JP2021167087A - 積層造形方法、積層造形システム、およびプログラム - Google Patents
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
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Abstract
Description
(1) 一軸方向に延伸され片側が固定されたベース上に溶加材を溶着した溶接ビードを積層することで積層造形物を造形する積層造形方法であって、
前記積層造形物を構成する1または複数の層のうちの着目層に対応する溶接ビードの形成の開始前に、前記ベースに設定される基準の位置を測定する測定工程と、
予め規定されている前記基準の位置と、前記測定工程にて測定した前記基準の位置とのずれ量を導出する導出工程と、
前記ずれ量を用いて、前記着目層の溶接ビードの形成位置を補正する補正工程と、
前記補正工程にて補正した形成位置に基づいて、前記着目層の溶接ビードの形成を実施させる処理工程と、
を有する。
前記積層造形物を構成する1または複数の層のうちの着目層に対応する溶接ビードの形成の開始前に、前記ベースに設定される基準の位置を測定する測定部と、
予め規定されている前記基準の位置と、前記測定部にて測定した前記基準の位置とのずれ量を導出する導出部と、
前記ずれ量を用いて、前記着目層の溶接ビードの形成位置を補正する補正部と、
前記補正部にて補正した形成位置に基づいて、前記着目層の溶接ビードの形成を実施させる処理部と、
を有する。
前記積層造形物を構成する1または複数の層のうちの着目層に対応する溶接ビードの形成の開始前に、前記ベースに設定される基準の位置を測定する測定工程と、
予め規定されている前記基準の位置と、前記測定工程にて測定した前記基準の位置とのずれ量を導出する導出工程と、
前記ずれ量を用いて、前記着目層の溶接ビードの形成位置を補正する補正工程と、
前記補正工程にて補正した形成位置に基づいて、前記着目層の溶接ビードの形成を実施させる処理工程と、
を実行させるプログラム。
以下、本願発明の第1の実施形態について説明を行う。
以下、本願発明の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。図1は、本願発明の積層造形物の製造方法に使用される積層造形システムの概略構成図である。
ΔL=αTL …(1)
α:ベースの線膨張係数
T:ベースの温度変化量
L:ベースの軸方向長さ
Xm=Xp+ΔXp=Xp+αTXp=Xp(1+ΔL/L) …(2)
Xp:当初の軌道計画上の積層開始位置
ΔXp:当初の軌道計画上の積層開始位置からの差分
Xm:補正後の積層開始位置
図2、図3は、本実施形態に係る積層造形システム100の動作概要を説明するための概略図である。積層造形システム100は、積層造形物Wを複数の層に分けて造形を行う。ここでは、2層から構成される積層造形物Wを例に挙げて説明する。
図4は、本実施形態に係る造形処理のフローチャートである。本処理は、コントローラ15により実行、制御され、例えば、コントローラ15が備えるCPU(Central Processing Unit)などの処理部(不図示)が図1に示した各部位を実現するためのプログラムを読み出して実行することにより実現されてよい。
上記の実施形態では、層ごとに自由端の検出を行ったが、これに限定するものではない。例えば、複数層を1単位としてまとめ、複数層を形成する単位ごとに自由端の検出動作を行ってもよい。
(1) 一軸方向に延伸され片側が固定されたベース上に溶加材を溶着して溶接ビードを積層することで積層造形物を造形する積層造形方法であって、
前記積層造形物を構成する1または複数の層のうちの着目層に対応する溶接ビードの形成の開始前に、前記ベースにて設定される基準の位置を測定する測定工程と、
予め規定されている前記基準の位置と、前記測定工程にて測定した前記基準の位置とのずれ量を導出する導出工程と、
前記ずれ量を用いて、前記着目層の溶接ビードの形成位置を補正する補正工程と、
前記補正工程にて補正した形成位置に基づいて、前記着目層の溶接ビードの形成を実施させる処理工程と、
を有することを特徴とする積層造形方法。
これにより、積層造形物の形成時の位置補正の精度を向上させることが可能となる。特に、溶接ビードの積層に伴って地区説が進行したベースの熱膨張に伴う積層開始位置のずれを正確に把握して、かつ、早期に補正を行うことができる。また、ベースの温度が低下する前に次の溶着動作を開始できるため、生産性を向上させることができる。
これにより、基準として確実に把握でき、特定も簡便なベースの構成を利用して、積層造形物の形成時の位置補正の精度を向上させることができる。
これにより、基準として利用可能なベースの溶接ビードを利用して、積層造形物の形成時の位置補正の精度を向上させることができる。
前記着目層に対応する溶接ビードは、複数の基準のうち最も近い位置の基準の測定結果に基づいて形成位置が補正されることを特徴とする(1)〜(3)のいずれかに記載の積層造形方法。
これにより、形成する溶接ビードの開始位置に近い測定結果を用いることで、より精度の高い位置補正が可能となる。
これにより、トーチの位置と連動するセンサを用いて基準を検知することで、ずれ量を導出する際の精度を向上させることができる。
これにより、基準を検知するためのセンサを別途取り付ける必要が無くなり、簡便な構成とすることが可能となる。
これにより、ベースの軸方向に対する熱膨張および収縮に限定することで、基準からの相対的な位置補正を行うのみでよく、補正制御が容易となる。
前記ベースの温度が所定の温度を超えた場合、または、前記基準を測定した際の温度からの温度差が所定の値を超えた場合に、前記測定が実施されることを特徴とする(1)〜(7)のいずれかに記載の積層造形方法。
これにより、温度変化に応じて計測の実行の有無を切り替えるため、ずれ量を補正するための計測の回数を削減でき、積層造形物の生産速度を向上させることができる。
これにより、積層造形物を構成する層に対応する溶接ビードの形成前に計測を行うことで、溶接ビードの開始位置におけるずれの検出精度を向上することができる。
これにより、複数層分の形成を行うごとに計測を行うことにより、積層造形物の生産速度を向上させることができる。
これにより、下層に対応する溶接ビードの形成結果に応じて、測定を行うか否かを制御するため、必要に応じて、ずれ量を補正するための計測の回数を削減でき、積層造形物の生産速度を向上させることができる。
前記積層造形物を構成する1または複数の層のうちの着目層に対応する溶接ビードの形成の開始前に、前記ベースに設定される基準の位置を測定する測定部と、
予め規定されている前記基準の位置と、前記測定部にて測定した前記基準の位置とのずれ量を導出する導出部と、
前記ずれ量を用いて、前記着目層の溶接ビードの形成位置を補正する補正部と、
前記補正部にて補正した形成位置に基づいて、前記着目層の溶接ビードの形成を実施させる処理部と、
を有することを特徴とする積層造形システム。
これにより、積層造形物の形成時の位置補正の精度を向上させることが可能となる。特に、溶接ビードの積層に伴って地区説が進行したベースの熱膨張に伴う積層開始位置のずれを正確に把握して、かつ、早期に補正を行うことができる。また、ベースの温度が低下する前に次の溶着動作を開始できるため、生産性を向上させることができる。
前記積層造形物を構成する1または複数の層のうちの着目層に対応する溶接ビードの形成の開始前に、前記ベースに設定される基準の位置を測定する測定工程と、
予め規定されている前記基準の位置と、前記測定工程にて測定した前記基準の位置とのずれ量を導出する導出工程と、
前記ずれ量を用いて、前記着目層の溶接ビードの形成位置を補正する補正工程と、
前記補正工程にて補正した形成位置に基づいて、前記着目層の溶接ビードの形成を実施させる処理工程と、
を実行させるプログラム。
これにより、積層造形物の形成時の位置補正の精度を向上させることが可能となる。特に、溶接ビードの積層に伴って地区説が進行したベースの熱膨張に伴う積層開始位置のずれを正確に把握して、かつ、早期に補正を行うことができる。また、ベースの温度が低下する前に次の溶着動作を開始できるため、生産性を向上させることができる。
11…積層造形装置
15…コントローラ
17…トーチ
19…溶接ロボット
20…ベース
22…センサ
25…溶接ビード
31…CAD/CAM部
33…軌道演算部
35…ずれ量取得部
37…記憶部
39…制御部
Claims (13)
- 一軸方向に延伸され片側が固定されたベース上に溶加材を溶着して溶接ビードを積層することで積層造形物を造形する積層造形方法であって、
前記積層造形物を構成する1または複数の層のうちの着目層に対応する溶接ビードの形成の開始前に、前記ベースに設定される基準の位置を測定する測定工程と、
予め規定されている前記基準の位置と、前記測定工程にて測定した前記基準の位置とのずれ量を導出する導出工程と、
前記ずれ量を用いて、前記着目層の溶接ビードの形成位置を補正する補正工程と、
前記補正工程にて補正した形成位置に基づいて、前記着目層の溶接ビードの形成を実施させる処理工程と、
を有することを特徴とする積層造形方法。 - 前記基準は、前記ベースの自由端部であることを特徴とする請求項1に記載の積層造形方法。
- 前記基準は、前記ベースに形成された溶接ビードであることを特徴とする請求項1または2に記載の積層造形方法。
- 前記基準は複数が設けられ、
前記着目層に対応する溶接ビードは、複数の基準のうち最も近い位置の基準の測定結果に基づいて形成位置が補正されることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の積層造形方法。 - 前記基準は、前記溶接ビードを形成するためのトーチと連結して移動可能に構成されたセンサにより測定されることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の積層造形方法。
- 前記基準は、前記溶接ビードを形成するためのトーチのタッチセンシングにより測定されることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の積層造形方法。
- 前記ずれ量は、前記ベースの固定された側の端部から自由端部への方向に沿ったずれ量であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の積層造形方法。
- 前記ベースの温度を検出する工程をさらに含み、
前記ベースの温度が所定の温度を超えた場合、または、前記基準を測定した際の温度からの温度差が所定の値を超えた場合に、前記測定が実施されることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の積層造形方法。 - 前記積層造形物を構成する1または複数の層それぞれの形成を開始する前に、前記測定が実施されることを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の積層造形方法。
- 前記積層造形物を構成する所定の層単位ごとに、前記測定が実施されることを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の積層造形方法。
- すでに形成されている直下の層に対応する溶接ビードの形成の結果に基づいて、前記着目層に対応する溶接ビードの形成の開始前に、前記測定を行うか否かを切り替えることを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の積層造形方法。
- 一軸方向に延伸され片側が固定されたベース上に溶加材を溶着して溶接ビードを積層することで積層造形物を造形する積層造形システムであって、
前記積層造形物を構成する1または複数の層のうちの着目層に対応する溶接ビードの形成の開始前に、前記ベースにて設定される基準の位置を測定する測定部と、
予め規定されている前記基準の位置と、前記測定部にて測定した前記基準の位置とのずれ量を導出する導出部と、
前記ずれ量を用いて、前記着目層の溶接ビードの形成位置を補正する補正部と、
前記補正部にて補正した形成位置に基づいて、前記着目層の溶接ビードの形成を実施させる処理部と、
を有することを特徴とする積層造形システム。 - 一軸方向に延伸され片側が固定されたベース上に溶加材を溶着して溶接ビードを積層することで積層造形物を造形する積層造形装置を制御するコンピュータに、
前記積層造形物を構成する1または複数の層のうちの着目層に対応する溶接ビードの形成の開始前に、前記ベースにて設定される基準の位置を測定する測定工程と、
予め規定されている前記基準の位置と、前記測定工程にて測定した前記基準の位置とのずれ量を導出する導出工程と、
前記ずれ量を用いて、前記着目層の溶接ビードの形成位置を補正する補正工程と、
前記補正工程にて補正した形成位置に基づいて、前記着目層の溶接ビードの形成を実施させる処理工程と、
を実行させるプログラム。
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