JP7433529B1 - Condition analysis device, additive manufacturing system and condition analysis method - Google Patents
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Abstract
積層造形システム（２００）をモニタリングする状態分析装置（１００）であって、各々が、加工対象物または造形物または積層造形システム（２００）の状態を計測し、時系列の計測結果を、ログ項目を含むログデータとして出力する複数の計測装置（１０１）と、複数の計測装置（１０１）から取得した複数のログデータを蓄積するログデータ蓄積部（１０２）と、ログデータに含まれる事象であって、複数のログデータの各々の計測時刻を複数のログデータに共通する時間軸である基準時刻に対応付ける事象であるサブトリガを複数のログデータから抽出するサブトリガ抽出部（１０３）と、サブトリガに基づいて複数のログデータの時間ずれを修正し、複数のログデータを同期させた同期ログデータを生成するデータ修正部（１０４）と、同期ログデータを取得し、基準時刻に基づいて、分析に用いる時間区間を決定する抽出時間決定部（１０５）と、を備える。A state analyzer (100) that monitors the additive manufacturing system (200), each of which measures the state of the workpiece, the modeled object, or the additive manufacturing system (200), and records the time-series measurement results in log items. a plurality of measurement devices (101) that output log data including events; a log data storage unit (102) that stores a plurality of log data acquired from the plurality of measurement devices (101); a sub-trigger extraction unit (103) that extracts a sub-trigger, which is an event that associates the measurement time of each of the plurality of log data with a reference time that is a time axis common to the plurality of log data, from the plurality of log data; a data correction unit (104) that corrects the time lag of multiple log data and generates synchronized log data by synchronizing the multiple log data; and a data correction unit (104) that acquires the synchronized log data and uses it for analysis based on a reference time. and an extraction time determination unit (105) that determines a time interval.
Description
本開示は、状態分析装置、積層造形システムおよび状態分析方法に関する。 The present disclosure relates to a condition analysis device, an additive manufacturing system, and a condition analysis method.
従来、造形物を形成する技術として、造形材料を加熱して溶融させ、溶融した造形材料を凝固させて造形物を形成するＡＭ（Additive Manufacturing）加工という技術が知られている。ＡＭ加工は積層造形、付加製造などとも呼ばれる。ＡＭ加工に対して、品質保証、トレーサビリティなどの意識の高まりとともに、全ての工程情報を記録したいという需要が出てきている。ここで、従来の切削などの加工方法では、データ圧縮も兼ねて、加工不良発生時の前後のデータのみを記録するログ技術が主流であるが、このような方式はＡＭ加工では有効ではない。ＡＭ加工は、品質不良などが加工時にリアルタイムで判明するケースは少なく、後工程のＸ線検査、仕上加工段階などで発覚することが多いためである。そのため、ＡＭ加工では、品質保証、不良要因の追究作業などのため、ＡＭ加工時に取得し得るセンサデータを全て記録しておき、後から造形時の特定の箇所のプロセスデータを追跡および参照できる仕組みが必要である。 BACKGROUND ART Conventionally, as a technique for forming a modeled object, a technique called AM (Additive Manufacturing) processing is known in which a modeled object is formed by heating and melting a modeling material and solidifying the molten modeling material. AM processing is also called additive manufacturing or additive manufacturing. With the increasing awareness of quality assurance and traceability regarding AM processing, there is a demand for recording all process information. Here, in conventional machining methods such as cutting, the mainstream is a logging technique that records only data before and after the occurrence of a machining defect, which also serves as data compression, but such a method is not effective in AM machining. This is because in AM processing, quality defects are rarely detected in real time during processing, but are often discovered during post-process X-ray inspection or finishing stages. Therefore, in AM processing, all sensor data that can be obtained during AM processing is recorded for quality assurance, investigation of defective causes, etc., and it is possible to track and refer to the process data of specific parts during printing later. is necessary.
例えば、特許文献１には、立体造形システムが、立体造形物の品質情報として、各種のセンサによって得られたセンサデータなどとともに、造形処理に使用された制御データなどの情報を取得し、品質不良の原因の解析などに利用する技術が開示されている。 For example, in Patent Document 1, a three-dimensional modeling system acquires information such as control data used in the modeling process along with sensor data obtained by various sensors as quality information of the three-dimensional model, and detects quality defects. A technology has been disclosed that can be used to analyze the causes of.
しかしながら、上記従来の技術によれば、複数のセンサデータなどを取得して利用しているが、利用するセンサデータの数が多くなるほど、各センサからの信号取得経路の違い、通信時間などによって、各センサデータで同期がとれていない可能性が高くなる。そのため、取得した複数のセンサデータをそのまま利用しても、精度の良い解析などができない可能性がある、という問題があった。 However, according to the above-mentioned conventional technology, multiple sensor data etc. are acquired and used, but as the number of sensor data to be used increases, the difference in signal acquisition paths from each sensor, communication time, etc. There is a high possibility that each sensor data is not synchronized. Therefore, there is a problem in that even if the acquired sensor data is used as is, accurate analysis may not be possible.
本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、取得した複数のログデータの同期性を確保できる状態分析装置を得ることを目的とする。 The present disclosure has been made in view of the above, and an object of the present disclosure is to obtain a state analysis device that can ensure synchronization of a plurality of acquired log data.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示は、加工位置を加工経路に沿って移動させながら溶融した加工材料を加工対象物の加工面に付加したビードから構成される複数の層を積層することで加工対象物上に造形物を形成する積層造形システムをモニタリングする状態分析装置である。状態分析装置は、各々が、加工対象物または造形物または積層造形システムの状態を計測し、時系列の計測結果を、ログ項目を含むログデータとして出力する複数の計測装置と、複数の計測装置から取得した複数のログデータを蓄積するログデータ蓄積部と、ログデータに含まれる事象であって、複数のログデータの各々の計測時刻を複数のログデータに共通する時間軸である基準時刻に対応付ける事象であるサブトリガを複数のログデータから抽出するサブトリガ抽出部と、サブトリガに基づいて複数のログデータの時間ずれを修正し、複数のログデータを同期させた同期ログデータを生成するデータ修正部と、同期ログデータを取得し、基準時刻に基づいて、分析に用いる時間区間を決定する抽出時間決定部と、同期ログデータに基づいて、積層造形システムの積層造形の精度が規定された公差の範囲を超える劣化が発生する時期である劣化時期を予測する機器劣化推定部と、劣化時期に基づいて、積層造形システムのメンテナンスの時期および部品交換の時期を含む維持管理計画を決定する維持管理計画決定部と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the objectives, the present disclosure discloses a plurality of beads made of beads in which melted processing material is added to the processing surface of the workpiece while moving the processing position along the processing path. This is a condition analysis device that monitors an additive manufacturing system that forms a model on a workpiece by laminating layers. The condition analysis device includes a plurality of measuring devices, each of which measures the condition of a workpiece, a modeled object, or an additive manufacturing system, and outputs time-series measurement results as log data including log items, and a plurality of measuring devices. a log data storage unit that stores multiple pieces of log data acquired from the log data; A sub-trigger extraction unit that extracts sub-trigger, which is an event to be associated, from multiple log data, and a data correction unit that corrects the time lag of multiple log data based on the sub-trigger and generates synchronous log data that synchronizes multiple log data. an extraction time determination unit that acquires synchronized log data and determines a time interval to be used for analysis based on the reference time; An equipment deterioration estimation unit that predicts the deterioration period, which is the time when deterioration exceeding the range will occur, and a maintenance management plan that determines the maintenance management plan including the timing of maintenance and parts replacement for the additive manufacturing system based on the deterioration period. A determining section .
本開示の状態分析装置は、取得した複数のログデータの同期性を確保できる、という効果を奏する。 The state analysis device of the present disclosure has the effect of ensuring synchronization of a plurality of acquired log data.
以下に、本開示の実施の形態に係る状態分析装置、積層造形システムおよび状態分析方法を図面に基づいて詳細に説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Below, a condition analysis device, an additive manufacturing system, and a condition analysis method according to embodiments of the present disclosure will be described in detail based on the drawings.
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る状態分析装置１００の構成例を示す図である。状態分析装置１００は、計測装置１０１と、ログデータ蓄積部１０２と、サブトリガ抽出部１０３と、データ修正部１０４と、抽出時間決定部１０５と、を備える。図１では記載を簡略化しているが、状態分析装置１００は、実際には複数の計測装置１０１を備えているものとする。また、状態分析装置１００は、図１の例では積層造形システム２００の内部に設置されているが、積層造形システム２００の外部に設置されていてもよい。ただし、状態分析装置１００が備える複数の計測装置１０１のうちの１以上の計測装置１０１は、積層造形システム２００に設置される。以降では、図１に示すように、状態分析装置１００が積層造形システム２００の内部に設置されている、すなわち積層造形システム２００が状態分析装置１００を備える場合を例にして説明する。
Embodiment 1.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a state analysis device 100 according to the first embodiment. The state analysis device 100 includes a
積層造形システム２００は、加工位置を加工経路に沿って移動させながら溶融した加工材料を加工対象物の加工面に付加したビードから構成される複数の層を積層することで、加工対象物上に造形物を形成するシステムである。状態分析装置１００は、積層造形システム２００をモニタリングし、加工対象物または造形物または積層造形システム２００の状態を分析する装置である。 The additive manufacturing system 200 stacks a plurality of layers composed of beads in which melted processing material is added to the processing surface of the workpiece while moving the processing position along the processing path, thereby forming a layer on the workpiece. It is a system that forms objects. The condition analysis device 100 is a device that monitors the additive manufacturing system 200 and analyzes the state of the object to be processed, the molded object, or the additive manufacturing system 200.
複数の計測装置１０１は、各々が、加工対象物または造形物または積層造形システム２００の状態を計測し、時系列の計測結果を、ログ項目を含むログデータとしてログデータ蓄積部１０２に出力する。ログ項目とは、計測装置１０１、計測項目などのデータの名称を示すものである。同種の計測装置１０１が複数ある場合、ログ項目に、同種の計測装置１０１を識別するための識別番号などの識別情報を追加してもよい。ログデータには、ログ項目、および計測装置１０１で計測された具体的な数値データが含まれる。ログデータは、例えば、ＣＳＶ（Comma Separated Value）ファイルなどにおいて、１行目にデータの名称があり、２行目以降に具体的な数値データがある形式のデータである。複数の計測装置１０１には、前述のように、加工対象物または造形物または積層造形システム２００の状態を計測するものであり、例えば、カメラ、放射温度計、熱電対などの各種センサの他、積層造形システム２００を動作させる数値制御装置（以下、ＮＣ（Numerical Control）装置と称する。）、ロガー、アナログデジタル変換器などが含まれる。カメラは、例えば、積層造形システム２００の加工面上の溶融池の状態を撮影し、撮影した画像を時系列に出力する。
Each of the plurality of
ログデータ蓄積部１０２は、複数の計測装置１０１から取得した複数のログデータを蓄積する。また、ログデータ蓄積部１０２は、後述するように、複数のログデータがデータ修正部１０４によって同期されて生成された同期ログデータを蓄積する。ログデータ蓄積部１０２は、複数の計測装置１０１から取得した複数のログデータおよびデータ修正部１０４によって生成された同期ログデータの両方を蓄積するが、これに限定されない。ログデータ蓄積部１０２は、蓄積可能なデータ容量などに応じて、蓄積してから規定された期間が経過した複数のログデータおよび同期ログデータを削除してもよいし、蓄積してから規定された期間が経過した複数のログデータのみを削除してもよい。また、ログデータ蓄積部１０２は、ログデータ蓄積部１０２上で削除予定のログデータもしくは同期ログデータが、外部サーバー等の別の記憶装置に移されたことを確認するフローを経て削除してもよい。また、計測装置１０１には多くの場合、データ転送用のバッファが備わっているため、バッファ上のログデータがログデータ蓄積部１０２への転送前に上書きされない範囲で後追いする形でログデータ蓄積部１０２にデータを保存できればよく、リアルタイムでの保存性は必須ではない。
The log
サブトリガ抽出部１０３は、ログデータ蓄積部１０２から複数のログデータを取得する。サブトリガ抽出部１０３は、ログデータに含まれる事象であって、複数のログデータの各々の計測時刻を複数のログデータに共通する時間軸である基準時刻に対応付ける事象であるサブトリガを、複数のログデータから抽出する。サブトリガとは、特徴的な計測事象であって、積層造形システム２００における動作状態の変化を示すものであり、例えば、図示しないレーザの出力が変化したときの、溶融した加工材料の溶融池周辺の温度の変化、レーザの出力状態を示す電流の変化などである。サブトリガには、加工経路が変化したときの、加工対象物の位置を変更するために駆動する複数のモータに流れる電流の変化なども含まれる。サブトリガとして検出される事象については、発光、温度、音などの他、力学センサ、圧力センサなどによって検出可能な接触状態、光電センサなどによって検出可能な特定の位置の通過、フローセンサによって検出可能なガス流量なども含まれる。サブトリガ抽出部１０３で抽出されるサブトリガについては、積層造形システム２００で異常が発生した場合の事象も含まれるが、大部分は積層造形システム２００の正常な動作で検出される事象であることを想定している。
The
基準時刻は、複数のログデータで使用されている時刻の同期がとれていないときに時刻の同期をとるために用いる時刻である。基準時刻については、ある特定のログデータを出力した計測装置１０１、例えば、カメラで使用されている時刻を基準時刻にしてもよいし、計測装置１０１の一種であるＮＣ装置で使用されている時刻を基準時刻にしてもよい。また、ログデータ蓄積部１０２またはサブトリガ抽出部１０３で時刻をカウントしている場合、ログデータ蓄積部１０２またはサブトリガ抽出部１０３で使用されている時刻を基準時刻にしてもよい。
The reference time is a time used to synchronize times when the times used in multiple pieces of log data are not synchronized. Regarding the reference time, the reference time may be the time used by the measuring
データ修正部１０４は、サブトリガ抽出部１０３で抽出されたサブトリガに基づいて複数のログデータの時間ずれを修正し、複数のログデータを同期させた同期ログデータを生成する。データ修正部１０４は、前述のように、生成した同期ログデータをログデータ蓄積部１０２に蓄積させる。具体的には、データ修正部１０４は、サブトリガ抽出部１０３で抽出された同一の事象のサブトリガに対応する複数のログデータにおいて、抽出されたサブトリガの時刻がずれている場合、抽出されたサブトリガの時刻のずれを修正する、すなわち抽出されたサブトリガの時刻のずれをなくすように同期ログデータを生成する。
The
データ修正部１０４は、全てのログデータにおいて共通する事象に対応するサブトリガを抽出できない場合、いくつかのログデータにおいて共通する事象に対応するサブトリガを用いてログデータ間の時間ずれを修正することで、全てのログデータを同期させた同期ログデータを生成することができる。例えば、全てのログデータとしてログデータＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄがあり、ログデータＡ，Ｂでは共通する第１の事象に対応するサブトリガが抽出され、ログデータＡ，Ｃでは共通する第２の事象に対応するサブトリガが抽出され、ログデータＢ，Ｄでは共通する第３の事象に対応するサブトリガが抽出され、ログデータＡで使用されている時刻を基準時刻する場合を想定する。このような場合、データ修正部１０４は、ログデータＢの時刻をログデータＡの時刻に合わせるように時間ずれを修正し、ログデータＣの時刻をログデータＡの時刻に合わせるように時間ずれを修正し、ログデータＤの時刻を時間ずれ修正済みのログデータＢの時刻に合わせるように時間ずれを修正することで、全てのログデータＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの間の時間ずれを修正することができる。
When the
抽出時間決定部１０５は、ログデータ蓄積部１０２から同期ログデータを取得し、基準時刻に基づいて、分析に用いる時間区間を決定する。分析に用いる時間区間とは、積層造形システム２００が積層造形の動作を開始してから終了するまでの時間のことである。複数の計測装置１０１から出力されるログデータについては、計測装置１０１の種類などによって、積層造形システム２００が積層造形の動作を開始してから終了するまでの時間の時間区間以外に、積層造形システム２００が積層造形の動作を開始する前の時間帯のログデータ、積層造形システム２００が積層造形の動作を終了した後の時間帯のログデータなどが含まれることがある。具体的には、積層造形システム２００の使用者によるシステムパラメータの変更作業などがある。そのため、抽出時間決定部１０５は、ログデータ蓄積部１０２からデータ修正部１０４で生成された同期ログデータを取得し、同期ログデータの基準時刻に基づいて、時間区間を決定する。抽出時間決定部１０５は、例えば、複数の計測装置１０１にカメラが含まれる場合、カメラで撮影されたログデータに含まれる画像に基づいて、時間区間を決定することができる。抽出時間決定部１０５は、複数の計測装置１０１のうちのいくつかの計測装置１０１のログデータ、例えば、積層造形システム２００が積層造形の動作を開始したときから検出される電流または電圧のログデータ、積層造形システム２００が積層造形の動作を終了した時点で検出されなくなる電流または電圧のログデータなどを用いて、時間区間を決定してもよい。抽出時間決定部１０５は、計測装置１０１の１つとしても動作しているＮＣ装置が実行しているＧコードの開始および終了のタイミングから、時間区間を決定してもよい。
The extraction
状態分析装置１００は、抽出時間決定部１０５で決定された時間区間によって、基準時刻に同期された同期ログデータを得ることができる。すなわち、状態分析装置１００は、取得した複数のログデータの同期性を確保することができる。また、状態分析装置１００は、抽出時間決定部１０５で決定された時間区間から、積層造形システム２００での造形物の１個当たりの正確な製造時間を求めることも可能である。また、状態分析装置１００は、積層造形システム２００の製造時間が長時間になった場合でも、製造時間中のログデータを得ることができ、さらに製造時間中のログデータに基づく同期ログデータを得ることができる。
The state analysis device 100 can obtain synchronized log data synchronized with the reference time using the time interval determined by the extraction
状態分析装置１００の動作を、フローチャートを用いて説明する。図２は、実施の形態１に係る状態分析装置１００の動作を示すフローチャートである。状態分析装置１００において、複数の計測装置１０１は、各々が、加工対象物または造形物または積層造形システム２００の状態を計測し（ステップＳ１０１）、ログデータをログデータ蓄積部１０２に出力する。ログデータ蓄積部１０２は、複数の計測装置１０１から取得した複数のログデータを蓄積する（ステップＳ１０２）。サブトリガ抽出部１０３は、ログデータ蓄積部１０２から蓄積されている複数のログデータを取得し、複数のログデータから、基準時刻に対応付けるための事象であるサブトリガを抽出する（ステップＳ１０３）。データ修正部１０４は、サブトリガ抽出部１０３で抽出されたサブトリガに基づいて複数のログデータの時間ずれを修正し、複数のログデータを同期させた同期ログデータを生成し（ステップＳ１０４）、同期ログデータをログデータ蓄積部１０２に出力する。ログデータ蓄積部１０２は、データ修正部１０４から取得した同期ログデータを蓄積する（ステップＳ１０５）。抽出時間決定部１０５は、ログデータ蓄積部１０２から蓄積されている同期ログデータを取得し、基準時刻に基づいて、分析に用いる時間区間を決定する（ステップＳ１０６）。
The operation of the state analysis device 100 will be explained using a flowchart. FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the state analysis device 100 according to the first embodiment. In the state analysis device 100, each of the plurality of measuring
つづいて、実施の形態１に係る状態分析装置１００のハードウェア構成について説明する。状態分析装置１００において、計測装置１０１は、前述のように、カメラ、放射温度計、熱電対などの各種センサである。ログデータ蓄積部１０２はメモリである。サブトリガ抽出部１０３、データ修正部１０４、および抽出時間決定部１０５は、処理回路により実現される。処理回路は、プログラムを格納するメモリ、およびメモリに格納されるプログラムを実行するプロセッサであってもよいし、専用のハードウェアであってもよい。処理回路は制御回路とも呼ばれる。
Next, the hardware configuration of the state analysis device 100 according to the first embodiment will be described. In the state analysis device 100, the measuring
図３は、実施の形態１に係る状態分析装置１００を実現する処理回路をプロセッサ９０１およびメモリ９０２で実現する場合の処理回路９００の構成の一例を示す図である。図３に示す処理回路９００は制御回路であり、プロセッサ９０１およびメモリ９０２を備える。処理回路９００がプロセッサ９０１およびメモリ９０２で構成される場合、処理回路９００の各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアまたはファームウェアはプログラムとして記述され、メモリ９０２に格納される。処理回路９００では、メモリ９０２に記憶されたプログラムをプロセッサ９０１が読み出して実行することにより、各機能を実現する。すなわち、処理回路９００は、状態分析装置１００の処理が結果的に実行されることになるプログラムを格納するためのメモリ９０２を備える。このプログラムは、処理回路９００により実現される状態分析装置１００に実行させるためのプログラムであるともいえる。このプログラムは、プログラムが記憶された記憶媒体により提供されてもよいし、通信媒体など他の手段により提供されてもよい。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the configuration of a
ここで、プロセッサ９０１は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、またはＤＳＰ（Digital Signal Processor）などである。また、メモリ９０２は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable ROM）、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）（Electrically EPROM）などの、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、またはＤＶＤ（Digital Versatile Disc）などが該当する。 Here, the processor 901 is, for example, a CPU (Central Processing Unit), a processing device, an arithmetic device, a microprocessor, a microcomputer, or a DSP (Digital Signal Processor). The memory 902 may also be a non-volatile or volatile memory such as RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), flash memory, EPROM (Erasable Programmable ROM), or EEPROM (registered trademark) (Electrically EPROM). This includes semiconductor memory, magnetic disks, flexible disks, optical disks, compact disks, mini disks, and DVDs (Digital Versatile Discs).
図４は、実施の形態１に係る状態分析装置１００を実現する処理回路を専用のハードウェアで実現する場合の処理回路９０３の構成の一例を示す図である。図４に示す処理回路９０３は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、またはこれらを組み合わせたものが該当する。処理回路９０３については、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現するようにしてもよい。このように、処理回路９０３は、専用のハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせによって、上述の各機能を実現することができる。 FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the configuration of the processing circuit 903 when the processing circuit that implements the state analysis device 100 according to the first embodiment is implemented using dedicated hardware. The processing circuit 903 shown in FIG. 4 is, for example, a single circuit, a composite circuit, a programmed processor, a parallel programmed processor, an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), an FPGA (Field Programmable Gate Array), or a combination of these. applicable. Regarding the processing circuit 903, a part may be realized by dedicated hardware, and a part may be realized by software or firmware. In this way, the processing circuit 903 can realize each of the above functions using dedicated hardware, software, firmware, or a combination thereof.
以上説明したように、本実施の形態によれば、状態分析装置１００において、複数の計測装置１０１は、加工対象物または造形物または積層造形システム２００の状態を計測してログデータを出力し、サブトリガ抽出部１０３は、複数のログデータから、基準時刻に対応付けるための事象であるサブトリガを抽出し、データ修正部１０４は、サブトリガに基づいて複数のログデータの時間ずれを修正し、複数のログデータを同期させた同期ログデータを生成し、抽出時間決定部１０５は、基準時刻に基づいて、分析に用いる時間区間を決定することとした。これにより、状態分析装置１００は、基準時刻に同期された同期ログデータを得ることができ、取得した複数のログデータの同期性を確保することができる。
As described above, according to the present embodiment, in the state analysis device 100, the plurality of measuring
実施の形態２．
実施の形態２では、積層造形システムが、レーザワイヤＤＥＤ（Directed Energy Deposition）方式の積層造形を行う場合の状態分析装置の動作について説明する。
Embodiment 2.
In Embodiment 2, the operation of the state analysis device when the additive manufacturing system performs additive manufacturing using a laser wire DED (Directed Energy Deposition) method will be described.
図５は、実施の形態２に係る状態分析装置１００ａの構成例を示す図である。状態分析装置１００ａは、図１に示す状態分析装置１００に対して、品質分析部１０６を追加したものである。状態分析装置１００ａは、図５の例では積層造形システム２００ａの内部に設置されているが、積層造形システム２００ａの外部に設置されていてもよい。ただし、状態分析装置１００ａが備える複数の計測装置１０１のうちの１以上の計測装置１０１は、積層造形システム２００ａに設置される。以降では、図５に示すように、状態分析装置１００ａが積層造形システム２００ａの内部に設置されている、すなわち積層造形システム２００ａが状態分析装置１００ａを備える場合を例にして説明する。
FIG. 5 is a diagram showing a configuration example of a state analysis device 100a according to the second embodiment. The condition analysis device 100a is obtained by adding a
積層造形システム２００ａは、加工位置を加工経路に沿って移動させながら溶融した加工材料を加工対象物の加工面に付加したビードから構成される複数の層を積層することで、加工対象物上に造形物を形成するシステムである。状態分析装置１００ａは、積層造形システム２００ａをモニタリングし、加工対象物または造形物または積層造形システム２００ａの状態を分析する装置である。
The
実施の形態２では、複数の計測装置１０１には、少なくとも、積層造形システム２００ａでワイヤが溶融される溶融池を含む領域を撮影可能なカメラ、または積層造形システム２００ａで使用されるワイヤにかかる負荷を計測可能なセンサおよびワイヤの先端の温度変化を識別可能なセンサが含まれる。ワイヤの先端の温度変化を識別可能なセンサについては、溶融池の温度を識別可能なセンサでもよい。すなわち、複数の計測装置１０１から出力されてログデータ蓄積部１０２に蓄積される複数のログデータには、少なくとも、計測装置１０１の一種であるカメラで撮影された画像、または加工材料として用いられるワイヤに造形物から加えられる力が計測装置１０１の一種であるセンサで計測されたワイヤ負荷およびワイヤの先端の温度変化もしくは溶融したワイヤの溶融池周辺の温度変化の少なくともいずれか一方を識別可能なデータが含まれるものとする。ワイヤの先端の温度変化を識別可能なセンサとは、例えば、温度計、照度計などである。照度計は、ワイヤの先端の温度が変化するとワイヤの先端の光の強度も変化するので、ワイヤの先端の温度の変化を識別することができる。
In the second embodiment, the plurality of measuring
状態分析装置１００ａにおいて、ログデータ蓄積部１０２、サブトリガ抽出部１０３、データ修正部１０４、および抽出時間決定部１０５は、実施の形態１のときと同様の動作を行う。
In the state analysis device 100a, the log
品質分析部１０６は、抽出時間決定部１０５で決定された時間区間において、同期ログデータに基づいて、積層造形システム２００ａの造形条件の修正箇所を時系列に抽出する。品質分析部１０６の動作について具体的に説明する。図６は、実施の形態２に係る状態分析装置１００ａが備える品質分析部１０６が積層造形システム２００ａの造形条件の修正箇所を抽出する動作を説明するための図である。図６は、積層造形システム２００ａが、図示しないレーザによって加工材料であるワイヤ２１０を溶融して加工対象物の加工面に付加する状態を示すものであり、溶融池２２０を上から見た状態を示している。
The
図６（ａ）は、ワイヤ２１０が溶融池２２０の中心に入って溶融しており、溶融池２２０の高さが適切で、ワイヤ２１０に振動が発生していない状態を示している。この場合、品質分析部１０６は、積層造形システム２００ａが正常な状態にあるとして、造形条件の修正箇所を抽出しない。
FIG. 6A shows a state in which the
図６（ｂ）は、ワイヤ２１０が溶融池２２０の左側すなわちワイヤ２１０の供給側に対して手前に入って溶融しており、溶融池２２０の高さが高く、ワイヤ２１０に振動が発生している状態を示している。この場合、品質分析部１０６は、積層造形システム２００ａにおいて、ワイヤ２１０が溶融池２２０に押し付け気味に入り、ワイヤ２１０が溶融池２２０に埋まった状態になって溶融池２２０をかき分けるように溶融しているので、ワイヤ２１０が小刻みに振動しているとして、造形条件の修正箇所として抽出する。品質分析部１０６は、複数の計測装置１０１に含まれるカメラによる映像のデータ、または複数の計測装置１０１に含まれるセンサで計測されたワイヤ負荷のデータによって、図６（ｂ）のような状態を可視化して認識することができる。
In FIG. 6(b), the
図６（ｃ）は、ワイヤ２１０が溶融池２２０の右側すなわちワイヤ２１０の供給側に対して奥の方に入って溶融しており、溶融池２２０の高さが低く、ワイヤ２１０に振動が発生していない状態を示している。この場合、品質分析部１０６は、積層造形システム２００ａにおいて、ワイヤ２１０の先端の光が図６（ａ）、図６（ｂ）などと比較して強くなるので、造形条件の修正箇所として抽出する。品質分析部１０６は、複数の計測装置１０１に含まれるカメラによる映像のデータ、または複数の計測装置１０１に含まれるセンサで計測されたワイヤ２１０の先端の温度のデータによって、図６（ｃ）のような状態を可視化して認識することができる。
In FIG. 6(c), the
上記事象以外にも、ワイヤ２１０のセッティングミスによる矯正不良、ボビンに巻かれたワイヤ２１０の巻き具合のばらつきによって発生するワイヤ２１０の異常カールなどを、カメラおよびワイヤ２１０にかかる負荷を計測可能なセンサから検出可能である。異常カールの際は、溶融池２２０の中心から外れて上下左右にワイヤ２１０の先端が振れる状態がカメラで撮影できたり、不連続な負荷値をセンサから取得することができる。また、造形物の高さを測るセンサを加えることで、図６（ａ）の事象と、造形物の高さが適正範囲外だがワイヤ２１０のセッティングミスでワイヤ２１０が溶融池２２０の中心に入っている事象との切り分けも可能となる。同様に、図６（ｂ）の事象と、造形物の高さは適正範囲だがワイヤ２１０のセッティングミスでワイヤ２１０が溶融池２２０の左側に入っている事象との切り分けも可能となる。同様に、図６（ｃ）の事象と、造形物の高さは適正範囲だがワイヤ２１０のセッティングミスでワイヤ２１０が溶融池２２０の右側に入っている事象との切り分けも可能となる。また、上記ワイヤ２１０のセッティングミスがワイヤ２１０の送給角度のセッティング精度の厳密性に起因する場合は、ワイヤ２１０の送給角度センサまたはワイヤ２１０の送給角度を監視するカメラを加えてもよい。これにより、ワイヤ２１０の送給角度を送給角度センサで取得できたり、ワイヤ２１０の送給角度の状態をカメラで撮影することができる。これらは、ビード一層毎に状態が変化しやすい材料のワイヤ２１０を用いる場合などに有効な手法である。
In addition to the above-mentioned events, a camera and a sensor that can measure the load on the
図６の例は一例であって、品質分析部１０６は、積層造形システム２００ａが正常な状態にあるときと比較して異なる状態のときに、造形条件の修正箇所を抽出することができる。また、ここまでレーザワイヤＤＥＤ方式の積層造形システム２００ａでの状態分析装置１００ａの動作について説明したが、状態分析装置１００ａ自体は良否判別手法の変更のみでＰＢＦ（Powder Bed Fusion）方式、ＢＪＴ（Binder Jetting）方式などの積層造形システムにも用いることが可能であることは明らかである。
The example in FIG. 6 is just one example, and the
つづいて、実施の形態２に係る状態分析装置１００ａのハードウェア構成について説明する。状態分析装置１００ａにおいて、計測装置１０１から抽出時間決定部１０５までは実施の形態１で説明した通りである。品質分析部１０６は、処理回路により実現される。処理回路は、プログラムを格納するメモリ、およびメモリに格納されるプログラムを実行するプロセッサであってもよいし、専用のハードウェアであってもよい。
Next, the hardware configuration of the state analysis device 100a according to the second embodiment will be explained. In the state analysis device 100a, the steps from the measuring
以上説明したように、本実施の形態によれば、状態分析装置１００ａにおいて、品質分析部１０６は、同期ログデータに基づいて、積層造形システム２００ａの造形条件の修正箇所を時系列に抽出することとした。これにより、状態分析装置１００ａは、実施の形態１で説明した効果に加えて、積層造形システム２００ａにおいて、新規の材料を扱う場合、また、新規の形状の造形を行う場合などにおいて、造形条件を変更すべき箇所を容易に抽出することができる。
As explained above, according to the present embodiment, in the condition analysis device 100a, the
実施の形態３．
実施の形態３では、状態分析装置が積層造形システムの劣化を予測する場合について説明する。
Embodiment 3.
In Embodiment 3, a case will be described in which a condition analysis device predicts deterioration of an additive manufacturing system.
図７は、実施の形態３に係る状態分析装置１００ｂの構成例を示す図である。状態分析装置１００ｂは、図１に示す状態分析装置１００に対して、機器劣化推定部１０７、および維持管理計画決定部１０８を追加したものである。状態分析装置１００ｂは、図７の例では積層造形システム２００ｂの内部に設置されているが、積層造形システム２００ｂの外部に設置されていてもよい。ただし、状態分析装置１００ｂが備える複数の計測装置１０１のうちの１以上の計測装置１０１は、積層造形システム２００ｂに設置される。以降では、図７に示すように、状態分析装置１００ｂが積層造形システム２００ｂの内部に設置されている、すなわち積層造形システム２００ｂが状態分析装置１００ｂを備える場合を例にして説明する。
FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration example of a state analysis device 100b according to the third embodiment. The condition analysis device 100b is obtained by adding an equipment deterioration estimation section 107 and a maintenance management
積層造形システム２００ｂは、加工位置を加工経路に沿って移動させながら溶融した加工材料を加工対象物の加工面に付加したビードから構成される複数の層を積層することで、加工対象物上に造形物を形成するシステムである。状態分析装置１００ｂは、積層造形システム２００ｂをモニタリングし、加工対象物または造形物または積層造形システム２００ｂの状態を分析する装置である。
The
状態分析装置１００ｂにおいて、計測装置１０１、ログデータ蓄積部１０２、サブトリガ抽出部１０３、データ修正部１０４、および抽出時間決定部１０５は、実施の形態１のときと同様の動作を行う。
In the state analysis device 100b, the
機器劣化推定部１０７は、抽出時間決定部１０５で決定された時間区間において、同期ログデータに基づいて、積層造形システム２００ｂの積層造形の精度が規定された公差の範囲を超える劣化が発生する時期である劣化時期を予測する。例えば、積層造形システム２００ｂに状態分析装置１００ｂが含まれ、状態分析装置１００ｂが予め備え付けられている計測装置１０１を使用している場合、状態分析装置１００ｂの製造者などが、予め計測装置１０１で計測可能な項目に対して正常な状態として許容される数値範囲、すなわち公差の情報を機器劣化推定部１０７に保持させておく。また、計測装置１０１が状態分析装置１００ｂの使用者などによって後付けされたものである場合、状態分析装置１００ｂの使用者などが、予め計測装置１０１で計測可能な項目に対して正常な状態として許容される数値範囲、すなわち公差の情報を機器劣化推定部１０７に保持させておく。なお、計測装置１０１が予め状態分析装置１００ｂに備えられている場合、および計測装置１０１が後付けされたものである場合のいずれの場合においても、機器劣化推定部１０７は、計測装置１０１で計測可能な項目に対して正常な状態として許容される数値範囲、すなわち公差を学習によって得るようにしてもよい。なお、状態分析装置１００ｂの製造者については積層造形システム２００ｂの製造者としてもよいし、状態分析装置１００ｂの使用者については積層造形システム２００ｂの使用者としてもよい。以降の説明において、符号の末尾が異なる場合についても同様とする。
The equipment deterioration estimating unit 107 determines, based on the synchronization log data, the time when the additive manufacturing accuracy of the
また、ログデータ蓄積部１０２が標準取得項目として機器周りのログデータを取得しておくことで、積層造形の精度の観点だけでなく、機器そのものの動作状態の観点から、劣化を機器劣化推定部１０７で検出してもよい。例えば、レーザ出力指令値およびレーザ出力ＦＢ値を取得しておくことで、二値の差が公差範囲から大きくずれる際はファイバーおよび集光レンズの汚れ、損壊などの異常を推定可能となる。同様に、ワイヤ送給速度指令値およびワイヤ送給ＦＢ速度値を取得することで、二値の差が公差範囲から大きくずれる際はワイヤ送給系統の異常を推定可能となる。
In addition, by having the log
維持管理計画決定部１０８は、劣化時期に基づいて、積層造形システム２００ｂのメンテナンスの時期および部品交換の時期を含む維持管理計画を決定する。維持管理計画決定部１０８は、例えば、機器劣化推定部１０７において積層造形システム２００ｂが備えるある部品に対して劣化時期が予測された場合、劣化時期よりも前に当該部品のメンテナンス、交換などを行う維持管理計画を決定する。また、維持管理計画決定部１０８は、機器劣化推定部１０７において積層造形システム２００ｂが備えるレーザで使用されるレンズが曇っていると判定された場合は直ちにレンズを交換するような維持管理計画を決定してもよい。積層造形システム２００ｂに状態分析装置１００ｂが含まれ、状態分析装置１００ｂが予め備え付けられている計測装置１０１を使用している場合、状態分析装置１００ｂの製造者などが、積層造形システム２００ｂで使用されている部品の寿命などを考慮して、基となる維持管理計画を維持管理計画決定部１０８に保持させておいてもよい。また、計測装置１０１が状態分析装置１００ｂの使用者などによって後付けされたものである場合、状態分析装置１００ｂの使用者などが、積層造形システム２００ｂで使用されている部品の寿命などを考慮して、基となる維持管理計画を維持管理計画決定部１０８に保持させておいてもよい。
The maintenance management
つづいて、実施の形態３に係る状態分析装置１００ｂのハードウェア構成について説明する。状態分析装置１００ｂにおいて、計測装置１０１から抽出時間決定部１０５までは実施の形態１で説明した通りである。機器劣化推定部１０７および維持管理計画決定部１０８は、処理回路により実現される。処理回路は、プログラムを格納するメモリ、およびメモリに格納されるプログラムを実行するプロセッサであってもよいし、専用のハードウェアであってもよい。
Next, the hardware configuration of the state analysis device 100b according to the third embodiment will be described. In the state analysis device 100b, the steps from the measuring
以上説明したように、本実施の形態によれば、状態分析装置１００ｂにおいて、機器劣化推定部１０７は、抽出時間決定部１０５で決定された時間区間において、同期ログデータに基づいて、積層造形システム２００ｂで使用される部品などの劣化時期を予測し、維持管理計画決定部１０８は、機器劣化推定部１０７で予測された劣化時期に基づいて、積層造形システム２００ｂのメンテナンスの時期および部品交換の時期を含む維持管理計画を決定することとした。これにより、状態分析装置１００ｂは、実施の形態１で説明した効果に加えて、状態分析装置１００ｂの使用者などに対して維持管理計画を提案できるため、積層造形システム２００ｂの保守性を向上させることができる。
As described above, according to the present embodiment, in the condition analysis device 100b, the equipment deterioration estimating unit 107 estimates the additive manufacturing system based on the synchronization log data in the time interval determined by the extraction
実施の形態４．
実施の形態４では、状態分析装置が、計測装置１０１において積層造形システムの状態を計測する際の最短サンプリング周期を求める場合について説明する。
Embodiment 4.
In Embodiment 4, a case will be described in which the state analysis device calculates the shortest sampling period when measuring the state of the additive manufacturing system using the
図８は、実施の形態４に係る状態分析装置１００ｃの構成例を示す図である。状態分析装置１００ｃは、図１に示す状態分析装置１００に対して、最短周期推定部１０９、および最短周期設定策定部１１０を追加したものである。状態分析装置１００ｃは、図８の例では積層造形システム２００ｃの内部に設置されているが、積層造形システム２００ｃの外部に設置されていてもよい。ただし、状態分析装置１００ｃが備える複数の計測装置１０１のうちの１以上の計測装置１０１は、積層造形システム２００ｃに設置される。以降では、図８に示すように、状態分析装置１００ｃが積層造形システム２００ｃの内部に設置されている、すなわち積層造形システム２００ｃが状態分析装置１００ｃを備える場合を例にして説明する。
FIG. 8 is a diagram showing a configuration example of a state analysis device 100c according to the fourth embodiment. The state analysis device 100c is obtained by adding a shortest cycle estimation section 109 and a shortest cycle setting
積層造形システム２００ｃは、加工位置を加工経路に沿って移動させながら溶融した加工材料を加工対象物の加工面に付加したビードから構成される複数の層を積層することで、加工対象物上に造形物を形成するシステムである。状態分析装置１００ｃは、積層造形システム２００ｃをモニタリングし、加工対象物または造形物または積層造形システム２００ｃの状態を分析する装置である。
The
状態分析装置１００ｃにおいて、計測装置１０１、ログデータ蓄積部１０２、サブトリガ抽出部１０３、データ修正部１０４、および抽出時間決定部１０５は、実施の形態１のときと同様の動作を行う。
In the state analysis device 100c, the
最短周期推定部１０９は、同期ログデータおよび同期前の複数のログデータに基づいて、計測装置１０１からログデータ蓄積部１０２へのログデータの移送にかかる通信時間が規定された閾値以下となる最短サンプリング周期を推定する。例えば、状態分析装置１００ｃにおいて計測装置１０１の追加、削除などがあった場合、状態分析装置１００ｃでの最短サンプリング周期は、実働データ、すなわち同期ログデータ、複数のログデータなどのデータを利用しないと予測が難しい。そのため、最短周期推定部１０９は、同期ログデータおよび複数のログデータを利用して、各計測装置１０１間の同期タイミングのずれから設定可能な最短サンプリング周期を推定する。なお、最短周期推定部１０９は、各計測装置１０１間の同期タイミングのずれが許容範囲内の場合は最短サンプリング周期の推定を行わず、各計測装置１０１間の同期タイミングのずれが許容範囲を超えた場合に最短サンプリング周期の推定を行うようにしてもよい。
The shortest cycle estimating unit 109 determines the shortest period of communication time required for transferring log data from the measuring
最短周期設定策定部１１０は、複数の計測装置１０１について、最短周期推定部１０９で推定された最短サンプリング周期を満たすサンプリング設定の候補を出力する。最短周期設定策定部１１０は、推定された最短サンプリング周期を満たすサンプリング設定の候補について、例えば、計測装置１０１で取得されるログデータの取得項目の増減、各計測装置１０１のサンプリング周期の調整、より高性能なログデータ蓄積装置の調達、バッファ容量がより大きい計測装置１０１の調達などを、状態分析装置１００ｃの使用者に提案する。
The shortest cycle setting
つづいて、実施の形態４に係る状態分析装置１００ｃのハードウェア構成について説明する。状態分析装置１００ｃにおいて、計測装置１０１から抽出時間決定部１０５までは実施の形態１で説明した通りである。最短周期推定部１０９および最短周期設定策定部１１０は、処理回路により実現される。処理回路は、プログラムを格納するメモリ、およびメモリに格納されるプログラムを実行するプロセッサであってもよいし、専用のハードウェアであってもよい。
Next, the hardware configuration of the state analysis device 100c according to the fourth embodiment will be explained. In the state analysis device 100c, the steps from the measuring
以上説明したように、本実施の形態によれば、状態分析装置１００ｃにおいて、最短周期推定部１０９は、同期ログデータおよび同期前の複数のログデータに基づいて最短サンプリング周期を推定し、最短周期設定策定部１１０は、推定された最短サンプリング周期を満たすサンプリング設定の候補を出力することとした。これにより、状態分析装置１００ｃは、実施の形態１で説明した効果に加えて、最短サンプリング周期を満たすサンプリング設定の候補を具体的に出力できることから、積層造形システム２００ｃの保守性を向上させることができる。
As explained above, according to the present embodiment, in the state analysis device 100c, the shortest cycle estimating unit 109 estimates the shortest sampling cycle based on the synchronization log data and a plurality of log data before synchronization, and estimates the shortest cycle The setting
実施の形態５．
実施の形態５では、状態分析装置が、高い同期性を確保したログデータを、状態分析装置の使用者が活用しやすい形に可視化する場合について説明する。
Embodiment 5.
In Embodiment 5, a case will be described in which a state analysis device visualizes log data that has ensured high synchronization in a form that is easy for a user of the state analysis device to utilize.
図９は、実施の形態５に係る状態分析装置１００ｄの構成例を示す図である。状態分析装置１００ｄは、図５に示す状態分析装置１００ａに対して、入力受付部１１１、および３次元データ作成部１１２を追加したものである。状態分析装置１００ｄは、図９の例では積層造形システム２００ｄの内部に設置されているが、積層造形システム２００ｄの外部に設置されていてもよい。ただし、状態分析装置１００ｄが備える複数の計測装置１０１のうちの１以上の計測装置１０１は、積層造形システム２００ｄに設置される。以降では、図９に示すように、状態分析装置１００ｄが積層造形システム２００ｄの内部に設置されている、すなわち積層造形システム２００ｄが状態分析装置１００ｄを備える場合を例にして説明する。
FIG. 9 is a diagram showing a configuration example of a
積層造形システム２００ｄは、加工位置を加工経路に沿って移動させながら溶融した加工材料を加工対象物の加工面に付加したビードから構成される複数の層を積層することで、加工対象物上に造形物を形成するシステムである。状態分析装置１００ｄは、積層造形システム２００ｄをモニタリングし、加工対象物または造形物または積層造形システム２００ｄの状態を分析する装置である。
The additive manufacturing system 200d stacks a plurality of layers made up of beads in which molten processing material is added to the processing surface of the workpiece while moving the processing position along the processing path, thereby forming a layer on the workpiece. It is a system that forms objects. The
状態分析装置１００ｄにおいて、計測装置１０１、ログデータ蓄積部１０２、サブトリガ抽出部１０３、データ修正部１０４、抽出時間決定部１０５、および品質分析部１０６は、実施の形態２のときと同様の動作を行う。
In the
入力受付部１１１は、加工対象物および造形物からなる積層造形物のうちの一部の部位を指定する外部からの入力を受け付ける。入力受付部１１１は、外部から受け付けた加工対象物および造形物からなる積層造形物のうちの一部の部位の情報を３次元データ作成部１１２に出力する。入力受付部１１１に対して指定を行う「外部」とは、例えば、状態分析装置１００ｄの使用者などである。入力受付部１１１に対する指定方法については、例えば、積層される複数の層の内の特定の層を指定してもよいし、造形物の設計図などの図面を利用できる場合は図面を利用して指定してもよいし、複数の計測装置１０１にカメラが含まれる場合はカメラで撮影されたログデータに含まれる画像を利用して指定してもよい。
The input receiving unit 111 receives an input from the outside specifying a part of a layered object made up of a workpiece and a modeled object. The input receiving unit 111 outputs information about a part of the layered object, which is made up of a workpiece and a molded object, received from the outside to the three-dimensional data creating unit 112. The "external" who makes a specification to the input reception unit 111 is, for example, a user of the
３次元データ作成部１１２は、同期ログデータおよび同期前の複数のログデータに基づいて、指定された部位についての造形条件、造形パラメータ、画像、分析結果、および評価結果のうち少なくとも１つを積層造形物の立体的な図とともに表示した３次元合成データを作成する。造形条件は、例えば、計測装置１０１の一種であるＮＣ装置が実際に造形の際に使用したＧコードから取得可能な、軸送り量、軸送り速度、レーザ出力などである。造形パラメータは、例えば、ＮＣ装置に対するＧコード以外の設定であって、加減速フィルタの時定数などの設定値である。画像は、複数の計測装置１０１にカメラが含まれる場合にカメラで撮影されたものである。分析結果は、品質分析部１０６から取得した情報である。評価結果は、例えば、複数の計測装置１０１にカメラが含まれ、実施の形態２で説明した図６に示すようなワイヤ２１０および溶融池２２０の位置関係などであるが、計測装置１０１において自身の計測によって得られたデータと予め設定された閾値との比較結果などであってもよい。３次元データ作成部１１２は、例えば、積層造形物についてのＣＡＤ（Computer Aided Design）データ、ＣＡＭ（Computer Aided Manufacturing）データなどを用いることで、積層造形物の立体的な図を作成することができる。３次元データ作成部１１２は、積層造形物のＣＡＤデータについて、ＧコードなどＮＣ装置から出力されるログデータに含まれる形式で取得してもよいし、ＣＡＤデータ、ＣＡＭデータなどを状態分析装置１００ｄの使用者などが予めログデータ蓄積部１０２に蓄積させておくことで取得してもよいし、状態分析装置１００ｄの使用者などが入力受付部１１１から入力することで取得してもよい。
The three-dimensional data creation unit 112 stacks at least one of the printing conditions, printing parameters, images, analysis results, and evaluation results for the specified part based on the synchronization log data and the plurality of log data before synchronization. Create three-dimensional composite data that is displayed together with a three-dimensional diagram of the object. The modeling conditions include, for example, the axial feed amount, axial feed speed, laser output, etc. that can be obtained from the G code actually used by the NC device, which is a type of the measuring
つづいて、実施の形態５に係る状態分析装置１００ｄのハードウェア構成について説明する。状態分析装置１００ｄにおいて、計測装置１０１から品質分析部１０６までは実施の形態２で説明した通りである。入力受付部１１１は、パーソナルコンピュータで使用されるインタフェースであり、例えば、キーボード、マウスなどである。３次元データ作成部１１２は、処理回路により実現される。処理回路は、プログラムを格納するメモリ、およびメモリに格納されるプログラムを実行するプロセッサであってもよいし、専用のハードウェアであってもよい。
Next, the hardware configuration of the
以上説明したように、本実施の形態によれば、状態分析装置１００ｄにおいて、入力受付部１１１は、状態分析装置１００ｄの使用者などから積層造形物のうちの一部の部位の指定を受け付け、３次元データ作成部１１２は、同期ログデータおよび同期前の複数のログデータに基づいて、指定された部位について、造形条件、造形パラメータ、画像、分析結果、および評価結果のうち少なくとも１つを積層造形物の立体的な図とともに表示した３次元合成データを作成することとした。これにより、状態分析装置１００ｄは、実施の形態２で説明した効果に加えて、高い同期性を確保した同期ログデータを用いることで、状態分析装置１００ｄの使用者などから指示のあった該当層または該当部位について、造形条件などを立体的に図示した３次元合成データを作成し、造形結果として出力することができる。また、状態分析装置１００ｄは、積層造形システム２００ｄの保守性を向上させることができる。
As described above, according to the present embodiment, in the
実施の形態６．
実施の形態６では、状態分析装置が、状態分析装置の使用者に、品質分析部１０６で抽出された積層造形システムの造形条件の修正箇所に対する推奨される造形条件を示す場合について説明する。
Embodiment 6.
In Embodiment 6, a case will be described in which the condition analysis device shows the user of the condition analysis device recommended modeling conditions for the correction points of the manufacturing conditions of the additive manufacturing system extracted by the
図１０は、実施の形態６に係る状態分析装置１００ｅの構成例を示す図である。状態分析装置１００ｅは、図５に示す状態分析装置１００ａに対して、推奨条件決定部１１３を追加したものである。状態分析装置１００ｅは、図１０の例では積層造形システム２００ｅの内部に設置されているが、積層造形システム２００ｅの外部に設置されていてもよい。ただし、状態分析装置１００ｅが備える複数の計測装置１０１のうちの１以上の計測装置１０１は、積層造形システム２００ｅに設置される。以降では、図１０に示すように、状態分析装置１００ｅが積層造形システム２００ｅの内部に設置されている、すなわち積層造形システム２００ｅが状態分析装置１００ｅを備える場合を例にして説明する。
FIG. 10 is a diagram showing a configuration example of a state analysis device 100e according to the sixth embodiment. The condition analysis device 100e is the condition analysis device 100a shown in FIG. 5 in which a recommended
積層造形システム２００ｅは、加工位置を加工経路に沿って移動させながら溶融した加工材料を加工対象物の加工面に付加したビードから構成される複数の層を積層することで、加工対象物上に造形物を形成するシステムである。状態分析装置１００ｅは、積層造形システム２００ｅをモニタリングし、加工対象物または造形物または積層造形システム２００ｅの状態を分析する装置である。
The
状態分析装置１００ｅにおいて、計測装置１０１、ログデータ蓄積部１０２、サブトリガ抽出部１０３、データ修正部１０４、抽出時間決定部１０５、および品質分析部１０６は、実施の形態２のときと同様の動作を行う。
In the state analysis device 100e, the
推奨条件決定部１１３は、品質分析部１０６で抽出された造形条件の修正箇所に対して、推奨される造形条件、すなわち推奨条件を出力する。推奨条件決定部１１３は、推奨条件が複数ある場合、推奨条件を変更作業の容易性などの順に応じてリスト形式で表示してもよい。具体的に、実施の形態２で説明した図６（ｂ）の場合を例にして説明する。前述のように、図６（ｂ）は、ワイヤ２１０が溶融池２２０の左側すなわちワイヤ２１０の供給側に対して手前に入って溶融しており、溶融池２２０の高さが高く、ワイヤ２１０に振動が発生している状態を示している。この場合、品質分析部１０６は、積層造形システム２００ａにおいて、ワイヤ２１０が溶融池２２０に押し付け気味に入り、ワイヤ２１０が溶融池２２０に埋まった状態になって溶融池２２０をかき分けるように溶融しているので、ワイヤ２１０が小刻みに振動しているとして、造形条件の修正箇所として抽出する。推奨条件決定部１１３は、品質分析部１０６で抽出された造形条件の修正箇所に対して、ワイヤ２１０がスムーズに溶融できるように、ワイヤ２１０を溶融するレーザの出力をアップする、ワイヤ２１０の供給速度を低下させる、ワイヤ２１０の供給角度をアップする、などの複数の推奨条件をリスト形式で出力する。
The recommended
ここで、品質分析部１０６で抽出された造形条件の修正箇所に対して推奨条件決定部１１３が出力する推奨条件は、積層造形システム２００ｅで扱われる材料、加工対象物および造形物からなる積層造形物の形状などによって異なる。そのため、状態分析装置１００ｅの製造者、状態分析装置１００ｅの使用者などは、計測装置１０１の種類、設置位置、数などに応じて品質分析部１０６で抽出される可能性のある造形条件の修正箇所に対して、推奨条件決定部１１３に対して予め候補となる推奨条件を登録しておいてもよい。また、積層造形システム２００ｅにおいて新規の材料が使用される場合などでは、予め候補となる推奨条件を登録しておくことが困難な場合も想定される。そのため、推奨条件決定部１１３は、ログデータから溶融の良否を状態量として観測し、ＡＩ（Artificial Intelligence）などを用いて推奨条件を学習するようにしてもよい。
Here, the recommended conditions output by the recommended
つづいて、実施の形態６に係る状態分析装置１００ｅのハードウェア構成について説明する。状態分析装置１００ｅにおいて、計測装置１０１から品質分析部１０６までは実施の形態２で説明した通りである。推奨条件決定部１１３は、処理回路により実現される。処理回路は、プログラムを格納するメモリ、およびメモリに格納されるプログラムを実行するプロセッサであってもよいし、専用のハードウェアであってもよい。
Next, the hardware configuration of the state analysis device 100e according to the sixth embodiment will be explained. In the condition analysis device 100e, the components from the
以上説明したように、本実施の形態によれば、状態分析装置１００ｅにおいて、推奨条件決定部１１３は、品質分析部１０６で抽出された造形条件の修正箇所に対して推奨条件を出力することとした。これにより、状態分析装置１００ｅは、実施の形態２で説明した効果に加えて、状態分析装置１００ｅの使用者など対して修正が必要な造形条件について改善の候補となる推奨条件を出力できるため、積層造形システム２００ｅの保守性を向上させることができる。
As explained above, according to the present embodiment, in the condition analysis device 100e, the recommended
実施の形態７．
実施の形態７では、状態分析装置の使用者などが状態分析装置を介して遠隔監視を行う場合について説明する。
Embodiment 7.
In Embodiment 7, a case will be described in which a user of the condition analysis device performs remote monitoring via the condition analysis device.
図１１は、実施の形態７に係る状態分析装置１００ｆの構成例を示す図である。状態分析装置１００ｆは、図５に示す状態分析装置１００ａに対して、通信制御部１１４を追加したものである。状態分析装置１００ｆは、図１１の例では積層造形システム２００ｆの内部に設置されているが、積層造形システム２００ｆの外部に設置されていてもよい。ただし、状態分析装置１００ｆが備える複数の計測装置１０１のうちの１以上の計測装置１０１は、積層造形システム２００ｆに設置される。以降では、図１１に示すように、状態分析装置１００ｆが積層造形システム２００ｆの内部に設置されている、すなわち積層造形システム２００ｆが状態分析装置１００ｆを備える場合を例にして説明する。
FIG. 11 is a diagram showing a configuration example of a state analysis device 100f according to the seventh embodiment. The state analysis device 100f is obtained by adding a communication control unit 114 to the state analysis device 100a shown in FIG. Although the condition analysis device 100f is installed inside the additive manufacturing system 200f in the example of FIG. 11, it may be installed outside the additive manufacturing system 200f. However, one or
積層造形システム２００ｆは、加工位置を加工経路に沿って移動させながら溶融した加工材料を加工対象物の加工面に付加したビードから構成される複数の層を積層することで、加工対象物上に造形物を形成するシステムである。積層造形システム２００ｆは、積層造形システム２００ｆ全体の動作を制御するための制御部２０１を備える。状態分析装置１００ｆは、積層造形システム２００ｆをモニタリングし、加工対象物または造形物または積層造形システム２００ｆの状態を分析する装置である。
The additive manufacturing system 200f stacks a plurality of layers made up of beads in which molten processing material is added to the processing surface of the workpiece while moving the processing position along the processing path, thereby forming a layer on the workpiece. It is a system that forms objects. The additive manufacturing system 200f includes a
実施の形態７において、状態分析装置１００ｆには、積層造形システム２００ｆの外部に存在する通信端末３００が接続されている。通信端末３００は、状態分析装置１００ｆの使用者などが使用可能な通信装置である。実施の形態７では、状態分析装置１００ｆを含む積層造形システム２００ｆと、通信端末３００と、によって遠隔監視システム４００ｆを構成している。
In the seventh embodiment, a
状態分析装置１００ｆにおいて、計測装置１０１、ログデータ蓄積部１０２、サブトリガ抽出部１０３、データ修正部１０４、および抽出時間決定部１０５は、実施の形態２のときと同様の動作を行う。
In the state analysis device 100f, the
通信制御部１１４は、積層造形システム２００ｆの外部の通信端末３００から同期ログデータおよび造形条件の修正箇所の時系列情報の送信要請を受信すると、品質分析部１０６から同期ログデータおよび修正箇所の時系列情報を取得して通信端末３００に送信する。通信制御部１１４は、通信端末３００から造形条件の修正箇所に対する修正された造形条件を受信すると、品質分析部１０６に出力する。
When the communication control unit 114 receives a request to send synchronized log data and time-series information of the modified parts of the printing conditions from the
品質分析部１０６は、実施の形態２のときと同様の動作を行うとともに、通信制御部１１４からの要求に応じて同期ログデータおよび造形条件の修正箇所の時系列情報を通信制御部１１４に出力し、通信制御部１１４から取得した修正された造形条件を積層造形システム２００ｆの制御部２０１に出力する。
The
通信端末３００は、状態分析装置１００ｆの使用者などから操作を受け付け、状態分析装置１００ｆに対して、同期ログデータおよび造形条件の修正箇所の時系列情報の送信要請を送信する。また、通信端末３００は、送信要請に対する応答として、状態分析装置１００ｆから同期ログデータおよび造形条件の修正箇所の時系列情報を受信すると、受信した同期ログデータおよび造形条件の修正箇所の時系列情報を状態分析装置１００ｆの使用者などに対して表示する。また、通信端末３００は、状態分析装置１００ｆの使用者などから、造形条件の修正箇所に対する修正された造形条件を受け付けると、状態分析装置１００ｆに対して、受け付けた造形条件の修正箇所に対する修正された造形条件を送信する。なお、通信端末３００は、受け付けた造形条件の修正箇所に対する修正された造形条件を送信する前段階として、品質分析部１０６に対して、重点的に監視して欲しいポイントなどを指示できるようにしてもよい。
The
積層造形システム２００ｆの制御部２０１は、通信端末３００から送信された造形条件の修正箇所に対する修正された造形条件を、通信制御部１１４および品質分析部１０６を介して受信する。制御部２０１は、受信した造形条件の修正箇所に対する修正された造形条件に基づいて造形条件の修正を行い、加工対象物上に造形物を形成する動作を行う。
The
つづいて、実施の形態７に係る状態分析装置１００ｆのハードウェア構成について説明する。状態分析装置１００ｆにおいて、計測装置１０１から品質分析部１０６までは実施の形態２で説明した通りである。通信制御部１１４は、処理回路により実現される。処理回路は、プログラムを格納するメモリ、およびメモリに格納されるプログラムを実行するプロセッサであってもよいし、専用のハードウェアであってもよい。なお、遠隔監視システム４００ｆにおいて、積層造形システム２００ｆの制御部２０１は、処理回路により実現される。処理回路は、プログラムを格納するメモリ、およびメモリに格納されるプログラムを実行するプロセッサであってもよいし、専用のハードウェアであってもよい。また、通信端末３００は、通信装置により実現される。
Next, the hardware configuration of the state analysis device 100f according to the seventh embodiment will be described. In the condition analysis device 100f, the components from the
以上説明したように、本実施の形態によれば、状態分析装置１００ｆにおいて、通信制御部１１４は、品質分析部１０６から同期ログデータおよび修正箇所の時系列情報を取得して通信端末３００に送信し、通信端末３００から造形条件の修正箇所に対する修正された造形条件を受信すると品質分析部１０６に出力する。品質分析部１０６は、通信制御部１１４から取得した修正された造形条件を積層造形システム２００ｆの制御部２０１に出力することとした。これにより、状態分析装置１００ｆは、実施の形態２で説明した効果と同様の効果を得ることができる。また、積層造形システム２００ｆは、通信端末３００経由で状態分析装置１００ｆの使用者などによって修正された造形条件を用いて加工対象物上に造形物を形成する動作を行うことができる。すなわち、状態分析装置１００ｆの使用者などは、通信端末３００を介して、積層造形システム２００ｆの動作を遠隔から指示することができる。
As described above, according to the present embodiment, in the condition analysis device 100f, the communication control unit 114 acquires the synchronization log data and the time series information of the correction location from the
なお、実施の形態７では、状態分析装置１００ｆは、実施の形態２の状態分析装置１００ａの構成に通信制御部１１４を追加した構成としたが、これに限定されない。例えば、状態分析装置は、実施の形態３の状態分析装置１００ｂに通信制御部１１４を追加し、維持管理計画決定部１０８で決定された維持管理計画を通信制御部１１４から通信端末３００に送信してもよい。また、状態分析装置は、実施の形態４の状態分析装置１００ｃに通信制御部１１４を追加し、最短周期推定部１０９で推定された最短サンプリング周期、最短周期設定策定部１１０から出力されたサンプリング設定の候補などを通信制御部１１４から通信端末３００に送信してもよい。また、状態分析装置は、実施の形態５の状態分析装置１００ｄに通信制御部１１４を追加し、３次元データ作成部１１２で作成された３次元合成データなどを通信制御部１１４から通信端末３００に送信してもよい。また、状態分析装置は、実施の形態６の状態分析装置１００ｅに通信制御部１１４を追加し、推奨条件決定部１１３で得られた推奨条件を通信制御部１１４から通信端末３００に送信してもよい。状態分析装置は、実施の形態６の状態分析装置１００ｅに通信制御部１１４を追加する場合、推奨条件決定部１１３で得られた推奨条件を制御部２０１に出力して積層造形システムの動作に反映させることの可否または複数の推奨条件から実際に使用する推奨条件について、通信制御部１１４を介して、状態分析装置１００ｆの使用者などに通信端末３００上で選択してもらってもよい。
Note that in the seventh embodiment, the state analysis device 100f has a configuration in which the communication control unit 114 is added to the configuration of the state analysis device 100a in the second embodiment, but the present invention is not limited to this. For example, the condition analysis device adds a communication control unit 114 to the condition analysis device 100b of the third embodiment, and transmits the maintenance plan determined by the maintenance
実施の形態８．
実施の形態８では、状態分析装置がシミュレーションの結果を使用する場合について説明する。
Embodiment 8.
In Embodiment 8, a case will be described in which the state analysis device uses simulation results.
図１２は、実施の形態８に係る状態分析装置１００ｇの構成例を示す図である。状態分析装置１００ｇは、図１１に示す状態分析装置１００ｆに対してシミュレーション計算部２０２が接続されている。状態分析装置１００ｇは、図１２の例では積層造形システム２００ｇの内部に設置されているが、積層造形システム２００ｇの外部に設置されていてもよい。ただし、状態分析装置１００ｇが備える複数の計測装置１０１のうちの１以上の計測装置１０１は、積層造形システム２００ｇに設置される。以降では、図１２に示すように、状態分析装置１００ｇが積層造形システム２００ｇの内部に設置されている、すなわち積層造形システム２００ｇが状態分析装置１００ｇを備える場合を例にして説明する。シミュレーション計算部２０２についても、図１２に示すように積層造形システム２００ｇの内部に設置されていてもよいし、積層造形システム２００ｇの外部に設置されていてもよい。
FIG. 12 is a diagram showing a configuration example of a
積層造形システム２００ｇは、加工位置を加工経路に沿って移動させながら溶融した加工材料を加工対象物の加工面に付加したビードから構成される複数の層を積層することで、加工対象物上に造形物を形成するシステムである。積層造形システム２００ｇは、積層造形システム２００ｇ全体の動作を制御するための制御部２０１を備える。制御部２０１は、実施の形態７のときと同様の動作を行う。状態分析装置１００ｇは、積層造形システム２００ｇをモニタリングし、加工対象物または造形物または積層造形システム２００ｇの状態を分析する装置である。
The additive manufacturing system 200g stacks multiple layers consisting of beads made by adding melted processing material to the processing surface of the workpiece while moving the processing position along the processing path. It is a system that forms objects. The additive manufacturing system 200g includes a
実施の形態８において、状態分析装置１００ｇには、積層造形システム２００ｇの外部に存在する通信端末３００が接続されている。通信端末３００は、状態分析装置１００ｇの使用者などが使用可能な通信装置である。通信端末３００は、実施の形態７のときと同様の動作を行う。実施の形態８では、状態分析装置１００ｇを含む積層造形システム２００ｇと、通信端末３００と、によって遠隔監視システム４００ｇを構成している。
In Embodiment 8, a
状態分析装置１００ｇにおいて、計測装置１０１、サブトリガ抽出部１０３、データ修正部１０４、抽出時間決定部１０５、および品質分析部１０６は、実施の形態７のときと同様の動作を行う。
In the
通信制御部１１４は、実施の形態７で説明した動作を行いつつ、品質分析部１０６から取得した同期ログデータおよび造形条件の修正箇所の時系列情報をシミュレーション計算部２０２に出力し、通信端末３００から取得した修正された造形条件をシミュレーション計算部２０２に送信することができる。なお、通信制御部１１４は、品質分析部１０６から取得した同期ログデータおよび造形条件の修正箇所の時系列情報、および通信制御部１１４から取得した修正された造形条件について、例えば、通信端末３００から指示されたもののみをシミュレーション計算部２０２に出力するように、取得したうちの一部のみをシミュレーション計算部２０２に出力するようにしてもよい。
While performing the operations described in the seventh embodiment, the communication control unit 114 outputs the synchronization log data acquired from the
シミュレーション計算部２０２は、積層造形システム２００ｇの動作のシミュレーションを実施可能である。例えば、シミュレーション計算部２０２は、計測装置１０１の一種であるＮＣ装置の動作を模擬し、通信制御部１１４を介して通信端末３００から取得した修正された造形条件を用いて積層造形システム２００ｇの動作のシミュレーションを実施できるが、これに限定されない。積層造形システム２００ｇの使用者の判断により、シミュレーション計算部２０２は、積層造形システム２００ｇの積層造形の動作の根幹部分のシミュレーションだけを実施してもよい。積層造形の動作の根幹部分のシミュレーションとしては、例えば、積層造形時の加工対象物または造形物の熱変形シミュレーションが挙げられるが、これに限定されない。シミュレーション計算部２０２は、積層造形システム２００ｇにおいて長時間または実時間でのシミュレーションを実施しなければならない場合に、通信端末３００からの指示を受け付けて遠隔操作によるシミュレーションが可能である。長時間のシミュレーションとは、例えば、大物造形などを行う場合のシミュレーションである。実時間のシミュレーションとは、例えば、ＮＣ装置、センサなどの処理負荷測定を兼ねたシミュレーションである。実時間のシミュレーションは、積層造形システム２００ｇは動作させずに新設のセンサの動作を確認したい場合などに実施される。シミュレーション計算部２０２は、シミュレーションを実施した結果をログデータ蓄積部１０２に出力する。
The simulation calculation unit 202 can perform a simulation of the operation of the additive manufacturing system 200g. For example, the simulation calculation unit 202 simulates the operation of the NC device, which is a type of measuring
ログデータ蓄積部１０２は、実施の形態７までと同様に計測装置１０１から取得したログデータおよびデータ修正部１０４から取得した同期ログデータを蓄積するとともに、さらに、積層造形システム２００ｇの動作のシミュレーションを実施可能なシミュレーション計算部２０２で実施されたシミュレーションの結果をログデータとして蓄積する。
The log
つづいて、実施の形態８に係る状態分析装置１００ｇのハードウェア構成について説明する。状態分析装置１００ｇにおいて、計測装置１０１から品質分析部１０６および通信制御部１１４は実施の形態７で説明した通りである。なお、遠隔監視システム４００ｇにおいて、積層造形システム２００ｇの制御部２０１は実施の形態７で説明した通りである。積層造形システム２００ｇのシミュレーション計算部２０２は、処理回路により実現される。処理回路は、プログラムを格納するメモリ、およびメモリに格納されるプログラムを実行するプロセッサであってもよいし、専用のハードウェアであってもよい。また、通信端末３００は、実施の形態７で説明した通りである。
Next, the hardware configuration of the
以上説明したように、本実施の形態によれば、状態分析装置１００ｇは、通信制御部１１４から取得した情報などに基づくシミュレーション計算部２０２によるシミュレーションの結果に対して、サブトリガ抽出部１０３によるサブトリガの抽出、データ修正部１０４による同期ログデータの生成、抽出時間決定部１０５による時間区間の決定、品質分析部１０６による造形条件の修正箇所の時系列による抽出などを行うことができる。
As explained above, according to the present embodiment, the
実施の形態９．
実施の形態８では、シミュレーション計算部２０２は、通信制御部１１４から取得した情報または指示によってシミュレーションを実施していた。実施の形態９では、シミュレーション計算部２０２が予め指定された情報を用いてシミュレーションを実施し、状態分析装置が、シミュレーション計算部２０２によるシミュレーション結果を用いて動作を行う場合について説明する。
Embodiment 9.
In the eighth embodiment, the simulation calculation unit 202 performed the simulation based on information or instructions acquired from the communication control unit 114. In the ninth embodiment, a case will be described in which the simulation calculation unit 202 performs a simulation using prespecified information, and the state analysis device operates using the simulation result by the simulation calculation unit 202.
図１３は、実施の形態９に係る状態分析装置１００ｈの構成例を示す図である。状態分析装置１００ｈは、図１に示す状態分析装置１００と同様の構成であるが、シミュレーション計算部２０２が接続されている。状態分析装置１００ｈは、図１３の例では積層造形システム２００ｈの内部に設置されているが、積層造形システム２００ｈの外部に設置されていてもよい。ただし、状態分析装置１００ｈが備える複数の計測装置１０１のうちの１以上の計測装置１０１は、積層造形システム２００ｈに設置される。以降では、図１３に示すように、状態分析装置１００ｈが積層造形システム２００ｈの内部に設置されている、すなわち積層造形システム２００ｈが状態分析装置１００ｈを備える場合を例にして説明する。シミュレーション計算部２０２についても、図１３に示すように積層造形システム２００ｈの内部に設置されていてもよいし、積層造形システム２００ｈの外部に設置されていてもよい。
FIG. 13 is a diagram showing a configuration example of a state analysis device 100h according to the ninth embodiment. The state analysis device 100h has the same configuration as the state analysis device 100 shown in FIG. 1, but is connected to a simulation calculation section 202. Although the condition analysis device 100h is installed inside the additive manufacturing system 200h in the example of FIG. 13, it may be installed outside the additive manufacturing system 200h. However, one or more of the plurality of
積層造形システム２００ｈは、加工位置を加工経路に沿って移動させながら溶融した加工材料を加工対象物の加工面に付加したビードから構成される複数の層を積層することで、加工対象物上に造形物を形成するシステムである。状態分析装置１００ｈは、積層造形システム２００ｈをモニタリングし、加工対象物または造形物または積層造形システム２００ｈの状態を分析する装置である。 The additive manufacturing system 200h moves the processing position along the processing path while stacking a plurality of layers consisting of beads in which melted processing material is added to the processing surface of the processing object. It is a system that forms objects. The condition analysis device 100h is a device that monitors the additive manufacturing system 200h and analyzes the state of the workpiece, the molded object, or the additive manufacturing system 200h.
状態分析装置１００ｈにおいて、計測装置１０１から抽出時間決定部１０５は、実施の形態８のときと同様の動作を行う。
In the state analysis device 100h, the extraction
シミュレーション計算部２０２は、積層造形システム２００ｈの動作のシミュレーションを実施可能である。実施の形態８では、シミュレーション計算部２０２は、基本的には、通信制御部１１４から取得した情報または指示によってシミュレーションを実施していた。しかしながら、シミュレーション計算部２０２は、予め指定された情報を用いることで、通信制御部１１４から情報または指示を取得しなくても、シミュレーションを実施することができる。シミュレーション計算部２０２は、予め指定することが可能な情報を用いるものであれば、実施の形態８で説明したシミュレーションと同様のシミュレーションを実施することができる。 The simulation calculation unit 202 can perform a simulation of the operation of the additive manufacturing system 200h. In the eighth embodiment, the simulation calculation unit 202 basically performs the simulation based on information or instructions acquired from the communication control unit 114. However, by using information specified in advance, the simulation calculation unit 202 can perform the simulation without acquiring information or instructions from the communication control unit 114. The simulation calculation unit 202 can perform a simulation similar to the simulation described in Embodiment 8, as long as it uses information that can be specified in advance.
実施の形態９に係る状態分析装置１００ｈなどのハードウェア構成については、実施の形態８までに説明してきた内容と同じであるため、詳細な説明については省略する。 The hardware configuration of the state analysis device 100h and the like according to the ninth embodiment is the same as that described up to the eighth embodiment, so a detailed explanation will be omitted.
以上説明したように、本実施の形態によれば、状態分析装置１００ｈは、予め指定された情報などに基づくシミュレーション計算部２０２によるシミュレーションの結果に対して、サブトリガ抽出部１０３によるサブトリガの抽出、データ修正部１０４による同期ログデータの生成、抽出時間決定部１０５による時間区間の決定などを行うことができる。
As described above, according to the present embodiment, the state analysis device 100h extracts a subtrigger by the
以上の実施の形態に示した構成は、一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、実施の形態同士を組み合わせることも可能であるし、要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。 The configurations shown in the embodiments above are merely examples, and can be combined with other known techniques, or can be combined with other embodiments, within the scope of the gist. It is also possible to omit or change part of the configuration.
１００，１００ａ，１００ｂ，１００ｃ，１００ｄ，１００ｅ，１００ｆ，１００ｇ，１００ｈ 状態分析装置、１０１ 計測装置、１０２ ログデータ蓄積部、１０３ サブトリガ抽出部、１０４ データ修正部、１０５ 抽出時間決定部、１０６ 品質分析部、１０７ 機器劣化推定部、１０８ 維持管理計画決定部、１０９ 最短周期推定部、１１０ 最短周期設定策定部、１１１ 入力受付部、１１２ ３次元データ作成部、１１３ 推奨条件決定部、１１４ 通信制御部、２００，２００ａ，２００ｂ，２００ｃ，２００ｄ，２００ｅ，２００ｆ，２００ｇ，２００ｈ 積層造形システム、２０１ 制御部、２０２ シミュレーション計算部、２１０ ワイヤ、２２０ 溶融池、３００ 通信端末、４００ｆ，４００ｇ 遠隔監視システム、９００，９０３ 処理回路、９０１ プロセッサ、９０２ メモリ。 100, 100a, 100b, 100c, 100d, 100e, 100f, 100g, 100h condition analysis device, 101 measurement device, 102 log data accumulation section, 103 sub-trigger extraction section, 104 data correction section, 105 extraction time determination section, 106 quality analysis section, 107 equipment deterioration estimation section, 108 maintenance management plan determination section, 109 shortest cycle estimation section, 110 shortest cycle setting formulation section, 111 input reception section, 112 three-dimensional data creation section, 113 recommended condition determination section, 114 communication control section , 200, 200a, 200b, 200c, 200d, 200e, 200f, 200g, 200h additive manufacturing system, 201 control section, 202 simulation calculation section, 210 wire, 220 molten pool, 300 communication terminal, 400f, 400g remote monitoring system, 900 , 903 processing circuit, 901 processor, 902 memory.
Claims (7)
各々が、前記加工対象物または前記造形物または前記積層造形システムの状態を計測し、時系列の計測結果を、ログ項目を含むログデータとして出力する複数の計測装置と、
複数の前記計測装置から取得した複数の前記ログデータを蓄積するログデータ蓄積部と、
前記ログデータに含まれる事象であって、複数の前記ログデータの各々の計測時刻を複数の前記ログデータに共通する時間軸である基準時刻に対応付ける事象であるサブトリガを複数の前記ログデータから抽出するサブトリガ抽出部と、
前記サブトリガに基づいて複数の前記ログデータの時間ずれを修正し、複数の前記ログデータを同期させた同期ログデータを生成するデータ修正部と、
前記同期ログデータを取得し、前記基準時刻に基づいて、分析に用いる時間区間を決定する抽出時間決定部と、
前記同期ログデータに基づいて、前記積層造形システムの積層造形の精度が規定された公差の範囲を超える劣化が発生する時期である劣化時期を予測する機器劣化推定部と、
前記劣化時期に基づいて、前記積層造形システムのメンテナンスの時期および部品交換の時期を含む維持管理計画を決定する維持管理計画決定部と、
を備えることを特徴とする状態分析装置。 Lamination in which a modeled object is formed on the workpiece by laminating a plurality of layers made up of beads in which melted processing material is added to the processing surface of the workpiece while the processing position is moved along the processing path. A condition analysis device for monitoring a printing system,
a plurality of measuring devices each measuring the state of the workpiece, the modeled object, or the additive manufacturing system and outputting time-series measurement results as log data including log items;
a log data accumulation unit that accumulates a plurality of the log data acquired from the plurality of measurement devices;
Extracting a sub-trigger from the plurality of log data, which is an event included in the log data that associates the measurement time of each of the plurality of log data with a reference time that is a time axis common to the plurality of log data. a sub-trigger extraction section,
a data correction unit that corrects the time lag of the plurality of log data based on the sub-trigger and generates synchronous log data in which the plurality of log data is synchronized;
an extraction time determining unit that acquires the synchronized log data and determines a time interval to be used for analysis based on the reference time;
an equipment deterioration estimating unit that predicts a deterioration time, which is a time when deterioration of the additive manufacturing accuracy of the additive manufacturing system exceeds a defined tolerance range, based on the synchronization log data;
a maintenance management plan determining unit that determines a maintenance management plan including a maintenance period and a parts replacement period for the additive manufacturing system based on the deterioration period;
A state analysis device comprising:
各々が、前記加工対象物または前記造形物または前記積層造形システムの状態を計測し、時系列の計測結果を、ログ項目を含むログデータとして出力する複数の計測装置と、
複数の前記計測装置から取得した複数の前記ログデータを蓄積するログデータ蓄積部と、
前記ログデータに含まれる事象であって、複数の前記ログデータの各々の計測時刻を複数の前記ログデータに共通する時間軸である基準時刻に対応付ける事象であるサブトリガを複数の前記ログデータから抽出するサブトリガ抽出部と、
前記サブトリガに基づいて複数の前記ログデータの時間ずれを修正し、複数の前記ログデータを同期させた同期ログデータを生成するデータ修正部と、
前記同期ログデータを取得し、前記基準時刻に基づいて、分析に用いる時間区間を決定する抽出時間決定部と、
前記同期ログデータおよび同期前の複数の前記ログデータに基づいて、前記計測装置から前記ログデータ蓄積部への前記ログデータの移送にかかる通信時間が規定された閾値以下となる最短サンプリング周期を推定する最短周期推定部と、
複数の前記計測装置について、前記最短サンプリング周期を満たすサンプリング設定の候補を出力する最短周期設定策定部と、
を備えることを特徴とする状態分析装置。 Lamination in which a modeled object is formed on the workpiece by laminating a plurality of layers made up of beads in which melted processing material is added to the processing surface of the workpiece while the processing position is moved along the processing path. A condition analysis device for monitoring a printing system,
a plurality of measuring devices each measuring the state of the workpiece, the modeled object, or the additive manufacturing system and outputting time-series measurement results as log data including log items;
a log data accumulation unit that accumulates a plurality of the log data acquired from the plurality of measurement devices;
Extracting a sub-trigger from the plurality of log data, which is an event included in the log data that associates the measurement time of each of the plurality of log data with a reference time that is a time axis common to the plurality of log data. a sub-trigger extraction section,
a data correction unit that corrects the time lag of the plurality of log data based on the sub-trigger and generates synchronous log data in which the plurality of log data is synchronized;
an extraction time determining unit that acquires the synchronized log data and determines a time interval to be used for analysis based on the reference time;
Based on the synchronization log data and the plurality of log data before synchronization, estimating the shortest sampling period at which the communication time required for transferring the log data from the measurement device to the log data storage unit is equal to or less than a specified threshold. a shortest cycle estimator that
a shortest cycle setting formulation unit that outputs sampling setting candidates that satisfy the shortest sampling cycle for the plurality of measuring devices;
A state analysis device comprising:
各々が、前記加工対象物または前記造形物または前記積層造形システムの状態を計測し、時系列の計測結果を、ログ項目を含むログデータとして出力する複数の計測装置と、
複数の前記計測装置から取得した複数の前記ログデータを蓄積するログデータ蓄積部と、
前記ログデータに含まれる事象であって、複数の前記ログデータの各々の計測時刻を複数の前記ログデータに共通する時間軸である基準時刻に対応付ける事象であるサブトリガを複数の前記ログデータから抽出するサブトリガ抽出部と、
前記サブトリガに基づいて複数の前記ログデータの時間ずれを修正し、複数の前記ログデータを同期させた同期ログデータを生成するデータ修正部と、
前記同期ログデータを取得し、前記基準時刻に基づいて、分析に用いる時間区間を決定する抽出時間決定部と、
前記同期ログデータに基づいて、前記積層造形システムの造形条件の修正箇所を時系列
に抽出する品質分析部と、
前記加工対象物および前記造形物からなる積層造形物のうちの一部の部位を指定する外部からの入力を受け付ける入力受付部と、
前記同期ログデータおよび同期前の複数の前記ログデータに基づいて、指定された前記部位についての造形条件、造形パラメータ、画像、分析結果、および評価結果のうち少なくとも１つを前記積層造形物の立体的な図とともに表示した３次元合成データを作成する３次元データ作成部と、
を備えることを特徴とする状態分析装置。 Lamination in which a modeled object is formed on the workpiece by laminating a plurality of layers made up of beads in which melted processing material is added to the processing surface of the workpiece while the processing position is moved along the processing path. A condition analysis device for monitoring a printing system,
a plurality of measuring devices each measuring the state of the workpiece, the modeled object, or the additive manufacturing system and outputting time-series measurement results as log data including log items;
a log data accumulation unit that accumulates a plurality of the log data acquired from the plurality of measurement devices;
Extracting a sub-trigger from the plurality of log data, which is an event included in the log data that associates the measurement time of each of the plurality of log data with a reference time that is a time axis common to the plurality of log data. a sub-trigger extraction section,
a data correction unit that corrects the time lag of the plurality of log data based on the sub-trigger and generates synchronous log data in which the plurality of log data is synchronized;
an extraction time determining unit that acquires the synchronized log data and determines a time interval to be used for analysis based on the reference time;
a quality analysis unit that extracts correction points of the manufacturing conditions of the additive manufacturing system in chronological order based on the synchronization log data;
an input reception unit that receives an input from the outside specifying a part of the layered object formed by the workpiece and the object;
Based on the synchronization log data and the plurality of log data before synchronization, at least one of the printing conditions, printing parameters, images, analysis results, and evaluation results for the specified part is converted into a three-dimensional image of the layered product. a 3D data creation unit that creates 3D composite data displayed together with a graphic diagram;
A state analysis device comprising:
ことを特徴とする請求項２に記載の状態分析装置。 The condition analysis device according to claim 2, characterized in that:
各々が、前記加工対象物または前記造形物または前記積層造形システムの状態を計測し、時系列の計測結果を、ログ項目を含むログデータとして出力する複数の計測装置と、
複数の前記計測装置から取得した複数の前記ログデータを蓄積するログデータ蓄積部と、
前記ログデータに含まれる事象であって、複数の前記ログデータの各々の計測時刻を複数の前記ログデータに共通する時間軸である基準時刻に対応付ける事象であるサブトリガを複数の前記ログデータから抽出するサブトリガ抽出部と、
前記サブトリガに基づいて複数の前記ログデータの時間ずれを修正し、複数の前記ログデータを同期させた同期ログデータを生成するデータ修正部と、
前記同期ログデータを取得し、前記基準時刻に基づいて、分析に用いる時間区間を決定する抽出時間決定部と、
前記同期ログデータに基づいて、前記積層造形システムの造形条件の修正箇所を時系列に抽出し、修正箇所の前記同期ログデータから前記加工材料の前記加工面に対する相対位置を導出する品質分析部と、
前記造形条件の修正箇所に対して、前記相対位置の良否判定を行い、前記相対位置が最適である場合はその旨を出力し、前記相対位置が最適でない場合は推奨される造形条件を出力する推奨条件決定部と、
を備え、
前記同期ログデータには、溶融池を上から見た映像と、ワイヤ負荷測定値と、造形物の高さの測定値の少なくともいずれか二つを含む、
ことを特徴とする状態分析装置。 Lamination in which a modeled object is formed on the workpiece by laminating a plurality of layers made up of beads in which melted processing material is added to the processing surface of the workpiece while the processing position is moved along the processing path. A condition analysis device for monitoring a printing system,
a plurality of measuring devices each measuring the state of the workpiece, the modeled object, or the additive manufacturing system and outputting time-series measurement results as log data including log items;
a log data accumulation unit that accumulates a plurality of the log data acquired from the plurality of measurement devices;
Extracting a sub-trigger from the plurality of log data, which is an event included in the log data that associates the measurement time of each of the plurality of log data with a reference time that is a time axis common to the plurality of log data. a sub-trigger extraction section,
a data correction unit that corrects the time lag of the plurality of log data based on the sub-trigger and generates synchronous log data in which the plurality of log data is synchronized;
an extraction time determining unit that acquires the synchronized log data and determines a time interval to be used for analysis based on the reference time;
a quality analysis unit that extracts correction points of the manufacturing conditions of the additive manufacturing system in chronological order based on the synchronization log data , and derives the relative position of the processing material with respect to the processing surface from the synchronization log data of the correction points; ,
For the modified part of the printing conditions, the relative position is judged to be good or bad, and if the relative position is optimal, a message to that effect is output, and if the relative position is not optimal, recommended printing conditions are output. a recommended condition determining section;
Equipped with
The synchronization log data includes at least two of an image of the molten pool viewed from above, a wire load measurement value, and a height measurement value of the molded object.
A condition analysis device characterized by:
複数の計測装置の各々が、前記加工対象物または前記造形物または前記積層造形システムの状態を計測し、時系列の計測結果を、ログ項目を含むログデータとして出力する計測ステップと、
ログデータ蓄積部が、複数の前記計測装置から取得した複数の前記ログデータを蓄積する第１の蓄積ステップと、
サブトリガ抽出部が、前記ログデータに含まれる事象であって、複数の前記ログデータの各々の計測時刻を複数の前記ログデータに共通する時間軸である基準時刻に対応付ける事象であるサブトリガを複数の前記ログデータから抽出する抽出ステップと、
データ修正部が、前記サブトリガに基づいて複数の前記ログデータの時間ずれを修正し、複数の前記ログデータを同期させた同期ログデータを生成する修正ステップと、
前記ログデータ蓄積部が、前記同期ログデータを蓄積する第２の蓄積ステップと、
抽出時間決定部が、前記同期ログデータを取得し、前記基準時刻に基づいて、分析に用いる時間区間を決定する決定ステップと、
機器劣化推定部が、前記同期ログデータに基づいて、前記積層造形システムの積層造形の精度が規定された公差の範囲を超える劣化が発生する時期である劣化時期を予測する機器劣化推定ステップと、
維持管理計画決定部が、前記劣化時期に基づいて、前記積層造形システムのメンテナンスの時期および部品交換の時期を含む維持管理計画を決定する維持管理計画決定ステップと、
を含むことを特徴とする状態分析方法。 Lamination in which a modeled object is formed on the workpiece by laminating a plurality of layers made up of beads in which melted processing material is added to the processing surface of the workpiece while the processing position is moved along the processing path. A condition analysis method for a condition analysis device for monitoring a modeling system, the method comprising:
a measuring step in which each of the plurality of measuring devices measures the state of the workpiece, the modeled object, or the additive manufacturing system, and outputs time-series measurement results as log data including log items;
a first accumulation step in which the log data accumulation unit accumulates the plurality of log data acquired from the plurality of measurement devices;
The sub-trigger extraction unit extracts a plurality of sub-triggers, which are events included in the log data, that associate the measurement time of each of the plurality of log data with a reference time that is a time axis common to the plurality of log data. an extraction step of extracting from the log data;
a correction step in which the data correction unit corrects the time lag of the plurality of log data based on the sub-trigger and generates synchronized log data in which the plurality of log data are synchronized;
a second accumulation step in which the log data accumulation unit accumulates the synchronized log data;
a determining step in which an extraction time determining unit acquires the synchronized log data and determines a time interval to be used for analysis based on the reference time;
an equipment deterioration estimation step in which the equipment deterioration estimating unit predicts a deterioration time when the accuracy of the additive manufacturing of the additive manufacturing system exceeds a defined tolerance range, based on the synchronization log data;
a maintenance management plan determining step in which a maintenance management plan determining unit determines a maintenance management plan including a maintenance period and a parts replacement period for the additive manufacturing system based on the deterioration period;
A state analysis method characterized by comprising:
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| JP2022024333A (en) | 2020-07-16 | 2022-02-09 | 三菱電機株式会社 | Additive manufacturing device and additive manufacturing method |
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