WO2024166291A1 - 情報処理方法、情報処理装置、加工装置及び加工方法 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to the technical fields of, for example, information processing methods, information processing devices, processing devices, and processing methods for processing objects.
- Patent Document 1 An example of a processing device capable of processing an object is described in Patent Document 1.
- One of the technical challenges of such a processing device is to appropriately determine whether or not an abnormality occurs in the processing device when processing the object to be processed.
- an information processing method for processing a workpiece placed on a mounting device using a processing head including: generating a measurement model indicating the measured three-dimensional shape of the measured object by measuring the three-dimensional shape of the measured object including the workpiece; and determining whether or not the processing head interferes with the measured object during at least a portion of the processing period based on the measurement model, a processing head model indicating the three-dimensional shape of the processing head, and detection information regarding the movement of at least one of the processing head and the mounting device detected during at least a portion of the processing period during which the workpiece is processed.
- an information processing method for processing a workpiece placed on a mounting device using a processing head including: generating a measurement model indicating the measured three-dimensional shape of the measured object by measuring the three-dimensional shape of the measured object including the workpiece; and determining whether or not the processing head interferes with the measured object during at least a portion of the processing period based on the measurement model, a processing head model indicating the three-dimensional shape of the processing head, and control information for controlling the movement of at least one of the processing head and the mounting device during at least a portion of the processing period during which the workpiece is processed.
- an information processing method for processing the workpiece placed on a mounting device in a processing device using a processing head including: generating a measurement model representing the measured three-dimensional shape of the measured object by measuring the three-dimensional shape of the measured object including the mounting device; and determining whether or not an abnormality has occurred in the processing device by comparing the measurement model with an object model representing the designed three-dimensional shape of the measured object.
- an information processing device that uses the information processing method provided by any one of the first to third aspects.
- a processing device that includes the processing head, the placement device, and the information processing device provided by the fourth aspect.
- a processing method is provided in which the information processing method provided by any one of the first to third aspects is used to process the workpiece using a processing device equipped with the processing head and the placement device.
- an information processing method for processing a workpiece placed on a mounting device using a processing head including: generating a measurement model indicating the measured three-dimensional shape of the measured object by measuring the three-dimensional shape of the measured object including the workpiece; and determining whether or not the processing head and the measured object interfere with each other based on the measurement model.
- FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a schematic example of a configuration of a processing system according to the present embodiment.
- FIG. 2 is a block diagram showing an example of the configuration of a machining system according to this embodiment.
- FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the machining head in this embodiment.
- FIG. 4 is a cross-sectional view showing the configuration of the machining head in this embodiment.
- Each of Figs. 5(a) to 5(d) is a cross-sectional view showing the state of removal processing performed on a workpiece.
- 6(a) and 6(b) are cross-sectional views showing the machining head interfering with at least one of the stage, the jig, and the workpiece W.
- FIG. 7 is a flowchart showing the flow of the first interference determination operation.
- FIG. 8 is a cross-sectional view showing the measurement model.
- FIG. 9 is a cross-sectional view showing a head model.
- FIG. 10 is a cross-sectional view showing the measurement model and the head model arranged in the simulation space.
- FIG. 11 is a cross-sectional view showing a processing head moving in real space and a head model moving in a simulation space.
- FIG. 12 is a cross-sectional view showing a measurement object that moves in real space and a measurement model that moves in simulation space.
- FIG. 13A is a cross-sectional view showing a measurement model and a head model
- FIG. 13B is a cross-sectional view showing an object model and a head model.
- FIG. 14A is a cross-sectional view showing a measurement model and a head model
- FIG. 14B is a cross-sectional view showing an object model and a head model
- FIG. 15 is a flowchart showing the flow of the second interference determination operation
- FIG. 16 is a flowchart showing the flow of the third interference determination operation.
- FIG. 17(a) shows a measurement model
- FIG. 17(b) shows an object model
- FIG. 17(c) shows a differential model
- FIG. 18(a) shows a measurement model
- FIG. 18(b) shows an object model
- FIG. 18(c) shows a differential model
- FIG. 19 is a flowchart showing the flow of the fourth interference determination operation.
- 20(a) shows a measurement model
- FIG. 20(b) shows an object model
- FIG. 20(c) shows a differential model
- FIG. 20(d) shows the object model with the differential model added.
- FIG. 21 is a flowchart showing the flow of the foreign matter determination operation.
- Figure 22(a) shows a measurement model generated when the measured object contains a foreign object
- Figure 22(b) shows a measurement model generated when the measured object does not contain a foreign object
- Figure 22(c) shows an object model.
- Figure 23(a) shows a measurement model generated when the measured object is unintentionally deformed
- Figure 23(b) shows a measurement model generated when the measured object is not deformed
- Figure 23(c) shows an object model.
- an information processing method an information processing device, a processing device, a processing method, a display method, an information program, and a program storage medium
- a processing system SYS capable of processing a workpiece W, which is an example of an object to be processed.
- the processing system SYS may also be referred to as a processing device.
- the present invention is not limited to the embodiments described below.
- the rotation directions (in other words, tilt directions) around the X-axis, Y-axis, and Z-axis are referred to as the ⁇ X direction, ⁇ Y direction, and ⁇ Z direction, respectively.
- the Z-axis direction may be the direction of gravity.
- the XY plane may be horizontal.
- Fig. 1 is a cross-sectional view showing a schematic example of the configuration of the machining system SYS in this embodiment.
- Fig. 2 is a block diagram showing an example of the configuration of the machining system SYS in this embodiment.
- the machining system SYS includes a machining unit 1, a measurement unit 2, a control unit 3, and an output unit 4.
- the machining system SYS does not necessarily have to include the output unit 4.
- the machining unit 1 may be called a machining device
- the measurement unit 2 may be called a measurement device
- the control unit 3 may be called a control device
- the output unit 4 may be called a display device.
- At least a portion of the processing unit 1 and the measuring unit 2 may be accommodated in the internal space SP of the housing 5.
- the internal space SP of the housing 5 may be purged with a purge gas (i.e., gas) such as nitrogen gas, or it may not be purged with a purge gas.
- the internal space SP of the housing 5 may be evacuated, or it may not be evacuated.
- a local space surrounding only at least a portion of the processing unit 1 and the measuring unit 2 may be purged with a purge gas, or it may be evacuated.
- the processing unit 1 and the measuring unit 2 may be arranged outside the housing 5.
- the processing unit 1 When the processing unit 1 is arranged outside the housing 5, at least a part of the processing unit 1 may be accommodated in the internal space SP when the processing unit 1 processes the workpiece W. In this case, the processing unit 1 may be inserted into one or more openings formed in the housing 5.
- the processing unit 1 when the processing unit 1 processes the workpiece W, the processing unit 1 may be inserted into one or more openings formed in the housing 5, and as a result, at least a part of the processing unit 1 may be accommodated in the internal space SP.
- the measuring unit 2 When the measuring unit 2 is arranged outside the housing 5, at least a part of the measuring unit 2 may be accommodated in the internal space SP when the measuring unit 2 measures the workpiece W.
- the measuring unit 2 when the measuring unit 2 measures the workpiece W, the measuring unit 2 may be inserted into one or more openings formed in the housing 5, and as a result, at least a part of the measuring unit 2 may be accommodated
- the measuring unit 2 may be attached to the processing unit 1.
- the measuring unit 2 may be attachable to the processing unit 1 and may be removable.
- the measuring unit 2 may be disposed inside the processing unit 1. That is, the measuring unit 2 may be built into the processing unit 1.
- the structure for inserting both the processing unit 1 and the measuring unit 2 into the housing 5 through one or more openings formed in the housing 5 is simplified.
- the housing 5 may have a single opening into which the processing unit 1 with the built-in measuring unit 2 is inserted.
- the structure of the housing 5 is simplified when a single opening is formed in the housing 5 compared to when two openings are formed in the housing 5.
- Gas may be circulated in the internal space SP to collect unwanted substances (e.g., fumes) generated due to the processing of the workpiece W.
- the processing system SYS may supply gas to the internal space from a gas supply port formed in the housing 5, and collect the gas supplied to the internal space together with the unwanted substances from a gas recovery port formed in the housing 5.
- the processing system SYS may ensure the airtightness of the internal space SP by stopping the circulation of gas in the internal space SP.
- the processing system SYS may ensure the airtightness of the internal space SP by stopping the supply of gas to the internal space SP via the gas supply port and the recovery of gas from the internal space SP via the gas recovery port.
- the processing unit 1 is capable of processing a workpiece W, which is an object to be processed (which may also be referred to as a base material), under the control of the control unit 3.
- the workpiece W may be, for example, a metal, an alloy (e.g., duralumin, etc.), a semiconductor (e.g., silicon), a resin, a composite material such as CFRP (Carbon Fiber Reinforced Plastic), paint (one example being a paint layer applied to a substrate), glass, or an object made of any other material.
- the processing unit 1 irradiates the processing light EL onto the workpiece W in order to process the workpiece W.
- the processing light EL may be any type of light as long as it can process the workpiece W by irradiating it onto the workpiece W.
- the processing light EL is described as a laser light, but the processing light EL may be a type of light other than laser light.
- the wavelength of the processing light EL may be any wavelength as long as it can process the workpiece W by irradiating it onto the workpiece W.
- the processing light EL may be visible light or invisible light (for example, at least one of infrared light, ultraviolet light, and extreme ultraviolet light).
- the processing light EL may include pulsed light.
- the processing light EL may not include pulsed light.
- the processing light EL may be continuous light. Since light is an example of an energy beam, the processing light EL may be called a processing beam.
- the intensity distribution of the processing light EL on the surface of the workpiece W may be a desired distribution.
- the intensity distribution of the processing light EL on the surface of the workpiece W may be a Gaussian distribution.
- the intensity distribution of the processing light EL on the surface of the workpiece W may be a top hat distribution.
- the processing unit 1 may be capable of controlling the intensity distribution of the processing light EL on the surface of the workpiece W.
- the processing unit 1 may be capable of changing the intensity distribution of the processing light EL on the surface of the workpiece W.
- the processing unit 1 may be capable of changing the intensity distribution of the processing light EL on the surface of the workpiece W from a first distribution to a second distribution.
- the processing unit 1 may be capable of changing the intensity distribution of the processing light EL on the surface of the workpiece W from either a Gaussian distribution or a top hat distribution to the other of a Gaussian distribution or a top hat distribution.
- the processing unit 1 performs removal processing on the workpiece W. In other words, the processing unit 1 performs removal processing to remove a portion of the workpiece W. However, as described in detail later, the processing unit 1 may perform processing on the workpiece W that is different from removal processing.
- the processing unit 1 may process the workpiece W to form a desired structure on the surface of the workpiece W. However, the processing unit 1 may perform processing other than the processing for forming the desired structure on the surface of the workpiece W.
- processing other than the processing for forming the desired structure on the surface of the workpiece W may be flattening processing of the workpiece W.
- the flattening processing of the workpiece W may include processing for grinding the surface of the workpiece W to make it flat.
- the riblet structure may include a structure that can reduce the resistance of the surface of the workpiece W to the fluid (particularly, at least one of frictional resistance and turbulent frictional resistance). For this reason, the riblet structure may be formed on a workpiece W having a member that is installed (in other words, located) in the fluid.
- the "fluid" here means a medium (e.g., at least one of gas and liquid) that is flowing relative to the surface of the workpiece W.
- this medium may be referred to as a fluid.
- the state in which the medium is stationary may mean a state in which the medium is not moving relative to a predetermined reference object (e.g., the ground surface).
- Examples of the workpiece W on which the riblet structure is formed include at least one of automobiles, motorcycles, bicycles, race cars, railroad cars, aircraft, drones, ships, wind turbines, engine turbines, and power generation turbines.
- the workpiece W becomes easier to move relative to the fluid. This reduces the resistance that impedes the movement of the workpiece W relative to the fluid, leading to energy savings.
- the workpiece W is a member exposed to the surface of an aircraft (e.g., at least a part of an aircraft), the resistance that impedes the movement of the aircraft is reduced, leading to fuel savings for the aircraft.
- the resistance that impedes the movement (typically, rotation) of the wind turbine is reduced, leading to higher efficiency of the wind turbine.
- the workpiece W is an engine turbine (e.g., at least a part of an engine turbine)
- the resistance that impedes the movement (typically, rotation) of the engine turbine is reduced, leading to higher efficiency or energy saving of the engine turbine.
- the processing unit 1 has the potential to contribute to "13.2.2 Reduce total greenhouse gas emissions per year," one of the targets set out in Goal 13 of the United Nations-led Sustainable Development Goals (SDGs), "Take urgent action to combat climate change and its impacts.”
- SDGs Sustainable Development Goals
- the processing unit 1 can further measure the workpiece W under the control of the control unit 3.
- the processing unit 1 irradiates the workpiece W with measurement light ML1 for measuring the workpiece W. That is, the processing unit 1 measures the workpiece W using a measurement method using the measurement light ML1.
- the processing unit 1 measures the workpiece W by irradiating the workpiece W with the measurement light ML1 and detecting (i.e., receiving) at least a portion of the return light RL returning from the workpiece W irradiated with the measurement light ML1.
- the return light RL returning from the workpiece W irradiated with the measurement light ML1 is light from the workpiece W generated by irradiation with the measurement light ML1.
- the processing unit 1 may measure the workpiece W using a measurement method other than the measurement method using the measurement light ML1.
- the measurement light ML1 may be any type of light as long as it can measure the workpiece W by irradiating it on the workpiece W.
- the description will be given using an example in which the measurement light ML1 is laser light.
- the measurement light ML1 may be a type of light other than laser light.
- the wavelength of the measurement light ML1 may be any wavelength as long as it can measure the workpiece W by irradiating it on the workpiece W.
- the measurement light ML1 may be visible light or invisible light (e.g., at least one of infrared light, ultraviolet light, and extreme ultraviolet light).
- the measurement light ML1 may include pulsed light (e.g., pulsed light having an emission time of picoseconds or less). Alternatively, the measurement light ML1 may not include pulsed light. In other words, the measurement light ML1 may be continuous light. Note that light is an example of an energy beam, and therefore the measurement light ML1 may be referred to as a measurement beam.
- the machining unit 1 may be capable of measuring the characteristics of the workpiece W using the measurement light ML1.
- the characteristics of the workpiece W may include, for example, at least one of the position of the workpiece W, the shape of the workpiece W, the reflectance of the workpiece W, the transmittance of the workpiece W, the temperature of the workpiece W, and the surface roughness of the workpiece W.
- the processing unit 1 includes a processing light source 11, a measurement light source 12, a processing head 13, a head drive system 141, a head position measurement device 142, a stage 15, a stage drive system 161, and a stage position measurement device 162.
- the processing light source 11 generates the processing light EL.
- the processing light source 11 may include, for example, a laser diode.
- the processing light source 11 may be a light source capable of pulse oscillation.
- the processing light source 11 is capable of generating pulsed light as the processing light EL.
- the processing light source 11 may be a CW light source that generates a CW (continuous wave).
- the measurement light source 12 generates the measurement light ML1.
- the measurement light source 12 may include, for example, a laser diode.
- the measurement light source 12 may be a light source capable of pulse oscillation.
- the measurement light source 12 is capable of generating pulsed light as the processing light EL.
- the measurement light source 12 may be a CW light source that generates a CW (continuous wave).
- the machining head 13 irradiates the workpiece W with the processing light EL generated by the processing light source 11 and with the measurement light ML1 generated by the measurement light source 12.
- the machining head 13 is equipped with an emission optical system 130, an irradiation optical system 135, and a hood 136, as shown in FIG. 3, which is a block diagram showing the configuration of the machining head 13.
- the machining head 13 does not necessarily have to be equipped with the hood 136.
- the emission optical system 130 is an optical system into which the processing light EL generated by the processing light source 11 and the measurement light ML1 generated by the measurement light source 12 are incident.
- the emission optical system 130 is an optical system capable of emitting each of the processing light EL and the measurement light ML1.
- the emission optical system 130 may include a processing optical system 131, a measurement optical system 132, a synthesis optical system 133, and a deflection optical system 134, as shown in FIG. 3.
- the emission optical system 130 does not have to include at least one of the processing optical system 131, the measurement optical system 132, the synthesis optical system 133, and the deflection optical system 134.
- the processing optical system 131, the measurement optical system 132, the synthesis optical system 133, and the deflection optical system 134 will be described in detail later with reference to FIG. 4, etc.
- the processing light EL and measurement light ML1 emitted by the emission optical system 130 are each incident on the irradiation optical system 135. Therefore, the emission optical system 130 emits each of the processing light EL and measurement light ML1 toward the irradiation optical system 135.
- the irradiation optical system 135 is an optical system capable of irradiating the workpiece W with the processing light EL.
- the irradiation optical system 135 is an optical system capable of irradiating the workpiece W with the measurement light ML1.
- the irradiation optical system 135 may also be referred to as an objective optical system.
- the hood 136 may function as a protective member (in other words, a cover member) for protecting at least a portion of the processing head 13.
- the hood 136 may function as a protective member (in other words, a cover member) for protecting the irradiation optical system 135 provided in the processing head 13.
- the hood 136 may function as a gas supply member for supplying gas (e.g., purge gas) to the gas supply target.
- gas e.g., purge gas
- the hood 136 functions as a gas supply member for supplying purge gas
- at least a portion of the space around the gas supply target may be locally purged with the purge gas.
- the hood 136 may form a local purge space purged with the purge gas around the gas supply target.
- the head drive system 141 moves the processing head 13. Therefore, the processing head 13 is movable (i.e., movable).
- the head drive system 141 may also be referred to as a moving device.
- the head drive system 141 may move (i.e., move linearly) the machining head 13 along at least one of the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction. In other words, the head drive system 141 may move (i.e., move linearly) the machining head 13 so as to change the position of the machining head 13 along at least one of the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction. In this case, the position of the machining head 13 can be changed along at least one of the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction.
- the head drive system 141 may move the processing head 13 along at least one of the ⁇ X direction, the ⁇ Y direction, and the ⁇ Z direction. In other words, the head drive system 141 may move (i.e., rotate) the processing head 13 so as to change the position of the processing head 13 along the ⁇ X direction, the ⁇ Y direction, and the ⁇ Z direction. In this case, the position of the processing head 13 can be changed along at least one of the ⁇ X direction, the ⁇ Y direction, and the ⁇ Z direction.
- the operation of moving the processing head 13 along at least one of the ⁇ X direction, the ⁇ Y direction, and the ⁇ Z direction may be considered equivalent to the operation of rotating (i.e., rotating) the processing head 13 around at least one of the rotation axis along the X-axis direction (i.e., the A-axis), the rotation axis along the Y-axis direction (i.e., the B-axis), and the rotation axis along the Z-axis direction (i.e., the C-axis).
- the operation of moving the processing head 13 along at least one of the ⁇ X direction, the ⁇ Y direction, and the ⁇ Z direction may be considered equivalent to the operation of changing the attitude (in other words, the tilt) of the processing head 13.
- the relative positional relationship between the machining head 13 and the stage 15 changes.
- the relative positional relationship between the target irradiation area PA onto which the machining head 13 irradiates the machining light EL and the workpiece W changes.
- the target irradiation area PA onto which the machining head 13 irradiates the machining light EL moves relative to the workpiece W.
- the machining unit 1 may machine the workpiece W while moving the machining head 13.
- the machining unit 1 may machine the desired position of the workpiece W by moving the machining head 13 so that the machining light EL is irradiated onto the desired position of the workpiece W.
- the head drive system 141 moves the machining head 13
- the relative positional relationship between the target irradiation area MA onto which the machining head 13 irradiates the measurement light ML1 and the workpiece W changes.
- the target irradiation area MA onto which the machining head 13 irradiates the measurement light ML1 moves relative to the workpiece W.
- the machining unit 1 may measure the workpiece W while moving the machining head 13.
- the machining unit 1 may measure the desired position of the workpiece W by moving the machining head 13 so that the measurement light ML1 is irradiated onto the desired position of the workpiece W.
- the head position measuring device 142 can measure the position of the machining head 13.
- the head position measuring device 142 may measure the position of the machining head 13 along at least one of the X-axis direction, the Y-axis direction, the Z-axis direction, the ⁇ X direction, the ⁇ Y direction, and the ⁇ Z direction.
- the position of the machining head 13 along at least one of the ⁇ X direction, the ⁇ Y direction, and the ⁇ Z direction may be considered equivalent to the attitude (e.g., tilt) of the machining head 13 around at least one of the rotation axes of the A axis, the B axis, and the C axis.
- the position of the machining head 13 along at least one of the ⁇ X direction, the ⁇ Y direction, and the ⁇ Z direction may be considered equivalent to the amount of rotation of the machining head 13 around at least one of the rotation axes of the A axis, the B axis, and the C axis (in other words, the rotation angle).
- the measurement result of the head position measuring device 142 may be input to the control unit 3 as head position information indicating the position of the machining head 13.
- the head position measuring device 142 may include, for example, an interferometer (for example, a laser interferometer).
- the head position measuring device 142 may include, for example, an encoder. Examples of the encoder include at least one of a linear encoder and a rotary encoder.
- the head position measuring device 142 may include, for example, a potentiometer.
- the head position measuring device 142 may include, for example, an open-loop control type position detection device.
- the open-loop control type position detection device is a position detection device that measures the position of the machining head 13 by estimating the amount of movement of the machining head 13 from the integrated value of the number of pulses for driving the stepping motor.
- the operation of measuring the position of the processing head 13 may be considered to be equivalent to the operation of measuring the position of the irradiation optical system 135 equipped in the processing head 13.
- the head position measuring device 142 may be considered to be measuring the position of the irradiation optical system 135 equipped in the processing head 13.
- the head position measurement device 142 may be considered to detect the movement of the machining head 13.
- the head position measurement device 142 may be considered to detect the movement of the machining head 13.
- the movement of the machining head 13 may mean the movement of the machining head 13 along at least one of the X-axis direction, the Y-axis direction, the Z-axis direction, the ⁇ X direction, the ⁇ Y direction, and the ⁇ Z direction.
- the movement of the machining head 13 may include a change in the position of the machining head 13.
- the movement of the machining head 13 may include a change in the attitude (in other words, the inclination) of the machining head 13.
- the movement of the machining head 13 may include a state in which the machining head 13 is stationary (that is, a state related to the movement of the machining head 13).
- the workpiece W is placed on the stage 15. Therefore, the stage 15 may be referred to as a placement device. Specifically, the workpiece W is placed on a placement surface 151, which is at least a part of the upper surface of the stage 15.
- the stage 15 is capable of supporting the workpiece W placed on the stage 15.
- the stage 15 may be capable of holding the workpiece W placed on the stage 15.
- the stage 15 may be equipped with at least one of a mechanical chuck, a magnetic chuck, an electrostatic chuck, and a vacuum chuck, etc., to hold the workpiece W.
- a jig 152 for holding the workpiece W may hold the workpiece W
- the stage 15 may hold the jig 152 holding the workpiece W.
- the stage 15 holds the jig 152 holding the workpiece W.
- the stage 15 may not hold the workpiece W placed on the stage 15. In this case, the workpiece W may be placed on the stage 15 without clamping.
- the stage drive system 161 moves the stage 15. Therefore, the stage 15 is movable (i.e., movable).
- the stage drive system 161 may also be referred to as a moving device.
- the stage drive system 161 may move (i.e., move linearly) the stage 15 along at least one of the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction.
- the stage drive system 161 may move (i.e., move linearly) the stage 15 so as to change the position of the stage 15 along at least one of the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction.
- the position of the stage 15 can be changed along at least one of the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction.
- the stage driving system 161 may move the stage 15 along at least one of the ⁇ X direction, the ⁇ Y direction, and the ⁇ Z direction. In other words, the stage driving system 161 may move (i.e., rotate) the stage 15 so as to change the position of the stage 15 along the ⁇ X direction, the ⁇ Y direction, and the ⁇ Z direction. In this case, the position of the stage 15 can be changed along at least one of the ⁇ X direction, the ⁇ Y direction, and the ⁇ Z direction.
- the operation of moving the stage 15 along at least one of the ⁇ X direction, the ⁇ Y direction, and the ⁇ Z direction may be considered equivalent to the operation of rotating (i.e., rotating) the stage 15 around at least one of the rotation axis along the X-axis direction (i.e., the A-axis), the rotation axis along the Y-axis direction (i.e., the B-axis), and the rotation axis along the Z-axis direction (i.e., the C-axis).
- the operation of moving the stage 15 along at least one of the ⁇ X direction, the ⁇ Y direction, and the ⁇ Z direction may be considered equivalent to the operation of changing the attitude (in other words, the tilt) of the stage 15.
- the stage drive system 161 moves the stage 15
- the relative positional relationship between the processing head 13 and the stage 15 changes.
- the relative positional relationship between the irradiation area onto which the processing head 13 irradiates the processing light EL and the workpiece W changes.
- the irradiation area onto which the processing head 13 irradiates the processing light EL moves relative to the workpiece W.
- the processing unit 1 may process the workpiece W while moving the stage 15. Specifically, the processing unit 1 may process the desired position of the workpiece W by moving the stage 15 so that the processing light EL is irradiated onto the desired position of the workpiece W.
- the stage drive system 161 moves the stage 15
- the relative positional relationship between the target irradiation area MA onto which the machining head 13 irradiates the measurement light ML1 and the workpiece W changes.
- the target irradiation area MA onto which the machining head 13 irradiates the measurement light ML1 moves relative to the workpiece W.
- the machining unit 1 may measure the workpiece W while moving the stage 15. Specifically, the machining unit 1 may measure the desired position of the workpiece W by moving the stage 15 so that the measurement light ML1 is irradiated onto the desired position of the workpiece W.
- the stage position measuring device 162 can measure the position of the stage 15.
- the stage position measuring device 162 may measure the position of the stage 15 along at least one of the X-axis direction, the Y-axis direction, the Z-axis direction, the ⁇ X direction, the ⁇ Y direction, and the ⁇ Z direction.
- the position of the stage 15 along at least one of the ⁇ X direction, the ⁇ Y direction, and the ⁇ Z direction may be considered equivalent to the attitude (in other words, the tilt) of the stage 15 around at least one of the rotation axes of the A axis, the B axis, and the C axis.
- the position of the stage 15 along at least one of the ⁇ X direction, the ⁇ Y direction, and the ⁇ Z direction may be considered equivalent to the amount of rotation (in other words, the rotation angle) of the stage 15 around at least one of the rotation axes of the A axis, the B axis, and the C axis.
- the measurement result of the head position measuring device 142 may be input to the control unit 3 as stage position information indicating the position of the stage 15.
- the stage position measuring device 162 may include, for example, an interferometer (for example, a laser interferometer).
- the stage position measuring device 162 may include, for example, an encoder.
- An example of an encoder is at least one of a linear encoder and a rotary encoder.
- the stage position measuring device 162 may include, for example, a potentiometer.
- the stage position measuring device 162 may include, for example, a position detection device of an open loop control type.
- the open loop control type position detection device is a position detection device that measures the position of the stage 15 by estimating the amount of movement of the stage 15 from the integrated value of the number of pulses for driving the stepping motor.
- the head position measurement device 142 may be considered to be detecting the movement of the stage 15.
- the head position measurement device 142 may be considered to be detecting the movement of the stage 15.
- the movement of the stage 15 may mean the movement of the stage 15 along at least one of the X-axis direction, the Y-axis direction, the Z-axis direction, the ⁇ X direction, the ⁇ Y direction, and the ⁇ Z direction.
- the movement of the stage 15 may include a change in the position of the stage 15.
- the movement of the stage 15 may include a change in the attitude (in other words, the tilt) of the stage 15.
- the movement of the stage 15 may include a state in which the stage 15 is stationary (i.e., a state of the stage 15 in terms of movement).
- the measurement unit 2 can measure the object M to be measured under the control of the control unit 3.
- the object M to be measured may include a workpiece W.
- the object M to be measured may include at least one of a workpiece W that has not yet been subjected to removal processing by the processing unit 1, a workpiece W that is in the middle of being subjected to removal processing by the processing unit 1, and a workpiece W that has been removed by the processing unit 1.
- the object M to be measured may include a stage 15 on which the workpiece W can be placed.
- the object M to be measured may include a jig 152 that holds the workpiece W.
- the object M to be measured may include any object placed on the stage 15.
- the object M to be measured may include the inner wall of the housing 5.
- the measurement unit 2 can measure any characteristic of the measured object M.
- An example of a characteristic of the measured object M is the position of the measured object M.
- Another example of a characteristic of the measured object M is the shape (e.g., two-dimensional or three-dimensional shape) of the measured object M.
- Another example of a characteristic of the measured object M is a point cloud on the surface of the measured object M in a Cartesian coordinate system.
- the measurement of the measured object M may include the acquisition of point cloud data indicating the point cloud on the surface of the measured object M.
- Another example of a characteristic of the measured object M is a point cloud on the surface of a structure located in the periphery of the measured object M in a Cartesian coordinate system.
- the measurement of the measured object M may include the acquisition of point cloud data indicating the point cloud on the surface of a structure located in the periphery of the measured object M.
- Another example of a characteristic of the measured object M is at least one of the reflectance of the measured object M, the transmittance of the measured object M, and the surface roughness of the measured object M.
- the measurement unit 2 is capable of measuring the three-dimensional shape of the measurement object M.
- the measurement unit 2 may measure the object to be measured M using any measurement method.
- the measurement unit 2 may measure the object to be measured M optically, electrically, magnetically, physically, chemically, or thermally.
- the measurement unit 2 may measure the object to be measured M without contacting the object to be measured M.
- the measurement unit 2 may measure the object to be measured M by contacting the object to be measured M.
- the measurement unit 2 optically measures the measured object M by irradiating the measured object M with the measurement light ML2 without contacting the measured object M.
- the measurement unit 2 may measure the measured object M using a light cutting method that projects the measurement light ML2, which is a slit light, onto the surface of the measured object M and measures the shape of the projected slit light.
- the measurement unit 2 may measure the measured object M using a white light interferometry that measures the interference pattern between the measurement light ML2, which is a white light that passes through the measured object M, and the white light that does not pass through the measured object M.
- the measurement unit 2 may measure the measured object M using a pattern projection method that projects the measurement light ML2 that draws a light pattern onto the surface of the measured object M and measures the shape of the projected pattern.
- the measurement unit 2 may measure the object M to be measured using a time-of-flight method in which the measurement light ML2 is projected onto the surface of the object M to be measured and the distance to the object M is measured from the time it takes for the projected measurement light ML2 to return, at multiple positions on the object M to be measured.
- the measurement unit 2 using the time-of-flight method may be called a depth sensor.
- the measurement unit 2 may measure the object M to be measured using at least one of the moire topography method (specifically, the grating irradiation method or the grating projection method), the holographic interferometry method, the autocollimation method, the stereo method, the astigmatism method, the critical angle method, the knife-edge method, the interferometry method, and the confocal method.
- the moire topography method specifically, the grating irradiation method or the grating projection method
- the holographic interferometry method the autocollimation method
- the stereo method the astigmatism method
- the critical angle method the knife-edge method
- the interferometry method and the confocal method.
- the control unit 3 is an information processing device capable of controlling the operation of the processing system SYS.
- the control unit 3 may be an information processing device capable of controlling the processing of the workpiece W by the processing system SYS (particularly, the processing of the workpiece W by the processing unit 1).
- the control unit 3 may be an information processing device capable of controlling the measurement of the workpiece W by the processing system SYS (particularly, the measurement of the workpiece W by the processing unit 1).
- the control unit 3 may be an information processing device capable of controlling the measurement of the measured object M by the processing system SYS (particularly, the measurement of the measured object M by the measurement unit 2).
- the control unit 3 may be considered to be a computer that is a device for instructing the operation of the processing unit 1.
- control unit 3 may be considered to be a computer that is a device for instructing the processing system SYS (particularly, the processing unit 1) to process the workpiece W.
- control unit 3 may be considered to be a computer that is a device for instructing the processing system SYS (particularly, the processing unit 1) to measure the workpiece W.
- control unit 3 may be considered to be a computer that is a device for instructing the processing system SYS (particularly the measurement unit 2) to measure the measurement object M.
- control unit 3 may control the operation of the processing head 13 provided in the processing unit 1.
- the control unit 3 may control the operation of at least one of the processing optical system 131, the measurement optical system 132, the synthesis optical system 133, the deflection optical system 134, and the irradiation optical system 135 provided in the processing head 13.
- the control unit 3 may control the operation of the head drive system 141 provided in the processing unit 1 (for example, the movement of the processing head 13).
- the control unit 3 may control the operation of the stage drive system 161 provided in the processing unit 1 (for example, the movement of the stage 15).
- the control unit 3 may control the operation of the measurement unit 2 in addition to or instead of controlling the operation of the processing unit 1.
- control unit 3 may control at least one of the processing unit 1 and the measurement unit 2 based on processing control information for controlling the processing system SYS to process the workpiece W.
- the processing control information may include processing path information.
- the processing path information may indicate a relative movement trajectory of the target irradiation area PA of the processing light EL on the surface of the workpiece W relative to the surface of the workpiece W.
- the processing path information may indicate a relative movement trajectory (so-called processing path) of the irradiation position of the processing light EL on the surface of the workpiece W relative to the surface of the workpiece W.
- control unit 3 may control at least one of the processing unit 1 and the measurement unit 2 based on measurement control information for controlling the processing system SYS to measure the measured object M.
- the measurement control information may include measurement path information.
- the measurement path information may indicate a relative movement trajectory of the target irradiation area MA of the measurement light ML1 on the surface of the workpiece W relative to the surface of the workpiece W.
- the measurement path information may indicate a relative movement trajectory (so-called measurement path) of the irradiation position of the measurement light ML1 on the surface of the workpiece W relative to the surface of the workpiece W.
- the control unit 3 may include, for example, a calculation device 31 and a storage device 32.
- the calculation device 31 may include, for example, at least one of a CPU (Central Processing Unit) and a GPU (Graphics Processing Unit).
- the storage device 32 may include, for example, a memory.
- the control unit 3 functions as a device that controls the operation of the machining unit 1 by the calculation device 31 executing a computer program.
- This computer program is a computer program for causing the calculation device 31 to perform (i.e., execute) the operation to be performed by the control unit 3, which will be described later.
- this computer program is a computer program for causing the control unit 3 to function so as to cause the machining unit 1 to perform the operation to be described later.
- this computer program is a computer program for causing the calculation device 31 to perform (i.e., execute) an information processing method corresponding to the operation to be performed by the control unit 3, which will be described later.
- the computer program executed by the arithmetic device 31 may be recorded in a storage device 32 (i.e., a recording medium) included in the control unit 3, or may be recorded in any storage medium (e.g., a hard disk or semiconductor memory) that is built into the control unit 3 or that can be externally attached to the control unit 3.
- the arithmetic device 31 may download the computer program to be executed from a device external to the control unit 3 via a network interface.
- the control unit 3 does not have to be provided inside the processing unit 1.
- the control unit 3 may be provided outside the processing unit 1 as a server or the like.
- the control unit 3 and the processing unit 1 may be connected by a wired and/or wireless network (or a data bus and/or a communication line).
- a wired network for example, a network using a serial bus type interface represented by at least one of IEEE1394, RS-232x, RS-422, RS-423, RS-485, and USB may be used.
- a network using a parallel bus type interface may be used as the wired network.
- a network using an interface compliant with Ethernet (registered trademark) represented by at least one of 10BASE-T, 100BASE-TX, and 1000BASE-T may be used.
- a network using radio waves may be used.
- An example of a network using radio waves is a network conforming to IEEE802.1x (for example, at least one of a wireless LAN and Bluetooth (registered trademark)).
- a network using infrared rays may be used as a wireless network.
- a network using optical communication may be used as a wireless network.
- the control unit 3 and the machining unit 1 may be configured to be able to transmit and receive various information via the network.
- the control unit 3 may also be able to transmit information such as commands and control parameters to the machining unit 1 via the network.
- the machining unit 1 may be equipped with a receiving device that receives information such as commands and control parameters from the control unit 3 via the network.
- the machining unit 1 may be equipped with a transmitting device (i.e., an output device that outputs information to the control unit 3) that transmits information such as commands and control parameters to the control unit 3 via the network.
- a first control device that performs a part of the processing performed by the control unit 3 may be provided inside the machining unit 1, while a second control device that performs another part of the processing performed by the control unit 3 may be provided outside the machining unit 1.
- a computation model that can be constructed by machine learning may be implemented in the control unit 3 by the computation device 31 executing a computer program.
- An example of a computation model that can be constructed by machine learning is, for example, a computation model including a neural network (so-called artificial intelligence (AI)).
- learning of the computation model may include learning of parameters of the neural network (for example, at least one of weights and biases).
- the control unit 3 may use the computation model to control the operation of the machining unit 1.
- the operation of controlling the operation of the machining unit 1 may include the operation of controlling the operation of the machining unit 1 using the computation model.
- a computation model that has been constructed by offline machine learning using teacher data may be implemented in the control unit 3.
- control unit 3 may control the operation of the machining unit 1 using a computational model implemented in a device external to the control unit 3 (i.e., a device provided outside the machining unit 1) in addition to or instead of the computational model implemented in the control unit 3.
- the recording medium for recording the computer program executed by the control unit 3 may be at least one of the following: CD-ROM, CD-R, CD-RW, flexible disk, MO, DVD-ROM, DVD-RAM, DVD-R, DVD+R, DVD-RW, DVD+RW, optical disks such as Blu-ray (registered trademark), magnetic media such as magnetic tape, magneto-optical disk, semiconductor memory such as USB memory, and any other medium capable of storing a program.
- the recording medium may include a device capable of recording a computer program (for example, a general-purpose device or a dedicated device in which a computer program is implemented in a state in which it can be executed in at least one of the forms of software and firmware, etc.).
- each process or function included in the computer program may be realized by a logical processing block realized in the control unit 3 by the control unit 3 (i.e., the computer) executing the computer program, or may be realized by hardware such as a predetermined gate array (FPGA (Field Programmable Gate Array), ASIC (Application Specific Integrated Circuit)) provided in the control unit 3, or may be realized in a form that combines logical processing blocks and partial hardware modules that realize some elements of the hardware.
- FPGA Field Programmable Gate Array
- ASIC Application Specific Integrated Circuit
- the output unit 4 is a device that outputs information.
- the output unit 4 may output information as an image. That is, the output unit 4 may include a display device (so-called a display) capable of displaying an image showing the information to be output.
- the output unit 4 may output information as sound. That is, the output unit 4 may include an audio device (so-called a speaker) capable of outputting sound.
- the output unit 4 may output information on paper. That is, the output unit 4 may include a printing device (so-called a printer) capable of printing desired information on paper.
- the output unit 4 may include an output interface for outputting information to an information output device external to the processing system SYS.
- Fig. 4 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of the machining head 13.
- the processing light EL generated by the processing light source 11 is incident on the processing head 13 via an optical transmission member 111 such as an optical fiber.
- the processing light EL may also be incident on the processing head 13 by spatial transmission using a mirror.
- the processing light source 11 may be disposed outside the processing head 13.
- the processing light source 11 may be disposed inside the processing head 13.
- Multiple processing lights EL may be incident on the processing head 13.
- the processing unit 1 may be equipped with multiple processing light sources 11 capable of generating multiple processing lights EL, respectively. All of the multiple processing light sources 11 may be disposed inside the processing head 13. All of the multiple processing light sources 11 may be disposed outside the processing head 13. At least one of the multiple processing light sources 11 may be disposed inside the processing head 13, and at least another of the multiple processing light sources 11 may be disposed outside the processing head 13.
- the processing head 13 is equipped with an emission optical system 130 including a processing optical system 131, a measurement optical system 132, a synthesis optical system 133, and a deflection optical system 134. Furthermore, as described above, the processing head 13 is equipped with an irradiation optical system 135. The processing head 13 may also be equipped with a drain pan for draining water and a water leakage sensor.
- the processing optical system 131 is an optical system into which the processing light EL from the processing light source 11 is incident.
- the processing optical system 131 is an optical system that emits the processing light EL incident on the processing optical system 131 toward the synthesis optical system 133.
- the processing light EL emitted by the processing optical system 131 is irradiated onto the workpiece W via the synthesis optical system 133, the deflection optical system 134, and the irradiation optical system 135.
- the processing optical system 131 may include, for example, a position adjustment optical system 1311, an angle adjustment optical system 1312, and a galvanometer mirror 1313. However, the processing optical system 131 does not have to include at least one of the position adjustment optical system 1311, the angle adjustment optical system 1312, and the galvanometer mirror 1313.
- the position adjustment optical system 1311 can adjust the emission position of the processing light EL from the processing optical system 131.
- the position adjustment optical system 1311 may, for example, include a parallel plane plate that can be tilted with respect to the traveling direction of the processing light EL, and the emission position of the processing light EL may be changed by changing the tilt angle of the parallel plane plate.
- the angle adjustment optical system 1312 can adjust the emission angle (i.e., emission direction) of the processing light EL from the processing optical system 131.
- the angle adjustment optical system 1312 can, for example, include a mirror that can be tilted with respect to the traveling direction of the processing light EL, and the emission angle of the processing light EL can be changed by changing the tilt angle of this mirror.
- the galvanometer mirror 1313 is a deflection optical system that deflects the processing light EL (i.e., changes the emission angle of the processing light EL). By deflecting the processing light EL, the galvanometer mirror 1313 changes the focusing position of the processing light EL in a plane that intersects with the optical axis EX of the irradiation optical system 135 (i.e., in a plane along the XY plane). Normally, as shown in FIG. 4, the processing head 13 irradiates the processing light EL to the workpiece W in a state in which the optical axis EX intersects with the surface of the workpiece W.
- the target irradiation area PA of the processing light EL on the surface of the workpiece W moves in a direction along the surface of the workpiece W.
- the target irradiation area PA of the processing light EL moves along at least one of the X-axis direction and the Y-axis direction.
- the galvanometer mirror 1313 includes an X-scanning mirror 1313X and a Y-scanning mirror 1313Y.
- Each of the X-scanning mirror 1313X and the Y-scanning mirror 1313Y is a tilt angle variable mirror that changes the angle with respect to the optical path of the processing light EL incident on the galvanometer mirror 1313.
- the X-scanning mirror 1313X deflects the processing light EL so as to move the target irradiation area PA of the processing light EL on the workpiece W along the X-axis direction.
- the X-scanning mirror 1313X may be rotatable or swingable around the Y-axis.
- the Y-scanning mirror 1313Y deflects the processing light EL so as to move the target irradiation area PA of the processing light EL on the workpiece W along the Y-axis direction.
- the Y-scanning mirror 1313Y may be rotatable or swingable around the X-axis.
- the processing light EL emitted from the processing optical system 131 enters the synthesis optical system 133.
- the synthesis optical system 133 includes a beam splitter (e.g., a polarizing beam splitter) 1331.
- the beam splitter 1331 emits the processing light EL incident on the beam splitter 1331 toward the deflection optical system 134.
- the processing light EL incident on the beam splitter 1331 passes through the polarization separation surface of the beam splitter 1331 and is emitted toward the deflection optical system 134. For this reason, in the example shown in FIG.
- the processing light EL enters the polarization separation surface of the beam splitter 1331 in a state in which it has a polarization direction that can pass through the polarization separation surface (e.g., a polarization direction that becomes p-polarized with respect to the polarization separation surface).
- the processed light EL emitted from the synthesis optical system 133 is incident on the deflection optical system 134.
- the deflection optical system 134 emits the processed light EL incident on the deflection optical system 134 toward the irradiation optical system 135.
- the deflection optical system 134 includes a galvanometer mirror 1341.
- the processing light EL incident on the deflection optical system 134 is incident on the galvanometer mirror 1341.
- the galvanometer mirror 1341 deflects the processing light EL (i.e., changes the emission angle of the processing light EL).
- the galvanometer mirror 1341 changes the focusing position of the processing light EL in a plane intersecting the optical axis EX of the irradiation optical system 135 (i.e., in a plane along the XY plane). Normally, as shown in FIG.
- the processing head 13 irradiates the processing light EL on the workpiece W in a state in which the optical axis EX intersects with the surface of the workpiece W. Therefore, when the focusing position of the processing light EL in the plane intersecting the optical axis EX is changed, the target irradiation area PA of the processing light EL on the surface of the workpiece W moves in a direction along the surface of the workpiece W. In other words, the target irradiation area PA of the processing light EL moves along at least one of the X-axis direction and the Y-axis direction.
- the galvanometer mirror 1341 includes an X-scanning mirror 1341X and a Y-scanning mirror 1341Y.
- Each of the X-scanning mirror 1341X and the Y-scanning mirror 1341Y is a tilt angle variable mirror that changes the angle with respect to the optical path of the processing light EL incident on the galvanometer mirror 1341.
- the X-scanning mirror 1341X deflects the processing light EL so as to move the target irradiation area PA of the processing light EL on the workpiece W along the X-axis direction.
- the X-scanning mirror 1341X may be rotatable or swingable around the Y-axis.
- the Y-scanning mirror 1341Y deflects the processing light EL so as to move the target irradiation area PA of the processing light EL on the workpiece W along the Y-axis direction.
- the Y-scanning mirror 1341Y may be rotatable or swingable around the X-axis.
- the processing light EL emitted from the deflection optical system 134 enters the irradiation optical system 135.
- the irradiation optical system 135 is an optical system capable of irradiating the processing light EL onto the workpiece W.
- the irradiation optical system 135 is equipped with an f ⁇ lens 1351 capable of functioning as an objective optical system.
- the processing light EL emitted from the deflection optical system 134 enters the f ⁇ lens 1351.
- the f ⁇ lens 1351 irradiates the processing light EL emitted from the deflection optical system 134 onto the workpiece W.
- the f ⁇ lens 1351 emits the processing light EL in a direction along the optical axis EX of the irradiation optical system 135.
- the processing light EL emitted by the f ⁇ lens 1351 enters the workpiece W by traveling along the optical axis EX.
- the optical axis EX of the irradiation optical system 135 may be the optical axis of the f ⁇ lens 1351.
- the f ⁇ lens 1351 may focus the processing light EL from the galvanometer mirror 1341 onto the workpiece W.
- the processing light EL emitted from the f ⁇ lens 1351 may be irradiated onto the workpiece W without passing through another optical element having power (in other words, an optical member such as a lens).
- the f ⁇ lens 1351 may be called the final optical element because it is the optical element having the final stage of power (i.e., the optical element closest to the workpiece W) among multiple optical elements arranged on the optical path of the processing light EL.
- the power of the optical element may be the reciprocal of the focal length of the optical element.
- the processing light EL from the galvanometer mirror 1341 may be a parallel light beam.
- the irradiation optical system 135 may be equipped with an objective optical system having a projection characteristic different from f ⁇ .
- the irradiation optical system 135 may be equipped with an objective optical system having a projection characteristic of f sin ⁇ or f tan ⁇ .
- the irradiation optical system 135 may be equipped with an objective optical system having a projection characteristic of f tan ⁇ .
- At least one of the X scanning mirror 1341X and the Y scanning mirror 1341Y constituting the galvanometer mirror 1341, and the X scanning mirror 1313X and the Y scanning mirror 1313Y constituting the galvanometer mirror 1313 may be disposed at the entrance pupil position of the f ⁇ lens 1351 as the irradiation optical system and/or its conjugate position. At least one of the X scanning mirror 1341X and the Y scanning mirror 1341Y, and the X scanning mirror 1313X and the Y scanning mirror 1313Y may be disposed at a position optically conjugate with the entrance pupil position of the f ⁇ lens 1351.
- a relay optical system for making each scanning mirror optically conjugate with each other may be disposed between the scanning mirrors.
- the measurement light ML1 generated by the measurement light source 12 is further incident on the processing head 13 via an optical transmission member 121 such as an optical fiber.
- the measurement light ML1 may also be incident on the processing head 13 by spatial transmission using a mirror.
- the measurement light source 12 may be disposed outside the processing head 13.
- the measurement light source 12 may be disposed inside the processing head 13.
- the measurement light source 12 may include an optical comb light source.
- An optical comb light source is a light source capable of generating light including frequency components equally spaced on the frequency axis (hereinafter referred to as an "optical frequency comb") as pulsed light.
- the measurement light source 12 emits pulsed light including frequency components equally spaced on the frequency axis as measurement light ML1.
- the measurement light source 12 may include a light source other than the optical comb light source.
- the processing system SYS includes multiple measurement light sources 12.
- the processing system SYS may include a measurement light source 12#1 and a measurement light source 12#2.
- the multiple measurement light sources 12 may each emit multiple measurement light beams ML1 that are phase-synchronized and coherent with each other.
- the multiple measurement light sources 12 may have different oscillation frequencies. Therefore, the multiple measurement light beams ML1 emitted by the multiple measurement light sources 12 may be multiple measurement light beams ML1 with different pulse frequencies (for example, the number of pulsed lights per unit time, which is the reciprocal of the emission period of the pulsed lights).
- the processing system SYS may include a single measurement light source 12.
- the measurement light ML1 emitted from the measurement light source 12 is incident on the measurement optical system 132.
- the measurement optical system 132 is an optical system that emits the measurement light ML1 incident on the measurement optical system 132 toward the synthesis optical system 133.
- the measurement light ML1 emitted by the measurement optical system 132 is irradiated onto the workpiece W via the synthesis optical system 133, the deflection optical system 134, and the irradiation optical system 135.
- the measurement optical system 132 includes, for example, a mirror 1320, a beam splitter 1321, a beam splitter 1322, a detector 1323, a beam splitter 1324, a mirror 1325, a detector 1326, a mirror 1327, and a galvanometer mirror 1328.
- the measurement light ML1 emitted from the measurement light source 12 is incident on the beam splitter 1321.
- the measurement light ML1 emitted from the measurement light source 12#1 (hereinafter referred to as "measurement light ML1#1") is incident on the beam splitter 1321.
- the measurement light ML1 emitted from the measurement light source 12#2 (hereinafter referred to as “measurement light ML1#2”) is incident on the beam splitter 1321 via the mirror 1320.
- the beam splitter 1321 emits the measurement light ML1#1 and ML1#2 incident on the beam splitter 1321 toward the beam splitter 1322. In other words, the beam splitter 1321 emits the measurement light ML1#1 and ML1#2 incident on the beam splitter 1321 from different directions toward the same direction (i.e., the direction in which the beam splitter 1322 is disposed).
- Beam splitter 1322 reflects measurement light ML1#1-1, which is a part of measurement light ML1#1 incident on beam splitter 1322, toward detector 1323. Beam splitter 1322 emits measurement light ML1#1-2, which is another part of measurement light ML1#1 incident on beam splitter 1322, toward beam splitter 1324. Beam splitter 1322 reflects measurement light ML1#2-1, which is a part of measurement light ML1#2 incident on beam splitter 1322, toward detector 1323. Beam splitter 1322 emits measurement light ML1#2-2, which is another part of measurement light ML1#2 incident on beam splitter 1322, toward beam splitter 1324.
- the measurement light ML1#1-1 and ML1#2-1 emitted from the beam splitter 1322 are incident on the detector 1323.
- the detector 1323 receives (i.e. detects) the measurement light ML1#1-1 and the measurement light ML1#2-1.
- the detector 1323 receives interference light generated by the interference between the measurement light ML1#1-1 and the measurement light ML1#2-1.
- the operation of receiving interference light generated by the interference between the measurement light ML1#1-1 and the measurement light ML1#2-1 may be considered equivalent to the operation of receiving the measurement light ML1#1-1 and the measurement light ML1#2-1.
- the detection result of the detector 1323 is output to the control unit 3.
- the measurement light ML1#1-2 and ML1#2-2 emitted from the beam splitter 1322 are incident on the beam splitter 1324.
- the beam splitter 1324 emits at least a portion of the measurement light ML1#1-2 incident on the beam splitter 1324 toward the mirror 1325.
- the beam splitter 1324 emits at least a portion of the measurement light ML1#2-2 incident on the beam splitter 1324 toward the mirror 1327.
- the measurement light ML1#1-2 emitted from the beam splitter 1324 is incident on the mirror 1325.
- the measurement light ML1#1-2 incident on the mirror 1325 is reflected by the reflecting surface of the mirror 1325 (the reflecting surface may be referred to as a reference surface).
- the mirror 1325 reflects the measurement light ML1#1-2 incident on the mirror 1325 toward the beam splitter 1324.
- the mirror 1325 emits the measurement light ML1#1-2 incident on the mirror 1325 as the reflected light, measurement light ML1#1-3, toward the beam splitter 1324.
- the measurement light ML1#1-3 may be referred to as a reference light.
- the measurement light ML1#1-3 emitted from the mirror 1325 is incident on the beam splitter 1324.
- the beam splitter 1324 emits the measurement light ML1#1-3 incident on the beam splitter 1324 toward the beam splitter 1322.
- the measurement light ML1#1-3 emitted from the beam splitter 1324 is incident on the beam splitter 1322.
- the beam splitter 1322 emits the measurement light ML1#1-3 incident on the beam splitter 1322 toward the detector 1326.
- the measurement light ML1#2-2 emitted from the beam splitter 1324 is incident on the mirror 1327.
- the mirror 1327 reflects the measurement light ML1#2-2 incident on the mirror 1327 toward the galvanometer mirror 1328. In other words, the mirror 1327 emits the measurement light ML1#2-2 incident on the mirror 1327 toward the galvanometer mirror 1328.
- the galvanometer mirror 1328 deflects the measurement light ML1#2-2 (i.e., changes the emission angle of the measurement light ML1#2-2). By deflecting the measurement light ML1#2-2, the galvanometer mirror 1328 changes the focusing position of the measurement light ML1#2-2 in a plane intersecting the optical axis EX of the irradiation optical system 135 (i.e., in a plane along the XY plane). Normally, as shown in FIG. 4, the machining head 13 irradiates the workpiece W with the measurement light ML1#2-2 in a state in which the optical axis EX intersects with the surface of the workpiece W.
- the target irradiation area MA of the measurement light ML1#2-2 on the surface of the workpiece W moves in a direction along the surface of the workpiece W.
- the target irradiation area MA of the measurement light ML1#2-2 moves along at least one of the X-axis direction and the Y-axis direction.
- the galvanometer mirror 1328 includes an X-scanning mirror 1328X and a Y-scanning mirror 1328Y.
- Each of the X-scanning mirror 1328X and the Y-scanning mirror 1328Y is a tilt-angle variable mirror that changes the angle with respect to the optical path of the measurement light ML1#2-2 incident on the galvanometer mirror 1328.
- the X-scanning mirror 1328X deflects the measurement light ML1#2-2 so as to move the target irradiation area MA of the measurement light ML1#2-2 on the workpiece W along the X-axis direction.
- the X-scanning mirror 1328X may be rotatable or oscillating around the Y-axis.
- the Y-scanning mirror 1328Y deflects the measurement light ML1#2-2 so as to move the target irradiation area MA of the measurement light ML1#2-2 on the workpiece W along the Y-axis direction.
- the Y-scanning mirror 1328Y may be rotatable or oscillating around the X-axis.
- the measurement light ML1#2-2 emitted from the measurement optical system 132 enters the synthesis optical system 133.
- the beam splitter 1331 of the synthesis optical system 133 emits the measurement light ML1#2-2 incident on the beam splitter 1331 toward the deflection optical system 134.
- the measurement light ML1#2-2 incident on the synthesis optical system 133 is reflected at the polarization separation surface and is emitted toward the deflection optical system 134. Therefore, in the example shown in FIG.
- the measurement light ML1#2-2 enters the polarization separation surface of the beam splitter 1331 in a state in which it has a polarization direction that can be reflected at the polarization separation surface (for example, a polarization direction that becomes s-polarized with respect to the polarization separation surface).
- the processing light EL is incident on the beam splitter 1331 in addition to the measurement light ML1#2-2.
- both the measurement light ML1#2-2 and the processing light EL pass through the beam splitter 1331.
- the beam splitter 1331 emits the processing light EL and the measurement light ML1#2-2, which are incident on the beam splitter 1331 from different directions, in the same direction (i.e., toward the same deflection optical system 134). Therefore, the beam splitter 1331 essentially functions as a combining optical element that combines the processing light EL and the measurement light ML1#2-2.
- the combining optical system 133 may include a dichroic mirror as a combining optical element instead of the beam splitter 1331. Even in this case, the combining optical system 133 can combine the processing light EL and the measurement light ML1#2-2 using the dichroic mirror (i.e., combine the optical path of the processing light EL with the optical path of the measurement light ML1#2-2).
- the measurement light ML1#2-2 emitted from the synthesis optical system 133 is incident on the deflection optical system 134.
- the deflection optical system 134 emits the measurement light ML1#2-2 incident on the deflection optical system 134 toward the irradiation optical system 135.
- the measurement light ML1#2-2 incident on the deflection optical system 134 is incident on the galvanometer mirror 1341.
- the galvanometer mirror 1341 deflects the measurement light ML1#2-2 in the same way as it deflects the processing light EL. Therefore, the galvanometer mirror 1341 can move the target irradiation area MA of the measurement light ML1#2-2 on the surface of the workpiece W in a direction along the surface of the workpiece W.
- the processing light EL is incident on the galvanometer mirror 1341 in addition to the measurement light ML1#2-2.
- the processing light EL and measurement light ML1#2-2 combined by the beam splitter 1331 are incident on the galvanometer mirror 1341. Therefore, both the measurement light ML1#2-2 and the processing light EL pass through the same galvanometer mirror 1341.
- the galvanometer mirror 1341 can move the target irradiation area PA of the processing light EL and the target irradiation area MA of the measurement light ML1#2-2 in synchronization.
- the galvanometer mirror 1341 can move the target irradiation area PA of the processing light EL and the target irradiation area MA of the measurement light ML1#2-2 in conjunction with each other.
- the processing system SYS can use the galvanometer mirror 1328 to independently move the target irradiation area MA of the measurement light ML1#2-2 with respect to the target irradiation area PA of the processing light EL.
- the processing system SYS can use the galvanometer mirror 1328 to change the relative positional relationship between the target irradiation area PA of the processing light EL and the target irradiation area MA of the measurement light ML1#2-2.
- the processing system SYS can use the galvanometer mirror 1328 to change the relative positional relationship between the target irradiation area PA of the processing light EL and the target irradiation area MA of the measurement light ML1#2-2 along a direction intersecting the irradiation direction of the measurement light ML1#2-2 (at least one of the X-axis direction and the Y-axis direction in the example shown in FIG. 4).
- the processing system SYS can use the galvanometer mirror 1313 to independently move the target irradiation area PA of the processing light EL relative to the target irradiation area MA of the measurement light ML1#2-2.
- the processing system SYS can use the galvanometer mirror 1313 to change the relative positional relationship between the target irradiation area PA of the processing light EL and the target irradiation area MA of the measurement light ML1#2-2.
- the processing system SYS can use the galvanometer mirror 1328 to change the relative positional relationship between the target irradiation area PA of the processing light EL and the target irradiation area MA of the measurement light ML1#2-2 along a direction intersecting the irradiation direction of the processing light EL (at least one of the X-axis direction and the Y-axis direction in the example shown in FIG. 4).
- the measurement light ML1#2-2 emitted from the deflection optical system 134 enters the irradiation optical system 135.
- the irradiation optical system 135 is an optical system capable of irradiating the workpiece W with the measurement light ML1#2-2.
- the f ⁇ lens 1351 irradiates the workpiece W with the measurement light ML1#2-2 emitted from the deflection optical system 134.
- the f ⁇ lens 1351 emits the measurement light ML1#2-2 in a direction along the optical axis EX of the irradiation optical system 135.
- the measurement light ML1#2-2 emitted by the f ⁇ lens 1351 enters the workpiece W by traveling in a direction along the optical axis EX.
- the f ⁇ lens 1351 may focus the measurement light ML1#2-2 emitted from the deflection optical system 134 onto the workpiece W.
- the measurement light ML1#2-2 emitted from the f ⁇ lens 1351 may be irradiated onto the workpiece W without passing through another optical element having power (in other words, an optical member such as a lens).
- the f ⁇ lens 1351 may be called the final optical element since it is the optical element having the final stage of power (i.e., the optical element closest to the workpiece W) among the multiple optical elements arranged on the optical path of the measurement light ML1#2-2.
- the measurement light ML1#2-2 emitted from the deflection optical system 134 and incident on the f ⁇ lens 1351 may be a parallel light beam.
- the light resulting from the irradiation of the measurement light ML1#2-2 may include at least one of the measurement light ML1#2-2 reflected by the workpiece W (i.e., reflected light), the measurement light ML1#2-2 scattered by the workpiece W (i.e., scattered light), the measurement light ML1#2-2 diffracted by the workpiece W (i.e., diffracted light), and the measurement light ML1#2-2 transmitted through the workpiece W (i.e., transmitted light).
- the optical path of the measurement light ML1#2-2 emitted from the irradiation optical system 135 and incident on the workpiece W may be the same as the optical path of the return light RL emitted from the workpiece W and incident on the irradiation optical system 135.
- the return light RL incident on the irradiation optical system 135 enters the deflection optical system 134 via the f ⁇ lens 1351.
- the return light RL incident on the deflection optical system 134 enters the synthesis optical system 133 via the galvanometer mirror 1341.
- the beam splitter 1331 of the synthesis optical system 133 emits the return light RL incident on the beam splitter 1331 toward the measurement optical system 132.
- the return light RL incident on the beam splitter 1331 is reflected at the polarization separation surface and emitted toward the measurement optical system 132. Therefore, in the example shown in FIG. 4, the return light RL is incident on the polarization separation surface of the beam splitter 1331 in a state in which it has a polarization direction that allows it to be reflected by the polarization separation surface.
- the return light RL emitted from the beam splitter 1331 is incident on the galvanometer mirror 1328 of the measurement optical system 132.
- the galvanometer mirror 1328 emits the return light RL incident on the galvanometer mirror 1328 toward the mirror 1327.
- the mirror 1327 reflects the return light RL incident on the mirror 1327 toward the beam splitter 1324.
- the beam splitter 1324 emits at least a portion of the return light RL incident on the beam splitter 1324 toward the beam splitter 1322.
- the beam splitter 1322 emits at least a portion of the return light RL incident on the beam splitter 1322 toward the detector 1326.
- the measurement light ML1#1-3 is incident on the detector 1326. That is, the return light RL that travels toward the detector 1326 via the workpiece W, and the measurement light ML1#1-3 that travels toward the detector 1326 without travelling through the workpiece W, are incident on the detector 1326.
- the detector 1326 receives (i.e. detects) the measurement light ML1#1-3 and the return light RL. In particular, the detector 1326 receives interference light generated by interference between the measurement light ML1#1-3 and the return light RL.
- the operation of receiving interference light generated by interference between the measurement light ML1#1-3 and the return light RL may be considered equivalent to the operation of receiving the measurement light ML1#1-3 and the return light RL.
- the detection result of the detector 1326 is output to the control unit 3.
- the control unit 3 acquires the detection results of the detector 1323 and the detection results of the detector 1326.
- the control unit 3 may generate measurement data of the workpiece W (e.g., measurement data relating to at least one of the position and shape of the workpiece W) based on the detection results of the detector 1323 and the detection results of the detector 1326.
- the pulse frequency of measurement light ML1#1 is different from the pulse frequency of measurement light ML1#2
- the pulse frequency of measurement light ML1#1-1 is different from the pulse frequency of measurement light ML1#2-1. Therefore, the interference light between measurement light ML1#1-1 and measurement light ML1#2-1 is interference light in which pulse light appears in synchronization with the timing when the pulse light constituting measurement light ML1#1-1 and the pulse light constituting measurement light ML1#2-1 are simultaneously incident on detector 1323.
- the pulse frequency of measurement light ML1#1-3 is different from the pulse frequency of return light RL.
- the interference light between measurement light ML1#1-3 and return light RL is interference light in which pulse light appears in synchronization with the timing when the pulse light constituting measurement light ML1#1-3 and the pulse light constituting return light RL are simultaneously incident on detector 1326.
- the position (position on the time axis) of the pulsed light of the interference light detected by the detector 1326 varies depending on the positional relationship between the processing head 13 and the workpiece W. This is because the interference light detected by the detector 1326 is interference light between the return light RL heading toward the detector 1326 via the workpiece W and the measurement light ML1#1-3 heading toward the detector 1326 without going through the workpiece W.
- the position (position on the time axis) of the pulsed light of the interference light detected by the detector 1323 does not vary depending on the positional relationship between the processing head 13 and the workpiece W (that is, substantially, the positional relationship between the processing head 13 and the workpiece W). For this reason, it can be said that the time difference between the pulsed light of the interference light detected by the detector 1326 and the pulsed light of the interference light detected by the detector 1323 indirectly indicates the positional relationship between the processing head 13 and the workpiece W.
- the control unit 3 can calculate the distance between the machining head 13 and the workpiece W in the direction along the optical path of the measurement light ML1 (for example, the Z-axis direction) based on the time difference between the pulsed light of the interference light detected by the detector 1326 and the pulsed light of the interference light detected by the detector 1323.
- control unit 3 can calculate the position of the workpiece W in the direction along the optical path of the measurement light ML1 (for example, the Z-axis direction). More specifically, the control unit 3 can calculate the distance between the irradiated portion of the workpiece W irradiated with the measurement light ML1#2-2 and the machining head 13. The control unit 3 can calculate the position of the irradiated portion in the direction along the optical path of the measurement light ML1 (for example, the Z-axis direction).
- the control unit 3 can calculate the position of the irradiated portion in a direction intersecting the optical path of the measurement light ML1 (e.g., at least one of the X-axis direction and the Y-axis direction) based on the drive state of the galvanometer mirrors 1341 and 1328. As a result, the control unit 3 can generate measurement data indicating the position of the irradiated portion in a measurement coordinate system based on the machining head 13 (e.g., a position in a three-dimensional coordinate space).
- the processing head 13 may irradiate the measurement light ML1#2-2 to multiple parts of the workpiece W.
- at least one of the galvanometer mirrors 1341 and 1328 may change the irradiation position of the measurement light ML1#2-2 on the workpiece W so that the processing head 13 irradiates the measurement light ML1#2-2 to multiple parts of the workpiece W.
- at least one of the processing head 13 and the stage 15 may move so that the processing head 13 irradiates the measurement light ML1#2-2 to multiple parts of the workpiece W.
- the control unit 3 can generate measurement data indicating the positions of the multiple parts of the workpiece W.
- the control unit 3 can generate measurement data indicating the shape of the workpiece W based on the measurement data indicating the positions of the multiple parts. For example, the control unit 3 can generate measurement data indicating the shape of the workpiece W by calculating a three-dimensional shape consisting of a virtual plane (or a curved surface) connecting the multiple parts whose positions have been identified as the shape of the workpiece W.
- the processing head 13 may include a beam expander.
- the beam expander may be an optical member capable of changing the beam diameter of light.
- the beam diameter of light may mean the size of light in a plane intersecting the traveling direction of light.
- the beam expander may be an optical member capable of changing the spot diameter of light.
- the spot diameter of light may mean the size of light on the surface of an object (e.g., a workpiece W or a measured object M).
- the beam expander may be an optical member capable of changing the focus position of light along the traveling direction of light.
- the focus position of light may mean the convergence position where the light is most converged.
- the processing head 13 may include a first beam expander arranged on the optical path of the processing light EL.
- the first beam expander may be capable of changing at least one of the beam diameter, spot diameter, and focus position of the processing light EL.
- the processing head 13 may include a second beam expander arranged on the optical path of the measurement light ML.
- the second beam expander may be capable of changing at least one of the beam diameter, spot diameter, and focus position of the measurement light ML.
- the processing head 13 may change at least one of the focus position of the processing light EL and the focus position of the measurement light ML so that the focus position of the processing light EL and the focus position of the measurement light ML are different.
- the processing head 13 may include a third beam expander disposed in the optical path of the processing light EL and the optical path of the measurement light ML.
- the third beam expander may be capable of changing at least one of the beam diameter, spot diameter, and focus position of at least one of the processing light EL and the measurement light ML.
- the control unit 3 may align the first measurement coordinate system used in the measurement using the measurement light ML with the second measurement coordinate system used in the measurement by the measurement unit 2. For example, the control unit 3 may control the processing unit 1 to measure the calibration plate placed on the stage 15 with the measurement light ML, control the measurement unit 2 to measure the calibration plate placed on the stage 15, and align the first measurement coordinate system with the second measurement coordinate system based on the measurement results of the calibration plate using the measurement light ML and the measurement results of the calibration plate using the measurement unit 2.
- the processing head 13 may further include a head housing 137 and a head housing 138.
- the emission optical system 130 may be housed in the head housing 137 of the processing head 13.
- the irradiation optical system 135 may be housed in a head housing 138 different from the head housing 137.
- the processing head 13 may include a head housing that houses both the emission optical system 130 and the irradiation optical system 135. At least one of the head housings 137 and 138 may be referred to as a lens barrel.
- the head housing 138 may be attachable to the head housing 137.
- the head housing 138 attached to the head housing 137 may be detachable from the head housing 137.
- the head housing 138 may be fixed to the head housing 137.
- the hood 136 may be attachable to the head housing 138.
- the hood 136 attached to the head housing 138 may be detachable from the head housing 138.
- the hood 136 may be fixed to the head housing 138.
- the machining unit 1 may replace the head housing 138 attached to the head housing 137. That is, the head housing 138 attached to the head housing 137 may be replaceable. In this case, the machining unit 1 may be provided with a housing replacement device capable of replacing the head housing 138 attached to the head housing 137.
- An automatic tool changer (ATC: Auto Tool Changer) used in machine tools may be used as the housing replacement device.
- the housing replacement device may replace the head housing 138 attached to the head housing 137 from a first head housing 138 housing a first irradiation optical system 135 to a second head housing 138 housing a second irradiation optical system 135 different from the first irradiation optical system 135.
- the control unit 3 may control at least one of the machining unit 1 and the housing replacement device to replace the selected irradiation optical system 135 with another irradiation optical system 135 attached to the machining head 13.
- the processing unit 1 may replace the hood 136 attached to the head housing 138. That is, the hood 136 attached to the head housing 138 may be replaceable.
- the processing unit 1 may be equipped with a hood replacement device capable of replacing the hood 136 attached to the head housing 138.
- An automatic tool changer (ATC: Auto Tool Changer) used in a machine tool may be used as the hood replacement device.
- the above-mentioned housing replacement device may be used as the hood replacement device.
- the hood replacement device may be used as the above-mentioned housing replacement device.
- the hood replacement device may replace the hood 136 attached to the head housing 138 from the first hood 136 to a second hood 136 different from the first hood 136.
- the control unit 3 may control at least one of the processing unit 1 and the hood replacement device so as to replace the selected hood 136 with another hood 136 attached to the processing head 13.
- the head housing 137 may be formed with an exit port 137AP through which the processing light EL and measurement light ML1 emitted from the emission optical system 130 can pass. Furthermore, the head housing 138 may be formed with an entrance port 138AP1 through which the processing light EL and measurement light ML1 emitted from the emission optical system 130 can pass. The head housing 138 may be attached to the head housing 137 so that the exit port 137AP and the entrance port 138AP1 are connected. As a result, the processing light EL and measurement light ML1 emitted from the emission optical system 130 are incident on the irradiation optical system 135 housed in the head housing 138 via the exit port 137AP and the entrance port 138AP1.
- At least a part of the internal space 136SP surrounded by the hood 136 may be used as a space through which the processing light EL and the measurement light ML1 can pass.
- the head housing 138 may be formed with an exit port 138AP2 through which the processing light EL and the measurement light ML1 emitted from the irradiation optical system 135 can pass.
- the hood 136 may be formed with an entrance port 136AP1 through which the processing light EL and the measurement light ML1 emitted from the irradiation optical system 135 can pass to enter the internal space 136SP.
- the hood 136 may be attached to the head housing 138 so that the exit port 138AP2 and the entrance port 136AP1 are connected. As a result, the processing light EL and the measurement light ML1 emitted from the irradiation optical system 135 enter the internal space 136SP of the hood 136 through the exit port 138AP2 and the entrance port 136AP1.
- the hood 136 may be formed with an outlet 136AP2 through which the processing light EL and measurement light ML1 incident on the internal space 136SP of the hood 136 can pass.
- the processing light EL and measurement light ML1 incident on the internal space 136SP of the hood 136 may pass through the internal space 136SP and be emitted to the outside of the hood 136 via the outlet 136AP2.
- the hood 136 may emit the processing light EL and measurement light ML1 via the outlet 136AP2.
- the processing light EL and measurement light ML1 emitted from the hood 136 may be irradiated onto the workpiece W.
- the machining system SYS may perform a machining operation for machining the workpiece W. Specifically, as described above, the machining system SYS may perform a removal process for removing a part of the workpiece W by irradiating the workpiece W with the processing light EL. For this reason, first, an overview of the removal process using the processing light EL will be described with reference to Fig. 5(a) to Fig. 5(c). Each of Fig. 5(a) to Fig. 5(c) is a cross-sectional view showing the state of the removal process performed on the workpiece W.
- the processing system SYS irradiates the processing light EL to a target irradiation area PA set (or formed) on the surface of the workpiece W.
- the processing light EL is irradiated to the target irradiation area PA
- the energy of the processing light EL is transmitted to an energy transmission portion including a portion of the workpiece W that overlaps with the target irradiation area PA and a portion of the workpiece W that is close to the target irradiation area PA.
- the processing system SYS may process the workpiece W using the principle of non-thermal processing (e.g., ablation processing).
- the processing system SYS may perform non-thermal processing (e.g., ablation processing) on the workpiece W.
- non-thermal processing e.g., ablation processing
- the material that constitutes the energy transmission portion of the workpiece W evaporates and disperses instantly. That is, the material that constitutes the energy transmission portion of the workpiece W evaporates and disperses within a time that is sufficiently shorter than the thermal diffusion time of the workpiece W.
- the material constituting the energy transmission portion of the workpiece W may be released from the workpiece W as at least one of ions, atoms, radicals, molecules, clusters, and solid pieces.
- the processing light EL may include pulsed light having an emission time of picoseconds or less or femtoseconds or less.
- the processing light EL may include pulsed light having a pulse width of picoseconds or less or femtoseconds or less.
- pulsed light having an emission time of picoseconds or less or femtoseconds or less is used as the processing light EL, the material constituting the energy transmission portion of the workpiece W may sublimate without passing through a molten state.
- the target irradiation area PA and a portion of the workpiece W adjacent to the target irradiation area PA are removed. That is, as shown in FIG. 5(b), a recess (in other words, a groove) having a depth equivalent to the unit processing amount ⁇ z caused by the processing light EL is formed on the surface of the workpiece W.
- the processing system SYS is able to process the workpiece W while minimizing the effect on the workpiece W of heat caused by the energy of the processing light EL.
- the unit processing amount ⁇ z may be the depth to which the workpiece W is removed when the processing light EL is irradiated onto the workpiece W by a unit number of pulses.
- the unit pulse number may be 1 or a number greater than 1.
- the unit processing amount ⁇ z may be the amount to which the workpiece W is processed (the depth to which it is removed) when the processing light EL of a unit energy is irradiated onto the workpiece W for a unit time.
- the processing system SYS may perform removal processing of the workpiece W using the so-called thermal processing principle in addition to or instead of the principle of non-thermal processing.
- the processing light EL may include pulsed light or continuous light with an emission time of milliseconds or more or nanoseconds or more.
- the processing light EL may include pulsed light or continuous light with a pulse width of milliseconds or more or nanoseconds or more.
- the melted material is dispersed in the form of droplets.
- the melted material is evaporated by the heat caused by the energy of the processing light EL.
- the target irradiation area PA and the part of the workpiece W adjacent to the target irradiation area PA are removed.
- a recess in other words, a groove
- a depth corresponding to the unit processing amount ⁇ z caused by the processing light EL is formed on the surface of the workpiece W.
- the processing system SYS uses the above-mentioned galvanometer mirror 1212 to move the target irradiation area PA on the surface of the workpiece W along the processing path indicated by the processing path information. That is, the processing system SYS scans the surface of the workpiece W with the processing light EL. Furthermore, if necessary, the processing system SYS may move the target irradiation area PA on the surface of the workpiece W along the processing path indicated by the processing path information by moving the processing head 13 using the above-mentioned head drive system 141 and/or moving the stage 15 using the above-mentioned stage drive system 161. As a result, as shown in FIG.
- the surface of the workpiece W is at least partially removed along the scanning trajectory of the processing light EL (i.e., the movement trajectory of the target irradiation area PA). Therefore, the processing system SYS can appropriately remove the portion of the workpiece W that is to be removed by scanning the processing light EL on the surface of the workpiece W along the desired scanning trajectory corresponding to the area to be removed. The processing system SYS can appropriately remove the portion of the workpiece W that is to be removed by causing the processing light EL to scan the surface of the workpiece W along a desired scanning trajectory (i.e., the processing path indicated by the processing path information) that corresponds to the area to be removed.
- a desired scanning trajectory i.e., the processing path indicated by the processing path information
- the processing system SYS can remove the removal layer SL, which has a thickness equivalent to the unit processing amount ⁇ z and is the portion to be removed, from the workpiece W by causing the processing light EL to scan the surface of the workpiece W along a desired scanning trajectory that corresponds to the area to be removed.
- the machining system SYS may process the workpiece W so that it has a desired shape by repeating the operation of removing a removal layer SL having a thickness equivalent to the unit processing amount ⁇ z, as necessary. In other words, the machining system SYS may process the workpiece W so that it has a desired shape by removing a plurality of removal layers SL. Specifically, as shown in FIG. 5(d), the machining system SYS processes the workpiece W under the control of the control unit 3 so as to remove the target processing portion TP of the workpiece W that should be removed by the removal processing. On the other hand, the machining system SYS processes the workpiece W under the control of the control unit 3 so as not to remove the non-target processing portion NP of the workpiece W that should not be removed by the removal processing.
- the target machining portion TP is removed from the workpiece W, and a non-target machining portion NP of the workpiece W remains.
- the machining system SYS may machine the workpiece W under the control of the control unit 3 so that the shape (e.g., three-dimensional shape) of the remaining non-target machining portion NP becomes the target shape.
- the machining system SYS may perform an abnormality judgment operation.
- the abnormality judgment operation may include an operation of judging whether or not an abnormality occurs during at least a part of the machining period.
- the abnormality judgment operation may include an operation of judging whether or not an abnormality occurs in the machining system SYS during at least a part of the machining period.
- the abnormality judgment operation may include an operation of judging whether or not an abnormality occurs in the machining system SYS during at least a part of the machining period.
- the abnormality judgment operation may include an operation of judging whether or not an abnormality occurs in the machining unit 1 during at least a part of the machining period.
- the abnormality judgment operation may include an operation of judging whether or not an abnormality occurs in the machining unit 1 during at least a part of the machining period.
- the machining period may mean the period during which the machining system SYS (particularly, the machining unit 1) machines the workpiece W.
- the machining period may mean the period during which the above-mentioned machining operation is performed.
- the machining period may mean the period from when the above-mentioned machining operation is started to when the above-mentioned machining operation is finished.
- the machining period may mean the period from when the machining system SYS starts machining the workpiece W to when the machining system SYS finishes machining the workpiece W.
- the machining period may include at least a portion of the period during which the machining system SYS places the workpiece W to be processed on the stage 15.
- the machining period may include at least a portion of the period from when the machining system SYS starts transporting the workpiece W to place the workpiece W to be processed on the stage 15 and/or starts moving the stage 15 to when the machining system SYS actually starts irradiating the workpiece W placed on the stage 15 with the machining light EL to actually process the workpiece W.
- the machining period may include at least a portion of the period during which a pre-measurement of the workpiece W is performed. If the workpiece W is aligned (e.g., after it is placed on the stage 15), the processing period may include at least a portion of the period during which the workpiece W is aligned (e.g., aligned).
- the period during which the workpiece W is machined, the period during which the workpiece W is placed on the stage 15, the period during which the pre-measurement of the workpiece W is performed, and the period during which the workpiece W is aligned may each be considered equivalent to the period during which at least one of the stage 15 on which the workpiece W is placed and the machining head 13 that machines the workpiece W moves. Therefore, the abnormality determination operation may be considered to include an operation of determining whether or not an abnormality occurs in the machining system SYS during at least a portion of the period during which at least one of the machining head 13 and the stage 15 moves.
- the abnormality determination operation may be considered to include an operation of determining whether or not an abnormality occurs in the machining system SYS during at least a portion of the period during which interference between an interfering object and the object to be measured M may occur.
- the machining system SYS may perform the abnormality determination operation after starting machining of the workpiece W.
- the machining system SYS may perform the abnormality determination operation after starting the machining operation.
- the machining system SYS may perform the abnormality determination operation in parallel with the machining operation.
- the machining system SYS can perform the abnormality determination operation and the machining operation at the same timing. Therefore, the machining system SYS can use at least a part of the machining period as a period for performing the abnormality determination operation. Therefore, the machining system SYS can shorten the time required to complete the abnormality determination operation and the machining operation compared to when the abnormality determination operation and the machining operation are performed at different timings.
- the machining system SYS may perform an abnormality determination operation before starting machining of the workpiece W. That is, the machining system SYS may perform an abnormality determination operation before starting a machining operation. The machining system SYS may perform an abnormality determination operation first, and start the machining operation after completing the abnormality determination operation. In this case, the machining system SYS can determine in advance whether or not an abnormality will occur due to the machining operation before actually starting the machining operation. Therefore, the machining system SYS (or an operator of the machining system SYS) can deal with an abnormality that occurs due to the machining operation before actually starting the machining operation. As a result, the possibility of an abnormality actually occurring after the machining operation is started is reduced.
- the operation of determining whether an abnormality will occur in the processing system SYS may include an operation of determining whether an abnormality is likely to occur in the processing system SYS in the future.
- the operation of determining whether an abnormality will occur in the processing system SYS may include an operation of determining whether an abnormality is likely to occur in the processing system SYS in the future before an abnormality actually occurs in the processing system SYS.
- the processing system SYS can determine in advance whether an abnormality is likely to occur before an abnormality actually occurs. Therefore, the processing system SYS (or an operator of the processing system SYS) can deal with an abnormality that may occur in the future before the abnormality actually occurs. As a result, the possibility of an abnormality actually occurring after the processing operation is started is reduced.
- the operation of determining whether an abnormality is likely to occur in the processing system SYS in the future may be referred to as an operation of predicting whether an abnormality is likely to occur in the processing system SYS in the future.
- the operation of determining whether an abnormality will occur in the machining system SYS may include an operation of determining whether an abnormality has already occurred in the machining system SYS.
- the operation of determining whether an abnormality will occur in the machining system SYS may include an operation of detecting an abnormality that has actually occurred in the machining system SYS.
- the machining system SYS (or an operator of the machining system SYS) can deal with the abnormality that has actually occurred. As a result, the possibility that the machining operation will be adversely affected due to the abnormality that has occurred is reduced.
- the processing system SYS may determine whether or not an abnormality occurs in the processing system SYS based on the measurement results of the three-dimensional shape of the measured object M by the measurement unit 2.
- the processing system SYS may typically determine whether or not an abnormality related to the measured object M occurs in the processing system SYS based on the measurement results of the three-dimensional shape of the measured object M by the measurement unit 2.
- a first example of an abnormality related to the measured object M is interference between the measured object M and an interfering object that may interfere with the measured object M.
- the measured object M may include at least one of the stage 15, the housing 5, the jig 152, and the workpiece W.
- the interference between the interfering object and the measured object M may include interference between the interfering object and at least one of the stage 15, the jig 152, and the workpiece W.
- an interfering object is the machining head 13.
- the interference between the interfering object and the measured object M may include interference between the machining head 13 and at least one of the stage 15, the jig 152, and the workpiece W, as shown in FIG. 6A.
- the interference between the interfering object and the measured object M may include interference between at least one of the stage 15, the jig 152, and the workpiece W, and at least one of the head housings 137 and 138, as shown in FIG. 6.
- the machining head 13 is equipped with an accessory exposed to the outside of the machining head 13, there is a possibility that interference between the accessory and at least one of the stage 15, the jig 152, and the workpiece W.
- An example of an accessory is at least one of the hood 136, the head housing 138, the head housing 137, and the measurement unit 2.
- the interference between the interfering object and the measured object M may include interference between at least one of the stage 15, the jig 152, and the workpiece W and the accessories, as shown in FIG. 6B.
- Another example of the interfering object is the housing 5 in which at least one of the stage 15, the jig 152, and the workpiece W is housed.
- the interference between the interfering object and the measured object M may include interference between at least one of the stage 15, the jig 152, and the workpiece W and the housing 5.
- Another example of the interfering object is the measurement unit 2.
- the interference between the interfering object and the measured object M may include interference between at least one of the stage 15, the jig 152, and the workpiece W and the measurement unit 2.
- the measured object M may include an object that may interfere with the processing head 13. In other words, an object that may interfere with the processing head 13 may be used as the measured object M in this embodiment.
- the measured object M may include an object that may interfere with the interfering object. In other words, an object that may interfere with the interfering object may be used as the measured object M in this embodiment.
- the state in which interference occurs between the processing head 13 (i.e., interfering object, the same below) and the measured object M may include a state in which the processing head 13 and the measured object M are in contact (in other words, colliding).
- the state in which interference occurs between the processing head 13 and the measured object M may also include a state in which the processing head 13 and the measured object M are not in contact, but the distance D between the processing head 13 and the measured object M is less than the allowable lower limit distance DTH.
- a second example of an abnormality related to the measured object M is an abnormality in which a foreign object is contained in the measured object M measured by the measurement unit 2.
- the measured object M may include at least one of the stage 15, the jig 152, and the workpiece W.
- the foreign object may include an object different from the stage 15, the jig 152, and the workpiece W.
- an abnormality in which a foreign object is contained in the measured object M may include an abnormality in which a foreign object different from the stage 15, the jig 152, and the workpiece W is present around at least one of the stage 15, the jig 152, and the workpiece W.
- the stage 15, the jig 152, and the workpiece W which are examples of the measured object M, are objects necessary for machining the workpiece W.
- the foreign matter contained in the measured object M may include an object other than the object necessary for machining the workpiece W.
- the foreign matter contained in the measured object M may include an object unnecessary for machining the workpiece W.
- the measurement unit 2 typically measures the three-dimensional shape of at least one of the stage 15, the jig 152, and the workpiece W, which are objects necessary for machining the workpiece W, as the three-dimensional shape of the measured object M, as well as the three-dimensional shape of the foreign matter, which is an object unnecessary for machining the workpiece W.
- the processing system SYS can determine whether or not an abnormality has occurred in that the measured object M includes a foreign matter, based on the measurement result of the three-dimensional shape of the measured object M including the foreign matter.
- the processing system SYS can detect a foreign matter present around at least one of the stage 15, the jig 152, and the workpiece W, based on the measurement result of the three-dimensional shape of the measured object M including the foreign matter.
- a first example of an object unnecessary for machining the workpiece W is an object left behind on the stage 15.
- An example of an object left behind on the stage 15 is a tool used in preparation for the machining system SYS. If the workpiece W should be held using the first jig 152 but is mistakenly held using a second jig 152 different from the first jig 152, a second example of an object unnecessary for machining the workpiece W is the second jig 152 that is mistakenly holding the workpiece W.
- the abnormality judgment operation may be referred to as an interference judgment operation that judges whether interference occurs between the processing head 13 and the measured object M.
- the abnormality judgment operation may be referred to as an interference judgment operation that judges whether interference occurs between the processing head 13 and the measured object M.
- the abnormality judgment operation may be referred to as a foreign object judgment operation that judges whether a foreign object is contained in the measured object M.
- the abnormality judgment operation may be referred to as a foreign object judgment operation that detects a foreign object.
- the interference judgment operation and the foreign object judgment operation will be described in order as examples of the abnormality judgment operation.
- the machining system SYS may perform at least one of a first interference detection operation, a second interference detection operation, a third interference detection operation, and a fourth interference detection operation as the interference detection operation. Therefore, in the following description, the first to fourth interference detection operations will be described in order.
- the first interference judgment operation is an operation that judges, during at least a portion of the machining period, whether or not interference between the machining head 13 and the object to be measured M will occur during at least a portion of the machining period.
- the first interference judgment operation is an operation that judges, after starting machining of the workpiece W, whether or not interference between the machining head 13 and the object to be measured M will occur during at least a portion of the machining period.
- FIG. 7 is a flowchart showing the flow of the first interference judgment operation.
- the control unit 3 generates a measurement model MM (step S110).
- the measurement model MM is a three-dimensional model that shows the three-dimensional shape of the measured object M.
- the measurement model MM is a three-dimensional model that shows the three-dimensional shape of the surface of the measured object M.
- the measurement model MM may be a three-dimensional model that shows the entire three-dimensional shape of the measured object M.
- the measurement model MM may be a three-dimensional model that shows the entire three-dimensional shape of the surface of the measured object M.
- the measurement model MM may be a three-dimensional model that shows the three-dimensional shape of a part of the measured object M.
- the measurement model MM may be a three-dimensional model that shows the three-dimensional shape of a part of the surface of the measured object M. Note that when the measured object M is a workpiece W, the measurement model MM may be referred to as a workpiece model.
- the control unit 3 acquires measurement information indicating the measurement result of the three-dimensional shape of the measured object M by the measurement unit 2 from the measurement unit 2. That is, the control unit 3 acquires the measurement result (measurement information) including information on the three-dimensional shape of the measured object M measured by the measurement unit 2 from the measurement unit 2. For this reason, after the first interference determination operation is started, the measurement unit 2 measures the three-dimensional shape of the measured object M. The measurement result at this time may include point cloud data of the measured object M. Then, the control unit 3 generates the measurement model MM based on the measurement information. For example, the control unit 3 may generate a three-dimensional model having the three-dimensional shape indicated by the measurement information as the measurement model MM.
- the measurement model MM is generated based on the measurement information indicating the measurement result of the actual three-dimensional shape of the measured object M in this way, the measurement model MM may be considered to be equivalent to a three-dimensional model indicating the actual three-dimensional shape of the measured object M.
- the measurement model MM may include a model portion MM1 that shows at least a part of the three-dimensional shape of the workpiece W as shown in FIG. 8.
- the measurement model MM may include a model portion MM2 that shows at least a part of the three-dimensional shape of the stage 15 as shown in FIG. 8.
- the measurement model MM may include a model portion MM3 that shows at least a part of the three-dimensional shape of the jig 152 as shown in FIG. 8.
- the measurement model MM may include a model portion that shows at least a part of the three-dimensional shape of the foreign object, although not shown.
- the control unit 3 may generate any type of three-dimensional model showing the three-dimensional shape of the measured object M as the measurement model MM.
- the control unit 3 may obtain a point cloud model showing the three-dimensional shape of the measured object M using a point cloud including a plurality of points as the measurement model MM.
- the control unit 3 may generate a surface model, polygon model, or mesh model showing the three-dimensional shape of the measured object M using a plurality of surfaces as the measurement model MM.
- the control unit 3 may generate a solid model having information on the interior of the measured object M in addition to information on the three-dimensional shape of the surface of the measured object M as the measurement model MM.
- the control unit 3 may generate a wireframe model showing the three-dimensional shape of the measured object M using a plurality of lines as the measurement model MM.
- the control unit 3 acquires an interference model (step S111).
- the interference model is a three-dimensional model that indicates the three-dimensional shape of an interfering object that may interfere with the measurement object M.
- the interference model is a three-dimensional model that indicates the three-dimensional shape of the surface of the interfering object.
- the processing head 13 is used as the interfering object.
- the control unit 3 acquires the head model HM, which is a three-dimensional model showing the three-dimensional shape of the processing head 13, in step S111.
- the head model HM is a three-dimensional model showing the three-dimensional shape of the surface of the processing head 13.
- the head model HM may be a three-dimensional model showing the entire three-dimensional shape of the processing head 13.
- the head model HM may be a three-dimensional model showing the entire three-dimensional shape of the surface of the processing head 13.
- the head model HM may be a three-dimensional model showing the three-dimensional shape of a part of the processing head 13.
- the head model HM may be a three-dimensional model showing the three-dimensional shape of a part of the surface of the processing head 13.
- the head model HM may also be a three-dimensional model including a model showing the shape of the inside of the processing head 13.
- the head model HM may also be a three-dimensional model showing the three-dimensional shape of only the surface of the processing head 13.
- the head model HM may also be referred to as a processing head model.
- the stage 15 may be an interfering object.
- the control unit 3 may obtain an interference model, which is a three-dimensional model that indicates the three-dimensional shape of the stage 15, in step S111.
- the control unit 3 may acquire a three-dimensional model showing the designed or ideal three-dimensional shape of the machining head 13 as the head model HM.
- An example of a three-dimensional model showing the designed or ideal three-dimensional shape of the machining head 13 is a CAD (Computer Aided Design) model of the machining head 13.
- the control unit 3 may acquire the head model HM by acquiring a CAD file showing the CAD model.
- An example of a CAD file showing the CAD model is at least one of a file with an extension DWF, a file with an extension DXF, a file with an extension DWG, and a file with an extension STP.
- the control unit 3 may obtain the head model HM by obtaining at least one of an STL (Standard Triangulated Language) file, an IGES (Initial Graphics Exchange Specification) file, and a Parasolid file.
- STL Standard Triangulated Language
- IGES Initial Graphics Exchange Specification
- the CAD file (or a file indicating the head model HM, the same applies below) may be recorded in a storage device 32 (i.e., a recording medium) provided in the control unit 3.
- the control unit 3 may acquire the head model HM by reading the CAD file from the storage device 32.
- the CAD file may be recorded in any storage medium (e.g., a hard disk or semiconductor memory) that is built into the control unit 3 or that can be externally attached to the control unit 3.
- the control unit 3 may acquire the head model HM by reading the CAD file from any recording medium.
- the CAD file may be recorded in a device external to the control unit 3.
- the control unit 3 may acquire the head model HM by downloading the CAD file from a device external to the control unit 3 via a network interface.
- the control unit 3 may obtain the head model HM by generating the head model HM based on measurement information indicating the measurement result of the three-dimensional shape of the processing head 13 by the measurement unit 2.
- the measurement unit 2 may measure the three-dimensional shape of the processing head 13 in addition to the three-dimensional shape of the measured object M.
- the control unit 3 may obtain measurement information indicating the measurement result of the three-dimensional shape of the processing head 13 by the measurement unit 2 from the measurement unit 2.
- the control unit 3 may obtain a measurement result (measurement information) including information on the three-dimensional shape of the processing head 13 measured by the measurement unit 2 from the measurement unit 2. Thereafter, the control unit 3 may generate the head model HM based on the measurement information.
- control unit 3 may generate a three-dimensional model having the three-dimensional shape indicated by the measurement information as the head model HM.
- the head model HM may be considered to be equivalent to a three-dimensional model indicating the actual three-dimensional shape of the processing head 13.
- the head model HM may include a model portion HM1 that shows the three-dimensional shape of at least a portion of the head housing 137 as shown in FIG. 9. If the processing head 13 includes the head housing 138 as described above, the head model HM may include a model portion HM2 that shows the three-dimensional shape of at least a portion of the head housing 138 as shown in FIG. 9. If the processing head 13 includes the hood 136 as described above, the head model HM may include a model portion HM3 that shows the three-dimensional shape of at least a portion of the hood 136 as shown in FIG. 9.
- the control unit 3 may acquire any type of three-dimensional model showing the three-dimensional shape of the machining head 13 as the head model HM.
- the control unit 3 may acquire a point cloud model showing the three-dimensional shape of the machining head 13 using a point cloud including a plurality of points as the head model HM.
- the control unit 3 may acquire a surface model, polygon model, or mesh model showing the three-dimensional shape of the machining head 13 using a plurality of surfaces as the head model HM.
- the control unit 3 may acquire a solid model having information on the interior of the machining head 13 in addition to information on the three-dimensional shape of the surface of the machining head 13 as the head model HM.
- the control unit 3 may acquire a wireframe model showing the three-dimensional shape of the machining head 13 using a plurality of lines as the head model HM.
- the control unit 3 may obtain one head model HM corresponding to one head housing 138 actually attached to the head housing 137.
- the control unit 3 may obtain one head model HM corresponding to one head housing 138 actually attached to the head housing 137 from among a plurality of head models HM each corresponding to a plurality of different head housings 138 that can be attached to the head housing 137.
- the head housing 138 may output information capable of identifying the type of the head housing 138 to the control unit 3 via a signal contact formed on the head housing 138.
- the head housing 138 may output information capable of identifying the type of the head housing 138 to the control unit 3 via an output signal line formed by a first signal contact formed on the head housing 138 and a second signal contact formed on the head housing 137 and in electrical contact with the first signal contact.
- the control unit 3 may identify the type of one head housing 138 actually attached to the head housing 137 based on the information output from the head housing 138, and obtain one head model HM corresponding to the identified one head housing 138.
- the control unit 3 may obtain a head model HM corresponding to the first head housing 138 and a head model HM corresponding to the second head housing 138.
- the machining unit 1 may be equipped with a camera capable of capturing an image of the machining head 13.
- the control unit 3 may identify the type of one head housing 138 actually attached to the head housing 137 based on the image of the machining head 13 generated by the camera, and obtain one head model HM corresponding to the identified one head housing 138.
- the camera capable of capturing an image of the machining head 13 may be a stereo camera.
- the control unit 3 may obtain one head model HM corresponding to one hood 136 actually attached to the head housing 138.
- the control unit 3 may obtain one head model HM corresponding to one hood 136 actually attached to the head housing 138 from among a plurality of head models HM each corresponding to a plurality of different hoods 136 that can be attached to the head housing 138.
- the hood 136 may output information capable of identifying the type of the hood 136 to the control unit 3 via a signal contact formed on the hood 136.
- the hood 136 may output information capable of identifying the type of the hood 136 to the control unit 3 via an output signal line formed by a third signal contact formed on the hood 136, a fourth signal contact formed on the head housing 138 and in electrical contact with the third signal contact, a fifth signal contact formed on the head housing 138 and in electrical contact with the fourth signal contact, and a sixth signal contact formed on the head housing 137 and in electrical contact with the fifth signal contact.
- the control unit 3 may identify the type of one hood 136 actually attached to the head housing 138 based on the information output from the hood 136, and obtain one head model HM corresponding to the identified one hood 136.
- control unit 3 may identify the type of hood 136 actually attached to the head housing 138 based on the image of the processing head 13 generated by the camera, and obtain a head model HM corresponding to the identified hood 136.
- control unit 3 may acquire processing control information in addition to or instead of acquiring the head model HM.
- control unit 3 may acquire processing path information as at least a part of the processing control information in addition to or instead of acquiring the head model HM.
- control unit 3 places the measurement model MM generated in step S110 and the head model HM acquired in step S111 in a simulation space, which is a virtual three-dimensional space (step S112).
- a simulation space which is a virtual three-dimensional space (step S112).
- An example of the measurement model MM and head model HM placed in the simulation space is shown in FIG. 10.
- the control unit 3 places the measurement model MM and the head model HM in the simulation space so that the relative positional relationship between the measurement model MM and the head model HM in the simulation space is the same as the relative positional relationship between the measured object M and the processing head 13 in the real space.
- the control unit 3 aligns the measurement model MM and the head model HM in the simulation space so that the relative positional relationship between the measurement model MM and the head model HM in the simulation space is the same as the relative positional relationship between the measured object M and the processing head 13 in the real space.
- the state in which "the relative positional relationship between the measurement model MM and the head model HM in the simulation space is the same as the relative positional relationship between the measured object M and the processing head 13 in the real space" may include a state in which the relative positional relationship between the measurement model MM and the head model HM in the simulation space is completely the same as the relative positional relationship between the measured object M and the processing head 13 in the real space.
- the state in which "the relative positional relationship between the measurement model MM and the head model HM in the simulation space is the same as the relative positional relationship between the measured object M and the processing head 13 in the real space" may include a state in which the relative positional relationship between the measurement model MM and the head model HM in the simulation space is not completely the same as the relative positional relationship between the measured object M and the processing head 13 in the real space, but the deviation amount of the relative positional relationship between the measurement model MM and the head model HM in the simulation space from the relative positional relationship between the measured object M and the processing head 13 in the real space is equal to or less than the allowable upper limit value.
- the control unit 3 may acquire head position information indicating the position of the processing head 13 from the head position measurement device 142, and may acquire stage position information indicating the position of the stage 15 from the stage position measurement device 162. The control unit 3 may then identify the position of the processing head 13 in real space based on the head position information. Furthermore, the control unit 3 may identify the position of the stage 15 in real space based on the stage position information.
- the workpiece W which is an example of the object to be measured M
- the jig 152 which is an example of the object to be measured M
- the jig 152 which is an example of the object to be measured M
- the stage 15 which is an example of the object to be measured M
- the control unit 3 can identify the position of the stage 15 in real space based on the stage position information, and identify the respective positions of the jig 152 and the workpiece W in real space based on the position of the stage 15 in real space.
- control unit 3 can identify the position of the measured object M in real space based on the stage position information that substantially indicates the position of the measured object M. As a result, the control unit 3 can identify the relative positional relationship between the processing head 13 and the measured object M before the processing unit 1 starts processing the workpiece W. Thereafter, the control unit 3 may place the measurement model MM and the head model HM in the simulation space so that the relative positional relationship between the measurement model MM and the head model HM in the simulation space is the same as the relative positional relationship identified based on the head position information and the stage position information.
- control unit 3 may specify the position of the measured object M in real space based on the measurement result of the measured object M by the measurement unit 2. For example, the control unit 3 may specify the position of the measured object M in real space based on the measurement result of the measured object M by the measurement unit 2 in step S110. Alternatively, the control unit 3 may calibrate the measurement unit 2 before the measurement unit 2 measures the measured object M in step S110, and specify the position of the measured object M in real space based on the information obtained in the calibration. In addition, the calibration of the measurement unit 2 may mean an initial operation for improving the measurement accuracy of the measurement unit 2.
- control unit 3 may control the measurement unit 2 to measure a calibration plate placed on the stage 15, calibrate the measurement unit 2 based on the measurement result of the calibration plate, specify the position of the stage 15 in real space based on the measurement result of the stage 15 measured together with the calibration plate in the calibration, and specify the position of the measured object M in real space based on the position of the stage 15 in real space.
- control unit 3 may determine the position of the workpiece W in real space based on the measurement results of the workpiece W measured together with the calibration plate during calibration, and may determine the relative positional relationship between the stage 15 and the workpiece W in real space (i.e., the relative positional relationship between multiple different measurement objects M) based on the position of the workpiece W in real space.
- control unit 3 controls the processing unit 1 to start processing the workpiece W (step S113).
- processing unit 1 starts processing the workpiece W (step S113).
- the control unit 3 acquires from the head position measuring device 142 head position information indicating the position of the machining head 13 detected by the head position measuring device 142 during at least a portion of the machining period (step S114).
- the head position measuring device 142 acquires from the head position measuring device 142 head position information regarding the movement of the machining head 13 detected by the head position measuring device 142 during at least a portion of the machining period.
- the control unit 3 acquires from the stage position measuring device 162 stage position information indicating the position of the stage 15 detected by the stage position measuring device 162 during at least a portion of the processing period (step S114).
- the stage drive system 161 moves the stage 15.
- the control unit 3 acquires from the stage position measuring device 162 stage position information regarding the movement of the stage 15 detected by the stage position measuring device 162 during at least a portion of the processing period.
- control unit 3 determines whether or not interference occurs between the processing head 13 and the object to be measured M during at least a portion of the processing period based on the measurement model MM and head model HM arranged in the simulation space, and the head position information and stage position information acquired in step S114 (steps S115 to S116).
- control unit 3 first moves at least one of the measurement model MM and the head model HM in the simulation space based on the head position information and stage position information acquired in step S114 (step S115).
- the control unit 3 determines the position of the processing head 13 in real space based on the head position information acquired in step S114. Furthermore, the control unit 3 determines the position of the measured object M in real space based on the stage position information acquired in step S114. Note that the operation of determining the position of the measured object M in real space based on the stage position information in step S115 may be the same as the operation of determining the position of the measured object M in real space based on the stage position information in step S112. As a result, the control unit 3 can determine the relative positional relationship between the processing head 13 and the measured object M during at least a portion of the processing period.
- the control unit 3 may identify the position of the machining head 13 in real space based on the measurement results of the machining head 13 by the measurement unit 2 in addition to or instead of the head position information output from the head position measuring device 142.
- the control unit 3 may identify the position of the stage 15 in real space based on the measurement results of the stage 15 by the measurement unit 2 in addition to or instead of the stage position information output from the stage position measuring device 162.
- control unit 3 moves at least one of the measurement model MM and the head model HM in the simulation space so that the relative positional relationship between the measurement model MM and the head model HM in the simulation space becomes the same as the relative positional relationship determined based on the head position information and stage position information acquired in step S114.
- the control unit 3 may move the head model HM in the simulation space in the same manner as the movement of the machining head 13 in real space. That is, the control unit 3 may move the head model HM in the simulation space in accordance with the movement of the machining head 13 in real space. In other words, the control unit 3 may move the head model HM in the simulation space so that the head model HM follows the machining head 13 moving in real space in the simulation space. As a result, even when the machining head 13 moves in real space, the relative positional relationship between the measurement model MM and the head model HM in the simulation space will be the same as the relative positional relationship between the measured object M and the machining head 13 in real space.
- the control unit 3 may move the measurement model MM in the simulation space in the same manner as the movement of the measured object M in the real space. That is, the control unit 3 may move the measurement model MM in the simulation space in accordance with the movement of the measured object M in the real space. In other words, the control unit 3 may move the measurement model MM in the simulation space so that the measurement model MM follows the measured object M moving in the real space in the simulation space. As a result, even if the measured object M moves in the real space, the relative positional relationship between the measurement model MM and the head model HM in the simulation space will be the same as the relative positional relationship between the measured object M and the processing head 13 in the real space.
- the control unit 3 may not move the head model HM in accordance with the movement of the processing head 13 during the period. In this case, the control unit 3 may determine whether interference between the processing head 13 and the measured object M occurs during the period without using head position information.
- the control unit 3 may not move the measurement model MM in accordance with the movement of the stage 15 (i.e., the movement of the measured object M) during the period. In this case, the control unit 3 may determine whether interference between the processing head 13 and the measured object M occurs during the period without using stage position information. In other words, the control unit 3 may determine whether interference between the processing head 13 and the measured object M occurs during at least a part of the processing period based on the measurement model MM, the head model HM, and at least one of the head position information and the stage position information.
- the control unit 3 may control the output unit 4 to display the head model HM and the measurement model MM.
- the control unit 3 may generate display data for displaying the head model HM and the measurement model MM, and output the generated display data to the output unit 4.
- the output unit 4 may display the head model HM and the measurement model MM based on the display data input from the control unit 3 to the output unit 4.
- control unit 3 may control the output unit 4 to display the movement of the moving head model HM in step S115. Specifically, the control unit 3 may control the output unit 4 to display the movement of the head model HM by displaying the moving head model HM. Furthermore, the control unit 3 may control the output unit 4 to display the movement of the moving measurement model MM in step S115. Specifically, the control unit 3 may control the output unit 4 to display the movement of the measurement model MM by displaying the moving measurement model MM.
- the control unit 3 determines whether interference between the machining head 13 and the measured object M occurs during at least a part of the machining period based on the relative positional relationship between the measurement model MM and the head model HM in the simulation space (step S116). That is, the control unit 3 determines whether interference between the machining head 13 and the measured object M occurs based on the relative positional relationship between the measurement model MM and the head model HM in the simulation space (step 116).
- the control unit 3 may typically determine whether interference between the machining head 13 and the measured object M actually occurs. However, in step S116, the control unit 3 may determine whether there is a possibility that interference between the machining head 13 and the measured object M will occur in the future.
- a state in which interference occurs between the processing head 13 and the measured object M may include a state in which the processing head 13 and the measured object M are in contact.
- the relative positional relationship between the head model HM and the measurement model MM in the simulation space is the same as the relative positional relationship between the processing head 13 and the measured object M in the real space.
- the control unit 3 may determine that interference occurs between the processing head 13 and the measured object M when the head model HM and the measurement model MM are in contact in the simulation space.
- the state in which interference occurs between the processing head 13 and the measured object M may include a state in which the processing head 13 and the measured object M are not in contact with each other, but the distance D between the processing head 13 and the measured object M is less than the allowable lower limit distance DTH.
- the relative positional relationship between the head model HM and the measurement model MM in the simulation space is the same as the relative positional relationship between the processing head 13 and the measured object M in the real space.
- the control unit 3 may determine that interference occurs between the processing head 13 and the measured object M when the distance D' between the head model HM and the measurement model MM in the simulation space is less than the allowable lower limit distance DTH.
- the allowable lower limit distance DTH may be changeable by the operator.
- the allowable lower limit distance DTH may be set taking into consideration the possibility of interference between the processing head 13 and the measured object M.
- the allowable lower limit distance DTH may be set taking into consideration the possibility of an actual collision between the processing head 13 and the measured object M.
- Such an allowable lower limit distance DTH is typically a value greater than 0.
- the control unit 3 can determine that interference between the processing head 13 and the measured object M will occur before the processing head 13 and the measured object M actually collide. Therefore, the control unit 3 can stop the processing unit 1 before the processing head 13 and the measured object M actually collide, as described below.
- the above-mentioned state in which the head model HM and the measurement model MM are in contact may be considered equivalent to a state in which the distance D' between the head model HM and the measurement model MM is zero.
- the state in which the processing head 13 and the measured object M are in contact may be considered equivalent to a state in which the distance D between the processing head 13 and the measured object M is zero.
- step S116 determines whether interference between the machining head 13 and the measured object M will occur.
- the control unit 3 controls the machining unit 1 to stop machining of the workpiece W (step S118).
- the possibility that adverse effects caused by interference between the machining head 13 and the measured object M will actually occur is reduced.
- One example of an adverse effect caused by interference between the machining head 13 and the measured object M is damage to at least one of the machining head 13 and the measured object M caused by contact between the machining head 13 and the measured object M.
- the control unit 3 does not have to control the machining unit 1 to stop machining of the workpiece W.
- the control unit 3 may control the output unit 4 to notify the operator of the machining system SYS that interference has occurred (step S119). However, the control unit 3 may not control the output unit 4 to notify the operator of the machining system SYS that interference has occurred. As an example, as described above, the control unit 3 may notify the operator of the machining system SYS that interference has occurred by displaying a display object for notifying the operator of the machining system SYS that interference has occurred. That is, the control unit 3 may generate display data for displaying a display object for notifying the operator of the machining system SYS that interference has occurred, and output the generated display data to the output unit 4.
- the output unit 4 may notify the operator of the machining system SYS that interference has occurred by displaying a display object for notifying the operator of the machining system SYS that interference has occurred based on the display data input from the control unit 3 to the output unit 4.
- Examples of display objects include at least one of a text message and an icon.
- the control unit 3 may notify the operator of the processing system SYS that interference has occurred by displaying the interference model portion of the head model HM that is determined to have interference. That is, the control unit 3 may generate display data for displaying the interference model portion of the head model HM and output the generated display data to the output unit 4.
- the output unit 4 may notify the operator of the processing system SYS that interference has occurred by displaying the interference model portion of the head model HM based on the display data input from the control unit 3 to the output unit 4.
- control unit 3 may control the output unit 4 so that the display mode of the interference model portion of the head model HM that is determined to have interference and the display mode of the non-interference model portion of the head model HM that is determined to have no interference are different.
- the display mode is a display color.
- the interference model portion of the measurement model MM that is determined to have interference may be displayed to notify the operator of the machining system SYS that interference has occurred. That is, the control unit 3 may generate display data for displaying the interference model portion of the measurement model MM and output the generated display data to the output unit 4. The output unit 4 may notify the operator of the machining system SYS that interference has occurred by displaying the interference model portion of the measurement model MM based on the display data input from the control unit 3 to the output unit 4.
- control unit 3 may control the output unit 4 so that the display mode of the interference model portion of the measurement model MM that is determined to have interference differs from the display mode of the non-interference model portion of the measurement model MM that is determined to have no interference.
- the display mode is a display color.
- the control unit 3 may change the display mode of the interference model portion of the head model HM that is determined to have interference based on the degree of interference indicating the magnitude of the interference that has occurred. For example, the control unit 3 may control the output unit 4 to display the interference model portion in a first display mode when the degree of interference of the interference model portion is a first magnitude, and to display the interference model portion in a second display mode different from the first display mode when the degree of interference of the interference model portion is a second magnitude different from the first magnitude.
- An example of the display mode is a display color.
- An example of the display mode is the type of text message that notifies that interference has occurred.
- An example of the display mode is the size of the text message that notifies that interference has occurred.
- An example of the display mode is the type of icon that notifies that interference has occurred.
- An example of the display mode is the size of the icon that notifies that interference has occurred.
- the control unit 3 may notify the operator of the processing system SYS that interference has occurred by controlling the output unit 4 to output a sound for notifying the operator that interference has occurred.
- the control unit 3 may change the output mode of the sound based on the degree of interference indicating the magnitude of the occurring interference. For example, the control unit 3 may control the output unit 4 to output the sound in a first output mode when the degree of interference of the interference model part is a first magnitude, and to output the sound in a second output mode different from the first output mode when the degree of interference of the interference model part is a second magnitude different from the first magnitude.
- An example of the output mode of the sound is the volume.
- An example of the output mode of the sound is the content of the sound.
- the control unit 3 may modify the machining control information (step S120). However, for example, if the interference that occurs is very slight, if the notification of the occurrence of interference is erroneous due to an error, or if the operator determines that it is unnecessary, the control unit 3 does not need to modify the machining control information. In this case, the control unit 3 may control the machining unit 1 to resume machining of the workpiece W, or may stop the machining unit 1.
- control unit 3 may modify the processing control information so that interference between the processing head 13 and the measured object M does not occur.
- the control unit 3 may modify the processing control information so that the movement of the processing head 13 moving to process the workpiece W becomes an appropriate movement that does not cause interference between the processing head 13 and the measured object M.
- the control unit 3 may modify the processing control information so that the movement of the stage 15 moving to process the workpiece W (i.e., the movement of the jig 152 and the workpiece W, and the movement of the measured object M) becomes an appropriate movement that does not cause interference between the processing head 13 and the measured object M.
- the control unit 3 may control the processing unit 1 to process the workpiece W using the corrected processing control information, as shown in FIG. 7.
- the control unit 3 may perform the operations from step S114 onwards again to process the workpiece W using the corrected processing control information, as shown in FIG. 7.
- the control unit 3 may continue to acquire head position information and stage position information (step S114) and determine whether interference occurs between the processing head 13 and the measured object M during at least a part of the processing period based on the acquired head position information and stage position information (steps S115 to S116).
- the processing path information included in the processing control information indicates the movement trajectory of the target irradiation area PA onto which the processing light EL is irradiated.
- the target irradiation area PA moves due to the movement of at least one of the processing head 13 and the stage 15.
- the processing path information may be considered to be information that essentially controls the movement of at least one of the processing head 13 and the stage 15 (i.e., the movement of at least one of the processing head 13 and the measured object M).
- the processing path information may be considered to be information that essentially controls the movement of at least one of the processing head 13 and the stage 15 (i.e., the movement of at least one of the processing head 13 and the measured object M).
- the control unit 3 may correct the processing path information, which is at least a part of the processing control information, in step S116.
- the control unit 3 may correct the processing path information so that interference between the processing head 13 and the measured object M does not occur.
- the control unit 3 may modify the entire processing control information (e.g., the entire processing path information). Alternatively, the control unit 3 may modify a part of the processing control information (e.g., a part of the processing path information). Specifically, the control unit 3 may modify a first control information part of the processing control information, and may not modify a second control information part of the processing control information that is different from the first control information part. In this case, the processing control information including the modified first control information part and the unmodified second control information part may be used as the modified processing control information. When a part of the processing control information is selectively modified in this way, the computational load required to modify the processing control information can be reduced compared to when the entire processing control information is modified.
- the control unit 3 may selectively modify the first control information portion. For example, the control unit 3 may selectively modify the first control information portion so that the movement of the machining head 13 moving to machine the first portion of the workpiece W based on the first control information portion becomes an appropriate movement that does not cause interference between the machining head 13 and the measured object M.
- the movement of the machining head 13 that does not cause interference is typically the movement of the machining head 13 moving along a movement path that does not cause interference.
- the modification of the first control information portion may include the modification of the movement path of the machining head 13 moving along the first control information portion.
- the control unit 3 may selectively modify the first control information portion so that interference between the machining head 13 and the measured object M is not caused by stopping the machining head 13 during a period in which the first portion of the workpiece W is machined based on the first control information portion.
- control unit 3 may selectively correct the first control information portion so that the movement of the stage 15 moving to process the first portion of the workpiece W based on the first control information portion (i.e., the movement of the jig 152 and the workpiece W, and the movement of the measured object M) becomes an appropriate movement that does not cause interference between the processing head 13 and the measured object M.
- the movement of the stage 15 that does not cause interference is typically the movement of the stage 15 moving along a movement path that does not cause interference.
- the correction of the first control information portion may include the correction of the movement path of the stage 15 moving along the first control information portion.
- control unit 3 may selectively correct the first control information portion so as not to cause interference between the processing head 13 and the measured object M by stopping the stage 15 during the period in which the first portion of the workpiece W is processed based on the first control information portion.
- the control unit 3 does not need to modify the second control information portion.
- the control unit 3 may modify a part of the second control information portion.
- the control unit 3 may modify the third control information portion of the machining control information used to machine the third portion of the workpiece W during a third period close to the first period in which the above-mentioned interference is determined to occur during the second period (i.e., the third control information portion that is a part of the second control information used to machine the third portion of the workpiece W during the third period).
- the control unit 3 may modify the third control information portion used to machine the third portion of the workpiece W before and after the first period in which the first portion of the workpiece W is machined using the first control information portion determined to cause interference.
- step S118 the control unit 3 may control the machining unit 1 to stop machining of the first portion of the workpiece W.
- the control unit 3 may not control the machining unit 1 to stop machining of the second portion of the workpiece W.
- control unit 3 may control the machining unit 1 to proceed with machining of the second portion of the workpiece W.
- the control unit 3 may control the machining unit 1 to stop machining of the first portion of the workpiece W, and then control the machining unit 1 to start machining of the second portion of the workpiece W.
- the machining unit 1 may stop machining of the first portion of the workpiece W that causes interference, while proceeding with machining of the second portion of the workpiece W that does not cause interference.
- the machining unit 1 may skip machining of a first portion of the workpiece W that causes interference, while continuing machining of a second portion of the workpiece W that does not cause interference.
- the machining unit 1 can continue machining the workpiece W as long as possible while reducing the possibility of interference.
- control unit 3 may control the processing unit 1 to proceed with the processing of the workpiece W without stopping the processing of the workpiece W and/or without modifying the processing control information.
- the control unit 3 may determine that the interference that occurs is relatively small when the difference between the distance D' and the allowable lower limit distance DTH is smaller than the allowable threshold value. As a result, compared to when machining of the workpiece W is unconditionally stopped, the machining unit 1 can continue machining the workpiece W as long as possible while reducing the possibility of adverse effects caused by interference.
- the control unit 3 may control the processing unit 1 to proceed with the processing of the workpiece W without stopping the processing of the workpiece W and/or without modifying the processing control information. Specifically, when it is determined that interference occurs between the processing head 13 and the measured object M during a first period in which the first portion of the workpiece W is processed based on the first control information portion of the processing control information, the control unit 3 may control the processing unit 1 to proceed with the processing of the first portion of the workpiece W after delaying the movement of at least one of the processing head 13 and the stage 15.
- control unit 3 may control the processing unit 1 to proceed with the processing of the first portion of the workpiece W after slowing down the movement speed of the processing head 13 during the first period compared to the movement speed of the processing head 13 when it is determined that no interference occurs during the first period.
- control unit 3 may control the machining unit 1 to proceed with machining of the first portion of the workpiece W after slowing down the moving speed of the stage 15 during the first period (i.e., the moving speed of the measured object M) below the moving speed of the stage 15 when it is determined that no interference occurs during the first period.
- the time that the operator of the machining system SYS can secure to deal with the interference between the machining head 13 and the measured object M before an adverse effect (e.g., damage to at least one of the machining head 13 and the measured object M) caused by the interference between the machining head 13 and the measured object M actually occurs is longer. Therefore, the operator of the machining system SYS can deal with the interference so that the adverse effect caused by the interference does not occur.
- an adverse effect e.g., damage to at least one of the machining head 13 and the measured object M
- the machining unit 1 can continue machining of the workpiece W as much as possible while reducing the possibility of the occurrence of an adverse effect caused by the interference.
- the machining unit 1 can continue machining the workpiece W as much as possible while reducing the possibility of adverse effects due to interference, compared to when machining of the workpiece W is stopped.
- the control unit 3 may change the allowable lower limit distance DTH. At this time, the control unit 3 may output a notification via the output unit 4 to inquire of the operator whether or not to change the allowable lower limit distance DTH.
- step S116 determines whether or not machining of the workpiece W has been completed.
- step S117 determines whether the processing of the workpiece W has not been completed (step S117: No).
- the control unit 3 controls the processing unit 1 to continue processing the workpiece W.
- the control unit 3 acquires head position information and stage position information (step S114), and may continue to determine whether or not interference occurs between the processing head 13 and the measured object M during at least a part of the processing period based on the acquired head position information and stage position information (steps S115 to S116).
- step S117 if the result of the judgment in step S117 indicates that the processing of the workpiece W is completed (step S117: Yes), the processing system SYS may end the first interference judgment operation.
- the control unit 3 can judge, after starting processing of the workpiece W, whether or not interference between the machining head 13 and the measured object M will occur during at least a portion of the machining period. Therefore, as described above, the machining system SYS can use at least a portion of the machining period as a period for performing the first interference judgment operation. Therefore, the machining system SYS can shorten the time required to complete the first interference judgment operation and the machining operation, compared to when the first interference judgment operation and the machining operation are performed at separate times.
- control unit 3 uses a measurement model MM that is generated by actually measuring the three-dimensional shape of the object to be measured M to determine whether interference will occur between the processing head 13 and the object to be measured M. Therefore, even if the object to be measured M is unintentionally deformed and the three-dimensional shape of the object to be measured M differs from the ideal or designed three-dimensional shape, the control unit 3 can appropriately determine whether interference will occur between the processing head 13 and the object to be measured M. The reason for this will be explained below with reference to Figures 13(a) and 13(b).
- the measurement model MM shows the relative positional relationship between the measurement model MM, which shows the actual three-dimensional shape of the measured object M, and the head model HM.
- the measurement model MM shows the three-dimensional shape of the measured object M that has been deformed unintentionally. This is because the measurement model MM is generated based on measurement information obtained by the measurement unit 2 actually measuring the three-dimensional shape of the measured object M that has been deformed unintentionally. For this reason, the control unit 3 uses the measurement model MM that appropriately reflects the unintentional deformation of the measured object M to determine whether interference between the processing head 13 and the measured object M occurs.
- the control unit 3 can appropriately determine whether interference between the processing head 13 and the measured object M occurs even if the measured object M is deformed unintentionally.
- the control unit 3 can appropriately determine whether interference between the processing head 13 and the deformed portion MP of the measured object M occurs.
- the distance D' between the deformed model portion MM_deform corresponding to the deformed portion MP of the measurement model MM and the head model HM is less than the allowable lower limit distance DTH, so the control unit 3 determines that interference will occur between the processing head 13 and the measured object M.
- FIG. 13(a) shows the measurement model MM when the jig 152 is deformed, but the same can be said when at least one of the workpiece W and the stage 15 is deformed.
- FIG. 13(b) shows the relative positional relationship between the object model OM and the head model HM when determining whether interference occurs between the processing head 13 and the measured object M using the object model OM showing the ideal or designed three-dimensional shape of the measured object M instead of the measurement model MM showing the actual three-dimensional shape of the measured object M.
- the object model OM when the measured object M is deformed unintentionally, the object model OM does not show the three-dimensional shape of the measured object M that has been deformed unintentionally. This is because the object model OM does not reflect the unintentional deformation of the measured object M.
- the control unit 3 may not be able to properly determine whether interference occurs between the processing head 13 and the measured object M using the object model OM.
- the control unit 3 may not be able to properly determine whether interference occurs between the processing head 13 and the deformed portion MP of the measured object M.
- the control unit 3 erroneously determines that no interference will occur between the processing head 13 and the measured object M because the distance D' between the object model OM and the head model HM is less than the allowable lower limit distance DTH.
- the first interference determination operation has the advantage of reducing the possibility of such an erroneous determination occurring.
- control unit 3 can appropriately determine whether interference will occur between the processing head 13 and the measured object M even if the measured object M contains a foreign object. The reason for this will be explained below with reference to Figures 14(a) and 14(b).
- the measurement model MM shows the relative positional relationship between the measurement model MM, which shows the actual three-dimensional shape of the measured object M including a tool, which is an example of a foreign object, and the head model HM.
- the measurement model MM shows the three-dimensional shape of the measured object M including the foreign object.
- the measurement model MM includes a foreign object model portion MM_ext, which shows the three-dimensional shape of the foreign object. This is because the measurement model MM is generated based on measurement information obtained by the measurement unit 2 actually measuring the three-dimensional shape of the measured object M including the foreign object.
- the control unit 3 uses the measurement model MM, which appropriately reflects the foreign object contained in the measured object M, to determine whether interference between the processing head 13 and the measured object M occurs. As a result, the control unit 3 can appropriately determine whether interference between the processing head 13 and the measured object M occurs even if the measured object M includes a foreign object. In particular, the control unit 3 can appropriately determine whether interference between the processing head 13 and the measured object M occurs between the measured object M and the foreign object contained in the measured object M occurs. For example, in FIG.
- the control unit 3 determines that interference will occur between the processing head 13 and the measurement object M.
- FIG. 14(b) shows the relative positional relationship between the object model OM and the head model HM when determining whether interference occurs between the processing head 13 and the measured object M using the object model OM showing the ideal or designed three-dimensional shape of the measured object M instead of the measurement model MM showing the actual three-dimensional shape of the measured object M.
- the object model OM does not show the three-dimensional shape of the foreign object. This is because the object model OM does not reflect the foreign object unintentionally contained in the measured object M. For this reason, the control unit 3 may not be able to properly determine whether interference occurs between the processing head 13 and the measured object M using the object model OM.
- the control unit 3 may not be able to properly determine whether interference occurs between the processing head 13 and the measured object M and the foreign object contained in the measured object M.
- the control unit 3 even though the distance D' between the foreign object model portion MM_ext of the measurement model MM that corresponds to the foreign object and the head model HM is less than the allowable lower limit distance DTH, the control unit 3 erroneously determines that no interference will occur between the processing head 13 and the measured object M because the distance D' between the object model OM and the head model HM is less than the allowable lower limit distance DTH.
- the first interference determination operation has the advantage of reducing the possibility of such an erroneous determination occurring.
- the control unit 3 may use the measurement model MM showing the actual three-dimensional shape of the measured object M to determine whether interference between the processing head 13 and the measured object M occurs, and may also use the object model OM showing the ideal or designed three-dimensional shape of the measured object M to determine whether interference between the processing head 13 and the measured object M occurs. In this case, the control unit 3 can more accurately determine whether interference between the processing head 13 and the measured object M occurs. As a result, the control unit 3 can further reduce the possibility of adverse effects caused by interference.
- control unit 3 may use the measurement model MM showing the actual three-dimensional shape of the measured object M to determine whether interference between the processing head 13 and the measured object M occurs, and may also use the object model OM showing the ideal or designed three-dimensional shape of the measured object M to determine whether interference between the processing head 13 and the measured object M occurs.
- control unit 3 may perform part of the first interference detection operation shown in FIG. 7, and another control unit different from the control unit 3 may perform the other part of the first interference detection operation shown in FIG. 7.
- control unit 3 or the other control unit may perform the operations from step S110 to step S111 as part of the first interference detection operation
- the other of the control unit 3 or the other control unit may perform the operations from step S112 to step S120 as the other part of the first interference detection operation.
- the control unit different from the control unit 3 may be a cloud server capable of communicating with the control unit 3 via a network.
- the second interference judgment operation is an operation for determining whether or not interference will occur between the machining head 13 and the measured object M during at least a portion of the machining period, before starting machining of the workpiece W.
- the second interference judgment operation will be described with reference to FIG. 15.
- FIG. 15 is a flowchart showing the flow of the second interference judgment operation. Note that in the following description, operations that have already been described will be given the same step numbers and detailed descriptions thereof will be omitted.
- the control unit 3 in the second interference determination operation, as in the first interference determination operation, the control unit 3 generates a measurement model MM (step S110) and acquires a head model HM (i.e., an interference model) (step S111). Note that in step S111, in addition to or instead of acquiring the head model HM, the control unit 3 may acquire at least one of head position information related to the movement of the machining head 13 and stage position information related to the movement of the stage 15.
- the control unit 3 acquires processing control information (e.g., processing control information including processing path information) (step S211). Specifically, the control unit 3 acquires processing control information to be used in the processing operation performed after the second interference determination operation is performed.
- processing control information e.g., processing control information including processing path information
- the control unit 3 may acquire the processing control information from a control information generating device that generates the processing control information.
- the processing control information may be recorded in a storage device 32 (i.e., a recording medium) provided in the control unit 3.
- the control unit 3 may acquire the processing control information by reading the processing control information from the storage device 32.
- the processing control information may be recorded in any storage medium (e.g., a hard disk or a semiconductor memory) that is built into the control unit 3 or that can be externally attached to the control unit 3.
- the control unit 3 may acquire the processing control information by reading the processing control information from any recording medium.
- the processing control information may be recorded in a device external to the control unit 3.
- the control unit 3 may acquire the processing control information by downloading the processing control information from a device external to the control unit 3 via a network interface.
- the control unit 3 may acquire the processing control information by generating the processing control information.
- the control unit 3 arranges the measurement model MM and the head model HM in the simulation space based on the processing control information acquired in step S211 (step S212).
- the processing control information (particularly, the processing path information) may be considered to be information that controls the movement of at least one of the processing head 13 and the stage 15 (i.e., the movement of at least one of the processing head 13 and the measured object M).
- the control unit 3 may estimate (in other words, calculate) the relative positional relationship between the processing head 13 and the stage 15 at the time of starting processing of the workpiece W based on the processing control information.
- control unit 3 may arrange the measurement model MM and the head model HM in the simulation space so that the relative positional relationship between the measurement model MM and the head model HM in the simulation space is the same as the relative positional relationship estimated based on the processing control information.
- the control unit 3 moves at least one of the measurement model MM and the head model HM in the simulation space based on the processing control information acquired in step S211 (step S213).
- the processing control information (particularly, the processing path information) may be considered to be information that controls the movement of at least one of the processing head 13 and the stage 15 (that is, the movement of at least one of the processing head 13 and the measured object M).
- the control unit 3 may estimate (in other words, calculate) the relative positional relationship between the processing head 13 and the stage 15 during the processing period based on the processing control information.
- control unit 3 may estimate (in other words, calculate) the change in the relative positional relationship between the processing head 13 and the stage 15 during the processing period based on the processing control information. Then, the control unit 3 moves at least one of the measurement model MM and the head model HM in the simulation space so that the relative positional relationship between the measurement model MM and the head model HM in the simulation space becomes the same as the relative positional relationship estimated based on the processing control information.
- the control unit 3 can move the head model HM in the simulation space in the same movement manner as the movement manner of the machining head 13 in the real space, and can move the measurement model MM in the simulation space in the same movement manner as the movement manner of the measured object M in the real space. Therefore, the operation of step S213 in FIG. 15 may be the same as the operation of step S115 in FIG.
- step S213 in FIG. 15 a detailed description of the operation of step S213 in FIG. 15 is omitted.
- the control unit 3 determines whether or not interference occurs between the machining head 13 and the measured object M during at least a portion of the machining period based on the relative positional relationship between the measurement model MM and the head model HM in the simulation space (step S116).
- step S116 If it is determined in step S116 that interference between the machining head 13 and the object to be measured M will occur (step S116: Yes), then in the second interference determination operation, as in the first interference determination operation, the control unit 3 may control the output unit 4 to notify the operator of the machining system SYS that interference has occurred (step S119) and may modify the machining control information (step S120). On the other hand, if it is determined that interference between the machining head 13 and the object to be measured M will not occur (step S116: No), the control unit 3 may not control the output unit 4 to notify the operator of the machining system SYS that interference has occurred, and may not modify the machining control information.
- control unit 3 may, in addition to or instead of correcting the machining control information, control the machining unit 1 to stop machining of the workpiece W that is about to start. In other words, the control unit 3 may control the machining unit 1 to stop machining of the workpiece W that has not yet started. In other words, the control unit 3 may control the machining unit 1 not to start machining of the workpiece W that has not yet started.
- control unit 3 repeats the operation of moving at least one of the measurement model MM and the head model HM in the simulation space (step S213) and the operation of determining whether interference occurs between the processing head 13 and the measured object M (step S116) until the movement of the measurement model MM and the head model HM based on the processing control information is completed (step S214).
- control unit 3 may end the operation of moving at least one of the measurement model MM and the head model HM in the simulation space (step S213) and the operation of determining whether interference occurs between the processing head 13 and the measured object M (step S116) before the movement of the measurement model MM and the head model HM based on the processing control information is completed.
- the control unit 3 may repeat the operation of moving at least one of the measurement model MM and the head model HM in the simulation space (step S213) and the operation of determining whether interference occurs between the processing head 13 and the measured object M (step S116) until the movement of the measurement model MM and the head model HM based on the processing control information is completed (step S214).
- the control unit 3 may terminate the operation of moving at least one of the measurement model MM and the head model HM in the simulation space (step S213) and the operation of determining whether interference will occur between the machining head 13 and the measured object M (step S116) before the movement of the measurement model MM and the head model HM based on the machining control information is completed. As a result, the control unit 3 does not need to perform the second interference determination operation more than necessary.
- control unit 3 controls the processing unit 1 to start processing the workpiece W (step S113).
- the control unit 3 can determine whether or not interference between the machining head 13 and the measured object M will occur during at least a portion of the machining period before starting machining of the workpiece W. Therefore, as described above, the machining system SYS (or an operator of the machining system SYS) can deal with interference caused by the machining operation before actually starting the machining operation. As a result, the likelihood of interference actually occurring after the machining operation is started is reduced. In other words, the likelihood of adverse effects actually occurring due to interference between the machining head 13 and the measured object M after the machining operation is started is reduced.
- the control unit 3 uses a measurement model MM generated by actually measuring the three-dimensional shape of the measured object M to determine whether interference will occur between the processing head 13 and the measured object M. Therefore, in the second interference determination operation, as in the first interference determination operation, the control unit 3 can appropriately determine whether interference will occur between the processing head 13 and the measured object M even if the measured object M is unintentionally deformed. Furthermore, the control unit 3 can appropriately determine whether interference will occur between the processing head 13 and the measured object M even if the measured object M contains a foreign object.
- the control unit 3 may control the processing unit 1 to start processing of the workpiece W without modifying the processing control information in step S120.
- the control unit 3 may control the processing unit 1 to start processing of the workpiece W after slowing down the movement speed of at least one of the processing head 13 and the stage 15 during the period in which it is determined that interference will occur, without modifying the processing control information in step S120.
- the control unit 3 may perform the second interference determination operation multiple times using multiple different lower limit distances DTH. For example, the control unit 3 may perform the second interference determination operation using a first lower limit distance DTH, and then perform the second interference determination operation using a second lower limit distance DTH that is different from the first lower limit distance DTH.
- control unit 3 may perform part of the second interference detection operation shown in FIG. 15, and another control unit different from the control unit 3 may perform the other part of the second interference detection operation shown in FIG. 15.
- control unit 3 or the other control unit may perform the operations from step S110 to step S111 as part of the second interference detection operation
- the other of the control unit 3 or the other control unit may perform the operations from step S211 to step S113 as the other part of the second interference detection operation.
- the control unit different from the control unit 3 may be a cloud server capable of communicating with the control unit 3 via a network.
- the third interference judgment operation is an operation for judging whether or not interference between the machining head 13 and the measured object M will occur during at least a part of the machining period before starting machining of the workpiece W.
- the third interference judgment operation differs from the second interference judgment operation in that it judges whether or not interference between the machining head 13 and the measured object M will occur using an object model OM instead of the measurement model MM.
- FIG. 16 is a flowchart showing the flow of the third interference judgment operation.
- the control unit 3 acquires the object model OM (step S310).
- the object model OM is a three-dimensional model that indicates the three-dimensional shape of the measured object M.
- the object model OM is a three-dimensional model that indicates the three-dimensional shape of the surface of the measured object M.
- the object model OM may be a three-dimensional model that indicates the entire three-dimensional shape of the measured object M.
- the object model OM may be a three-dimensional model that indicates the entire three-dimensional shape of the surface of the measured object M.
- the object model OM may be a three-dimensional model that indicates the three-dimensional shape of a portion of the measured object M.
- the object model OM may be a three-dimensional model that indicates the three-dimensional shape of a portion of the surface of the measured object M.
- the object model OM is a three-dimensional model that shows the three-dimensional shape of the measurement object M that the measurement unit 2 is supposed to measure. Therefore, even if a foreign object is present in real space around at least one of the stage 15, workpiece W, and jig 152, which are examples of the measurement object M that the measurement unit 2 is supposed to measure, the object model OM does not show the three-dimensional shape of the foreign object. In other words, the foreign object is not reflected in the object model OM.
- the control unit 3 acquires a three-dimensional model showing the designed or ideal three-dimensional shape of the measured object M as the object model OM. Therefore, the object model OM is a three-dimensional model showing the designed or ideal three-dimensional shape of the measured object M. In this case, even if the measured object M is unintentionally deformed so that its three-dimensional shape differs from the ideal or designed three-dimensional shape, the object model OM shows the designed or ideal three-dimensional shape of the measured object M, not the actual three-dimensional shape of the measured object M (i.e., the deformed three-dimensional shape).
- An example of a three-dimensional model showing the designed or ideal three-dimensional shape of the measured object M is a CAD (Computer Aided Design) model of the measured object M.
- the control unit 3 may obtain the object model OM by obtaining a CAD file showing the CAD model.
- An example of a CAD file showing a CAD model is at least one of a file with an extension DWF, a file with an extension DXF, a file with an extension DWG, and a file with an extension STP.
- a file in a format different from the file formats exemplified here may be used as the file showing the object model OM.
- the control unit 3 may obtain the object model OM by obtaining at least one of an STL (Standard Triangulated Language) file, an IGES (Initial Graphics Exchange Specification) file, and a Parasolid file.
- STL Standard Triangulated Language
- IGES Intelligent Graphics Exchange Specification
- the CAD file may be recorded in a storage device 32 (i.e., a recording medium) provided in the control unit 3.
- the control unit 3 may acquire the object model OM by reading the CAD file from the storage device 32.
- the CAD file may be recorded in any storage medium (e.g., a hard disk or a semiconductor memory) that is built into the control unit 3 or that can be externally attached to the control unit 3.
- the control unit 3 may acquire the object model OM by reading the CAD file from any recording medium.
- the CAD file may be recorded in a device external to the control unit 3.
- the control unit 3 may acquire the object model OM by downloading the CAD file from a device external to the control unit 3 via a network interface.
- the control unit 3 may acquire any type of three-dimensional model showing the three-dimensional shape of the measured object M as the object model OM.
- the control unit 3 may acquire a point cloud model showing the three-dimensional shape of the measured object M using a point cloud including a plurality of points as the object model OM.
- the control unit 3 may acquire a surface model, polygon model, or mesh model showing the three-dimensional shape of the measured object M using a plurality of surfaces as the object model OM.
- the control unit 3 may acquire a solid model having information on the interior of the measured object M in addition to information on the three-dimensional shape of the surface of the measured object M as the object model OM.
- the control unit 3 may acquire a wireframe model showing the three-dimensional shape of the measured object M using a plurality of lines as the object model OM.
- the control unit 3 acquires the head model HM (i.e., the interference model) (step S111) and acquires processing control information (e.g., processing control information including processing path information) (step S211).
- the head model HM i.e., the interference model
- processing control information e.g., processing control information including processing path information
- step S312 may be the same as the operation of step S212 (FIG. 15) of the second interference operation, except that the object model OM is used instead of the measurement model MM. For this reason, a detailed description of step S312 will be omitted.
- step S313 may be the same as the operation of step S213 (FIG. 15) of the second interference operation, except that the object model OM is used instead of the measurement model MM. For this reason, a detailed description of step S313 will be omitted.
- step S316 determines whether interference between the processing head 13 and the measured object M occurs during at least a part of the processing period based on the relative positional relationship between the object model OM and the head model HM in the simulation space.
- the operation of step S316 may be the same as the operation of step S116 (FIG. 7 or FIG. 15) of the first or second interference operation, except that the object model OM is used instead of the measurement model MM.
- the control unit 3 may determine that interference between the processing head 13 and the measured object M occurs when the head model HM and the object model OM are in contact with each other in the simulation space.
- control unit 3 may determine that interference between the processing head 13 and the measured object M occurs when the distance between the head model HM and the object model OM in the simulation space is less than the allowable lower limit distance DTH. For this reason, a detailed description of step S316 is omitted.
- step S316: Yes If it is determined as a result of the determination in step S316 that interference between the machining head 13 and the measured object M will occur (step S316: Yes), in the third interference determination operation, as in the second interference determination operation, the control unit 3 may control the output unit 4 to notify the operator of the machining system SYS that interference has occurred (step S119) and may modify the machining control information (step S120). On the other hand, if it is determined that interference between the machining head 13 and the measured object M will not occur (step S316: No), the control unit 3 may not control the output unit 4 to notify the operator of the machining system SYS that interference has occurred, and may not modify the machining control information.
- control unit 3 repeats the operation of moving at least one of the object model OM and the head model HM in the simulation space (step S313) and the operation of determining whether interference occurs between the processing head 13 and the measured object M (step S116) until the movement of the head model HM and the object model OM based on the processing control information is completed (step S314).
- control unit 3 may end the operation of moving at least one of the object model OM and the head model HM in the simulation space (step S313) and the operation of determining whether interference between the processing head 13 and the measured object M occurs (step S116) before the movement of the object model OM and the head model HM based on the processing control information is completed.
- the control unit 3 may repeat the operation of moving at least one of the object model OM and the head model HM in the simulation space (step 3213) and the operation of determining whether interference between the processing head 13 and the measured object M occurs (step S116) until the movement of the object model OM and the head model HM based on the processing control information is completed (step S314).
- the control unit 3 may end the operation of moving at least one of the object model OM and the head model HM in the simulation space (step S313) and the operation of determining whether interference will occur between the machining head 13 and the measured object M (step S116) before the movement of the object model OM and the head model HM based on the machining control information is completed. As a result, the control unit 3 does not need to perform the third interference determination operation more than necessary.
- the control unit 3 controls the processing unit 1 to start processing the workpiece W (step S113). For example, if the processing control information is corrected in step S120, the control unit 3 may control the processing unit 1 to start processing the workpiece W based on the corrected processing control information. For example, if the processing control information is not corrected in step S120, the control unit 3 may control the processing unit 1 to start processing the workpiece W based on the uncorrected processing control information.
- the control unit 3 can determine whether or not interference between the machining head 13 and the measured object M will occur during at least a portion of the machining period before starting machining of the workpiece W. This allows the machining system SYS (or an operator of the machining system SYS) to deal with interference caused by the machining operation before the machining operation actually starts. As a result, the likelihood of interference actually occurring after the machining operation has started is reduced. In other words, the likelihood of adverse effects actually occurring due to interference between the machining head 13 and the measured object M after the machining operation has started is reduced.
- control unit 3 can determine whether interference between the processing head 13 and the measured object M will occur using the object model OM, which has a smaller data size than the measurement model MM. Therefore, when the third interference operation is performed, the computational load required to determine whether interference between the processing head 13 and the measured object M will occur can be reduced compared to when the first or second interference determination operation is performed, which uses the measurement model MM to determine whether interference between the processing head 13 and the measured object M will occur.
- control unit 3 can determine whether interference will occur between the machining head 13 and the measured object M in a situation where the workpiece W to be actually machined by the machining unit 1 is not prepared. For example, the control unit 3 can determine whether interference will occur between the machining head 13 and the measured object M during the pre-processing step of generating machining control information using CAM (Computer Aided Manufacturing) software.
- CAM Computer Aided Manufacturing
- the control unit 3 may not be able to properly determine whether or not interference will occur between the processing head 13 and the measured object M when the measured object M is unintentionally deformed and/or contains a foreign matter. Therefore, the control unit 3 may perform at least one of the first and second interference determination operations after performing the third interference determination operation. As a result, the control unit 3 can properly determine whether or not interference will occur between the processing head 13 and the measured object M even when the measured object M is unintentionally deformed and/or contains a foreign matter.
- the control unit 3 may identify the cause of the interference between the processing head 13 and the measured object M. For example, when it is determined by the third interference judgment operation that interference between the processing head 13 and the measured object M occurs, the control unit 3 may determine that the interference between the processing head 13 and the measured object M occurs due to at least one movement of the processing head 13 and the stage 15 based on the processing control information. In other words, the control unit 3 may determine that at least one movement of the processing head 13 and the stage 15 is the cause of the interference between the processing head 13 and the measured object M.
- the control unit 3 may determine that the interference between the processing head 13 and the measured object M occurs due to at least one of unintended deformation and foreign matter of the measured object M. In other words, the control unit 3 may determine that at least one of unintended deformation of the measured object M and a foreign object is the cause of the interference between the processing head 13 and the measured object M.
- the operator of the processing system SYS can deal with the interference between the processing head 13 and the measured object M more appropriately than in a case where the cause of the interference between the processing head 13 and the measured object M is not identified.
- the control unit 3 may perform at least one of the first and second interference determination operations using a differential model DM corresponding to the difference between the measurement model MM and the object model OM instead of the measurement model MM.
- the data size of the differential model DM is usually smaller than the data size of the measurement model MM.
- Figure 17(a) shows a measurement model MM generated when the measured object M is unintentionally deformed.
- the measurement model MM includes a deformed model portion MM_deform corresponding to the deformed portion MP of the measured object M that is unintentionally deformed, and a non-deformed model portion MM_nondeform corresponding to the non-deformed portion of the measured object M that is not deformed (i.e., has an ideal or designed three-dimensional shape).
- Figure 17(b) shows an object model OM obtained when the measured object M is unintentionally deformed.
- the object model OM shows the three-dimensional shape of the measured object M that is not deformed (i.e., the ideal or designed three-dimensional shape of the measured object M). Therefore, the object model OM is equivalent to a three-dimensional model that includes the non-deformed model portion MM_nondeform of the measurement model MM, but does not include the deformed model portion MM_deform of the measurement model MM.
- FIG. 17(c) shows a differential model DM that corresponds to the difference between the measurement model MM shown in FIG. 17(a) and the object model OM shown in FIG. 17(b). As shown in FIG.
- the differential model DM is equivalent to the deformed model portion MM_deform of the measurement model MM.
- the control unit 3 first performs a third interference determination operation using the object model OM shown in FIG. 17(b). As a result, the control unit 3 can determine whether or not interference occurs between the non-deformed portion of the measurement object M that has not been deformed and the processing head 13. Thereafter, the control unit 3 performs at least one of the first and second interference determination operations using the differential model DM shown in FIG. 17(c). As a result, the control unit 3 can determine whether or not interference occurs between the unintentionally deformed portion MP of the measurement object M and the processing head 13.
- control unit 3 can determine whether or not interference occurs between the entire measurement object M (i.e., both the deformed portion MP and the non-deformed portion) measured by the measurement unit 2 and the processing head 13. Furthermore, because a differential model DM with a smaller data size than the measurement model MM is used to perform at least one of the first and second interference determination operations, the computational load required to perform at least one of the first and second interference determination operations is reduced.
- FIG. 18(a) shows a measurement model MM generated when the measured object M includes a foreign object.
- the measurement model MM includes a non-foreign object model portion MM_noneext that shows the three-dimensional shape of the original measured object M that is not a foreign object, and a foreign object model portion MM_ext that corresponds to the foreign object.
- FIG. 18(b) shows an object model OM obtained when the measured object M includes a foreign object. As shown in FIG. 18(b), even when the measured object M includes a foreign object, the object model OM shows the three-dimensional shape of the original measured object M that is not a foreign object.
- the object model OM is equivalent to a three-dimensional model that includes the non-foreign object model portion MM_noneext of the measurement model MM, but does not include the foreign object model portion MM_ext of the measurement model MM.
- FIG. 18(c) shows a differential model DM corresponding to the difference between the measurement model MM shown in FIG. 18(a) and the object model OM shown in FIG. 18(b).
- the differential model DM is equivalent to the foreign object model portion MM_ext of the measurement model MM.
- the control unit 3 first performs the third interference determination operation using the object model OM shown in FIG. 18(b).
- the control unit 3 can determine whether interference occurs between the original measurement object M that is not a foreign object and the processing head 13. Thereafter, the control unit 3 performs at least one of the first and second interference determination operations using the differential model DM shown in FIG. 18(c). As a result, the control unit 3 can determine whether interference occurs between the foreign object and the processing head 13. Therefore, as a result, the control unit 3 can determine whether interference occurs between the entire measurement object M measured by the measurement unit 2 (i.e., both the original measurement object M that is not a foreign object and the foreign object) and the processing head 13. Furthermore, because a differential model DM having a smaller data size than the measurement model MM is used to perform at least one of the first and second interference determination operations, the computational load required to perform at least one of the first and second interference determination operations is reduced.
- the control unit 3 may perform the third interference determination operation multiple times using multiple different lower limit distances DTH. For example, the control unit 3 may perform the third interference determination operation using a first lower limit distance DTH, and then perform the third interference determination operation using a second lower limit distance DTH that is different from the first lower limit distance DTH.
- control unit 3 may perform part of the third interference detection operation shown in FIG. 16, and another control unit different from the control unit 3 may perform the other part of the third interference detection operation shown in FIG. 16.
- control unit 3 or the other control unit may perform the operations from step S310 to step S111 as part of the third interference detection operation
- the other of the control unit 3 or the other control unit may perform the operations from step S211 to step S113 as the other part of the third interference detection operation.
- the control unit different from the control unit 3 may be a cloud server capable of communicating with the control unit 3 via a network.
- the fourth interference judgment operation is an operation for judging whether or not interference between the machining head 13 and the measured object M occurs during at least a part of the machining period by using the object model OM before starting machining of the workpiece W.
- the fourth interference judgment operation is different from the third interference judgment operation in that it judges whether or not interference between the machining head 13 and the measured object M occurs by using both the measurement model MM and the object model OM.
- FIG. 19 is a flowchart showing the flow of the fourth interference judgment operation.
- step S110 the control unit 3 acquires an object model OM (step S310).
- control unit 3 adds a difference model DM corresponding to the difference between the measurement model MM obtained in step S110 and the object model OM obtained in step S310 to the object model OM obtained in step S310 (step S411).
- the control unit 3 generates a differential model DM corresponding to the difference between the measurement model MM acquired in step S110 and the object model OM acquired in step S310.
- FIG. 20(a) shows an example of the measurement model MM generated in step S110
- FIG. 20(b) shows an example of the object model OM acquired in step S310.
- FIG. 20(a) shows a measurement model MM generated when the measured object M includes a foreign object (i.e., a measurement model MM including a foreign object model portion MM_ext).
- the control unit 3 calculates the difference between the measurement model MM shown in FIG. 20(a) and the object model OM shown in FIG. 20(b) to generate the differential model DM shown in FIG.
- the control unit 3 adds the generated differential model DM to the object model OM acquired in step S310.
- the control unit 3 generates a three-dimensional model in which the generated differential model DM and the object model OM acquired in step S310 are integrated as a new object model OM.
- the control unit 3 generates a three-dimensional model in which the differential model DM shown in FIG. 20(c) and the object model OM shown in FIG. 20(b) are integrated as a new object model OM.
- the object model OM to which the differential model DM has been added is essentially equivalent to the measurement model MM.
- the object model OM to which the differential model DM has been added is essentially equivalent to a three-dimensional model that shows the actual three-dimensional shape of the measured object M.
- the data size of the object model OM is smaller than the data size of the measurement model MM as described above, the data size of the object model OM to which the differential model DM has been added is also smaller than the data size of the measurement model MM.
- the object model OM to which the differential model DM has been added is used as the object model OM instead of the object model OM to which the differential model DM has not been added.
- the control unit 3 acquires a head model HM (i.e., an interference model) (step S111), acquires processing control information (e.g., processing control information including processing path information) (step S211), and places the object model OM and head model HM in the simulation space (step S312).
- a head model HM i.e., an interference model
- processing control information e.g., processing control information including processing path information
- the control unit 3 moves at least one of the object model OM and the head model HM in the simulation space based on the processing control information (step S313), and determines whether or not interference occurs between the processing head 13 and the measured object M during at least a portion of the processing period based on the relative positional relationship between the object model OM and the head model HM in the simulation space (step S316).
- the third interference detection operation is performed in the fourth interference detection operation as well.
- the machining system SYS performing the fourth interference detection operation can achieve the same effects as the machining system SYS performing the third interference detection operation described above.
- control unit 3 uses the object model OM to which the differential model DM is added to determine whether interference between the processing head 13 and the measured object M occurs.
- the object model OM to which the differential model DM is added indicates the actual three-dimensional shape of the measured object M. Therefore, similar to the case where the control unit 3 uses the measurement model MM to determine whether interference between the processing head 13 and the measured object M occurs, even if the measured object M is unintentionally deformed and/or contains a foreign object, the control unit 3 can appropriately determine whether interference between the processing head 13 and the measured object M occurs. Furthermore, since the data size of the object model OM to which the differential model DM is added is smaller than the data size of the measurement model MM as described above, the calculation load required to determine whether interference between the processing head 13 and the measured object M occurs is reduced.
- the control unit 3 may perform the fourth interference determination operation multiple times using multiple different lower limit distances DTH. For example, the control unit 3 may perform the fourth interference determination operation using a first lower limit distance DTH, and then perform the fourth interference determination operation using a second lower limit distance DTH that is different from the first lower limit distance DTH.
- control unit 3 may perform part of the fourth interference detection operation shown in FIG. 19, and another control unit different from the control unit 3 may perform the other part of the fourth interference detection operation shown in FIG. 19.
- control unit 3 or the other control unit may perform the operations from step S110 to step S111 as part of the fourth interference detection operation
- the other of the control unit 3 or the other control unit may perform the operations from step S211 to step S113 as the other part of the fourth interference detection operation.
- the control unit different from the control unit 3 may be a cloud server capable of communicating with the control unit 3 via a network.
- FIG. 21 is a flowchart showing the flow of the foreign substance judging operation.
- control unit 3 In the foreign object determination operation, similar to the fourth interference determination operation, the control unit 3 generates a measurement model MM (step S110) and obtains an object model OM (step S310).
- control unit 3 compares the measurement model MM generated in step S110 with the object model OM acquired in step S310 to determine whether or not the measured object M measured by the measurement unit 2 contains a foreign object (step S513). In other words, the control unit 3 compares the measurement model MM generated in step S110 with the object model OM acquired in step S310 to determine whether or not an abnormality has occurred in the measured object M measured by the measurement unit 2, that is, whether or not a foreign object is included (step S513).
- FIG. 22(a) shows a measurement model MM generated when the measured object M contains a foreign object
- FIG. 22(b) shows a measurement model MM generated when the measured object M does not contain a foreign object
- FIG. 22(c) shows an object model OM acquired in both cases when the measured object M contains a foreign object and when the measured object M does not contain a foreign object.
- the difference between the measurement model MM and the object model OM e.g., the differential model DM
- the difference between the measurement model MM and the object model OM (e.g., the differential model DM) becomes relatively small.
- the measurement model MM and the object model OM match.
- the control unit 3 may determine whether or not the measured object M contains a foreign object based on the difference between the measurement model MM and the object model OM. For example, if the difference between the measurement model MM and the object model OM exceeds the allowable amount (step S513: Yes), the control unit 3 may determine that the measured object M contains a foreign object (step S514). For example, if the difference between the measurement model MM and the object model OM falls below the allowable amount (step S513: No), the control unit 3 may determine that the measured object M does not contain a foreign object.
- a state in which the difference between the measurement model MM and the object model OM exceeds the tolerance may mean a state in which the size of the differential model DM indicating the difference between the measurement model MM and the object model OM exceeds the tolerance.
- the size of the differential model DM may include the one-dimensional size of the differential model DM.
- the one-dimensional size of the differential model DM may include at least one of the size of the differential model DM in the X-axis direction, the size of the differential model DM in the Y-axis direction, and the size of the differential model DM in the Z-axis direction.
- the size of the differential model DM may include the two-dimensional size of the differential model DM.
- the two-dimensional size of the differential model DM may include the size (area) of the surface of the differential model DM.
- the size of the differential model DM may include the three-dimensional size of the differential model DM.
- the three-dimensional size of the differential model DM may include the volume of the differential model DM.
- the control unit 3 may control the output unit 4 to notify the operator of the processing system SYS that the measured object M contains a foreign object (step S515).
- the control unit 3 does not have to control the output unit 4 to notify the operator of the processing system SYS that the measured object M contains a foreign object.
- the control unit 3 may notify the operator of the processing system SYS that the measured object M contains a foreign object by displaying a display object for notifying the operator of the processing system SYS that the measured object M contains a foreign object.
- control unit 3 may generate display data for displaying a display object for notifying the operator of the processing system SYS that the measured object M contains a foreign object, and output the generated display data to the output unit 4.
- the output unit 4 may notify an operator of the processing system SYS that a foreign substance is contained in the measured object M by displaying a display object for notifying the operator of the processing system SYS that a foreign substance is contained in the measured object M based on the display data input from the control unit 3 to the output unit 4.
- An example of the display object is at least one of a text message and an icon.
- the control unit 3 may display a display object for displaying the difference between the measurement model MM and the object model OM as a display object for notifying the operator that the measured object M contains a foreign object.
- a display object for displaying the difference between the measurement model MM and the object model OM is a difference model DM.
- the control unit 3 may notify the operator of the processing system SYS that the measured object M contains a foreign object by controlling the output unit 4 to output a sound to notify the operator that the measured object M contains a foreign object.
- the operator of the machining system SYS can recognize that the measured object M contains a foreign object.
- the operator may decide whether or not to start machining the workpiece W in a situation where the measured object M contains a foreign object.
- the operator may remove the foreign object.
- the machining system SYS may cause the operator to start machining the workpiece W under the circumstances in which the measured object M contains a foreign object. In this case, the operator cannot recognize that the measured object M contains a foreign object until the machining of the workpiece W is completed. Typically, the operator cannot recognize that the measured object M contains a foreign object unless he or she understands that the machining of the workpiece W has failed due to a foreign object after the machining of the workpiece W is completed. Alternatively, the operator cannot recognize that the measured object M contains a foreign object unless the machining of the workpiece W is abnormally terminated midway due to a foreign object.
- the operator can recognize that the measured object M contains a foreign object before starting the machining of the workpiece W. Therefore, the operator can reduce the occurrence of loss of machining time of the workpiece W caused by the machining of the workpiece W not being completed normally.
- the control unit 3 may determine whether to start machining the workpiece W under a situation in which the measured object M contains a foreign object. For example, the smaller the size of the differential model DM, the smaller the size of the foreign object. The smaller the size of the foreign object, the smaller the adverse effect of the foreign object on the machining of the workpiece W. For this reason, even if the control unit 3 determines that the measured object M contains a foreign object because the size of the differential model DM is determined to exceed the allowable amount, the control unit 3 may determine to start machining the workpiece W if the size of the differential model DM is below a predetermined upper limit size that is larger than the allowable amount.
- control unit 3 may determine not to start machining the workpiece W if the measured object M is determined to contain a foreign object because the size of the differential model DM is determined to exceed the allowable amount and the size of the differential model DM exceeds a predetermined upper limit size.
- the machining unit 1 can continue machining the workpiece W as much as possible while reducing the adverse effect of the foreign object on the machining of the workpiece W.
- control unit 3 may control the processing unit 1 not to process a first portion of the workpiece W near which a foreign object is present, and control the processing unit 1 to process a second portion of the workpiece W near which no foreign object is present.
- control unit 3 may control the processing unit 1 to skip processing of the first portion of the workpiece W near which a foreign object is present, and control the processing unit 1 to process the second portion of the workpiece W near which no foreign object is present.
- the processing unit 1 can continue processing the workpiece W as much as possible while reducing the adverse effects of the foreign object on the processing of the workpiece W, compared to a case in which processing of the workpiece W is not unconditionally started when it is determined that the measured object M contains a foreign object.
- control unit 3 may control the processing unit 1 to process the first portion of the workpiece W after delaying the movement of at least one of the processing head 13 and the stage 15 when processing the first portion of the workpiece W in the vicinity of which a foreign object is present.
- control unit 3 may control the processing unit 1 to process the first portion of the workpiece W after slowing down the movement speed of the processing head 13 during the period when the first portion of the workpiece W is processed, compared to the movement speed of the processing head 13 when it is determined that no foreign object is present.
- control unit 3 may control the processing unit 1 to process the first portion of the workpiece W after slowing down the movement speed of the stage 15 during the period when the first portion of the workpiece W is processed, compared to the movement speed of the stage 15 when it is determined that no foreign object is present.
- the time that can be secured for the operator of the processing system SYS to take measures to prevent the collision between the processing head 13 and the foreign object before the actual collision between the processing head 13 and the foreign object is longer than when the movement speed of the processing head 13 and the stage 15 is not slowed. Therefore, the operator of the processing system SYS can take appropriate measures to prevent the collision between the processing head 13 and the foreign object.
- the processing unit 1 can continue processing the workpiece W as long as possible while reducing the adverse effect of the foreign object on the processing of the workpiece W, compared to when the processing of the workpiece W is stopped.
- the processing unit 1 can continue processing the workpiece W as long as possible while reducing the adverse effect of the foreign object on the processing of the workpiece W, compared to when the processing of the workpiece W is stopped.
- the control unit 3 may perform the foreign object determination operation shown in FIG. 21 to determine whether or not the measured object M measured by the measurement unit 2 contains a foreign object, or in addition to determining whether or not the measured object M measured by the measurement unit 2 has been unintentionally deformed. In other words, the control unit 3 may perform the foreign object determination operation shown in FIG. 21 to determine whether or not an abnormality has occurred in the measured object M, that is, whether or not the measured object M has been unintentionally deformed.
- FIG. 23(a) shows a measurement model MM generated when the measured object M is deformed unintentionally
- FIG. 23(b) shows a measurement model MM generated when the measured object M is not deformed
- FIG. 23(c) shows an object model OM acquired in both cases when the measured object M is deformed unintentionally and when the measured object M is not deformed.
- the difference between the measurement model MM and the object model OM e.g., the differential model DM
- the difference between the measurement model MM and the object model OM (e.g., the differential model DM) is relatively small.
- the measurement model MM and the object model OM match.
- the control unit 3 may determine whether or not the measured object M has been unintentionally deformed based on the difference between the measurement model MM and the object model OM. For example, the control unit 3 may determine that the measured object M has been unintentionally deformed if the difference between the measurement model MM and the object model OM exceeds an allowable amount. For example, the control unit 3 may determine that the measured object M has not been deformed if the difference between the measurement model MM and the object model OM falls below an allowable amount.
- the tolerance used to determine whether the measured object M is deformed unintentionally may be different from the tolerance used to determine whether the measured object M contains a foreign object.
- the tolerance used to determine whether the measured object M is deformed unintentionally may be smaller than the tolerance used to determine whether the measured object M contains a foreign object. The reason for this is explained below.
- the size of the difference model DM i.e., the difference between the measurement model MM and the object model OM
- the size of the difference model DM i.e., the difference between the measurement model MM and the object model OM
- the size of the foreign object is usually smaller than the magnitude of the deformation amount of the measured object M. This is because the deformation of the measured object M is unintentional, and therefore the possibility that the size of the measured object M will change significantly due to the deformation of the measured object M is low. Therefore, the difference between the measurement model MM and the object model OM when the measurement object M includes a foreign object is likely to be larger than the difference between the measurement model MM and the object model OM when the measurement object M is unintentionally deformed.
- the control unit 3 may use a first allowable amount larger than the second allowable amount as an allowable amount used to determine whether the measurement object M includes a foreign object, and a second allowable amount smaller than the first allowable amount as an allowable amount used to determine whether the measurement object M is unintentionally deformed.
- the control unit 3 may determine that the measurement object M includes a foreign object when the difference between the measurement model MM and the object model OM exceeds the first allowable amount.
- the control unit 3 may determine that the measurement object M is unintentionally deformed when the difference between the measurement model MM and the object model OM is smaller than the first allowable amount and exceeds the second allowable amount.
- the control unit 3 may determine that the measured object M does not contain a foreign object and that the measured object M has not been deformed. As a result, the control unit 3 can individually (in other words, separately) determine whether the measured object M contains a foreign object and whether the measured object M has been unintentionally deformed. Note that at least one of the first allowable amount and the second allowable amount may be changeable by the operator.
- a first example of an abnormality related to the measured object M is interference between the measured object M and an interfering object that may interfere with the measured object M
- a second example of an abnormality related to the measured object M is an abnormality in which the measured object M measured by the measuring unit 2 contains a foreign object.
- a third example of an abnormality related to the measured object M is an abnormality in which the measured object M interferes with the processing of the workpiece W by the processing unit 1 using the processing light EL.
- the measured object M blocks the processing light EL that should be irradiated onto the workpiece W.
- the processing light EL is no longer irradiated onto the workpiece W, and the measured object M interferes with the processing of the workpiece W by the processing unit 1 using the processing light EL.
- the abnormality that the processing of the workpiece W using the processing light EL by the processing unit 1 is hindered by the measured object M may also include an abnormality that interference occurs between the optical path of the processing light EL and the measured object M.
- the state in which interference occurs between the optical path of the processing light EL and the measured object M may include a state in which the measured object M is located on the optical path of the processing light EL.
- the state in which interference occurs between the optical path of the processing light EL and the measured object M may include a state in which the measured object M is not located on the optical path of the processing light EL, but the distance D between the optical path of the processing light EL and the measured object M is less than the allowable lower limit distance DTH.
- the abnormality where the processing of the workpiece W using the processing light EL by the processing unit 1 is hindered by the measured object M may also include an abnormality where a blind spot is generated where the processing head 13 cannot irradiate the processing light EL.
- the abnormality judgment operation may be referred to as a machining abnormality judgment operation that judges whether or not the machining of the workpiece W is hindered by the measured object M.
- the control unit 3 may acquire information regarding the optical path of the processing light EL, and perform the machining abnormality judgment operation based on the information regarding the optical path of the processing light EL.
- the information regarding the optical path of the processing light EL may be information regarding a processing light model, which is a three-dimensional model that imitates the optical path of the processing light EL.
- the control unit 3 may perform the machining abnormality judgment operation by performing the above-mentioned interference judgment operation using the processing light model as the above-mentioned head model HM.
- an abnormality related to the measurement object M there is an abnormality in which the measurement of the workpiece W by the machining unit 1 using the measurement light ML is hindered by the measurement object M.
- the measurement light ML that should be irradiated to the workpiece W is blocked by the measurement object M.
- the measurement light ML is not irradiated to the workpiece W, and therefore the measurement of the workpiece W by the machining unit 1 using the measurement light ML is hindered by the measurement object M.
- the abnormality in which the measurement of the workpiece W using the measurement light ML by the processing unit 1 is hindered by the measured object M may also include an abnormality in which interference occurs between the optical path of the measurement light ML and the measured object M.
- the state in which interference occurs between the optical path of the measurement light ML and the measured object M may include a state in which the measured object M is located on the optical path of the measurement light ML.
- the state in which interference occurs between the optical path of the measurement light ML and the measured object M may include a state in which the measured object M is not located on the optical path of the measurement light ML, but the distance D between the optical path of the measurement light ML and the measured object M is less than the allowable lower limit distance DTH.
- the abnormality where the measurement of the workpiece W using the measurement light ML by the processing unit 1 is hindered by the measured object M may also include an abnormality where a blind spot is generated where the processing head 13 cannot irradiate the measurement light ML.
- the abnormality determination operation may be referred to as a measurement abnormality determination operation that determines whether or not the measurement of the workpiece W is hindered by the measured object M.
- the control unit 3 may acquire information regarding the optical path of the measurement light ML, and perform the measurement abnormality determination operation based on the information regarding the optical path of the measurement light ML.
- the information regarding the optical path of the measurement light ML may be information regarding a measurement light model, which is a three-dimensional model that mimics the optical path of the measurement light ML.
- the control unit 3 may perform the processing abnormality determination operation by performing the above-mentioned interference determination operation using the measurement light model as the above-mentioned head model HM.
- control unit 3 generates the measurement model MM based on the measurement results of the measurement object M by the measurement unit 2.
- the control unit 3 may generate the measurement model MM without using the measurement results of the measurement object M by the measurement unit 2.
- the control unit 3 may calculate the three-dimensional shape of the measurement object M by analyzing an image generated by a camera that captures the measurement object M, and generate a measurement model MM indicating the three-dimensional shape of the measurement object M based on the calculated three-dimensional shape of the measurement object M.
- control unit 3 may calculate the three-dimensional shape of the measurement object M by analyzing the detection result of a depth sensor that can detect the depth of the measurement object M, and generate a measurement model MM indicating the three-dimensional shape of the measurement object M based on the calculated three-dimensional shape of the measurement object M.
- the control unit 3 performs an interference determination operation to determine whether interference between the machining head 13 and the measured object M will occur during at least a portion of the machining period in which the machining unit 1 processes the workpiece W.
- the control unit 3 may also determine whether interference between the machining head 13 and the measured object M will occur during at least a portion of the measurement period in which the machining unit 1 measures the workpiece W. If it is determined that interference between the machining head 13 and the measured object M will occur during at least a portion of the measurement period, the control unit 3 may modify the measurement control information (e.g., measurement path information).
- the description of the interference determination operation that determines whether interference between the machining head 13 and the measured object M occurs during at least a portion of the above-mentioned machining period can be reused as a description of the interference determination operation that determines whether interference between the machining head 13 and the measured object M occurs during at least a portion of the measurement period by replacing the terms "machining of the workpiece W", “machining period”, “machining control information”, and “machining path information” with the terms “measurement of the workpiece W", “measurement period”, “measurement control information”, and “measurement path information”, respectively.
- the description of the interference determination operation that determines whether interference between the machining head 13 and the measured object M occurs during at least a portion of the measurement period will be omitted.
- control unit 3 provided in the machining system SYS performs the abnormality determination operation.
- a control unit disposed outside the machining system SYS may perform the abnormality determination operation.
- an external control unit independent of the machining system SYS may perform the abnormality determination operation.
- An example of an external control unit is a control information generating device that generates the above-mentioned machining control information.
- the control information generating device may be a device that generates machining control information by executing CAM (Computer Aided Manufacturing) software (in other words, a computer program).
- the control information generating device may be a device that generates machining control information by executing software called a slicer (in other words, a computer program).
- the processing unit 1 performs removal processing on the workpiece W.
- the processing unit 1 may perform processing on the workpiece W that is different from removal processing.
- the processing unit 1 may perform additional processing on the workpiece W.
- the processing unit 1 may perform additional processing to form a shaped object on the workpiece W.
- the processing unit 1 may be referred to as an additional processing unit, and the processing head 13 may be referred to as an additional processing head.
- the processing unit 1 may be considered to be capable of functioning as a 3D printer.
- the additional processing unit may further include at least one of a powder supply device and a molten pool observation device.
- the molten pool observation device may include at least one of, for example, an imaging device and a temperature sensor. At least one of the powder supply device and the molten pool observation device may be equipped on the additive processing head as an accessory.
- the processing system SYS may determine whether there is an object that interferes or obstructs when observing (e.g., imaging) the molten pool with the molten pool observation device.
- the processing system SYS may also include the processing unit 1 and the additional processing unit.
- the processing unit 1 may perform melt processing to melt the surface of the workpiece W and solidify the melted surface.
- the melt processing may be referred to as remelt processing.
- the processing unit 1 may perform planar processing to make the surface of the workpiece W closer to a flat surface compared to before the melt processing by performing melt processing.
- the processing unit 1 may perform marking processing to form a desired mark on the surface of the workpiece W.
- the processing unit 1 may perform surface modification processing to change the characteristics of the surface of the workpiece W.
- the processing unit 1 may perform peening processing to change the characteristics of the surface of the workpiece W.
- the processing unit 1 may perform peeling processing to peel off the surface of the workpiece W.
- the processing unit 1 may perform welding processing to join one workpiece W to another workpiece W.
- the processing unit 1 may perform cutting processing to cut the workpiece W.
- the processing unit 1 processes the workpiece W by irradiating the workpiece W with processing light EL.
- the processing unit 1 processes the workpiece W by irradiating the workpiece W with an energy beam in the form of light.
- the processing system SYS may irradiate the workpiece W with any energy beam other than light to process the workpiece W.
- the processing system SYS may be equipped with a beam source capable of generating any energy beam in addition to or instead of the processing light source 11.
- An example of the any energy beam is at least one of a charged particle beam and an electromagnetic wave.
- An example of the charged particle beam is at least one of an electron beam and an ion beam.
- the processing unit 1 may use a tool to process the workpiece W.
- the processing unit 1 may process the workpiece W by bringing a rotating tool into contact with the workpiece W.
- the processing head 13 may be equipped with a tool instead of the emission optical system 130 and the irradiation optical system 135. Even when the processing unit 1 uses a tool to process the workpiece W, the processing system SYS may perform the abnormality determination operation described above.
- the processing unit 1 may perform a predetermined process on the workpiece W in addition to or instead of processing the workpiece W. In other words, the processing unit 1 does not have to process the workpiece W.
- the processing unit 1 and the processing head 13 may be referred to as a processing unit and a processing head, respectively.
- the processing unit 1 may perform a measurement process for measuring the workpiece W as the predetermined process.
- the processing unit 1 may be equipped with a hand gripper and perform a gripping process for gripping the workpiece W using the hand gripper as the predetermined process. Even when the processing unit 1 performs a predetermined process on the workpiece W, the control unit 3 may perform the abnormality determination operation described above.
- the machining unit 1 is provided with a head drive system 141. However, the machining unit 1 does not have to be provided with the head drive system 141. In other words, the machining head 13 does not have to be movable. Also, in the above description, the machining unit 1 is provided with a stage drive system 161. However, the machining unit 1 does not have to be provided with the stage drive system 161. In other words, the stage 15 does not have to be movable.
- the processing unit 1 is capable of measuring the workpiece W.
- the processing unit 1 does not have to be capable of measuring the workpiece W.
- the processing unit 1 does not have to include components for measuring the workpiece W.
- the processing unit 1 does not have to include the measurement light source 12, the measurement optical system 132, and the synthesis optical system 133.
- An information processing method for processing an object placed on a placement device using a processing head comprising: measuring a three-dimensional shape of a measurement object including the processing target, thereby generating a measurement model indicating the measured three-dimensional shape of the measurement object; and determining whether or not the processing head and the measured object interfere with each other during at least a portion of the processing period based on the measurement model, a processing head model indicating a three-dimensional shape of the processing head, and detection information regarding movement of at least one of the processing head and the mounting device detected during at least a portion of the processing period in which the workpiece is processed.
- An information processing method for processing an object placed on a placement device using a processing head comprising: measuring a three-dimensional shape of a measurement object including the processing target, thereby generating a measurement model indicating the measured three-dimensional shape of the measurement object; and determining whether or not the processing head and the object to be measured interfere with each other during at least a portion of a processing period based on the measurement model, a processing head model indicating a three-dimensional shape of the processing head, and control information for controlling movement of at least one of the processing head and the mounting device during at least a portion of a processing period during which the workpiece is processed.
- Appendix 6 The information processing method described in Appendix 5, wherein determining whether or not the processing head and the measured object will interfere with each other includes determining whether or not the processing head and the measured object will interfere with each other before processing of the object to be processed is started.
- Appendix 7 The information processing method described in Appendix 5 or 6, wherein determining whether or not the processing head and the measured object will interfere with each other includes determining whether or not the processing head and the measured object will interfere with each other based on the relative positional relationship between the processing head model and the measurement model during at least a portion of the processing period based on the control information.
- Appendix 11 The information processing method according to any one of Appendices 1 to 10, wherein determining whether or not the processing head and the measured object interfere with each other includes determining whether or not the processing head and the measured object interfere with each other based on an object model that indicates a designed three-dimensional shape of the measured object.
- Appendix 12 The information processing method described in Appendix 11, wherein determining whether or not the processing head and the measured object interfere with each other based on the object model includes determining whether or not the processing head and the measured object interfere with each other based on a measurement differential model corresponding to the difference between the measurement model and the object model.
- the information processing method includes: When it is determined that the processing head and the measurement object interfere with each other at a timing of processing the first portion of the workpiece, the processing of the first portion is stopped; 14. The information processing method according to claim 13, further comprising: after stopping the processing of the first portion, processing a second portion of the object, the second portion being different from the first portion.
- Appendix 15 The information processing method described in any one of Appendices 1 to 14, further including modifying control information for controlling movement of at least one of the processing head and the mounting device during at least a portion of a processing period during which the object to be processed is processed, based on a determination result of whether or not the processing head and the measured object interfere with each other.
- modifying the control information includes modifying the control information after starting processing of the object.
- Appendix 17 The information processing method described in any one of Appendices 1 to 16, further comprising: when it is determined that the processing head and the measured object will interfere with each other at the timing of processing a third portion of the workpiece, delaying movement of at least one of the processing head and the mounting device at the timing of processing the third portion, compared to when it is not determined that the processing head and the measured object will interfere with each other at the timing of processing the third portion.
- Appendix 18 The information processing method according to any one of appendixes 1 to 17, wherein the measurement object includes a support member that supports the workpiece.
- Appendix 19 The information processing method according to any one of appendices 1 to 18, wherein the object to be measured includes at least a part of the mounting device.
- Appendix 20 The information processing method according to any one of appendixes 1 to 19, wherein the machining head model is generated by measuring a three-dimensional shape of the machining head.
- Appendix 21 The information processing method according to any one of appendices 1 to 20, further comprising generating display data for displaying movements of the machining head model and the measurement model on a display device.
- Appendix 22 An information processing method for processing the object placed on a placement device in a processing apparatus, using a processing head, comprising: generating a measurement model indicating the three-dimensional shape of the measured object by measuring a three-dimensional shape of the measured object including the mounting device; and determining whether or not an abnormality has occurred within the processing device by comparing the measurement model with an object model that indicates a designed three-dimensional shape of the object to be measured.
- the measurement object includes a support member that supports the workpiece.
- the abnormality includes an abnormality that an object other than the mounting device and the support member is present in the vicinity of the workpiece.
- a processing apparatus comprising: the information processing apparatus according to claim 29.
- [Appendix 31] A processing method for processing the object using a processing device including the processing head and the placement device, the processing method comprising the information processing method according to any one of appendices 1 to 28.
- a computer including a device for instructing processing of the object placed on a placement device using a processing head, a measurement model generating step of generating a measurement model indicating the measured three-dimensional shape of the measurement object by measuring a three-dimensional shape of the measurement object including the processing target; and an interference determination step of determining whether or not the processing head and the measured object interfere with each other during at least a portion of the processing period based on the measurement model, a processing head model showing the three-dimensional shape of the processing head, and detection information regarding the movement of at least one of the processing head and the mounting device detected during at least a portion of the processing period in which the workpiece is processed.
- a program storage medium storing the information program according to claim 32.
- An information processing method for processing the processing object placed on a placement device using a processing head comprising: Measuring a three-dimensional shape of a measurement object including the processing target, thereby acquiring a measurement result including information regarding the measured three-dimensional shape of the measurement object; and determining whether or not an abnormality occurs during at least a portion of a processing period based on the measurement results, processing head information including information regarding a three-dimensional shape of the processing head, and detection information regarding movement of at least one of the processing head and the mounting device detected during at least a portion of a processing period during which the object to be processed is processed.
- An information processing method for processing the processing object placed on a placement device using a processing head comprising: Measuring a three-dimensional shape of a measurement object including the mounting device to obtain a measurement result including information regarding the three-dimensional shape of the measurement object; and determining whether or not an abnormality occurs in the measured object based on the measurement result.
- Appendix 36 1. An information processing method for processing an object placed on a placement device using a processing head, comprising: measuring a three-dimensional shape of a measurement object including the processing target, thereby generating a measurement model indicating the measured three-dimensional shape of the measurement object; and determining whether or not the processing head and the object to be measured interfere with each other based on the measurement model.
- a display method for processing an object placed on a placement device using a processing head comprising: measuring a three-dimensional shape of a measurement object including the processing target, thereby generating a measurement model indicating the measured three-dimensional shape of the measurement object; and generating display data on a display device, the display data displaying information regarding a determination of whether or not the processing head and the measured object interfere with each other during at least a portion of the processing period, based on the measurement model, a processing head model showing a three-dimensional shape of the processing head, and detection information regarding the movement of at least one of the processing head and the mounting device detected during at least a portion of the processing period during which the object to be processed is processed.
- a display method for processing an object placed on a placement device using a processing head comprising: measuring a three-dimensional shape of a measurement object including the processing target, thereby generating a measurement model indicating the measured three-dimensional shape of the measurement object; and generating display data on a display device, the display data displaying information regarding a determination of whether or not the processing head and the measured object interfere during at least a portion of the processing period, based on the measurement model, a processing head model showing a three-dimensional shape of the processing head, and control information for controlling the movement of at least one of the processing head and the mounting device during at least a portion of the processing period during which the workpiece is processed.
- a display method for processing the object placed on a placement device in a processing device, using a processing head comprising: generating a measurement model indicating the three-dimensional shape of the measured object by measuring a three-dimensional shape of the measured object including the mounting device; and generating display data on a display device by comparing the measurement model with an object model that indicates the designed three-dimensional shape of the measured object, the display data displaying information regarding whether or not an abnormality has occurred within the processing device.
- a display method for processing the processing object placed on a placement device using a processing head comprising: Measuring a three-dimensional shape of a measurement object including the processing target, thereby acquiring a measurement result including information regarding the measured three-dimensional shape of the measurement object; generating display data on a display device that displays information regarding whether or not an abnormality occurs during at least a portion of the processing period based on the measurement results, processing head information including information regarding a three-dimensional shape of the processing head, and detection information regarding movement of at least one of the processing head and the mounting device detected during at least a portion of the processing period during which the object to be processed is processed.
- a display method for processing the processing object placed on a placement device using a processing head comprising: Measuring a three-dimensional shape of a measurement object including the mounting device to obtain a measurement result including information regarding the three-dimensional shape of the measurement object; generating display data for displaying, on a display device, information relating to a determination as to whether or not an abnormality occurs in the measured object based on the measurement result.
- a display method for processing an object placed on a placement device using a processing head comprising: measuring a three-dimensional shape of a measurement object including the processing target, thereby generating a measurement model indicating the measured three-dimensional shape of the measurement object; generating display data, based on the measurement model, for displaying, on a display device, information relating to a determination as to whether or not the processing head and the object to be measured interfere with each other.
- each of the above-mentioned embodiments may be appropriately combined with at least some of the other constituent elements of each of the above-mentioned embodiments. Some of the constituent elements of each of the above-mentioned embodiments may not be used.
- the disclosures of all publications and U.S. patents cited in each of the above-mentioned embodiments are incorporated by reference into the present text.
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Abstract
情報処理方法は、加工ヘッドを用いて載置装置に載置された加工対象物を加工するための情報処理方法であって、加工対象物を含む被計測物体の三次元形状を計測することで、計測された被計測物体の三次元形状を示す計測モデルを生成することと、計測モデルと、加工ヘッドの三次元形状を示す加工ヘッドモデルと、加工期間において検出される加工ヘッド及び載置装置の少なくとも一方の動きに関する検出情報とに基づいて、加工期間において加工ヘッドと被計測物体とが干渉するか否かを判定することとを含む。
Description
本発明は、例えば、加工対象物を加工するため情報処理方法、情報処理装置、加工装置及び加工方法の技術分野に関する。
物体を加工可能な加工装置の一例が、特許文献1に記載されている。このような加工装置の技術的課題の一つとして、加工対象物を加工する際に加工装置に異常が生ずるか否かを適切に判定することがあげられる。
第1の態様によれば、加工ヘッドを用いて載置装置に載置された加工対象物を加工するための情報処理方法であって、前記加工対象物を含む被計測物体の三次元形状を計測することで、計測された前記被計測物体の三次元形状を示す計測モデルを生成することと、前記計測モデルと、前記加工ヘッドの三次元形状を示す加工ヘッドモデルと、前記加工対象物が加工される加工期間の少なくとも一部において検出される前記加工ヘッド及び前記載置装置の少なくとも一方の動きに関する検出情報とに基づいて、前記加工期間の少なくとも一部において前記加工ヘッドと前記被計測物体とが干渉するか否かを判定することとを含む情報処理方法が提供される。
第2の態様によれば、加工ヘッドを用いて載置装置に載置された加工対象物を加工するための情報処理方法であって、前記加工対象物を含む被計測物体の三次元形状を計測することで、計測された前記被計測物体の三次元形状を示す計測モデルを生成することと、前記計測モデルと、前記加工ヘッドの三次元形状を示す加工ヘッドモデルと、前記加工対象物が加工される加工期間の少なくとも一部における前記加工ヘッド及び前記載置装置の少なくとも一方の動きを制御する制御情報とに基づいて、前記加工期間の少なくとも一部において前記加工ヘッドと前記被計測物体とが干渉するか否かを判定することとを含む情報処理方法が提供される。
第3の態様によれば、加工装置内の載置装置に載置された前記加工対象物を、加工ヘッドを用いて加工するための情報処理方法であって、前記載置装置を含む被計測物体の三次元形状を計測することで、計測された前記被計測物体の三次元形状を示す計測モデルを生成することと、前記計測モデルと、前記被計測物体の設計上の三次元形状を示す物体モデルとを比較することで、前記加工装置内に異常が生じているか否かを判定することとを含む情報処理方法が提供される。
第4の態様によれば、第1から第3の態様のいずれか一つによって提供される前記情報処理方法を用いる情報処理装置が提供される。
第5の態様によれば、前記加工ヘッドと、前記載置装置と、第4の態様によって提供される情報処理装置とを備える加工装置が提供される。
第6の態様によれば、第1から第3の態様のいずれか一つによって提供される情報処理方法を用いて、前記加工ヘッドと前記載置装置を備えた加工装置を用いて前記加工対象物を加工する加工方法が提供される。
第7の態様によれば、加工ヘッドを用いて載置装置に載置された加工対象物を加工するための情報処理方法であって、前記加工対象物を含む被計測物体の三次元形状を計測することで、計測された前記被計測物体の三次元形状を示す計測モデルを生成することと、前記計測モデルに基づいて、前記加工ヘッドと前記被計測物体とが干渉するか否かを判定することとを含む情報処理方法が提供される。
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。
以下、図面を参照しながら、情報処理方法、情報処理装置、加工装置、加工方法、表示方法、情報プログラム及びプログラム記憶媒体の実施形態について説明する。以下では、加工対象物の一例であるワークWを加工可能な加工システムSYSを用いて、情報処理方法、情報処理装置、加工装置、加工方法、表示方法、情報プログラム及びプログラム記憶媒体の実施形態を説明する。加工システムSYSは、加工装置と称されてもよい。但し、本発明が以下に説明する実施形態に限定されることはない。
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、加工システムSYS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)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。
(1)加工システムSYSの構成
初めに、本実施形態における加工システムSYSの構成について説明する。
初めに、本実施形態における加工システムSYSの構成について説明する。
(1-1)加工システムSYSaの全体構成
初めに、図1及び図2を参照しながら、本実施形態における加工システムSYSの構成について説明する。図1は、本実施形態における加工システムSYSの構成の一例を模式的に示す断面図である。図2は、本実施形態における加工システムSYSの構成の一例を示すブロック図である。
初めに、図1及び図2を参照しながら、本実施形態における加工システムSYSの構成について説明する。図1は、本実施形態における加工システムSYSの構成の一例を模式的に示す断面図である。図2は、本実施形態における加工システムSYSの構成の一例を示すブロック図である。
図1及び図2に示すように、加工システムSYSは、加工ユニット1と、計測ユニット2と、制御ユニット3と、出力ユニット4とを備えている。但し、加工システムSYSは、出力ユニット4を備えていなくてもよい。尚、加工ユニット1は、加工装置と称されてもよいし、計測ユニット2は、計測装置と称されてもよいし、制御ユニット3は、制御装置と称されてもよいし、出力ユニット4は、表示装置と称されてもよい。
加工ユニット1及び計測ユニット2の少なくとも一部は、筐体5の内部空間SPに収容されていてもよい。筐体5の内部空間SPは、窒素ガス等のパージガス(つまり、気体)でパージされていてもよいし、パージガスでパージされていなくてもよい。筐体5の内部空間SPは、真空引きされてもよいし、真空引きされていなくてもよい。但し、加工ユニット1及び計測ユニット2の少なくとも一部は、筐体5の内部空間SPに収容されていなくてもよい。加工ユニット1及び計測ユニット2の少なくとも一部のみを囲う局所空間が、パージガスでパージされていてもよいし、真空引きされていてもよい。
但し、加工ユニット1及び計測ユニット2は、筐体5の外部に配置されていてもよい。加工ユニット1が筐体5の外部に配置されている場合には、加工ユニット1がワークWを加工するタイミングで、加工ユニット1の少なくとも一部が内部空間SPに収容されてもよい。この場合、加工ユニット1は、筐体5に形成された一つ以上の開口に挿入されてもよい。例えば、加工ユニット1がワークWを加工するタイミングで、加工ユニット1が筐体5に形成された一つ以上の開口に挿入され、その結果、加工ユニット1の少なくとも一部が内部空間SPに収容されてもよい。計測ユニット2が筐体5の外部に配置されている場合には、計測ユニット2がワークWを計測するタイミングで、計測ユニット2の少なくとも一部が内部空間SPに収容されてもよい。例えば、計測ユニット2がワークWを計測するタイミングで、計測ユニット2が筐体5に形成された一つ以上の開口に挿入され、その結果、計測ユニット2の少なくとも一部が内部空間SPに収容されてもよい。
計測ユニット2は、加工ユニット1に取り付けられていてもよい。計測ユニット2は、加工ユニット1に取り付け可能であり、且つ、取り外し可能であってもよい。計測ユニット2は、加工ユニット1の内部に配置されていてもよい。つまり、計測ユニット2は、加工ユニット1に内蔵されていてもよい。計測ユニット2が加工ユニット1の内部に配置されている場合には、筐体5に形成された一つ以上の開口を介して加工ユニット1及び計測ユニット2の双方を筐体5の内部に挿入する(つまり、内部空間SPに収容する)ための構造が簡略化される。例えば、筐体5には、加工ユニット1及び計測ユニット2がそれぞれ挿入される二つの開口に代えて、計測ユニット2が内蔵された加工ユニット1が挿入される単一の開口が形成されていてもよい。その結果、二つの開口が筐体5に形成される場合と比較して、単一の開口が筐体5に形成される場合には、筐体5の構造が簡略化される。
内部空間SPには、ワークWの加工に起因して発生する不要物質(例えば、ヒューム)を回収するための気体が循環していてもよい。例えば、加工システムSYSは、筐体5に形成された気体供給口から、内部空間に気体を供給し、筐体5に形成された気体回収口から、内部空間に供給された気体を、不要物質と共に回収してもよい。尚、ワークWが加工される場合には、加工システムSYSは、内部空間SPにおける気体の循環を停止することで、内部空間SPの気密性を確保してもよい。例えば、ワークWが加工される場合には、加工システムSYSは、気体供給口を介して内部空間SPへの気体の供給及び気体回収口を介して内部空間SPからの気体の回収を停止することで、内部空間SPの気密性を確保してもよい。
加工ユニット1は、制御ユニット3の制御下で、加工対象物(母材と称されてもよい)であるワークWを加工可能である。ワークWは、例えば、金属であってもよいし、合金(例えば、ジュラルミン等)であってもよいし、半導体(例えば、シリコン)であってもよいし、樹脂であってもよいし、CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastic)等の複合材料であってもよいし、塗料(一例として基材に塗布された塗料層)であってもよいし、ガラスであってもよいし、それ以外の任意の材料から構成される物体であってもよい。
加工ユニット1は、ワークWを加工するために、ワークWに対して加工光ELを照射する。加工光ELは、ワークWに照射されることでワークWを加工可能である限りは、どのような種類の光であってもよい。本実施形態では、加工光ELがレーザ光である例を用いて説明を進めるが、加工光ELは、レーザ光とは異なる種類の光であってもよい。更に、加工光ELの波長は、ワークWに照射されることでワークWを加工可能である限りは、どのような波長であってもよい。例えば、加工光ELは、可視光であってもよいし、不可視光(例えば、赤外光、紫外光及び極端紫外光等の少なくとも一つ)であってもよい。加工光ELは、パルス光を含んでいてもよい。或いは、加工光ELは、パルス光を含んでいなくてもよい。言い換えると、加工光ELは、連続光であってもよい。尚、光は、エネルギビームの一例であるがゆえに、加工光ELは、加工ビームと称されてもよい。
ワークWの表面での加工光ELの強度分布は、所望の分布であってもよい。例えば、ワークWの表面での加工光ELの強度分布は、ガウシアン分布であってもよい。例えば、ワークWの表面での加工光ELの強度分布は、トップハット分布であってもよい。
加工ユニット1は、ワークWの表面での加工光ELの強度分布を制御可能であってもよい。加工ユニット1は、ワークWの表面での加工光ELの強度分布を変更可能であってもよい。例えば、加工ユニット1は、ワークWの表面での加工光ELの強度分布を、第1の分布から、第2の分布へと変更可能であってもよい。例えば、加工ユニット1は、ワークWの表面での加工光ELの強度分布を、ガウシアン分布及びトップハット分布のいずれか一方から、ガウシアン分布及びトップハット分布のいずれか他方へと変更可能であってもよい。
加工ユニット1は、ワークWに対して除去加工を行う。つまり、加工ユニット1は、ワークWの一部を除去する除去加工を行う。但し、後に詳述するように、加工ユニット1は、ワークWに対して除去加工とは異なる他の加工を行ってもよい。
加工ユニット1は、ワークWを加工することで、ワークWの表面に所望構造を形成してもよい。但し、加工ユニット1は、ワークWの表面に所望構造を形成するための加工とは異なる加工を行ってもよい。ワークWの表面に所望構造を形成するための加工とは異なる加工の一例としては、ワークWの平面出し加工であってもよい。ワークWの平面出し加工は、ワークWの表面を研削して平らにする加工を含んでいてもよい。
所望構造の一例として、リブレット構造があげられる。リブレット構造は、ワークWの表面の流体に対する抵抗(特に、摩擦抵抗及び乱流摩擦抵抗の少なくとも一方)を低減可能な構造を含んでいてもよい。このため、リブレット構造は、流体中に設置される(言い換えれば、位置する)部材を有するワークWに形成されてもよい。尚、ここでいう「流体」とは、ワークWの表面に対して流れている媒質(例えば、気体及び液体の少なくとも一方)を意味する。例えば、媒質自体が静止している状況下でワークWの表面が媒質に対して移動する場合には、この媒質を流体と称してもよい。尚、媒質が静止している状態は、所定の基準物(例えば、地表面)に対して媒質が移動していない状態を意味していてもよい。
リブレット構造が形成されるワークWの一例として、自動車、自動二輪車、自転車、レースカー、鉄道車両、航空機、ドローン、船舶、風車、エンジン用タービン、及び、発電用タービンのうちの少なくとも一つがあげられる。このようなリブレット構造がワークWに形成される場合には、ワークWは、流体に対して相対的に移動しやすくなる。このため、流体に対するワークWの移動を妨げる抵抗が低減されるがゆえに、省エネルギ化につながる。つまり、環境にやさしいワークWの製造が可能となる。例えば、ワークWが、航空機の機体表面に露出する部材である(例えば、航空機の少なくとも一部である)場合には、航空機の移動を妨げる抵抗が低減されるがゆえに、航空機の省燃費化につながる。例えば、ワークWが風車である(例えば、風車の少なくとも一部である)場合には、風車の移動(典型的には、回転)を妨げる抵抗が低減されるがゆえに、風車の高効率化につながる。例えば、ワークWがエンジン用タービンである(例えば、エンジン用タービンの少なくとも一部である)場合には、エンジン用タービンの移動(典型的には、回転)を妨げる抵抗が低減されるがゆえに、エンジン用タービンの高効率化又は省エネルギ化につながる。例えば、ワークWが発電用タービンである(例えば、発電用タービンの少なくとも一部である)場合には、発電用タービンの移動(典型的には、回転)を妨げる抵抗が低減されるがゆえに、発電用タービンの高効率化(つまり、発電効率の向上)につながる。このため、加工ユニット1は、国連が主導する持続可能な開発目標(SDGs)の目標13(Goal 13)「気候変動及びその影響を軽減するための緊急対策を講じる(Take urgent action to conbat climate chnage and its impact)」に掲げられている目標の中の「13.2.2 年間温室効果ガス総排出量(Total Greenhouse gas emissions per year)の削減」に貢献できる可能性がある。
加工ユニット1は更に、制御ユニット3の制御下で、ワークWを計測可能である。加工ユニット1は、ワークWを計測するために、ワークWに対して、ワークWを計測するための計測光ML1を照射する。つまり、加工ユニット1は、計測光ML1を用いる計測方法を用いて、ワークWを計測する。具体的には、加工ユニット1は、計測光ML1をワークWに照射し、且つ、計測光ML1が照射されたワークWから戻ってくる戻り光RLの少なくとも一部を検出する(つまり、受光する)ことで、ワークWを計測する。計測光ML1が照射されたワークWから戻ってくる戻り光RLは、計測光ML1の照射によって生じるワークWからの光である。但し、加工ユニット1は、計測光ML1を用いる計測方法とは異なる計測方法を用いて、ワークWを計測してもよい。
計測光ML1は、ワークWに照射されることでワークWを計測可能である限りは、どのような種類の光であってもよい。本実施形態では、計測光ML1がレーザ光である例を用いて説明を進める。但し、計測光ML1は、レーザ光とは異なる種類の光であってもよい。更に、計測光ML1の波長は、ワークWに照射されることでワークWを計測可能である限りは、どのような波長であってもよい。例えば、計測光ML1は、可視光であってもよいし、不可視光(例えば、赤外光、紫外光及び極端紫外光等の少なくとも一つ)であってもよい。計測光ML1は、パルス光(例えば、発光時間がピコ秒以下のパルス光)を含んでいてもよい。或いは、計測光ML1は、パルス光を含んでいなくてもよい。言い換えると、計測光ML1は、連続光であってもよい。尚、光は、エネルギビームの一例であるがゆえに、計測光ML1は、計測ビームと称されてもよい。
加工ユニット1は、計測光ML1を用いて、ワークWの特性を計測可能であってもよい。ワークWの特性は、例えば、ワークWの位置、ワークWの形状、ワークWの反射率、ワークWの透過率、ワークWの温度、及び、ワークWの表面粗さの少なくとも一つを含んでいてもよい。
ワークWを加工し且つワークWを計測するために、加工ユニット1は、加工光源11と、計測光源12と、加工ヘッド13と、ヘッド駆動系141と、ヘッド位置計測装置142と、ステージ15と、ステージ駆動系161と、ステージ位置計測装置162とを備える。
加工光源11は、加工光ELを生成する。加工光ELがレーザ光である場合には、加工光源11は、例えば、レーザダイオードを含んでいてもよい。更に、加工光源11は、パルス発振可能な光源であってもよい。この場合、加工光源11は、パルス光を加工光ELとして生成可能である。尚、加工光源11は、CW(連続波)を生成するCW光源であってもよい。
計測光源12は、計測光ML1を生成する。計測光ML1がレーザ光である場合には、計測光源12は、例えば、レーザダイオードを含んでいてもよい。更に、計測光源12は、パルス発振可能な光源であってもよい。この場合、計測光源12は、パルス光を加工光ELとして生成可能である。尚、計測光源12は、CW(連続波)を生成するCW光源であってもよい。
加工ヘッド13は、加工光源11が生成した加工光ELをワークWに照射し且つ計測光源12が生成した計測光ML1をワークWに照射する。加工光ELをワークWに照射し且つ計測光ML1をワークWに照射するために、加工ヘッド13は、加工ヘッド13の構成を示すブロック図である図3に示すように、射出光学系130と、照射光学系135と、フード136とを備える。但し、加工ヘッド13は、フード136を備えていなくてもよい。
射出光学系130は、加工光源11が生成した加工光EL及び計測光源12が生成した計測光ML1が入射する光学系である。射出光学系130は、加工光EL及び計測光ML1のそれぞれを射出可能な光学系である。加工光EL及び計測光ML1のそれぞれを射出するために、射出光学系130は、図3に示すように、加工光学系131と、計測光学系132と、合成光学系133と、偏向光学系134とを備えていてもよい。但し、射出光学系130は、加工光学系131、計測光学系132、合成光学系133及び偏向光学系134の少なくとも一つを備えていなくてもよい。尚、加工光学系131、計測光学系132、合成光学系133及び偏向光学系134については、図4等を参照しながら後に詳述する。
射出光学系130が射出した加工光EL及び計測光ML1のそれぞれは、照射光学系135に入射する。このため、射出光学系130は、加工光EL及び計測光ML1のそれぞれを、照射光学系135に向けて射出する。照射光学系135は、加工光ELをワークWに照射可能な光学系である。照射光学系135は、計測光ML1をワークWに照射可能な光学系である。尚、照射光学系135は、対物光学系と称されてもよい。
フード136は、加工ヘッド13の少なくとも一部を保護するための保護部材(言い換えれば、カバー部材)として機能してもよい。例えば、フード136は、加工ヘッド13が備える照射光学系135を保護するための保護部材(言い換えれば、カバー部材)として機能してもよい。フード136は、保護部材として機能することに加えて又は代えて、気体供給対象に対して気体(例えば、パージガス)を供給するための気体供給部材として機能してもよい。尚、フード136がパージガスを供給する気体供給部材として機能する場合には、気体供給対象の周辺の空間の少なくとも一部が局所的にパージガスでパージされてもよい。つまり、フード136は、気体供給対象の周辺に、パージガスでパージされた局所的なパージ空間を形成してもよい。
ヘッド駆動系141は、加工ヘッド13を移動させる。このため、加工ヘッド13は、移動可能(つまり、可動)である。尚、ヘッド駆動系141は、移動装置と称されてもよい。
ヘッド駆動系141は、X軸方向、Y軸方向、Z軸方向のうちの少なくとも一つに沿って加工ヘッド13を移動(つまり、直線移動)させてもよい。つまり、ヘッド駆動系141は、X軸方向、Y軸方向、Z軸方向のうちの少なくとも一つに沿った加工ヘッド13の位置を変更するように、加工ヘッド13を移動(つまり、直線移動)させてもよい。この場合、加工ヘッド13の位置は、X軸方向、Y軸方向、Z軸方向のうちの少なくとも一つに沿って変更可能である。
ヘッド駆動系141は、θX方向、θY方向及びθZ方向の少なくとも一つに沿って加工ヘッド13を移動させてもよい。つまり、ヘッド駆動系141は、θX方向、θY方向及びθZ方向に沿った加工ヘッド13の位置を変更するように、加工ヘッド13を移動(つまり、回転移動)させてもよい。この場合、加工ヘッド13の位置は、θX方向、θY方向及びθZ方向のうちの少なくとも一つに沿って変更可能である。尚、θX方向、θY方向及びθZ方向の少なくとも一つに沿って加工ヘッド13を移動させる動作は、X軸方向に沿った回転軸(つまり、A軸)、Y軸方向に沿った回転軸(つまり、B軸)及びZ軸方向に沿った回転軸(つまり、C軸)のうちの少なくとも一つの周りに加工ヘッド13を回転(つまり、回転移動)させる動作と等価であるとみなしてもよい。θX方向、θY方向及びθZ方向の少なくとも一つに沿って加工ヘッド13を移動させる動作は、加工ヘッド13の姿勢(言い換えれば、傾き)を変更する動作と等価であるとみなしてもよい。
ヘッド駆動系141が加工ヘッド13を移動させると、加工ヘッド13とステージ15(更には、ステージ15に載置されるワークW)との相対的な位置関係が変わる。このため、加工ヘッド13が加工光ELを照射する目標照射領域PAとワークWとの相対的な位置関係が変わる。つまり、ワークWに対して、加工ヘッド13が加工光ELを照射する目標照射領域PAが移動する。加工ユニット1は、加工ヘッド13を移動させつつワークWを加工してもよい。具体的には、加工ユニット1は、ワークWの所望位置に加工光ELが照射されるように加工ヘッド13を移動させることで、ワークWの所望位置を加工してもよい。
更に、ヘッド駆動系141が加工ヘッド13を移動させると、加工ヘッド13が計測光ML1を照射する目標照射領域MAとワークWとの相対的な位置関係が変わる。つまり、ワークWに対して、加工ヘッド13が計測光ML1を照射する目標照射領域MAが移動する。加工ユニット1は、加工ヘッド13を移動させつつワークWを計測してもよい。具体的には、加工ユニット1は、ワークWの所望位置に計測光ML1が照射されるように加工ヘッド13を移動させることで、ワークWの所望位置を計測してもよい。
ヘッド位置計測装置142は、加工ヘッド13の位置を計測可能である。ヘッド位置計測装置142は、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に沿った加工ヘッド13の位置を計測してもよい。尚、θX方向、θY方向及びθZ方向の少なくとも一つに沿った加工ヘッド13の位置は、A軸、B軸及びC軸のうちの少なくとも一つの回転軸の周りにおける加工ヘッド13の姿勢(例えば、傾き)と等価であるとみなしてもよい。θX方向、θY方向及びθZ方向の少なくとも一つに沿った加工ヘッド13の位置は、A軸、B軸及びC軸のうちの少なくとも一つの回転軸の周りにおける加工ヘッド13の回転量(言い換えれば、回転角度)と等価であるとみなしてもよい。ヘッド位置計測装置142の計測結果は、加工ヘッド13の位置を示すヘッド位置情報として、制御ユニット3に入力されてもよい。
ヘッド位置計測装置142は、例えば、干渉計(例えば、レーザ干渉計)を含んでいてもよい。ヘッド位置計測装置142は、例えば、エンコーダを含んでいてもよい。エンコーダの一例として、リニアエンコーダ及びロータリエンコーダの少なくとも一つがあげられる。ヘッド位置計測装置142は、例えば、ポテンショメータを含んでいてもよい。ヘッド駆動系141がステッピングモータを駆動源として用いている場合には、ヘッド位置計測装置142は、例えば、オープンループ制御方式の位置検出装置を含んでいてもよい。オープンループ制御方式の位置検出装置は、ステッピングモータを駆動するためのパルス数の積算値から、加工ヘッド13の移動量を推定することで、加工ヘッド13の位置を計測する位置検出装置である。
加工ヘッド13が照射光学系135を備えているがゆえに、加工ヘッド13の位置を計測する動作は、加工ヘッド13が備える照射光学系135の位置を計測する動作と等価であるとみなしてもよい。つまり、ヘッド位置計測装置142は、加工ヘッド13が備える照射光学系135の位置を計測しているとみなしてもよい。
ヘッド駆動系141によって加工ヘッド13が移動可能であるがゆえに、ヘッド位置計測装置142は、加工ヘッド13の移動を検出しているとみなしてもよい。言い換えれば、ヘッド位置計測装置142は、加工ヘッド13の動きを検出しているとみなしてもよい。加工ヘッド13の動きは、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に沿った加工ヘッド13の動きを意味していてもよい。例えば、加工ヘッド13の動きは、加工ヘッド13の位置の変化を含んでいてもよい。例えば、加工ヘッド13の動きは、加工ヘッド13の姿勢(言い換えれば、傾き)の変化を含んでいてもよい。但し、ヘッド駆動系141が加工ヘッド13を静止させている場合には、加工ヘッド13の動きは、加工ヘッド13が静止しているという状態(つまり、加工ヘッド13の動きに関する状態)を含んでいてもよい。
ステージ15には、ワークWが載置される。このため、ステージ15は、載置装置と称されてもよい。具体的には、ステージ15の上面の少なくとも一部である載置面151に、ワークWが載置される。ステージ15は、ステージ15に載置されたワークWを支持可能である。ステージ15は、ステージ15に載置されたワークWを保持可能であってもよい。この場合、ステージ15は、ワークWを保持するために、機械的なチャック、磁気チャック、静電チャック及び真空吸着チャック等の少なくとも一つを備えていてもよい。或いは、ワークWを保持するための治具152がワークWを保持し、ステージ15は、ワークWを保持した治具152を保持してもよい。以下の説明では、治具152がワークWを保持し、ステージ15は、ワークWを保持した治具152を保持する例について説明する。或いは、ステージ15は、ステージ15に載置されたワークWを保持しなくてもよい。この場合、ワークWは、クランプレスでステージ15に載置されていてもよい。
ステージ駆動系161は、ステージ15を移動させる。このため、ステージ15は、移動可能(つまり、可動)である。尚、ステージ駆動系161は、移動装置と称されてもよい。
ステージ駆動系161は、X軸方向、Y軸方向、Z軸方向のうちの少なくとも一つに沿ってステージ15を移動(つまり、直線移動)させてもよい。つまり、ステージ駆動系161は、X軸方向、Y軸方向、Z軸方向のうちの少なくとも一つに沿ったステージ15の位置を変更するように、ステージ15を移動(つまり、直線移動)させてもよい。この場合、ステージ15の位置は、X軸方向、Y軸方向、Z軸方向のうちの少なくとも一つに沿って変更可能である。
ステージ駆動系161は、θX方向、θY方向及びθZ方向の少なくとも一つに沿ってステージ15を移動させてもよい。つまり、ステージ駆動系161は、θX方向、θY方向及びθZ方向に沿ったステージ15の位置を変更するように、ステージ15を移動(つまり、回転移動)させてもよい。この場合、ステージ15の位置は、θX方向、θY方向及びθZ方向のうちの少なくとも一つに沿って変更可能である。尚、θX方向、θY方向及びθZ方向の少なくとも一つに沿ってステージ15を移動させる動作は、X軸方向に沿った回転軸(つまり、A軸)、Y軸方向に沿った回転軸(つまり、B軸)及びZ軸方向に沿った回転軸(つまり、C軸)のうちの少なくとも一つの周りにステージ15を回転(つまり、回転移動)させる動作と等価であるとみなしてもよい。θX方向、θY方向及びθZ方向の少なくとも一つに沿ってステージ15を移動させる動作は、ステージ15の姿勢(言い換えれば、傾き)を変更する動作と等価であるとみなしてもよい。
ステージ駆動系161がステージ15を移動させると、加工ヘッド13とステージ15(更には、ステージ15に載置されるワークW)との相対的な位置関係が変わる。このため、加工ヘッド13が加工光ELを照射する照射領域とワークWとの相対的な位置関係が変わる。つまり、ワークWに対して、加工ヘッド13が加工光ELを照射する照射領域が移動する。加工ユニット1は、ステージ15を移動させつつワークWを加工してもよい。具体的には、加工ユニット1は、ワークWの所望位置に加工光ELが照射されるようにステージ15を移動させることで、ワークWの所望位置を加工してもよい。
更に、ステージ駆動系161がステージ15を移動させると、加工ヘッド13が計測光ML1を照射する目標照射領域MAとワークWとの相対的な位置関係が変わる。つまり、ワークWに対して、加工ヘッド13が計測光ML1を照射する目標照射領域MAが移動する。加工ユニット1は、ステージ15を移動させつつワークWを計測してもよい。具体的には、加工ユニット1は、ワークWの所望位置に計測光ML1が照射されるようにステージ15を移動させることで、ワークWの所望位置を計測してもよい。
ステージ位置計測装置162は、ステージ15の位置を計測可能である。ステージ位置計測装置162は、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に沿ったステージ15の位置を計測してもよい。尚、θX方向、θY方向及びθZ方向の少なくとも一つに沿ったステージ15の位置は、A軸、B軸及びC軸のうちの少なくとも一つの回転軸の周りにおけるステージ15の姿勢(言い換えれば、傾き)と等価であるとみなしてもよい。θX方向、θY方向及びθZ方向の少なくとも一つに沿ったステージ15の位置は、A軸、B軸及びC軸のうちの少なくとも一つの回転軸の周りにおけるステージ15の回転量(言い換えれば、回転角度)と等価であるとみなしてもよい。ヘッド位置計測装置142の計測結果は、ステージ15の位置を示すステージ位置情報として、制御ユニット3に入力されてもよい。
ステージ位置計測装置162は、例えば、干渉計(例えば、レーザ干渉計)を含んでいてもよい。ステージ位置計測装置162は、例えば、エンコーダを含んでいてもよい。エンコーダの一例として、リニアエンコーダ及びロータリエンコーダの少なくとも一つがあげられる。ステージ位置計測装置162は、例えば、ポテンショメータを含んでいてもよい。ステージ駆動系161がステッピングモータを駆動源として用いている場合には、ステージ位置計測装置162は、例えば、オープンループ制御方式の位置検出装置を含んでいてもよい。オープンループ制御方式の位置検出装置は、ステッピングモータを駆動するためのパルス数の積算値から、ステージ15の移動量を推定することで、ステージ15の位置を計測する位置検出装置である。
ステージ駆動系161によってステージ15が移動可能であるがゆえに、ヘッド位置計測装置142は、ステージ15の移動を検出しているとみなしてもよい。言い換えれば、ヘッド位置計測装置142は、ステージ15の動きを検出しているとみなしてもよい。ステージ15の動きは、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に沿ったステージ15の動きを意味していてもよい。例えば、ステージ15の動きは、ステージ15の位置の変化を含んでいてもよい。例えば、ステージ15の動きは、ステージ15の姿勢(言い換えれば、傾き)の変化を含んでいてもよい。但し、ステージ駆動系161がステージ15を静止させている場合には、ステージ15の動きは、ステージ15が静止しているという状態(つまり、動きに関するステージ15の状態)を含んでいてもよい。
計測ユニット2は、制御ユニット3の制御下で、被計測物体Mを計測可能である。被計測物体Mは、ワークWを含んでいてもよい。具体的には、被計測物体Mは、加工ユニット1が未だ除去加工を行っていないワークW、加工ユニット1が除去加工を行っている途中のワークW、及び、加工ユニット1が除去加工を終えたワークWの少なくとも一つを含んでいてもよい。被計測物体Mは、ワークWを載置可能なステージ15を含んでいてもよい。被計測物体Mは、ワークWを保持する治具152を含んでいてもよい。被計測物体Mは、ステージ15に載置される任意の物体を含んでいてもよい。被計測物体Mは、筐体5の内壁を含んでいてもよい。
計測ユニット2は、被計測物体Mの任意の特性を計測可能である。被計測物体Mの特性の一例として、被計測物体Mの位置があげられる。被計測物体Mの特性の他の一例として、被計測物体Mの形状(例えば、二次元形状又は三次元形状)があげられる。被計測物体Mの特性の他の一例として、デカルト座標系における被計測物体Mの表面上の点群があげられる。つまり、被計測物体Mの計測は、被計測物体Mの表面上の点群を示す点群データの取得を含んでいてもよい。被計測物体Mの特性の他の一例として、デカルト座標系における被計測物体Mの周辺に位置する構造物の表面上の点群があげられる。つまり、被計測物体Mの計測は、被計測物体Mの周辺に位置する構造物の表面上の点群を示す点群データの取得を含んでいてもよい。被計測物体Mの特性の他の一例として、被計測物体Mの反射率、被計測物体Mの透過率及び被計測物体Mの表面粗さ等のうちの少なくとも一つがあげられる。以下の説明では、計測ユニット2が被計測物体Mの三次元形状を計測可能である例について説明する。
計測ユニット2は、任意の計測方法を用いて被計測物体Mを計測してもよい。例えば、計測ユニット2は、光学的に、電気的に、磁気的に、物理的に、化学的に又は熱的に被計測物体Mを計測してもよい。計測ユニット2は、被計測物体Mに接触することなく被計測物体Mを計測してもよい。計測ユニット2は、被計測物体Mに接触することで被計測物体Mを計測してもよい。
本実施形態では、計測ユニット2が、被計測物体Mに接触することなく、被計測物体Mに計測光ML2を照射することで光学的に被計測物体Mを計測する例について説明する。例えば、計測ユニット2は、被計測物体Mの表面にスリット光である計測光ML2を投影すると共に投影されたスリット光の形状を計測する光切断法を用いて、被計測物体Mを計測してもよい。例えば、計測ユニット2は、被計測物体Mを介した白色光である計測光ML2と被計測物体Mを介していない白色光との干渉パターンを計測する白色干渉法を用いて、被計測物体Mを計測してもよい。例えば、計測ユニット2は、被計測物体Mの表面に光パターンを描く計測光ML2を投影し、投影されたパターンの形状を計測するパターン投影法を用いて、被計測物体Mを計測してもよい。例えば、計測ユニット2は、被計測物体Mの表面に計測光ML2を投射し且つ投射された計測光ML2が戻ってくるまでの時間から被計測物体Mまでの距離を測定する動作を、被計測物体M上の複数の位置で行うタイム・オブ・フライト法を用いて、被計測物体Mを計測してもよい。尚、タイム・オブ・フライト法を用いる計測ユニット2は、深度センサと称されてもよい。計測ユニット2は、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、ナイフエッジ法、干渉計測法、及び、共焦点法の少なくとも一つを用いて、被計測物体Mを計測してもよい。
制御ユニット3は、加工システムSYSの動作を制御可能な情報処理装置である。例えば、制御ユニット3は、加工システムSYSによるワークWの加工(特に、加工ユニット1によるワークWの加工)を制御可能な情報処理装置であってもよい。例えば、制御ユニット3は、加工システムSYSによるワークWの計測(特に、加工ユニット1によるワークWの計測)を制御可能な情報処理装置であってもよい。例えば、制御ユニット3は、加工システムSYSによる被計測物体Mの計測(特に、計測ユニット2による被計測物体Mの計測)を制御可能な情報処理装置であってもよい。尚、制御ユニット3は、加工ユニット1の動作を指示するためのデバイスであるコンピュータであるとみなしてもよい。例えば、制御ユニット3は、ワークWの加工を加工システムSYS(特に、加工ユニット1)に指示するためのデバイスであるコンピュータであるとみなしてもよい。例えば、制御ユニット3は、ワークWの計測を加工システムSYS(特に、加工ユニット1)に指示するためのデバイスであるコンピュータであるとみなしてもよい。例えば、制御ユニット3は、被計測物体Mの計測を加工システムSYS(特に、計測ユニット2)に指示するためのデバイスであるコンピュータであるとみなしてもよい。
例えば、制御ユニット3は、加工ユニット1が備える加工ヘッド13の動作を制御してもよい。例えば、制御ユニット3は、加工ヘッド13が備える加工光学系131、計測光学系132、合成光学系133、偏向光学系134及び照射光学系135の少なくとも一つの動作を制御してもよい。例えば、制御ユニット3は、加工ユニット1が備えるヘッド駆動系141の動作(例えば、加工ヘッド13の移動)を制御してもよい。例えば、制御ユニット3は、加工ユニット1が備えるステージ駆動系161の動作(例えば、ステージ15の移動)を制御してもよい。制御ユニット3は、加工ユニット1の動作を制御することに加えて又は代えて、計測ユニット2の動作を制御してもよい。
一例として、制御ユニット3は、ワークWを加工するように加工システムSYSを制御するための加工制御情報に基づいて、加工ユニット1及び計測ユニット2の少なくとも一つを制御してもよい。加工制御情報は、加工パス情報を含んでいてもよい。加工パス情報は、ワークWの表面上での加工光ELの目標照射領域PAのワークWの表面に対する相対的な移動軌跡を示していてもよい。つまり、加工パス情報は、ワークWの表面上での加工光ELの照射位置のワークWの表面に対する相対的な移動軌跡(いわゆる、加工パス)を示していてもよい。
他の一例として、制御ユニット3は、被計測物体Mを計測するように加工システムSYSを制御するための計測制御情報に基づいて、加工ユニット1及び計測ユニット2の少なくとも一つを制御してもよい。計測制御情報は、計測パス情報を含んでいてもよい。計測パス情報は、ワークWの表面上での計測光ML1の目標照射領域MAのワークWの表面に対する相対的な移動軌跡を示していてもよい。つまり、計測パス情報は、ワークWの表面上での計測光ML1の照射位置のワークWの表面に対する相対的な移動軌跡(いわゆる、計測パス)を示していてもよい。
制御ユニット3は、例えば、演算装置31と、記憶装置32とを備えていてもよい。演算装置31は、例えば、CPU(Central Processing Unit)及びGPU(Graphics Processing Unit)の少なくとも一方を含んでいてもよい。記憶装置32は、例えば、メモリを含んでいてもよい。制御ユニット3は、演算装置31がコンピュータプログラムを実行することで、加工ユニット1の動作を制御する装置として機能する。このコンピュータプログラムは、制御ユニット3が行うべき後述する動作を演算装置31に行わせる(つまり、実行させる)ためのコンピュータプログラムである。つまり、このコンピュータプログラムは、加工ユニット1に後述する動作を行わせるように制御ユニット3を機能させるためのコンピュータプログラムである。言い換えれば、このコンピュータプログラムは、制御ユニット3が行うべき後述する動作に相当する情報処理方法を演算装置31に行わせる(つまり、実行させる)ためのコンピュータプログラムである。演算装置31が実行するコンピュータプログラムは、制御ユニット3が備える記憶装置32(つまり、記録媒体)に記録されていてもよいし、制御ユニット3に内蔵された又は制御ユニット3に外付け可能な任意の記憶媒体(例えば、ハードディスクや半導体メモリ)に記録されていてもよい。或いは、演算装置31は、実行するべきコンピュータプログラムを、ネットワークインタフェースを介して、制御ユニット3の外部の装置からダウンロードしてもよい。
制御ユニット3は、加工ユニット1の内部に設けられていなくてもよい。例えば、制御ユニット3は、加工ユニット1外にサーバ等として設けられていてもよい。この場合、制御ユニット3と加工ユニット1とは、有線及び/又は無線のネットワーク(或いは、データバス及び/又は通信回線)で接続されていてもよい。有線のネットワークとして、例えばIEEE1394、RS-232x、RS-422、RS-423、RS-485及びUSBの少なくとも一つに代表されるシリアルバス方式のインタフェースを用いるネットワークが用いられてもよい。有線のネットワークとして、パラレルバス方式のインタフェースを用いるネットワークが用いられてもよい。有線のネットワークとして、10BASE-T、100BASE-TX及び1000BASE-Tの少なくとも一つに代表されるイーサネット(登録商標)に準拠したインタフェースを用いるネットワークが用いられてもよい。無線のネットワークとして、電波を用いたネットワークが用いられてもよい。電波を用いたネットワークの一例として、IEEE802.1xに準拠したネットワーク(例えば、無線LAN及びBluetooth(登録商標)の少なくとも一方)があげられる。無線のネットワークとして、赤外線を用いたネットワークが用いられてもよい。無線のネットワークとして、光通信を用いたネットワークが用いられてもよい。この場合、制御ユニット3と加工ユニット1とはネットワークを介して各種の情報の送受信が可能となるように構成されていてもよい。また、制御ユニット3は、ネットワークを介して加工ユニット1にコマンドや制御パラメータ等の情報を送信可能であってもよい。加工ユニット1は、制御ユニット3からのコマンドや制御パラメータ等の情報を、上記ネットワークを介して受信する受信装置を備えていてもよい。加工ユニット1は、制御ユニット3に対してコマンドや制御パラメータ等の情報を、上記ネットワークを介して送信する送信装置(つまり、制御ユニット3に対して情報を出力する出力装置)を備えていてもよい。或いは、制御ユニット3が行う処理のうちの一部を行う第1制御装置が加工ユニット1の内部に設けられている一方で、制御ユニット3が行う処理のうちの他の一部を行う第2制御装置が加工ユニット1の外部に設けられていてもよい。
制御ユニット3内には、演算装置31がコンピュータプログラムを実行することで、機械学習によって構築可能な演算モデルが実装されてもよい。機械学習によって構築可能な演算モデルの一例として、例えば、ニューラルネットワークを含む演算モデル(いわゆる、人工知能(AI:Artificial Intelligence))があげられる。この場合、演算モデルの学習は、ニューラルネットワークのパラメータ(例えば、重み及びバイアスの少なくとも一つ)の学習を含んでいてもよい。制御ユニット3は、演算モデルを用いて、加工ユニット1の動作を制御してもよい。つまり、加工ユニット1の動作を制御する動作は、演算モデルを用いて加工ユニット1の動作を制御する動作を含んでいてもよい。尚、制御ユニット3には、教師データを用いたオフラインでの機械学習により構築済みの演算モデルが実装されてもよい。また、制御ユニット3に実装された演算モデルは、制御ユニット3上においてオンラインでの機械学習によって更新されてもよい。或いは、制御ユニット3は、制御ユニット3に実装されている演算モデルに加えて又は代えて、制御ユニット3の外部の装置(つまり、加工ユニット1の外部に設けられる装置)に実装された演算モデルを用いて、加工ユニット1の動作を制御してもよい。
尚、制御ユニット3が実行するコンピュータプログラムを記録する記録媒体としては、CD-ROM、CD-R、CD-RWやフレキシブルディスク、MO、DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-R、DVD+R、DVD-RW、DVD+RW及びBlu-ray(登録商標)等の光ディスク、磁気テープ等の磁気媒体、光磁気ディスク、USBメモリ等の半導体メモリ、及び、その他プログラムを格納可能な任意の媒体の少なくとも一つが用いられてもよい。記録媒体には、コンピュータプログラムを記録可能な機器(例えば、コンピュータプログラムがソフトウェア及びファームウェア等の少なくとも一方の形態で実行可能な状態に実装された汎用機器又は専用機器)が含まれていてもよい。更に、コンピュータプログラムに含まれる各処理や機能は、制御ユニット3(つまり、コンピュータ)がコンピュータプログラムを実行することで制御ユニット3内に実現される論理的な処理ブロックによって実現されてもよいし、制御ユニット3が備える所定のゲートアレイ(FPGA(Field Programmable Gate Array)、ASIC(Application Specific Integrated Cricuit))等のハードウェアによって実現されてもよいし、論理的な処理ブロックとハードウェアの一部の要素を実現する部分的ハードウェアモジュールとが混在する形式で実現してもよい。
出力ユニット4は、情報を出力する装置である。例えば、出力ユニット4は、情報を画像として出力してもよい。つまり、出力ユニット4は、出力したい情報を示す画像を表示可能な表示装置(いわゆる、ディスプレイ)を含んでいてもよい。例えば、出力ユニット4は、情報を音声として出力してもよい。つまり、出力ユニット4は、音声を出力可能な音声装置(いわゆる、スピーカ)を含んでいてもよい。例えば、出力ユニット4は、紙面に情報を出力してもよい。つまり、出力ユニット4は、紙面に所望の情報を印刷可能な印刷装置(いわゆる、プリンタ)を含んでいてもよい。出力ユニット4は、加工システムSYSの外部の情報出力機器に対して情報を出力するための出力インタフェースを含んでいてもよい。
(1-2)加工ヘッド13の構成
続いて、図4を参照しながら、加工ヘッド13の構成の一例について説明する。図4は、加工ヘッド13の構成の一例を示す断面図である。
続いて、図4を参照しながら、加工ヘッド13の構成の一例について説明する。図4は、加工ヘッド13の構成の一例を示す断面図である。
図4に示すように、加工ヘッド13には、光ファイバ等の光伝送部材111を介して、加工光源11が生成した加工光ELが入射する。但し、加工ヘッド13には、ミラーを用いた空間伝送によって、加工光ELが入射してもよい。加工光源11は、加工ヘッド13の外部に配置されていてもよい。加工光源11は、加工ヘッド13の内部に配置されていてもよい。
加工ヘッド13には、複数の加工光ELが入射してもよい。この場合、加工ユニット1は、複数の加工光ELをそれぞれ生成可能な複数の加工光源11を備えていてもよい。複数の加工光源11の全てが、加工ヘッド13の内部に配置されていてもよい。複数の加工光源11の全てが、加工ヘッド13の外部に配置されていてもよい。複数の加工光源11のうちの少なくとも一つが、加工ヘッド13の内部に配置され、複数の加工光源11のうちの少なくとも他の一つが、加工ヘッド13の外部に配置されていてもよい。
加工ヘッド13は、上述したように、加工光学系131、計測光学系132、合成光学系133及び偏向光学系134を含む射出光学系130を備える。更に、加工ヘッド13は、上述したように、照射光学系135を備える。また、加工ヘッド13は、排水を行うためのドレインパンと漏水センサとを備えていてもよい。
加工光学系131は、加工光源11からの加工光ELが入射する光学系である。加工光学系131は、加工光学系131に入射した加工光ELを、合成光学系133に向けて射出する光学系である。加工光学系131が射出した加工光ELは、合成光学系133、偏向光学系134及び照射光学系135を介してワークWに照射される。
加工光学系131は、例えば、位置調整光学系1311と、角度調整光学系1312と、ガルバノミラー1313とを含んでいてもよい。但し、加工光学系131は、位置調整光学系1311、角度調整光学系1312及びガルバノミラー1313の少なくとも一つを含んでいなくてもよい。
位置調整光学系1311は、加工光学系131からの加工光ELの射出位置を調整可能である。位置調整光学系1311は、例えば、加工光ELの進行方向に対して傾斜可能な平行平面板を備え、平行平面板の傾斜角を変えることで加工光ELの射出位置を変更してもよい。
角度調整光学系1312は、加工光学系131からの加工光ELの射出角度(つまり、射出方向)を調整可能である。角度調整光学系1312は、例えば、加工光ELの進行方向に対して傾斜可能なミラーを備え、このミラーの傾斜角を変えることで加工光ELの射出角度を変更してもよい。
ガルバノミラー1313は、加工光ELを偏向する(つまり、加工光ELの射出角度を変更する)偏向光学系である。ガルバノミラー1313は、加工光ELを偏向することで、照射光学系135の光軸EXに交差する面内(つまり、XY平面に沿った面内)における加工光ELの集光位置を変更する。通常、図4に示すように、加工ヘッド13は、光軸EXとワークWの表面とが交差する状態で、ワークWに加工光ELを照射する。このため、光軸EXに交差する面内における加工光ELの集光位置が変更されると、ワークWの表面における加工光ELの目標照射領域PAが、ワークWの表面に沿った方向において移動する。つまり、X軸方向及びY軸方向の少なくとも一方に沿って、加工光ELの目標照射領域PAが移動する。
ガルバノミラー1313は、X走査ミラー1313Xと、Y走査ミラー1313Yとを含む。X走査ミラー1313X及びY走査ミラー1313Yのそれぞれは、ガルバノミラー1313に入射する加工光ELの光路に対する角度が変更される傾斜角可変ミラーである。X走査ミラー1313Xは、ワークW上で加工光ELの目標照射領域PAをX軸方向に沿って移動させるよう、加工光ELを偏向する。この場合、X走査ミラー1313Xは、Y軸廻りに回転又は揺動可能であってもよい。Y走査ミラー1313Yは、ワークW上で加工光ELの目標照射領域PAをY軸方向に沿って移動させるよう、加工光ELを偏向する。この場合、Y走査ミラー1313Yは、X軸廻りに回転又は揺動可能であってもよい。
加工光学系131から射出された加工光EL(この場合、ガルバノミラー1313から射出された加工光EL)は、合成光学系133に入射する。合成光学系133は、ビームスプリッタ(例えば、偏光ビームスプリッタ)1331を含む。ビームスプリッタ1331は、ビームスプリッタ1331に入射した加工光ELを、偏向光学系134に向けて射出する。図4に示す例では、ビームスプリッタ1331に入射した加工光ELは、ビームスプリッタ1331の偏光分離面を通過することで偏向光学系134に向けて射出される。このため、図4に示す例では、加工光ELは、偏光分離面を通過可能な偏光方向(例えば、偏光分離面に対してp偏光となる偏光方向)を有する状態でビームスプリッタ1331の偏光分離面に入射する。
合成光学系133から射出された加工光ELは、偏向光学系134に入射する。偏向光学系134は、偏向光学系134に入射した加工光ELを、照射光学系135に向けて射出する。
偏向光学系134は、ガルバノミラー1341を備える。偏向光学系134に入射した加工光ELは、ガルバノミラー1341に入射する。ガルバノミラー1341は、加工光ELを偏向する(つまり、加工光ELの射出角度を変更する)。ガルバノミラー1341は、加工光ELを偏向することで、照射光学系135の光軸EXに交差する面内(つまり、XY平面に沿った面内)における加工光ELの集光位置を変更する。通常、図4に示すように、加工ヘッド13は、光軸EXとワークWの表面とが交差する状態で、ワークWに加工光ELを照射する。このため、光軸EXに交差する面内における加工光ELの集光位置が変更されると、ワークWの表面における加工光ELの目標照射領域PAが、ワークWの表面に沿った方向において移動する。つまり、X軸方向及びY軸方向の少なくとも一方に沿って、加工光ELの目標照射領域PAが移動する。
ガルバノミラー1341は、X走査ミラー1341Xと、Y走査ミラー1341Yとを含む。X走査ミラー1341X及びY走査ミラー1341Yのそれぞれは、ガルバノミラー1341に入射する加工光ELの光路に対する角度が変更される傾斜角可変ミラーである。X走査ミラー1341Xは、ワークW上で加工光ELの目標照射領域PAをX軸方向に沿って移動させるように、加工光ELを偏向する。この場合、X走査ミラー1341Xは、Y軸廻りに回転又は揺動可能であってもよい。Y走査ミラー1341Yは、ワークW上で加工光ELの目標照射領域PAをY軸方向に沿って移動させるよう、加工光ELを偏向する。この場合、Y走査ミラー1341Yは、X軸廻りに回転又は揺動可能であってもよい。
偏向光学系134から射出された加工光ELは、照射光学系135に入射する。照射光学系135は、加工光ELをワークWに照射可能な光学系である。加工光ELをワークWに照射するために、照射光学系135は、対物光学系として機能可能なfθレンズ1351を備えている。fθレンズ1351には、偏向光学系134から射出された加工光ELが入射する。fθレンズ1351は、偏向光学系134から射出された加工光ELを、ワークWに照射する。具体的には、fθレンズ1351は、照射光学系135の光軸EXに沿った方向に向けて加工光ELを射出する。その結果、fθレンズ1351が射出した加工光ELは、光軸EXに沿った方向に沿って進行することでワークWに入射する。尚、照射光学系135の光軸EXは、fθレンズ1351の光軸であってもよい。
fθレンズ1351は、ガルバノミラー1341からの加工光ELを、ワークW上に集光してもよい。この場合、fθレンズ1351から射出された加工光ELは、パワーを有する他の光学要素(言い換えれば、光学部材であって、例えばレンズ等)を介することなく、ワークWに照射されてもよい。この場合、fθレンズ1351は、加工光ELの光路上に配置される複数の光学要素のうちの最終段のパワーを有する光学要素(つまり、最もワークWに近い光学要素)であるため、最終光学要素と称されてもよい。尚、光学要素のパワーは、光学要素の焦点距離の逆数であってもよい。また、この場合、ガルバノミラー1341からの加工光ELは、平行光束であってもよい。
尚、照射光学系135は、fθとは異なる射影特性を有する対物光学系を備えていてもよい。例えば、照射光学系135は、fsinθやftanθの射影特性を有する対物光学系を備えていてもよい。例えば、照射光学系135は、ftanθの射影特性を有する対物光学系を備えていてもよい。
尚、ガルバノミラー1341を構成するX走査ミラー1341X及びY走査ミラー1341Y、並びに、ガルバノミラー1313を構成するX走査ミラー1313X及びY走査ミラー1313Yのうちの少なくとも一つは、照射光学系としてのfθレンズ1351の入射瞳位置及び/又はその共役位置に配置されていてもよい。X走査ミラー1341X及びY走査ミラー1341Y、並びに、X走査ミラー1313X及びY走査ミラー1313Yのうちの少なくとも一つは、fθレンズ1351の入射瞳位置と光学的に共役な位置に配置されていてもよい。ガルバノミラー1341及び1313を構成する走査ミラーが複数存在する場合、各走査ミラーを互いに光学的に共役にするためのリレー光学系が走査ミラー間に配置されていてもよい。
加工ヘッド13には更に、光ファイバ等の光伝送部材121を介して、計測光源12が生成した計測光ML1が入射する。但し、加工ヘッド13には、ミラーを用いた空間伝送によって、計測光ML1が入射してもよい。計測光源12は、加工ヘッド13の外部に配置されていてもよい。計測光源12は、加工ヘッド13の内部に配置されていてもよい。
計測光源12は、光コム光源を含んでいてもよい。光コム光源は、周波数軸上で等間隔に並んだ周波数成分を含む光(以降、“光周波数コム”と称する)をパルス光として生成可能な光源である。この場合、計測光源12は、周波数軸上で等間隔に並んだ周波数成分を含むパルス光を、計測光ML1として射出する。但し、計測光源12は、光コム光源とは異なる光源を含んでいてもよい。
図4に示す例では、加工システムSYSは、複数の計測光源12を備えている。例えば、加工システムSYSは、計測光源12#1と、計測光源12#2とを備えていてもよい。複数の計測光源12は、互いに位相同期され且つ干渉性のある複数の計測光ML1をそれぞれ射出してもよい。例えば、複数の計測光源12は、発振周波数が異なっていてもよい。このため、複数の計測光源12がそれぞれ射出する複数の計測光ML1は、パルス周波数(例えば、単位時間当たりのパルス光の数であり、パルス光の発光周期の逆数)が異なる複数の計測光ML1となっていてもよい。但し、加工システムSYSは、単一の計測光源12を備えていてもよい。
計測光源12から射出された計測光ML1は、計測光学系132に入射する。計測光学系132は、計測光学系132に入射した計測光ML1を、合成光学系133に向けて射出する光学系である。計測光学系132が射出した計測光ML1は、合成光学系133、偏向光学系134及び照射光学系135を介してワークWに照射される。
計測光学系132は、例えば、ミラー1320と、ビームスプリッタ1321と、ビームスプリッタ1322と、検出器1323と、ビームスプリッタ1324と、ミラー1325と、検出器1326と、ミラー1327と、ガルバノミラー1328とを備える。
計測光源12から射出された計測光ML1は、ビームスプリッタ1321に入射する。具体的には、計測光源12#1から射出された計測光ML1(以降、“計測光ML1#1”と称する)は、ビームスプリッタ1321に入射する。計測光源12#2から射出された計測光ML1(以降、“計測光ML1#2”と称する)は、ミラー1320を介して、ビームスプリッタ1321に入射する。ビームスプリッタ1321は、ビームスプリッタ1321に入射した計測光ML1#1及びML1#2を、ビームスプリッタ1322に向けて射出する。つまり、ビームスプリッタ1321は、それぞれ異なる方向からビームスプリッタ1321に入射した計測光ML1#1及びML1#2を、同じ方向(つまり、ビームスプリッタ1322が配置されている方向)に向けて射出する。
ビームスプリッタ1322は、ビームスプリッタ1322に入射した計測光ML1#1の一部である計測光ML1#1-1を、検出器1323に向けて反射する。ビームスプリッタ1322は、ビームスプリッタ1322に入射した計測光ML1#1の他の一部である計測光ML1#1-2を、ビームスプリッタ1324に向けて射出する。ビームスプリッタ1322は、ビームスプリッタ1322に入射した計測光ML1#2の一部である計測光ML1#2-1を、検出器1323に向けて反射する。ビームスプリッタ1322は、ビームスプリッタ1322に入射した計測光ML1#2の他の一部である計測光ML1#2-2を、ビームスプリッタ1324に向けて射出する。
ビームスプリッタ1322から射出された計測光ML1#1-1及びML1#2-1は、検出器1323に入射する。検出器1323は、計測光ML1#1-1と計測光ML1#2-1とを受光する(つまり、検出する)。特に、検出器1323は、計測光ML1#1-1と計測光ML1#2-1とが干渉することで生成される干渉光を受光する。尚、計測光ML1#1-1と計測光ML1#2-1とが干渉することで生成される干渉光を受光する動作は、計測光ML1#1-1と計測光ML1#2-1とを受光する動作と等価であるとみなしてもよい。検出器1323の検出結果は、制御ユニット3に出力される。
ビームスプリッタ1322から射出された計測光ML1#1-2及びML1#2-2は、ビームスプリッタ1324に入射する。ビームスプリッタ1324は、ビームスプリッタ1324に入射した計測光ML1#1-2の少なくとも一部を、ミラー1325に向けて射出する。ビームスプリッタ1324は、ビームスプリッタ1324に入射した計測光ML1#2-2の少なくとも一部を、ミラー1327に向けて射出する。
ビームスプリッタ1324から射出された計測光ML1#1-2は、ミラー1325に入射する。ミラー1325に入射した計測光ML1#1-2は、ミラー1325の反射面(反射面は、参照面と称されてもよい)によって反射される。具体的には、ミラー1325は、ミラー1325に入射した計測光ML1#1-2をビームスプリッタ1324に向けて反射する。つまり、ミラー1325は、ミラー1325に入射した計測光ML1#1-2を、その反射光である計測光ML1#1-3としてビームスプリッタ1324に向けて射出する。この場合、計測光ML1#1-3は、参照光と称されてもよい。ミラー1325から射出された計測光ML1#1-3は、ビームスプリッタ1324に入射する。ビームスプリッタ1324は、ビームスプリッタ1324に入射した計測光ML1#1-3をビームスプリッタ1322に向けて射出する。ビームスプリッタ1324から射出された計測光ML1#1-3は、ビームスプリッタ1322に入射する。ビームスプリッタ1322は、ビームスプリッタ1322に入射した計測光ML1#1-3を、検出器1326に向けて射出する。
一方で、ビームスプリッタ1324から射出された計測光ML1#2-2は、ミラー1327に入射する。ミラー1327は、ミラー1327に入射した計測光ML1#2-2をガルバノミラー1328に向けて反射する。つまり、ミラー1327は、ミラー1327に入射した計測光ML1#2-2をガルバノミラー1328に向けて射出する。
ガルバノミラー1328は、計測光ML1#2-2を偏向する(つまり、計測光ML1#2-2の射出角度を変更する)。ガルバノミラー1328は、計測光ML1#2-2を偏向することで、照射光学系135の光軸EXに交差する面内(つまり、XY平面に沿った面内)における計測光ML1#2-2の集光位置を変更する。通常、図4に示すように、加工ヘッド13は、光軸EXとワークWの表面とが交差する状態で、ワークWに計測光ML1#2-2を照射する。このため、光軸EXに交差する面内における計測光ML1#2-2の集光位置が変更されると、ワークWの表面における計測光ML1#2-2の目標照射領域MAが、ワークWの表面に沿った方向において移動する。つまり、X軸方向及びY軸方向の少なくとも一方に沿って、計測光ML1#2-2の目標照射領域MAが移動する。
ガルバノミラー1328は、X走査ミラー1328Xと、Y走査ミラー1328Yとを含む。X走査ミラー1328X及びY走査ミラー1328Yのそれぞれは、ガルバノミラー1328に入射する計測光ML1#2-2の光路に対する角度が変更される傾斜角可変ミラーである。X走査ミラー1328Xは、ワークW上で計測光ML1#2-2の目標照射領域MAをX軸方向に沿って移動させるよう、計測光ML1#2-2を偏向する。この場合、X走査ミラー1328Xは、Y軸廻りに回転又は揺動可能であってもよい。Y走査ミラー1328Yは、ワークW上で計測光ML1#2-2の目標照射領域MAをY軸方向に沿って移動させるよう、計測光ML1#2-2を偏向する。この場合、Y走査ミラー1328Yは、X軸廻りに回転又は揺動可能であってもよい。
計測光学系132から射出された計測光ML1#2-2(この場合、ガルバノミラー1328から射出された計測光ML1#2-2)は、合成光学系133に入射する。合成光学系133のビームスプリッタ1331は、ビームスプリッタ1331に入射した計測光ML1#2-2を、偏向光学系134に向けて射出する。図4に示す例では、合成光学系133に入射した計測光ML1#2-2は、偏光分離面において反射されることで偏向光学系134に向けて射出される。このため、図4に示す例では、計測光ML1#2-2は、偏光分離面で反射可能な偏光方向(例えば、偏光分離面に対してs偏光となる偏光方向)を有する状態でビームスプリッタ1331の偏光分離面に入射する。
ここで、上述したように、ビームスプリッタ1331には、計測光ML1#2-2に加えて加工光ELが入射する。つまり、計測光ML1#2-2及び加工光ELの双方がビームスプリッタ1331を通過する。ビームスプリッタ1331は、ビームスプリッタ1331に異なる方向からそれぞれ入射してきた加工光EL及び計測光ML1#2-2を、同じ方向に向けて(つまり、同じ偏向光学系134に向けて)射出する。従って、ビームスプリッタ1331は、実質的には、加工光EL及び計測光ML1#2-2を合成する合成光学部材として機能する。
尚、加工光ELの波長と計測光ML1の波長とが異なる場合には、合成光学系133は、合成光学部材として、ビームスプリッタ1331に代えて、ダイクロイックミラーを備えていてもよい。この場合であっても、合成光学系133は、ダイクロイックミラーを用いて、加工光EL及び計測光ML1#2-2を合成する(つまり、加工光ELの光路と計測光ML1#2-2の光路とを合成する)ことができる。
合成光学系133から射出された計測光ML1#2-2は、偏向光学系134に入射する。偏向光学系134は、偏向光学系134に入射した計測光ML1#2-2を、照射光学系135に向けて射出する。
偏向光学系134に入射した計測光ML1#2-2は、ガルバノミラー1341に入射する。ガルバノミラー1341は、加工光ELを偏向する場合と同様に、計測光ML1#2-2を偏向する。このため、ガルバノミラー1341は、ワークWの表面における計測光ML1#2-2の目標照射領域MAを、ワークWの表面に沿った方向において移動させることが可能である。
上述したように、ガルバノミラー1341には、計測光ML1#2-2に加えて加工光ELが入射する。つまり、ガルバノミラー1341には、ビームスプリッタ1331が合成した加工光EL及び計測光ML1#2-2が入射する。従って、計測光ML1#2-2及び加工光ELの双方が同じガルバノミラー1341を通過する。このため、ガルバノミラー1341は、加工光ELの目標照射領域PAと計測光ML1#2-2の目標照射領域MAとを同期して移動させることができる。つまり、ガルバノミラー1341は、加工光ELの目標照射領域PAと計測光ML1#2-2の目標照射領域MAとを連動して移動させることができる。
一方で、上述したように、計測光ML1#2-2は、ガルバノミラー1328を介してワークWに照射される一方で、加工光ELは、ガルバノミラー1328を介することなくワークWに照射される。このため、加工システムSYSは、ガルバノミラー1328を用いて、加工光ELの目標照射領域PAに対して、計測光ML1#2-2の目標照射領域MAを独立して移動させることができる。つまり、加工システムSYSは、ガルバノミラー1328を用いて、加工光ELの目標照射領域PAと計測光ML1#2-2の目標照射領域MAとの相対的な位置関係を変更することができる。特に、加工システムSYSは、ガルバノミラー1328を用いて、加工光ELの目標照射領域PAと計測光ML1#2-2の目標照射領域MAとの相対的な位置関係を、計測光ML1#2-2の照射方向と交差する方向(図4に示す例では、X軸方向及びY軸方向の少なくとも一方)に沿って変更することができる。
同様に、上述したように、加工光ELは、ガルバノミラー1313を介してワークWに照射される一方で、計測光ML1#2-2は、ガルバノミラー1313を介することなくワークWに照射される。このため、加工システムSYSは、ガルバノミラー1313を用いて、計測光ML1#2-2の目標照射領域MAに対して、加工光ELの目標照射領域PAを独立して移動させることができる。つまり、加工システムSYSは、ガルバノミラー1313を用いて、加工光ELの目標照射領域PAと計測光ML1#2-2の目標照射領域MAとの相対的な位置関係を変更することができる。特に、加工システムSYSは、ガルバノミラー1328を用いて、加工光ELの目標照射領域PAと計測光ML1#2-2の目標照射領域MAとの相対的な位置関係を、加工光ELの照射方向と交差する方向(図4に示す例では、X軸方向及びY軸方向の少なくとも一方)に沿って変更することができる。
偏向光学系134から射出された計測光ML1#2-2は、照射光学系135に入射する。照射光学系135は、計測光ML1#2-2をワークWに照射可能な光学系である。具体的には、fθレンズ1351は、偏向光学系134から射出された計測光ML1#2-2を、ワークWに照射する。具体的には、fθレンズ1351は、照射光学系135の光軸EXに沿った方向に向けて計測光ML1#2-2を射出する。その結果、fθレンズ1351が射出した計測光ML1#2-2は、光軸EXに沿った方向に沿って進行することでワークWに入射する。
fθレンズ1351は、偏向光学系134から射出された計測光ML1#2-2を、ワークW上に集光してもよい。この場合、fθレンズ1351から射出された計測光ML1#2-2は、パワーを有する他の光学要素(言い換えれば、光学部材であって、例えばレンズ等)を介することなく、ワークWに照射されてもよい。この場合、fθレンズ1351は、計測光ML1#2-2の光路上に配置される複数の光学要素のうちの最終段のパワーを有する光学要素(つまり、最もワークWに近い光学要素)であるため、最終光学要素と称されてもよい。この場合、偏向光学系134から射出されてfθレンズ1351に入射する計測光ML1#2-2は、平行光束であってもよい。
ワークWに計測光ML1#2-2が照射されると、計測光ML1#2-2の照射に起因した光がワークWから発生する。つまり、ワークWに計測光ML1#2-2が照射されると、計測光ML1#2-2の照射に起因した光がワークWから射出される。計測光ML1#2-2の照射に起因した光(言い換えれば、計測光ML1#2-2の照射に起因してワークWから射出される光)は、ワークWで反射された計測光ML1#2-2(つまり、反射光)、ワークWで散乱された計測光ML1#2-2(つまり、散乱光)、ワークWで回折された計測光ML1#2-2(つまり、回折光)、及びワークWを透過した計測光ML1#2-2(つまり、透過光)のうちの少なくとも一つを含んでいてもよい。
計測光ML1#2-2の照射に起因してワークWから射出される光の少なくとも一部は、戻り光RLとして照射光学系135に入射する。具体的には、計測光ML1#2-2の照射に起因してワークWから射出される光のうちの、ワークWに入射する計測光ML1#2-2の光路に沿って進行する光が、戻り光RLとして照射光学系135に入射する。この場合、照射光学系135から射出されてワークWに入射する計測光ML1#2-2の光路と、ワークWから射出されて照射光学系135に入射する戻り光RLの光路とは同じであってもよい。照射光学系135に入射した戻り光RLは、fθレンズ1351を介して、偏向光学系134に入射する。偏向光学系134に入射した戻り光RLは、ガルバノミラー1341を介して、合成光学系133に入射する。合成光学系133のビームスプリッタ1331は、ビームスプリッタ1331に入射した戻り光RLを、計測光学系132に向けて射出する。図4に示す例では、ビームスプリッタ1331に入射した戻り光RLは、偏光分離面において反射されることで計測光学系132に向けて射出される。このため、図4に示す例では、戻り光RLは、偏光分離面で反射可能な偏光方向を有する状態でビームスプリッタ1331の偏光分離面に入射する。
ビームスプリッタ1331から射出された戻り光RLは、計測光学系132のガルバノミラー1328に入射する。ガルバノミラー1328は、ガルバノミラー1328に入射した戻り光RLをミラー1327に向けて射出する。ミラー1327は、ミラー1327に入射した戻り光RLをビームスプリッタ1324に向けて反射する。ビームスプリッタ1324は、ビームスプリッタ1324に入射した戻り光RLの少なくとも一部をビームスプリッタ1322に向けて射出する。ビームスプリッタ1322は、ビームスプリッタ1322に入射した戻り光RLの少なくとも一部を検出器1326に向けて射出する。
上述したように、検出器1326には、戻り光RLに加えて、計測光ML1#1-3が入射する。つまり、検出器1326には、ワークWを介して検出器1326に向かう戻り光RLと、ワークWを介することなく検出器1326に向かう計測光ML1#1-3とが入射する。検出器1326は、計測光ML1#1-3と戻り光RLとを受光する(つまり、検出する)。特に、検出器1326は、計測光ML1#1-3と戻り光RLとが干渉することで生成される干渉光を受光する。尚、計測光ML1#1-3と戻り光RLとが干渉することで生成される干渉光を受光する動作は、計測光ML1#1-3と戻り光RLとを受光する動作と等価であるとみなしてもよい。検出器1326の検出結果は、制御ユニット3に出力される。
制御ユニット3は、検出器1323の検出結果及び検出器1326の検出結果を取得する。制御ユニット3は、検出器1323の検出結果及び検出器1326の検出結果に基づいて、ワークWの計測データ(例えば、ワークWの位置及び形状の少なくとも一方に関する計測データ)を生成してもよい。
具体的には、計測光ML1#1のパルス周波数と計測光ML1#2のパルス周波数とが異なるため、計測光ML1#1-1のパルス周波数と計測光ML1#2-1のパルス周波数とが異なる。従って、計測光ML1#1-1と計測光ML1#2-1との干渉光は、計測光ML1#1-1を構成するパルス光と計測光ML1#2-1を構成するパルス光とが同時に検出器1323に入射したタイミングに同期してパルス光が現れる干渉光となる。同様に、計測光ML1#1-3のパルス周波数と戻り光RLのパルス周波数とが異なる。従って、計測光ML1#1-3と戻り光RLとの干渉光は、計測光ML1#1-3を構成するパルス光と戻り光RLを構成するパルス光とが同時に検出器1326に入射したタイミングに同期してパルス光が現れる干渉光となる。ここで、検出器1326が検出する干渉光のパルス光の位置(時間軸上の位置)は、加工ヘッド13とワークWとの位置関係に応じて変動する。なぜならば、検出器1326が検出する干渉光は、ワークWを介して検出器1326に向かう戻り光RLと、ワークWを介することなく検出器1326に向かう計測光ML1#1-3との干渉光であるからである。一方で、検出器1323が検出する干渉光のパルス光の位置(時間軸上の位置)は、加工ヘッド13とワークWとの位置関係(つまり、実質的には、加工ヘッド13とワークWとの位置関係)に応じて変動することはない。このため、検出器1326が検出する干渉光のパルス光と検出器1323が検出する干渉光のパルス光との時間差は、加工ヘッド13とワークWとの位置関係を間接的に示していると言える。具体的には、検出器1326が検出する干渉光のパルス光と検出器1323が検出する干渉光のパルス光との時間差は、計測光ML1の光路に沿った方向(つまり、計測光ML1の進行方向に沿った方向)における加工ヘッド13とワークWとの間の距離を間接的に示していると言える。このため、制御ユニット3は、検出器1326が検出する干渉光のパルス光と検出器1323が検出する干渉光のパルス光との時間差に基づいて、計測光ML1の光路に沿った方向(例えば、Z軸方向)における加工ヘッド13とワークWとの間の距離を算出することができる。言い換えれば、制御ユニット3は、計測光ML1の光路に沿った方向(例えば、Z軸方向)におけるワークWの位置を算出することができる。より具体的には、制御ユニット3は、ワークWのうち計測光ML1#2-2が照射された被照射部分と加工ヘッド13との間の距離を算出することができる。制御ユニット3は、計測光ML1の光路に沿った方向(例えば、Z軸方向)における被照射部分の位置を算出することができる。更には、ワークW上での計測光ML1#2-2の照射位置がガルバノミラー1341及び1328の駆動状態によって決定されるがゆえに、制御ユニット3は、ガルバノミラー1341及び1328の駆動状態に基づいて、計測光ML1の光路に交差する方向(例えば、X軸方向及びY軸方向の少なくとも一つ)における被照射部分の位置を算出することができる。その結果、制御ユニット3は、加工ヘッド13を基準とする計測座標系における被照射部分の位置(例えば、三次元座標空間内での位置)を示す計測データを生成することができる。
加工ヘッド13は、ワークWの複数の部位に計測光ML1#2-2を照射してもよい。例えば、加工ヘッド13がワークWの複数の部位に計測光ML1#2-2を照射するように、ガルバノミラー1341及び1328の少なくとも一方は、ワークW上での計測光ML1#2-2の照射位置を変更してもよい。例えば、加工ヘッド13がワークWの複数の部位に計測光ML1#2-2を照射するように、加工ヘッド13及びステージ15の少なくとも一方が移動してもよい。計測光ML1#2-2がワークWの複数の部位に照射されると、制御ユニット3は、ワークWの複数の部位の位置を示す計測データを生成することができる。その結果、制御ユニット3は、複数の部位の位置を示す計測データに基づいて、ワークWの形状を示す計測データを生成することができる。例えば、制御ユニット3は、位置が特定された複数の部位を結ぶ仮想的な平面(或いは、曲面)から構成される三次元形状を、ワークWの形状として算出することで、ワークWの形状を示す計測データを生成することができる。
尚、加工ヘッド13は、ビームエキスパンダを備えていてもよい。ビームエキスパンダは、光のビーム径を変更可能な光学部材であってもよい。光のビーム径は、光の進行方向に交差する面内での光のサイズを意味していてもよい。ビームエキスパンダは、光のスポット径を変更可能な光学部材であってもよい。光のスポット径は、物体(例えば、ワークW又は被計測物体M)の表面上での光のサイズを意味していてもよい。ビームエキスパンダは、光のフォーカス位置を光の進行方向に沿って変更可能な光学部材であってもよい。光のフォーカス位置は、光が最も収斂している収斂位置を意味していてもよい。一例として、加工ヘッド13は、加工光ELの光路上に配置された第1のビームエキスパンダを備えていてもよい。第1のビームエキスパンダは、加工光ELのビーム径、スポット径及びフォーカス位置の少なくとも一つを変更可能であってもよい。他の一例として、加工ヘッド13は、計測光MLの光路上に配置された第2のビームエキスパンダを備えていてもよい。第2のビームエキスパンダは、計測光MLのビーム径、スポット径及びフォーカス位置の少なくとも一つを変更可能であってもよい。加工ヘッド13が第1及び第2のビームエキスパンダを備えている場合には、加工ヘッド13は、加工光ELのフォーカス位置と計測光MLのフォーカス位置とが異なるものとなるように、加工光ELのフォーカス位置及び計測光MLのフォーカス位置の少なくとも一つを変更してもよい。或いは、加工ヘッド13は、加工光ELの光路であって且つ計測光MLの光路上に配置された第3のビームエキスパンダを備えていてもよい。第3のビームエキスパンダは、加工光EL及び計測光MLの少なくとも一方のビーム径、スポット径及びフォーカス位置の少なくとも一つを変更可能であってもよい。
制御ユニット3は、計測光MLを用いた計測で用いられる第1の計測座標系と、計測ユニット2による計測で用いられる第2の計測座標系との位置合わせを行ってもよい。例えば、制御ユニット3は、ステージ15に載置されたキャリブレーションプレートを計測光MLで計測するように加工ユニット1を制御し、ステージ15に載置されたキャリブレーションプレートを計測するように計測ユニット2を制御し、計測光MLを用いたキャリブレーションプレートの計測結果と、計測ユニット2を用いたキャリブレーションプレートの計測結果とに基づいて、第1の計測座標系と第2の計測座標系との位置合わせを行ってもよい。
加工ヘッド13は更に、ヘッド筐体137とヘッド筐体138とを備えていてもよい。射出光学系130は、加工ヘッド13のヘッド筐体137に収容されていてもよい。一方で、照射光学系135は、ヘッド筐体137とは異なるヘッド筐体138に収容されていてもよい。但し、加工ヘッド13は、射出光学系130及び照射光学系135の双方が収容されるヘッド筐体を備えていてもよい。尚、ヘッド筐体137及び138の少なくとも一方は、鏡筒と称されてもよい。
ヘッド筐体138は、ヘッド筐体137に取り付け可能であってもよい。ヘッド筐体137に取り付けられたヘッド筐体138は、ヘッド筐体137から取り外し可能であってもよい。但し、ヘッド筐体138は、ヘッド筐体137に固定されていてもよい。更に、ヘッド筐体138には、フード136が取り付け可能であってもよい。ヘッド筐体138に取り付けられたフード136は、ヘッド筐体138から取り外し可能であってもよい。但し、フード136は、ヘッド筐体138に固定されていてもよい。
ヘッド筐体138がヘッド筐体137から取り外し可能である場合には、加工ユニット1は、ヘッド筐体137に取り付けられるヘッド筐体138を交換してもよい。つまり、ヘッド筐体137に取り付けられるヘッド筐体138が交換可能であってもよい。この場合、加工ユニット1は、ヘッド筐体137に取り付けられるヘッド筐体138を交換可能な筐体交換装置を備えていてもよい。筐体交換装置として、工作機械で用いられる自動工具交換器(ATC:Auto Tool Changer)が用いられてもよい。筐体交換装置は、ヘッド筐体137に取り付けられるヘッド筐体138を、第1の照射光学系135が収容されている第1のヘッド筐体138から、第1の照射光学系135とは異なる第2の照射光学系135が収容されている第2のヘッド筐体138に交換してもよい。制御ユニット3は、選択した一つの照射光学系135を、加工ヘッド13に取り付けられている他の照射光学系135と交換するように、加工ユニット1及び筐体交換装置の少なくとも一方を制御してもよい。
フード136がヘッド筐体138から取り外し可能である場合には、加工ユニット1は、ヘッド筐体138に取り付けられるフード136を交換してもよい。つまり、ヘッド筐体138に取り付けられるフード136が交換可能であってもよい。この場合、加工ユニット1は、ヘッド筐体138に取り付けられるフード136を交換可能なフード交換装置を備えていてもよい。フード交換装置として、工作機械で用いられる自動工具交換器(ATC:Auto Tool Changer)が用いられてもよい。尚、上述した筐体交換装置がフード交換装置として用いられてもよい。フード交換装置が、上述した筐体交換装置として用いられてもよい。フード交換装置は、ヘッド筐体138に取り付けられるフード136を、第1のフード136から、第1のフード136とは異なる第2のフード136に交換してもよい。制御ユニット3は、選択した一つのフード136を、加工ヘッド13に取り付けられている他のフード136と交換するように、加工ユニット1及びフード交換装置の少なくとも一方を制御してもよい。
ヘッド筐体137には、射出光学系130から射出される加工光EL及び計測光ML1のそれぞれが通過可能な射出口137APが形成されていてもよい。更に、ヘッド筐体138には、射出光学系130から射出される加工光EL及び計測光ML1のそれぞれが通過可能な入射口138AP1が形成されていてもよい。ヘッド筐体138は、射出口137APと入射口138AP1とがつながるように、ヘッド筐体137に取り付け可能であってもよい。その結果、射出光学系130から射出される加工光EL及び計測光ML1のそれぞれは、射出口137AP及び入射口138AP1を介して、ヘッド筐体138に収容されている照射光学系135に入射する。
フード136によって取り囲まれている内部空間136SPの少なくとも一部は、加工光EL及び計測光ML1のそれぞれが通過可能な空間として用いられてもよい。この場合、ヘッド筐体138には、照射光学系135から射出される加工光EL及び計測光ML1のそれぞれが通過可能な射出口138AP2が形成されていてもよい。更に、フード136には、照射光学系135から射出される加工光EL及び計測光ML1のそれぞれが内部空間136SPに進入するために通過可能な入射口136AP1が形成されていてもよい。フード136は、射出口138AP2と入射口136AP1とがつながるように、ヘッド筐体138に取り付け可能であってもよい。その結果、照射光学系135から射出される加工光EL及び計測光ML1のそれぞれは、射出口138AP2及び入射口136AP1を介して、フード136の内部空間136SPに入射する。
更に、フード136には、フード136の内部空間136SPに入射した加工光EL及び計測光ML1のそれぞれが通過可能な射出口136AP2が形成されていてもよい。フード136の内部空間136SPに入射した加工光EL及び計測光ML1のそれぞれは、内部空間136SPを通過して、射出口136AP2を介してフード136の外部に射出されてもよい。つまり、フード136は、射出口136AP2を介して、加工光EL及び計測光ML1のそれぞれを射出してもよい。フード136から射出された加工光EL及び計測光ML1のそれぞれは、ワークWに照射されてもよい。
(2)加工システムSYSの動作
続いて、加工システムSYSが行う動作について説明する。
続いて、加工システムSYSが行う動作について説明する。
(2-1)加工動作
加工システムSYSは、ワークWを加工するための加工動作を行ってもよい。具体的には、上述したように、加工システムSYSは、ワークWに加工光ELを照射することで、ワークWの一部を除去する除去加工を行ってもよい。このため、まずは、図5(a)から図5(c)を参照しながら、加工光ELを用いた除去加工の概要について説明する。図5(a)から図5(c)のそれぞれは、ワークWに対して行われる除去加工の様子を示す断面図である。
加工システムSYSは、ワークWを加工するための加工動作を行ってもよい。具体的には、上述したように、加工システムSYSは、ワークWに加工光ELを照射することで、ワークWの一部を除去する除去加工を行ってもよい。このため、まずは、図5(a)から図5(c)を参照しながら、加工光ELを用いた除去加工の概要について説明する。図5(a)から図5(c)のそれぞれは、ワークWに対して行われる除去加工の様子を示す断面図である。
図5(a)に示すように、加工システムSYSは、ワークWの表面に設定(或いは形成)される目標照射領域PAに対して加工光ELを照射する。目標照射領域PAに加工光ELが照射されると、ワークWのうち目標照射領域PAと重なる部分及びワークWのうちの目標照射領域PAと近接する部分を含むエネルギ伝達部分に、加工光ELのエネルギが伝達される。本実施形態では、加工システムSYSは、非熱加工(例えば、アブレーション加工)の原理を利用して、ワークWを加工してもよい。つまり、加工システムSYSは、ワークWに対して非熱加工(例えば、アブレーション加工)を行ってもよい。例えば、光子密度(言い換えれば、フルエンス)が高い光が加工光ELとして用いられると、ワークWのうちエネルギ伝達部分を構成する材料は、瞬時に蒸発及び飛散する。つまり、ワークWのうちエネルギ伝達部分を構成する材料は、ワークWの熱拡散時間よりも十分に短い時間内に蒸発及び飛散する。この場合、ワークWのエネルギ伝達部分を構成する材料は、イオン、原子、ラジカル、分子、クラスタ及び固体片のうちの少なくとも一つとして、ワークWから放出されてもよい。
非熱加工が行われる場合には、加工光ELは、発光時間がピコ秒以下又はフェムト秒以下のパルス光を含んでいてもよい。つまり、加工光ELは、パルス幅がピコ秒以下又はフェムト秒以下のパルス光を含んでいてもよい。発光時間がピコ秒以下又はフェムト秒以下のパルス光が加工光ELとして用いられる場合、ワークWのエネルギ伝達部分を構成する材料は、溶融状態を経ずに昇華することもある。
その結果、ワークWのうち目標照射領域PA及び目標照射領域PAと近接する部分が除去される。つまり、図5(b)に示すように、ワークWの表面に、加工光ELに起因した単位加工量Δzに相当する深さの凹部(言い換えれば、溝部)が形成される。このように非熱加工の原理を利用してワークWが加工される場合には、加工システムSYSは、加工光ELのエネルギに起因した熱によるワークWへの影響を極力抑制しながら、ワークWを加工可能となる。
ここで、単位加工量Δzは、加工光ELがパルス光である場合には、加工光ELがワークWに単位パルス数だけ照射される際にワークWが除去される深さであってもよい。単位パルス数は、1であってもよいし、1以上の数であってもよい。加工光ELが連続光である場合、単位加工量Δzは、単位エネルギの加工光ELが単位時間だけワークWに照射されるときに、ワークWが加工される量(除去される深さ)であってもよい。
或いは、加工システムSYSは、非熱加工の原理に加えて又は代えて、いわゆる熱加工の原理を利用して、ワークWの除去加工を行ってもよい。熱加工の原理を利用してワークWの除去加工が行われる場合には、加工光ELは、発光時間がミリ秒以上又はナノ秒以上のパルス光又は連続光を含んでいてもよい。つまり、加工光ELは、パルス幅がミリ秒以上又はナノ秒以上のパルス光又は連続光を含んでいてもよい。この場合、加工光ELのエネルギに起因した熱がエネルギ伝達部分に伝達されると、加工光ELのエネルギに起因した熱によって、ワークWのエネルギ伝達部分を構成する材料が溶融する。溶融した材料は、液滴となって飛散する。或いは、溶融した材料は、加工光ELのエネルギに起因した熱によって蒸発する。その結果、ワークWのうち目標照射領域PA及び目標照射領域PAと近接する部分が除去される。つまり、図5(b)に示すように、ワークWの表面に、加工光ELに起因した単位加工量Δzに相当する深さの凹部(言い換えれば、溝部)が形成される。
加工システムSYSは、上述したガルバノミラー1212を用いて、ワークWの表面上で、加工パス情報が示す加工パスに沿って目標照射領域PAを移動させる。つまり、加工システムSYSは、加工光ELでワークWの表面を走査する。更に、必要に応じて、加工システムSYSは、上述したヘッド駆動系141を用いて加工ヘッド13を移動させる及び/又は上述したステージ駆動系161を用いてステージ15を移動させることで、ワークWの表面上で、加工パス情報が示す加工パスに沿って目標照射領域PAを移動させてもよい。その結果、図5(c)に示すように、加工光ELの走査軌跡(つまり、目標照射領域PAの移動軌跡)に沿って、ワークWの表面が少なくとも部分的に除去される。このため、加工システムSYSは、除去加工したい領域に対応する所望の走査軌跡に沿って加工光ELにワークWの表面上を走査させることで、ワークWのうち除去加工したい部分を適切に除去することができる。加工システムSYSは、除去加工したい領域に対応する所望の走査軌跡(つまり、加工パス情報が示す加工パス)に沿って加工光ELにワークWの表面上を走査させることで、ワークWのうち除去加工したい部分を適切に除去することができる。加工システムSYSは、除去加工したい領域に対応する所望の走査軌跡に沿って加工光ELにワークWの表面上を走査させることで、ワークWから、単位加工量Δzに相当する厚みを有し且つ除去加工したい部分である除去層SLを除去することができる。
加工システムSYSは、必要に応じて、単位加工量Δzに相当する厚みを有する除去層SLを除去する動作を繰り返すことで、ワークWの形状が所望形状となるように、ワークWを加工してもよい。つまり、加工システムSYSは、複数の除去層SLを除去することで、ワークWの形状が所望形状となるように、ワークWを加工してもよい。具体的には、図5(d)に示すように、加工システムSYSは、制御ユニット3の制御下で、ワークWのうちの除去加工によって除去されるべき目標加工部分TPを除去するように、ワークWを加工する。一方で、加工システムSYSは、制御ユニット3の制御下で、ワークWのうちの除去加工によって除去されるべきではない非目標加工部分NPを除去しないように、ワークWを加工する。
その結果、図5(d)に示すように、ワークWから目標加工部分TPが除去されると共に、ワークWのうちの非目標加工部分NPが残存する。この場合、加工システムSYSは、制御ユニット3の制御下で、残存した非目標加工部分NPの形状(例えば、三次元形状)が目標形状となるように、ワークWを加工してもよい。
(2-2)異常判定動作
加工システムSYSは、上述した加工動作に加えて、異常判定動作を行ってもよい。異常判定動作は、加工期間の少なくとも一部において異常が発生するか否かを判定する動作を含んでいてもよい。特に、異常判定動作は、加工期間の少なくとも一部において加工システムSYSに異常が発生するか否かを判定する動作を含んでいてもよい。異常判定動作は、加工期間の少なくとも一部において加工システムSYS内に異常が発生するか否かを判定する動作を含んでいてもよい。異常判定動作は、加工期間の少なくとも一部において加工ユニット1に異常が発生するか否かを判定する動作を含んでいてもよい。異常判定動作は、加工期間の少なくとも一部において加工ユニット1内に異常が発生するか否かを判定する動作を含んでいてもよい。
加工システムSYSは、上述した加工動作に加えて、異常判定動作を行ってもよい。異常判定動作は、加工期間の少なくとも一部において異常が発生するか否かを判定する動作を含んでいてもよい。特に、異常判定動作は、加工期間の少なくとも一部において加工システムSYSに異常が発生するか否かを判定する動作を含んでいてもよい。異常判定動作は、加工期間の少なくとも一部において加工システムSYS内に異常が発生するか否かを判定する動作を含んでいてもよい。異常判定動作は、加工期間の少なくとも一部において加工ユニット1に異常が発生するか否かを判定する動作を含んでいてもよい。異常判定動作は、加工期間の少なくとも一部において加工ユニット1内に異常が発生するか否かを判定する動作を含んでいてもよい。
尚、加工期間は、加工システムSYS(特に、加工ユニット1)がワークWを加工する期間を意味していてもよい。つまり、加工期間は、上述した加工動作が行われる期間を意味していてもよい。加工期間は、上述した加工動作が開始されてから上述した加工動作が終了するまでの期間を意味していてもよい。加工期間は、加工システムSYSがワークWの加工を開始してから、加工システムSYSがワークWの加工を終了するまでの期間を意味していてもよい。加工期間は、加工システムSYSが加工するべきワークWをステージ15に載置するために期間の少なくとも一部を含んでいてもよい。つまり、加工期間は、加工システムSYSが加工するべきワークWをステージ15に載置するためにワークWを搬送し始めてから及び/又はステージ15を移動させ始めてから、ワークWを実際に加工するためにステージ15に載置されたワークWに加工光ELを実際に照射し始めるまでの期間の少なくとも一部を含んでいてもよい。ワークWがステージ15に載置された後に、ワークWの事前計測が行われる場合には、加工期間は、ワークWの事前計測が行われる期間の少なくとも一部を含んでいてもよい。ワークWがステージ15に載置された後に、ワークWの位置合わせ(例えば、アライメント)が行われる場合には、加工期間は、ワークWの位置合わせ(例えば、アライメント)が行われる期間の少なくとも一部を含んでいてもよい。
尚、ワークWが加工される期間、ワークWがステージ15に載置される期間、ワークWの事前計測が行われる期間、及び、ワークWの位置合わせが行われる期間のそれぞれは、ワークWが載置されたステージ15及びワークWを加工する加工ヘッド13の少なくとも一方が移動する期間と等価であるとみなしてもよい。このため、異常判定動作は、加工ヘッド13及びステージ15の少なくとも一方が移動する期間の少なくとも一部において加工システムSYSに異常が発生するか否かを判定する動作を含んでいるとみなしてもよい。後述するように、加工ヘッド13及びステージ15の少なくとも一方が移動する期間には、干渉物体と被計測物体Mとの干渉が発生する可能性がある。このため、異常判定動作は、干渉物体と被計測物体Mとの干渉が発生する可能性がある期間の少なくとも一部において加工システムSYSに異常が発生するか否かを判定する動作を含んでいるとみなしてもよい。
加工システムSYSは、ワークWの加工を開始した後に、異常判定動作を行ってもよい。つまり、加工システムSYSは、加工動作を開始した後に、異常判定動作を行ってもよい。加工システムSYSは、加工動作と並行して、異常判定動作を行ってもよい。この場合、加工システムSYSは、異常判定動作と加工動作とを同じタイミングで行うことができる。このため、加工システムSYSは、加工期間の少なくとも一部を、異常判定動作を行う期間として利用することができる。このため、加工システムSYSは、異常判定動作と加工動作とを別々のタイミングで行う場合と比較して、異常判定動作と加工動作とを完了させるまでに必要な時間を短縮することができる。
加工システムSYSは、ワークWの加工を開始する前に、異常判定動作を行ってもよい。つまり、加工システムSYSは、加工動作を開始する前に、異常判定動作を行ってもよい。加工システムSYSは、異常判定動作を先に行い、異常判定動作を終了した後に、加工動作を開始してもよい。この場合、加工システムSYSは、加工動作を実際に開始する前に、加工動作によって異常が発生するか否かを前もって判定することができる。このため、加工システムSYS(或いは、加工システムSYSのオペレータ)は、加工動作を実際に開始する前に、加工動作によって発生する異常に対処することができる。その結果、加工動作が開始された後に異常が実際に発生する可能性が低くなる。
加工システムSYSに異常が発生するか否かを判定する動作は、加工システムSYSに将来異常が発生する可能性があるか否かを判定する動作を含んでいてもよい。具体的には、加工システムSYSに異常が発生するか否かを判定する動作は、加工システムSYSに実際に異常が発生する前に、加工システムSYSに将来異常が発生する可能性があるか否かを判定する動作を含んでいてもよい。この場合、加工システムSYSは、異常が実際に発生する前に、異常が発生する可能性があるか否かを前もって判定することができる。このため、加工システムSYS(或いは、加工システムSYSのオペレータ)は、異常が実際に発生する前に、将来発生する可能性がある異常に対処することができる。その結果、加工動作が開始された後に異常が実際に発生する可能性が低くなる。尚、加工システムSYSに将来異常が発生する可能性があるか否かを判定する動作は、加工システムSYSに将来異常が発生する可能性があるか否かを予測する動作と称されてもよい。
加工システムSYSに異常が発生するか否かを判定する動作は、加工システムSYSに既に異常が発生しているか否かを判定する動作を含んでいてもよい。つまり、加工システムSYSに異常が発生するか否かを判定する動作は、加工システムSYSに実際に発生している異常を検出する動作を含んでいてもよい。この場合であっても、加工システムSYS(或いは、加工システムSYSのオペレータ)は、実際に発生した異常に対処することができる。その結果、発生した異常に起因して加工動作が悪影響を受ける可能性が低減される。
本実施形態では特に、加工システムSYSは、計測ユニット2による被計測物体Mの三次元形状の計測結果に基づいて、加工システムSYSに異常が発生するか否かを判定してもよい。この場合、加工システムSYSは、典型的には、計測ユニット2による被計測物体Mの三次元形状の計測結果に基づいて、被計測物体Mに関連する異常が加工システムSYSに発生するか否かを判定してもよい。
被計測物体Mに関連する異常の第1の例として、被計測物体Mと、被計測物体Mと干渉する可能性がある干渉物体との干渉があげられる。例えば、被計測物体Mが、ステージ15、筐体5、治具152及びワークWの少なくとも一つを含んでいてもよいことは、上述したとおりである。この場合、干渉物体と被計測物体Mとの干渉は、ステージ15、治具152及びワークWの少なくとも一つと干渉物体との干渉を含んでいてもよい。
干渉物体の一例として、加工ヘッド13があげられる。この場合、干渉物体と被計測物体Mとの干渉は、図6(a)に示すように、ステージ15、治具152及びワークWの少なくとも一つと加工ヘッド13との干渉を含んでいてもよい。例えば、ヘッド筐体137及び138の外面が加工ヘッド13の外面となるがゆえに、干渉物体と被計測物体Mとの干渉は、図6に示すように、ステージ15、治具152及びワークWの少なくとも一つと、ヘッド筐体137及び138の少なくとも一つとの干渉を含んでいてもよい。例えば、加工ヘッド13が、加工ヘッド13の外部に露出している付属品を備えている場合には、ステージ15、治具152及びワークWの少なくとも一つと、付属品との干渉が発生する可能性がある。付属品の一例として、フード136、ヘッド筐体138、ヘッド筐体137及び計測ユニット2の少なくとも一つがあげられる。この場合、干渉物体と被計測物体Mとの干渉は、図6(b)に示すように、ステージ15、治具152及びワークWの少なくとも一つと、付属品との干渉を含んでいてもよい。干渉物体の他の一例として、ステージ15、治具152及びワークWの少なくとも一つが収容されている筐体5があげられる。この場合、干渉物体と被計測物体Mとの干渉は、ステージ15、治具152及びワークWの少なくとも一つと筐体5との干渉を含んでいてもよい。干渉物体の他の一例として、計測ユニット2があげられる。この場合、干渉物体と被計測物体Mとの干渉は、ステージ15、治具152及びワークWの少なくとも一つと計測ユニット2との干渉を含んでいてもよい。尚、以下の説明では、説明の便宜上、干渉物体が加工ヘッド13である例について説明する。
干渉物体が加工ヘッド13である場合には、被計測物体Mは、加工ヘッド13と干渉する可能性がある物体を含んでいてもよい。つまり、加工ヘッド13と干渉する可能性がある物体が、本実施形態における被計測物体Mとして用いられてもよい。尚、被計測物体Mの一例として例示したステージ15、治具152及びワークWの少なくとも一つは、加工ヘッド13と干渉する可能性がある物体に相当する。尚、干渉物体が加工ヘッド13とは異なる物体である場合には、被計測物体Mは、干渉物体と干渉する可能性がある物体を含んでいてもよい。つまり、干渉物体と干渉する可能性がある物体が、本実施形態における被計測物体Mとして用いられてもよい。
加工ヘッド13(つまり、干渉物体、以下同じ)と被計測物体Mとの干渉が発生している状態は、加工ヘッド13と被計測物体Mとが接触している(言い換えれば、衝突している)状態を含んでいてもよい。加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生している状態は、加工ヘッド13と被計測物体Mとが接触していないものの、加工ヘッド13と被計測物体Mとの間の距離Dが許容下限距離DTH未満になっている状態を含んでいてもよい。
被計測物体Mに関連する異常の第2の例として、計測ユニット2が計測した被計測物体Mに異物が含まれるという異常があげられる。例えば、被計測物体Mが、ステージ15、治具152及びワークWの少なくとも一つを含んでいてもよいことは、上述したとおりである。この場合、異物は、ステージ15、治具152及びワークWとは異なる物体を含んでいてもよい。つまり、被計測物体Mに異物が含まれるという異常は、ステージ15、治具152及びワークWとは異なる異物が、ステージ15、治具152及びワークWの少なくとも一つの周辺に存在するという異常を含んでいてもよい。
より具体的には、被計測物体Mの一例であるステージ15、治具152及びワークWは、ワークWを加工するために必要な物体である。この場合、被計測物体Mに含まれる異物は、ワークWを加工するために必要な物体とは異なる物体を含んでいてもよい。被計測物体Mに含まれる異物は、ワークWを加工するために不必要な物体を含んでいてもよい。被計測物体Mに異物が含まれている場合には、計測ユニット2は、典型的には、ワークWを加工するために必要な物体であるステージ15、治具152及びワークWの少なくとも一つの三次元形状に加えて、ワークWを加工するために不必要な物体である異物の三次元形状を、被計測物体Mの三次元形状として計測する。その結果、加工システムSYSは、異物を含む被計測物体Mの三次元形状の計測結果に基づいて、被計測物体Mに異物が含まれるという異常が発生しているか否かを判定することができる。つまり、加工システムSYSは、異物を含む被計測物体Mの三次元形状の計測結果に基づいて、ステージ15、治具152及びワークWの少なくとも一つの周辺に存在する異物を検出することができる。
ワークWを加工するために不必要な物体の第1の例として、ステージ15上に置き忘れられた残置物があげられる。ステージ15上に置き忘れられた残置物の一例として、加工システムSYSの前準備で用いられた工具があげられる。第1の治具152を用いてワークWを保持するべきであるにも関わらず第1の治具152とは異なる第2の治具152を用いてワークWが誤って保持されている場合には、ワークWを加工するために不必要な物体の第2の例として、ワークWを誤って保持している第2の治具152があげられる。
被計測物体Mに関連する異常が、加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉を含む場合には、異常判定動作は、加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生するか否かを判定する干渉判定動作と称されてもよい。つまり、異常判定動作は、加工ヘッド13と被計測物体Mとが干渉するか否かを判定する干渉判定動作と称されてもよい。被計測物体Mに関連する異常が、被計測物体Mに異物が含まれるという異常を含む場合には、異常判定動作は、被計測物体Mに異物が含まれるか否かを判定する異物判定動作と称されてもよい。つまり、異常判定動作は、異物を検出する異物判定動作と称されてもよい。。以下、異常判定動作の一例として、干渉判定動作と異物判定動作について順に説明する。
(2-2-1)干渉判定動作
はじめに、干渉判定動作について説明する。本実施形態では、加工システムSYSは、干渉判定動作として、第1干渉判定動作、第2干渉判定動作、第3干渉判定動作及び第4干渉判定動作のうちの少なくとも一つを行ってもよい。このため、以下の説明では、第1から第4干渉判定動作について順に説明する。
はじめに、干渉判定動作について説明する。本実施形態では、加工システムSYSは、干渉判定動作として、第1干渉判定動作、第2干渉判定動作、第3干渉判定動作及び第4干渉判定動作のうちの少なくとも一つを行ってもよい。このため、以下の説明では、第1から第4干渉判定動作について順に説明する。
(2-2-1-1)第1干渉判定動作
はじめに、第1干渉判定動作について説明する。第1干渉判定動作は、加工期間の少なくとも一部において加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生するか否かを、加工期間の少なくとも一部において判定する動作である。つまり、第1干渉判定動作は、加工期間の少なくとも一部において加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生するか否かを、ワークWの加工を開始した後に判定する動作である。以下、図7を参照しながら、第1干渉判定動作について説明する。図7は、第1干渉判定動作の流れを示すフローチャートである。
はじめに、第1干渉判定動作について説明する。第1干渉判定動作は、加工期間の少なくとも一部において加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生するか否かを、加工期間の少なくとも一部において判定する動作である。つまり、第1干渉判定動作は、加工期間の少なくとも一部において加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生するか否かを、ワークWの加工を開始した後に判定する動作である。以下、図7を参照しながら、第1干渉判定動作について説明する。図7は、第1干渉判定動作の流れを示すフローチャートである。
図7に示すように、制御ユニット3は、計測モデルMMを生成する(ステップS110)。計測モデルMMは、被計測物体Mの三次元形状を示す三次元モデルである。特に、計測モデルMMは、被計測物体Mの表面の三次元形状を示す三次元モデルである。計測モデルMMは、被計測物体Mの全体の三次元形状を示す三次元モデルであってもよい。つまり、計測モデルMMは、被計測物体Mの表面の全体の三次元形状を示す三次元モデルであってもよい。計測モデルMMは、被計測物体Mの一部の三次元形状を示す三次元モデルであってもよい。つまり、計測モデルMMは、被計測物体Mの表面の一部の三次元形状を示す三次元モデルであってもよい。尚、被計測物体MがワークWである場合には、計測モデルMMは、ワークモデルと称されてもよい。
計測モデルMMを生成するために、制御ユニット3は、計測ユニット2による被計測物体Mの三次元形状の計測結果を示す計測情報を、計測ユニット2から取得する。つまり、制御ユニット3は、計測ユニット2によって計測された被計測物体Mの三次元形状に関する情報を含む計測結果(計測情報)を、計測ユニット2から取得する。このため、第1干渉判定動作が開始された後に、計測ユニット2は、被計測物体Mの三次元形状を計測する。このときの計測結果には被計測物体Mの点群データが含まれていてもよい。その後、制御ユニット3は、計測情報に基づいて、計測モデルMMを生成する。例えば、制御ユニット3は、計測情報が示す三次元形状を有する三次元モデルを、計測モデルMMとして生成してもよい。このように被計測物体Mの実際の三次元形状の計測結果を示す計測情報に基づいて計測モデルMMが生成されるため、計測モデルMMは、被計測物体Mの実際の三次元形状を示す三次元モデルと等価であるとみなしてもよい。
計測モデルMMの一例が、図8に示されている。上述したように被計測物体MがワークWを含んでいる場合には、図8に示すように、計測モデルMMは、ワークWの少なくとも一部の三次元形状を示すモデル部分MM1を含んでいてもよい。上述したように被計測物体Mがステージ15を含んでいる場合には、図8に示すように、計測モデルMMは、ステージ15の少なくとも一部の三次元形状を示すモデル部分MM2を含んでいてもよい。上述したように被計測物体Mが治具152を含んでいる場合には、図8に示すように、計測モデルMMは、治具152の少なくとも一部の三次元形状を示すモデル部分MM3を含んでいてもよい。上述したように被計測物体Mが異物を含んでいる場合には、図示しないものの、計測モデルMMは、異物の少なくとも一部の三次元形状を示すモデル部分を含んでいてもよい。
制御ユニット3は、被計測物体Mの三次元形状を示す任意の種類の三次元モデルを、計測モデルMMとして生成してもよい。例えば、制御ユニット3は、複数の点を含む点群を用いて被計測物体Mの三次元形状を示す点群モデルを、計測モデルMMとして取得してもよい。例えば、制御ユニット3は、複数の面を用いて被計測物体Mの三次元形状を示すサーフェスモデル、ポリゴンモデル又はメッシュモデルを、計測モデルMMとして生成してもよい。例えば、制御ユニット3は、被計測物体Mの表面の三次元形状に関する情報に加えて被計測物体Mの内部の情報を有するソリッドモデルを、計測モデルMMとして生成してもよい。例えば、制御ユニット3は、複数の線を用いて被計測物体Mの三次元形状を示すワイヤフレームモデルを、計測モデルMMとして生成してもよい。
再び図7において、ステップS110の動作と並行して又は相前後して、制御ユニット3は、干渉モデルを取得する(ステップS111)。干渉モデルは、被計測物体Mと干渉する可能性がある干渉物体の三次元形状を示す三次元モデルである。特に、干渉モデルは、干渉物体の表面の三次元形状を示す三次元モデルである。
上述したように、本実施形態では、加工ヘッド13が干渉物体として用いられる。このため、以下の説明では、ステップS111において、制御ユニット3が、加工ヘッド13の三次元形状を示す三次元モデルであるヘッドモデルHMを取得する例について説明する。この場合、ヘッドモデルHMは、加工ヘッド13の表面の三次元形状を示す三次元モデルである。ヘッドモデルHMは、加工ヘッド13の全体の三次元形状を示す三次元モデルであってもよい。つまり、ヘッドモデルHMは、加工ヘッド13の表面の全体の三次元形状を示す三次元モデルであってもよい。ヘッドモデルHMは、加工ヘッド13の一部の三次元形状を示す三次元モデルであってもよい。つまり、ヘッドモデルHMは、加工ヘッド13の表面の一部の三次元形状を示す三次元モデルであってもよい。また、ヘッドモデルHMは、加工ヘッド13の内側の形状を示すモデルを含む三次元モデルであってもよい。また、ヘッドモデルHMは、加工ヘッド13の表面のみの三次元形状を示す三次元モデルであってもよい。尚、ヘッドモデルHMは、加工ヘッドモデルと称されてもよい。
尚、場合によっては、ステージ15が干渉物体となる可能性がある。この場合には、制御ユニット3は、ステップS111において、ステージ15の三次元形状を示す三次元モデルである干渉モデルを取得してもよい。
制御ユニット3は、加工ヘッド13の設計上の又は理想的な三次元形状を示す三次元モデルを、ヘッドモデルHMとして取得してもよい。加工ヘッド13の設計上の又は理想的な三次元形状を示す三次元モデルの一例として、加工ヘッド13のCAD(Computer Aided Design)モデルがあげられる。この場合、制御ユニット3は、CADモデルを示すCADファイルを取得することで、ヘッドモデルHMを取得してもよい。CADモデルを示すCADファイルの一例として、DWFという拡張子を有するファイル、DXFという拡張子を有するファイル、DWGという拡張子を有するファイル及びSTPという拡張子を有するファイルの少なくとも一つがあげられる。但し、ヘッドモデルHMを示すファイルとして、ここで例示したファイルの形式とは異なる形式のファイルが用いられてもよい。例えば、制御ユニット3は、STL(Standard Triangulated Language)ファイル、IGES(Initial Graphics Exchange Specification)ファイル及びParasolidファイルの少なくとも一つを取得することで、ヘッドモデルHMを取得してもよい。
CADファイル(或いは、ヘッドモデルHMを示すファイル、以下同じ)は、制御ユニット3が備える記憶装置32(つまり、記録媒体)に記録されていてもよい。この場合、制御ユニット3は、記憶装置32からCADファイルを読み出すことで、ヘッドモデルHMを取得してもよい。CADファイルは、制御ユニット3に内蔵された又は制御ユニット3に外付け可能な任意の記憶媒体(例えば、ハードディスクや半導体メモリ)に記録されていてもよい。この場合、制御ユニット3は、任意の記録媒体からCADファイルを読み出すことで、ヘッドモデルHMを取得してもよい。CADファイルは、制御ユニット3の外部の装置に記録されていてもよい。この場合、制御ユニット3は、ネットワークインタフェースを介して、制御ユニット3の外部の装置からCADファイルをダウンロードすることで、ヘッドモデルHMを取得してもよい。
制御ユニット3は、計測ユニット2による加工ヘッド13の三次元形状の計測結果を示す計測情報に基づいてヘッドモデルHMを生成することで、ヘッドモデルHMを取得してもよい。この場合、計測ユニット2は、被計測物体Mの三次元形状に加えて、加工ヘッド13の三次元形状を計測してもよい。制御ユニット3は、計測ユニット2による加工ヘッド13の三次元形状の計測結果を示す計測情報を、計測ユニット2から取得してもよい。つまり、制御ユニット3は、計測ユニット2によって計測された加工ヘッド13の三次元形状に関する情報を含む計測結果(計測情報)を、計測ユニット2から取得してもよい。その後、制御ユニット3は、計測情報に基づいて、ヘッドモデルHMを生成してもよい。例えば、制御ユニット3は、計測情報が示す三次元形状を有する三次元モデルを、ヘッドモデルHMとして生成してもよい。この場合、ヘッドモデルHMは、加工ヘッド13の実際の三次元形状を示す三次元モデルと等価であるとみなしてもよい。
尚、場合によっては、ステージ15が干渉物体となる可能性がある。この場合には、制御ユニット3は、ステップS111において、計測ユニット2によるステージ15の三次元形状の計測結果を示す計測情報に基づいて干渉モデルを生成することで、干渉モデルを取得してもよい。
ヘッドモデルHMの一例が、図9に示されている。上述したように加工ヘッド13がヘッド筐体137を含んでいる場合には、図9に示すように、ヘッドモデルHMは、ヘッド筐体137の少なくとも一部の三次元形状を示すモデル部分HM1を含んでいてもよい。上述したように加工ヘッド13がヘッド筐体138を含んでいる場合には、図9に示すように、ヘッドモデルHMは、ヘッド筐体138の少なくとも一部の三次元形状を示すモデル部分HM2を含んでいてもよい。上述したように加工ヘッド13がフード136を含んでいる場合には、図9に示すように、ヘッドモデルHMは、フード136の少なくとも一部の三次元形状を示すモデル部分HM3を含んでいてもよい。
制御ユニット3は、加工ヘッド13の三次元形状を示す任意の種類の三次元モデルを、ヘッドモデルHMとして取得してもよい。例えば、制御ユニット3は、複数の点を含む点群を用いて加工ヘッド13の三次元形状を示す点群モデルを、ヘッドモデルHMとして取得してもよい。例えば、制御ユニット3は、複数の面を用いて加工ヘッド13の三次元形状を示すサーフェスモデル、ポリゴンモデル又はメッシュモデルを、ヘッドモデルHMとして取得してもよい。例えば、制御ユニット3は、加工ヘッド13の表面の三次元形状に関する情報に加えて加工ヘッド13の内部の情報を有するソリッドモデルを、ヘッドモデルHMとして取得してもよい。例えば、制御ユニット3は、複数の線を用いて加工ヘッド13の三次元形状を示すワイヤフレームモデルを、ヘッドモデルHMとして取得してもよい。
上述したように、ヘッド筐体137に取り付けられるヘッド筐体138が交換可能である場合には、制御ユニット3は、ヘッド筐体137に実際に取り付けられている一のヘッド筐体138に対応する一のヘッドモデルHMを取得してもよい。例えば、制御ユニット3は、ヘッド筐体137に取り付け可能な複数の異なるヘッド筐体138にそれぞれ対応する複数のヘッドモデルHMの中から、ヘッド筐体137に実際に取り付けられている一のヘッド筐体138に対応する一のヘッドモデルHMを取得してもよい。
ヘッド筐体138は、ヘッド筐体138の種類を特定可能な情報を、ヘッド筐体138に形成される信号接点を介して、制御ユニット3に出力してもよい。具体的には、ヘッド筐体138は、ヘッド筐体138の種類を特定可能な情報を、ヘッド筐体138に形成される第1の信号接点と、ヘッド筐体137に形成され且つ当該第1の信号接点と電気的に接触する第2の信号接点とによって形成される出力信号ラインを介して、制御ユニット3に出力してもよい。この場合、制御ユニット3は、ヘッド筐体138から出力される情報に基づいて、ヘッド筐体137に実際に取り付けられている一のヘッド筐体138の種類を特定し、特定した一のヘッド筐体138に対応する一のヘッドモデルHMを取得してもよい。
例えば、第1の照射光学系135が収容されている第1のヘッド筐体138のサイズと、第1の照射光学系135とは異なる第2の照射光学系135が収容されている第2のヘッド筐体138のサイズとが異なる場合は、制御ユニット3は、第1のヘッド筐体138に対応するヘッドモデルHMと、第2のヘッド筐体138に対応するヘッドモデルHMとを取得してもよい。
尚、加工ユニット1は、加工ヘッド13を撮像可能なカメラを備えていてもよい。この場合には、制御ユニット3は、カメラが生成した加工ヘッド13の画像に基づいて、ヘッド筐体137に実際に取り付けられている一のヘッド筐体138の種類を特定し、特定した一のヘッド筐体138に対応する一のヘッドモデルHMを取得してもよい。ここで、加工ヘッド13を撮像可能なカメラは、ステレオカメラであってもよい。
上述したように、ヘッド筐体138に取り付けられるフード136が交換可能である場合には、制御ユニット3は、ヘッド筐体138に実際に取り付けられている一のフード136に対応する一のヘッドモデルHMを取得してもよい。例えば、制御ユニット3は、ヘッド筐体138に取り付け可能な複数の異なるフード136にそれぞれ対応する複数のヘッドモデルHMの中から、ヘッド筐体138に実際に取り付けられている一のフード136に対応する一のヘッドモデルHMを取得してもよい。
フード136は、フード136の種類を特定可能な情報を、フード136に形成される信号接点を介して、制御ユニット3に出力してもよい。具体的には、フード136は、フード136の種類を特定可能な情報を、フード136に形成される第3の信号接点と、ヘッド筐体138に形成され且つ当該第3の信号接点と電気的に接触する第4の信号接点と、ヘッド筐体138に形成され且つ当該第4の信号接点と電気的に接触する第5の信号接点と、ヘッド筐体137に形成され且つ当該第5の信号接点と電気的に接触する第6の信号接点とによって形成される出力信号ラインを介して、制御ユニット3に出力してもよい。この場合、制御ユニット3は、フード136から出力される情報に基づいて、ヘッド筐体138に実際に取り付けられている一のフード136の種類を特定し、特定した一のフード136に対応する一のヘッドモデルHMを取得してもよい。
上述したように、加工ユニット1が加工ヘッド13を撮像可能なカメラを備えている場合には、制御ユニット3は、カメラが生成した加工ヘッド13の画像に基づいて、ヘッド筐体138に実際に取り付けられている一のフード136の種類を特定し、特定した一のフード136に対応する一のヘッドモデルHMを取得してもよい。
尚、ステップS111において、制御ユニット3は、ヘッドモデルHMを取得することに加えて又は代えて、加工制御情報を取得してもよい。例えば、ステップS111において、制御ユニット3は、ヘッドモデルHMを取得することに加えて又は代えて、加工制御情報の少なくとも一部として、加工パス情報を取得してもよい。
再び図7において、その後、制御ユニット3は、仮想的な三次元空間であるシミュレーション空間に、ステップS110において生成された計測モデルMMと、ステップS111において取得されたヘッドモデルHMとを配置する(ステップS112)。シミュレーション空間に配置された計測モデルMM及びヘッドモデルHMの一例が、図10に示されている。
制御ユニット3は、シミュレーション空間における計測モデルMMとヘッドモデルHMとの相対的な位置関係が、現実空間における被計測物体Mと加工ヘッド13との相対的な位置関係と同じになるように、シミュレーション空間に計測モデルMMとヘッドモデルHMとを配置する。つまり、制御ユニット3は、シミュレーション空間における計測モデルMMとヘッドモデルHMとの相対的な位置関係が、現実空間における被計測物体Mと加工ヘッド13との相対的な位置関係と同じになるように、シミュレーション空間において計測モデルMMとヘッドモデルHMとの位置合わせを行う。
ここで、「シミュレーション空間における計測モデルMMとヘッドモデルHMとの相対的な位置関係が、現実空間における被計測物体Mと加工ヘッド13との相対的な位置関係と同じになる」状態は、シミュレーション空間における計測モデルMMとヘッドモデルHMとの相対的な位置関係が、現実空間における被計測物体Mと加工ヘッド13との相対的な位置関係と完全に同じになる状態を含んでいてもよい。「シミュレーション空間における計測モデルMMとヘッドモデルHMとの相対的な位置関係が、現実空間における被計測物体Mと加工ヘッド13との相対的な位置関係と同じになる」状態は、シミュレーション空間における計測モデルMMとヘッドモデルHMとの相対的な位置関係が、現実空間における被計測物体Mと加工ヘッド13との相対的な位置関係と完全に同じではないものの、現実空間における被計測物体Mと加工ヘッド13との相対的な位置関係に対するシミュレーション空間における計測モデルMMとヘッドモデルHMとの相対的な位置関係のずれ量が許容上限値以下になる状態を含んでいてもよい。
シミュレーション空間に計測モデルMMとヘッドモデルHMとを配置するために、制御ユニット3は、ヘッド位置計測装置142から加工ヘッド13の位置を示すヘッド位置情報を取得し、ステージ位置計測装置162からステージ15の位置を示すステージ位置情報を取得してもよい。その後、制御ユニット3は、ヘッド位置情報に基づいて、現実空間での加工ヘッド13の位置を特定してもよい。更に、制御ユニット3は、ステージ位置情報に基づいて、現実空間でのステージ15の位置を特定してもよい。ここで、被計測物体Mの一例であるワークWが、被計測物体Mの一例である治具152によって保持され、且つ、被計測物体Mの一例である治具152が、被計測物体Mの一例であるステージ15に載置されているがゆえに、ステージ15と治具152及びワークWのそれぞれとの間の相対的な位置関係は固定されている。このため、制御ユニット3は、ステージ位置情報に基づいて、現実空間でのステージ15の位置を特定し、現実空間でのステージ15の位置に基づいて、現実空間での治具152及びワークWのそれぞれの位置を特定することができる。つまり、制御ユニット3は、被計測物体Mの位置を実質的に示しているステージ位置情報に基づいて、現実空間における被計測物体Mの位置を特定することができる。その結果、制御ユニット3は、加工ユニット1がワークWの加工を開始する前における加工ヘッド13と被計測物体Mとの間の相対的な位置関係を特定することができる。その後、制御ユニット3は、シミュレーション空間における計測モデルMMとヘッドモデルHMとの相対的な位置関係が、ヘッド位置情報及びステージ位置情報に基づいて特定された相対的な位置関係と同じになるように、シミュレーション空間に計測モデルMMとヘッドモデルHMとを配置してもよい。
尚、制御ユニット3は、ステージ位置情報を用いることに加えて又は代えて、計測ユニット2による被計測物体Mの計測結果に基づいて、現実空間での被計測物体Mの位置を特定してもよい。例えば、制御ユニット3は、ステップS110における計測ユニット2による被計測物体Mの計測結果に基づいて、現実空間での被計測物体Mの位置を特定してもよい。或いは、制御ユニット3は、ステップS110において計測ユニット2が被計測物体Mを計測する前に、計測ユニット2のキャリブレーションを行い、キャリブレーションにおいて得られた情報に基づいて、現実空間での被計測物体Mの位置を特定してもよい。尚、計測ユニット2のキャリブレーションは、計測ユニット2の計測精度を向上させるための初期動作を意味していてもよい。例えば、制御ユニット3は、ステージ15に載置されたキャリブレーションプレートを計測するように計測ユニット2を制御し、キャリブレーションプレートの計測結果に基づいて計測ユニット2のキャリブレーションを行い、キャリブレーションにおいてキャリブレーションプレートと共に計測されたステージ15の計測結果に基づいて、現実空間でのステージ15の位置を特定し、現実空間でのステージ15の位置に基づいて、現実空間での被計測物体Mの位置を特定してもよい。キャリブレーションプレートが載置されたステージ15にワークWが載置されている場合には、制御ユニット3は、キャリブレーションにおいてキャリブレーションプレートと共に計測されたワークWの計測結果に基づいて、現実空間でのワークWの位置を特定し、現実空間でのワークWの位置に基づいて、現実空間でのステージ15とワークWとの間の相対的な位置関係(つまり、異なる複数の被計測物体Mの間の相対的な位置関係)を特定してもよい。
その後、制御ユニット3は、ワークWの加工を開始するように、加工ユニット1を制御する(ステップS113)。その結果、加工ユニット1は、ワークWの加工を開始する(ステップS113)。
加工ユニット1がワークWの加工を開始した後の加工期間の少なくとも一部において、制御ユニット3は、ヘッド位置計測装置142から、加工期間の少なくとも一部においてヘッド位置計測装置142によって検出された加工ヘッド13の位置を示すヘッド位置情報を取得する(ステップS114)。上述したように、加工ユニット1がワークWの加工を開始すると、ヘッド駆動系141が加工ヘッド13を移動させる。このため、制御ユニット3は、ヘッド位置計測装置142から、加工期間の少なくとも一部においてヘッド位置計測装置142によって検出された加工ヘッド13の動きに関するヘッド位置情報を取得しているとみなしてもよい。
更に、加工ユニット1がワークWの加工を開始した後の加工期間の少なくとも一部において、制御ユニット3は、ステージ位置計測装置162から、加工期間の少なくとも一部においてステージ位置計測装置162によって検出されたステージ15の位置を示すステージ位置情報を取得する(ステップS114)。上述したように、加工ユニット1がワークWの加工を開始すると、ステージ駆動系161がステージ15を移動させる。このため、制御ユニット3は、ステージ位置計測装置162から、加工期間の少なくとも一部においてステージ位置計測装置162によって検出されたステージ15の動きに関するステージ位置情報を取得しているとみなしてもよい。
その後、制御ユニット3は、シミュレーション空間に配置された計測モデルMM及びヘッドモデルHMと、ステップS114において取得されたヘッド位置情報及びステージ位置情報に基づいて、加工期間の少なくとも一部において加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生するか否かを判定する(ステップS115からステップS116)。
具体的には、制御ユニット3は、まず、ステップS114において取得されたヘッド位置情報及びステージ位置情報に基づいて、シミュレーション空間において計測モデルMM及びヘッドモデルHMの少なくとも一方を移動させる(ステップS115)。
シミュレーション空間において計測モデルMM及びヘッドモデルHMの少なくとも一方を移動させるために、制御ユニット3は、ステップS114において取得されたヘッド位置情報に基づいて、現実空間での加工ヘッド13の位置を特定する。更に、制御ユニット3は、ステップS114において取得されたステージ位置情報に基づいて、現実空間での被計測物体Mの位置を特定する。尚、ステップS115においてステージ位置情報に基づいて現実空間での被計測物体Mの位置を特定する動作は、ステップS112においてステージ位置情報に基づいて現実空間での被計測物体Mの位置を特定する動作と同一であってもよい。その結果、制御ユニット3は、加工期間の少なくとも一部における加工ヘッド13と被計測物体Mとの間の相対的な位置関係を特定することができる。
尚、加工期間の少なくとも一部において計測ユニット2が加工ヘッド13(特に、加工ヘッド13の位置)を計測可能である場合には、制御ユニット3は、ヘッド位置計測装置142から出力されるヘッド位置情報に加えて又は代えて、計測ユニット2による加工ヘッド13の計測結果に基づいて、現実空間での加工ヘッド13の位置を特定してもよい。同様に、加工期間の少なくとも一部において計測ユニット2がステージ15(特に、ステージ15の位置)を計測可能である場合には、制御ユニット3は、ステージ位置計測装置162から出力されるステージ位置情報に加えて又は代えて、計測ユニット2によるステージ15の計測結果に基づいて、現実空間でのステージ15の位置を特定してもよい。
その後、制御ユニット3は、シミュレーション空間における計測モデルMMとヘッドモデルHMとの相対的な位置関係が、ステップS114において取得されたヘッド位置情報及びステージ位置情報に基づいて特定された相対的な位置関係と同じになるように、シミュレーション空間において計測モデルMM及びヘッドモデルHMの少なくとも一方を移動させる。
例えば、図11に示すように、制御ユニット3は、現実空間での加工ヘッド13の移動態様と同じ移動態様で、シミュレーション空間においてヘッドモデルHMを移動させてもよい。つまり、制御ユニット3は、現実空間における加工ヘッド13の動きに合わせて、シミュレーション空間においてヘッドモデルHMを移動させてもよい。言い換えれば、制御ユニット3は、現実空間において移動する加工ヘッド13を、ヘッドモデルHMがシミュレーション空間において追従するように、シミュレーション空間においてヘッドモデルHMを移動させてもよい。その結果、現実空間において加工ヘッド13が移動した場合であっても、シミュレーション空間における計測モデルMMとヘッドモデルHMとの相対的な位置関係は、現実空間における被計測物体Mと加工ヘッド13との相対的な位置関係と同じになる。
例えば、図12に示すように、制御ユニット3は、現実空間での被計測物体Mの移動態様と同じ移動態様で、シミュレーション空間において計測モデルMMを移動させてもよい。つまり、制御ユニット3は、現実空間における被計測物体Mの動きに合わせて、シミュレーション空間において計測モデルMMを移動させてもよい。言い換えれば、制御ユニット3は、現実空間において移動する被計測物体Mを、計測モデルMMがシミュレーション空間において追従するように、シミュレーション空間において計測モデルMMを移動させてもよい。その結果、現実空間において被計測物体Mが移動した場合であっても、シミュレーション空間における計測モデルMMとヘッドモデルHMとの相対的な位置関係は、現実空間における被計測物体Mと加工ヘッド13との相対的な位置関係と同じになる。
但し、加工期間の少なくとも一部である一の期間中に加工ヘッド13が移動していない場合には、制御ユニット3は、一の期間中における加工ヘッド13の動きに合わせてヘッドモデルHMを移動させなくてもよい。この場合、制御ユニット3は、ヘッド位置情報を用いることなく、一の期間において加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生するか否かを判定してもよい。同様に、加工期間の少なくとも一部である一の期間中にステージ15が移動していない場合には、制御ユニット3は、一の期間中におけるステージ15の動き(つまり、被計測物体Mの動き)に合わせて計測モデルMMを移動させなくてもよい。この場合、制御ユニット3は、ステージ位置情報を用いることなく、一の期間において加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生するか否かを判定してもよい。つまり、制御ユニット3は、計測モデルMMと、ヘッドモデルHMと、ヘッド位置情報及びステージ位置情報のうちの少なくとも一方とに基づいて、加工期間の少なくとも一部において加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生するか否かを判定してもよい。
出力ユニット4が表示装置を含む場合には、制御ユニット3は、ヘッドモデルHM及び計測モデルMMを表示するように、出力ユニット4を制御してもよい。例えば、制御ユニット3は、ヘッドモデルHM及び計測モデルMMを表示するための表示データを生成し、生成した表示データを出力ユニット4に出力してもよい。出力ユニット4は、制御ユニット3から出力ユニット4に入力された表示データに基づいて、ヘッドモデルHM及び計測モデルMMを表示してもよい。
一例として、制御ユニット3は、ステップS115において移動するヘッドモデルHMの動きを表示するように、出力ユニット4を制御してもよい。具体的には、制御ユニット3は、移動するヘッドモデルHMを表示することでヘッドモデルHMの動きを表示するように、出力ユニット4を制御してもよい。更に、制御ユニット3は、ステップS115において移動する計測モデルMMの動きを表示するように、出力ユニット4を制御してもよい。具体的には、制御ユニット3は、移動する計測モデルMMを表示することで計測モデルMMの動きを表示するように、出力ユニット4を制御してもよい。
再び図7において、その後、制御ユニット3は、シミュレーション空間における計測モデルMMとヘッドモデルHMとの相対的な位置関係に基づいて、加工期間の少なくとも一部において加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生するか否かを判定する(ステップS116)。つまり、制御ユニット3は、シミュレーション空間における計測モデルMMとヘッドモデルHMとの相対的な位置関係に基づいて、加工ヘッド13と被計測物体Mとが干渉するか否かを判定する(ステップ116)。特に、第1干渉判定動作は、加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生するか否かを、ワークWの加工を開始した後に判定する動作であるがゆえに、ステップS116において、制御ユニット3は、典型的には、加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が実際に発生しているか否かを判定してもよい。但し、ステップS116において、制御ユニット3は、加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が将来発生する可能性があるか否かを判定してもよい。
例えば、加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生している状態が、加工ヘッド13と被計測物体Mとが接触している状態を含んでいてもよいことは、上述したとおりである。ここで、シミュレーション空間におけるヘッドモデルHMと計測モデルMMとの相対的な位置関係が、現実空間における加工ヘッド13と被計測物体Mとの相対的な位置関係と同じである。その結果、シミュレーション空間においてヘッドモデルHMと計測モデルMMとが接触している場合には、現実空間における加工ヘッド13と被計測物体Mとが接触する可能性が高い。このため、制御ユニット3は、シミュレーション空間においてヘッドモデルHMと計測モデルMMとが接触している場合に、加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生すると判定してもよい。
例えば、加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生している状態が、加工ヘッド13と被計測物体Mとが接触していないものの、加工ヘッド13と被計測物体Mとの間の距離Dが許容下限距離DTH未満になっている状態を含んでいてもよいことは、上述したとおりである。ここで、シミュレーション空間におけるヘッドモデルHMと計測モデルMMとの相対的な位置関係が、現実空間における加工ヘッド13と被計測物体Mとの相対的な位置関係と同じである。その結果、図11及び図12に示すように、シミュレーション空間においてヘッドモデルHMと計測モデルMMとの間の距離D’が許容下限距離DTH未満になっている場合には、現実空間における加工ヘッド13と被計測物体Mとの間の距離Dが許容下限距離DTH未満になっている可能性が高い。このため、制御ユニット3は、シミュレーション空間においてヘッドモデルHMと計測モデルMMとの間の距離D’が許容下限距離DTH未満になっている場合に、加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生すると判定してもよい。尚、許容下限距離DTHは、オペレータによって変更可能であってもよい。
許容下限距離DTHは、加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生する可能性を考慮して設定されてもよい。典型的には、許容下限距離DTHは、加工ヘッド13と被計測物体Mとが実際に衝突する可能性を考慮して設定されてもよい。このような許容下限距離DTHは、典型的には、0よりも大きい値である。その結果、制御ユニット3は、加工ヘッド13と被計測物体Mとが実際に衝突する前に、加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生すると判定することができる。このため、制御ユニット3は、後述するように、加工ヘッド13と被計測物体Mとが実際に衝突する前に、加工ユニット1を停止することができる。
尚、上述したヘッドモデルHMと計測モデルMMとが接触している状態は、ヘッドモデルHMと計測モデルMMとの間の距離D’がゼロになっている状態と等価であるとみなしてもよい。加工ヘッド13と被計測物体Mとが接触している状態は、加工ヘッド13と被計測物体Mとの間の距離Dがゼロになっている状態と等価であるとみなしてもよい。
再び図7において、ステップS116における判定の結果、加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生すると判定された場合には(ステップS116:Yes)、制御ユニット3は、ワークWの加工を中止するように、加工ユニット1を制御する(ステップS118)。その結果、加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉に起因した悪影響が実際に生ずる可能性が低減される。加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉に起因した悪影響の一例として、加工ヘッド13と被計測物体Mとの接触に起因した加工ヘッド13及び被計測物体Mの少なくとも一つの損傷があげられる。但し、制御ユニット3は、ワークWの加工を中止するように、加工ユニット1を制御しなくてもよい。
加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生すると判定された場合には(ステップS116:Yes)、制御ユニット3は、干渉が発生していることを加工システムSYSのオペレータに通知するように、出力ユニット4を制御してもよい(ステップS119)。但し、制御ユニット3は、干渉が発生していることを加工システムSYSのオペレータに通知するように、出力ユニット4を制御しなくてもよい
一例として、上述したように、制御ユニット3は、干渉が発生していることを加工システムSYSのオペレータに通知するための表示オブジェクトを表示することで、干渉が発生していることを加工システムSYSのオペレータに通知してもよい。つまり、制御ユニット3は、干渉が発生していることを加工システムSYSのオペレータに通知するための表示オブジェクトを表示するための表示データを生成し、生成した表示データを出力ユニット4に出力してもよい。出力ユニット4は、制御ユニット3から出力ユニット4に入力された表示データに基づいて、干渉が発生していることを加工システムSYSのオペレータに通知するための表示オブジェクトを表示することで、干渉が発生していることを加工システムSYSのオペレータに通知してもよい。表示オブジェクトの一例として、テキストメッセージ及びアイコンの少なくとも一つがあげられる。
一例として、上述したように、制御ユニット3は、干渉が発生していることを加工システムSYSのオペレータに通知するための表示オブジェクトを表示することで、干渉が発生していることを加工システムSYSのオペレータに通知してもよい。つまり、制御ユニット3は、干渉が発生していることを加工システムSYSのオペレータに通知するための表示オブジェクトを表示するための表示データを生成し、生成した表示データを出力ユニット4に出力してもよい。出力ユニット4は、制御ユニット3から出力ユニット4に入力された表示データに基づいて、干渉が発生していることを加工システムSYSのオペレータに通知するための表示オブジェクトを表示することで、干渉が発生していることを加工システムSYSのオペレータに通知してもよい。表示オブジェクトの一例として、テキストメッセージ及びアイコンの少なくとも一つがあげられる。
他の一例として、上述したように、制御ユニット3がヘッドモデルHMを表示するように出力ユニット4を制御する場合には、制御ユニット3は、ヘッドモデルHMのうち干渉が発生していると判定された干渉モデル部分を表示することで、干渉が発生していることを加工システムSYSのオペレータに通知してもよい。つまり、制御ユニット3は、ヘッドモデルHMの干渉モデル部分を表示するための表示データを生成し、生成した表示データを出力ユニット4に出力してもよい。出力ユニット4は、制御ユニット3から出力ユニット4に入力された表示データに基づいて、ヘッドモデルHMの干渉モデル部分を表示することで、干渉が発生していることを加工システムSYSのオペレータに通知してもよい。この場合、制御ユニット3は、ヘッドモデルHMのうち干渉が発生していると判定された干渉モデル部分の表示態様と、ヘッドモデルHMのうち干渉が発生していないと判定された非干渉モデル部分の表示態様とが異なるものとなるように、出力ユニット4を制御してもよい。表示態様の一例として、表示色があげられる。
他の一例として、制御ユニット3が計測モデルMMを表示するように出力ユニット4を制御する場合には、計測モデルMMのうち干渉が発生していると判定された干渉モデル部分を表示することで、干渉が発生していることを加工システムSYSのオペレータに通知してもよい。つまり、制御ユニット3は、計測モデルMMの干渉モデル部分を表示するための表示データを生成し、生成した表示データを出力ユニット4に出力してもよい。出力ユニット4は、制御ユニット3から出力ユニット4に入力された表示データに基づいて、計測モデルMMの干渉モデル部分を表示することで、干渉が発生していることを加工システムSYSのオペレータに通知してもよい。この場合、制御ユニット3は、計測モデルMMのうち干渉が発生していると判定された干渉モデル部分の表示態様と、計測モデルMMのうち干渉が発生していないと判定された非干渉モデル部分の表示態様とが異なるものとなるように、出力ユニット4を制御してもよい。表示態様の一例として、表示色があげられる。
制御ユニット3は、ヘッドモデルHMのうち干渉が発生していると判定された干渉モデル部分の表示態様を、発生する干渉の大きさを示す干渉度合いに基づいて変更してもよい。例えば、制御ユニット3は、干渉モデル部分の干渉度合いが第1の大きさである場合には、干渉モデル部分を第1の表示態様で表示し、干渉モデル部分の干渉度合いが第1の大きさとは異なる第2の大きさである場合には、干渉モデル部分を第1の表示態様とは異なる第2の表示態様で表示するように、出力ユニット4を制御してもよい。表示態様の一例として、表示色があげられる。表示態様の一例として、干渉が発生していることを通知するテキストメッセージの種類があげられる。表示態様の一例として、干渉が発生していることを通知するテキストメッセージのサイズがあげられる。表示態様の一例として、干渉が発生していることを通知するアイコンの種類があげられる。表示態様の一例として、干渉が発生していることを通知するアイコンのサイズがあげられる。
他の一例として、出力ユニット4がスピーカを備えている場合には、制御ユニット3は、干渉が発生していることをオペレータに通知するための音声を出力するように出力ユニット4を制御することで、干渉が発生していることを加工システムSYSのオペレータに通知してもよい。この場合、制御ユニット3は、音声の出力態様を、発生する干渉の大きさを示す干渉度合いに基づいて変更してもよい。例えば、制御ユニット3は、干渉モデル部分の干渉度合いが第1の大きさである場合には、音声を第1の出力態様で出力し、干渉モデル部分の干渉度合いが第1の大きさとは異なる第2の大きさである場合には、音声を第1の出力態様とは異なる第2の出力態様で出力するように、出力ユニット4を制御してもよい。音声の出力態様の一例として、音量があげられる。音声の出力態様の一例として、音声の内容があげられる。
加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生すると判定された場合には(ステップS116:Yes)、制御ユニット3は、加工制御情報を修正してもよい(ステップS120)。但し、例えば発生した干渉がごくわずかであったり、干渉発生の通知がエラーで誤っていたり、オペレータが不要と判断した場合には、制御ユニット3は、加工制御情報を修正しなくてもよい。この場合には、制御ユニット3は、ワークWの加工を再開するように加工ユニット1を制御してもよいし、加工ユニット1を停止してもよい。
例えば、制御ユニット3は、加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生しなくなるように、加工制御情報を修正してもよい。例えば、制御ユニット3は、ワークWを加工するように移動する加工ヘッド13の動きが、加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉を引き起こさない適切な動きになるように、加工制御情報を修正してもよい。例えば、制御ユニット3は、ワークWを加工するように移動するステージ15の動き(つまり、治具152及びワークWの動きであり、被計測物体Mの動き)が、加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉を引き起こさない適切な動きになるように、加工制御情報を修正してもよい。
加工制御情報が修正された場合には、図7に示すように、制御ユニット3は、修正された加工制御情報を用いてワークWを加工するように、加工ユニット1を制御してもよい。つまり、加工制御情報が修正された場合には、図7に示すように、制御ユニット3は、修正された加工制御情報を用いてワークWを加工するように、ステップS114以降の動作を再度行ってもよい。つまり、修正された加工制御情報を用いて加工ユニット1がワークWの加工を開始した後においても、制御ユニット3は、ヘッド位置情報及びステージ位置情報を取得し(ステップS114)、取得したヘッド位置情報及びステージ位置情報に基づいて、加工期間の少なくとも一部において加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生するか否かを判定し続けてもよい(ステップS115からステップS116)。
加工制御情報に含まれる加工パス情報は、加工光ELが照射される目標照射領域PAの移動軌跡を示している。目標照射領域PAは、加工ヘッド13及びステージ15の少なくとも一方の移動に起因して移動する。このため、加工パス情報は、実質的には、加工ヘッド13及びステージ15の少なくとも一方の移動(つまり、加工ヘッド13及び被計測物体Mの少なくとも一方の移動)を制御する情報であるとみなしてもよい。つまり、加工パス情報は、実質的には、加工ヘッド13及びステージ15の少なくとも一方の動き(つまり、加工ヘッド13及び被計測物体Mの少なくとも一方の動き)を制御する情報であるとみなしてもよい。この場合、制御ユニット3は、ステップS116において、加工制御情報の少なくとも一部である加工パス情報を修正してもよい。例えば、制御ユニット3は、加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生しなくなるように、加工パス情報を修正してもよい。
制御ユニット3は、加工制御情報の全体(例えば、加工パス情報の全体)を修正してもよい。或いは、制御ユニット3は、加工制御情報の一部(例えば、加工パス情報の一部)を修正してもよい。具体的には、制御ユニット3は、加工制御情報の第1制御情報部分を修正すると共に、第1制御情報部分とは異なる加工制御情報の第2制御情報部分を修正しなくてもよい。この場合、修正された第1制御情報部分と修正されていない第2制御情報部分とを含む加工制御情報が、修正された加工制御情報として用いられてよい。このように加工制御情報の一部が選択的に修正される場合には、加工制御情報の全体が修正される場合と比較して、加工制御情報の修正に必要な演算負荷が低減可能となる。
一例として、加工制御情報の第1制御情報部分に基づいてワークWの第1部分を加工する第1期間中に加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生すると判定された場合には、制御ユニット3は、第1制御情報部分を選択的に修正してもよい。例えば、制御ユニット3は、第1制御情報部分に基づいてワークWの第1部分を加工するように移動する加工ヘッド13の動きが、加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉を引き起こさない適切な動きになるように、第1制御情報部分を選択的に修正してもよい。干渉を引き起こさない加工ヘッド13の動きは、典型的には、干渉を引き起こさない移動経路に沿って移動する加工ヘッド13の動きである。この場合、第1制御情報部分の修正は、第1制御情報部分に沿って移動する加工ヘッド13の移動経路の修正を含んでいてもよい。或いは、例えば、制御ユニット3は、第1制御情報部分に基づいてワークWの第1部分を加工する期間中において、加工ヘッド13を静止させることで加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉を引き起こさないように、第1制御情報部分を選択的に修正してもよい。同様に、制御ユニット3は、第1制御情報部分に基づいてワークWの第1部分を加工するように移動するステージ15の動き(つまり、治具152及びワークWの動きであり、被計測物体Mの動き)が、加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉を引き起こさない適切な動きになるように、第1制御情報部分を選択的に修正してもよい。干渉を引き起こさないステージ15の動きは、典型的には、干渉を引き起こさない移動経路に沿って移動するステージ15の動きである。この場合、第1制御情報部分の修正は、第1制御情報部分に沿って移動するステージ15の移動経路の修正を含んでいてもよい。或いは、例えば、制御ユニット3は、第1制御情報部分に基づいてワークWの第1部分を加工する期間中において、ステージ15を静止させることで加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉を引き起こさないように、第1制御情報部分を選択的に修正してもよい。
一方で、例えば、加工制御情報の第2制御情報部分に基づいてワークWの第2部分を加工する第2期間中に加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生しないと判定された場合には、制御ユニット3は、第2制御情報部分を修正しなくてもよい。但し、制御ユニット3は、第2制御情報部分の一部を修正してもよい。例えば、制御ユニット3は、第2期間のうち上述した干渉が発生すると判定された第1期間に近い第3期間中にワークWの第3部分を加工するために用いられる加工制御情報の第3制御情報部分(つまり、第3期間中にワークWの第3部分を加工するために用いられる第2制御情報の一部である第3制御情報部分)を修正してもよい。つまり、制御ユニット3は、干渉を発生させると判定された第1制御情報部分を用いてワークWの第1部分を加工する第1期間の前後でワークWの第3部分を加工するために用いられる第3制御情報部分を修正してもよい。
加工制御情報の第1制御情報部分に基づいてワークWの第1部分を加工する第1期間中に加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生すると判定された場合には、ステップS118において、制御ユニット3は、ワークWの第1部分の加工を中止するように、加工ユニット1を制御してもよい。一方で、加工制御情報の第2制御情報部分に基づいてワークWの第2部分を加工する第2期間中に加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生すると判定された場合には、ステップS118において、制御ユニット3は、ワークWの第2部分の加工を中止するように、加工ユニット1を制御しなくてもよい。この場合、制御ユニット3は、ワークWの第2部分の加工を進行するように、加工ユニット1を制御してもよい。一例として、制御ユニット3は、ワークWの第1部分の加工を中止するように加工ユニット1を制御した後に、ワークWの第2部分の加工を開始するように、加工ユニット1を制御してもよい。つまり、加工ユニット1は、干渉を発生させるワークWの第1部分の加工を中止する一方で、干渉を発生させないワークWの第2部分の加工を進行してもよい。言い換えれば、加工ユニット1は、干渉を発生させるワークWの第1部分の加工をスキップする一方で、干渉を発生させないワークWの第2部分の加工を進行してもよい。その結果、ワークWの全体の加工が中止される場合と比較して、加工ユニット1は、干渉が発生する可能性を低減させつつも、ワークWの加工を可能な限り継続することができる。
尚、発生する干渉が比較的小さい場合には、ワークWの加工を継続したとしても、干渉に起因した悪影響(例えば、上述した加工ヘッド13及び被計測物体Mの少なくとも一つの破損)が実際には発生しない可能性がある。このため、発生する干渉が比較的小さい場合には、制御ユニット3は、ワークWの加工を中止するなく及び/又は加工制御情報を修正することなく、ワークWの加工を進行するように、加工ユニット1を制御してもよい。例えば、ヘッドモデルHMと計測モデルMMとの間の距離D’が許容下限距離DTH未満である状況下においてワークWの加工を継続した場合には、距離D’と許容下限距離DTHとの差分が小さくなるほど、干渉に起因した悪影響(例えば、上述した加工ヘッド13及び被計測物体Mの少なくとも一つの破損)が実際には発生しない可能性が高くなる。そこで、制御ユニット3は、距離D’と許容下限距離DTHとの差分が許容閾値よりも小さい場合には、発生する干渉が比較的小さいと判定してもよい。その結果、ワークWの加工が無条件に中止される場合と比較して、加工ユニット1は、干渉に起因した悪影響が発生する可能性を低減させつつも、ワークWの加工を可能な限り継続することができる。
或いは、発生する干渉に関わらずに、制御ユニット3は、ワークWの加工を中止するなく及び/又は加工制御情報を修正することなく、ワークWの加工を進行するように、加工ユニット1を制御してもよい。具体的には、加工制御情報の第1制御情報部分に基づいてワークWの第1部分を加工する第1期間中に加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生すると判定された場合には、制御ユニット3は、加工ヘッド13及びステージ15の少なくとも一方の動きを遅延させた上でワークWの第1部分の加工を進行するように、加工ユニット1を制御してもよい。具体的には、制御ユニット3は、第1期間中の加工ヘッド13の移動速度を、第1期間中に干渉が発生しないと判定された場合の加工ヘッド13の移動速度よりも遅くした上で、ワークWの第1部分の加工を進行するように、加工ユニット1を制御してもよい。同様に、制御ユニット3は、第1期間中のステージ15の移動速度(つまり、被計測物体Mの移動速度)を、第1期間中に干渉が発生しないと判定された場合のステージ15の移動速度よりも遅くした上で、ワークWの第1部分の加工を進行するように、加工ユニット1を制御してもよい。この場合、加工ヘッド13及びステージ15の移動速度が遅くならない場合と比較して、加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉に起因した悪影響(例えば、加工ヘッド13及び被計測物体Mの少なくとも一つの損傷)が実際に発生する前に、加工システムSYSのオペレータが加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉に対処するために確保できる時間が長くなる。従って、加工システムSYSのオペレータは、干渉に起因した悪影響が発生しなくなるように、干渉に対処することができる。その結果、ワークWの加工が中止される場合と比較して、加工ユニット1は、干渉に起因した悪影響が発生する可能性を低減させつつも、ワークWの加工を可能な限り継続することができる。或いは、加工ヘッド13及びステージ15のそれぞれの移動速度が遅くなるほど加工ヘッド13及びステージ15が停止する場合の反動が小さくなるがゆえに、反動に起因して加工ヘッド13と被計測物体Mとが衝突する可能性が低くなる。この点からも、加工ヘッド13及びステージ15の少なくとも一つの移動速度が遅くなる場合には、ワークWの加工が中止される場合と比較して、加工ユニット1は、干渉に起因した悪影響が発生する可能性を低減させつつも、ワークWの加工を可能な限り継続することができる。
尚、制御ユニット3は、許容下限距離DTHを変更してもよい。このとき、制御ユニット3は、許容下限距離DTHの変更の可否をオペレータに問い合わせる通知を、出力ユニット4を介して出力してもよい。
他方で、ステップS116における判定の結果、加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生しないと判定された場合には(ステップS116:No)、制御ユニット3は、ワークWの加工を中止するように、加工ユニット1を制御しなくてもい。この場合、制御ユニット3は、ワークWの加工を継続する(つまり、進行する)ように、加工ユニット1を制御してもよい。その後、制御ユニット3は、ワークWの加工が完了したか否かを判定する(ステップS117)。
ステップS117における判定の結果、ワークWの加工が完了していないと判定された場合には(ステップS117:No)、制御ユニット3は、ワークWの加工を継続するように、加工ユニット1を制御する。この場合、制御ユニット3は、ヘッド位置情報及びステージ位置情報を取得し(ステップS114)、取得したヘッド位置情報及びステージ位置情報に基づいて、加工期間の少なくとも一部において加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生するか否かを判定し続けてもよい(ステップS115からステップS116)。
他方で、ステップS117における判定の結果、ワークWの加工が完了したと判定された場合には(ステップS117:Yes)、加工システムSYSは、第1干渉判定動作を終了してもよい。
以上説明したように、制御ユニット3は、第1干渉判定動作を行うことで、加工期間の少なくとも一部において加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生するか否かを、ワークWの加工を開始した後に判定することができる。このため、上述したように、加工システムSYSは、加工期間の少なくとも一部を、第1干渉判定動作を行う期間として利用することができる。このため、加工システムSYSは、第1干渉判定動作と加工動作とを別々のタイミングで行う場合と比較して、第1干渉判定動作と加工動作とを完了させるまでに必要な時間を短縮することができる。
更に、制御ユニット3は、加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生するか否かを判定するために、被計測物体Mの三次元形状を実際に計測することで生成される計測モデルMMを用いる。このため、制御ユニット3は、被計測物体Mが意図せずに変形して被計測物体Mの三次元形状が理想的な又は設計上の三次元形状とは異なるものとなっている場合においても、加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生するか否かを適切に判定することができる。以下、図13(a)及び図13(b)を参照しながら、その理由について説明する。
図13(a)は、被計測物体Mの実際の三次元形状を示す計測モデルMMとヘッドモデルHMとの相対的な位置関係を示している。図13(a)に示すように、被計測物体Mが意図せずに変形している場合においても、計測モデルMMは、意図せずに変形してしまった被計測物体Mの三次元形状を示す。なぜならば、計測モデルMMは、意図せずに変形してしまった被計測物体Mの三次元形状を計測ユニット2が実際に計測することで得られる計測情報に基づいて生成されるからである。このため、制御ユニット3は、被計測物体Mの意図しない変形が適切に反映された計測モデルMMを用いて、加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生するか否かを判定する。その結果、制御ユニット3は、被計測物体Mが意図せずに変形している場合においても、加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生するか否かを適切に判定することができる。特に、制御ユニット3は、加工ヘッド13と被計測物体Mのうちの変形した変形部分MPとの干渉が発生するか否かを適切に判定することができる。例えば、図13(a)に示す例では、計測モデルMMのうちの変形部分MPに対応する変形モデル部分MM_deformとヘッドモデルHMとの間の距離D’が許容下限距離DTH未満であるがゆえに、制御ユニット3は、加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生すると判定する。尚、図13(a)は、治具152が変形している場合の計測モデルMMを示しているが、ワークW及びステージ15の少なくとも一方が変形している場合においても同様のことが言える。
一方で、図13(b)は、被計測物体Mの実際の三次元形状を示す計測モデルMMに代えて被計測物体Mの理想的な又は設計上の三次元形状を示す物体モデルOMを用いて加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生するか否かを判定する場合の物体モデルOMとヘッドモデルHMとの相対的な位置関係を示している。図13(b)に示すように、被計測物体Mが意図せずに変形している場合には、物体モデルOMは、意図せずに変形してしまった被計測物体Mの三次元形状を示すことはない。なぜならば、物体モデルOMには、被計測物体Mの意図しない変形が反映されていないからである。このため、制御ユニット3は、物体モデルOMを用いて、加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生するか否かを適切に判定することができない可能性がある。特に、制御ユニット3は、加工ヘッド13と被計測物体Mのうちの変形した変形部分MPとの干渉が発生するか否かを適切に判定することができない可能性がある。例えば、図13(b)は、計測モデルMMのうちの変形部分MPに対応する変形モデル部分MM_deformとヘッドモデルHMとの間の距離D’が許容下限距離DTH未満であるにも関わらず、物体モデルOMとヘッドモデルHMとの間の距離D’が許容下限距離DTH未満であるがゆえに、制御ユニット3は、加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生しないと誤って判定してしまう。第1干渉判定動作では、このような誤判定が発生する可能性が低くなるという利点がある。
更に、制御ユニット3は、計測モデルMMを用いることで、被計測物体Mに異物が含まれている場合においても、加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生するか否かを適切に判定することができる。以下、図14(a)及び図14(b)を参照しながら、その理由について説明する。
図14(a)は、異物の一例である工具を含む被計測物体Mの実際の三次元形状を示す計測モデルMMとヘッドモデルHMとの相対的な位置関係を示している。図14(a)に示すように、被計測物体Mが異物を含んでいる場合においても、計測モデルMMは、異物を含む被計測物体Mの三次元形状を示す。つまり、計測モデルMMは、異物の三次元形状を示す異物モデル部分MM_extを含む。なぜならば、計測モデルMMは、異物を含む被計測物体Mの三次元形状を計測ユニット2が実際に計測することで得られる計測情報に基づいて生成されるからである。このため、制御ユニット3は、被計測物体Mに含まれる異物が適切に反映された計測モデルMMを用いて、加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生するか否かを判定する。その結果、制御ユニット3は、被計測物体Mに異物が含まれている場合においても、加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生するか否かを適切に判定することができる。特に、制御ユニット3は、加工ヘッド13と被計測物体Mに含まれる異物との干渉が発生するか否かを適切に判定することができる。例えば、図14(a)は、計測モデルMMのうちの異物に対応する異物モデル部分MM_extとヘッドモデルHMとの間の距離D’が許容下限距離DTH未満であるがゆえに、制御ユニット3は、加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生すると判定する。
一方で、図14(b)は、被計測物体Mの実際の三次元形状を示す計測モデルMMに代えて被計測物体Mの理想的な又は設計上の三次元形状を示す物体モデルOMを用いて加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生するか否かを判定する場合の物体モデルOMとヘッドモデルHMとの相対的な位置関係を示している。図14(b)に示すように、被計測物体Mが異物を含んでいる場合には、物体モデルOMは、異物の三次元形状を示すことはない。なぜならば、物体モデルOMには、被計測物体Mに意図せず含まれている異物が反映されていないからである。このため、制御ユニット3は、物体モデルOMを用いて、加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生するか否かを適切に判定することができない可能性がある。特に、制御ユニット3は、加工ヘッド13と被計測物体Mに含まれる異物との干渉が発生するか否かを適切に判定することができない可能性がある。例えば、図14(b)は、計測モデルMMのうちの異物に対応する異物モデル部分MM_extとヘッドモデルHMとの間の距離D’が許容下限距離DTH未満であるにも関わらず、物体モデルOMとヘッドモデルHMとの間の距離D’が許容下限距離DTH未満であるがゆえに、制御ユニット3は、加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生しないと誤って判定してしまう。第1干渉判定動作では、このような誤判定が発生する可能性が低くなるという利点がある。
尚、制御ユニット3は、被計測物体Mの実際の三次元形状を示す計測モデルMMを用いて加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生するか否かを判定すると共に、被計測物体Mの理想的な又は設計上の三次元形状を示す物体モデルOMを用いて加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生するか否かを判定してもよい。この場合、制御ユニット3は、加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生するか否かを、より精度よく判定することができる。その結果、制御ユニット3は、干渉に起因した悪影響が発生する可能性をより一層低減することができる。後述する第2干渉動作から第4干渉動作が行われる場合においても、制御ユニット3は、被計測物体Mの実際の三次元形状を示す計測モデルMMを用いて加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生するか否かを判定すると共に、被計測物体Mの理想的な又は設計上の三次元形状を示す物体モデルOMを用いて加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生するか否かを判定してもよい。
また、制御ユニット3は、図7に示す第1干渉判定動作の一部を行い、制御ユニット3とは異なる他の制御ユニットが、図7に示す第1干渉判定動作の他の一部を行ってもよい。一例として、制御ユニット3及び他の制御ユニットのいずれか一方が、第1干渉判定動作の一部として、ステップS110からステップS111までの動作を行い、制御ユニット3及び他の制御ユニットのいずれか他方が、第1干渉判定動作の他の一部として、ステップS112からステップS120までの動作を行ってもよい。制御ユニット3とは異なる制御ユニットは、制御ユニット3とネットワークを介して通信可能なクラウドサーバであってもよい。
(2-2-1-2)第2干渉判定動作
続いて、第2干渉判定動作について説明する。第2干渉判定動作は、加工期間の少なくとも一部において加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生するか否かを、ワークWの加工を開始する前に判定する動作である。以下、図15を参照しながら、第2干渉判定動作について説明する。図15は、第2干渉判定動作の流れを示すフローチャートである。尚、以下の説明では、既に説明済みの動作については、同一のステップ番号を付することでその詳細な説明を省略する。
続いて、第2干渉判定動作について説明する。第2干渉判定動作は、加工期間の少なくとも一部において加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生するか否かを、ワークWの加工を開始する前に判定する動作である。以下、図15を参照しながら、第2干渉判定動作について説明する。図15は、第2干渉判定動作の流れを示すフローチャートである。尚、以下の説明では、既に説明済みの動作については、同一のステップ番号を付することでその詳細な説明を省略する。
図15に示すように、第2干渉判定動作においても、第1干渉判定動作と同様に、制御ユニット3は、計測モデルMMを生成し(ステップS110)、ヘッドモデルHM(つまり、干渉モデル)を取得する(ステップS111)。尚、ステップS111において、制御ユニット3は、ヘッドモデルHMを取得することに加えて又は代えて、加工ヘッド13の動きに関するヘッド位置情報及びステージ15の動きに関するステージ位置情報の少なくとも一つを取得してもよい。
第2干渉判定動作では、ステップS110からステップS111の動作と並行して又は相前後して、制御ユニット3は、加工制御情報(例えば、加工パス情報を含む加工制御情報)を取得する(ステップS211)。具体的には、制御ユニット3は、第2干渉判定動作が行われた後に行われる加工動作で用いられる加工制御情報を取得する。
制御ユニット3は、加工制御情報を生成する制御情報生成装置から、加工制御情報を取得してもよい。加工制御情報は、制御ユニット3が備える記憶装置32(つまり、記録媒体)に記録されていてもよい。この場合、制御ユニット3は、記憶装置32から加工制御情報を読み出すことで、加工制御情報を取得してもよい。加工制御情報は、制御ユニット3に内蔵された又は制御ユニット3に外付け可能な任意の記憶媒体(例えば、ハードディスクや半導体メモリ)に記録されていてもよい。この場合、制御ユニット3は、任意の記録媒体から加工制御情報を読み出すことで、加工制御情報を取得してもよい。加工制御情報は、制御ユニット3の外部の装置に記録されていてもよい。この場合、制御ユニット3は、ネットワークインタフェースを介して、制御ユニット3の外部の装置から加工制御情報をダウンロードすることで、加工制御情報を取得してもよい。或いは、制御ユニット3は、加工制御情報を生成することで、加工制御情報を取得してもよい。
その後、制御ユニット3は、ステップS211において取得された加工制御情報に基づいて、シミュレーション空間に計測モデルMM及びヘッドモデルHMを配置する(ステップS212)。具体的には、加工制御情報(特に、加工パス情報)が、加工ヘッド13及びステージ15の少なくとも一方の移動(つまり、加工ヘッド13及び被計測物体Mの少なくとも一方の移動)を制御する情報であるとみなしてもよいことは、上述したとおりである。この場合、制御ユニット3は、加工制御情報に基づいて、ワークWの加工を開始する時点での加工ヘッド13とステージ15との相対的な位置関係を推定(言い換えれば、算出)してもよい。その後、制御ユニット3は、シミュレーション空間における計測モデルMMとヘッドモデルHMとの相対的な位置関係が、加工制御情報に基づいて推定された相対的な位置関係と同じになるように、シミュレーション空間に計測モデルMM及びヘッドモデルHMを配置してもよい。
その後、制御ユニット3は、ステップS211において取得された加工制御情報に基づいて、シミュレーション空間において計測モデルMM及びヘッドモデルHMの少なくとも一方を移動させる(ステップS213)。具体的には、上述したように、加工制御情報(特に、加工パス情報)が、加工ヘッド13及びステージ15の少なくとも一方の移動(つまり、加工ヘッド13及び被計測物体Mの少なくとも一方の移動)を制御する情報であるとみなしてもよいことは、上述したとおりである。この場合、制御ユニット3は、加工制御情報に基づいて、加工期間中の加工ヘッド13とステージ15との相対的な位置関係を推定(言い換えれば、算出)してもよい。特に、制御ユニット3は、加工制御情報に基づいて、加工期間中の加工ヘッド13とステージ15との相対的な位置関係の変化を推定(言い換えれば、算出)してもよい。その後、制御ユニット3は、シミュレーション空間における計測モデルMMとヘッドモデルHMとの相対的な位置関係が、加工制御情報に基づいて推定された相対的な位置関係と同じになるように、シミュレーション空間において計測モデルMM及びヘッドモデルHMの少なくとも一方を移動させる。その結果、加工期間中に干渉が発生するか否かがワークWの加工が開始される前に判定される第2干渉判定動作においても、加工期間中に干渉が発生するか否かがワークWの加工が開始された後に判定される第1干渉判定動作と同様に、制御ユニット3は、現実空間での加工ヘッド13の移動態様と同じ移動態様で、シミュレーション空間においてヘッドモデルHMを移動させ、且つ、現実空間での被計測物体Mの移動態様と同じ移動態様で、シミュレーション空間において計測モデルMMを移動させることができる。このため、図15のステップS213の動作は、計測モデルMM及びヘッドモデルHMの少なくとも一方を移動させるために加工制御情報を用いるという点を除いて、計測モデルMM及びヘッドモデルHMの少なくとも一方を移動させる図7のステップS115の動作と同一であってもよい。このため、図15のステップS213の動作の詳細な説明は省略する。
その後、第2干渉判定動作においても、第1干渉判定動作と同様に、制御ユニット3は、シミュレーション空間における計測モデルMMとヘッドモデルHMとの相対的な位置関係に基づいて、加工期間の少なくとも一部において加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生するか否かを判定する(ステップS116)。
ステップS116における判定の結果、加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生すると判定された場合には(ステップS116:Yes)、第2干渉判定動作においても、第1干渉判定動作と同様に、制御ユニット3は、干渉が発生していることを加工システムSYSのオペレータに通知するように出力ユニット4を制御し(ステップS119)、加工制御情報を修正してもよい(ステップS120)。他方で、加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生しないと判定された場合には(ステップS116:No)、制御ユニット3は、干渉が発生していることを加工システムSYSのオペレータに通知するように出力ユニット4を制御しなくてもよいし、加工制御情報を修正しなくてもよい。
尚、加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生すると判定された場合には、制御ユニット3は、加工制御情報を修正することに加えて又は代えて、今から開始しようとしているワークWの加工を中止するように、加工ユニット1を制御してもよい。つまり、制御ユニット3は、未だ開始していないワークWの加工を中止するように、加工ユニット1を制御してもよい。言い換えれば、制御ユニット3は、未だ開始していないワークWの加工を開始しないように、加工ユニット1を制御してもよい。
その後、制御ユニット3は、加工制御情報に基づく計測モデルMM及びヘッドモデルHMの移動が完了するまで(ステップS214)、シミュレーション空間において計測モデルMM及びヘッドモデルHMの少なくとも一方を移動させる動作(ステップS213)と、加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生するか否かを判定する動作(ステップS116)とを繰り返す。
尚、制御ユニット3は、加工制御情報に基づく計測モデルMM及びヘッドモデルHMの移動が完了する前に、シミュレーション空間において計測モデルMM及びヘッドモデルHMの少なくとも一方を移動させる動作(ステップS213)と、加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生するか否かを判定する動作(ステップS116)とを終了してもよい。例えば、一例として、制御ユニット3は、オペレータが加工期間の全体に渡って干渉が発生するか否かを把握することを希望している場合には、加工制御情報に基づく計測モデルMM及びヘッドモデルHMの移動が完了するまで(ステップS214)、シミュレーション空間において計測モデルMM及びヘッドモデルHMの少なくとも一方を移動させる動作(ステップS213)と、加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生するか否かを判定する動作(ステップS116)とを繰り返してもよい。他の一例として、制御ユニット3は、オペレータが加工期間の一部においてのみ干渉が発生するか否かを把握することを希望している場合には、加工制御情報に基づく計測モデルMM及びヘッドモデルHMの移動が完了する前に、シミュレーション空間において計測モデルMM及びヘッドモデルHMの少なくとも一方を移動させる動作(ステップS213)と、加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生するか否かを判定する動作(ステップS116)とを終了してもよい。その結果、制御ユニット3は、第2干渉判定動作を必要以上に行わなくてもよくなる。
その後、加工制御情報に基づく計測モデルMM及びヘッドモデルHMの移動が完了した後に、制御ユニット3は、ワークWの加工を開始するように、加工ユニット1を制御する(ステップS113)。
以上説明したように、制御ユニット3は、第2干渉判定動作を行うことで、加工期間の少なくとも一部において加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生するか否かを、ワークWの加工を開始する前に判定することができる。このため、上述したように、加工システムSYS(或いは、加工システムSYSのオペレータ)は、加工動作を実際に開始する前に、加工動作によって発生する干渉に対処することができる。その結果、加工動作が開始された後に干渉が実際に発生する可能性が低くなる。つまり、加工動作が開始された後に加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉に起因した悪影響が実際に生ずる可能性が低くなる。
更に、第2干渉判定動作においても、第1干渉判定動作と同様に、制御ユニット3は、加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生するか否かを判定するために、被計測物体Mの三次元形状を実際に計測することで生成される計測モデルMMを用いる。このため、第2干渉判定動作においても、第1干渉判定動作と同様に、制御ユニット3は、被計測物体Mが意図せずに変形している場合においても、加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生するか否かを適切に判定することができる。更に、制御ユニット3は、被計測物体Mに異物が含まれている場合においても、加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生するか否かを適切に判定することができる。
尚、発生する干渉が比較的小さい場合には、ワークWの加工を継続したとしても、干渉に起因した悪影響が実際には発生しない可能性があることは、第1干渉判定動作において説明したとおりである。このため、第2干渉判定動作においても、第1干渉判定動作と同様に、制御ユニット3は、ステップS120において加工制御情報を修正することなく、ワークWの加工を開始するように、加工ユニット1を制御してもよい。或いは、第2干渉判定動作においても、第1干渉判定動作と同様に、制御ユニット3は、ステップS120において加工制御情報を修正することなく、干渉が発生すると判定された期間中の加工ヘッド13及びステージ15の少なくとも一つの移動速度を遅くした上で、ワークWの加工を開始するように、加工ユニット1を制御してもよい。
尚、制御ユニット3は、複数の異なる許容下限距離DTHを用いて、第2干渉判定動作を複数回行ってもよい。例えば、制御ユニット3は、第1の許容下限距離DTHを用いて、第2干渉判定動作を行い、その後、第1の許容下限距離DTHとは異なる第2の許容下限距離DTHを用いて、第2干渉判定動作を行ってもよい。
また、制御ユニット3は、図15に示す第2干渉判定動作の一部を行い、制御ユニット3とは異なる他の制御ユニットが、図15に示す第2干渉判定動作の他の一部を行ってもよい。一例として、制御ユニット3及び他の制御ユニットのいずれか一方が、第2干渉判定動作の一部として、ステップS110からステップS111までの動作を行い、制御ユニット3及び他の制御ユニットのいずれか他方が、第2干渉判定動作の他の一部として、ステップS211からステップS113までの動作を行ってもよい。制御ユニット3とは異なる制御ユニットは、制御ユニット3とネットワークを介して通信可能なクラウドサーバであってもよい。
(2-2-1-3)第3干渉判定動作
続いて、第3干渉判定動作について説明する。第3干渉判定動作は、第2干渉判定動作と同様に、加工期間の少なくとも一部において加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生するか否かを、ワークWの加工を開始する前に判定する動作である。第3干渉判定動作は、第2干渉判定動作と比較して、計測モデルMMに代えて、物体モデルOMを用いて、加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生するか否かを判定するという点で異なる。以下、図16を参照しながら、第3干渉判定動作について説明する。図16は、第3干渉判定動作の流れを示すフローチャートである。
続いて、第3干渉判定動作について説明する。第3干渉判定動作は、第2干渉判定動作と同様に、加工期間の少なくとも一部において加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生するか否かを、ワークWの加工を開始する前に判定する動作である。第3干渉判定動作は、第2干渉判定動作と比較して、計測モデルMMに代えて、物体モデルOMを用いて、加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生するか否かを判定するという点で異なる。以下、図16を参照しながら、第3干渉判定動作について説明する。図16は、第3干渉判定動作の流れを示すフローチャートである。
図16に示すように、制御ユニット3は、物体モデルOMを取得する(ステップS310)。物体モデルOMは、被計測物体Mの三次元形状を示す三次元モデルである。特に、物体モデルOMは、被計測物体Mの表面の三次元形状を示す三次元モデルである。物体モデルOMは、被計測物体Mの全体の三次元形状を示す三次元モデルであってもよい。つまり、物体モデルOMは、被計測物体Mの表面の全体の三次元形状を示す三次元モデルであってもよい。物体モデルOMは、被計測物体Mの一部の三次元形状を示す三次元モデルであってもよい。つまり、物体モデルOMは、被計測物体Mの表面の一部の三次元形状を示す三次元モデルであってもよい。
特に、物体モデルOMは、計測ユニット2が本来計測するべき被計測物体Mの三次元形状を示す三次元モデルである。このため、現実空間において、計測ユニット2が本来計測するべき被計測物体Mの一例であるステージ15、ワークW及び治具152の少なくとも一つの周辺に異物が存在していたとしても、物体モデルOMは、異物の三次元形状を示すことはない。つまり、物体モデルOMには、異物が反映されていない。
制御ユニット3は、被計測物体Mの設計上の又は理想的な三次元形状を示す三次元モデルを、物体モデルOMとして取得する。このため、物体モデルOMは、被計測物体Mの設計上の又は理想的な三次元形状を示す三次元モデルとなる。この場合、被計測物体Mの三次元形状が理想的な又は設計上の三次元形状とは異なるものとなるように被計測物体Mが意図せずに変形していたとしても、物体モデルOMは、被計測物体Mの実際の三次元形状(つまり、変形した三次元形状)ではなく、被計測物体Mの設計上の又は理想的な三次元形状を示す。
被計測物体Mの設計上の又は理想的な三次元形状を示す三次元モデルの一例として、被計測物体MのCAD(Computer Aided Design)モデルがあげられる。この場合、制御ユニット3は、CADモデルを示すCADファイルを取得することで、物体モデルOMを取得してもよい。CADモデルを示すCADファイルの一例として、DWFという拡張子を有するファイル、DXFという拡張子を有するファイル、DWGという拡張子を有するファイル及びSTPという拡張子を有するファイルの少なくとも一つがあげられる。但し、物体モデルOMを示すファイルとして、ここで例示したファイルの形式とは異なる形式のファイルが用いられてもよい。例えば、制御ユニット3は、STL(Standard Triangulated Language)ファイル、IGES(Initial Graphics Exchange Specification)ファイル及びParasolidファイルの少なくとも一つを取得することで、物体モデルOMを取得してもよい。
CADファイルは、制御ユニット3が備える記憶装置32(つまり、記録媒体)に記録されていてもよい。この場合、制御ユニット3は、記憶装置32からCADファイルを読み出すことで、物体モデルOMを取得してもよい。CADファイルは、制御ユニット3に内蔵された又は制御ユニット3に外付け可能な任意の記憶媒体(例えば、ハードディスクや半導体メモリ)に記録されていてもよい。この場合、制御ユニット3は、任意の記録媒体からCADファイルを読み出すことで、物体モデルOMを取得してもよい。CADファイルは、制御ユニット3の外部の装置に記録されていてもよい。この場合、制御ユニット3は、ネットワークインタフェースを介して、制御ユニット3の外部の装置からCADファイルをダウンロードすることで、物体モデルOMを取得してもよい。
制御ユニット3は、被計測物体Mの三次元形状を示す任意の種類の三次元モデルを、物体モデルOMとして取得してもよい。例えば、制御ユニット3は、複数の点を含む点群を用いて被計測物体Mの三次元形状を示す点群モデルを、物体モデルOMとして取得してもよい。例えば、制御ユニット3は、複数の面を用いて被計測物体Mの三次元形状を示すサーフェスモデル、ポリゴンモデル又はメッシュモデルを、物体モデルOMとして取得してもよい。例えば、制御ユニット3は、被計測物体Mの表面の三次元形状に関する情報に加えて被計測物体Mの内部の情報を有するソリッドモデルを、物体モデルOMとして取得してもよい。例えば、制御ユニット3は、複数の線を用いて被計測物体Mの三次元形状を示すワイヤフレームモデルを、物体モデルOMとして取得してもよい。
ステップS310の動作と並行して又は相前後して、第3干渉判定動作においても、第2干渉判定動作と同様に、制御ユニット3は、ヘッドモデルHM(つまり、干渉モデル)を取得し(ステップS111)、加工制御情報(例えば、加工パス情報を含む加工制御情報)を取得する(ステップS211)。
その後、制御ユニット3は、ステップS211において取得された加工制御情報に基づいて、シミュレーション空間に物体モデルOM及びヘッドモデルHMを配置する(ステップS312)。尚、ステップS312の動作は、計測モデルMMに代えて物体モデルOMが用いられるという点を除いて、第2干渉動作のステップS212(図15)の動作と同一であってもよい。このため、ステップS312の詳細な説明は、省略する。
その後、制御ユニット3は、ステップS211において取得された加工制御情報に基づいて、シミュレーション空間において物体モデルOM及びヘッドモデルHMの少なくとも一方を移動させる(ステップS313)。尚、ステップS313の動作は、計測モデルMMに代えて物体モデルOMが用いられるという点を除いて、第2干渉動作のステップS213(図15)の動作と同一であってもよい。このため、ステップS313の詳細な説明は、省略する。
その後、制御ユニット3は、シミュレーション空間における物体モデルOMとヘッドモデルHMとの相対的な位置関係に基づいて、加工期間の少なくとも一部において加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生するか否かを判定する(ステップS316)。尚、ステップS316の動作は、計測モデルMMに代えて物体モデルOMが用いられるという点を除いて、第1又は第2干渉動作のステップS116(図7又は図15)の動作と同一であってもよい。例えば、制御ユニット3は、シミュレーション空間においてヘッドモデルHMと物体モデルOMとが接触している場合に、加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生すると判定してもよい。例えば、制御ユニット3は、シミュレーション空間においてヘッドモデルHMと物体モデルOMとの間の距離が許容下限距離DTH未満になっている場合に、加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生すると判定してもよい。このため、ステップS316の詳細な説明は、省略する。
ステップS316における判定の結果、加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生すると判定された場合には(ステップS316:Yes)、第3干渉判定動作においても、第2干渉判定動作と同様に、制御ユニット3は、干渉が発生していることを加工システムSYSのオペレータに通知するように出力ユニット4を制御し(ステップS119)、加工制御情報を修正してもよい(ステップS120)。他方で、加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生しないと判定された場合には(ステップS316:No)、制御ユニット3は、干渉が発生していることを加工システムSYSのオペレータに通知するように出力ユニット4を制御しなくてもよいし、加工制御情報を修正しなくてもよい。
その後、制御ユニット3は、加工制御情報に基づくヘッドモデルHM及び物体モデルOMの移動が完了するまで(ステップS314)、シミュレーション空間において物体モデルOM及びヘッドモデルHMの少なくとも一方を移動させる動作(ステップS313)と、加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生するか否かを判定する動作(ステップS116)とを繰り返す。
尚、制御ユニット3は、加工制御情報に基づく物体モデルOM及びヘッドモデルHMの移動が完了する前に、シミュレーション空間において物体モデルOM及びヘッドモデルHMの少なくとも一方を移動させる動作(ステップS313)と、加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生するか否かを判定する動作(ステップS116)とを終了してもよい。例えば、一例として、制御ユニット3は、オペレータが加工期間の全体に渡って干渉が発生するか否かを把握することを希望している場合には、加工制御情報に基づく物体モデルOM及びヘッドモデルHMの移動が完了するまで(ステップS314)、シミュレーション空間において物体モデルOM及びヘッドモデルHMの少なくとも一方を移動させる動作(ステップ3213)と、加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生するか否かを判定する動作(ステップS116)とを繰り返してもよい。他の一例として、制御ユニット3は、オペレータが加工期間の一部においてのみ干渉が発生するか否かを把握することを希望している場合には、加工制御情報に基づく物体モデルOM及びヘッドモデルHMの移動が完了する前に、シミュレーション空間において物体モデルOM及びヘッドモデルHMの少なくとも一方を移動させる動作(ステップS313)と、加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生するか否かを判定する動作(ステップS116)とを終了してもよい。その結果、制御ユニット3は、第3干渉判定動作を必要以上に行わなくてもよくなる。
その後、加工制御情報に基づくヘッドモデルHM及び物体モデルOMの移動が完了した後に、制御ユニット3は、ワークWの加工を開始するように、加工ユニット1を制御する(ステップS113)。例えば、ステップS120において加工制御情報が修正された場合には、制御ユニット3は、修正された加工制御情報に基づいて、ワークWの加工を開始するように、加工ユニット1を制御してもよい。例えば、ステップS120において加工制御情報が修正されていない場合には、制御ユニット3は、修正されていない加工制御情報に基づいて、ワークWの加工を開始するように、加工ユニット1を制御してもよい。
以上説明したように、制御ユニット3は、第3干渉判定動作を行うことで、加工期間の少なくとも一部において加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生するか否かを、ワークWの加工を開始する前に判定することができる。このため、加工システムSYS(或いは、加工システムSYSのオペレータ)は、加工動作を実際に開始する前に、加工動作によって発生する干渉に対処することができる。その結果、加工動作が開始された後に干渉が実際に発生する可能性が低くなる。つまり、加工動作が開始された後に加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉に起因した悪影響が実際に生ずる可能性が低くなる。
更に、制御ユニット3は、計測モデルMMよりもデータサイズが小さくなる物体モデルOMを用いて、加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生するか否かを判定することができる。このため、第3干渉動作が行われる場合には、計測モデルMMを用いて加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生するか否かを判定する第1又は第2干渉判定動作が行われる場合と比較して、加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生するか否かを判定するために必要な演算負荷が低減可能となる。
更に、制御ユニット3は、加工ユニット1が実際に加工するべきワークWが用意されてない状況下において、加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生するか否かを判定することができる。例えば、制御ユニット3は、CAM(Computer Aided Manufacturing)ソフトを用いて加工制御情報を生成する前工程中において、加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生するか否かを判定することができる。
但し、第3干渉判定動作では被計測物体Mの変形及び異物が反映されていない物体モデルOMが用いられるがゆえに、制御ユニット3は、被計測物体Mが意図せず変形している及び/又は被計測物体Mに異物が含まれている場合に、加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生するか否かを適切に判定することができない可能性がある。そこで、制御ユニット3は、第3干渉判定動作を行った後に、第1及び第2干渉判定動作の少なくとも一方を行ってもよい。その結果、制御ユニット3は、被計測物体Mが意図せず変形している及び/又は被計測物体Mに異物が含まれている場合であっても、加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生するか否かを適切に判定することができる。
第3干渉判定動作を行った後に第1及び第2干渉判定動作の少なくとも一方を行う場合には、制御ユニット3は、加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生した原因を特定してもよい。例えば、第3干渉判定動作によって加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生すると判定された場合には、制御ユニット3は、加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が、加工制御情報に基づく加工ヘッド13及びステージ15の少なくとも一つの動きに起因して発生したと判定してもよい。つまり、制御ユニット3は、加工ヘッド13及びステージ15の少なくとも一つの動きが、加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉の原因であると判定してもよい。例えば、第3干渉判定動作によって加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生しないと判定されたにも関わらず、第1及び第2干渉判定動作の少なくとも一方によって加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生すると判定された場合には、制御ユニット3は、加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が、被計測物体Mの意図しない変形及び異物の少なくとも一つによって発生したと判定してもよい。つまり、制御ユニット3は、被計測物体Mの意図しない変形及び異物の少なくとも一つが、加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉の原因であると判定してもよい。その結果、加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生した原因が特定されない場合と比較して、加工システムSYSのオペレータは、加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉により適切に対処することができる。
第3干渉判定動作を行った後に第1及び第2干渉判定動作の少なくとも一方を行う場合には、制御ユニット3は、計測モデルMMに代えて、計測モデルMMと物体モデルOMとの差分に相当する差分モデルDMを用いて、第1及び第2干渉判定動作の少なくとも一方を行ってもよい。この場合、差分モデルDMのデータサイズが通常は計測モデルMMのデータサイズよりも小さくなる。その結果、制御ユニット3は、計測モデルMMを用いて第1及び第2干渉判定動作の少なくとも一方を行う場合と比較して、第1及び第2干渉判定動作の少なくとも一方を行うために必要な演算負荷を低減させつつ、加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生するか否かを適切に判定することができる。以下、その理由について、図17(a)から図17(c)及び図18(a)から図18(c)を参照しながら説明する。
図17(a)は、被計測物体Mが意図せず変形している場合に生成される計測モデルMMを示している。被計測物体Mが意図せず変形している場合には、図17(a)に示すように、計測モデルMMは、被計測物体Mのうち意図せず変形した変形部分MPに対応する変形モデル部分MM_deformと、被計測物体Mのうちの変形していない(つまり、理想的な又は設計上の三次元形状を有している)非変形部分に対応する非変形モデル部分MM_nondeformとを含んでいる。図17(b)は、被計測物体Mが意図せず変形している場合に取得される物体モデルOMを示している。図17(b)に示すように、被計測物体Mが意図せず変形している場合であっても、物体モデルOMは、変形していない被計測物体Mの三次元形状(つまり、被計測物体Mの理想的な又は設計上の三次元形状)を示している。このため、物体モデルOMは、計測モデルMMの非変形モデル部分MM_nondeformを含む一方で、計測モデルMMの変形モデル部分MM_deformを含まない三次元モデルと等価となる。図17(c)は、図17(a)に示す計測モデルMMと図17(b)に示す物体モデルOMとの差分に相当する差分モデルDMを示している。図17(c)に示すように、差分モデルDMは、計測モデルMMの変形モデル部分MM_deformと等価である。この場合、制御ユニット3は、まず、図17(b)に示す物体モデルOMを用いて、第3干渉判定動作を行う。その結果、制御ユニット3は、被計測物体Mのうちの変形していない非変形部分と加工ヘッド13との干渉が発生するか否かを判定することができる。その後、制御ユニット3は、図17(c)に示す差分モデルDMを用いて、第1及び第2干渉判定動作の少なくとも一方を行う。その結果、制御ユニット3は、被計測物体Mのうち意図せず変形した変形部分MPと加工ヘッド13との干渉が発生するか否かを判定することができる。このため、結果的に、制御ユニット3は、計測ユニット2が計測した被計測物体Mの全体(つまり、変形部分MP及び非変形部分の双方)と加工ヘッド13との干渉が発生するか否かを判定することができる。更には、第1及び第2干渉判定動作の少なくとも一方を行うために、計測モデルMMよりもデータサイズが小さい差分モデルDMが用いられるがゆえに、第1及び第2干渉判定動作の少なくとも一方を行うために必要な演算負荷が低減される。
続いて、図18(a)は、被計測物体Mが異物を含む場合に生成される計測モデルMMを示している。被計測物体Mが異物を含む場合には、図18(a)に示すように、計測モデルMMは、異物ではない本来の被計測物体Mの三次元形状を示す非異物モデル部分MM_nonextと、異物に対応する異物モデル部分MM_extとを含んでいる。図18(b)は、被計測物体Mが異物を含む場合に取得される物体モデルOMを示している。図18(b)に示すように、被計測物体Mが異物を含む場合であっても、物体モデルOMは、異物ではない本来の被計測物体Mの三次元形状を示している。このため、物体モデルOMは、計測モデルMMの非異物モデル部分MM_nonextを含む一方で、計測モデルMMの異物モデル部分MM_extを含まない三次元モデルと等価となる。図18(c)は、図18(a)に示す計測モデルMMと図18(b)に示す物体モデルOMとの差分に相当する差分モデルDMを示している。図18(c)に示すように、差分モデルDMは、計測モデルMMの異物モデル部分MM_extと等価である。この場合、制御ユニット3は、まず、図18(b)に示す物体モデルOMを用いて、第3干渉判定動作を行う。その結果、制御ユニット3は、異物ではない本来の被計測物体Mと加工ヘッド13との干渉が発生するか否かを判定することができる。その後、制御ユニット3は、図18(c)に示す差分モデルDMを用いて、第1及び第2干渉判定動作の少なくとも一方を行う。その結果、制御ユニット3は、異物と加工ヘッド13との干渉が発生するか否かを判定することができる。このため、結果的に、制御ユニット3は、計測ユニット2が計測した被計測物体Mの全体(つまり、異物ではない本来の被計測物体M及び異物の双方)と加工ヘッド13との干渉が発生するか否かを判定することができる。更に、第1及び第2干渉判定動作の少なくとも一方を行うために、計測モデルMMよりもデータサイズが小さい差分モデルDMが用いられるがゆえに、第1及び第2干渉判定動作の少なくとも一方を行うために必要な演算負荷が低減される。
尚、制御ユニット3は、複数の異なる許容下限距離DTHを用いて、第3干渉判定動作を複数回行ってもよい。例えば、制御ユニット3は、第1の許容下限距離DTHを用いて、第3干渉判定動作を行い、その後、第1の許容下限距離DTHとは異なる第2の許容下限距離DTHを用いて、第3干渉判定動作を行ってもよい。
また、制御ユニット3は、図16に示す第3干渉判定動作の一部を行い、制御ユニット3とは異なる他の制御ユニットが、図16に示す第3干渉判定動作の他の一部を行ってもよい。一例として、制御ユニット3及び他の制御ユニットのいずれか一方が、第3干渉判定動作の一部として、ステップS310からステップS111までの動作を行い、制御ユニット3及び他の制御ユニットのいずれか他方が、第3干渉判定動作の他の一部として、ステップS211からステップS113までの動作を行ってもよい。制御ユニット3とは異なる制御ユニットは、制御ユニット3とネットワークを介して通信可能なクラウドサーバであってもよい。
(2-2-1-4)第4干渉判定動作
続いて、第4干渉判定動作について説明する。第4干渉判定動作は、第3干渉判定動作と同様に、加工期間の少なくとも一部において加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生するか否かを、ワークWの加工を開始する前に物体モデルOMを用いて判定する動作である。第4干渉判定動作は、第3干渉判定動作と比較して、計測モデルMMと物体モデルOMとの双方を用いて、加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生するか否かを判定するという点で異なる。以下、図19を参照しながら、第4干渉判定動作について説明する。図19は、第4干渉判定動作の流れを示すフローチャートである。
続いて、第4干渉判定動作について説明する。第4干渉判定動作は、第3干渉判定動作と同様に、加工期間の少なくとも一部において加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生するか否かを、ワークWの加工を開始する前に物体モデルOMを用いて判定する動作である。第4干渉判定動作は、第3干渉判定動作と比較して、計測モデルMMと物体モデルOMとの双方を用いて、加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生するか否かを判定するという点で異なる。以下、図19を参照しながら、第4干渉判定動作について説明する。図19は、第4干渉判定動作の流れを示すフローチャートである。
図19に示すように、第4干渉判定動作においても、第1又は第2干渉判定動作と同様に、制御ユニット3は、計測モデルMMを生成する(ステップS110)。更に、ステップS110の動作と並行して又は相前後して、第4干渉判定動作においても、第3干渉判定動作と同様に、制御ユニット3は、物体モデルOMを取得する(ステップS310)。
その後、制御ユニット3は、ステップS310において取得した物体モデルOMに対して、ステップS110において取得した計測モデルMMとステップS310において取得した物体モデルOMとの差分に相当する差分モデルDMを付加する(ステップS411)。
具体的には、制御ユニット3は、ステップS110において取得した計測モデルMMとステップS310において取得した物体モデルOMとの差分に相当する差分モデルDMを生成する。例えば、図20(a)は、ステップS110において生成される計測モデルMMの一例を示し、図20(b)は、ステップS310において取得される物体モデルOMの一例を示している。尚、図20(a)は、被計測物体Mが異物を含む場合に生成される計測モデルMM(つまり、異物モデル部分MM_extを含む計測モデルMM)を示している。この場合、制御ユニット3は、図20(a)に示す計測モデルMMと図20(b)に示す物体モデルOMとの差分を算出することで、図20(c)に示す差分モデルDMを生成する。その後、制御ユニット3は、生成した差分モデルDMを、ステップS310において取得した物体モデルOMに対して付加する。その結果、制御ユニット3は、生成した差分モデルDMとステップS310において取得した物体モデルOMとが一体化された三次元モデルを、新たな物体モデルOMとして生成する。例えば、制御ユニット3は、図20(d)に示すように、図20(c)に示す差分モデルDMと図20(b)に示す物体モデルOMとが一体化された三次元モデルを、新たな物体モデルOMとして生成する。
図20(a)及び図20(d)に示すように、差分モデルDMが付加された物体モデルOMは、実質的には、計測モデルMMと等価である。つまり、差分モデルDMが付加された物体モデルOMは、実質的には、被計測物体Mの実際の三次元形状を示す三次元モデルと等価である。但し、上述したように物体モデルOMのデータサイズが計測モデルMMのデータサイズよりも小さいがゆえに、差分モデルDMが付加された物体モデルOMのデータサイズもまた、計測モデルMMのデータサイズよりも小さくなる。以降の動作では、物体モデルOMとして、差分モデルDMが付加されてない物体モデルOMに代えて、差分モデルDMが付加された物体モデルOMが用いられる。
再び図19において、ステップSS110、ステップS310及びステップS411の動作と並行して又は相前後して、第4干渉判定動作においても、第3干渉判定動作と同様に、制御ユニット3は、ヘッドモデルHM(つまり、干渉モデル)を取得し(ステップS111)、加工制御情報(例えば、加工パス情報を含む加工制御情報)を取得する(ステップS211)し、シミュレーション空間に物体モデルOM及びヘッドモデルHMを配置する(ステップS312)。
その後、第4干渉判定動作においても、第3干渉判定動作と同様に、制御ユニット3は、加工制御情報に基づいて、シミュレーション空間において物体モデルOM及びヘッドモデルHMの少なくとも一方を移動させ(ステップS313)、シミュレーション空間における物体モデルOMとヘッドモデルHMとの相対的な位置関係に基づいて、加工期間の少なくとも一部において加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生するか否かを判定する(ステップS316)。
以降は、第4干渉判定動作においても、第3干渉判定動作と動作が行われる。
以上説明したように、第4干渉判定動作を行う加工システムSYSは、上述した第3干渉判定動作を行う加工システムSYSが享受可能な効果と同様の効果を享受することができる。
更に、制御ユニット3は、差分モデルDMが付加された物体モデルOMを用いて、加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生するか否かを判定する。ここで、上述したように、差分モデルDMが付加された物体モデルOMは、被計測物体Mの実際の三次元形状を示す。このため、制御ユニット3は、計測モデルMMを用いて加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生するか否かを判定する場合と同様に、被計測物体Mが意図せず変形している及び/又は被計測物体Mに異物が含まれている場合であっても、加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生するか否かを適切に判定することができる。更に、上述したように差分モデルDMが付加された物体モデルOMのデータサイズが計測モデルMMのデータサイズよりも小さくなるがゆえに、加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生するか否かを判定するために必要な演算負荷が低減される。
尚、制御ユニット3は、複数の異なる許容下限距離DTHを用いて、第4干渉判定動作を複数回行ってもよい。例えば、制御ユニット3は、第1の許容下限距離DTHを用いて、第4干渉判定動作を行い、その後、第1の許容下限距離DTHとは異なる第2の許容下限距離DTHを用いて、第4干渉判定動作を行ってもよい。
また、制御ユニット3は、図19に示す第4干渉判定動作の一部を行い、制御ユニット3とは異なる他の制御ユニットが、図19に示す第4干渉判定動作の他の一部を行ってもよい。一例として、制御ユニット3及び他の制御ユニットのいずれか一方が、第4干渉判定動作の一部として、ステップS110からステップS111までの動作を行い、制御ユニット3及び他の制御ユニットのいずれか他方が、第4干渉判定動作の他の一部として、ステップS211からステップS113までの動作を行ってもよい。制御ユニット3とは異なる制御ユニットは、制御ユニット3とネットワークを介して通信可能なクラウドサーバであってもよい。
(2-2-2)異物判定動作
続いて、図21を参照しながら、計測ユニット2が計測した被計測物体Mに異物が含まれるか否かを判定する異物判定動作について説明する。図21は、異物判定動作の流れを示すフローチャートである。
続いて、図21を参照しながら、計測ユニット2が計測した被計測物体Mに異物が含まれるか否かを判定する異物判定動作について説明する。図21は、異物判定動作の流れを示すフローチャートである。
図21に示すように、異物判定動作においても、第4干渉判定動作と同様に、制御ユニット3は、計測モデルMMを生成し(ステップS110)、物体モデルOMを取得する(ステップS310)。
その後、制御ユニット3は、ステップS110において生成された計測モデルMMと、ステップS310において取得された物体モデルOMとを比較することで、計測ユニット2が計測した被計測物体Mに異物が含まれるか否かを判定する(ステップS513)。つまり、制御ユニット3は、ステップS110において生成された計測モデルMMと、ステップS310において取得された物体モデルOMとを比較することで、計測ユニット2が計測した被計測物体Mに異物が含まれるという異常が生じているか否かを判定する(ステップS513)。
具体的には、図22(a)は、被計測物体Mに異物が含まれている場合に生成される計測モデルMMを示し、図22(b)は、被計測物体Mに異物が含まれていない場合に生成される計測モデルMMを示し、図22(c)は、被計測物体Mに異物が含まれている場合及び被計測物体Mに異物が含まれていない場合の双方において取得される物体モデルOMを示している。図22(a)及び図22(c)に示すように、被計測物体Mに異物が含まれている場合には、計測モデルMMと物体モデルOMとの差分(例えば、差分モデルDM)は、相対的に大きくなる。一方で、図22(b)及び図22(c)に示すように、被計測物体Mに異物が含まれていない場合には、計測モデルMMと物体モデルOMとの差分(例えば、差分モデルDM)は、相対的に小さくなる。場合によっては、被計測物体Mに異物が含まれていない場合には、計測モデルMMと物体モデルOMとは一致する。
このため、制御ユニット3は、ステップS513において、計測モデルMMと物体モデルOMとの差分に基づいて、被計測物体Mに異物が含まれるか否かを判定してもよい。例えば、制御ユニット3は、計測モデルMMと物体モデルOMとの差分が許容量を超える場合には(ステップS513:Yes)、被計測物体Mに異物が含まれると判定してもよい(ステップS514)。例えば、制御ユニット3は、計測モデルMMと物体モデルOMとの差分が許容量を下回る場合には(ステップS513:No)、被計測物体Mに異物が含まれないと判定してもよい。
計測モデルMMと物体モデルOMとの差分が許容量を超える状態は、計測モデルMMと物体モデルOMとの差分を示す差分モデルDMのサイズが許容量を超える状態を意味していてもよい。差分モデルDMのサイズは、差分モデルDMの一次元サイズを含んでいてもよい。差分モデルDMの一次元サイズは、X軸方向における差分モデルDMのサイズ、Y軸方向における差分モデルDMのサイズ、及び、Z軸方向における差分モデルDMのサイズのうちの少なくとも一つを含んでいてもよい。差分モデルDMのサイズは、差分モデルDMの二次元サイズを含んでいてもよい。差分モデルDMの二次元サイズは、差分モデルDMの表面のサイズ(面積)を含んでいてもよい。差分モデルDMのサイズは、差分モデルDMの三次元サイズを含んでいてもよい。差分モデルDMの三次元サイズは、差分モデルDMの体積を含んでいてもよい。
再び図21において、ステップS513における判定の結果、被計測物体Mに異物が含まれると判定された場合には(ステップS513:Yes)、制御ユニット3は、被計測物体Mに異物が含まれることを加工システムSYSのオペレータに通知するように、出力ユニット4を制御してもよい(ステップS515)。但し、制御ユニット3は、被計測物体Mに異物が含まれることを加工システムSYSのオペレータに通知するように、出力ユニット4を制御しなくてもよい
一例として、出力ユニット4が表示装置を備えている場合には、制御ユニット3は、被計測物体Mに異物が含まれることを加工システムSYSのオペレータに通知するための表示オブジェクトを表示することで、被計測物体Mに異物が含まれることを加工システムSYSのオペレータに通知してもよい。つまり、制御ユニット3は、被計測物体Mに異物が含まれることを加工システムSYSのオペレータに通知するための表示オブジェクトを表示するための表示データを生成し、生成した表示データを出力ユニット4に出力してもよい。出力ユニット4は、制御ユニット3から出力ユニット4に入力された表示データに基づいて、被計測物体Mに異物が含まれることを加工システムSYSのオペレータに通知するための表示オブジェクトを表示することで、被計測物体Mに異物が含まれることを加工システムSYSのオペレータに通知してもよい。表示オブジェクトの一例として、テキストメッセージ及びアイコンの少なくとも一つがあげられる。
一例として、出力ユニット4が表示装置を備えている場合には、制御ユニット3は、被計測物体Mに異物が含まれることを加工システムSYSのオペレータに通知するための表示オブジェクトを表示することで、被計測物体Mに異物が含まれることを加工システムSYSのオペレータに通知してもよい。つまり、制御ユニット3は、被計測物体Mに異物が含まれることを加工システムSYSのオペレータに通知するための表示オブジェクトを表示するための表示データを生成し、生成した表示データを出力ユニット4に出力してもよい。出力ユニット4は、制御ユニット3から出力ユニット4に入力された表示データに基づいて、被計測物体Mに異物が含まれることを加工システムSYSのオペレータに通知するための表示オブジェクトを表示することで、被計測物体Mに異物が含まれることを加工システムSYSのオペレータに通知してもよい。表示オブジェクトの一例として、テキストメッセージ及びアイコンの少なくとも一つがあげられる。
制御ユニット3は、被計測物体Mに異物が含まれることをオペレータに通知するための表示オブジェクトとして、計測モデルMMと物体モデルOMとの差分を表示するための表示オブジェクトを表示してもよい。計測モデルMMと物体モデルOMとの差分を表示するための表示オブジェクトの一例として、差分モデルDMがあげられる。
他の一例として、出力ユニット4がスピーカを備えている場合には、制御ユニット3は、被計測物体Mに異物が含まれることをオペレータに通知するための音声を出力するように出力ユニット4を制御することで、被計測物体Mに異物が含まれることを加工システムSYSのオペレータに通知してもよい。
その結果、加工システムSYSのオペレータは、被計測物体Mに異物が含まれることを認識することができる。この場合、オペレータは、被計測物体Mに異物が含まれている状況下でワークWの加工を開始するか否かを判定してもよい。或いは、オペレータは、異物を排除してもよい。
仮に被計測物体Mに異物が含まれることがオペレータに通知されなければ、加工システムSYSは、オペレータは、被計測物体Mに異物が含まれている状況下で、ワークWの加工を開始してしまう可能性がある。この場合、オペレータは、ワークWの加工が完了するまで、被計測物体Mに異物が含まれることを認識することができない。典型的には、オペレータは、ワークWの加工が完了した後に異物に起因してワークWの加工が失敗していることを把握しなければ、被計測物体Mに異物が含まれることを認識することができない。或いは、オペレータは、異物に起因してワークWの加工が途中で異常終了しなければ、被計測物体Mに異物が含まれることを認識することができない。しかるに、本実施形態では、オペレータは、ワークWの加工を開始する前に、被計測物体Mに異物が含まれることを認識することができる。このため、オペレータは、ワークWの加工が正常に完了しないことに起因したワークWの加工時間の損失の発生を低減することができる。
或いは、制御ユニット3が、被計測物体Mに異物が含まれている状況下でワークWの加工を開始するか否かを判定してもよい。例えば、差分モデルDMのサイズが小さくなるほど、異物のサイズは小さくなる。異物のサイズが小さくなるほど、異物がワークWの加工に与える悪影響が小さくなる。このため、制御ユニット3は、差分モデルDMのサイズが許容量を上回ると判定されたことに起因して被計測物体Mに異物が含まれていると判定された場合であっても、差分モデルDMのサイズが、許容量よりも大きい所定の上限サイズを下回る場合には、ワークWの加工を開始すると判定してもよい。一方で、制御ユニット3は、差分モデルDMのサイズが許容量を上回ると判定されたことに起因して被計測物体Mに異物が含まれていると判定され、且つ、差分モデルDMのサイズが所定の上限サイズを上回る場合には、ワークWの加工を開始しないと判定してもよい。その結果、被計測物体Mに異物が含まれると判定された場合にワークWの加工が無条件に開始されない場合と比較して、加工ユニット1は、異物がワークWの加工に与える悪影響を低減させつつも、ワークWの加工を可能な限り継続することができる。
或いは、制御ユニット3は、ワークWのうち異物が近傍に存在する第1部分の加工を行わないように加工ユニット1を制御すると共に、ワークWのうち異物が近傍に存在しない第2部分の加工を行うように加工ユニット1を制御してもよい。つまり、制御ユニット3は、ワークWのうち異物が近傍に存在する第1部分の加工をスキップするように加工ユニット1を制御すると共に、ワークWのうち異物が近傍に存在しない第2部分の加工を行うように加工ユニット1を制御してもよい。この場合においても、被計測物体Mに異物が含まれると判定された場合にワークWの加工が無条件に開始されない場合と比較して、加工ユニット1は、異物がワークWの加工に与える悪影響を低減させつつも、ワークWの加工を可能な限り継続することができる。
或いは、制御ユニット3は、ワークWのうち異物が近傍に存在する第1部分を加工する場合の加工ヘッド13及びステージ15の少なくとも一つの動きを遅延させた上で、ワークWの第1部分の加工を行うように加工ユニット1を制御してもよい。具体的には、制御ユニット3は、ワークWの第1部分を加工する期間中の加工ヘッド13の移動速度を、異物が存在しないと判定された場合の加工ヘッド13の移動速度よりも遅くした上で、ワークWの第1部分の加工を行うように、加工ユニット1を制御してもよい。同様に、制御ユニット3は、ワークWの第1部分を加工する期間中のステージ15の移動速度を、異物が存在しないと判定された場合のステージ15の移動速度よりも遅くした上で、ワークWの第1部分の加工を行うように、加工ユニット1を制御してもよい。この場合、加工ヘッド13及びステージ15の移動速度が遅くならない場合と比較して、加工ヘッド13と異物とが実際に衝突する前に、加工システムSYSのオペレータが加工ヘッド13と異物との衝突を防ぐ対策をとるために確保できる時間が長くなる。従って、加工システムSYSのオペレータは、加工ヘッド13と異物との衝突を防ぐ対策を適切にとることができる。その結果、ワークWの加工が中止される場合と比較して、加工ユニット1は、異物がワークWの加工に与える悪影響を低減させつつも、ワークWの加工を可能な限り継続することができる。或いは、加工ヘッド13及びステージ15のそれぞれの移動速度が遅くなるほど加工ヘッド13及びステージ15が停止する場合の反動が小さくなるがゆえに、反動に起因して加工ヘッド13と異物とが衝突する可能性が低くなる。この点からも、加工ヘッド13及びステージ15の少なくとも一つの移動速度が遅くなる場合には、ワークWの加工が中止される場合と比較して、加工ユニット1は、異物がワークWの加工に与える悪影響を低減させつつも、ワークWの加工を可能な限り継続することができる。
尚、制御ユニット3は、図21に示す異物判定動作を行うことで、計測ユニット2が計測した被計測物体Mに異物が含まれるか否かを判定することに加えて又は代えて、計測ユニット2が計測した被計測物体Mが意図せずに変形しているか否かを判定してもよい。つまり、制御ユニット3は、図21に示す異物判定動作を行うことで、被計測物体Mが意図せずに変形しているという異常が生じているか否かを判定してもよい。
具体的には、図23(a)は、被計測物体Mが意図せずに変形している場合に生成される計測モデルMMを示し、図23(b)は、被計測物体Mが変形していない場合に生成される計測モデルMMを示し、図23(c)は、被計測物体Mが意図せずに変形している場合及び被計測物体Mが変形していない場合の双方において取得される物体モデルOMを示している。図23(a)及び図23(c)に示すように、被計測物体Mが意図せずに変形している場合には、計測モデルMMと物体モデルOMとの差分(例えば、差分モデルDM)は、相対的に大きくなる。一方で、図23(b)及び図23(c)に示すように、被計測物体Mが変形していない場合には、計測モデルMMと物体モデルOMとの差分(例えば、差分モデルDM)は、相対的に小さくなる。場合によっては、被計測物体Mが変形していない場合には、計測モデルMMと物体モデルOMとは一致する。
このため、制御ユニット3は、ステップS513において、計測モデルMMと物体モデルOMとの差分に基づいて、被計測物体Mが意図せずに変形しているか否かを判定してもよい。例えば、制御ユニット3は、計測モデルMMと物体モデルOMとの差分が許容量を上回る場合には、被計測物体Mが意図せずに変形していると判定してもよい。例えば、制御ユニット3は、計測モデルMMと物体モデルOMとの差分が許容量を下回る場合には、被計測物体Mが変形していないと判定してもよい。
被計測物体Mが意図せずに変形しているか否かを判定するために用いられる許容量は、被計測物体Mに異物が含まれるか否かを判定するために用いられる許容量と異なっていてもよい。典型的には、被計測物体Mが意図せずに変形しているか否かを判定するために用いられる許容量は、被計測物体Mに異物が含まれるか否かを判定するために用いられる許容量よりも小さくてもよい。以下、その理由について説明する。被計測物体Mに異物が含まれる場合には、差分モデルDM(つまり、計測モデルMMと物体モデルOMとの差分)のサイズは、異物のサイズが大きくなるほど大きくなる。一方で、被計測物体Mが意図せずに変形している場合には、差分モデルDM(つまり、計測モデルMMと物体モデルOMとの差分)のサイズは、被計測物体Mの変形量が大きくなるほど大きくなる。ここで、通常、異物のサイズは、被計測物体Mの変形量の大きさよりも小さい。なぜならば、被計測物体Mの変形が意図しない変形であるがゆえに、被計測物体Mの変形によって被計測物体Mのサイズが大きく変化する可能性は低いからである。このため、被計測物体Mに異物が含まれる場合の計測モデルMMと物体モデルOMとの差分は、被計測物体Mが意図せずに変形している場合の計測モデルMMと物体モデルOMとの差分よりも大きくなる可能性が高い。そこで、制御ユニット3は、被計測物体Mに異物が含まれるか否かを判定するために用いられる許容量として、第2の許容量よりも大きい第1の許容量を用い、被計測物体Mが意図せずに変形しているか否かを判定するために用いられる許容量として、第1の許容量よりも小さい第2の許容量を用いてもよい。この場合、制御ユニット3は、計測モデルMMと物体モデルOMとの差分が第1許容量を上回っている場合に、被計測物体Mに異物が含まれると判定してもよい。制御ユニット3は、計測モデルMMと物体モデルOMとの差分が第1許容量を下回っており且つ第2許容量を上回っている場合に、被計測物体Mが意図せずに変形していると判定してもよい。制御ユニット3は、計測モデルMMと物体モデルOMとの差分が第2許容量を下回っている場合に、被計測物体Mに異物が含まれておらず、且つ、被計測物体Mが変形していないと判定してもよい。その結果、制御ユニット3は、被計測物体Mに異物が含まれるか否か、及び、被計測物体Mが意図せずに変形しているか否かを、個別に(言い換えれば、切り分けて)判定することができる。尚、第1許容量及び第2許容量のうち少なくとも一方は、オペレータが変更可能であってもよい。
(3)変形例
(3-1)第1変形例
上述した説明では、被計測物体Mに関連する異常の第1の例として、被計測物体Mと、被計測物体Mと干渉する可能性がある干渉物体との干渉があげられ、且つ、被計測物体Mに関連する異常の第2の例として、計測ユニット2が計測した被計測物体Mに異物が含まれるという異常があげられている。
(3-1)第1変形例
上述した説明では、被計測物体Mに関連する異常の第1の例として、被計測物体Mと、被計測物体Mと干渉する可能性がある干渉物体との干渉があげられ、且つ、被計測物体Mに関連する異常の第2の例として、計測ユニット2が計測した被計測物体Mに異物が含まれるという異常があげられている。
第1変形例では、被計測物体Mに関連する異常の第3の例として、加工ユニット1による加工光ELを用いたワークWの加工が被計測物体Mによって妨げられるという異常があげられる。例えば、加工光ELの光路上にワークWとは異なる被計測物体Mが存在する場合には、ワークWに照射されるべき加工光ELが被計測物体Mによって遮光されてしまう。その結果、ワークWに加工光ELが照射されなくなるがゆえに、加工ユニット1による加工光ELを用いたワークWの加工が被計測物体Mによって妨げられてしまう。
加工ユニット1による加工光ELを用いたワークWの加工が被計測物体Mによって妨げられる場合には、典型的には、加工光ELの光路と被計測物体Mとの干渉が発生している。このため、加工ユニット1による加工光ELを用いたワークWの加工が被計測物体Mによって妨げられるという異常は、加工光ELの光路と被計測物体Mとの干渉が発生しているという異常を含んでいてもよい。
加工光ELの光路と被計測物体Mとの干渉が発生している状態は、加工光ELの光路上に被計測物体Mが位置する状態を含んでいてもよい。加工光ELの光路と被計測物体Mとの干渉が発生している状態は、加工光ELの光路上に被計測物体Mが位置していないものの、加工光ELの光路と被計測物体Mとの間の距離Dが許容下限距離DTH未満になっている状態を含んでいてもよい。
加工ユニット1による加工光ELを用いたワークWの加工が被計測物体Mによって妨げられる場合には、典型的には、加工ヘッド13が加工光ELを照射することができない死角が生じている。このため、加工ユニット1による加工光ELを用いたワークWの加工が被計測物体Mによって妨げられるという異常は、加工ヘッド13が加工光ELを照射することができない死角が生じているという異常を含んでいてもよい。
被計測物体Mに関連する異常が、ワークWの加工が被計測物体Mによって妨げられるという異常を含む場合には、異常判定動作は、ワークWの加工が被計測物体Mによって妨げられるか否かを判定する加工異常判定動作と称されてもよい。この場合、制御ユニット3は、加工光ELの光路に関する情報を取得し、加工光ELの光路に関する情報に基づいて、加工異常判定動作を行ってもよい。加工光ELの光路に関する情報は、加工光ELの光路を模した三次元モデルである加工光モデルに関する情報であってもよい。この場合、制御ユニット3は、加工光モデルを上述したヘッドモデルHMとして用いる上述した干渉判定動作を行うことで、加工異常判定動作を行ってもよい。
(3-2)第2変形例
第2変形例では、被計測物体Mに関連する異常の第4の例として、加工ユニット1による計測光MLを用いたワークWの計測が被計測物体Mによって妨げられるという異常があげられる。例えば、計測光MLの光路上にワークWとは異なる被計測物体Mが存在する場合には、ワークWに照射されるべき計測光MLが被計測物体Mによって遮光されてしまう。その結果、ワークWに計測光MLが照射されなくなるがゆえに、加工ユニット1による計測光MLを用いたワークWの計測が被計測物体Mによって妨げられてしまう。
第2変形例では、被計測物体Mに関連する異常の第4の例として、加工ユニット1による計測光MLを用いたワークWの計測が被計測物体Mによって妨げられるという異常があげられる。例えば、計測光MLの光路上にワークWとは異なる被計測物体Mが存在する場合には、ワークWに照射されるべき計測光MLが被計測物体Mによって遮光されてしまう。その結果、ワークWに計測光MLが照射されなくなるがゆえに、加工ユニット1による計測光MLを用いたワークWの計測が被計測物体Mによって妨げられてしまう。
加工ユニット1による計測光MLを用いたワークWの計測が被計測物体Mによって妨げられる場合には、典型的には、計測光MLの光路と被計測物体Mとの干渉が発生している。このため、加工ユニット1による計測光MLを用いたワークWの計測が被計測物体Mによって妨げられるという異常は、計測光MLの光路と被計測物体Mとの干渉が発生しているという異常を含んでいてもよい。
計測光MLの光路と被計測物体Mとの干渉が発生している状態は、計測光MLの光路上に被計測物体Mが位置する状態を含んでいてもよい。計測光MLの光路と被計測物体Mとの干渉が発生している状態は、計測光MLの光路上に被計測物体Mが位置していないものの、計測光MLの光路と被計測物体Mとの間の距離Dが許容下限距離DTH未満になっている状態を含んでいてもよい。
加工ユニット1による計測光MLを用いたワークWの計測が被計測物体Mによって妨げられる場合には、典型的には、加工ヘッド13が計測光MLを照射することができない死角が生じている。このため、加工ユニット1による計測光MLを用いたワークWの計測が被計測物体Mによって妨げられるという異常は、加工ヘッド13が計測光MLを照射することができない死角が生じているという異常を含んでいてもよい。
被計測物体Mに関連する異常が、ワークWの計測が被計測物体Mによって妨げられるという異常を含む場合には、異常判定動作は、ワークWの計測が被計測物体Mによって妨げられるか否かを判定する計測異常判定動作と称されてもよい。この場合、制御ユニット3は、計測光MLの光路に関する情報を取得し、計測光MLの光路に関する情報に基づいて、計測異常判定動作を行ってもよい。計測光MLの光路に関する情報は、計測光MLの光路を模した三次元モデルである計測光モデルに関する情報であってもよい。この場合、制御ユニット3は、計測光モデルを上述したヘッドモデルHMとして用いる上述した干渉判定動作を行うことで、加工異常判定動作を行ってもよい。
(3-3)その他の変形例
上述した説明では、制御ユニット3は、計測ユニット2による被計測物体Mの計測結果に基づいて、計測モデルMMを生成している。しかしながら、制御ユニット3は、計測ユニット2による被計測物体Mの計測結果を用いることなく、計測モデルMMを生成してもよい。例えば、制御ユニット3は、被計測物体Mを撮像するカメラが生成する画像を解析することで、被計測物体Mの三次元形状を算出し、算出した被計測物体Mの三次元形状に基づいて、被計測物体Mの三次元形状を示す計測モデルMMを生成してもよい。例えば、制御ユニット3は、被計測物体Mの深度を検出可能な深度センサの検出結果を解析することで、被計測物体Mの三次元形状を算出し、算出した被計測物体Mの三次元形状に基づいて、被計測物体Mの三次元形状を示す計測モデルMMを生成してもよい。
上述した説明では、制御ユニット3は、計測ユニット2による被計測物体Mの計測結果に基づいて、計測モデルMMを生成している。しかしながら、制御ユニット3は、計測ユニット2による被計測物体Mの計測結果を用いることなく、計測モデルMMを生成してもよい。例えば、制御ユニット3は、被計測物体Mを撮像するカメラが生成する画像を解析することで、被計測物体Mの三次元形状を算出し、算出した被計測物体Mの三次元形状に基づいて、被計測物体Mの三次元形状を示す計測モデルMMを生成してもよい。例えば、制御ユニット3は、被計測物体Mの深度を検出可能な深度センサの検出結果を解析することで、被計測物体Mの三次元形状を算出し、算出した被計測物体Mの三次元形状に基づいて、被計測物体Mの三次元形状を示す計測モデルMMを生成してもよい。
上述した説明では、制御ユニット3は、干渉判定動作を行うことで、加工ユニット1がワークWを加工する加工期間の少なくとも一部において加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生するか否かを判定している。しかしながら、制御ユニット3は、加工期間の少なくとも一部において加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生するか否かを判定する場合と同様に、加工ユニット1がワークWを計測する計測期間の少なくとも一部において加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生するか否かを判定してもよい。計測期間の少なくとも一部において加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生すると判定された場合には、制御ユニット3は、計測制御情報(例えば、計測パス情報)を修正してもよい。この場合、上述した加工期間の少なくとも一部において加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生するか否かを判定する干渉判定動作の説明は、「ワークWの加工」、「加工期間」、「加工制御情報」及び「加工パス情報」という文言を、それぞれ、「ワークWの計測」、「計測期間」、「計測制御情報」及び「計測パス情報」という文言に置き換えることで、計測期間の少なくとも一部において加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生するか否かを判定する干渉判定動作の説明として流用可能である。このため、計測期間の少なくとも一部において加工ヘッド13と被計測物体Mとの干渉が発生するか否かを判定する干渉判定動作の説明は省略する。
上述した説明では、加工システムSYSが備える制御ユニット3が、異常判定動作を行っている。しかしながら、加工システムSYSの外部に配置される制御ユニットが、異常判定動作を行ってもよい。つまり、加工システムSYSから独立した外部の制御ユニットが、異常判定動作を行ってもよい。外部の制御ユニットの一例として、上述した加工制御情報を生成する制御情報生成装置があげられる。制御情報生成装置は、CAM(Computer Aided Manufacturing)ソフトウェア(言い換えれば、コンピュータプログラム)を実行することで加工制御情報を生成する装置であってもよい。制御情報生成装置は、スライサと称されるソフトウェア(言い換えれば、コンピュータプログラム)を実行することで加工制御情報を生成する装置であってもよい。
上述した説明では、加工ユニット1は、ワークWに対して除去加工を行っている。しかしながら、加工ユニット1は、除去加工とは異なる加工をワークWに対して行ってもよい。例えば、加工ユニット1は、ワークWに対して付加加工を行ってもよい。つまり、加工ユニット1は、ワークWに造形物を造形する付加加工を行ってもよい。この場合、加工ユニット1は付加加工ユニットと称されてもよいし、加工ヘッド13は付加加工ヘッドと称されてもよい。この場合、加工ユニット1は、3Dプリンタとして機能可能であるとみなしてもよい。この場合、付加加工ユニットは、粉体供給装置及び溶融池観察装置の少なくとも一つを更に備えていてもよい。溶融池観察装置は、例えば、撮像装置及び温度センサ等の少なくとも一つを含んでいてもよい。粉体供給装置及び融池観察装置の少なくとも一つは、装備品として付加加工ヘッドに装備されていてもよい。加工システムSYSは、溶融池観察装置で溶融池を観察する(例えば、撮像する)際に、干渉や障害となる物体があるかどうかを判定してもよい。また、加工システムSYSは加工ユニット1と付加加工ユニットをそれぞれ備えてもよい。例えば、加工ユニット1は、ワークWの表面を溶融すると共に溶融させた表面を固化させる溶融加工を行ってもよい。尚、溶融加工は、リメルト加工と称されてもよい。例えば、加工ユニット1は、溶融加工を行うことで、溶融加工が行われる前と比較してワークWの表面を平面に近づけるための平面加工を行ってもよい。例えば、加工ユニット1は、ワークWの表面に所望のマークを形成するマーキング加工を行ってもよい。例えば、加工ユニット1は、ワークWの表面の特性を変化させる表面改質加工を行ってもよい。例えば、加工ユニット1は、ワークWの表面の特性を変更するピーニング加工を行ってもよい。例えば、加工ユニット1は、ワークWの表面を剥離する剥離加工を行ってもよい。例えば、加工ユニット1は、一のワークWと他のワークWとを接合する溶接加工を行ってもよい。例えば、加工ユニット1は、ワークWを切断する切断加工を行ってもよい。
上述した説明では、加工ユニット1は、ワークWに加工光ELを照射することで、ワークWを加工している。つまり、加工ユニット1は、光という形態のエネルギビームをワークWに照射することで、ワークWを加工している。しかしながら、加工システムSYSは、光とは異なる任意のエネルギビームをワークWに照射して、ワークWを加工させてもよい。この場合、加工システムSYSは、加工光源11に加えて又は代えて、任意のエネルギビームを生成可能なビーム源を備えていてもよい。任意のエネルギビームの一例として、荷電粒子ビーム及び電磁波の少なくとも一方があげられる。荷電粒子ビームの一例として、電子ビーム及びイオンビームの少なくとも一方があげられる。
加工ユニット1は、工具を用いてワークWを加工してもよい。例えば、加工ユニット1は、回転する工具をワークWに接触させることで、ワークWを加工してもよい。この場合、加工ヘッド13は、射出光学系130及び照射光学系135に代えて、工具を備えていてもよい。加工ユニット1が工具を用いてワークWを加工する場合においても、加工システムSYSは、上述した異常判定動作を行ってもよい。
或いは、加工ユニット1は、ワークWを加工することに加えて又は代えて、ワークWに対して所定の処理を行ってもよい。つまり、加工ユニット1は、ワークWを加工しなくてもよい。尚、加工ユニット1がワークWに対して所定の処理を行う場合には、加工ユニット1及び加工ヘッド13は、それぞれ、処理ユニット及び処理ヘッドと称されてもよい。一例として、加工ユニット1は、ワークWを計測する計測処理を、所定の処理として行ってもよい。他の一例として、加工ユニット1は、ハンドグリッパーを備え、ハンドグリッパーを用いてワークWを把持する把持処理を、所定の処理として行ってもよい。加工ユニット1がワークWに対して所定の処理を行う場合においても、制御ユニット3は、上述した異常判定動作を行ってもよい。
上述した説明では、加工ユニット1は、ヘッド駆動系141を備えている。しかしながら、加工ユニット1は、ヘッド駆動系141を備えていなくてもよい。つまり、加工ヘッド13は、移動可能でなくてもよい。また、上述した説明では、加工ユニット1は、ステージ駆動系161を備えている。しかしながら、加工ユニット1は、ステージ駆動系161を備えていなくてもよい。つまり、ステージ15は、移動可能でなくてもよい。
上述した説明では、加工ユニット1は、ワークWを計測可能である。しかしながら、加工ユニット1は、ワークWを計測可能でなくてもよい。この場合、加工ユニット1は、ワークWを計測するための構成要素を備えていなくてもよい。例えば、加工ユニット1は、計測光源12と、計測光学系132と、合成光学系133とを備えていなくてもよい。
(4)付記
以上説明した実施形態に関して、更に以下の付記を開示する。
[付記1]
加工ヘッドを用いて載置装置に載置された加工対象物を加工するための情報処理方法であって、
前記加工対象物を含む被計測物体の三次元形状を計測することで、計測された前記被計測物体の三次元形状を示す計測モデルを生成することと、
前記計測モデルと、前記加工ヘッドの三次元形状を示す加工ヘッドモデルと、前記加工対象物が加工される加工期間の少なくとも一部において検出される前記加工ヘッド及び前記載置装置の少なくとも一方の動きに関する検出情報とに基づいて、前記加工期間の少なくとも一部において前記加工ヘッドと前記被計測物体とが干渉するか否かを判定することと
を含む情報処理方法。
[付記2]
前記加工ヘッドの動きに関する前記検出情報は、前記加工ヘッドの動きを検出する検出装置を用いて取得される
付記1に記載の情報処理方法。
[付記3]
前記載置装置の動きに関する前記検出情報は、前記載置装置の動きを検出する検出装置を用いて取得される
付記1又は2に記載の情報処理方法。
[付記4]
前記加工ヘッドと前記被計測物体とが干渉するか否かを判定することは、前記検出情報に基づく前記加工期間の少なくとも一部における前記加工ヘッドモデルと前記計測モデルとの相対的な位置関係に基づいて、前記加工ヘッドと前記被計測物体とが干渉するか否かを判定することを含む
付記1から3のいずれか一項に記載の情報処理方法。
[付記5]
加工ヘッドを用いて載置装置に載置された加工対象物を加工するための情報処理方法であって、
前記加工対象物を含む被計測物体の三次元形状を計測することで、計測された前記被計測物体の三次元形状を示す計測モデルを生成することと、
前記計測モデルと、前記加工ヘッドの三次元形状を示す加工ヘッドモデルと、前記加工対象物が加工される加工期間の少なくとも一部における前記加工ヘッド及び前記載置装置の少なくとも一方の動きを制御する制御情報とに基づいて、前記加工期間の少なくとも一部において前記加工ヘッドと前記被計測物体とが干渉するか否かを判定することと
を含む情報処理方法。
[付記6]
前記加工ヘッドと前記被計測物体とが干渉するか否かを判定することは、前記加工対象物の加工が開始される前に、前記加工ヘッドと前記被計測物体とが干渉するか否かを判定することを含む
付記5に記載の情報処理方法。
[付記7]
前記加工ヘッドと前記被計測物体とが干渉するか否かを判定することは、前記制御情報に基づく前記加工期間の少なくとも一部における前記加工ヘッドモデルと前記計測モデルとの相対的な位置関係に基づいて、前記加工ヘッドと前記被計測物体とが干渉するか否かを判定することを含む
付記5又は6に記載の情報処理方法。
[付記8]
前記動きは、位置の変化及び傾きの変化の少なくとも一方を含む
付記1から7のいずれか一項に記載の情報処理方法。
[付記9]
前記加工ヘッドは、可動であり、位置及び傾きの少なくとも一方を変更可能である
付記1から8のいずれか一項に記載の情報処理方法。
[付記10]
前記載置装置は、可動であり、位置及び傾きの少なくとも一方を変更可能である、
付記1から9のいずれか一項に記載の情報処理方法。
[付記11]
前記加工ヘッドと前記被計測物体とが干渉するか否かを判定することは、前記被計測物体の設計上の三次元形状を示す物体モデルに基づいて、前記加工ヘッドと前記被計測物体とが干渉するか否かを判定することを含む
付記1から10のいずれか一項に記載の情報処理方法。
[付記12]
前記物体モデルに基づいて前記加工ヘッドと前記被計測物体とが干渉するか否かを判定することは、前記計測モデルと前記物体モデルとの差分に相当する計測差分モデルに基づいて、前記加工ヘッドと前記被計測物体とが干渉するか否かを判定することを含む
付記11に記載の情報処理方法。
[付記13]
前記情報処理方法は、前記加工ヘッドと前記被計測物体とが干渉するか否かの判定結果に基づいて、前記加工対象物の加工を進行又は中止することを更に含む
付記1から12のいずれか一項に記載の情報処理方法。
[付記14]
前記情報処理方法は、
前記加工対象物の第1部分を加工するタイミングで前記加工ヘッドと前記被計測物体とが干渉すると判定された場合に、前記第1部分の加工を中止することと、
前記第1部分の加工を中止した後に、前記第1部分とは異なる前記加工対象物の第2部分を加工することと
を更に含む付記13に記載の情報処理方法。
[付記15]
前記情報処理方法は、前記加工ヘッドと前記被計測物体とが干渉するか否かの判定結果に基づいて、前記加工対象物が加工される加工期間の少なくとも一部における前記加工ヘッド及び前記載置装置の少なくとも一方の動きを制御する制御情報を修正することを更に含む
付記1から14のいずれか一項に記載の情報処理方法。
[付記16]
前記制御情報を修正することは、前記加工対象物の加工を開始した後に、前記制御情報を修正することを含む
付記15に記載の情報処理方法。
[付記17]
前記加工対象物の第3部分を加工するタイミングで前記加工ヘッドと前記被計測物体とが干渉すると判定された場合に、第3部分を加工するタイミングで前記加工ヘッドと前記被計測物体とが干渉すると判定されない場合と比較して、前記第3部分を加工するタイミングでの前記加工ヘッド及び前記載置装置の少なくとも一方の動きを遅延させることを更に含む
付記1から16のいずれか一項に記載の情報処理方法。
[付記18]
前記被計測物体は、前記加工対象物を支持する支持部材を含む
付記1から17のいずれか一項に記載の情報処理方法。
[付記19]
前記被計測物体は、前記載置装置の少なくとも一部を含む
付記1から18のいずれか一項に記載の情報処理方法。
[付記20]
前記加工ヘッドモデルは、前記加工ヘッドの三次元形状を計測することで生成される
付記1から19のいずれか一項に記載の情報処理方法。
[付記21]
前記情報処理方法は、前記加工ヘッドモデルと、前記計測モデルの動きを表示装置に表示する表示データを生成することを更に含む
付記1から20のいずれか一項に記載の情報処理方法。
[付記22]
加工装置内の載置装置に載置された前記加工対象物を、加工ヘッドを用いて加工するための情報処理方法であって、
前記載置装置を含む被計測物体の三次元形状を計測することで、計測された前記被計測物体の三次元形状を示す計測モデルを生成することと、
前記計測モデルと、前記被計測物体の設計上の三次元形状を示す物体モデルとを比較することで、前記加工装置内に異常が生じているか否かを判定することと
を含む情報処理方法。
[付記23]
前記被計測物体は、前記加工対象物を支持する支持部材を含む
付記22に記載の情報処理方法。
[付記24]
前記異常は、前記載置装置及び前記支持部材とは異なる物体が前記加工対象物の周辺に存在するという異常を含む
付記23に記載の情報処理方法。
[付記25]
前記異常が生じているか否かを判定することは、前記計測モデルと前記物体モデルとの差分が許容量を超える場合に、前記載置装置に異常が生じていると判定することを含む
付記22から24のいずれか一項に記載の情報処理方法。
[付記26]
前記異常が生じているか否かを判定することは、前記計測モデルと前記物体モデルとの差分が前記許容量を下回る場合に、前記載置装置に異常が生じていないと判定することを含む
付記22から25のいずれか一項に記載の情報処理方法。
[付記27]
前記異常が生じていると判定された場合に、前記異常が生じている状況下で前記加工対象物の加工を開始するか否かを判定することを更に含む
付記26に記載の情報処理方法。
[付記28]
前記情報処理方法は、前記異常を表示装置に表示するための表示データを生成することを更に含む
付記22から27のいずれか一項に記載の情報処理方法。
[付記29]
付記1から28のいずれか一項に記載の前記情報処理方法を用いる情報処理装置。
[付記30]
前記加工ヘッドと、
前記載置装置と、
付記29に記載の情報処理装置と
を備える加工装置。
[付記31]
付記1から28のいずれか一項に記載の情報処理方法を用いて、前記加工ヘッドと前記載置装置を備えた加工装置を用いて前記加工対象物を加工する加工方法。
[付記32]
加工ヘッドを用いて載置装置に載置された前記加工対象物の加工を指示するためのデバイスを備えるコンピュータに、
前記加工対象物を含む被計測物体の三次元形状を計測することで、計測された前記被計測物体の三次元形状を示す計測モデルを生成する計測モデル生成ステップと、
前記計測モデルと、前記加工ヘッドの三次元形状を示す加工ヘッドモデルと、前記加工対象物が加工される加工期間の少なくとも一部において検出される前記加工ヘッド及び前記載置装置の少なくとも一方の動きに関する検出情報とに基づいて、前記加工期間の少なくとも一部において前記加工ヘッドと前記被計測物体とが干渉するか否かを判定する干渉判定ステップと
を実行させる情報プログラム。
[付記33]
付記32に記載の情報プログラムを記憶するプログラム記憶媒体。
[付記34]
処理ヘッドを用いて載置装置に載置された前記処理対象物を処理するための情報処理方法であって、
前記処理対象物を含む被計測物体の三次元形状を計測することで、計測された前記被計測物体の三次元形状に関する情報を含む計測結果を取得することと、
前記計測結果と、前記処理ヘッドの三次元形状に関する情報を含む処理ヘッド情報と、前記処理対象物が処理される処理期間の少なくとも一部において検出される前記処理ヘッド及び前記載置装置の少なくとも一方の動きに関する検出情報とに基づいて、前記処理期間の少なくとも一部において異常が発生するか否かを判定することと
を含む情報処理方法。
[付記35]
処理ヘッドを用いて載置装置に載置された前記処理対象物を処理するための情報処理方法であって、
前記載置装置を含む被計測物体の三次元形状を計測することで、計測された前記被計測物体の三次元形状に関する情報を含む計測結果を取得することと、
前記計測結果に基づいて前記被計測物体に異常が発生するか否かを判定することと
を含む情報処理方法。
[付記36]
加工ヘッドを用いて載置装置に載置された加工対象物を加工するための情報処理方法であって、
前記加工対象物を含む被計測物体の三次元形状を計測することで、計測された前記被計測物体の三次元形状を示す計測モデルを生成することと、
前記計測モデルに基づいて、前記加工ヘッドと前記被計測物体とが干渉するか否かを判定することと
を含む情報処理方法。
[付記37]
加工ヘッドを用いて載置装置に載置された加工対象物を加工するための表示方法であって、
前記加工対象物を含む被計測物体の三次元形状を計測することで、計測された前記被計測物体の三次元形状を示す計測モデルを生成することと、
前記計測モデルと、前記加工ヘッドの三次元形状を示す加工ヘッドモデルと、前記加工対象物が加工される加工期間の少なくとも一部において検出される前記加工ヘッド及び前記載置装置の少なくとも一方の動きに関する検出情報とに基づいて、前記加工期間の少なくとも一部において前記加工ヘッドと前記被計測物体とが干渉するか否かの判定に関する情報を表示装置に表示する表示データを生成することと
を含む表示方法。
[付記38]
加工ヘッドを用いて載置装置に載置された加工対象物を加工するための表示方法であって、
前記加工対象物を含む被計測物体の三次元形状を計測することで、計測された前記被計測物体の三次元形状を示す計測モデルを生成することと、
前記計測モデルと、前記加工ヘッドの三次元形状を示す加工ヘッドモデルと、前記加工対象物が加工される加工期間の少なくとも一部における前記加工ヘッド及び前記載置装置の少なくとも一方の動きを制御する制御情報とに基づいて、前記加工期間の少なくとも一部において前記加工ヘッドと前記被計測物体とが干渉するか否かの判定に関する情報を表示装置に表示する表示データを生成することと
を含む表示方法。
[付記39]
加工装置内の載置装置に載置された前記加工対象物を、加工ヘッドを用いて加工するための表示方法であって、
前記載置装置を含む被計測物体の三次元形状を計測することで、計測された前記被計測物体の三次元形状を示す計測モデルを生成することと、
前記計測モデルと、前記被計測物体の設計上の三次元形状を示す物体モデルとを比較することで、前記加工装置内に異常が生じているか否かの判定に関する情報を表示装置に表示する表示データを生成することと
を含む表示方法。
[付記40]
処理ヘッドを用いて載置装置に載置された前記処理対象物を処理するための表示方法であって、
前記処理対象物を含む被計測物体の三次元形状を計測することで、計測された前記被計測物体の三次元形状に関する情報を含む計測結果を取得することと、
前記計測結果と、前記処理ヘッドの三次元形状に関する情報を含む処理ヘッド情報と、前記処理対象物が処理される処理期間の少なくとも一部において検出される前記処理ヘッド及び前記載置装置の少なくとも一方の動きに関する検出情報とに基づいて、前記処理期間の少なくとも一部において異常が発生するか否かの判定に関する情報を表示装置に表示する表示データを生成することと
を含む表示方法。
[付記41]
処理ヘッドを用いて載置装置に載置された前記処理対象物を処理するための表示方法であって、
前記載置装置を含む被計測物体の三次元形状を計測することで、計測された前記被計測物体の三次元形状に関する情報を含む計測結果を取得することと、
前記計測結果に基づいて前記被計測物体に異常が発生するか否かの判定に関する情報を表示装置に表示する表示データを生成することと
を含む表示方法。
[付記42]
加工ヘッドを用いて載置装置に載置された加工対象物を加工するための表示方法であって、
前記加工対象物を含む被計測物体の三次元形状を計測することで、計測された前記被計測物体の三次元形状を示す計測モデルを生成することと、
前記計測モデルに基づいて、前記加工ヘッドと前記被計測物体とが干渉するか否かの判定に関する情報を表示装置に表示する表示データを生成することと
を含む表示方法。
以上説明した実施形態に関して、更に以下の付記を開示する。
[付記1]
加工ヘッドを用いて載置装置に載置された加工対象物を加工するための情報処理方法であって、
前記加工対象物を含む被計測物体の三次元形状を計測することで、計測された前記被計測物体の三次元形状を示す計測モデルを生成することと、
前記計測モデルと、前記加工ヘッドの三次元形状を示す加工ヘッドモデルと、前記加工対象物が加工される加工期間の少なくとも一部において検出される前記加工ヘッド及び前記載置装置の少なくとも一方の動きに関する検出情報とに基づいて、前記加工期間の少なくとも一部において前記加工ヘッドと前記被計測物体とが干渉するか否かを判定することと
を含む情報処理方法。
[付記2]
前記加工ヘッドの動きに関する前記検出情報は、前記加工ヘッドの動きを検出する検出装置を用いて取得される
付記1に記載の情報処理方法。
[付記3]
前記載置装置の動きに関する前記検出情報は、前記載置装置の動きを検出する検出装置を用いて取得される
付記1又は2に記載の情報処理方法。
[付記4]
前記加工ヘッドと前記被計測物体とが干渉するか否かを判定することは、前記検出情報に基づく前記加工期間の少なくとも一部における前記加工ヘッドモデルと前記計測モデルとの相対的な位置関係に基づいて、前記加工ヘッドと前記被計測物体とが干渉するか否かを判定することを含む
付記1から3のいずれか一項に記載の情報処理方法。
[付記5]
加工ヘッドを用いて載置装置に載置された加工対象物を加工するための情報処理方法であって、
前記加工対象物を含む被計測物体の三次元形状を計測することで、計測された前記被計測物体の三次元形状を示す計測モデルを生成することと、
前記計測モデルと、前記加工ヘッドの三次元形状を示す加工ヘッドモデルと、前記加工対象物が加工される加工期間の少なくとも一部における前記加工ヘッド及び前記載置装置の少なくとも一方の動きを制御する制御情報とに基づいて、前記加工期間の少なくとも一部において前記加工ヘッドと前記被計測物体とが干渉するか否かを判定することと
を含む情報処理方法。
[付記6]
前記加工ヘッドと前記被計測物体とが干渉するか否かを判定することは、前記加工対象物の加工が開始される前に、前記加工ヘッドと前記被計測物体とが干渉するか否かを判定することを含む
付記5に記載の情報処理方法。
[付記7]
前記加工ヘッドと前記被計測物体とが干渉するか否かを判定することは、前記制御情報に基づく前記加工期間の少なくとも一部における前記加工ヘッドモデルと前記計測モデルとの相対的な位置関係に基づいて、前記加工ヘッドと前記被計測物体とが干渉するか否かを判定することを含む
付記5又は6に記載の情報処理方法。
[付記8]
前記動きは、位置の変化及び傾きの変化の少なくとも一方を含む
付記1から7のいずれか一項に記載の情報処理方法。
[付記9]
前記加工ヘッドは、可動であり、位置及び傾きの少なくとも一方を変更可能である
付記1から8のいずれか一項に記載の情報処理方法。
[付記10]
前記載置装置は、可動であり、位置及び傾きの少なくとも一方を変更可能である、
付記1から9のいずれか一項に記載の情報処理方法。
[付記11]
前記加工ヘッドと前記被計測物体とが干渉するか否かを判定することは、前記被計測物体の設計上の三次元形状を示す物体モデルに基づいて、前記加工ヘッドと前記被計測物体とが干渉するか否かを判定することを含む
付記1から10のいずれか一項に記載の情報処理方法。
[付記12]
前記物体モデルに基づいて前記加工ヘッドと前記被計測物体とが干渉するか否かを判定することは、前記計測モデルと前記物体モデルとの差分に相当する計測差分モデルに基づいて、前記加工ヘッドと前記被計測物体とが干渉するか否かを判定することを含む
付記11に記載の情報処理方法。
[付記13]
前記情報処理方法は、前記加工ヘッドと前記被計測物体とが干渉するか否かの判定結果に基づいて、前記加工対象物の加工を進行又は中止することを更に含む
付記1から12のいずれか一項に記載の情報処理方法。
[付記14]
前記情報処理方法は、
前記加工対象物の第1部分を加工するタイミングで前記加工ヘッドと前記被計測物体とが干渉すると判定された場合に、前記第1部分の加工を中止することと、
前記第1部分の加工を中止した後に、前記第1部分とは異なる前記加工対象物の第2部分を加工することと
を更に含む付記13に記載の情報処理方法。
[付記15]
前記情報処理方法は、前記加工ヘッドと前記被計測物体とが干渉するか否かの判定結果に基づいて、前記加工対象物が加工される加工期間の少なくとも一部における前記加工ヘッド及び前記載置装置の少なくとも一方の動きを制御する制御情報を修正することを更に含む
付記1から14のいずれか一項に記載の情報処理方法。
[付記16]
前記制御情報を修正することは、前記加工対象物の加工を開始した後に、前記制御情報を修正することを含む
付記15に記載の情報処理方法。
[付記17]
前記加工対象物の第3部分を加工するタイミングで前記加工ヘッドと前記被計測物体とが干渉すると判定された場合に、第3部分を加工するタイミングで前記加工ヘッドと前記被計測物体とが干渉すると判定されない場合と比較して、前記第3部分を加工するタイミングでの前記加工ヘッド及び前記載置装置の少なくとも一方の動きを遅延させることを更に含む
付記1から16のいずれか一項に記載の情報処理方法。
[付記18]
前記被計測物体は、前記加工対象物を支持する支持部材を含む
付記1から17のいずれか一項に記載の情報処理方法。
[付記19]
前記被計測物体は、前記載置装置の少なくとも一部を含む
付記1から18のいずれか一項に記載の情報処理方法。
[付記20]
前記加工ヘッドモデルは、前記加工ヘッドの三次元形状を計測することで生成される
付記1から19のいずれか一項に記載の情報処理方法。
[付記21]
前記情報処理方法は、前記加工ヘッドモデルと、前記計測モデルの動きを表示装置に表示する表示データを生成することを更に含む
付記1から20のいずれか一項に記載の情報処理方法。
[付記22]
加工装置内の載置装置に載置された前記加工対象物を、加工ヘッドを用いて加工するための情報処理方法であって、
前記載置装置を含む被計測物体の三次元形状を計測することで、計測された前記被計測物体の三次元形状を示す計測モデルを生成することと、
前記計測モデルと、前記被計測物体の設計上の三次元形状を示す物体モデルとを比較することで、前記加工装置内に異常が生じているか否かを判定することと
を含む情報処理方法。
[付記23]
前記被計測物体は、前記加工対象物を支持する支持部材を含む
付記22に記載の情報処理方法。
[付記24]
前記異常は、前記載置装置及び前記支持部材とは異なる物体が前記加工対象物の周辺に存在するという異常を含む
付記23に記載の情報処理方法。
[付記25]
前記異常が生じているか否かを判定することは、前記計測モデルと前記物体モデルとの差分が許容量を超える場合に、前記載置装置に異常が生じていると判定することを含む
付記22から24のいずれか一項に記載の情報処理方法。
[付記26]
前記異常が生じているか否かを判定することは、前記計測モデルと前記物体モデルとの差分が前記許容量を下回る場合に、前記載置装置に異常が生じていないと判定することを含む
付記22から25のいずれか一項に記載の情報処理方法。
[付記27]
前記異常が生じていると判定された場合に、前記異常が生じている状況下で前記加工対象物の加工を開始するか否かを判定することを更に含む
付記26に記載の情報処理方法。
[付記28]
前記情報処理方法は、前記異常を表示装置に表示するための表示データを生成することを更に含む
付記22から27のいずれか一項に記載の情報処理方法。
[付記29]
付記1から28のいずれか一項に記載の前記情報処理方法を用いる情報処理装置。
[付記30]
前記加工ヘッドと、
前記載置装置と、
付記29に記載の情報処理装置と
を備える加工装置。
[付記31]
付記1から28のいずれか一項に記載の情報処理方法を用いて、前記加工ヘッドと前記載置装置を備えた加工装置を用いて前記加工対象物を加工する加工方法。
[付記32]
加工ヘッドを用いて載置装置に載置された前記加工対象物の加工を指示するためのデバイスを備えるコンピュータに、
前記加工対象物を含む被計測物体の三次元形状を計測することで、計測された前記被計測物体の三次元形状を示す計測モデルを生成する計測モデル生成ステップと、
前記計測モデルと、前記加工ヘッドの三次元形状を示す加工ヘッドモデルと、前記加工対象物が加工される加工期間の少なくとも一部において検出される前記加工ヘッド及び前記載置装置の少なくとも一方の動きに関する検出情報とに基づいて、前記加工期間の少なくとも一部において前記加工ヘッドと前記被計測物体とが干渉するか否かを判定する干渉判定ステップと
を実行させる情報プログラム。
[付記33]
付記32に記載の情報プログラムを記憶するプログラム記憶媒体。
[付記34]
処理ヘッドを用いて載置装置に載置された前記処理対象物を処理するための情報処理方法であって、
前記処理対象物を含む被計測物体の三次元形状を計測することで、計測された前記被計測物体の三次元形状に関する情報を含む計測結果を取得することと、
前記計測結果と、前記処理ヘッドの三次元形状に関する情報を含む処理ヘッド情報と、前記処理対象物が処理される処理期間の少なくとも一部において検出される前記処理ヘッド及び前記載置装置の少なくとも一方の動きに関する検出情報とに基づいて、前記処理期間の少なくとも一部において異常が発生するか否かを判定することと
を含む情報処理方法。
[付記35]
処理ヘッドを用いて載置装置に載置された前記処理対象物を処理するための情報処理方法であって、
前記載置装置を含む被計測物体の三次元形状を計測することで、計測された前記被計測物体の三次元形状に関する情報を含む計測結果を取得することと、
前記計測結果に基づいて前記被計測物体に異常が発生するか否かを判定することと
を含む情報処理方法。
[付記36]
加工ヘッドを用いて載置装置に載置された加工対象物を加工するための情報処理方法であって、
前記加工対象物を含む被計測物体の三次元形状を計測することで、計測された前記被計測物体の三次元形状を示す計測モデルを生成することと、
前記計測モデルに基づいて、前記加工ヘッドと前記被計測物体とが干渉するか否かを判定することと
を含む情報処理方法。
[付記37]
加工ヘッドを用いて載置装置に載置された加工対象物を加工するための表示方法であって、
前記加工対象物を含む被計測物体の三次元形状を計測することで、計測された前記被計測物体の三次元形状を示す計測モデルを生成することと、
前記計測モデルと、前記加工ヘッドの三次元形状を示す加工ヘッドモデルと、前記加工対象物が加工される加工期間の少なくとも一部において検出される前記加工ヘッド及び前記載置装置の少なくとも一方の動きに関する検出情報とに基づいて、前記加工期間の少なくとも一部において前記加工ヘッドと前記被計測物体とが干渉するか否かの判定に関する情報を表示装置に表示する表示データを生成することと
を含む表示方法。
[付記38]
加工ヘッドを用いて載置装置に載置された加工対象物を加工するための表示方法であって、
前記加工対象物を含む被計測物体の三次元形状を計測することで、計測された前記被計測物体の三次元形状を示す計測モデルを生成することと、
前記計測モデルと、前記加工ヘッドの三次元形状を示す加工ヘッドモデルと、前記加工対象物が加工される加工期間の少なくとも一部における前記加工ヘッド及び前記載置装置の少なくとも一方の動きを制御する制御情報とに基づいて、前記加工期間の少なくとも一部において前記加工ヘッドと前記被計測物体とが干渉するか否かの判定に関する情報を表示装置に表示する表示データを生成することと
を含む表示方法。
[付記39]
加工装置内の載置装置に載置された前記加工対象物を、加工ヘッドを用いて加工するための表示方法であって、
前記載置装置を含む被計測物体の三次元形状を計測することで、計測された前記被計測物体の三次元形状を示す計測モデルを生成することと、
前記計測モデルと、前記被計測物体の設計上の三次元形状を示す物体モデルとを比較することで、前記加工装置内に異常が生じているか否かの判定に関する情報を表示装置に表示する表示データを生成することと
を含む表示方法。
[付記40]
処理ヘッドを用いて載置装置に載置された前記処理対象物を処理するための表示方法であって、
前記処理対象物を含む被計測物体の三次元形状を計測することで、計測された前記被計測物体の三次元形状に関する情報を含む計測結果を取得することと、
前記計測結果と、前記処理ヘッドの三次元形状に関する情報を含む処理ヘッド情報と、前記処理対象物が処理される処理期間の少なくとも一部において検出される前記処理ヘッド及び前記載置装置の少なくとも一方の動きに関する検出情報とに基づいて、前記処理期間の少なくとも一部において異常が発生するか否かの判定に関する情報を表示装置に表示する表示データを生成することと
を含む表示方法。
[付記41]
処理ヘッドを用いて載置装置に載置された前記処理対象物を処理するための表示方法であって、
前記載置装置を含む被計測物体の三次元形状を計測することで、計測された前記被計測物体の三次元形状に関する情報を含む計測結果を取得することと、
前記計測結果に基づいて前記被計測物体に異常が発生するか否かの判定に関する情報を表示装置に表示する表示データを生成することと
を含む表示方法。
[付記42]
加工ヘッドを用いて載置装置に載置された加工対象物を加工するための表示方法であって、
前記加工対象物を含む被計測物体の三次元形状を計測することで、計測された前記被計測物体の三次元形状を示す計測モデルを生成することと、
前記計測モデルに基づいて、前記加工ヘッドと前記被計測物体とが干渉するか否かの判定に関する情報を表示装置に表示する表示データを生成することと
を含む表示方法。
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。
本発明は、上述した実施形態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情報処理方法、情報処理装置、加工装置、加工方法、表示方法、情報プログラム及びプログラム記憶媒体もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
SYS 加工システム
1 加工ユニット
13 加工ヘッド
141 ヘッド駆動系
142 位置計測装置
15 ステージ
161 ステージ駆動系
162 位置計測装置
2 計測ユニット
3 制御ユニット
4 出力ユニット
W ワーク
M 被計測物体
EL 加工光
MM 計測モデル
HM ヘッドモデル
OM 物体モデル
DM 差分モデル
1 加工ユニット
13 加工ヘッド
141 ヘッド駆動系
142 位置計測装置
15 ステージ
161 ステージ駆動系
162 位置計測装置
2 計測ユニット
3 制御ユニット
4 出力ユニット
W ワーク
M 被計測物体
EL 加工光
MM 計測モデル
HM ヘッドモデル
OM 物体モデル
DM 差分モデル
Claims (32)
- 加工ヘッドを用いて載置装置に載置された加工対象物を加工するための情報処理方法であって、
前記加工対象物を含む被計測物体の三次元形状を計測することで、計測された前記被計測物体の三次元形状を示す計測モデルを生成することと、
前記計測モデルと、前記加工ヘッドの三次元形状を示す加工ヘッドモデルと、前記加工対象物が加工される加工期間の少なくとも一部において検出される前記加工ヘッド及び前記載置装置の少なくとも一方の動きに関する検出情報とに基づいて、前記加工期間の少なくとも一部において前記加工ヘッドと前記被計測物体とが干渉するか否かを判定することと
を含む情報処理方法。 - 前記加工ヘッドの動きに関する前記検出情報は、前記加工ヘッドの動きを検出する検出装置を用いて取得される
請求項1に記載の情報処理方法。 - 前記載置装置の動きに関する前記検出情報は、前記載置装置の動きを検出する検出装置を用いて取得される
請求項1又は2に記載の情報処理方法。 - 前記加工ヘッドと前記被計測物体とが干渉するか否かを判定することは、前記検出情報に基づく前記加工期間の少なくとも一部における前記加工ヘッドモデルと前記計測モデルとの相対的な位置関係に基づいて、前記加工ヘッドと前記被計測物体とが干渉するか否かを判定することを含む
請求項1から3のいずれか一項に記載の情報処理方法。 - 加工ヘッドを用いて載置装置に載置された加工対象物を加工するための情報処理方法であって、
前記加工対象物を含む被計測物体の三次元形状を計測することで、計測された前記被計測物体の三次元形状を示す計測モデルを生成することと、
前記計測モデルと、前記加工ヘッドの三次元形状を示す加工ヘッドモデルと、前記加工対象物が加工される加工期間の少なくとも一部における前記加工ヘッド及び前記載置装置の少なくとも一方の動きを制御する制御情報とに基づいて、前記加工期間の少なくとも一部において前記加工ヘッドと前記被計測物体とが干渉するか否かを判定することと
を含む情報処理方法。 - 前記加工ヘッドと前記被計測物体とが干渉するか否かを判定することは、前記加工対象物の加工が開始される前に、前記加工ヘッドと前記被計測物体とが干渉するか否かを判定することを含む
請求項5に記載の情報処理方法。 - 前記加工ヘッドと前記被計測物体とが干渉するか否かを判定することは、前記制御情報に基づく前記加工期間の少なくとも一部における前記加工ヘッドモデルと前記計測モデルとの相対的な位置関係に基づいて、前記加工ヘッドと前記被計測物体とが干渉するか否かを判定することを含む
請求項5又は6に記載の情報処理方法。 - 前記動きは、位置の変化及び傾きの変化の少なくとも一方を含む
請求項1から7のいずれか一項に記載の情報処理方法。 - 前記加工ヘッドは、可動であり、位置及び傾きの少なくとも一方を変更可能である
請求項1から8のいずれか一項に記載の情報処理方法。 - 前記載置装置は、可動であり、位置及び傾きの少なくとも一方を変更可能である、
請求項1から9のいずれか一項に記載の情報処理方法。 - 前記加工ヘッドと前記被計測物体とが干渉するか否かを判定することは、前記被計測物体の設計上の三次元形状を示す物体モデルに基づいて、前記加工ヘッドと前記被計測物体とが干渉するか否かを判定することを含む
請求項1から10のいずれか一項に記載の情報処理方法。 - 前記物体モデルに基づいて前記加工ヘッドと前記被計測物体とが干渉するか否かを判定することは、前記計測モデルと前記物体モデルとの差分に相当する計測差分モデルに基づいて、前記加工ヘッドと前記被計測物体とが干渉するか否かを判定することを含む
請求項11に記載の情報処理方法。 - 前記情報処理方法は、前記加工ヘッドと前記被計測物体とが干渉するか否かの判定結果に基づいて、前記加工対象物の加工を進行又は中止することを更に含む
請求項1から12のいずれか一項に記載の情報処理方法。 - 前記情報処理方法は、
前記加工対象物の第1部分を加工するタイミングで前記加工ヘッドと前記被計測物体とが干渉すると判定された場合に、前記第1部分の加工を中止することと、
前記第1部分の加工を中止した後に、前記第1部分とは異なる前記加工対象物の第2部分を加工することと
を更に含む請求項13に記載の情報処理方法。 - 前記情報処理方法は、前記加工ヘッドと前記被計測物体とが干渉するか否かの判定結果に基づいて、前記加工対象物が加工される加工期間の少なくとも一部における前記加工ヘッド及び前記載置装置の少なくとも一方の動きを制御する制御情報を修正することを更に含む
請求項1から14のいずれか一項に記載の情報処理方法。 - 前記制御情報を修正することは、前記加工対象物の加工を開始した後に、前記制御情報を修正することを含む
請求項15に記載の情報処理方法。 - 前記加工対象物の第3部分を加工するタイミングで前記加工ヘッドと前記被計測物体とが干渉すると判定された場合に、第3部分を加工するタイミングで前記加工ヘッドと前記被計測物体とが干渉すると判定されない場合と比較して、前記第3部分を加工するタイミングでの前記加工ヘッド及び前記載置装置の少なくとも一方の動きを遅延させることを更に含む
請求項1から16のいずれか一項に記載の情報処理方法。 - 前記被計測物体は、前記加工対象物を支持する支持部材を含む
請求項1から17のいずれか一項に記載の情報処理方法。 - 前記被計測物体は、前記載置装置の少なくとも一部を含む
請求項1から18のいずれか一項に記載の情報処理方法。 - 前記加工ヘッドモデルは、前記加工ヘッドの三次元形状を計測することで生成される
請求項1から19のいずれか一項に記載の情報処理方法。 - 前記情報処理方法は、前記加工ヘッドモデルと、前記計測モデルの動きを表示装置に表示する表示データを生成することを更に含む
請求項1から20のいずれか一項に記載の情報処理方法。 - 加工装置内の載置装置に載置された前記加工対象物を、加工ヘッドを用いて加工するための情報処理方法であって、
前記載置装置を含む被計測物体の三次元形状を計測することで、計測された前記被計測物体の三次元形状を示す計測モデルを生成することと、
前記計測モデルと、前記被計測物体の設計上の三次元形状を示す物体モデルとを比較することで、前記加工装置内に異常が生じているか否かを判定することと
を含む情報処理方法。 - 前記被計測物体は、前記加工対象物を支持する支持部材を含む
請求項22に記載の情報処理方法。 - 前記異常は、前記載置装置及び前記支持部材とは異なる物体が前記加工対象物の周辺に存在するという異常を含む
請求項23に記載の情報処理方法。 - 前記異常が生じているか否かを判定することは、前記計測モデルと前記物体モデルとの差分が許容量を超える場合に、前記載置装置に異常が生じていると判定することを含む
請求項22から24のいずれか一項に記載の情報処理方法。 - 前記異常が生じているか否かを判定することは、前記計測モデルと前記物体モデルとの差分が前記許容量を下回る場合に、前記載置装置に異常が生じていないと判定することを含む
請求項22から25のいずれか一項に記載の情報処理方法。 - 前記異常が生じていると判定された場合に、前記異常が生じている状況下で前記加工対象物の加工を開始するか否かを判定することを更に含む
請求項26に記載の情報処理方法。 - 前記情報処理方法は、前記異常を表示装置に表示するための表示データを生成することを更に含む
請求項22から27のいずれか一項に記載の情報処理方法。 - 請求項1から28のいずれか一項に記載の前記情報処理方法を用いる情報処理装置。
- 前記加工ヘッドと、
前記載置装置と、
請求項29に記載の情報処理装置と
を備える加工装置。 - 請求項1から28のいずれか一項に記載の情報処理方法を用いて、前記加工ヘッドと前記載置装置を備えた加工装置を用いて前記加工対象物を加工する加工方法。
- 加工ヘッドを用いて載置装置に載置された加工対象物を加工するための情報処理方法であって、
前記加工対象物を含む被計測物体の三次元形状を計測することで、計測された前記被計測物体の三次元形状を示す計測モデルを生成することと、
前記計測モデルに基づいて、前記加工ヘッドと前記被計測物体とが干渉するか否かを判定することと
を含む情報処理方法。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| PCT/JP2023/004360 WO2024166291A1 (ja) | 2023-02-09 | 2023-02-09 | 情報処理方法、情報処理装置、加工装置及び加工方法 |
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| PCT/JP2023/004360 WO2024166291A1 (ja) | 2023-02-09 | 2023-02-09 | 情報処理方法、情報処理装置、加工装置及び加工方法 |
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|---|---|
| WO2024166291A1 true WO2024166291A1 (ja) | 2024-08-15 |
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|---|---|---|---|
| PCT/JP2023/004360 Ceased WO2024166291A1 (ja) | 2023-02-09 | 2023-02-09 | 情報処理方法、情報処理装置、加工装置及び加工方法 |
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|---|---|
| WO (1) | WO2024166291A1 (ja) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2023
- 2023-02-09 WO PCT/JP2023/004360 patent/WO2024166291A1/ja not_active Ceased
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