KR102049291B1 - 계측 시스템, 제어 장치, 계측 방법 - Google Patents

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Abstract

계측 대상에 대한 계측 장치와, 계측 장치와 계측 대상 사이의 상대 위치 관계를 변화시키는 구동 장치가 직접적으로 접속되어 있지 않더라도, 계측 대상의 형상을 나타내는 정보를 고정밀도로 생성할 수 있는 계측 시스템을 제공한다.
구동 장치는, 계측 대상의 위치를 나타내는 정보와, 상기 위치를 나타내는 정보가 취득된 타이밍을 나타내는 타이머로부터의 시각 정보를 대응시켜 제1 정보로서 출력한다. 계측 장치는, 계측 대상을 계측함으로써 취득된 계측 정보와, 상기 계측 정보가 취득된 타이밍을 나타내는 타이머로부터의 시각 정보를 대응시켜 제2 정보로서 출력한다. 계측 시스템은, 하나 또는 복수의 제1 정보에 기초하여, 제2 정보에 포함되는 시각 정보에 대응되는 위치를 산출함과 아울러, 공통의 시각 정보에 대응된, 산출된 위치와 계측 정보의 조합에 기초하여 계측 대상의 형상을 나타내는 정보를 생성하는 정보 생성 수단을 포함한다.

Description

계측 시스템, 제어 장치, 계측 방법{Measurement system, control apparatus, measurement method}
본 발명은, 계측 대상을 계측하는 계측 장치와, 계측 장치와 계측 대상 사이의 상대 위치 관계를 변화시키는 구동 장치를 포함하는 계측 시스템에 관한 것이다.
최근 ICT(Information and Communication Technology)의 진보에 따라, 생산 현장에서도 제어 장치와 각종 계측 장치를 네트워크 등을 통해 통합한 시스템이 제안되어 있다.
이러한 시스템에 이용되는 네트워크에서는, 제어 장치 및 계측 장치를 포함한 각 디바이스가 서로 동기된 타이머를 가지며, 이러한 서로 동기된 타이머에 의해 관리되는 타이밍에 기초하여 정주기에서의 데이터 통신을 보장한다. 예를 들어 일본공개특허 2009-157913호 공보(특허문헌 1)는, ns 오더의 계시 기능을 갖는 계시 수단을 구비한 유닛 사이라도 제어에 영향을 주지 않고 비교적 단시간에 시간 동기를 행할 수 있는 구성을 개시한다.
특허문헌 1: 일본공개특허 2009-157913호 공보
상술한 일본공개특허 2009-157913호 공보(특허문헌 1)는, 네트워크에 접속되는 디바이스 간에 타이머의 동기를 유지하는 기술을 개시하지만, 각각의 디바이스에서 취득된 데이터를 집약하는 등의 시스템 전체적인 처리에 대해서는 전혀 시사되어 있지 않다.
본 발명은, 계측 대상에 대한 계측 장치와, 계측 장치와 계측 대상 사이의 상대 위치 관계를 변화시키는 구동 장치가 직접적으로 접속되어 있지 않더라도, 계측 대상의 형상을 나타내는 정보를 고정밀도로 생성할 수 있는 계측 시스템을 제공하는 것을 하나의 목적으로 하고 있다.
본 발명의 하나의 국면에 따른 계측 시스템은, 계측 대상을 계측하는 계측 장치와, 계측 장치와 계측 대상 사이의 상대 위치 관계를 변화시키는 구동 장치를 포함한다. 계측 장치 및 구동 장치는 동기된 타이머를 각각 가지고 있다. 구동 장치는, 계측 대상의 위치를 나타내는 정보와, 상기 위치를 나타내는 정보가 취득된 타이밍을 나타내는 타이머로부터의 시각 정보를 대응시켜 제1 정보로서 출력한다. 계측 장치는, 계측 대상을 계측함으로써 취득된 계측 정보와, 상기 계측 정보가 취득된 타이밍을 나타내는 타이머로부터의 시각 정보를 대응시켜 제2 정보로서 출력한다. 계측 시스템은, 하나 또는 복수의 제1 정보에 기초하여, 제2 정보에 포함되는 시각 정보에 대응되는 위치를 산출함과 아울러, 공통의 시각 정보에 대응된, 산출된 위치와 계측 정보의 조합에 기초하여 계측 대상의 형상을 나타내는 정보를 생성하는 정보 생성 수단을 포함한다.
바람직하게는, 제1 정보는 계측 대상의 가속도를 나타내는 정보 및 속도를 나타내는 정보를 더 포함하고, 정보 생성 수단은 산출 대상의 시각보다 이전 시각에서의, 계측 대상의 가속도 및 속도에 기초하여 상기 산출 대상의 시각에서의 위치를 산출한다.
바람직하게는, 정보 생성 수단은, 산출 대상의 시각 근방에 있는 시각에 대응되는 복수의 제1 정보에 포함되는 위치를 나타내는 정보를 보간하여 상기 산출 대상의 시각에서의 위치를 산출한다.
바람직하게는, 계측 장치 및 구동 장치는 타이밍 동기된 네트워크를 통해 접속되어 있다.
바람직하게는, 계측 시스템은, 네트워크 상의 데이터 통신 및 타이머의 동기를 관리하는 통신 마스터를 더 포함한다. 정보 생성 수단은, 통신 마스터에 마련된다.
바람직하게는, 계측 장치는, 계측 대상에 대해 계측광을 조사함과 아울러, 계측 대상으로부터의 반사광을 수광하여 계측 대상의 특성값을 계측하도록 구성되어 있다. 제2 정보는, 계측광의 조사 개시부터 조사 완료까지의 임의의 타이밍을 나타내는 시각 정보를 포함한다.
바람직하게는, 구동 장치가 제1 정보를 출력하는 타이밍과, 계측 장치가 제2 정보를 출력하는 타이밍은 서로 다르다.
본 발명의 다른 국면에 따른 계측 장치는, 계측 대상을 계측하는 계측 장치와, 계측 장치와 계측 대상 사이의 상대 위치 관계를 변화시키는 구동 장치를 네트워크 접속하는 네트워크 컨트롤러; 계측 장치의 타이머 및 구동 장치의 타이머와의 사이에서 동기된 타이머;를 포함한다. 구동 장치는, 계측 대상의 위치를 나타내는 정보와, 상기 위치를 나타내는 정보가 취득된 타이밍을 나타내는 타이머로부터의 시각 정보를 대응시켜 제1 정보로서 출력한다. 계측 장치는, 계측 대상을 계측함으로써 취득된 계측 정보와, 상기 계측 정보가 취득된 타이밍을 나타내는 타이머로부터의 시각 정보를 대응시켜 제2 정보로서 출력한다. 제어 장치는, 하나 또는 복수의 제1 정보에 기초하여, 제2 정보에 포함되는 시각 정보에 대응되는 위치를 산출함과 아울러, 공통의 시각 정보에 대응된, 산출된 위치와 계측 정보의 조합에 기초하여 계측 대상의 형상을 나타내는 정보를 생성하는 정보 생성 수단을 포함한다.
본 발명의 또 다른 국면에 따르면, 계측 대상을 계측하는 계측 장치와, 계측 장치와 계측 대상 사이의 상대 위치 관계를 변화시키는 구동 장치를 구비하는 계측 시스템에서의 계측 방법이 제공된다. 계측 장치 및 구동 장치는 동기된 타이머를 각각 가지고 있다. 계측 방법은, 구동 장치가, 계측 대상의 위치를 나타내는 정보와, 상기 위치를 나타내는 정보가 취득된 타이밍을 나타내는 타이머로부터의 시각 정보를 대응시켜 제1 정보로서 출력하는 단계와, 계측 장치가, 계측 대상을 계측함으로써 취득된 계측 정보와, 상기 계측 정보가 취득된 타이밍을 나타내는 타이머로부터의 시각 정보를 대응시켜 제2 정보로서 출력하는 단계와, 하나 또는 복수의 제1 정보에 기초하여, 제2 정보에 포함되는 시각 정보에 대응되는 위치를 산출하는 단계와, 공통의 시각 정보에 대응된, 산출된 위치와 계측 정보의 조합에 기초하여 계측 대상의 형상을 나타내는 정보를 생성하는 단계를 포함한다.
본 발명에 관한 계측 시스템은, 계측 대상에 대한 계측 장치와, 계측 장치와 계측 대상 사이의 상대 위치 관계를 변화시키는 구동 장치가 직접적으로 접속되어 있지 않더라도, 계측 대상의 형상을 나타내는 정보를 고정밀도로 생성할 수 있다.
도 1은, 본 실시형태에 관한 계측 시스템의 전체 구성예를 나타내는 모식도이다.
도 2는, 본 실시형태에 관한 계측 시스템을 구성하는 제어 장치의 하드웨어 구성예를 나타내는 모식도이다.
도 3은, 본 실시형태에 관한 계측 시스템을 구성하는 구동 유닛의 하드웨어 구성예를 나타내는 모식도이다.
도 4는, 본 실시형태에 관한 계측 시스템을 구성하는 계측 장치의 하드웨어 구성예를 나타내는 모식도이다.
도 5는, 본 실시형태에 관한 계측 시스템에서의 구동 유닛 및 계측 장치의 동작 타이밍을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은, 본 실시형태에 관한 계측 시스템에서의 형상 정보 생성 처리를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은, 본 실시형태에 관한 계측 시스템에서의 형상 정보 생성 처리를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은, 본 실시형태에 관한 계측 시스템에서 실행되는 처리 순서를 나타내는 시퀀스도이다.
도 9는, 본 실시형태에 관한 계측 시스템을 구성하는 구동 유닛에서의 처리 순서를 나타내는 흐름도이다.
도 10은, 본 실시형태에 관한 계측 시스템을 구성하는 계측 장치에서의 처리 순서를 나타내는 흐름도이다.
도 11은, 본 실시형태에 관한 계측 시스템에서의 정보 교환 및 처리를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는, 가속도 및 속도에 기초한 동작 정보 보간 처리를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은, 근방의 동작 정보에 기초한 동작 정보 보간 처리를 설명하기 위한 도면이다.
도 14는, 본 실시형태에 관한 계측 시스템을 구성하는 계측 장치에서의 노광 시간의 동적 결정 처리를 설명하기 위한 도면이다.
도 15는, 본 실시형태에 관한 계측 시스템을 구성하는 계측 장치에서 노광 시간이 동적으로 결정되는 경우의 영향을 설명하기 위한 도면이다.
도 16은, 본 실시형태에 관한 계측 시스템에서의 형상 정보 생성 순서를 나타내는 흐름도이다.
본 발명의 실시형태에 대해 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 도면 중의 동일 또는 상당 부분에 대해서는 동일 부호를 부여하고 그 설명은 반복하지 않는다.
<A. 계측 시스템의 전체 구성예>
우선, 본 실시형태에 관한 계측 시스템(1)의 전체 구성예에 대해 설명한다. 도 1은, 본 실시형태에 관한 계측 시스템(1)의 전체 구성예를 나타내는 모식도이다.
도 1을 참조하여, 본 실시형태에 관한 계측 시스템(1)은, 일례로서 검사 장치(2)에 배치된 계측 대상(이하, 「워크(W)」라고도 부름) 상의 복수의 계측점에 대한 거리를 광학적으로 계측함으로써 워크(W)의 표면 형상을 나타내는 형상 정보를 출력한다.
본 명세서에서, 「형상 정보」는 계측 대상(워크(W))의 형상을 나타내는 정보로서, 계측 대상에 설정되는 임의의 위치와 그 위치에 대한 계측점의 대응 관계를 포함하는 개념이다.
보다 구체적으로는, 계측 시스템(1)은, 주요 구성요소로서 제어 장치(100)와, 제어 장치(100)와 필드 네트워크(20)를 통해 접속되는 구동 유닛(200) 및 계측 장치(300)를 포함한다. 계측 장치(300)가 계측 대상인 워크(W)를 계측한다.
필드 네트워크(20)는, 전형적으로는 데이터 도착 시간이 보장되는, 정주기 통신을 행하는 네트워크가 채용된다. 이러한 정주기 통신을 행하는 네트워크로서는 EtherCAT(등록상표) 등을 채용할 수 있다.
일례로서, 제어 장치(100)는 필드 네트워크(20)에서의 통신 마스터로서 기능한다. 통신 마스터는, 필드 네트워크(20)에 접속되어 있는 디바이스 간에 타이머의 동기를 관리함과 아울러, 데이터 송수신 등의 타이밍을 규정하는 통신 스케줄을 관리한다. 즉, 통신 마스터인 제어 장치(100)는 필드 네트워크(20) 상의 데이터 통신 및 타이머의 동기를 관리한다.
구동 유닛(200) 및 계측 장치(300)는, 통신 마스터로부터의 지시에 따라 필드 네트워크(20) 상에서 데이터를 송수신하는 통신 슬레이브로서 기능한다.
보다 구체적으로는, 제어 장치(100)는 타이머(102)를 가지고, 구동 유닛(200)은 타이머(202)를 가지며, 계측 장치(300)는 타이머(302)를 가진다. 제어 장치(100)의 타이머(102)가 레퍼런스 클록 등의 동기 신호를 발생함으로써, 다른 타이머(202, 302)가 타이머(102)에 동기한다. 따라서, 필드 네트워크(20)에 접속되는 디바이스 간에는 데이터의 송수신 타이밍을 공통의 시각으로 관리할 수 있다.
이와 같이, 구동 유닛(200) 및 계측 장치(300)는 동기된 타이머를 각각 가진다. 구동 유닛(200) 및 계측 장치(300)는, 타이밍 동기된 네트워크인 필드 네트워크(20)를 통해 접속됨으로써 각각의 타이머 간을 동기시킬 수 있다.
본 명세서에서, 「시각」은 시간의 흐름이 있는 1점을 특정하는 정보를 의미하고, 시분초 등으로 규정되는 통상적인 의미의 시각에 더하여, 예를 들어 필드 네트워크 내에서 공통으로 이용되는 타이머값 또는 카운터값을 포함할 수 있다. 「시각」은, 기본적으로는 각 디바이스가 가지고 있는 타이머에 의해 관리된다. 또한, 「시각 정보」는 「시각」 그 자체에 더하여 「시각」을 특정하기 위한 정보(예를 들어, 「시각」을 어떠한 방법으로 인코딩한 결과나 어떤 기준 시각으로부터의 경과 시간 등)를 포함한다.
일반적으로 마스터-슬레이브형의 정주기 네트워크에서는, 어느 하나 이상의 디바이스가 타이머끼리의 동기를 관리하는 통신 마스터로서 기능하면 된다. 이 통신 마스터는 반드시 제어 장치(100)일 필요는 없고, 예를 들어 구동 유닛(200) 및 계측 장치(300) 중 어느 하나가 통신 마스터로서 기능해도 된다.
제어 장치(100)는 임의의 컴퓨터이며, 전형적으로는 PLC(프로그래머블 컨트롤러)로서 구현화되어도 된다. 제어 장치(100)는, 필드 네트워크(20)를 통해 접속된 구동 유닛(200)에 대해 동작 지령을 부여함과 아울러, 구동 유닛(200)으로부터의 정보(동작 정보 및 시각 정보를 포함함)를 수신한다. 또한, 제어 장치(100)는, 계측 장치(300)에 대해 계측 지령을 부여함과 아울러, 계측 장치(300)로부터의 정보(계측 정보 및 시각 정보를 포함함)를 수신한다. 제어 장치(100)는, 구동 유닛(200) 및 계측 장치(300)로부터의 각각의 피드백 응답을 통합하여 워크(W)에 대한 형상 정보를 생성한다. 이 워크(W)에 대한 형상 정보를 생성하는 처리의 상세에 대해서는 후술한다.
제어 장치(100)는, 생성한 워크(W)의 형상 정보에 기초하여 어떠한 제어 연산을 실행해도 되고, 생성한 워크(W)의 형상 정보를 제조 실행 시스템(MES: Manufacturing Execution System) 등의 상위 장치에 송신하도록 해도 된다.
구동 유닛(200)은, 계측 장치(300)와 계측 대상인 워크(W) 사이의 상대 위치 관계를 변화시키는 구동 장치에 상당한다. 보다 구체적으로는, 구동 유닛(200)은, 워크(W)가 놓인 검사 장치(2)를 작동시키는 모터(10)를 구동한다. 예를 들어, 구동 유닛(200)은 서보 드라이버나 인버터 유닛 등을 포함한다. 구동 유닛(200)은, 제어 장치(100)로부터의 동작 지령에 따라 모터(10)를 구동하기 위한 교류 전력 또는 펄스 전력을 부여함과 아울러, 모터(10)의 동작 상태(예를 들어, 회전 위치(위상각), 회전 속도, 회전 가속도, 토크 등)를 취득하여 지정된 정보를 동작 정보로서 제어 장치(100)에 송신한다. 모터(10)에 인코더(도 3에 도시된 인코더(12)를 참조)가 장착되어 있는 경우에는, 그 인코더로부터의 출력 신호가 구동 유닛(200)에 입력된다.
모터(10)는, 회전 구동함으로써 검사 장치(2)를 구성하는 스테이지(6)의 위치를 변화시킨다. 예를 들어, 스테이지(6)는 베이스부(4) 상에 이동 가능하게 배치됨과 아울러, 스테이지(6)는 볼 나사(14)와 걸어맞춤되어 있다. 모터(10)는 감속기를 통해 볼 나사(14)와 기계적으로 결합되어 있고, 모터(10)의 회전운동이 볼 나사(14)에 부여된다. 볼 나사(14)의 회전에 의해, 볼 나사(14)와 스테이지(6)의 상대 위치 관계는 볼 나사(14)의 연장 방향으로 변화하게 된다.
즉, 제어 장치(100)로부터 구동 유닛(200)에 대해 동작 지령을 부여함으로써, 검사 장치(2)의 스테이지(6)의 위치가 변화하게 되고, 스테이지(6) 상에 배치되어 있는 워크(W)도 그 위치를 변화시킨다.
계측 장치(300)는, 워크(W)에 대한 변위를 계측하는 계측 유닛에 상당한다. 본 실시형태에서는, 워크(W)에 대한 변위로서, 계측 장치(300)와 전기적 또는 광학적으로 접속되는 센서 헤드(310)로부터 워크(W)의 표면상 계측점까지의 거리를 상정한다. 예를 들어, 계측 장치(300)는, 워크(W)의 표면상 계측점까지의 거리를 광학적으로 계측하는 광학식 변위 센서가 이용되어도 된다. 구체적으로는, 계측 장치(300)는, 센서 헤드(310)로부터 워크(W)에 대해 계측광을 조사하고, 그 광이 워크(W)에서 반사하여 발생하는 광을 수광함으로써, 워크(W)의 표면상 계측점까지의 거리를 계측한다. 일례로서, 삼각 측거 방식의 광학 변위 센서나 동축 공초점 방식의 광학 변위 센서가 이용되어도 된다.
계측 장치(300)는, 워크(W)에 대해 계측광을 조사함과 아울러, 워크(W)로부터의 반사광을 수광하여 워크(W)의 특성값을 계측한다. 보다 구체적으로는, 계측 장치(300)는, 제어 장치(100)로부터의 계측 지령에 따라 계측 타이밍(예를 들어, 워크(W)에 조사하는 계측광의 강도나 타이밍)을 조정하면서 수광된 반사광으로부터 산출되는 계측 결과를 포함한 계측 정보를 제어 장치(100)에 송신한다.
워크(W)에 대해 조사되는 계측광의 강도 및 타이밍은, 광을 발생하는 광원의 점등 시간 및 점등 타이밍을 제어하거나 워크(W)로부터의 반사광을 수광하는 촬상 소자의 노광 시간 및 노광 타이밍을 제어함으로써 조정되어도 된다.
본 실시형태에 관한 계측 시스템(1)에서는, 구동 유닛(200)으로부터 제어 장치(100)에 송신되는 동작 정보에는 이러한 동작 정보에 대응되는 시각 정보가 부가되어 있다. 이 시각 정보는, 대응되는 동작 정보가 취득된 타이밍 등을 나타낸다. 이와 같이, 구동 유닛(200)은, 워크(W)의 위치를 나타내는 정보와, 상기 위치를 나타내는 정보가 취득된 타이밍을 나타내는 타이머로부터의 시각 정보를 대응시켜 동작 정보(제1 정보)로서 출력한다.
본 명세서에서, 「계측 대상(워크(W))의 위치를 나타내는 정보」는, 워크(W) 자체의 위치를 나타내는 정보에 더하여, 워크(W)와 기계적으로 접속된 검사 장치(2) 또는 모터(10) 등의 위치를 나타내는 정보를 포함한다. 즉, 「계측 대상(워크(W))의 위치를 나타내는 정보」는, 워크(W)의 위치를 직접적 또는 간접적으로 특정할 수 있는 임의의 정보를 포함한다. 또한, 이들 정보의 차원수는 어느 것이라도 된다. 나아가 「계측 대상(워크(W))의 속도를 나타내는 정보」 및 「계측 대상(워크(W))의 가속도를 나타내는 정보」에 대해서도 마찬가지이다.
마찬가지로 계측 장치(300)로부터 제어 장치(100)에 송신되는 계측 정보에는, 이러한 계측 정보에 대응되는 시각 정보가 부가되어 있다. 이 시각 정보는, 예를 들어 대응되는 계측 정보가 취득된 타이밍, 혹은 대응되는 계측 정보를 취득하기 위한 계측광이 조사된 타이밍 등을 나타낸다. 이와 같이, 계측 장치(300)는, 워크(W)를 계측함으로써 취득된 계측 정보와, 상기 계측 정보가 취득된 타이밍을 나타내는 타이머로부터의 시각 정보를 대응시켜 계측 정보(제2 정보)로서 출력한다.
제어 장치(100)는, 동작 정보 및 계측 정보 각각에 대응된 시각 정보를 이용하여 동작 정보 및 계측 정보 사이의 시간적인 관계를 조정한 후에 워크(W)의 형상 정보를 생성한다. 보다 구체적으로는, 제어 장치(100)는, 하나 또는 복수의 동작 정보(제1 정보)에 기초하여 계측 정보(제2 정보)에 포함되는 시각 정보에 대응되는 위치를 산출함과 아울러, 공통의 시각 정보에 대응된, 산출된 위치와 계측 정보의 조합에 기초하여 워크(W)의 형상을 나타내는 정보(형상 정보)를 생성한다.
<B. 계측 시스템을 구성하는 각 장치의 하드웨어 구성예>
다음에, 본 실시형태에 관한 계측 시스템(1)을 구성하는 각 장치의 하드웨어 구성예에 대해 설명한다.
(b1: 제어 장치)
도 2는, 본 실시형태에 관한 계측 시스템(1)을 구성하는 제어 장치(100)의 하드웨어 구성예를 나타내는 모식도이다. 도 2를 참조하여, 제어 장치(100)는, 필드 네트워크(20)에서의 통신 타이밍 등을 관리하는 타이머(102)에 더하여, 프로세서(104)와 메인 메모리(106)와 플래시 메모리(108)와 칩 세트(114)와 네트워크 컨트롤러(116)와 메모리 카드 인터페이스(118)와 내부 버스 컨트롤러(122)와 필드 네트워크 컨트롤러(124)를 포함한다.
프로세서(104)는, CPU(Central Processing Unit)나 MPU(Micro-Processing Unit) 등으로 구성되고, 플래시 메모리(108)에 저장된 각종 프로그램을 독출하여 메인 메모리(106)에 전개하여 실행함으로써, 제어 대상에 따른 제어 및 후술하는 바와 같은 각종 처리를 실현한다.
플래시 메모리(108)에는, 제어 장치(100)로서 기본적인 기능을 제공하기 위한 시스템 프로그램(110)에 더하여, 제어 장치(100)에서 실행되는 사용자 프로그램(112)이 저장된다.
시스템 프로그램(110)은, 제어 장치(100)에서 사용자 프로그램(112)을 실행하기 위해 필요한 처리를 실행하기 위한 명령군이다.
사용자 프로그램(112)은 제어 대상 등에 따라 임의로 작성되는 명령군으로, 예를 들어 시퀀스 프로그램(112A)과 모션 프로그램(112B)과 형상 정보 생성 프로그램(112C)을 포함한다.
칩 세트(114)는, 프로세서(104)와 각 디바이스를 제어함으로써 제어 장치(100) 전체로서의 처리를 실현한다.
네트워크 컨트롤러(116)는, 상위 네트워크를 통해 상위 장치 등과의 사이에서 데이터를 교환한다.
메모리 카드 인터페이스(118)는, 비휘발성 기억 매체의 일례인 메모리 카드(120)를 착탈 가능하게 구성되어 있고, 메모리 카드(120)에 대해 데이터를 기입하고 메모리 카드(120)로부터 각종 데이터를 독출하는 것이 가능하게 되어 있다.
내부 버스 컨트롤러(122)는, 제어 장치(100)에 장착되는 I/O 유닛(126)과의 사이에서 내부 버스(128)를 통해 데이터를 교환하는 인터페이스이다.
필드 네트워크 컨트롤러(124)는, 구동 유닛(200) 및 계측 장치(300)를 포함한 다른 장치와의 사이를 네트워크 접속하고, 필드 네트워크(20)를 통해 데이터를 교환하는 인터페이스이다. 필드 네트워크 컨트롤러(124)는, 필드 네트워크(20)에서의 통신 마스터로서의 기능으로서 동기 관리 기능(125)을 포함한다.
동기 관리 기능(125)은, 필드 네트워크(20)에 접속되어 있는 각 디바이스로부터의 시각(전형적으로는 각 디바이스가 갖는 타이머가 출력하는 카운터값)과 타이머(102)로부터의 시각에 기초하여 디바이스 간의 시각 어긋남을 산출하고, 그 시각 어긋남을 보정한 후의 동기 신호를 각 디바이스에 출력한다. 이와 같이, 동기 관리 기능(125)은, 타이머(102)를 구동 유닛(200)의 타이머 및 계측 장치(300)의 타이머와의 사이에서 동기시킨다.
도 2에는, 프로세서(104)가 프로그램을 실행함으로써 필요한 기능이 제공되는 구성예를 나타내었지만, 이들 제공되는 기능의 일부 또는 전부를 전용 하드와이어드 회로(예를 들어, ASIC(Application Specific Integrated Circuit) 또는 FPGA(Field-Programmable Gate Array) 등)를 이용하여 실장해도 된다. 혹은, 제어 장치(100)의 주요부를 범용적인 아키텍처에 따른 하드웨어(예를 들어, 범용 컴퓨터를 베이스로 한 산업용 컨트롤러)를 이용하여 실현해도 된다. 이 경우에는, 가상화 기술을 이용하여 용도가 다른 복수의 OS(Operating System)를 병렬적으로 실행시킴과 아울러, 각 OS 상에서 필요한 애플리케이션을 실행시키도록 해도 된다.
(b2: 구동 유닛(200))
도 3은, 본 실시형태에 관한 계측 시스템(1)을 구성하는 구동 유닛(200)의 하드웨어 구성예를 나타내는 모식도이다. 도 3을 참조하여, 구동 유닛(200)은, 필드 네트워크(20)에서의 통신 타이밍 등을 관리하는 타이머(202)를 포함하는 필드 네트워크 컨트롤러(204)와, 구동 컨트롤러(206)와, 주회로(208)와, 펄스 카운터(210)를 포함한다.
필드 네트워크 컨트롤러(204)는, 제어 장치(100) 및 계측 장치(300)를 포함한 다른 장치와의 사이에서 필드 네트워크(20)를 통해 데이터를 교환하는 인터페이스이다.
구동 컨트롤러(206)는, 제어 장치(100)로부터의 동작 지령에 따라 소정의 연산 로직에 따라 지령값을 생성한다. 보다 구체적으로는, 구동 컨트롤러(206)는, 위치 제어 루프, 속도 제어 루프, 토크 제어 루프 등의 필요한 제어 루프를 조합한 제어 연산 로직을 가진다. 구동 컨트롤러(206)는, 펄스 카운터(210)에서 카운트된 카운트값 등으로부터 대상의 모터(10)의 동작 상태를 산출하여 제어 장치(100)에 출력한다.
구동 컨트롤러(206)는, 프로세서에 프로그램을 실행시킴으로써 필요한 처리 및 기능을 실현하는 소프트웨어 실장에 더하여, ASIC나 FPGA 등의 하드와이어드 회로를 이용하여 필요한 처리 및 기능을 실현하는 하드웨어 실장에 의해 실현해도 된다.
주회로(208)는, 예를 들어 컨버터 회로 및 인버터 회로를 포함하여 구성되고, 구동 컨트롤러(206)로부터의 지령에 따라 소정의 전류 파형 또는 전압 파형을 생성하여 접속되어 있는 모터(10)에 부여한다.
펄스 카운터(210)는, 모터(10)에 장착되어 있는 인코더(12)로부터의 펄스 신호를 카운트하여 그 카운트값을 구동 컨트롤러(206)에 출력한다.
주회로(208) 및 펄스 카운터(210) 등은, 구동 대상의 모터(10)의 전기적 특성 또는 기계적 특성에 따라 적절히 변경되어도 된다.
(b3: 계측 장치(300))
도 4는, 본 실시형태에 관한 계측 시스템(1)을 구성하는 계측 장치(300)의 하드웨어 구성예를 나타내는 모식도이다. 도 4를 참조하여, 계측 장치(300)는, 필드 네트워크(20)에서의 통신 타이밍 등을 관리하는 타이머(302)를 포함한 필드 네트워크 컨트롤러(304)와, 촬상 컨트롤러(306)와, 데이터 처리부(308)를 포함한다.
필드 네트워크 컨트롤러(304)는, 제어 장치(100) 및 구동 유닛(200)을 포함한 다른 장치와의 사이에서 필드 네트워크(20)를 통해 데이터를 교환하는 인터페이스이다.
촬상 컨트롤러(306)는, 제어 장치(100)로부터의 동작 지령에 따라 센서 헤드(310)에 대해 조사 지령을 부여한다. 데이터 처리부(308)는, 센서 헤드(310)로부터의 수광 신호에 기초하여 워크(W)의 표면상 계측점까지의 거리를 산출한다.
계측 장치(300)에 접속되는 센서 헤드(310)는, 발광원(312)과 수광 소자(314)와 렌즈(316)를 포함한다.
발광원(312)은, 촬상 컨트롤러(306)로부터의 지령에 따라 구동되어 소정의 광을 발생하는 광원으로, 예를 들어 백색 LED(Light Emitting Diode)나 반도체 레이저 등으로 구성된다.
수광 소자(314)는, 대상의 워크(W)로부터의 반사광을 수광하여 그 수광 신호를 데이터 처리부(308)에 출력하는 소자로서, 예를 들어 1차원 배치의 수광 소자(라인 센서)나 2차원 배치의 수광 소자(CCD(Charge Coupled Device) 등)에 의해 구성된다.
렌즈(316)는, 센서 헤드(310)로부터 조사되는 계측광 및 워크(W)로부터 반사되는 광의 초점 위치 등을 조정하는 광학계이다.
센서 헤드(310)의 광학적 구성 및 전기적 구성은 계측 원리에 따라 적절히 설계되기 때문에, 도 4에 도시된 바와 같은 구성으로 한정되는 것은 아니다.
<C. 형상 정보 생성 처리>
다음에, 본 실시형태에 관한 계측 시스템(1)에서 실행되는 형상 정보 생성 처리에 대해 설명한다.
도 5는, 본 실시형태에 관한 계측 시스템(1)에서의 구동 유닛(200) 및 계측 장치(300)의 동작 타이밍을 설명하기 위한 도면이다. 도 5를 참조하여, 구동 유닛(200) 및 계측 장치(300)는 각각의 특성에 따른 주기로 처리를 실행한다. 그 때문에, 구동 유닛(200)이 동작 지령에 따라 모터(10)에 대한 동작을 제어하는 타이밍 및 주기는, 계측 장치(300)가 워크(W)에 대한 거리를 계측하는 타이밍 및 주기와는 일치하지 않는다.
도 5에 도시된 예에서는, 구동 유닛(200)은, 동작 시각(TS1, TS2, …(시간 간격 ΔTS))으로 제어를 행함과 아울러 동작 정보를 출력한다. 이에 대해, 계측 장치(300)는, 계측 시각(TZ1, TZ2, …(시간 간격 ΔTZ))으로 워크(W)에 대한 계측 처리(거리 계측)를 행한다. 또, 계측 장치(300)에 의해 계측되는 거리는, 촬상 개시부터 촬상 완료까지의 촬상 데이터에서의 광학 특성에 의해 산출되는 값에 상당하므로, 취득된 계측 정보에는 이러한 계측 정보를 행하기 위한 촬상이 완료된 타이밍을 나타내는 시각이 대응되어도 된다.
워크(W)의 표면 형상을 나타내는 형상 정보(즉, 프로파일)는, 센서 헤드(310)와 워크(W) 사이의 상대 위치 관계와, 그 상대 위치 관계에서 계측되는 워크(W)에 대한 거리의 관계를 나타내는 것으로, 상대 위치 관계 및 거리는 모두 동일 시각에 취득되어야 한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 구동 유닛(200) 및 계측 장치(300)는 서로 동기하여 제어 및 계측을 행하는 것이 아니므로, 공통의 타이밍에서 동작 정보 및 계측 정보가 동시에 출력되는 것이 아니다. 즉, 구동 유닛(200)이 동작 정보를 출력하는 타이밍과, 계측 장치(300)가 계측 정보를 출력하는 타이밍은 서로 다른 경우가 있다.
본 실시형태에 관한 계측 시스템(1)에서는, 제어 장치(100), 구동 유닛(200) 및 계측 장치(300)는 서로 동기한 타이머를 가지고 있기 때문에, 각각의 디바이스가 출력하는 시각 정보의 시간축은 공통화되어 있다고 간주할 수 있다. 그래서, 구동 유닛(200)으로부터는 동작 정보에 시각 정보를 대응시켜 출력함과 아울러, 계측 장치(300)로부터는 계측 정보에 시각 정보를 대응시켜 출력한다. 그리고, 제어 장치(100)는, 시각 정보를 기준으로 하여 구동 유닛(200)으로부터의 동작 정보와, 계측 장치(300)로부터의 계측 정보의 타이밍을 정합시킴으로써 워크(W)에 대한 형상 정보를 생성한다.
도 6 및 도 7은, 본 실시형태에 관한 계측 시스템(1)에서의 형상 정보 생성 처리를 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하여, 구동 유닛(200)으로부터의 정보(동작 정보 및 시각 정보)와, 계측 장치(300)로부터의 정보(계측 정보 및 시각 정보)에 기초하여, 각각의 시각 정보를 기준으로 하여 동작 정보 및 계측 정보를 시계열로 나열한 테이블(400)이 생성된다. 즉, 제어 장치(100)는 구동 유닛(200) 및 계측 장치(300)로부터 취득되는 동작 정보, 계측 정보, 시각 정보를 시계열순으로 테이블화한다.
보다 구체적으로는, 테이블(400)은, 동작 정보(404)와 계측 정보(406)와 시각 정보(402)를 포함한 레코드로 구성된다.
도 6의 테이블(400)에 도시된 바와 같이, 구동 유닛(200)으로부터의 동작 정보(404)와, 계측 장치(300)로부터의 계측 정보(406)는 동일한 시각에 취득된다고는 할 수 없으므로, 본 실시형태에서는 어느 하나의 정보를 보간 또는 추정함으로써 동일한 시각에서의 동작 정보(404) 및 계측 정보(406)의 조합을 결정한다.
도 6에 도시된 예에서는, 동작 정보(404)를 보간함으로써 계측 정보(406)가 취득되어 있는 시각의 동작 정보를 산출한다. 여기서, 동작 정보는, 각 시각의 위치에 더하여 워크(W)의 가속도를 나타내는 정보 및 속도를 나타내는 정보를 포함할 수 있다. 이러한 속도 및 가속도 정보를 이용함으로써, 지정된 시각에서의 위치를 산출할 수 있다.
보다 구체적으로는, 도 6의 테이블(400)에서 계측 시각(TZ1)에서의 계측 정보 1에 대응되는 동작 정보(408)(동작 정보(12))가, 인접하는 동작 시각(TS1)에서의 동작 정보 1과 인접하는 동작 시각(TS2)에서의 동작 정보 2를 이용하여 보간함으로써 산출된다. 이와 같이, 제어 장치(100)는, 계측 장치(300)에 의해 출력된 계측 정보의 계측 시각에 대응되는 동작 정보를 인접하는 동작 정보에 기초하여 보간함으로써 결정한다.
계측 정보에 대응되는 각 계측 시각에 대해 이러한 보간 처리를 행함으로써, 도 6에 도시된 바와 같은 시계열로 관련지어진 테이블(410)이 생성된다. 테이블(410)은, 동작 정보(414)와 계측 정보(416)와 시각 정보(412)를 포함한 레코드로 구성된다. 테이블(410)을 구성하는 각 테이블에 기초하여 동작 정보(414)에 포함되는 위치와 계측 정보(416)를 대응시켜 플롯하면, 도 6에 도시된 바와 같은 형상 정보(420)가 출력된다.
설명의 편의상 테이블을 이용한 처리예에 대해 설명하였지만, 이에 한정하지 않고 임의의 데이터 처리 기술을 이용하여 실장하면 된다. 즉, 공통의 시각에 대응되는, 동작 정보 및 계측 정보의 조합을 생성함으로써 형상 정보를 생성하는 것이면 어떠한 처리를 채용해도 된다.
도 6에 도시된 바와 같은 형상 정보 생성 처리는, 실질적으로 도 7에 도시된 바와 같은 처리를 실현할 수 있는 것이면 된다. 도 7에서는, 시각 정보에 대한 동작 정보의 변화를 나타내는 동작 정보의 시간적 변화(424)와, 시각 정보에 대한 계측 정보의 변화를 나타내는 계측 정보의 시간적 변화(426)가 공통의 시각 정보의 좌표에 나타나 있다. 나아가 동작 정보의 시간적 변화(424)에 대해서는, 보간 처리에 의해, 실제로 동작 정보가 취득되지 않은 시각에 대한 동작 정보도 추정된다. 이들 2개의 시간적 변화를 통합하여 시각 정보를 소거함으로써, 동작 정보에 대한 계측 정보의 변화를 나타내는 형상 정보(420)를 생성할 수 있다.
상술한 도 6 및 도 7에 도시된 생성 처리는 전형적으로는 제어 장치(100)에서 실행되지만, 이에 한정하지 않고, 구동 유닛(200) 또는 계측 장치(300)에서 실행되어도 된다.
<D. 처리 순서>
다음에, 본 실시형태에 관한 계측 시스템(1)에서의 처리 순서에 대해 설명한다.
(d1: 전체 처리 시퀀스)
도 8은, 본 실시형태에 관한 계측 시스템(1)에서 실행되는 처리 순서를 나타내는 시퀀스도이다. 도 8에 도시된 시퀀스도에서는, 제어 장치(100)의 프로세서(104) 및 필드 네트워크 컨트롤러(124)와, 구동 유닛(200)의 필드 네트워크 컨트롤러(204) 및 구동 컨트롤러(206)와, 계측 장치(300)의 필드 네트워크 컨트롤러(304), 촬상 컨트롤러(306) 및 데이터 처리부(308)와의 사이에서 실행되는 처리에 주목한다.
상술한 바와 같이, 필드 네트워크(20)에 접속되는 디바이스 간에는 타이밍 동기되어 있고, 이 타이밍 동기는 일례로서 제어 장치(100)의 필드 네트워크 컨트롤러(124)에 의해 관리된다. 구체적으로는, 제어 장치(100)의 필드 네트워크 컨트롤러(124)는, 필드 네트워크(20)를 순차적으로 전송되는 프레임에 포함되는 각 디바이스(통신 슬레이브)로부터의 시각(각 통신 슬레이브가 관리하는 타이머가 출력하는 카운트값)에 기초하여, 각 디바이스에서의 타이밍 어긋남량(시각 어긋남량)을 산출하고(시퀀스 SQ100), 산출한 타이밍 어긋남량을 보정하기 위한 동기 신호를 각각의 디바이스에 송신한다(시퀀스 SQ102). 각 디바이스(통신 슬레이브)는, 제어 장치(100)의 필드 네트워크 컨트롤러(124)로부터의 동기 신호에 따라, 관리하고 있는 타이머를 보정한다. 이 동기 신호는, 시각 어긋남 보정 후의 시각을 지정하는 것이다.
시퀀스 SQ100 및 시퀀스 SQ102의 처리는, 다른 처리와는 독립적으로 소정 주기마다 또는 소정 이벤트마다 실행되어도 된다.
구동 유닛(200)에서의 모터(10)에 대한 제어 동작으로서, 구동 유닛(200)의 구동 컨트롤러(206)는, 미리 주어진 동작 지령에 따라 제어 처리를 실행한다(시퀀스 SQ110). 이 때, 구동 컨트롤러(206)는, 제어 처리의 실행 결과 등에 기초하여 동작 정보를 취득한다. 나아가 구동 컨트롤러(206)는, 제어 처리의 실행 타이밍에 대응되는 시각 정보를 필드 네트워크 컨트롤러(204)(타이머(202))로부터 취득한다(시퀀스 SQ112).
그리고, 구동 컨트롤러(206)는, 취득한 동작 정보를 필드 네트워크 컨트롤러(204)를 통해 제어 장치(100)에 송신함(시퀀스 SQ114)과 아울러, 대응되는 시각 정보를 필드 네트워크 컨트롤러(204)를 통해 제어 장치(100)에 송신한다(시퀀스 SQ116). 구동 유닛(200)으로부터 송신된 동작 정보 및 대응되는 시각 정보는, 제어 장치(100)의 프로세서(104)가 액세스 가능한 메인 메모리(106) 등에 저장된다.
계측 장치(300)에서의 워크(W)에 대한 계측 처리로서, 계측 장치(300)의 데이터 처리부(308)는, 촬상 컨트롤러(306)에 대해 촬상 기간(노광 기간) 중의 어떤 타이밍에 시각 정보를 취득하는지를 나타내는 시각 정보의 취득 타이밍을 통지한다(시퀀스 SQ120). 이어서, 촬상 컨트롤러(306)는, 미리 지정된 촬상 조건 등에 따라 촬상 처리를 개시한다(시퀀스 SQ122). 나아가 촬상 컨트롤러(306)는, 시각 정보의 취득 타이밍에 따라, 촬상 기간 중에 대응되는 시각 정보를 필드 네트워크 컨트롤러(304)(타이머(302))로부터 취득한다(시퀀스 SQ124). 그리고, 촬상 컨트롤러(306)는, 촬상 소자로부터 출력되는 촬상 신호를 데이터 처리부(308)에 출력함(시퀀스 SQ126)과 아울러, 대응되는 시각 정보를 출력한다(시퀀스 SQ128).
데이터 처리부(308)는, 촬상 컨트롤러(306)로부터의 촬상 신호에 기초하여 계측 처리를 실행하여 계측 정보를 생성한다(시퀀스 SQ130). 그리고, 데이터 처리부(308)는, 생성한 계측 정보를 필드 네트워크 컨트롤러(304)를 통해 제어 장치(100)에 송신함(시퀀스 SQ132)과 아울러, 대응되는 시각 정보를 필드 네트워크 컨트롤러(304)를 통해 제어 장치(100)에 송신한다(시퀀스 SQ134). 계측 장치(300)로부터 송신된 계측 정보 및 대응되는 시각 정보는, 제어 장치(100)의 프로세서(104)가 액세스 가능한 메인 메모리(106) 등에 저장된다.
도 8에 도시된 모터(10)에 대한 제어 동작(시퀀스 SQ110~SQ116) 및 워크(W)에 대한 계측 처리(시퀀스 SQ120~SQ134)는 소정 횟수 반복된다. 워크(W)에 대한 일련의 계측 처리가 완료되면, 제어 장치(100)의 프로세서(104)는 저장되어 있는 동작 정보, 계측 처리, 시각 정보에 기초하여 형상 정보를 생성한다(시퀀스 SQ140).
이상과 같은 일련의 처리가 워크(W)마다 반복된다.
(d2: 구동 유닛(200)에서의 처리 순서)
다음에, 본 실시형태에 관한 계측 시스템(1)을 구성하는 구동 유닛(200)에서의 처리 순서에 대해 설명한다. 도 9는, 본 실시형태에 관한 계측 시스템(1)을 구성하는 구동 유닛(200)에서의 처리 순서를 나타내는 흐름도이다.
도 9를 참조하여, 구동 유닛(200)은 동기 신호를 수신하면(단계 S200), 시각 어긋남을 보정하는 처리를 실행한다(단계 S202).
또한, 구동 유닛(200)은, 모터(10)에 대한 제어 동작 등으로부터 동작 정보를 결정하는 처리(단계 S204) 및 대응되는 시각 정보를 결정하는 처리(단계 S206)를 실행한다. 그리고, 구동 유닛(200)은, 결정한 동작 정보 및 시각 정보를 출력한다(단계 S208). 이들의 대응된 동작 정보 및 시각 정보를 포함한 출력 레코드가 제어 장치(100)에 저장된다.
(d3: 계측 장치(300)에서의 처리 순서)
다음에, 본 실시형태에 관한 계측 시스템(1)을 구성하는 계측 장치(300)에서의 처리 순서에 대해 설명한다. 도 10은, 본 실시형태에 관한 계측 시스템(1)을 구성하는 계측 장치(300)에서의 처리 순서를 나타내는 흐름도이다.
도 10을 참조하여, 계측 장치(300)는 동기 신호를 수신하면(단계 S300), 시각 어긋남을 보정하는 처리를 실행한다(단계 S302).
또한, 계측 장치(300)는 워크(W)에 대한 계측광 조사 등의 촬상 처리를 실행하고(단계 S304), 그 촬상 결과에 기초하여 계측 정보를 결정하는 처리(단계 S306) 및 대응되는 시각 정보를 결정하는 처리(단계 S308)를 실행한다. 그리고, 계측 장치(300)는, 결정한 계측 정보 및 시각 정보를 출력한다(단계 S310). 이들의 대응된 계측 정보 및 시각 정보를 포함한 출력 레코드가 제어 장치(100)에 저장된다.
<E. 동작 정보 보간 처리>
다음에, 본 실시형태에 관한 계측 시스템(1)에서의 동작 정보 보간 처리에 관해 몇 가지 실장예를 설명한다.
도 11은, 본 실시형태에 관한 계측 시스템(1)에서의 정보 교환 및 처리를 설명하기 위한 도면이다. 설명의 편의상, 도 11에는 구동 유닛(200) 및 계측 장치(300)가 동일한 제어 사이클로 처리를 사이클릭 실행하는 예를 나타내지만, 이에 한정되지 않고 각각 고유의 제어 사이클로 처리가 실행되어도 된다. 나아가 특정의 이벤트마다의 비주기 처리이어도 된다.
도 11에 도시된 예에서는, 구동 유닛(200)은, 동작 정보로서 각 동작 시각(TSx)에 대응된 위치(Sx), 속도(Vsx), 가속도(Asx)(단, x는 인덱스 번호를 나타냄)를 출력한다. 또한, 계측 장치(300)는, 계측 정보로서 각 계측 시각(TZx)에 대응된 계측값(Dzx)(단, x는 인덱스 번호를 나타냄)을 출력한다.
(e1: 보간 처리 그 1)
본 실시형태에 관한 계측 시스템(1)에서, 동작 정보는, 구동 유닛(200)에 의해 회전 구동되는 모터(10)로부터의 정보이다. 이러한 회전 구동되는 기계계의 특성을 고려하면, 충분히 짧은 시간 내이면 속도는 시간에 대해 선형적으로 변화한다고 생각된다. 즉, 직전의 동작 시각에서 취득된 가속도가 일정하다고 간주하면, 동작 정보를 추정하고자 하는 계측 시각에서의 속도는, 직전의 동작 시각에서의 속도에 대해, 가속도에 경과 시간을 곱하여 얻어지는 속도 변화를 가감산함으로써 산출할 수 있다.
즉, 직전의 동작 시각에서의 속도가 이미 알려져 있고, 추정 대상의 계측 시각에서의 속도를 추정할 수 있으므로, 2개의 속도의 관계로부터 추정 대상의 위치를 산출할 수 있다.
도 12는, 가속도 및 속도에 기초한 동작 정보 보간 처리를 설명하기 위한 도면이다. 도 12에는, 도 11에 도시된 계측 시각(TZ2)에서의 위치(S(TZ2))를 추정하는 경우를 예로 설명한다.
도 12의 (A)를 참조하여, 동작 시각(TS1)에서의 동작 정보로서 속도(Vs1) 및 가속도(As1)가 취득되어 있다고 하자. 동작 시각(TS1)으로부터 추정 대상의 계측 시각(TZ2)까지의 사이는 가속도(As1)가 유지된다고 하고, 계측 시각(TZ2)에서의 속도(Vs(TZ2))는 이하와 같이 산출할 수 있다.
Vs(TZ2)=Vs1+ΔVs=Vs1+As1×(TZ2-TS1)
도 12의 (B)를 참조하여, 동작 시각(TS1)에서의 위치가 위치 S1이므로, 상술한 속도 변화를 고려하면, 동작 시각(TS1)으로부터 계측 시각(TZ2)까지의 이동 거리를 위치 S1에 가산하여 얻어지는, 계측 시각(TZ2)에서의 위치(S(TZ2))는 이하와 같이 산출할 수 있다.
S(TZ2)=[{Vs1+As1×(TZ2-TS1)}2-Vs12]/2×As1
이상과 같이, 산출 대상의 시각보다 이전 시각에서의 워크(W)의 가속도 및 속도에 기초하여 상기 산출 대상의 시각에서의 위치를 산출해도 된다.
(e2: 보간 처리 그 2)
본 실시형태에 관한 계측 시스템(1)에서는, 주기적으로 동작 정보를 취득할 수 있으므로, 시계열의 동작 정보 중에서 추정 대상의 계측 시각 근방에 있는 동작 정보를 이용하여 보간 처리를 행함으로써, 대상의 계측 시각에서의 위치를 추정할 수 있다.
도 13은, 근방의 동작 정보에 기초한 동작 정보 보간 처리를 설명하기 위한 도면이다. 도 13을 참조하여, 예를 들어 동작 시각(TS1, TS2, TS3)에서의 위치가 각각 위치(S1, S2, S3)라고 하자. 예를 들어, 동작 시각(TS2)과 동작 시각(TS3)의 사이에 있는 계측 시각(TZ2)에서의 위치(S(TZ2))를 추정하는 경우를 예로 설명한다.
이 경우, 예를 들어 동작 시각(TS1, TS2, TS3)에서의 위치(S1, S2, S3)의 정보를 이용하여 보간식을 결정하고, 그 결정한 보간식에 기초하여 위치(S(TZ2))를 추정할 수 있다.
보간식으로서는, 공지의 보간 방식을 채용할 수 있다. 이러한 공지의 보간 방식으로서는 1차 보간, 라그랑주 보간, 스플라인 보간 등이 알려져 있다. 예를 들어, 계측 시각(TZ2) 근방에 있는 동작 시각(TS1, TS2, TS3)의 동작 정보를 이용하여 라그랑주 보간을 적용하면, 위치(S(TZ2))는 이하와 같이 추정할 수 있다.
S(TZ2)=S1×(TZ2-T2)(TZ2-TS3)/(TS1-TS2)(TS1-TS3)+S2×(TZ2-T1)(TZ2-TS3)/(TS2-TS1)(TS2-TS3)+S3×(TZ2-T1)(TZ2-TS2)/(TS3-TS1)(TS3-TS2)
설명의 편의상, 추정 대상의 계측 시각(TZ2) 근방에 있는 3개의 동작 정보를 이용하는 보간식을 예시하였지만, 보간에 이용하는 동작 정보의 수에 대해서는 특별히 한정되지 않고 상황에 따른 수를 적절히 선택하면 된다.
이상과 같이, 산출 대상의 시각 근방에 있는 시각에 대응되는 복수의 동작 정보(제1 정보)에 포함되는 위치를 나타내는 정보를 보간하여 상기 산출 대상의 시각에서의 위치를 산출해도 된다.
(e3: 보충)
본 실시형태에 관한 계측 시스템(1)에서는, 동작 정보와 대응되는 시각 정보(동작 시각)가 제어 장치(100)에 송신되므로, 각 동작 정보에 대응되는 타이밍을 특정할 수 있다. 단, 구동 유닛(200)에서의 제어 동작이 필드 네트워크(20) 상에서 관리되는 소정의 제어 주기마다 주기적으로 실행되는 경우에는, 구동 유닛(200)으로부터 동작 정보만을 수신하는 경우에도 각 동작 정보에 대응되는 시각 정보(동작 시각)를 산출할 수 있다. 그 때문에, 추정 대상이 되는 계측 시각만 특정할 수 있으면, 상기 계측 시각에서의 동작 정보(위치)에 대해서도 상술한 어느 하나의 방법으로 추정할 수 있다.
상술한 설명에서는, 구동 유닛(200)이 주기적으로 제어 동작을 실행하고, 그 제어 동작에 동기하여 동작 정보도 주기적으로 송신되는 예를 나타내었지만, 반드시 이러한 주기적인 제어 동작은 필요하지 않다. 적어도 동작 정보와 대응되는 시각 정보(동작 시각)가 제어 장치(100)에 송신되면, 상술한 어느 하나의 방법에 의해 대상이 되는 계측 시각에서의 동작 정보(위치)를 추정할 수 있다.
또한, 도 11에는, 구동 유닛(200) 및 계측 장치(300) 모두 소정 주기마다 처리를 주기적으로 실행하는 예를 나타내지만, 이에 한정하지 않고, 양쪽 또는 한쪽이 다른 주기로 처리를 실행하거나 혹은 이벤트적으로 처리를 실행하는 것과 같은 경우에도 상술한 바와 같은 방법에 의해 동작 정보(위치)를 추정 가능하다. 즉, 본 실시형태에 관한 계측 시스템(1)에서는, 필드 네트워크(20)에 접속되는 각 디바이스가 타이밍 동기된 타이머를 가지고 있으므로, 이러한 타이밍 동기된 타이머로부터의 시각 정보를 이용함으로써, 각각의 디바이스가 독자적인 주기로 정보를 송신하는 것과 같은 형태여도, 통신 마스터(제어 장치(100)) 등에서 시각을 기준으로 하여 이들의 정보를 집약할 수 있다.
상술한 설명에서는, 구동 유닛(200)이 출력하는 동작 정보(위치)를 보간하여 각각의 계측 시각에 대응되는 동작 정보(위치)를 추정하는 예에 대해 설명하였지만, 반대이어도 된다. 즉, 계측 장치(300)가 출력하는 계측 정보를 보간하여 각각의 동작 시각에 대응되는 계측 정보를 추정하도록 해도 된다.
<F. 노광 시간의 동적 결정>
본 실시형태에 관한 계측 시스템(1)을 구성하는 계측 장치(300)에 있어서, 촬상 길이(노광 시간)를 동적으로 결정하는 것과 같은 기능이 실장되는 경우가 있다. 이러한 경우, 계측 장치(300)가 실제로 계측하는 워크(W)의 표면상 계측점도 변동하게 되기 때문에, 계측 정보에 대응되는 시각 정보에 대해서도 동적으로 결정되는 촬상 시간에 따라 보정할 필요가 있다.
도 14는, 본 실시형태에 관한 계측 시스템(1)을 구성하는 계측 장치(300)에서의 노광 시간의 동적 결정 처리를 설명하기 위한 도면이다. 도 14를 참조하여, 예를 들어 소정의 계측 주기(Ts)마다 워크(W)에 대한 계측 처리가 반복 실행된다고 하자. 이 때, 어떤 촬상 길이(Texp)에 걸쳐 촬상 처리가 실행된 후, 그 촬상 처리에 의해 얻어진 촬상 신호에 대한 데이터 처리에 의해, 어떠한 처리 결과가 얻어졌다고 하자. 얻어진 처리 결과에 기초하여 노광의 과부족을 판단할 수 있다. 그리고, 노광이 부족하다고 판단된 경우에는, 앞의 촬상 길이보다 긴 촬상 길이를 설정하고 다음 촬상 처리를 실행한다. 한편, 노광이 과잉이라고 판단된 경우에는, 앞의 촬상 길이보다 짧은 촬상 길이를 설정하고 다음 촬상 처리를 실행한다.
이와 같이, 앞의 촬상 처리에 의해 얻어진 처리 결과에 기초하여 후속 촬상 처리의 촬상 길이(즉, 노광 시간)가 동적으로 결정되도록 해도 된다. 이러한 촬상 길이(노광 시간)에 대한 자동 조정은, 미리 설정된 최대의 촬상 길이의 범위에서 실행된다. 다시 말하면, 촬상 길이는 미리 설정된 최대 길이만큼 변동하게 된다.
도 15는, 본 실시형태에 관한 계측 시스템(1)을 구성하는 계측 장치(300)에서 노광 시간이 동적으로 결정되는 경우의 영향을 설명하기 위한 도면이다. 도 15의 (A)~도 15의 (C)에는, 워크(W)가 배치된 스테이지(6)가 지면(紙面) 좌측에서 지면 우측으로 이동하는 상태를 나타낸다. 이러한 워크(W)의 이동에 따라 워크(W)와 센서 헤드(310)의 상대 위치 관계는 시간적으로 변화하게 된다. 그 때문에, 촬상 길이(노광 시간)가 변화함으로써, 계측광이 조사되는 워크(W)의 표면상 위치도 변화하게 된다.
일례로서, 도 15의 (A)에 도시된 바와 같이 촬상 길이(Texp)가 상대적으로 짧은 경우에는, 워크(W)의 지면 우측 근처에 계측광이 조사되게 된다. 한편, 도 15의 (C)에 도시된 바와 같이 촬상 길이(Texp)가 상대적으로 긴 경우에는, 워크(W)의 지면 좌측 근처에 계측광이 조사되게 된다. 또한, 도 15의 (B)에 도시된 바와 같이 촬상 길이(Texp)가 표준적인 길이인 경우에는, 양자의 중간 위치에 계측광이 조사된다.
이러한 계측광의 조사 위치 변동을 적절히 반영하여 올바른 형상 정보를 생성할 필요가 있다.
다시 도 14를 참조하여, 계측 장치(300)로부터의 계측 정보로서는 계측값(상술한 예에서는, 워크(W)의 표면까지의 거리)을 포함하고 또한, 상기 계측 정보에 대응되는 시각 정보로서는, 예를 들어 계측 주기(Ts)의 개시 타이밍을 나타내는 계측 시각(TZ1)과 촬상 길이(Texp)를 포함하도록 해도 된다. 제어 장치(100)는, 계측 장치(300)로부터의 시각 정보에 포함되는 계측 시각(TZ1)을 촬상 길이(Texp)로 보정함으로써 본래의 계측 시각을 산출하도록 해도 된다. 이 경우, 워크(W)의 표면상 계측점으로서는, 계측 시각(TZ'1, TZ'2, TZ'3…)의 타이밍에 대응되는 위치가 된다.
또한, 애플리케이션에 따라서는, 촬상 기간의 중심에 대응되는 위치를 계측점으로 하는 것이 바람직한 경우도 있다. 이 경우에는, 계측 장치(300)로부터의 시각 정보에 포함되는 계측 시각(TZ1)의 1/2를 촬상 길이(Texp)로 보정함으로써 계측 시각(TZ"1, TZ"2, TZ"3…)을 산출할 수 있다.
나아가 상술한 설명에서는, 계측 주기(Ts)의 개시 타이밍을 나타내는 계측 시각(TZ1) 및 촬상 길이(Texp)를 송신하는 예에 대해 설명하였지만, 계측 장치(300) 측에서 계측 시각(TZ'1, TZ'2, TZ'3…) 또는 계측 시각(TZ"1, TZ"2, TZ"3…)을 산출한 후에, 시각 정보로서 제어 장치(100)에 송신하도록 해도 된다.
이와 같이, 계측 장치(300)가 계측 정보를 취득한 시각 정보는, 계측광의 조사 개시부터 조사 완료까지의 임의의 타이밍을 나타내는 시각 정보를 포함한다. 즉, 계측 장치(300)가 계측 정보를 취득한 시각 정보는, 계측광의 조사 개시시에 대응하는 타이밍, 계측광의 조사 기간 중의 임의의 타이밍, 계측광의 조사 완료시에 대응하는 타이밍 중 어느 것이어도 된다.
계측 장치(300)에 촬상 길이(노광 시간)를 동적으로 결정하는 것과 같은 기능이 실장되어 있는 경우에는, 그 촬상 길이(노광 시간)에 대응되는 계측 시각을 취득하고, 그 취득한 계측 시각을 제어 장치(100)에 통지하는 것이 바람직하다. 이 경우, 어떠한 데이터 형식으로 계측 시각을 제어 장치(100)에 통지하는지에 대해서는 임의의 방법을 채용할 수 있다.
<G. 형상 정보 생성의 처리 순서>
다음에, 형상 정보 생성에 관한 처리 순서에 대해 설명한다.
도 16은, 본 실시형태에 관한 계측 시스템(1)에서의 형상 정보 생성 순서를 나타내는 흐름도이다. 도 16에 도시된 각 단계는, 전형적으로는 제어 장치(100)의 프로세서(104)가 프로그램을 실행함으로써 실현된다.
도 16을 참조하여, 제어 장치(100)는 구동 유닛(200)으로부터의 정보(동작 정보 및 대응되는 시각 정보)를 수신하면(단계 S100에서 YES), 시각 정보를 키로 하여 수신한 정보를 저장한다(단계 S102). 그렇지 않으면(단계 S100에서 NO), 단계 S102의 처리는 스킵된다.
계측 장치(300)로부터의 정보(계측 정보 및 대응되는 시각 정보)를 수신하면(단계 S104에서 YES), 시각 정보를 키로 하여 수신한 정보를 저장한다(단계 S106). 그렇지 않으면(단계 S104에서 NO), 단계 S106의 처리는 스킵된다.
이어서, 형상 정보의 생성을 지시받으면(단계 S108에서 YES), 제어 장치(100)는 저장되어 있는 계측 장치(300)로부터의 정보에 포함되는 계측 정보에 대응되는 시각 정보를 특정하고(단계 S110), 이러한 특정한 시각 정보에 대응되는 동작 정보(위치)를, 저장되어 있는 구동 유닛(200)으로부터의 정보를 이용하여 산출한다(단계 S112). 단계 S110 및 단계 S112의 처리에 의해, 어떤 시각 정보에 대응되는 계측 정보 및 동작 정보(위치)의 조합을 결정할 수 있다.
그리고, 제어 장치(100)는, 저장되어 있는 계측 장치(300)로부터의 정보에 포함되는 모든 시각 정보에 대해, 계측 정보 및 동작 정보(위치)의 조합을 결정할 수 있는지 여부를 판단한다(단계 S114). 계측 정보 및 동작 정보(위치)의 조합을 결정하지 않은 시각 정보가 있는 경우(단계 S114에서 NO)에는, 단계 S110 이하의 처리가 반복된다.
한편, 모든 시각 정보에 대해, 계측 정보 및 동작 정보(위치)의 조합을 결정하고 있는 경우(단계 S114에서 YES)에는, 계측 정보 및 동작 정보(위치)의 조합에 기초하여 계측 정보를 생성한다(단계 S116). 그리고, 처리는 종료된다.
<H. 변형예>
본 실시형태에 관한 계측 시스템(1)에서는, 제어 장치(100)가 구동 유닛(200) 및 계측 장치(300)로부터 정보를 취득하여 형상 정보를 생성하는 구성예에 대해 설명하였지만, 구동 유닛(200) 및 계측 장치(300) 중 어느 하나로 형상 정보를 생성하도록 해도 된다. 즉, 형상 정보를 생성하는 기능을 필드 네트워크(20)의 통신 마스터에 마련한 구성에 대해 예시하였지만, 다른 디바이스 상에 배치해도 된다.
본 실시형태에 관한 계측 시스템(1)에서는, 구동 유닛(200) 및 계측 장치(300)는 단일의 필드 네트워크(20)에 접속되어 있는 예를 나타내지만, 각각 다른 필드 네트워크에 접속되어 있어도 된다. 예를 들어, 제어 장치는 2개의 필드 네트워크 각각에 대해 통신 마스터로서 기능하고, 제어 장치 내에서는 각각의 필드 네트워크에 대한 타이머가 동기되어 있는 구성이 상정된다. 이러한 구성에서는, 다른 필드 네트워크끼리도 타이밍 동기를 실현할 수 있으므로, 필드 네트워크를 공통화할 필요는 없다.
본 실시형태에 관한 계측 시스템(1)에서는, 구동 유닛(200) 및 계측 장치(300)가 각각 하나씩 배치되는 구성예를 나타내지만, 이에 한정하지 않고, 복수의 구동 유닛(200) 및 계측 장치(300)를 배치해도 된다. 예를 들어, 스테이지(6)로서 2자유도를 갖는 XY 스테이지를 채용함과 아울러, 각각의 축을 따라 배치된 각각의 모터(10)를 구동하기 위해 2개의 구동 유닛(200)이 배치되어도 된다. 이 경우라도 서로의 디바이스가 타이밍 동기되어 있으므로, 각각의 디바이스로부터 취득된 정보를 동일한 시간축으로 집약할 수 있다.
본 실시형태에 관한 계측 시스템(1)에서는, 동일한 시간축으로 정의되는 시각 정보에 대응된 동작 정보(위치) 및 계측 정보가 시계열 데이터를 수집할 수 있으므로, 어떠한 이상이나 이벤트가 발생한 경우, 그 발생한 시각 정보를 취득할 수 있으면, 그 타이밍에서의 정보를 특정할 수 있고 원인 구명의 도움이 된다.
<I. 이점>
본 실시형태에 관한 계측 시스템에서는, 계측 대상에 대한 계측 장치와, 계측 장치와 계측 대상 사이의 상대 위치 관계를 변화시키는 구동 장치는 각각 동기된 타이머를 가지며, 계측 장치로부터의 계측 정보 및 구동 장치로부터의 동작 정보에는 각각의 타이머로부터 출력되는 시각 정보가 부여된다. 이 시각 정보를 기준으로 하여 계측 정보 및 동작 정보를 서로 대응시킴으로써, 각각의 장치가 직접적으로 접속되어 있지 않더라도 계측 대상의 형상을 나타내는 정보를 고정밀도로 생성할 수 있다.
이번에 개시된 실시형태는 모든 점에서 예시로서 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 한다. 본 발명의 범위는 상기한 설명이 아니라 청구범위에 의해 나타나며, 청구범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.
1 계측 시스템, 2 검사 장치, 4 베이스부, 6 스테이지, 10 모터, 12 인코더, 14 볼 나사, 20 필드 네트워크, 100 제어 장치, 102, 202, 302 타이머, 104 프로세서, 106 메인 메모리, 108 플래시 메모리, 110 시스템 프로그램, 112 사용자 프로그램, 112A 시퀀스 프로그램, 112B 모션 프로그램, 112C 형상 정보 생성 프로그램, 114 칩 세트, 116 네트워크 컨트롤러, 118 메모리 카드 인터페이스, 120 메모리 카드, 122 내부 버스 컨트롤러, 124, 204, 304 필드 네트워크 컨트롤러, 125 동기 관리 기능, 126 I/O 유닛, 128 내부 버스, 200 구동 유닛, 206 구동 컨트롤러, 208 주회로, 210 펄스 카운터, 300 계측 장치, 306 촬상 컨트롤러, 308 데이터 처리부, 310 센서 헤드, 312 발광원, 314 수광 소자, 316 렌즈, 400, 410 테이블, 402, 412 시각 정보, 404, 414 동작 정보, 406, 416 계측 정보, 420 형상 정보, 424, 426 시간적 변화, W 워크.

Claims (9)

  1. 계측 시스템으로서,
    계측 대상을 계측하는 계측 장치와,
    상기 계측 장치와 상기 계측 대상 사이의 상대 위치 관계를 변화시키는 구동 장치를 구비하고,
    상기 계측 장치 및 상기 구동 장치는 동기된 타이머를 각각 가지며,
    상기 구동 장치는, 상기 계측 대상의 위치를 나타내는 정보와, 상기 위치를 나타내는 정보가 취득된 타이밍을 나타내는 상기 구동 장치의 타이머로부터의 시각 정보를 대응시켜 제1 정보로서 출력하고,
    상기 계측 장치는, 상기 계측 대상을 계측함으로써 취득된 계측 정보와, 상기 계측 정보가 취득된 타이밍을 나타내는 상기 계측 장치의 타이머로부터의 시각 정보를 대응시켜 제2 정보로서 출력하며,
    상기 계측 시스템은, 하나 또는 복수의 상기 제1 정보에 기초하여, 상기 제2 정보에 포함되는 시각 정보에 대응되는 위치를 산출함과 아울러, 공통의 시각 정보에 대응된, 산출된 위치와 계측 정보의 조합에 기초하여, 상기 계측 대상의 형상을 나타내는 정보를 생성하는 정보 생성 수단을 구비하는 계측 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 정보는, 상기 계측 대상의 가속도를 나타내는 정보 및 속도를 나타내는 정보를 더 포함하고,
    상기 정보 생성 수단은, 산출된 위치의 시각 정보의 시각보다 이전 시각에서의, 상기 계측 대상의 가속도 및 속도에 기초하여, 상기 산출된 위치의 시각 정보의 시각에서의 위치를 산출하는 계측 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 정보 생성 수단은, 산출된 위치의 시각 정보의 시각 근방에 있는 시각에 대응되는 복수의 상기 제1 정보에 포함되는 위치를 나타내는 정보를 보간하여, 상기 산출된 위치의 시각 정보의 시각에서의 위치를 산출하는 계측 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 계측 장치 및 상기 구동 장치는, 타이밍 동기된 네트워크를 통해 접속되어 있는 계측 시스템.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 네트워크 상의 데이터 통신 및 타이머의 동기를 관리하는 통신 마스터를 더 구비하고,
    상기 정보 생성 수단은, 상기 통신 마스터에 마련되는 계측 시스템.
  6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 계측 장치는, 상기 계측 대상에 대해 계측광을 조사함과 아울러, 상기 계측 대상으로부터의 반사광을 수광하여 상기 계측 대상의 특성값을 계측하도록 구성되어 있고,
    상기 제2 정보는, 상기 계측광의 조사 개시부터 조사 완료까지의 사이에 있는 타이밍을 나타내는 시각 정보를 포함하는 계측 시스템.
  7. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 구동 장치가 상기 제1 정보를 출력하는 타이밍과, 상기 계측 장치가 상기 제2 정보를 출력하는 타이밍은 서로 다른 계측 시스템.
  8. 제어 장치로서,
    계측 대상을 계측하는 계측 장치와, 상기 계측 장치와 상기 계측 대상 사이의 상대 위치 관계를 변화시키는 구동 장치를 네트워크 접속하는 네트워크 컨트롤러와,
    상기 계측 장치의 타이머 및 상기 구동 장치의 타이머와의 사이에서 동기된 타이머를 구비하며,
    상기 구동 장치는, 상기 계측 대상의 위치를 나타내는 정보와, 상기 위치를 나타내는 정보가 취득된 타이밍을 나타내는 상기 구동 장치의 타이머로부터의 시각 정보를 대응시켜 제1 정보로서 출력하고,
    상기 계측 장치는, 상기 계측 대상을 계측함으로써 취득된 계측 정보와, 상기 계측 정보가 취득된 타이밍을 나타내는 상기 계측 장치의 타이머로부터의 시각 정보를 대응시켜 제2 정보로서 출력하며,
    하나 또는 복수의 상기 제1 정보에 기초하여, 상기 제2 정보에 포함되는 시각 정보에 대응되는 위치를 산출함과 아울러, 공통의 시각 정보에 대응된, 산출된 위치와 계측 정보의 조합에 기초하여, 상기 계측 대상의 형상을 나타내는 정보를 생성하는 정보 생성 수단을 구비하는 제어 장치.
  9. 계측 대상을 계측하는 계측 장치와, 상기 계측 장치와 상기 계측 대상 사이의 상대 위치 관계를 변화시키는 구동 장치를 구비하는 계측 시스템에서의 계측 방법으로서, 상기 계측 장치 및 상기 구동 장치는 동기된 타이머를 각각 가지며, 상기 계측 방법은,
    상기 구동 장치가, 상기 계측 대상의 위치를 나타내는 정보와, 상기 위치를 나타내는 정보가 취득된 타이밍을 나타내는 상기 구동 장치의 타이머로부터의 시각 정보를 대응시켜 제1 정보로서 출력하는 단계와,
    상기 계측 장치가, 상기 계측 대상을 계측함으로써 취득된 계측 정보와, 상기 계측 정보가 취득된 타이밍을 나타내는 상기 계측 장치의 타이머로부터의 시각 정보를 대응시켜 제2 정보로서 출력하는 단계와,
    하나 또는 복수의 상기 제1 정보에 기초하여, 상기 제2 정보에 포함되는 시각 정보에 대응되는 위치를 산출하는 단계와,
    공통의 시각 정보에 대응된, 산출된 위치와 계측 정보의 조합에 기초하여, 상기 계측 대상의 형상을 나타내는 정보를 생성하는 단계를 구비하는 계측 방법.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI785937B (zh) * 2021-12-17 2022-12-01 台灣麗偉電腦機械股份有限公司 複合式工件量測台

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004260380A (ja) 2003-02-25 2004-09-16 Yokogawa Electric Corp 測定データ同期システム
JP2014120884A (ja) * 2012-12-14 2014-06-30 Omron Corp 情報処理装置、情報処理プログラムおよび情報処理方法

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2898387B2 (ja) * 1990-09-27 1999-05-31 ファナック株式会社 同期信号発生装置
JPH0620965Y2 (ja) * 1990-09-28 1994-06-01 株式会社ミツトヨ 三次元測定機
JPH07198542A (ja) * 1993-12-28 1995-08-01 Mitsubishi Materials Corp 缶蓋開口検査装置
JPH0894336A (ja) * 1994-09-28 1996-04-12 Sumitomo Metal Mining Co Ltd 薄板検査装置及び検査方法
JPH0914943A (ja) * 1995-06-29 1997-01-17 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 路面状況測定装置
JP3386777B2 (ja) * 1999-05-11 2003-03-17 ファナック株式会社 数値制御システム
US6507036B1 (en) * 1999-06-01 2003-01-14 National Research Council Of Canada Three dimensional optical scanning
FI20012204A0 (fi) 2001-11-13 2001-11-13 Mapvision Oy Pistepilvien yhdistäminen
WO2003094582A2 (en) * 2002-05-02 2003-11-13 Orbotech Ltd. A system and method for manufacturing printed circuit boards employing non-uniformly modified images
JP2007213474A (ja) * 2006-02-13 2007-08-23 Yaskawa Electric Corp モーション制御システム
JP5141972B2 (ja) 2007-12-07 2013-02-13 オムロン株式会社 産業用コントローラ
JP2009294128A (ja) 2008-06-06 2009-12-17 Visuatool Inc ３次元計測システム、計測端末、３次元形状の計測方法、およびトータルステーション
JP5349122B2 (ja) * 2009-04-14 2013-11-20 株式会社ミツトヨ 同期移動装置および画像測定装置
JP5316563B2 (ja) * 2011-02-15 2013-10-16 オムロン株式会社 画像処理装置および画像処理システム
CN202092624U (zh) * 2011-04-28 2011-12-28 昆山双虎电子科技有限公司 高通过性三坐标测量装置
CN102937419B (zh) * 2011-05-04 2015-05-27 常州工学院 一种基于直驱式电机的凸轮轮廓检测系统
JP2013069054A (ja) 2011-09-21 2013-04-18 Fuji Xerox Co Ltd 情報処理装置、プログラムおよび画像形成装置
DE112011105829T5 (de) * 2011-11-09 2014-08-07 Hitachi, Ltd. Autonomes Fahrsystem
CN102749041B (zh) * 2012-07-13 2014-10-08 合肥工业大学 一种螺旋桨型面轮廓误差测量仪及测量方法
KR101726743B1 (ko) * 2013-01-08 2017-04-13 후지 덴키 가부시키가이샤 제어 시스템, 마스터 프로그래머블 컨트롤러, 슬레이브 프로그래머블 컨트롤러 및 제어 방법
DE112013007197T5 (de) * 2013-06-25 2016-03-10 Mitsubishi Electric Corporation Programmierbare Steuerung
WO2015162763A1 (ja) 2014-04-24 2015-10-29 三菱電機株式会社 ネットワークシステム
JP5976886B1 (ja) 2015-06-10 2016-08-24 東芝エレベータ株式会社 エレベータの昇降路形状情報生成システム、昇降路形状情報生成方法
TWI571712B (zh) * 2015-10-29 2017-02-21 行政院原子能委員會核能研究所 多重容錯控制系統及其同步方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004260380A (ja) 2003-02-25 2004-09-16 Yokogawa Electric Corp 測定データ同期システム
JP2014120884A (ja) * 2012-12-14 2014-06-30 Omron Corp 情報処理装置、情報処理プログラムおよび情報処理方法

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