of the work W is performed during the modeling period in which the modeling operation is performed. However, the operation of measuring the current shape of the work W and acquiring the second shape information regarding the current shape of the work W may be performed before the modeling operation is started. This is because the work W may be thermally expanded due to some factor even when the modeling operation is not started (that is, the optical EL is not irradiated on the modeling surface MS). ..

上述した説明では、ワークWの本来の形状に対するワークWの実際の形状のずれが、光ELから伝達される熱によって生ずる例について説明している。しかしながら、ワークWの本来の形状に対するワークWの実際の形状のずれは、光ELから伝達される熱とは異なる他の要因で生ずる可能性がある。この場合であっても、制御装置15は、ワークWの本来の形状に対するワークWの実際の形状のずれ量に基づいて、ワークWに形成する造形物のサイズを制御しながら造形物を形成してもよい。その結果、3次元構造物STの形状精度の悪化が抑制される。 In the above description, an example is described in which the deviation of the actual shape of the work W with respect to the original shape of the work W is caused by the heat transferred from the optical EL. However, the deviation of the actual shape of the work W with respect to the original shape of the work W may occur due to other factors different from the heat transferred from the optical EL. Even in this case, the control device 15 forms the shaped object while controlling the size of the shaped object formed on the work W based on the amount of deviation of the actual shape of the work W with respect to the original shape of the work W. You may. As a result, deterioration of the shape accuracy of the three-dimensional structure ST is suppressed.

上述した説明では、ワークWの熱膨張に起因したワークWの本来の形状に対するワークWの実際の形状のずれは、ワークWの本来の形状に対してワークWの実際の形状が拡大又は縮小しているというスケーリングに関するずれを含んでいる。しかしながら、ワークWの熱膨張に起因したワークWの本来の形状に対するワークWの実際の形状のずれは、本来のワークWに対して実際のワークWが平行移動している(例えば、XY平面に沿って平行移動している)という平行移動に関するずれを含んでいてもよい。ワークWの熱膨張に起因したワークWの本来の形状に対するワークWの実際の形状のずれは、本来のワークWに対して実際のワークWが回転している(例えば、Z軸周りに回転している)という回転に関するずれを含んでいてもよい。この場合にも、制御装置15は、ワークWの本来の形状に対するワークWの実際の形状のずれ量に基づいて、3次元構造物STの形状精度の悪化を防ぐように(例えば、ずれが発生している状況で形成される3次元構造物STの形状とずれが発生していない状況で形成される3次元構造物STの形状との差分を小さくする又は一致させる)ように、ワークWに形成する造形物のサイズ(或いは、形成位置等のその他の任意の特性)を制御しながら造形物を形成していってよい。 In the above description, the deviation of the actual shape of the work W from the original shape of the work W due to the thermal expansion of the work W expands or contracts the actual shape of the work W with respect to the original shape of the work W. It contains a scaling deviation of being. However, the deviation of the actual shape of the work W from the original shape of the work W due to the thermal expansion of the work W is that the actual work W is translated with respect to the original work W (for example, in the XY plane). It may include a deviation related to the parallel movement (moving in parallel along the line). The deviation of the actual shape of the work W from the original shape of the work W due to the thermal expansion of the work W is that the actual work W is rotated with respect to the original work W (for example, it is rotated around the Z axis). It may include a deviation related to rotation. Also in this case, the control device 15 is designed to prevent deterioration of the shape accuracy of the three-dimensional structure ST based on the amount of deviation of the actual shape of the work W with respect to the original shape of the work W (for example, deviation occurs). The difference between the shape of the three-dimensional structure ST formed in the situation where the work is being performed and the shape of the three-dimensional structure ST formed in the situation where no deviation has occurred is reduced or matched) with the work W. The modeled object may be formed while controlling the size (or any other characteristic such as the forming position) of the modeled object to be formed.

(3-3)第3変形例
続いて、第3変形例について説明する。第3変形例では、第3変形例における造形システム1cの構造の一部が、上述した造形システム1の構造とは異なる。以下、図14を参照しながら、第3変形例における造形システム1cの構造について説明する。尚、上述した造形システム1の構造と同一の構造については、同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。
(3-3) Third Modified Example Next, a third modified example will be described. In the third modification, a part of the structure of the modeling system 1c in the third modification is different from the structure of the modeling system 1 described above. Hereinafter, the structure of the modeling system 1c in the third modification will be described with reference to FIG. 14. The same structure as the structure of the modeling system 1 described above is designated by the same reference numeral, and detailed description thereof will be omitted.

図14に示すように、造形システム1cは、造形ヘッド11に代えて造形ヘッド11cを備えているという点で、上述した造形システム1とは異なる。造形ヘッド11cは、照射系111及び材料ノズル112に加えて、材料ノズル112cを更に備えているという点で、上述した造形ヘッド11とは異なる。造形システム1cのその他の構造は、造形システム1のその他の構造と同一であってもよい。 As shown in FIG. 14, the modeling system 1c is different from the above-mentioned modeling system 1 in that the modeling head 11c is provided in place of the modeling head 11. The modeling head 11c is different from the modeling head 11 described above in that the material nozzle 112c is further provided in addition to the irradiation system 111 and the material nozzle 112. The other structure of the modeling system 1c may be the same as the other structure of the modeling system 1.

材料ノズル112cは、造形材料Mを供給する供給アウトレット(つまり、供給口)114cを有する。材料ノズル112cは、供給アウトレット114cから造形材料Mを供給(具体的には、噴射)する。材料ノズル112cは、造形材料Mの供給源である不図示の材料供給装置と、不図示のパイプ等の粉体伝送部材を介して物理的に接続されている。材料ノズル112cは、粉体伝送部材を介して材料供給装置から供給される造形材料Mを供給する。尚、図14において材料ノズル112cは、チューブ状に描かれているが、材料ノズル112cの形状は、この形状に限定されない。 The material nozzle 112c has a supply outlet (that is, a supply port) 114c for supplying the modeling material M. The material nozzle 112c supplies (specifically, spraying) the modeling material M from the supply outlet 114c. The material nozzle 112c is physically connected to a material supply device (not shown), which is a supply source of the modeling material M, via a powder transmission member such as a pipe (not shown). The material nozzle 112c supplies the modeling material M supplied from the material supply device via the powder transmission member. Although the material nozzle 112c is drawn in a tubular shape in FIG. 14, the shape of the material nozzle 112c is not limited to this shape.

材料ノズル112cは、材料ノズル112cから下方(つまり、-Z側)に向けて造形材料Mを供給する。材料ノズル112cの下方には、ステージ13が配置されている。ステージ13にワークWが搭載されている場合には、材料ノズル112cは、ワークWに向けて造形材料Mを供給する。 The material nozzle 112c supplies the modeling material M downward (that is, the −Z side) from the material nozzle 112c. A stage 13 is arranged below the material nozzle 112c. When the work W is mounted on the stage 13, the material nozzle 112c supplies the modeling material M toward the work W.

材料ノズル112cは、照射系111が光ELを照射する照射領域EAに向けて造形材料Mを供給するように、照射系111に対して位置合わせされている。つまり、材料ノズル112cが造形材料Mを供給する領域としてワークW上に設定される供給領域MAcと照射領域EAとが一致する(或いは、少なくとも部分的に重複する)ように、材料ノズル112cと照射系111とが位置合わせされている。つまり、材料ノズル112cが造形材料Mを供給する領域としてワークW上に設定される供給領域MAcと、材料ノズル112が造形材料Mを供給する領域としてワークW上に設定される供給領域MAとが一致する(或いは、少なくとも部分的に重複する)。但し、材料ノズル112cが造形材料Mを供給する領域としてワークW上に設定される供給領域MAcが、材料ノズル112が造形材料Mを供給する領域としてワークW上に設定される供給領域MAと重複していなくてもよい。 The material nozzle 112c is aligned with respect to the irradiation system 111 so that the irradiation system 111 supplies the modeling material M toward the irradiation region EA on which the light EL is irradiated. That is, the material nozzle 112c and the irradiation region 112c are irradiated so that the supply region MAc set on the work W as the region for supplying the modeling material M and the irradiation region EA coincide with each other (or at least partially overlap). It is aligned with the system 111. That is, the supply area MAc set on the work W as the area where the material nozzle 112c supplies the modeling material M and the supply area MA set on the work W as the area where the material nozzle 112 supplies the modeling material M are Match (or at least partially overlap). However, the supply area MAc set on the work W as the area where the material nozzle 112c supplies the modeling material M overlaps with the supply area MA set on the work W as the area where the material nozzle 112 supplies the modeling material M. You don't have to.

第3変形例では特に、材料ノズル112cから供給される造形材料Mの進行方向は、材料ノズル112から供給される造形材料Mの進行方向とは異なる。材料ノズル112cからの造形材料Mの供給方向は、材料ノズル112からの造形材料Mの供給方向とは異なる。つまり、第3変形例では、造形システム1cは、ワークW又はステージ13の上面131(特に、マーク領域134又はマーク部材FM)に対して、異なる複数の方向から造形材料Mを供給することができる。この場合、例えば、造形システム1cは、材料ノズル112から造形材料Mを供給しながらマーク部材FMに付加加工を行って、マーク部材FMに第1のテストマークTMを形成し、材料ノズル112cから造形材料Mを供給しながらマーク部材FMに付加加工を行って、マーク部材FMに第1のテストマークTMとは異なる第2のテストマークTMを形成してもよい。尚、材料ノズル112cから供給される造形材料Mの進行方向はZ軸に対して所定の角度(一例として鋭角)だけ傾いた方向であるが、真下(つまり、Z軸と一致する方向)であってもよい。 In particular, in the third modification, the traveling direction of the modeling material M supplied from the material nozzle 112c is different from the traveling direction of the modeling material M supplied from the material nozzle 112. The supply direction of the modeling material M from the material nozzle 112c is different from the supply direction of the modeling material M from the material nozzle 112. That is, in the third modification, the modeling system 1c can supply the modeling material M to the work W or the upper surface 131 of the stage 13 (particularly, the mark region 134 or the mark member FM) from a plurality of different directions. .. In this case, for example, the modeling system 1c performs additional processing on the mark member FM while supplying the modeling material M from the material nozzle 112 to form a first test mark TM on the mark member FM, and modeling from the material nozzle 112c. The mark member FM may be subjected to additional processing while supplying the material M to form a second test mark TM different from the first test mark TM on the mark member FM. The traveling direction of the modeling material M supplied from the material nozzle 112c is a direction tilted by a predetermined angle (an acute angle as an example) with respect to the Z axis, but is directly below (that is, a direction corresponding to the Z axis). You may.

尚、上述した説明では、造形システム1cは、照射系111及び材料ノズル112に加えて材料ノズル112cを備える単一の造形ヘッド11cを備えている。しかしながら、造形システム1cは、照射系111及び材料ノズル112を備える造形ヘッド11とは別個に、材料ノズル112cを備える造形ヘッド11c-1を備えていてもよい。この場合、ヘッド駆動系12は、造形ヘッド11とは別個独立に造形ヘッド11c-1を移動させてもよい。 In the above description, the modeling system 1c includes a single modeling head 11c including the material nozzle 112c in addition to the irradiation system 111 and the material nozzle 112. However, the modeling system 1c may include the modeling head 11c-1 including the material nozzle 112c, separately from the modeling head 11 including the irradiation system 111 and the material nozzle 112. In this case, the head drive system 12 may move the modeling head 11c-1 separately from the modeling head 11.

(3-4)第4変形例
続いて、第4変形例について説明する。第4変形例では、第4変形例における造形システム1dの構造の一部が、上述した造形システム1の構造とは異なる。以下、図15を参照しながら、第4変形例における造形システム1dの構造について説明する。尚、上述した造形システム1の構造と同一の構造については、同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。
(3-4) Fourth Modified Example Next, the fourth modified example will be described. In the fourth modification, a part of the structure of the modeling system 1d in the fourth modification is different from the structure of the modeling system 1 described above. Hereinafter, the structure of the modeling system 1d in the fourth modification will be described with reference to FIG. The same structure as the structure of the modeling system 1 described above is designated by the same reference numeral, and detailed description thereof will be omitted.

図15に示すように、造形システム1dは、造形ヘッド11に代えて造形ヘッド11dを備えているという点で、上述した造形システム1とは異なる。造形ヘッド11dは、照射系111及び材料ノズル112に加えて、照射系111dを更に備えているという点で、上述した造形ヘッド11とは異なる。造形システム1dのその他の構造は、造形システム1のその他の構造と同一であってもよい。 As shown in FIG. 15, the modeling system 1d differs from the above-mentioned modeling system 1 in that the modeling head 11d is provided in place of the modeling head 11. The modeling head 11d is different from the above-mentioned modeling head 11 in that the irradiation system 111d is further provided in addition to the irradiation system 111 and the material nozzle 112. The other structure of the modeling system 1d may be the same as the other structure of the modeling system 1.

照射系111dは、射出部113dから光ELを射出するための光学系(例えば、集光光学系)である。具体的には、照射系111dは、光ELを発する不図示の光源と、光ファイバ等の不図示の光伝送部材を介して光学的に接続されている。照射系111dは、光伝送部材を介して光源から伝搬してくる光ELを射出する。照射系111dは、照射系111dから下方(つまり、-Z側)に向けて光ELを照射する。照射系111dの下方には、ステージ13が配置されている。ステージ13にワークWが搭載されている場合には、照射系111dは、ワークWに向けて光ELを照射可能である。具体的には、照射系111dは、光ELが照射される(典型的には、集光される)領域としてワークW上に設定される所定形状の照射領域EAdに光ELを照射する。更に、照射系111dの状態は、制御装置15の制御下で、照射領域EAdに光ELを照射する状態と、照射領域EAdに光ELを照射しない状態との間で切替可能である。尚、照射系111dが光ELを照射する照射領域EAdは、照射系111が光ELを照射する照射領域EAと一致していてもよい。照射系111dが光ELを照射する照射領域EAdは、照射系111が光ELを照射する照射領域EAと少なくとも部分的に重複していてもよい。照射系111dが光ELを照射する照射領域EAdは、照射系111が光ELを照射する照射領域EAと重複していなくてもよい。 The irradiation system 111d is an optical system (for example, a condensing optical system) for emitting optical EL from the injection unit 113d. Specifically, the irradiation system 111d is optically connected to a light source (not shown) that emits an optical EL via an optical transmission member (not shown) such as an optical fiber. The irradiation system 111d emits optical EL propagating from the light source via the optical transmission member. The irradiation system 111d irradiates the optical EL downward (that is, the −Z side) from the irradiation system 111d. A stage 13 is arranged below the irradiation system 111d. When the work W is mounted on the stage 13, the irradiation system 111d can irradiate the work W with light EL. Specifically, the irradiation system 111d irradiates the irradiation area EAd having a predetermined shape set on the work W as the area to be irradiated with the light EL (typically, focused) with the light EL. Further, the state of the irradiation system 111d can be switched between a state in which the irradiation region EAd is irradiated with the light EL and a state in which the irradiation region EAd is not irradiated with the light EL under the control of the control device 15. The irradiation region EAd on which the irradiation system 111d irradiates the light EL may coincide with the irradiation region EA on which the irradiation system 111 irradiates the light EL. The irradiation region EAd on which the irradiation system 111d irradiates the light EL may at least partially overlap with the irradiation region EA on which the irradiation system 111 irradiates the light EL. The irradiation region EAd on which the irradiation system 111d irradiates the light EL does not have to overlap with the irradiation region EA on which the irradiation system 111 irradiates the light EL.

第4変形例では特に、照射系111dから照射される光ELの進行方向は、照射系111から照射される光ELの進行方向とは異なる。照射系111dからの光ELの照射方向は、照射系111からの光ELの照射方向とは異なる。つまり、第4変形例では、造形システム1dは、ワークW又はステージ13の上面131(特に、マーク領域134又はマーク部材FM)に対して、異なる複数の方向から光ELを照射することができる。この場合、例えば、造形システム1dは、照射系111が照射する光ELでマーク部材FMに付加加工を行って、マーク部材FMに第1のテストマークTMを形成し、照射系111dが照射する光ELでマーク部材FMに付加加工を行って、マーク部材FMに第1のテストマークTMとは異なる第2のテストマークTMを形成してもよい。尚、材料ノズル112cから供給される造形材料Mの進行方向は真下(つまり、Z軸と一致する方向)であるが、Z軸に対して所定の角度(一例として鋭角)だけ傾いた方向であってもよい。 In particular, in the fourth modification, the traveling direction of the light EL irradiated from the irradiation system 111d is different from the traveling direction of the light EL irradiated from the irradiation system 111. The irradiation direction of the light EL from the irradiation system 111d is different from the irradiation direction of the light EL from the irradiation system 111. That is, in the fourth modification, the modeling system 1d can irradiate the work W or the upper surface 131 of the stage 13 (particularly, the mark region 134 or the mark member FM) with light EL from a plurality of different directions. In this case, for example, the modeling system 1d performs additional processing on the mark member FM with the light EL irradiated by the irradiation system 111 to form the first test mark TM on the mark member FM, and the light irradiated by the irradiation system 111d. The mark member FM may be subjected to additional processing by EL to form a second test mark TM different from the first test mark TM on the mark member FM. The traveling direction of the modeling material M supplied from the material nozzle 112c is directly below (that is, a direction corresponding to the Z axis), but is a direction inclined by a predetermined angle (an acute angle as an example) with respect to the Z axis. You may.

尚、上述した説明では、造形システム1dは、照射系111及び材料ノズル112に加えて照射系111dを備える単一の造形ヘッド11dを備えている。しかしながら、造形システム1dは、照射系111及び材料ノズル112を備える造形ヘッド11とは別個に、照射系111dを備える造形ヘッド11d-1を備えていてもよい。この場合、ヘッド駆動系12は、造形ヘッド11とは別個独立に造形ヘッド11d-1を移動させてもよい。 In the above description, the modeling system 1d includes a single modeling head 11d including the irradiation system 111d in addition to the irradiation system 111 and the material nozzle 112. However, the modeling system 1d may include the modeling head 11d-1 including the irradiation system 111d separately from the modeling head 11 including the irradiation system 111 and the material nozzle 112. In this case, the head drive system 12 may move the modeling head 11d-1 separately from the modeling head 11.

また、第4変形例においても、第3変形例と同様に、造形ヘッド11dは、材料ノズル112cを備えていてもよい。この場合、材料ノズル112は、照射系111が光ELを照射する照射領域EAに造形材料Mを供給し、材料ノズル112cは、照射系111dが光ELを照射する照射領域EAdに造形材料Mを供給してもよい。或いは、造形システム1dは、照射系111及び材料ノズル112を備える造形ヘッド11とは別個に、照射系111d及び材料ノズル112cを備える造形ヘッド11d-2を備えていてもよい。 Further, in the fourth modification as well, the modeling head 11d may be provided with the material nozzle 112c, as in the third modification. In this case, the material nozzle 112 supplies the modeling material M to the irradiation region EA where the irradiation system 111 irradiates the light EL, and the material nozzle 112c supplies the modeling material M to the irradiation region EAd where the irradiation system 111d irradiates the light EL. May be supplied. Alternatively, the modeling system 1d may include a modeling head 11d-2 including an irradiation system 111d and a material nozzle 112c, separately from the modeling head 11 including the irradiation system 111 and the material nozzle 112.

(3-5)その他の変形例
上述した説明では、マーク領域134にマーク部材FMが配置される。しかしながら、マーク領域134にマーク部材FMが配置されなくてもよい。この場合、造形システム1は、マーク部材FMではなく、マーク領域134にテストマークTMを形成してもよい。
(3-5) Other Modifications In the above description, the mark member FM is arranged in the mark area 134. However, the mark member FM may not be arranged in the mark region 134. In this case, the modeling system 1 may form the test mark TM in the mark region 134 instead of the mark member FM.

上述した説明では、造形システム1は、マーク領域134に配置されたマーク部材FMにテストマークTMを形成している。しかしながら、造形システム1は、マーク領域134とは異なる領域に配置されたマーク部材FMにテストマークTMを形成してもよい。例えば、造形システム1は、ステージ13の非保持領域133の任意の位置に配置されたマーク部材FMにテストマークTMを形成してもよい。造形システム1は、ステージ13の保持領域132の任意の位置に配置されたマーク部材FMにテストマークTMを形成してもよい。造形システム1は、ステージ13が保持するワークWの任意の位置に配置されたマーク部材FMにテストマークTMを形成してもよい。 In the above description, the modeling system 1 forms a test mark TM on the mark member FM arranged in the mark region 134. However, the modeling system 1 may form the test mark TM on the mark member FM arranged in a region different from the mark region 134. For example, the modeling system 1 may form a test mark TM on a mark member FM arranged at an arbitrary position in the non-holding region 133 of the stage 13. The modeling system 1 may form a test mark TM on the mark member FM arranged at an arbitrary position in the holding region 132 of the stage 13. The modeling system 1 may form a test mark TM on a mark member FM arranged at an arbitrary position of the work W held by the stage 13.

上述した説明では、造形システム1は、マーク部材FMにテストマークTMを形成している。しかしながら、造形システム1は、マーク部材FMとは異なる部材にテストマークTMを形成してもよい。例えば、造形システム1は、ステージ13の非保持領域133の任意の位置にテストマークTMを形成してもよい。例えば、造形システム1は、ステージ13の保持領域132の任意の位置にテストマークTMを形成してもよい。造形システム1は、ステージ13が保持するワークWの任意の位置にテストマークTMを形成してもよい。ステージ13によって保持されるワークWにテストマークTMを形成する場合、テストマークTMが形成される位置は、造形物が造形される領域と異なっていてもよい。 In the above description, the modeling system 1 forms a test mark TM on the mark member FM. However, the modeling system 1 may form the test mark TM on a member different from the mark member FM. For example, the modeling system 1 may form a test mark TM at an arbitrary position in the non-holding region 133 of the stage 13. For example, the modeling system 1 may form a test mark TM at an arbitrary position in the holding region 132 of the stage 13. The modeling system 1 may form a test mark TM at an arbitrary position on the work W held by the stage 13. When the test mark TM is formed on the work W held by the stage 13, the position where the test mark TM is formed may be different from the region where the modeled object is modeled.

上述した説明では、初期設定動作において、複数のマーク領域134に複数のマーク部材FMが夫々配置される。しかしながら、複数のマーク領域134のうちの一部にマーク部材FMが配置される一方で、複数のマーク領域134のうちの残りの一部にマーク部材FMが配置されなくてもよい。例えば、複数のマーク領域134のうち変換行列Tを算出するために必要な数のマーク領域134にマーク部材FMが配置される一方で、複数のマーク領域134のうちの残りにマーク部材FMが配置されなくてもよい。上述した例では、変換行列Tを算出するために、少なくとも3つのマーク領域134に夫々配置された少なくとも3つのマーク部材FMの夫々にテストマークTMが形成されている。この場合、ステージ13に4つ以上のマーク領域134が設定されている場合には、例えば、3つのマーク領域134に少なくとも3つのマーク部材FMが配置される一方で、残りの1つ以上のマーク領域134にマーク部材FMが配置されなくてもよい。 In the above description, in the initial setting operation, the plurality of mark member FMs are arranged in the plurality of mark areas 134, respectively. However, while the mark member FM is arranged in a part of the plurality of mark areas 134, the mark member FM may not be arranged in the remaining part of the plurality of mark areas 134. For example, the mark member FM is arranged in the number of mark areas 134 required for calculating the transformation matrix T in the plurality of mark areas 134, while the mark member FM is arranged in the rest of the plurality of mark areas 134. It does not have to be done. In the above example, in order to calculate the transformation matrix T, test mark TM is formed in each of at least three mark member FMs arranged in at least three mark regions 134. In this case, when four or more mark areas 134 are set in the stage 13, for example, at least three mark member FMs are arranged in the three mark areas 134, while the remaining one or more marks. The mark member FM may not be arranged in the region 134.

上述した説明では、造形システム1は、ワークWへの付加加工を行うための造形動作を開始する前に、位置合わせ動作を行っている。しかしながら、造形システム1は、その他のタイミングで位置合わせ動作を行ってもよい。例えば、造形システム1は、造形動作を完了した後に(つまり、3次元構造物STを形成した後に)、次に行う造形動作に備えた位置合わせ動作(特に、初期設定動作)を行ってもよい。例えば、造形システム1は、造形動作の途中で造形動作を一時的に中断した上で、位置合わせ動作を行ってもよい。この場合、造形システム1は、位置合わせ動作が完了した後に、中断していた造形動作を再開する。一例として、例えば、造形システム1は、ある構造層SLが形成されるたびに、次の構造層SLを形成する前に造形動作を一時的に中断した上で、位置合わせ動作を行ってもよい。 In the above description, the modeling system 1 performs the alignment operation before starting the modeling operation for performing additional processing on the work W. However, the modeling system 1 may perform the positioning operation at other timings. For example, the modeling system 1 may perform an alignment operation (particularly, an initial setting operation) in preparation for the next modeling operation after completing the modeling operation (that is, after forming the three-dimensional structure ST). .. For example, the modeling system 1 may temporarily suspend the modeling operation in the middle of the modeling operation and then perform the positioning operation. In this case, the modeling system 1 resumes the interrupted modeling operation after the alignment operation is completed. As an example, for example, the modeling system 1 may perform the positioning operation after temporarily suspending the modeling operation before forming the next structural layer SL each time a certain structural layer SL is formed. ..

上述した説明では、ヘッド移動動作は、造形ヘッド11を造形開始位置Ch_startに移動させるための動作である。しかしながら、ヘッド移動動作は、造形ヘッド11をヘッド座標系Ch内の任意の位置Ch_anyに移動させるための動作を含んでいてもよい。制御装置15は、造形ヘッド11を造形開始位置Ch_startに移動させる場合と同様の動作を行うことで、造形ヘッド11をヘッド座標系Ch内の任意の位置Ch_anyに移動させてもよい。つまり、制御装置15は、上述した造形開始位置Cs_startに代えてステージ座標系Cs内の任意の位置Cs_anyを特定し、テストマークの位置Cstm、造形ヘッド11の位置Chfm、及び、位置Cs_anyに基づいて、ヘッド座標系Chにおいて、造形ヘッド11を位置Cs_anyに対応する位置Ch_anyに移動させてもよい。 In the above description, the head moving operation is an operation for moving the modeling head 11 to the modeling start position Ch_start. However, the head moving operation may include an operation for moving the modeling head 11 to an arbitrary position Ch_any in the head coordinate system Ch. The control device 15 may move the modeling head 11 to an arbitrary position Ch_any in the head coordinate system Ch by performing the same operation as in the case of moving the modeling head 11 to the modeling start position Ch_start. That is, the control device 15 identifies an arbitrary position Cs_any in the stage coordinate system Cs instead of the above-mentioned modeling start position Cs_start, and is based on the position Cstm of the test mark, the position Chfm of the modeling head 11, and the position Cs_any. In the head coordinate system Ch, the modeling head 11 may be moved to the position Ch_any corresponding to the position Cs_any.

上述した説明では、造形システム1は、造形ヘッド11を移動させるヘッド駆動系12を備えている。しかしながら、造形システム1は、ヘッド駆動系12に加えて又は代えて、ステージ13を移動させるステージ駆動系を備えていてもよい。ステージ駆動系は、ステージ13をX軸方向、Y軸方向、Z軸方向、θX方向、θY方向及びθZ方向の少なくとも一つの方向に移動させてもよい。ステージ駆動系によるステージ13の移動により、ヘッド駆動系12による造形ヘッド11の移動と同様に、ステージ13と造形ヘッド11との間の相対的な位置関係(つまり、ワークWと照射領域EAとの間の相対的な位置関係)が変更される。 In the above description, the modeling system 1 includes a head drive system 12 for moving the modeling head 11. However, the modeling system 1 may include a stage drive system for moving the stage 13 in addition to or in place of the head drive system 12. The stage drive system may move the stage 13 in at least one direction of the X-axis direction, the Y-axis direction, the Z-axis direction, the θX direction, the θY direction, and the θZ direction. Due to the movement of the stage 13 by the stage drive system, the relative positional relationship between the stage 13 and the modeling head 11 (that is, the work W and the irradiation region EA) is similar to the movement of the modeling head 11 by the head drive system 12. (Relative positional relationship between) is changed.

上述した説明では、造形システム1は、造形ヘッド11を移動させることで、造形面MSに対して照射領域EAを移動させている。しかしながら、造形システム1は、造形ヘッド11を移動させることに加えて又は代えて、光ELを偏向させることで造形面MSに対して照射領域EAを移動させてもよい。この場合、照射系111は、例えば、光ELを偏向可能な光学系(例えば、ガルバノミラー等)を備えていてもよい。 In the above description, the modeling system 1 moves the irradiation region EA with respect to the modeling surface MS by moving the modeling head 11. However, the modeling system 1 may move the irradiation region EA with respect to the modeling surface MS by deflecting the optical EL in addition to or instead of moving the modeling head 11. In this case, the irradiation system 111 may include, for example, an optical system capable of deflecting the optical EL (for example, a galvano mirror or the like).

上述した説明では、位置合わせ動作は、ワークWと造形ヘッド11との位置合わせを行うようにワークWに対して(つまり、ステージ13に対して)造形ヘッド11を移動させる動作である。ここで、ワークWと造形ヘッド11との位置合わせを行う目的は、造形ヘッド11の移動により照射領域EAの位置を変更することで、ワークWの所望位置(例えば、造形開始位置Cs_start)に照射領域EAを設定することである。そうすると、位置合わせ動作は、実質的には、ワークWと照射領域EAとの位置合わせを行うために、ワークWに対して(つまり、ステージ13に対して)照射領域EAを移動させる動作と等価である。この場合、造形システム1は、位置合わせ動作を行うために、ヘッド駆動系12を用いて造形ヘッド11を移動させることに加えて又は代えて、上述したステージ駆動系を用いてステージ13を移動させることで、ワークWに対して(つまり、ステージ13に対して)照射領域EAを移動させてもよい。例えば、造形システム1は、造形ヘッド11の位置を固定したまま又は造形ヘッド11の移動に合わせて、ステージ座標系Cs内で照射領域EAが所望の位置に設定されるように、ステージ座標系Cs内でステージ13を移動させてもよい。或いは、造形システム1は、位置合わせ動作を行うために、造形ヘッド11及びステージ13の少なくとも一方を移動させることに加えて又は代えて、上述した光ELを偏向可能な光学系(例えば、ガルバノミラー等)を用いて照射領域EAを移動させることで、ワークWに対して(つまり、ステージ13に対して)照射領域EAを移動させてもよい。例えば、造形システム1は、造形ヘッド11の位置を固定したまま又は造形ヘッド11の移動に合わせて、ステージ座標系Cs内で照射領域EAが所望の位置に設定されるように(図7参照)、ヘッド座標系Ch内で照射領域EAを移動させてもよい。いずれの場合であっても、上述した位置合わせ動作を行うことで、ワークWの所望位置(例えば、造形開始位置Cs_start)に照射領域EAが設定可能となることに変わりはない。 In the above description, the alignment operation is an operation of moving the modeling head 11 with respect to the work W (that is, with respect to the stage 13) so as to align the work W with the modeling head 11. Here, the purpose of aligning the work W and the modeling head 11 is to change the position of the irradiation region EA by moving the modeling head 11 to irradiate the desired position of the work W (for example, the modeling start position Cs_start). It is to set the area EA. Then, the alignment operation is substantially equivalent to the operation of moving the irradiation region EA with respect to the work W (that is, with respect to the stage 13) in order to align the work W with the irradiation region EA. Is. In this case, the modeling system 1 moves the stage 13 using the above-mentioned stage drive system in addition to or instead of moving the modeling head 11 using the head drive system 12 in order to perform the alignment operation. Therefore, the irradiation region EA may be moved with respect to the work W (that is, with respect to the stage 13). For example, in the modeling system 1, the stage coordinate system Cs is set so that the irradiation region EA is set to a desired position in the stage coordinate system Cs while the position of the modeling head 11 is fixed or in accordance with the movement of the modeling head 11. The stage 13 may be moved within. Alternatively, in addition to or in place of moving at least one of the modeling head 11 and the stage 13, the modeling system 1 may deflect the above-mentioned optical EL into an optical system (eg, a galvano mirror) capable of deflecting the above-mentioned optical EL. Etc.) may be used to move the irradiation area EA to move the irradiation area EA with respect to the work W (that is, with respect to the stage 13). For example, in the modeling system 1, the irradiation region EA is set to a desired position in the stage coordinate system Cs while the position of the modeling head 11 is fixed or in accordance with the movement of the modeling head 11 (see FIG. 7). , The irradiation area EA may be moved within the head coordinate system Ch. In any case, by performing the above-mentioned alignment operation, the irradiation region EA can be set at the desired position of the work W (for example, the modeling start position Cs_start).

上述した説明では、造形システム1は、造形材料Mに光ELを照射することで、造形材料Mを溶融させている。しかしながら、造形システム1は、任意のエネルギビームを造形材料Mに照射することで、造形材料Mを溶融させてもよい。この場合、造形システム1は、照射系111に加えて又は代えて、任意のエネルギビームを照射可能なビーム照射装置を備えていてもよい。任意のエネルギビームは、限定されないが、電子ビーム、イオンビーム等の荷電粒子ビーム又は電磁波を含む。 In the above description, the modeling system 1 melts the modeling material M by irradiating the modeling material M with light EL. However, the modeling system 1 may melt the modeling material M by irradiating the modeling material M with an arbitrary energy beam. In this case, the modeling system 1 may include a beam irradiation device capable of irradiating an arbitrary energy beam in addition to or in place of the irradiation system 111. Any energy beam includes, but is not limited to, a charged particle beam such as an electron beam, an ion beam, or an electromagnetic wave.

上述した説明では、造形システム1は、レーザ肉盛溶接法により3次元構造物STを形成可能である。しかしながら、造形システム1は、3次元構造物STを形成可能なその他の方式により造形材料Mから3次元構造物STを形成してもよい。その他の方式として、例えば、粉末焼結積層造形法(SLS:Selective Laser Sintering)等の粉末床溶融結合法(Powder Bed Fusion)、結合材噴射法(Binder Jetting)又は、レーザメタルフュージョン法(LMF:Laser Metal Fusion)があげられる。 In the above description, the modeling system 1 can form the three-dimensional structure ST by the laser overlay welding method. However, the modeling system 1 may form the three-dimensional structure ST from the modeling material M by another method capable of forming the three-dimensional structure ST. Other methods include, for example, a powder bed fusion bonding method (Power Bed Fusion) such as a powder sintering layered manufacturing method (SLS: Selective Laser Sintering), a binder jetting method (Binder Jetting), or a laser metal fusion method (LMF:). Laser Metall Fusion).

上述の各実施形態の構成要件の少なくとも一部は、上述の各実施形態の構成要件の少なくとも他の一部と適宜組み合わせることができる。上述の各実施形態の構成要件のうちの一部が用いられなくてもよい。また、法令で許容される限りにおいて、上述の各実施形態で引用した全ての公開公報及び米国特許の開示を援用して本文の記載の一部とする。 At least a part of the constituent elements of each of the above-described embodiments can be appropriately combined with at least another part of the constituent requirements of each of the above-described embodiments. Some of the constituent requirements of each of the above embodiments may not be used. In addition, to the extent permitted by law, the disclosures of all published gazettes and US patents cited in each of the above embodiments shall be incorporated as part of the text.

本発明は、上述した実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う加工システム及び加工方法もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately modified within the scope of claims and within the scope not contrary to the gist or idea of the invention that can be read from the entire specification. The processing method is also included in the technical scope of the present invention.

1 造形システム
11 造形ヘッド
111 照射系
112 材料ノズル
13 ステージ
131 上面
132 保持領域
133 非保持領域
134 マーク領域
14 計測装置
W ワーク
M 造形材料
LS 構造層
ST 3次元構造物
FM マーク部材
TM テストマーク
1 Modeling system 11 Modeling head 111 Irradiation system 112 Material nozzle 13 Stage 131 Top surface 132 Holding area 133 Non-holding area 134 Mark area 14 Measuring device W work M Modeling material LS Structural layer ST 3D structure FM Mark member TM test mark

Claims (51)

加工対象物を支持可能な支持装置と、
前記加工対象物上の被加工領域にエネルギビームを照射し、前記エネルギビームが照射される領域に材料を供給して付加加工を行う加工装置と、
前記支持装置と前記加工装置からの前記エネルギビームの照射領域との位置関係を変更する位置変更装置と
を備え、
前記支持装置のうちの一部である第1領域及び前記加工対象物の一部である第2領域の少なくとも一方に付加加工を行って基準造形物を形成し、
前記基準造形物に関する情報を用いて前記加工装置及び前記位置変更装置の少なくとも一方を制御する
加工システム。
A support device that can support the object to be machined and
A processing device that irradiates an energy beam on a region to be processed on the object to be processed and supplies a material to the region irradiated with the energy beam to perform additional processing.
A position changing device for changing the positional relationship between the support device and the irradiation region of the energy beam from the processing device is provided.
At least one of the first region, which is a part of the support device, and the second region, which is a part of the work object, is subjected to additional processing to form a reference model.
A processing system that controls at least one of the processing device and the position changing device using information about the reference model.
前記基準造形物に関する前記情報を用いて、前記加工対象物の所望部分に付加加工が行われるように前記位置変更装置を制御する
請求項1に記載の加工システム。
The processing system according to claim 1, wherein the position changing device is controlled so that additional processing is performed on a desired portion of the processing object by using the information regarding the reference modeled object.
前記基準造形物に関する前記情報を用いて、前記加工対象物の所望部分から付加加工が開始されるように前記位置変更装置を制御する
請求項1又は2に記載の加工システム。
The processing system according to claim 1 or 2, wherein the position changing device is controlled so that additional processing is started from a desired portion of the processing object by using the information regarding the reference model.
前記加工装置が前記加工対象物に対して付加加工を開始する前に、前記第1領域及び前記第2領域の少なくとも一方に付加加工を行って前記基準造形物を形成するように前記加工装置及び前記位置変更装置を制御し、
前記基準造形物を形成した後に、前記基準造形物に関する前記情報を用いて前記位置変更装置を制御し、
前記基準造形物に関する前記情報を用いて前記位置変更装置を制御した後に、前記加工対象物に対して付加加工を開始するように前記加工装置を制御する
請求項1から3のいずれか一項に記載の加工システム。
The processing apparatus and the processing apparatus so as to perform additional processing on at least one of the first region and the second region to form the reference modeled object before the processing apparatus starts additional processing on the object to be processed. Control the position change device
After forming the reference model, the position changing device is controlled by using the information about the reference model.
The item according to any one of claims 1 to 3, wherein the processing device is controlled so as to start additional processing on the processing target after controlling the position changing device using the information regarding the reference modeled object. Described processing system.
前記加工装置が前記加工対象物に対して付加加工を開始する前に、前記第1領域及び前記第2領域の少なくとも一方に付加加工を行って前記基準造形物を形成するように前記加工装置及び前記位置変更装置を制御し、
前記基準造形物を形成した後に、前記加工対象物のうち付加加工を開始するべき加工開始部分に前記照射領域が設定されるように、前記基準造形物に関する前記情報を用いて前記位置変更装置を制御し、
前記加工開始部分に前記照射領域が設定された後に、前記加工対象物に対して付加加工を開始するように前記加工装置を制御する
請求項1から4のいずれか一項に記載の加工システム。
The processing apparatus and the processing apparatus so as to perform additional processing on at least one of the first region and the second region to form the reference modeled object before the processing apparatus starts additional processing on the object to be processed. Control the position change device
After forming the reference model, the position change device is used with the information about the reference model so that the irradiation region is set in the processing start portion of the object to be processed where additional processing should be started. Control and
The machining system according to any one of claims 1 to 4, wherein the machining apparatus is controlled so as to start additional machining with respect to the machining object after the irradiation region is set in the machining start portion.
前記第1領域及び前記第2領域の少なくとも一方に前記基準造形物を形成したときの前記支持装置に対する前記照射領域の位置を基点に、前記基準造形物に関する前記情報に基づいて算出される移動方向に向かって前記支持装置に対して前記照射領域が移動するように、前記位置変更装置を制御する
請求項1から5のいずれか一項に記載の加工システム。
The movement direction calculated based on the information about the reference model, with the position of the irradiation region with respect to the support device when the reference model is formed in at least one of the first region and the second region as a base point. The processing system according to any one of claims 1 to 5, which controls the position changing device so that the irradiation region moves toward the support device.
前記第1領域及び前記第2領域の少なくとも一方に前記基準造形物を形成したときの前記支持装置に対する前記照射領域の位置を基点に、前記基準造形物に関する前記情報に基づいて算出される移動距離だけ前記支持装置に対する前記照射領域の位置が変更されるように、前記位置変更装置を制御する
請求項1から6のいずれか一項に記載の加工システム。
The moving distance calculated based on the information about the reference model based on the position of the irradiation region with respect to the support device when the reference model is formed in at least one of the first region and the second region. The processing system according to any one of claims 1 to 6, which controls the position changing device so that the position of the irradiation area is changed only with respect to the support device.
前記位置変更装置は、前記支持装置に対して前記加工装置を移動させて前記支持装置と前記照射領域との位置関係を変更する
請求項1から7のいずれか一項に記載の加工システム。
The processing system according to any one of claims 1 to 7, wherein the position changing device moves the processing device with respect to the support device to change the positional relationship between the support device and the irradiation region.
前記加工装置が前記加工対象物に対して付加加工を開始する前に、前記第1領域及び前記第2領域の少なくとも一方に付加加工を行って前記基準造形物を形成するように前記加工装置及び前記位置変更装置を制御し、
前記基準造形物を形成した後に、前記加工対象物のうち付加加工を開始するべき加工開始部分に付加加工を行うことが可能な加工開始位置に前記加工装置が位置するように前記基準造形物に関する前記情報を用いて前記位置変更装置を制御し、
前記加工開始位置に前記加工装置が位置した後に、前記加工対象物に対して付加加工を開始するように前記加工装置を制御する
請求項8に記載の加工システム。
The processing apparatus and the processing apparatus so as to perform additional processing on at least one of the first region and the second region to form the reference modeled object before the processing apparatus starts additional processing on the object to be processed. Control the position change device
Regarding the reference modeled object, the processing apparatus is located at a processing start position where additional processing can be performed on a processing start portion of the processing object to which additional processing should be started after the reference modeled object is formed. The information is used to control the position changing device.
The machining system according to claim 8, wherein the machining apparatus is controlled so as to start additional machining with respect to the machining object after the machining apparatus is positioned at the machining start position.
前記第1領域及び前記第2領域の少なくとも一方に前記基準造形物を形成したときの前記支持装置に対する前記加工装置の位置を基点に、前記基準造形物に関する前記情報に基づいて算出される移動方向に向かって前記支持装置に対して前記加工装置が移動するように、前記位置変更装置を制御する
請求項8又は9に記載の加工システム。
The movement direction calculated based on the information about the reference modeled object based on the position of the processing device with respect to the support device when the reference modeled object is formed in at least one of the first region and the second region. The processing system according to claim 8 or 9, which controls the position changing device so that the processing device moves toward the support device.
前記第1領域及び前記第2領域の少なくとも一方に前記基準造形物を形成したときの前記支持装置に対する前記加工装置の位置を基点に、前記基準造形物に関する前記情報に基づいて算出される移動距離だけ前記支持装置に対する前記加工装置の位置が変更されるように、前記位置変更装置を制御する
請求項8から10のいずれか一項に記載の加工システム。
The moving distance calculated based on the information about the reference model based on the position of the processing device with respect to the support device when the reference model is formed in at least one of the first region and the second region. The processing system according to any one of claims 8 to 10, which controls the position change device so that the position of the processing device is changed only with respect to the support device.
前記基準造形物に関する前記情報は、前記基準造形物の状態に関する情報を含む
請求項1から11のいずれか一項に記載の加工システム。
The processing system according to any one of claims 1 to 11, wherein the information regarding the reference model includes information regarding the state of the reference model.
前記基準造形物に関する前記情報は、前記加工対象物と前記基準造形物との相対的な位置関係に関する第1位置情報を含む
請求項1から12のいずれか一項に記載の加工システム。
The processing system according to any one of claims 1 to 12, wherein the information regarding the reference model includes first position information regarding a relative positional relationship between the object to be processed and the reference model.
前記第1位置情報は、前記加工対象物のうち付加加工を開始するべき加工開始部分と前記基準造形物との相対的な位置関係に関する情報を含む、
請求項13に記載の加工システム。
The first position information includes information on the relative positional relationship between the processing start portion of the processing object to which additional processing should be started and the reference modeled object.
The processing system according to claim 13.
前記第1位置情報は、第1方向に沿った前記加工対象物と前記基準造形物との相対的な位置、前記第1方向に交差する第2方向に沿った前記加工対象物と前記基準造形物との相対的な位置、並びに、前記第1及び第2方向に交差する第3方向に沿った前記加工対象物と前記基準造形物との相対的な位置の少なくとも一つに関する情報を含む
請求項13又は14に記載の加工システム。
The first position information is the relative position between the processed object and the reference modeled object along the first direction, and the processed object and the reference modeled object along the second direction intersecting the first direction. A claim that includes information about a relative position to an object and at least one of the relative positions of the object to be machined and the reference model along a third direction that intersects the first and second directions. Item 13. The processing system according to Item 13.
前記基準造形物に関する前記情報に加えて、前記第1領域及び前記第2領域の少なくとも一方に前記基準造形物を形成したときの前記支持装置と前記加工装置との相対的な位置関係に関する第2位置情報を用いて、前記位置変更装置を制御する
請求項1から15のいずれか一項に記載の加工システム。
In addition to the information regarding the reference model, a second regarding the relative positional relationship between the support device and the processing device when the reference model is formed in at least one of the first region and the second region. The processing system according to any one of claims 1 to 15, wherein the position changing device is controlled by using the position information.
前記支持装置と前記加工装置との位置関係を第4方向に沿って変更しながら前記第1領域に付加加工を行って、前記基準造形物としての第1造形物を形成するように、前記加工装置及び前記位置変更装置を制御する
請求項1から16のいずれか一項に記載の加工システム。
The processing is performed so as to perform additional processing on the first region while changing the positional relationship between the support device and the processing device along the fourth direction to form the first modeled object as the reference modeled object. The processing system according to any one of claims 1 to 16, which controls the apparatus and the position changing apparatus.
前記基準造形物に関する前記情報は、前記第1造形物に関する第1情報を含む
請求項17に記載の加工システム。
The processing system according to claim 17, wherein the information regarding the reference model includes the first information regarding the first model.
前記加工装置が前記支持装置に対して前記第4方向に沿って移動しながら前記加工対象物に対して付加加工を行うように付加加工を開始する場合に、前記第1情報を用いて前記位置変更装置を制御する
請求項18に記載の加工システム。
When the processing device starts additional processing so as to perform additional processing on the processing object while moving along the fourth direction with respect to the support device, the position is used using the first information. The processing system according to claim 18, which controls the changing device.
前記第1情報を用いて、前記加工対象物のうち付加加工を開始するべき加工開始部分に付加加工を行うことが可能な加工開始位置に前記加工装置が位置するように前記位置変更装置を制御し、その後、前記支持装置に対して前記加工装置が前記第4方向に沿って移動しながら行う付加加工を前記加工対象物に対して開始するように前記加工装置を制御する
請求項18又は19に記載の加工システム。
Using the first information, the position changing device is controlled so that the machining device is located at the machining start position where the additional machining can be performed on the machining start portion of the machining object to which the additional machining should be started. Then, claim 18 or 19 for controlling the processing device so that the processing device starts the additional processing performed on the support device while the processing device moves along the fourth direction with respect to the processing object. The processing system described in.
前記支持装置に対して前記加工装置が前記第4方向とは異なる第5方向に沿って移動しながら前記第1領域及び前記第2領域の少なくとも一方に付加加工を行って、前記基準造形物としての第2造形物を形成するように、前記加工装置及び前記位置変更装置を制御する
請求項17から20のいずれか一項に記載の加工システム。
While the processing device moves along a fifth direction different from the fourth direction with respect to the support device, additional processing is performed on at least one of the first region and the second region to obtain the reference model. The processing system according to any one of claims 17 to 20, which controls the processing apparatus and the position changing apparatus so as to form the second modeled object of the above.
前記基準造形物に関する前記情報は、前記第2造形物に関する第2情報を含む
請求項21に記載の加工システム。
The processing system according to claim 21, wherein the information regarding the reference model includes the second information regarding the second model.
前記加工装置が前記支持装置に対して前記第5方向に沿って移動しながら前記加工対象物に対して付加加工を行うように付加加工を開始する場合に、前記第2情報を用いて前記位置変更装置を制御する
請求項22に記載の加工システム。
When the processing device starts the additional processing so as to perform the additional processing on the processing object while moving along the fifth direction with respect to the support device, the position is used by using the second information. 22. The machining system according to claim 22, which controls the changing device.
前記第2情報を用いて、前記加工対象物のうち付加加工を開始するべき加工開始部分に付加加工を行うことが可能な加工開始位置に前記加工装置が位置するように前記位置変更装置を制御し、その後、前記支持装置に対して前記加工装置が前記第5方向に沿って移動しながら行う付加加工を前記加工対象物に対して開始するように前記加工装置を制御する
請求項22又は23に記載の加工システム。
Using the second information, the position changing device is controlled so that the machining device is located at the machining start position where the additional machining can be performed on the machining start portion of the machining object to which the additional machining should be started. Then, claim 22 or 23, which controls the processing device so as to start additional processing on the processing object while the processing device moves along the fifth direction with respect to the support device. The processing system described in.
前記第5方向は、前記第4方向とは逆向きの方向である
請求項21から24のいずれか一項に記載の加工システム。
The processing system according to any one of claims 21 to 24, wherein the fifth direction is a direction opposite to the fourth direction.
前記支持装置に対して前記加工装置が前記第4方向とは異なる第6方向に沿って移動しながら前記第1領域及び前記第2領域の少なくとも一方に付加加工を行って、前記基準造形物としての第3造形物を形成するように、前記加工装置及び前記位置変更装置を制御する
請求項17から25のいずれか一項に記載の加工システム。
While the processing device moves along a sixth direction different from the fourth direction with respect to the support device, additional processing is performed on at least one of the first region and the second region to obtain the reference model. The processing system according to any one of claims 17 to 25, which controls the processing apparatus and the position changing apparatus so as to form the third modeled object of the above.
前記基準造形物に関する前記情報は、前記第3造形物に関する第3情報を含む
請求項26に記載の加工システム。
The processing system according to claim 26, wherein the information regarding the reference model includes the third information regarding the third model.
前記加工装置が前記支持装置に対して前記第6方向に沿って移動しながら前記加工対象物に対して付加加工を行うように付加加工を開始する場合に、前記第3情報を用いて前記位置変更装置を制御する
請求項27に記載の加工システム。
When the processing device starts the additional processing so as to perform the additional processing on the processing object while moving along the sixth direction with respect to the support device, the position is used by using the third information. 28. The machining system according to claim 27, which controls the changing device.
前記第3情報を用いて、前記加工対象物のうち付加加工を開始するべき加工開始部分に付加加工を行うことが可能な加工開始位置に前記加工装置が位置するように前記位置変更装置を制御し、その後、前記支持装置に対して前記加工装置が前記第6方向に沿って移動しながら行う付加加工を前記加工対象物に対して開始するように前記加工装置を制御する
請求項27又は28に記載の加工システム。
Using the third information, the position changing device is controlled so that the machining device is located at the machining start position where the additional machining can be performed on the machining start portion of the machining object to which the additional machining should be started. Then, claim 27 or 28, which controls the processing device so as to start additional processing on the processing object while the processing device moves along the sixth direction with respect to the support device. The processing system described in.
前記第6方向は、前記第4方向に交差する方向である
請求項27から29のいずれか一項に記載の加工システム。
The processing system according to any one of claims 27 to 29, wherein the sixth direction intersects the fourth direction.
前記支持装置に対して前記加工装置が前記第4方向及び第6方向とは異なる第7方向に沿って移動しながら前記第1領域及び前記第2領域の少なくとも一方に付加加工を行って、前記基準造形物としての第4造形物を形成するように、前記加工装置及び前記位置変更装置を制御する
請求項27から30のいずれか一項に記載の加工システム。
While the processing device moves along a seventh direction different from the fourth direction and the sixth direction with respect to the support device, additional processing is performed on at least one of the first region and the second region, and the processing is performed. The processing system according to any one of claims 27 to 30, which controls the processing apparatus and the position changing apparatus so as to form a fourth modeled object as a reference modeled object.
前記基準造形物に関する情報は、前記第4造形物に関する第4情報を含む
請求項31に記載の加工システム。
The processing system according to claim 31, wherein the information regarding the reference model includes the fourth information regarding the fourth model.
前記加工装置が前記支持装置に対して前記第7方向に沿って移動しながら前記加工対象物に対して付加加工を行うように付加加工を開始する場合に、前記第4情報を用いて前記位置変更装置を制御する
請求項32に記載の加工システム。
When the processing device starts additional processing so as to perform additional processing on the processing object while moving along the seventh direction with respect to the support device, the position is used using the fourth information. The machining system according to claim 32, which controls the changing device.
前記第4情報を用いて、前記加工対象物のうち付加加工を開始するべき加工開始部分に付加加工を行うことが可能な加工開始位置に前記加工装置が位置するように前記位置変更装置を制御し、その後、前記支持装置に対して前記加工装置が前記第7方向に沿って移動しながら行う付加加工を前記加工対象物に対して開始するように前記加工装置を制御する
請求項32又は33に記載の加工システム。
Using the fourth information, the position changing device is controlled so that the machining device is located at the machining start position where the additional machining can be performed on the machining start portion of the machining object to which the additional machining should be started. Then, claim 32 or 33, which controls the processing device so as to start additional processing on the processing object while the processing device moves along the seventh direction with respect to the support device. The processing system described in.
前記第7方向は、前記第4方向に交差する方向であって、且つ、前記第6方向とは逆向きの方向である
請求項32から34のいずれか一項に記載の加工システム。
The processing system according to any one of claims 32 to 34, wherein the seventh direction is a direction that intersects the fourth direction and is a direction opposite to the sixth direction.
前記基準造形物に関する情報は、計測装置で計測される
請求項1から35のいずれか一項に記載の加工システム。
The processing system according to any one of claims 1 to 35, wherein the information regarding the reference model is measured by a measuring device.
前記計測装置を更に備える
請求項36に記載の加工システム。
The processing system according to claim 36, further comprising the measuring device.
前記計測装置は、前記加工対象物と前記基準造形物との相対的な位置関係を計測可能である
請求項36又は37に記載の加工システム。
The processing system according to claim 36 or 37, wherein the measuring device can measure a relative positional relationship between the processing object and the reference modeled object.
前記第1領域及び前記第2領域の少なくとも一方のうちの第1部分に付加加工を行って前記基準造形物としての第5造形物を形成し、前記第1領域及び前記第2領域の少なくとも一方のうちの前記第1部分とは異なる第2部分に付加加工を行って前記基準造形物としての第6造形物を形成し、且つ、前記第1領域及び前記第2領域の少なくとも一方のうちの前記第1及び第2部分とは異なる第3部分に付加加工を行って前記基準造形物としての第7造形物を形成するように前記加工装置及び前記位置変更装置を制御し、
前記基準造形物に関する前記情報は、前記第5造形物から前記第7造形物に関する第5情報を含み、
前記第5情報を用いて、前記加工装置の位置が表される第1座標系と、前記計測装置によって計測される前記加工対象物と前記基準造形物との相対的な位置関係が表される第2座標系とを関連付ける
請求項38に記載の加工システム。
The first portion of at least one of the first region and the second region is subjected to additional processing to form a fifth model as the reference model, and at least one of the first region and the second region. A second portion different from the first portion is subjected to additional processing to form a sixth model as the reference model, and at least one of the first region and the second region. The processing device and the position changing device are controlled so as to perform additional processing on the third part different from the first and second parts to form the seventh modeled object as the reference modeled object.
The information regarding the reference model includes the fifth information regarding the fifth model to the seventh model.
Using the fifth information, the relative positional relationship between the first coordinate system in which the position of the processing apparatus is represented, the machining object measured by the measuring device, and the reference modeled object is represented. The machining system according to claim 38, which associates with a second coordinate system.
前記第1部分から前記第3部分の少なくとも一つの高さは、前記第1部分から前記第3部分の少なくとも他の一つの高さと異なる
請求項39に記載の加工システム。
39. The processing system of claim 39, wherein at least one height from the first portion to the third portion is different from at least one other height from the first portion to the third portion.
前記第1部分から前記第3部分の少なくとも二つの間には、前記支持装置のうち前記加工対象物を支持可能な支持領域が配置される
請求項39又は40に記載の加工システム。
The processing system according to claim 39 or 40, wherein a support region capable of supporting the processing object in the support device is arranged between at least two of the first portion and the third portion.
前記加工対象物の実際の形状と前記加工対象物の設計上の形状との間のずれに関するずれ情報に基づいて、前記加工装置及び前記位置変更装置の少なくとも一方を制御する
請求項1から41のいずれか一項に記載の加工システム。
Claims 1 to 41 that control at least one of the machining apparatus and the position changing apparatus based on the deviation information regarding the deviation between the actual shape of the machining object and the design shape of the machining object. The processing system described in any one of the items.
前記ずれ情報に基づいて、付加加工によって前記加工対象物の所望部分に所望形状の付加造形物が付加されるように、前記加工装置及び前記位置変更装置の少なくとも一方を制御する
請求項42に記載の加工システム。
42. Claim 42, which controls at least one of the processing device and the position changing device so that an additional model having a desired shape is added to a desired portion of the processing target by additional processing based on the deviation information. Processing system.
前記ずれ情報に基づいて、前記加工対象物の設計上の形状に対して前記加工対象物の実際の形状が大きくなるほど、前記付加造形物の形状が大きくなるように、前記加工装置及び前記位置変更装置の少なくとも一方を制御する
請求項43に記載の加工システム。
Based on the deviation information, the processing device and the position change so that the larger the actual shape of the processing object with respect to the design shape of the processing object, the larger the shape of the additional modeled object. The machining system according to claim 43, which controls at least one of the devices.
前記基準造形物に関する前記情報は、前記基準造形物の寸法に関する寸法情報を含む
請求項1から44のいずれか一項に記載の加工システム。
The processing system according to any one of claims 1 to 44, wherein the information regarding the reference model includes dimensional information regarding the dimensions of the standard model.
前記基準造形物に関する前記情報は、前記基準造形物の形状に関する形状情報を含む
請求項1から45のいずれか一項に記載の加工システム。
The processing system according to any one of claims 1 to 45, wherein the information regarding the reference model includes shape information regarding the shape of the reference model.
前記エネルギビームが照射される領域に第8方向から前記材料を供給しながら前記第1領域及び前記第2領域の少なくとも一方に付加加工を行って、前記基準造形物としての第8造形物を形成し、
前記エネルギビームが照射される領域に前記第8方向と異なる第9方向から前記材料を供給しながら前記第1領域及び前記第2領域の少なくとも一方に付加加工を行って、前記基準造形物としての第9造形物を形成する
請求項1から46のいずれか一項に記載の加工システム。
While supplying the material from the eighth direction to the region irradiated with the energy beam, additional processing is performed on at least one of the first region and the second region to form the eighth model as the reference model. death,
While supplying the material from a ninth direction different from the eighth direction to the region irradiated with the energy beam, additional processing is performed on at least one of the first region and the second region to obtain the reference model. 9. The processing system according to any one of claims 1 to 46, which forms a modeled object.
前記加工装置は、前記材料を供給する第1供給口と、前記材料を供給する第2供給口とを備え、
前記エネルギビームが照射される領域に前記第1供給口から前記材料を供給しながら前記第1領域及び前記第2領域の少なくとも一方に付加加工を行って、前記基準造形物としての第8造形物を形成し、
前記エネルギビームが照射される領域に前記第2供給口から材料を供給しながら前記第1領域及び前記第2領域の少なくとも一方に付加加工を行って、前記基準造形物としての第9造形物を形成する
請求項1から47のいずれか一項に記載の加工システム。
The processing apparatus includes a first supply port for supplying the material and a second supply port for supplying the material.
While supplying the material to the region irradiated with the energy beam from the first supply port, additional processing is performed on at least one of the first region and the second region, and the eighth modeled object as the reference modeled object is used. Form and
While supplying materials from the second supply port to the region irradiated with the energy beam, additional processing is performed on at least one of the first region and the second region to obtain a ninth model as the reference model. The processing system according to any one of claims 1 to 47 to be formed.
前記加工対象物に対して第10方向から前記エネルギビームを照射しながら前記第1領域及び前記第2領域の少なくとも一方に付加加工を行って、前記基準造形物としての第10造形物を形成し、
前記加工対象物に対して前記第10方向とは異なる第11方向から前記エネルギビームを照射しながら前記第1領域及び前記第2領域の少なくとも一方に付加加工を行って、前記基準造形物としての第11造形物を形成する
請求項1から48のいずれか一項に記載の加工システム。
While irradiating the object to be processed with the energy beam from the tenth direction, additional processing is performed on at least one of the first region and the second region to form the tenth model as the reference model. ,
While irradiating the object to be processed with the energy beam from an eleventh direction different from the tenth direction, additional processing is performed on at least one of the first region and the second region to obtain the reference model. 11. The processing system according to any one of claims 1 to 48 for forming a modeled object.
加工装置からエネルギビームを照射して加工対象物に付加加工を行う加工方法であって、
前記加工対象物を支持装置によって支持することと、
前記支持装置のうちの一部である第1領域及び前記加工対象物の一部である第2領域の少なくとも一方に付加加工を行って基準造形物を形成することと、
前記基準造形物を計測することと、
前記計測された前記基準造形物に関する情報に基づいて、前記支持装置と前記加工装置からの前記エネルギビームの照射領域との位置関係を変更することと
を含む加工方法。
It is a processing method that irradiates an energy beam from a processing device to perform additional processing on an object to be processed.
Supporting the object to be processed by a support device and
To form a reference model by performing additional processing on at least one of the first region that is a part of the support device and the second region that is a part of the work object.
Measuring the reference model and
A processing method including changing the positional relationship between the support device and the irradiation region of the energy beam from the processing device based on the measured information about the reference model.
請求項1から49のいずれか一項に記載の加工システムを用いて、前記加工対象物に対して付加加工を行う加工方法。 A processing method for performing additional processing on the object to be processed by using the processing system according to any one of claims 1 to 49.
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