(57)【要約】【課題】ステージの位置を高速に検出して三次元造形を高速に行うことのできる技術を提供する。【解決手段】三次元造形装置は、複数の軸を有するロボットと、三次元造形物が造形される造形面を有し、ロボットによって移動されるステージと、ロボットを制御してステージを移動させる制御部と、造形面に沿った第１方向においてステージを挟むように投光器と受光器とを有し、投光器から投光された光が遮られる位置を受光器によって検出することによってステージの第１方向における位置を測定する第１位置センサーと、を備える。制御部は、第１位置センサーによって測定されたステージの位置に基づき、ロボットによるステージの移動量を補正する。【選択図】図１
2019038230.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
三次元造形物を製造する三次元造形装置であって、
複数の軸を有するロボットと、
前記三次元造形物が造形される造形面を有し、前記ロボットによって移動されるステージと、
前記ロボットを制御して前記ステージを移動させる制御部と、
前記造形面に沿った第１方向において前記ステージを挟むように投光器と受光器とを有し、前記投光器から投光された光が遮られる位置を前記受光器によって検出することによって前記ステージの前記第１方向における位置を測定する第１位置センサーと、を備え、
前記制御部は、前記第１位置センサーによって測定された前記ステージの位置に基づき、前記ロボットによる前記ステージの移動量を補正する、
三次元造形装置。
【請求項２】
請求項１に記載の三次元造形装置であって、
前記ステージに対向する位置に配置され、前記ステージに射出した光の前記ステージからの反射光を受光し、前記反射光の受光状態に応じて前記ステージの第２方向における位置を測定する第２位置センサーを備え、
前記制御部は、前記第１位置センサーおよび前記第２位置センサーによって測定された前記ステージの位置に基づき、前記ロボットによる前記ステージの移動量を補正する、三次元造形装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の三次元造形装置であって、
前記造形面の法線に沿った方向の異なる位置に、複数の前記第１位置センサーを備え、
前記制御部は、複数の前記第１位置センサーによって測定された前記ステージの複数の位置に基づき、前記ステージの傾きを検出し、前記傾きに応じて前記ロボットによる前記ステージの移動を制御する、
三次元造形装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の三次元造形装置であって、
前記造形面に溶融材料を射出するヘッド部を備え、
前記ヘッド部は、
スクロール溝が形成されたスクロール溝形成面を有するフラットスクリューと、
ヒーターを有し、前記スクロール溝形成面に対面するスクリュー対面部と、を有し、
前記フラットスクリューの回転と前記ヒーターによる加熱により前記フラットスクリューと前記スクリュー対面部との間に供給された熱可塑性の材料を可塑化して前記溶融材料に転化させる、
三次元造形装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の三次元造形装置であって、
前記第１位置センサーは、前記投光器と前記受光器とからなる組が、前記第１方向に複数配列されることにより構成されている、三次元造形装置。
【請求項６】
三次元造形物を製造する三次元造形方法であって、
複数の軸を有するロボットを制御して、三次元造形物が造形される造形面を有するステージを移動させ、
前記造形面に沿った第１方向において前記ステージを挟むように投光器と受光器とを有する第１位置センサーにより、前記投光器から投光された光が遮られる位置を前記受光器によって検出することによって前記ステージの前記第１方向における位置を測定し、
測定された前記ステージの位置に基づき、前記ロボットによる前記ステージの移動量を補正する、
三次元造形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、三次元造形装置および三次元造形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、三次元造形装置で用いられるステージ移動機構が開示されている。このステージ移動機構は、造形物が造形されるステージを、水平方向や鉛直方向に移動させる。特許文献１記載の技術では、移動されたステージを撮像装置によって撮像して、その撮像画像からステージに予め付しておいたマーカーを検出し、そのマーカーの位置に基づき、ステージの位置を特定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−１６５７７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、一般に、撮像画像からマーカーの位置を特定するための画像認識処理（例えば、テンプレートマッチング処理）には、多くの処理時間を要する。そのため、ステージ移動機構によってステージの移動が高速に行えたとしても、画像認識処理に時間がかかるために、その高速性を活かせない事態が生じ得る。従って、ステージの位置を高速に検出して三次元造形を高速に行うことのできる技術が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。
【０００６】
（１）本発明の第一の形態によれば、三次元造形物を製造する三次元造形装置が提供される。この三次元造形装置は、複数の軸を有するロボットと；前記三次元造形物が造形される造形面を有し、前記ロボットによって移動されるステージと；前記ロボットを制御して前記ステージを移動させる制御部と；前記造形面に沿った第１方向において前記ステージを挟むように投光器と受光器とを有し、前記投光器から投光された光が遮られる位置を前記受光器によって検出することによって前記ステージの前記第１方向における位置を測定する第１位置センサーと；を備え、前記制御部は、前記第１位置センサーによって測定された前記ステージの位置に基づき、前記ロボットによる前記ステージの移動量を補正することを特徴とする。この形態の三次元造形装置によれば、投光器と受光器とを有する第１位置センサーによって光学的にステージの位置を測定するため、ステージの位置を高速に検出できる。そのため、ロボットの高速性を活かして高速に三次元造形を行うことができる。
【０００７】
（２）上記形態の三次元造形装置は、更に、前記ステージに対向する位置に配置され、前記ステージに射出した光の前記ステージからの反射光を受光し、前記反射光の受光状態に応じて前記ステージの第２方向における位置を測定する第２位置センサーを備え、前記制御部は、前記第１位置センサーおよび前記第２位置センサーによって測定された前記ステージの位置に基づき、前記ロボットによる前記ステージの移動量を補正してもよい。このような形態であれば、第１位置センサーによってステージの第１方向の位置を測定するだけでなく、第２位置センサーによってステージの第２方向の位置も測定してステージの移動を制御するため、より精度良く三次元造形を行うことができる。
【０００８】
（３）上記形態の三次元造形装置は、前記造形面の法線に沿った方向の異なる位置に、複数の前記第１位置センサーを備え、前記制御部は、複数の前記第１位置センサーによって測定された前記ステージの複数の位置に基づき、前記ステージの傾きを検出し、前記傾きに応じて前記ロボットによる前記ステージの移動を制御してもよい。このような形態であれば、ステージに傾きがあった場合でも、その傾きを補正しつつ三次元造形を行うことができる。
【０００９】
（４）上記形態の三次元造形装置は、更に、前記造形面に溶融材料を射出するヘッド部を備え、前記ヘッド部は、スクロール溝が形成されたスクロール溝形成面を有するフラットスクリューと、ヒーターを有し、前記スクロール溝形成面に対面するスクリュー対面部と、を有し、前記フラットスクリューの回転と前記ヒーターによる加熱により前記フラットスクリューと前記スクリュー対面部との間に供給された熱可塑性の材料を可塑化して前記溶融材料に転化させてもよい。このような形態であれば、フラットスクリューを用いて材料を可塑化するため、装置全体の大きさを小さくすることができる。
【００１０】
（５）上記形態の三次元造形装置において、前記第１位置センサーは、前記投光器と前記受光器とからなる組が、前記第１方向に複数配列されることにより構成されてもよい。このような形態であれば、ステージの移動量が大きな場合でも、ステージの位置を適切に測定することができる。
【００１１】
本発明は、上述した三次元造形装置としての形態のほか、種々の形態で実現することも可能である。例えば、三次元造形物を製造する三次元造形方法や、三次元造形物を製造するためのコンピュータープログラム、そのコンピュータープログラムが記録された一時的でない有形な記録媒体等の形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態における三次元造形装置の概略構成を示す説明図である。
【図２】三次元造形装置の上面図である。
【図３】ヘッド部の概略構成を示す説明図である。
【図４】フラットスクリューの斜視図である。
【図５】スクリュー対面部の平面図である。
【図６】三次元造形物とノズルとの位置関係を示す説明図である。
【図７】制御部によって実行される三次元造形処理のフローチャートである。
【図８】第２実施形態における三次元造形装置の概略構成を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
Ａ．第１実施形態：
図１は、第１実施形態における三次元造形装置１００の概略構成を示す説明図である。本実施形態の三次元造形装置１００は、三次元造形物を製造する装置である。三次元造形装置１００は、複数の軸を有するロボット１０と、ステージ２０と、制御部３０と、水平位置センサー４０と、を備える。また、本実施形態の三次元造形装置１００は、垂直位置センサー５０と、ヘッド部６０と、を備える。ステージ２０は、三次元造形物が造形される造形面２１を有しており、ロボット１０によって移動される。
【００１４】
図１には、互いに直交するＸ方向、Ｙ方向、および、Ｚ方向が描かれている。Ｘ方向およびＹ方向は水平方向であり、Ｚ方向は鉛直方向である。Ｚ方向のうち、−Ｚ方向が重力方向である。図２以降に示す各方向は、図１の各方向に対応している。Ｘ方向およびＹ方向は、ステージ２０の造形面２１に沿った方向であり、本願の「第１方向」に対応する。Ｚ方向は、造形面２１の法線に沿った方向であり、本願の「第２方向」に対応する。また、水平位置センサー４０は、「第１位置センサー」に対応し、垂直位置センサー５０は、「第２位置センサー」に対応する。
【００１５】
本実施形態におけるロボット１０は、水平多関節ロボット（スカラロボット）である。ロボット１０は、設置面２００に固定された基台１１と、基台１１に接続された１以上のアーム１２と、アーム１２の先端に設けられた作業ヘッド１３とを有する。作業ヘッド１３は、鉛直方向（Ｚ方向）に沿って延びる作業軸１５を備えている。作業軸１５の上端部には、ステージ２０が固定されている。制御部３０は、ロボット１０を制御して、基台１１、アーム１２、および、作業ヘッド１３に組み込まれた各種モーターを駆動することにより、ステージ２０を水平方向（Ｘ方向およびＹ方向）および鉛直方向（Ｚ方向）に移動させることができる。また、制御部３０は、作業軸１５を回転させることにより、ステージ２０を回転させることもできる。なお、ロボット１０は、水平多関節ロボットに限らず、他の産業用ロボット、例えば、垂直多関節ロボットや直交ロボットによって構成されてもよい。
【００１６】
制御部３０は、三次元造形装置１００の制御を行う。例えば、制御部３０は、ロボット１０を制御してステージ２０を移動させる。また、制御部３０は、水平位置センサー４０および垂直位置センサー５０によって測定されるステージ２０の位置に基づき、ロボット１０によるステージ２０の移動量を補正する。制御部３０は、ＣＰＵとメモリーとを備えており、メモリーに記憶されたコンピュータープログラムをＣＰＵが実行することによって、これらの制御を実現する。コンピュータープログラムは、一時的でない有形な記録媒体に記録されていてもよい。
【００１７】
ヘッド部６０は、ステージ２０の造形面２１に、三次元造形物の材料を溶融させた状態で射出する。ヘッド部６０は、ステージ２０の上方に掛け渡されたブリッジ部７０と、ブリッジ部７０を支持する脚部７１とによって設置面２００に固定されている。つまり、本実施形態では、固定されたヘッド部６０に対して、ステージ２０がロボット１０によって水平方向および鉛直方向に移動されることによって、ステージ２０上の任意の位置にヘッド部６０から溶融材料が射出される。
【００１８】
垂直位置センサー５０は、ステージ２０に対向する位置に配置されている。本実施形態では、垂直位置センサー５０は、ヘッド部６０の固定されているブリッジ部７０に固定されている。本実施形態における垂直位置センサー５０は、測定対象であるステージ２０に光（レーザー光５１）を射出し、その光のステージ２０からの反射光を受光し、その反射光の受光状態に応じてステージ２０の鉛直方向の位置を測定する。つまり、本実施形態における垂直位置センサー５０は、光学的に対象物の位置を測定する非接触式の反射型変位センサーである。垂直位置センサー５０は、測定したステージ２０の鉛直方向の位置を制御部３０に伝達する。なお、垂直位置センサー５０としては、接触式の変位センサーを用いることも可能である。
【００１９】
図２は、三次元造形装置１００の上面図である。本実施形態では、三次元造形装置１００の上面視において、ステージ２０は略円形である。なお、ステージ２０には、三次元造形物が造形される造形面２１から外れた領域に、垂直位置センサー５０からの光を反射可能な領域が設けられている。三次元造形装置１００の上面視において、ステージ２０の周囲には、矩形状の枠体２２が配置されている。この枠体２２は、図１に示した脚部７１によって設置面２００に固定されている。ステージ２０は、この枠体２２の内側において移動する。枠体２２には、水平位置センサー４０が固定されている。
【００２０】
水平位置センサー４０は、水平方向においてステージ２０を挟むように投光器４１と受光器４２とを有し、投光器４１から投光された光が測定対象によって遮られる位置を受光器４２によって検出することによって測定対象の水平方向の位置を測定する。より具体的には、投光器４１からは所定の幅を有する平行光が射出され、この平行光が受光器４２によって受光される。受光器４２は、平行光の幅方向に沿って所定の解像度を有するＣＣＤ型あるいはＣＭＯＳ型のリニアイメージセンサーを備えており、測定対象によって平行光の一部が遮光された場合に、その遮光された位置をイメージセンサーによって測定する。つまり、本実施形態の水平位置センサー４０は、光学的に対象物の位置を測定する非接触式の透過型変位センサーである。水平位置センサー４０は、測定したステージ２０の水平方向の位置を制御部３０に伝達する。なお、本実施形態では、水平位置センサー４０は、ステージ２０そのものではなく、ステージ２０に接続された作業軸１５の水平方向の位置を測定し、その位置をステージ２０の位置として制御部３０に伝達する。もちろん水平位置センサー４０は、作業軸１５ではなく、ステージ２０そのものの位置を測定してもよい。
【００２１】
本実施形態では、水平位置センサー４０は、ステージ２０のＸ方向の位置を測定するためのＸ位置センサー４０１と、ステージ２０のＹ方向の位置を測定するためのＹ位置センサー４０２とを含む。Ｘ位置センサー４０１は、Ｙ方向においてステージ２０を挟むように投光器４１と受光器４２とを有する。Ｙ位置センサー４０２は、Ｘ方向においてステージ２０を挟むように投光器４１と受光器４２とを有する。本実施形態では、水平位置センサー４０は、投光器４１と受光器４２とからなる組が、水平方向に複数配列されることにより構成されている。つまり、本実施形態では、Ｘ位置センサー４０１は、Ｙ方向においてステージ２０を挟むように配置された投光器４１と受光器４２との組が、Ｘ方向に複数組配列されることにより構成されている。また、Ｙ位置センサー４０２は、Ｘ方向においてステージ２０を挟むように配置された投光器４１と受光器４２とからなる組が、Ｙ方向に複数組配列されることにより構成されている。このような構成であれば、ステージ２０の移動量が１つの受光器４２の測定範囲を超える場合でも、制御部３０は、複数の受光器４２のうち、どの受光器４２によってステージ２０が検出されたかを特定することにより、ステージ２０の位置を適切に検出することができる。もちろん、ステージ２０の移動範囲が１つの受光器４２の測定範囲に収まる場合には、水平位置センサー４０は、投光器４１と受光器４２とからなる組を１つのみ備えてもよい。
【００２２】
図３は、ヘッド部６０の概略構成を示す説明図である。ヘッド部６０は、フラットスクリュー６１とスクリュー対面部６２とを有する。フラットスクリュー６１は、スクリューケース６３内に収納されており、駆動モーター６４により回転する。フラットスクリュー６１は、スクロール溝６１１（図４）が形成されたスクロール溝形成面６１２（図４）を有する。スクリュー対面部６２は、スクロール溝形成面６１２に対面しており、中心に連通孔６５が形成されている。スクリュー対面部６２は、内部にヒーター６６を有する。ヘッド部６０は、フラットスクリュー６１の回転とヒーター６６による加熱によりフラットスクリュー６１とスクリュー対面部６２との間に供給された材料を可塑化して溶融材料に転化させる。「可塑化」とは、材料に熱が加わり溶融することを意味する。溶融材料は、連通孔６５からノズル６７に供給され、ノズル６７からステージ２０の造形面２１に向けて射出される。
【００２３】
ヘッド部６０には、連通路６８を介して、ホッパー６９から材料が供給される。ホッパー６９には、熱可塑性の材料が投入される。材料としては、例えば、ポリプロピレン樹脂（ＰＰ）、ポリエチレン樹脂（ＰＥ）、ポリアセタール樹脂（ＰＯＭ）、ポリ塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）、ポリアミド樹脂（ＰＡ）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂（ＡＢＳ）、ポリ乳酸樹脂（ＰＬＡ）、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリカーボネート（ＰＣ）等を使用可能である。また、材料の形状としては、ペレットや粉末等の固体材料を使用可能である。また、熱可塑性の材料とは、熱可塑性の材料とその他の成分を含む組成物であってもよい。
【００２４】
図４は、フラットスクリュー６１の斜視図である。フラットスクリュー６１は、軸線方向の高さが直径よりも小さい略円柱状のスクリューである。フラットスクリュー６１は、スクリュー対面部６２（図３）に対向する面に、１以上のスクロール溝６１１を有する。スクロール溝６１１が形成されている面を、「スクロール溝形成面６１２」と呼ぶ。スクロール溝６１１は、スクロール溝形成面６１２の中央部６１３に向かって、フラットスクリュー６１の外周から渦巻状又は螺旋状に形成されている。フラットスクリュー６１の側面６１４には、フラットスクリュー６１とスクリュー対面部６２との間に材料を受け入れるための材料流入口６１５が複数形成されている。材料流入口６１５は、スクロール溝６１１に連続している。材料流入口６１５には、ホッパー６９から連通路６８を介して材料が供給される。
【００２５】
図５は、スクリュー対面部６２の平面図である。スクリュー対面部６２は、フラットスクリュー６１のスクロール溝形成面６１２に対向するスクリュー対向面６２１を有する。スクリュー対向面６２１には、渦巻状又は螺旋状に形成された１以上の案内溝６２２が形成されている。スクリュー対向面６２１の中心には、溶融材料をノズル６７に供給するための連通孔６５が形成されている。案内溝６２２は、溶融材料を連通孔６５に導く機能を有する。図３に示したように、スクリュー対面部６２には、材料を加熱するためのヒーター６６が埋め込まれている。
【００２６】
図６は、三次元造形物ＯＢとノズル６７との位置関係を示す説明図である。ステージ２０の造形面２１には、製造中の三次元造形物ＯＢが載置される。ノズル６７と、三次元造形物ＯＢの上面ＯＢｔとの間には、ギャップＧが保持されている。ここで、「三次元造形物ＯＢの上面ＯＢｔ」とは、ノズル６７の直下の位置の近傍においてノズル６７から射出された溶融材料が着地する予定部位を意味する。本実施形態では、ギャップＧの大きさは、ノズル６７の孔径よりも大きい。そのため、ノズル６７から射出される溶融材料は、製造中の三次元造形物ＯＢの上面ＯＢｔに押しつけられない自由な状態で三次元造形物ＯＢの上面ＯＢｔに堆積される。
【００２７】
図７は、制御部３０によって実行される三次元造形処理のフローチャートである。この三次元造形処理が制御部３０により実行されることにより、ステージ２０上に三次元造形物を製造する三次元造形方法が実現される。
【００２８】
この三次元造形処理が開始されると、まず、制御部３０は、三次元造形物を表す造形データをメモリーや外部記憶装置から取得する（ステップＳ１０）。本実施形態では、造形データは、三次元造形物を造形するための複数の軌跡を表すデータを含み、各軌跡は、始点としての第１の位置と終点としての第２の位置とを含む。造形データを取得すると、制御部３０は、ヘッド部６０を制御して材料の射出を開始し（ステップＳ２０）、材料を射出しながら、造形データ中の最初の軌跡に従い、ロボット１０を制御して、第１の位置から第２の位置までステージ２０を移動させる（ステップＳ３０）。
【００２９】
ステージ２０を移動させると、制御部３０は、移動後のステージ２０の位置を水平位置センサー４０および垂直位置センサー５０によって測定する（ステップＳ４０）。ステージ２０の位置を測定すると、制御部３０は、造形データによって指定された位置と、水平位置センサー４０および垂直位置センサー５０によって測定された位置との相違に基づき、ステージ２０の移動量を補正するための補正値を算出する。補正値は、例えば、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向それぞれについて、造形データによって指定された第１の位置から第２の位置までの理論上の距離を、水平位置センサー４０および垂直位置センサー５０によって実際に測定した距離によって除することにより、補正係数として求めることができる。
【００３０】
制御部３０は、補正値を算出すると、造形が完了したか否か、つまり、造形データに含まれる全ての軌跡について造形が完了したか否かを判断する（ステップＳ６０）。造形が完了していなければ（ステップＳ６０：ＮＯ）、制御部３０は、処理をステップＳ２０に戻す。処理をステップＳ２０に戻した後、制御部３０は、次の軌跡を描くためのステップＳ３０におけるステージ２０の移動において、先に算出した補正値に基づき、ステージ２０の移動量を補正する。より具体的には、制御部３０は、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向それぞれについて、造形データによって指定された第１の位置から第２の位置までの距離に対して補正係数を乗ずることにより、新たな第２の位置を求める。そして、その新たな第２の位置に基づき、ロボット１０を制御してステージ２０を移動させる。ステップＳ６０において、造形が完了したと判断すれば（ステップＳ６０：ＹＥＳ）、制御部３０は、当該三次元造形処理を終了させる。
【００３１】
以上で説明した本実施形態の三次元造形装置１００によれば、水平位置センサー４０によって光学的にステージ２０の位置を検出するため、ステージ２０の水平方向の位置を高速に検出できる。そのため、ロボット１０の高速性を活かして三次元造形を高速に行うことができる。換言すれば、高速にステージ２０の位置を検出することができるので、ステージ２０の位置検出速度がボトルネックとなってロボット１０による三次元造形の造形速度が低下することを抑制できる。
【００３２】
また、本実施形態では、水平位置センサー４０によってステージ２０の水平方向の位置を測定するだけでなく、垂直位置センサー５０によってステージ２０の鉛直方向の位置も測定してステージ２０の移動を制御するため、より精度良く三次元造形を行うことができる。
【００３３】
また、本実施形態では、ロボット１０による通常の位置制御に加えて、ステージ２０の位置を検出して、その測定位置に応じてステージ２０の位置を補正するので、ロボット１０単体による位置精度を超える精度で三次元造形を行うことができる。
【００３４】
また、本実施形態では、フラットスクリュー６１を有するヘッド部６０によって材料の可塑化を行うため、ヘッド部６０の大きさを小さくすることができる。そのため、三次元造形装置１００全体の小型化を図ることができる。
【００３５】
Ｂ．第２実施形態：
上述した第１実施形態では、三次元造形装置１００は、水平位置センサー４０および垂直位置センサー５０により、水平方向および鉛直方向について、ステージ２０の移動を補正している。これに対して、第２実施形態では、水平方向および鉛直方向に加えて、ステージ２０の傾きに応じた補正も行う。
【００３６】
図８は、第２実施形態における三次元造形装置１００Ｂの概略構成を示す説明図である。本実施形態の三次元造形装置１００Ｂは、ステージ２０の造形面２１の法線に沿った方向（Ｚ方向）の異なる位置に、複数の水平位置センサー４０を備えている。それぞれの水平位置センサー４０の構成は、図２に示したとおりである。このような構成によれば、複数の水平位置センサー４０によって、ステージ２０に接続された作業軸１５の水平位置をそれぞれ検出することにより、作業軸１５の傾き、すなわち、ステージ２０の傾きを検出することができる。
【００３７】
本実施形態では、制御部３０は、図７に示した三次元造形処理に先立ち、２つの水平位置センサー４０によって、ステージ２０の傾きを測定する。そして、図７に示した三次元造形処理を実行し、そのステップＳ３０において、予め測定しておいたステージ２０の傾きに沿って造形面２１に造形される造形物が傾くように、ロボット１０を制御して、ステージ２０を移動させる。こうすることにより、制御部３０は、ステージ２０の水平方向および鉛直方向についての移動量の補正に加えて、ステージ２０の傾きに応じた補正も行うことができる。
【００３８】
なお、本実施形態において、水平位置センサー４０の数は、３つ以上であってよい。この場合、３つ以上の水平位置センサー４０のうち、作業軸１５の位置を測定可能な位置に配置された任意の２つの水平位置センサー４０を用いることで、ステージ２０の傾きを検出可能である。
【００３９】
Ｃ．他の実施形態：
上記実施形態における三次元造形処理（図７）では、制御部３０は、三次元造形物の造形中に、ステージ２０の位置を測定して、ステージ２０の移動量を補正している。これに対して、制御部３０は、三次元造形処理の実行に先立って、ステージ２０を予め定められた軌跡に従って移動させることにより、予め補正値を求め、その補正値に基づいて、ロボット１０によるステージ２０の移動量を補正してもよい。このようにすれば、造形中にステージ２０の位置の測定を行うこと（図７に示したステップＳ４０）を省略することができるので、高速に三次元造形を行うことができる。
【００４０】
また、上述のように、三次元造形処理の実行に先立って、予め補正値を求める場合には、その補正値に基づき、三次元造形物の造形データを予め補正し、その補正された造形データに基づいて、ロボット１０によるステージ２０の移動量を補正してもよい。このようにすれば、造形中にステージ２０の位置の測定を行うこと（図７に示したステップＳ４０）だけではなく、造形中にステージの移動量を補正すること（図７に示したステップＳ３０における補正処理）を省略することができるので、より高速に三次元造形を行うことができる。
【００４１】
上記実施形態における三次元造形装置１００は、フラットスクリュー６１によって材料を可塑化するヘッド部６０を備えている。これに対して、ヘッド部６０は、例えば、シリンダーと、シリンダー内に収容された長尺状のスクリューと、シリンダーの周囲に配置されたヒーターとを備えた射出ユニットとして構成されていてもよい。また、ヘッド部６０としては、例えば、熱溶解積層方式（ＦＤＭ方式）やインクジェット方式などの様々なヘッドを適用することができる。その他、上記実施形態におけるステージ２０の移動制御は、光造形方式（ＳＴＬ方式）や粉末焼結方式（ＳＬＳ方式）などの各種の三次元造形方式におけるステージの移動制御に適用することが可能である。
【００４２】
上記実施形態では、制御部３０は、垂直位置センサー５０によってステージ２０の鉛直方向の位置を測定し、ステージ２０の鉛直方向への移動を補正している。これに対して、制御部３０は、鉛直方向の補正を行わなくてもよい。つまり、制御部３０は、水平方向の補正のみを行ってもよい。この場合、三次元造形装置１００は、垂直位置センサー５０を備えていなくてもよい。その他、制御部３０は、Ｘ方向およびＹ方向のうち、いずれか一方の補正のみを行うこととしてもよい。この場合、三次元造形装置１００は、Ｘ位置センサー４０１またはＹ位置センサー４０２のうち、使用しないセンサーを備えていなくてもよい。
【００４３】
上記実施形態では、制御部３０は、ステージ２０の水平方向の移動と鉛直方向の移動との両方を、ロボット１０を制御して行っている。これに対して、制御部３０は、ステージ２０の水平方向の移動のみをロボット１０によって行い、鉛直方向の移動については、ヘッド部６０をステージ２０に対して鉛直方向に移動させる昇降装置を制御することによって行ってもよい。この場合、制御部３０は、昇降装置によってヘッド部６０とともに垂直位置センサー５０を鉛直方向に移動させれば、その測定値に基づいて昇降装置を制御することにより、ヘッド部６０の鉛直方向の移動を補正することが可能である。
【００４４】
本発明は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。
【符号の説明】
【００４５】
１０…ロボット、１１…基台、１２…アーム、１３…作業ヘッド、１５…作業軸、２０…ステージ、２１…造形面、２２…枠体、３０…制御部、４０…水平位置センサー、４１…投光器、４２…受光器、５０…垂直位置センサー、５１…レーザー光、６０…ヘッド部、６１…フラットスクリュー、６２…スクリュー対面部、６３…スクリューケース、６４…駆動モーター、６５…連通孔、６６…ヒーター、６７…ノズル、６８…連通路、６９…ホッパー、７０…ブリッジ部、７１…脚部、１００，１００Ｂ…三次元造形装置、２００…設置面、４０１…Ｘ位置センサー、４０２…Ｙ位置センサー、６１１…スクロール溝、６１２…スクロール溝形成面、６１３…中央部、６１４…側面、６１５…材料流入口、６２１…スクリュー対向面、６２２…案内溝、Ｇ…ギャップ、ＯＢ…三次元造形物、ＯＢｔ…上面。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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