CN107790716B - 层叠造型装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种层叠造型装置，其包括：腔室，至少覆盖作为可生成三维造型物的最大的范围的造型区域；造型台，配置在腔室内的造型区域中，在其上通过均匀地散布材料粉体给各分割层而形成材料粉体层，各分割层是以规定厚度将所期望的三维造型物分割而成；粉体保持壁，包围造型台且保持供给至造型台上的材料粉体；激光照射装置，对材料粉体层上的各分割层的由所期望的三维造型物的轮廓形状形成的规定的照射区域照射激光束而形成烧结层；以及数值控制装置，至少在烧结前确认是否在分割层的所有层中，照射区域包含在造型区域中。可在造型区域内适当地形成三维造型物，并可防止造型的中止，还可防止由激光束照射至不适当的位置上所引起的装置的损坏。

Description

层叠造型装置
技术领域
本发明涉及一种层叠造型装置。
背景技术
在利用激光束的选择性激光烧结法中，将材料粉体均匀地散布在造型台上而形成材料粉体层。接著，对材料粉体层的规定部位照射激光束来进行烧结，由此形成烧结层。此外，将材料粉体均匀地散布在该烧结层上而形成新的材料粉体层。接著，对该新的材料粉体层照射激光束来进行烧结，由此形成与下方的烧结层接合的新的烧结层，然后重复这些操作，由此形成包含将多个烧结层层叠而成为一体的烧结体的所期望的三维造型物。
激光束例如通过如流电扫描仪(galvano scanner)般的光偏转器来进行扫描。因此，因光偏转器或机械的位移，而在激光控制装置上的规定的扫描路径与实际形成于材料粉体层上的扫描轨迹之间产生不可避免的偏差。因此，为了以在规定的扫描路径上进行照射的方式扫描激光束，必须测定偏差量并进行修正。例如，如专利文献1及专利文献2般，已知有利用如下等方法算出偏差量并进行修正的层叠造型装置。具体来说，所述方法是针对载置在造型区域上的基板或如热敏纸般的校正板，以固定的间隔呈格子架状地进行激光束的扫描，并测定扫描轨迹的交点等规定的位置，且对规定的位置中激光束朝向的实际照射位置与成为基准的位置进行比较。
然而，在安全方面，使用激光束的层叠造型装置中针对激光束的照射位置被限制。此限制是通过作为物理式的限制的机械限制与作为控制方面的限制的软件限制，而通过此限制设定作为可进行激光束的扫描的区域的可照射区域。另一方面，如专利文献1及专利文献2的发明般，以作为可生成三维造型物的最大的区域的造型区域为基准测定偏差量并修正激光束的扫描路径或多个照射位置后，作为包含修正前所形成的格子架状的激光束的扫描轨迹或多个照射痕迹等的区域的修正区域有时部分地超出造型区域。因此，在控制方面，为了正确地进行修正，可照射区域必须包含造型区域并设定得比造型区域更宽广。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利第2979431号公报
[专利文献2]日本专利第3446741号公报
发明内容
[发明所要解决的问题]
在可照射区域包含造型区域并设定得比造型区域更宽广的层叠造型装置中，当在包含朝造型区域外的照射命令等与造型相关的数据中产生错误时，存在不仅朝造型区域外照射激光束而无法正常地形成造型物而且损坏装置之虞。即便以可照射范围与造型区域一致的方式设定，当在与造型相关的数据中本来就存在错误时，也无法继续进行造型，在此之前所需要的材料粉体等变得无用，而且也产生时间上的损失。
本发明是鉴于此种情况而完成的发明，其主要目的在于提供一种层叠造型装置，所述层叠造型装置在造型开始前确认，是否在分割层的所有层中激光束的照射区域包含在造型区域中，由此可在造型区域内适当地形成三维造型物。
[解决问题的技术手段]
根据本发明，提供一种层叠造型装置，其包括：腔室，至少覆盖作为可生成三维造型物的最大的范围的造型区域；造型台，配置在腔室内的造型区域中，在其上通过均匀地散布材料粉体给各分割层而形成材料粉体层，各分割层是以规定厚度将所期望的三维造型物分割而成；粉体保持壁，包围造型台且保持供给至造型台上的材料粉体；激光照射装置，对材料粉体层上的各分割层的由所期望的三维造型物的轮廓形状形成的规定的照射区域照射激光束而形成烧结层；以及数值控制装置，至少在烧结前确认是否在分割层的所有层中，照射区域包含在造型区域中。
[发明的效果]
在本发明的层叠造型装置中，确认是否在分割层的所有层中，激光束的照射区域包含在造型区域中后开始造型。因此，可在造型区域内适当地形成三维造型物，并可防止造型的中止。另外，可防止由激光束照射至不适当的位置上所引起的装置的损坏。
附图说明
图1是本发明的一实施方式的层叠造型装置1的构成图；
图2是表示粉体层形成装置3及激光照射装置5的立体图；
图3是涂覆机头(recoater head)4的立体图；
图4是从其他角度观察涂覆机头4的立体图；
图5是造型台33、粉体保持壁35及上部刮板(wiper)37的俯视图，且为表示层叠造型装置1的坐标系的说明图；
图6是表示层叠造型装置1的控制***的方块图；
图7是表示切削工具212的上表面切削时的切削路径的生成方法的例子的说明图；
图8是表示切削工具212的上表面切削时的切削路径的生成方法的例子的说明图。
具体实施方式
以下，使用附图对本发明的实施方式进行说明。以下所说明的各构成构件中的多个变形例分别可任意地组合来实施。
如图1所示，本发明的一实施方式的层叠造型装置1具备以实质上密闭的方式构成的腔室10。腔室10通过蛇纹管而分隔成设置有在其中进行层叠造型的粉体层形成装置3的造型室11、及收容加工头驱动装置23的大部分的驱动室，在图1中仅表示造型室11。未图示的惰性气体供给装置以腔室10内时常充满规定浓度以上的惰性气体的方式，对造型室11与驱动室内分别供给惰性气体，并且将由因激光束L的照射而产生的烟气(fume)所污染的惰性气体朝腔室10外排出。再者，在本说明书中，所谓惰性气体，是指实质上不与材料粉体进行反应的气体，可例示氮气、氩气、氦气等，对应于材料粉体的种类而选择适当的气体。
粉体层形成装置3具备：基台31，具有造型区域α；以及涂覆机头4，配置在基台31上、且以可在水平单轴方向(箭头S方向)上移动的方式构成。在造型区域α中设置可在垂直方向(箭头U方向)上移动的造型台33。当使用层叠造型装置1时，在造型台33上配置造型板61，并在其上形成材料粉体层63。在造型台33的周围设置粉体保持壁35。在由粉体保持壁35与造型台33所围成的粉体保持空间内保持未烧结的材料粉体。造型区域α表示进行造型的作业区域，即表示形成有材料粉体层63并可形成烧结层的整个可生成三维造型物的最大的区域，实质上相当于造型台33的整个上表面。
如图2所示，造型台33不与粉体保持壁35直接接触，配置在造型台33的周缘的上部刮板37与粉体保持壁35接触。而且，在造型台33的移动时，上部刮板37在粉体保持壁35上滑动。通过此种构成，而抑制粉体保持空间内的材料粉体漏出。
如图3及图4所示，涂覆机头4具备：材料收容部41，蓄积材料粉体；材料供给部43，设置在材料收容部41的上表面上并成为材料粉体的接收口；以及材料排出部45，设置在材料收容部41的底面上且排出材料收容部41内的材料粉体。材料排出部45是在与涂覆机头4的移动方向(箭头S方向)正交的水平单轴方向(箭头T方向)上延伸的狭缝形状。再者，材料粉体例如为铁粉等金属粉体，且例如是平均粒径为20μm的球形。另外，在涂覆机头4的两侧面分别设置一对刀片47、刀片49。刀片47、刀片49将从材料排出部45中排出的材料粉体平坦化而形成材料粉体层63。
切削装置2具备加工头21与加工头驱动装置23。加工头驱动装置23包括：Y轴驱动装置232，使配置在造型室11内的加工头21在Y轴方向上移动；X轴驱动装置231，使Y轴驱动装置232在X轴方向上移动；以及Z轴驱动装置233，使加工头21在Z轴方向上移动。加工头21具备主轴头211，主轴头211是以可安装端铣刀(end mill)等切削工具212并以R轴为中心旋转的方式构成。通过以上的构成，加工头21可使主轴头211移动至造型室11内的任意的位置上，并主要对烧结层的端面实施切削加工。以下，将该切削加工称为端面切削。也可以使用该切削工具212，每当形成规定数的烧结层时对烧结层进行切削加工。另外，为了烧结层或造型板61的平滑化，也可以对烧结层或造型板61的上表面进行切削加工。以下，将该切削加工称为上表面切削。例如当涂覆机头4与烧结层的***部碰撞时，为了去除***部等而进行上表面切削。
在腔室10的上方设置有激光照射装置5，从激光照射装置5中输出的激光束L透过设置在腔室10上的窗13，而照射至形成在造型区域α中的材料粉体层63的规定的照射区域β上，并形成烧结层。规定的照射区域β包含在造型区域α中，与由所期望的三维造型物的轮廓形状所围绕的区域大致一致。激光照射装置5只要以可在造型区域α中二维扫描激光束L的方式构成即可，例如如图2所示，包括：激光束光源51，生成激光束L；聚焦控制单元53，将从激光束光源51中输出的激光束L聚光并调整成所期望的点径；作为一对电流镜(galvanomirror)的X轴电流镜55及Y轴电流镜57，可使激光束L在造型区域α中进行二维扫描。X轴电流镜55及Y轴电流镜57分别将A轴、B轴作为驱动轴来旋转，且分别在X轴方向、Y轴方向(具体为XL轴方向、YL轴方向)上使激光束L进行扫描。激光束L只要是可烧结材料粉体者，则其种类并无限定，例如为CO2激光、光纤激光、钇铝石榴石(Yttrium Aluminium Garnet，YAG)激光等。窗13由可使激光束L透过的材料形成。例如，当激光束L为光纤激光或YAG激光时，窗13可包含石英玻璃。
在腔室10的上表面上，以覆盖窗13的方式设置烟气扩散装置15。烟气扩散装置15具备圆筒状的框体151、及配置在框体151内的圆筒状的扩散构件152。在框体151与扩散构件152之间设置惰性气体供给空间153。另外，在框体151的底面上，在扩散构件152的内侧设置开口部154。在扩散构件152中设置有多个细孔155，从惰性气体供给装置供给至惰性气体供给空间153中的清洁的惰性气体穿过细孔155而充满在清洁室156中。而且，充满在清洁室156中的清洁的惰性气体穿过开口部154而朝烟气扩散装置15的下方排出。烟气扩散装置15防止窗13被形成烧结层时所产生的烟气污染，并且有助于将可能阻断激光束L的照射路径的烟气从照射路径朝腔室10的侧板方向排除。
此处，根据图5对本实施方式的层叠造型装置1的坐标系进行说明。机械坐标系是层叠造型装置1固有的坐标系，将机械坐标系中的原点设为机械原点OM，将其坐标值设为(0，0)。将机械坐标系中的平面坐标轴分别设为X轴、Y轴。工件坐标系是进行切削加工方面的基准坐标系，其将工件原点OW设为原点，将坐标轴设为分别与X轴、Y轴平行的XW轴、YW轴。将工件原点OW设定在从机械原点OM起，在X轴方向及Y轴方向上分别仅移动X轴工件偏移值XW、Y轴工件偏移值YW的位置上，工件原点OW的坐标值可表示成(XW，YW)。即，工件偏移值XW、工件偏移值YW是工件原点OW与机械原点OM的差的补偿值。工件原点OW成为在决定切削工具212的切削位置方面的原点。通过输入任意的值的工件偏移值XW、工件偏移值YW，可设定将任意的位置作为工件原点OW的工件坐标系，并可在所期望的位置上进行造型。换言之，可将工件坐标系改称为将X轴、Y轴代替XW轴、YW轴来作为坐标轴的XY坐标系来进行控制。
另外，激光坐标系是在进行激光束的照射方面的基准坐标系，其将激光原点OL设为原点，将坐标轴设为分别与X轴、Y轴平行的XL轴、YL轴。工件坐标系与激光坐标系相互建立对应，另外，激光坐标系也可以改称为将X轴、Y轴作为坐标轴的XY坐标系来进行控制。另外，各个坐标系中的造型区域一致。作为激光坐标系的原点的激光原点OL位于造型区域的中心，将激光原点OL的坐标值设为(XL，YL)。
如上所述，在激光坐标系中，为了以在规定的扫描路径上进行照射的方式扫描激光束L，必须测定偏差量并进行修正。因此，例如在造型开始前，在造型台33上载置校正板，并以格子架状等规定的扫描图案对校正板进行激光束L的扫描，且测定扫描的交点等规定的位置，由此算出偏差量并进行修正。另外，工件坐标系与激光坐标系必须相互建立对应。因此，例如以隔着造型区域α对向的方式设置未图示的一对摄像部，在造型前或造型中途，对摄像部的中心位置进行激光束L的照射，测定摄像部的中心位置与实际的照射位置的偏差量并进行修正。
此处，对本实施方式的层叠造型装置1中的各控制轴进行整理。将加工头21中的水平单轴方向的控制轴设为X轴，将与X轴正交的水平单轴方向的控制轴设为Y轴，将垂直单轴方向的控制轴设为Z轴，将主轴头211中的旋转方向的控制轴设为R轴。另外，将作为涂覆机头4的移动方向的水平单轴方向的控制轴设为S轴。另外，将作为造型台33的移动方向的垂直单轴方向的控制轴设为U轴。另外，将一对电流镜55、电流镜57的控制轴分别设为A轴、B轴。
继而，根据图6对本实施方式的层叠造型装置1的控制***进行说明。计算机辅助制造(Computer Aided Manufacturing，CAM)装置71制作包含用以形成所期望的三维造型物的主程序、切削程序文件、及造型程序文件的工程文件。再者，主程序包含被分配有序列号的多个程序行。进而，各程序行包含每次以规定的厚度将所期望的三维造型物分割而成的分割层的各层中的烧结指令、或对于烧结层的切削指令等。与端面切削时的切削工具212的切削路径或激光束L的扫描路径相关的具体的指令等包含在切削程序文件或造型程序文件中。切削程序文件中所含有的端面切削时的切削路径基本上以如下方式来生成：在对应于成为切削的对象的烧结层的分割层中的照射区域β的轮廓上，朝外侧增加偏移切削工具212的半径r。但是，如后述般，上表面切削时的切削工具212的切削路径不包含在切削程序文件中，每次由数值控制装置73来生成。再者，所谓切削路径，是指切削时的切削工具212的中心的移动轨迹。此外，为了造型物与切削工具212等不进行干涉，CAM装置71进行切削程序文件与造型程序文件的干涉检查。
数值控制装置73具备存储装置731、运算装置732、及存储器733。存储装置731经由快闪存储器等可移动存储媒体或通信线路等而存储从CAM装置71送来的工程文件。运算装置732执行与数值控制相关的各种运算。例如，运算装置732分析主程序文件与切削程序文件，并且在各程序行中执行主程序，以对各轴的控制装置811、控制装置821、控制装置831、控制装置841、控制装置851、控制装置861输出指令信号。此外，运算装置732也确认，是否在分割层的所有层中，照射区域β包含在造型区域α中。存储器733暂时存储通过运算装置732所分析的主程序文件与切削程序文件。在所存储的数据中，例如包含造型物的X坐标的最大值XMAX、Y坐标的最大值YMAX、X坐标的最小值XMIN、Y坐标的最小值YMIN等。显示装置75连接数值控制装置73，根据从数值控制装置73送来的数据，将层叠造型装置1的运转状态或错误信息等显示在画面上。
根据经分析的主程序文件及切削程序文件，从数值控制装置73朝各轴的控制装置811、控制装置821、控制装置831、控制装置841、控制装置851、控制装置861发送所期望的指令信号。各轴的控制装置811、控制装置821、控制装置831、控制装置841、控制装置851、控制装置861将所期望的指令信号传送至驱动电流供给装置812、驱动电流供给装置822、驱动电流供给装置832、驱动电流供给装置842、驱动电流供给装置852、驱动电流供给装置862中，驱动电流供给装置812、驱动电流供给装置822、驱动电流供给装置832、驱动电流供给装置842、驱动电流供给装置852、驱动电流供给装置862将分别对应于该指令信号的大小的驱动电流传送至各轴的马达813、马达823、马达833、马达843、马达853、马达863中。再者，各马达813、马达823、马达833、马达843、马达853、马达863得到反馈控制。
激光控制装置77连接数值控制装置73，从数值控制装置73接收造型程序文件，加以分析后进行激光束照射数据的生成。激光控制装置77根据激光束照射数据而将所期望的指令信号传送至各轴的控制装置871、控制装置881中。各轴的控制装置871、控制装置881将所期望的指令信号传送至驱动电流供给装置872、驱动电流供给装置882中。驱动电流供给装置872、驱动电流供给装置882将分别对应于该指令信号的大小的驱动电流传送至电流镜55、电流镜57的各致动器873、致动器883中。电流镜55、电流镜57通过驱动电流而形成所期望的旋转角，其结果，决定造型台33上的激光束L的照射位置。另外，激光控制装置77控制从激光束光源51所照射的激光束L的开/关或强度等。再者，各致动器873、致动器883得到反馈控制。
此处，对是否在分割层的所有层中，照射区域β包含在造型区域α中的确认方法进行具体说明。该确认至少在开始利用激光束L形成第1层的烧结层前进行。在本实施方式中，在从开始造型，即执行程序文件至形成第1层的材料粉体层63为止之间进行确认。
首先，利用运算装置732分别求出造型区域α的X坐标的最大值αXMAX、Y坐标的最大值αYMAX、X坐标的最小值αXMIN、Y坐标的最小值αYMIN。关于X轴、Y轴，将数值控制装置73上所设定的激光束L的冲程范围分别设为LX、LY。另外，如上所述，激光原点OL(XL，YL)位于造型区域α的中心。根据以上所述，分别可表示成
[数学式1]
[数学式2]
[数学式3]
[数学式4]
继而，利用运算装置732分别求出照射区域β的X坐标的最大值βXMAX、Y坐标的最大值βYMAX、X坐标的最小值βXMIN、Y坐标的最小值βYMIN。造型物的X坐标的最大值XMAX、Y坐标的最大值YMAX、X坐标的最小值XMIN、Y坐标的最小值YMIN已知，只要参照存储器733中所存储的数据即可。另外，X轴、Y轴中的工件偏移值分别为XW、YW，因此分别可表示成
[数学式5]
βXMAX＝XMAX+XW
[数学式6]
βYMAX＝YMAX+YW
[数学式7]
βXMIN＝XMIN+XW
[数学式8]
βYMIN＝YMIN+YW。
此时，当
[数学式9]
(αXMAX≥βXMAX)∧(αYMAX≥βYMAX)
∧(αXMIN≤βXMIN)∧(αYMIN≤βYMIN)
为真时，可判断在分割层的所有层中，照射区域β包含在造型区域α中。此外，端面切削时的切削路径是在各分割层的照射区域β的轮廓上朝外侧增加偏移切削工具212的半径r来生成，在CAM装置71中也进行干涉检查，因此可判断端面切削时的扫描路径也适当。此时，为了开始造型，数值控制装置73对各部进行指令。
若数学式9为假，则可知照射区域β存在于造型区域α外的分割层至少有1层。此时，在进行烧结层的形成前，为了显示错误信息，数值控制装置73对显示装置75发送指令，并促使操作员确认工程文件是否适当。
如以上所示般，数值控制装置73至少在烧结前确认是否在分割层的所有层中，照射区域β包含在造型区域α中。求出造型区域α的X轴的最大值αXMAX与最小值αXMIN、及Y轴的最大值αYMAX与最小值αYMIN的4点的坐标值，并且求出照射区域β的X轴的最大值βXMAX与最小值βXMIN、及Y轴的最大值βYMAX与最小值βYMIN的4点的坐标值。对造型区域α的X轴的最大值αXMAX与照射区域β的X轴的最大值βXMAX、造型区域α的X轴的最小值αXMIN与照射区域β的X轴的最小值βXMIN、造型区域α的Y轴的最大值αYMAX与照射区域β的Y轴的最大值βYMAX、造型区域α的Y轴的最小值αYMIN与照射区域β的Y轴的最小值βYMIN分别进行比较。当造型区域α的X轴的最大值αXMAX大于等于照射区域β的X轴的最大值βXMAX、且造型区域α的Y轴的最大值αYMAX大于等于照射区域β的Y轴的最大值βYMAX、且造型区域α的X轴的最小值αXMIN小于等于照射区域β的X轴的最小值βXMIN、且造型区域α的Y轴的最小值αYMIN小于等于照射区域β的Y轴的最小值βYMIN时，判断在分割层的所有层中，照射区域β包含在造型区域α中。因此，可在造型区域α内适当地形成三维造型物，而且各坐标值αXMAX、坐标值αXMIN、坐标值αYMAX、坐标值αYMIN、坐标值βXMAX、坐标值βXMIN、坐标值βYMAX、坐标值βYMIN可从作为数控(Numerical Control，NC)程序的切削程序文件或造型程序文件的数值数据中容易地取得，因此可非常简单且在短时间内确认包含状态。
进而，当层叠造型装置1具备切削装置2并进行上表面切削时，理想的是至少在切削前确认作为变成切削工具212的切削对象的切削区域δ是否包含在将由粉体保持壁35所围绕的区域作为最大范围的可切削区域γ中。在本实施方式中，在即将进行表面切削之前确认。
此处，对上表面切削的切削路径的生成方法进行说明。以覆盖成为切削对象的烧结层或造型板61的至少整个上表面的方式设定上表面切削的切削路径，例如可如以下般求出。如图7所示，首先，运算装置732参照存储器733中所存储的造型物(切削对象由造型物替换成造型板61时为造型板61)的X轴、Y轴的最大值、最小值XMAX、YMAX、XMIN、YMIN及工件偏移值XW、YW，求出将(XMAX+XW，YMAX+YW)、(XMAX+XW，YMIN+YW)、(XMIN+XW，YMAX+YW)、(XMIN+XW，YMIN+YW)作为各顶点的矩形区域。最大值、最小值XMAX、YMAX、XMIN、YMIN及工件偏移值XW、YW存储在存储器733。继而，运算装置732在该矩形区域的外侧增加为切削工具212的半径r的偏移，而求出如图7中由点划线所表示的基准区域。
如图8所示，切削路径是将基准区域的1个顶点作为起点，以覆盖基准区域的方式进行n次由箭头所示的往返移动时的切削工具212的移动路径。在本实施方式中，将从基准区域的边缘至对向的基准区域的边缘为止的朝+X方向的移动、间距宽度为p的朝+Y方向的移动、从基准区域的边缘至对向的基准区域的边缘为止的朝-X方向的移动、及间距宽度为p的朝+Y方向的移动合起来设为1个往返。间距宽度p是满足0＜p≤φ的范围内的特定值。φ为切削工具212的直径。此处，n为满足
[数学式10]
的最小的自然数。此时，如图8所示，在包含切削路径的最小的矩形区域的外侧朝外侧偏移切削工具212的半径r的区域成为切削区域δ。
再者，当未执行工程文件时，可以单独进行上表面切削。例如，在造型前对造型板61进行上表面切削。此时，在进行上表面切削前，必须先通过手动来输入X轴、Y轴的最大值、最小值XMAX、YMAX、XMIN、YMIN及工件偏移值XW、YW。
继而，对确认切削区域δ包含在可切削区域γ中的方法进行说明。首先，利用运算装置732分别求出可切削区域γ的X坐标的最大值γXMAX、Y坐标的最大值γYMAX、X坐标的最小值γXMIN、Y坐标的最小值γYMIN。可切削区域γ将由粉体保持壁35所围绕的区域设为最大范围，但也可以为了安全而仅以规定的宽度设定在内侧。换言之，可将在造型区域α的外侧增加仅偏移安全宽度m的值的区域设为可切削区域γ。此外，若将上部刮板37的宽度设为M，则0≤m≤M。根据以上所述，分别可表示成
[数学式11]
γXMAX＝αXMAX+m
[数学式12]
γYMAX＝αYMAX+m
[数学式13]
γXMIN＝αXMIN-m
[数学式14]
γYMIN＝αYMIN-m。
继而，如上所述，利用运算装置732求出上表面切削的切削路径，进而分别求出切削区域δ的X坐标的最大值δXMAX、Y坐标的最大值δYMAX、X坐标的最小值δXMIN、Y坐标的最小值δYMIN。如图8所示，分别可表示成
[数学式15]
[数学式16]
[数学式17]
[数学式18]
δYMAX＝δYMIN+r+2pn+r
＝YMIN+YW+2pn。
此时，当
[数学式19]
(γXMAX≥δXMAX)∧(γYMAX≥δYMAX)
∧(γXMIN≤δXMIN)∧(γYMIN≤δYMIN)
为真时，可判断切削区域δ包含在可切削区域γ中。此时，为了开始上表面切削，数值控制装置73对各部进行指令。
若数学式19为假，则可知切削区域δ存在于可切削区域γ外。此时，在进行上表面切削前，为了显示错误信息，数值控制装置73对显示装置75发送指令，并促使操作员确认工程文件或设定是否适当。
如以上所示般，数值控制装置73至少在切削前确认切削区域δ是否包含在可切削区域γ中。求出可切削区域γ的X轴的最大值γXMAX与最小值γXMIN、及Y轴的最大值γYMAX与最小值γYMIN的4点的坐标值，并且求出切削区域δ的X轴的最大值δXMAX与最小值δXMIN、及Y轴的最大值δYMAX与最小值δYMIN的4点的坐标值。对可切削区域γ的X轴的最大值γXMAX与切削区域δ的X轴的最大值δXMAX，可切削区域γ的X轴的最小值γXMIN与切削区域δ的X轴的最小值δXMIN，可切削区域γ的Y轴的最大值γYMAX与切削区域δ的Y轴的最大值δYMAX、可切削区域γ的Y轴的最小值γYMIN与切削区域δ的Y轴的最小值δYMIN分别进行比较。当可切削区域γ的X轴的最大值γXMAX大于等于切削区域δ的X轴的最大值δXMAX、且可切削区域γ的Y轴的最大值γYMAX大于等于切削区域δ的Y轴的最大值δYMAX、且可切削区域γ的X轴的最小值γXMIN小于等于切削区域δ的X轴的最小值δXMIN、且可切削区域γ的Y轴的最小值γYMIN小于等于切削区域δ的Y轴的最小值δYMIN时，判断切削区域δ包含在可切削区域γ中。因此，可在可切削区域γ内适当地进行切削，而且各坐标值γXMAX、坐标值γXMIN、坐标值γYMAX、坐标值γYMIN、坐标值δXMAX、坐标值δXMIN、坐标值δYMAX、坐标值δYMIN可从作为NC程序的切削程序文件或造型程序文件的数值数据中容易地取得，因此可非常简单且在短时间内确认包含状态。
在本实施方式中，切削区域δ的位置确认在即将进行上表面切削之前进行，但也可以在其他时间点进行确认。例如，也能够以如下方式构成：同时进行与程序文件中包括的上表面切削相关的切削区域δ的位置确认以及照射区域β的位置确认；或者，在即将进行上表面切削之前，单独确认不执行程序文件时与单独进行的上表面切削相关的切削区域δ的位置。但是，切削区域δ的位置确认在即将进行上表面切削之前进行，也可以对应于在程序文件的执行中途变更切削路径的情况，因此适宜。
本发明如已具体地表示若干例般，并不限定于附图中所示的实施方式的构成，可在不脱离本发明的技术思想的范围内进行各种变形或应用。

Claims (3)

1.一种层叠造型装置，其特征在于包括：
腔室，至少覆盖作为可生成三维造型物的最大的范围的造型区域；
造型台，配置在所述腔室内的所述造型区域中，在其上通过均匀地散布材料粉体给各分割层而形成材料粉体层，所述各分割层是以规定厚度将所期望的三维造型物分割而成；
粉体保持壁，包围所述造型台且保持供给至所述造型台上的所述材料粉体；
激光照射装置，对由所述材料粉体层上的所述分割层的轮廓形状形成的规定的照射区域照射激光束而形成烧结层；以及
数值控制装置，至少在烧结前确认是否在所述分割层的所有层中，所述照射区域包含在所述造型区域中，其中，
求出将所述造型区域的中心作为原点的所述激光照射装置的激光坐标系中的4点的坐标值，所述4点是作为所述造型区域的水平单轴方向的控制轴的X轴的最大值与最小值、及作为与所述X轴正交的水平单轴方向的控制轴的Y轴的最大值与最小值，并且
求出所述照射区域的4点的坐标值，所述4点是照射区域的所述X轴的最大值与最小值、及所述Y轴的最大值与最小值，
对所述造型区域的所述X轴的最大值与所述照射区域的所述X轴的最大值、所述造型区域的所述X轴的最小值与所述照射区域的所述X轴的最小值、所述造型区域的所述Y轴的最大值与所述照射区域的所述Y轴的最大值、所述造型区域的所述Y轴的最小值与所述照射区域的所述Y轴的最小值分别进行比较，
当所述造型区域的所述X轴的所述最大值大于等于所述照射区域的所述X轴的所述最大值、且所述造型区域的所述Y轴的所述最大值大于等于所述照射区域的所述Y轴的所述最大值、且所述造型区域的所述X轴的所述最小值小于等于所述照射区域的所述X轴的所述最小值、且所述造型区域的所述Y轴的所述最小值小于等于所述照射区域的所述Y轴的所述最小值时，判断在所述分割层的所有层中，所述照射区域包含在所述造型区域中，
由此，所述数值控制装置至少在烧结前确认是否在所述分割层的所有层中，所述照射区域包含在所述造型区域中。
2.根据权利要求1所述的层叠造型装置，其还包括在所述腔室内移动并具有可对所述烧结层的上表面或载置在所述造型台上的造型板的上表面进行切削的切削工具的切削装置，且
所述数值控制装置至少在切削前确认：作为所述切削工具的切削对象的切削区域是否包含在由所述粉体保持壁所围绕的区域作为最大范围的可切削区域中。
3.根据权利要求2所述的层叠造型装置，其中，
求出所述切削区域的所述X轴的最大值与最小值、及所述Y轴的最大值与最小值的4点的坐标值，并且
求出所述可切削区域的所述X轴的最大值与最小值、及所述Y轴的最大值与最小值的4点的坐标值，
对所述切削区域的所述X轴的最大值与所述可切削区域的所述X轴的最大值、所述切削区域的所述X轴的最小值与所述可切削区域的所述X轴的最小值、所述切削区域的所述Y轴的最大值与所述可切削区域的所述Y轴的最大值、所述切削区域的所述Y轴的最小值与所述可切削区域的所述Y轴的最小值分别进行比较，
当所述可切削区域的所述X轴的所述最大值大于等于所述切削区域的所述X轴的所述最大值、且所述可切削区域的所述Y轴的所述最大值大于等于所述切削区域的所述Y轴的所述最大值、且所述可切削区域的所述X轴的所述最小值小于等于所述切削区域的所述X轴的所述最小值、且所述可切削区域的所述Y轴的所述最小值小于等于所述切削区域的所述Y轴的所述最小值时，判断所述切削区域包含在所述可切削区域中，
由此，所述数值控制装置至少在切削前确认所述切削区域是否包含在所述可切削区域中。
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