JP6978350B2 - Work posture adjustment method, model manufacturing method and manufacturing equipment - Google Patents
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Description
本発明は、ワーク姿勢調整方法、造形物の製造方法及び製造装置に関する。 The present invention relates to a work posture adjusting method, a method for manufacturing a modeled object, and a manufacturing apparatus.
近年、生産手段としての3Dプリンタのニーズが高まっており、特に金属材料への適用については航空機業界等で実用化に向けて研究開発が行われている。金属材料を用いた3Dプリンタは、レーザやアーク等の熱源を用いて、金属粉体や金属ワイヤを溶融させ、溶融金属を積層させて造形物を造形する。 In recent years, the needs for 3D printers as a means of production have been increasing, and research and development have been carried out for practical use in the aircraft industry and the like, especially for application to metal materials. A 3D printer using a metal material melts a metal powder or a metal wire by using a heat source such as a laser or an arc, and laminates the molten metal to form a modeled object.
例えば、造形物を造形する際のワークの姿勢を調整する技術として、工具ヘッドに取り付けられるプローブ式のタッチセンサと、工作機械に予め備えられた基準3軸方向の変位検出センサと、でワークの姿勢を検出し、その検出結果に基づいてコントローラで制御される姿勢調整具によってワークの姿勢を調整するものがある(特許文献1参照)。 For example, as a technique for adjusting the posture of the work when modeling a modeled object, a probe-type touch sensor attached to the tool head and a displacement detection sensor in the reference three-axis direction provided in advance in the machine tool are used for the work. There is one that detects a posture and adjusts the posture of the work by a posture adjuster controlled by a controller based on the detection result (see Patent Document 1).
ところで、断面視円形状の柱状の棒鋼からなるワークを立設させ、そのワークの周面に溶着ビードを形成して造形物を造形する場合、ワークの傾きによって溶着ビードの積層位置に誤差が生じて品質が低下するおそれがある。この積層位置の誤差は、ワークが大型になるほど増大する。
特許文献1に記載の姿勢調整技術によれば、ワークの姿勢を調整することが可能であるが、タッチセンサの他に、基準3軸方向の変位検出センサを要するため、設備費が嵩んでしまう。
By the way, when a work made of columnar steel bars having a circular cross-sectional view is erected and a welded bead is formed on the peripheral surface of the work to form a modeled object, an error occurs in the stacking position of the welded bead due to the inclination of the work. There is a risk that the quality will deteriorate. This error in the stacking position increases as the work becomes larger.
According to the posture adjustment technique described in Patent Document 1, it is possible to adjust the posture of the work, but since a displacement detection sensor in the reference 3-axis direction is required in addition to the touch sensor, the equipment cost increases. ..
本発明の目的は、設備費を抑えつつ高精度に断面円形状のワークの姿勢を調整することが可能なワーク姿勢調整方法及びワークに溶着ビードを積層させて高品質な造形物を製造することが可能な造形物の製造方法及び製造装置を提供することにある。 An object of the present invention is a work posture adjusting method capable of adjusting the posture of a work having a circular cross section with high accuracy while suppressing equipment costs, and a method for laminating a welded bead on the work to manufacture a high-quality model. It is an object of the present invention to provide a manufacturing method and a manufacturing apparatus for a modeled object.
本発明は、下記構成からなる。
(1) 支持機構に支持された断面視円形状の柱状のワークの周面に沿ってツールを移動させて前記ワークの周面に溶加材を溶融及び凝固させた溶着ビードを形成して造形物を造形する際に、前記ワークの姿勢を調整するワーク姿勢調整方法であって、
前記ワークの軸方向の複数箇所である軸方向位置における周方向の複数箇所である周方向位置で、前記ワークの周面に前記ツールを接触させて位置を検出する位置検出処理と、
検出した位置の座標を算出する座標算出処理と、
算出した位置の座標から前記ワークの傾きを算出する傾き算出処理と、
算出した前記ワークの傾きに基づいて、前記支持機構によって前記ワークの姿勢を予め設定された姿勢に調整する姿勢調整処理と、
を含むワーク姿勢調整方法。
(2) 上記(1)のワーク姿勢調整方法によって姿勢を調整した前記ワークの周囲に溶着ビードを形成して造形物を製造する造形物の製造方法。
(3) 断面視円形状の柱状のワークを支持する支持機構と、
溶加材を溶融及び凝固させた溶着ビードを形成するツールと、
前記ツールを移動させる移動機構と、
前記移動機構を制御し、前記ワークの周面に沿って前記ツールを移動させて前記ワークの周面に溶加材を溶融及び凝固させた溶着ビードを形成して造形物を造形させるコントローラと、
を備え、
前記コントローラは、
前記移動機構を制御することで、前記ワークの軸方向の複数箇所である軸方向位置における周方向の複数箇所である周方向位置で、前記ワークの周面に前記ツールを接触させて位置を検出し、
検出した位置の座標を算出し、
算出した位置の座標から前記ワークの傾きを算出し、
算出した前記ワークの傾きに基づいて前記支持機構を制御し、前記ワークの姿勢を予め設定された姿勢に調整する
造形物の製造装置。
The present invention has the following configuration.
(1) The tool is moved along the peripheral surface of a columnar work having a circular shape in cross section supported by the support mechanism to form a welded bead in which the filler metal is melted and solidified on the peripheral surface of the work. It is a work posture adjustment method that adjusts the posture of the work when modeling an object.
Position detection processing for detecting the position by bringing the tool into contact with the peripheral surface of the work at a plurality of circumferential positions in the axial position which are a plurality of axial positions of the work.
Coordinate calculation processing to calculate the coordinates of the detected position, and
Inclination calculation processing that calculates the inclination of the work from the coordinates of the calculated position,
A posture adjustment process for adjusting the posture of the work to a preset posture by the support mechanism based on the calculated inclination of the work, and
Work posture adjustment method including.
(2) A method for manufacturing a modeled object in which a welded bead is formed around the work whose posture is adjusted by the work attitude adjusting method of (1) above to produce a modeled object.
(3) A support mechanism that supports a columnar workpiece with a circular cross-sectional view,
A tool for forming a welded bead by melting and solidifying a filler metal,
A movement mechanism for moving the tool and
A controller that controls the movement mechanism and moves the tool along the peripheral surface of the work to form a welded bead in which the filler metal is melted and solidified on the peripheral surface of the work to form a modeled object.
Equipped with
The controller
By controlling the movement mechanism, the tool is brought into contact with the peripheral surface of the work to detect the position at a plurality of circumferential positions in the axial position, which are a plurality of axial positions of the work. death,
Calculate the coordinates of the detected position and
The inclination of the work is calculated from the coordinates of the calculated position,
A device for manufacturing a modeled object that controls the support mechanism based on the calculated inclination of the work and adjusts the posture of the work to a preset posture.
本発明によれば、設備費を抑えつつ高精度に断面円形状のワークの姿勢を調整することができ、ワークに溶着ビードを積層させて高品質な造形物を製造することができる。 According to the present invention, it is possible to adjust the posture of a work having a circular cross section with high accuracy while suppressing the equipment cost, and it is possible to manufacture a high-quality model by laminating a welded bead on the work.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図1はワークに溶着ビードを形成して造形物を製造する製造システムの模式的な概略構成図である。
本構成の製造システム100は、積層造形装置11と、支持機構16と、積層造形装置11及び支持機構16を統括制御するコントローラ15と、を備える。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic schematic configuration diagram of a manufacturing system in which a welded bead is formed on a work to manufacture a modeled object.
The
積層造形装置11は、先端軸にトーチ(ツール)17を有する溶接ロボット(移動機構)19と、トーチ17に溶加材(溶接ワイヤ)Mを供給する溶加材供給部23とを有する。トーチ17は、溶加材Mを先端から突出した状態に保持する。
The laminated
コントローラ15は、CAD/CAM部31と、軌道演算部33と、記憶部35と、これらが接続される制御部37と、を有する。
The
溶接ロボット19は、多関節ロボットであり、先端軸に設けたトーチ17には、溶加材Mが連続供給可能に支持される。トーチ17の位置や姿勢は、ロボットアームの自由度の範囲で3次元的に任意に設定可能となっている。
The
トーチ17は、不図示のシールドノズルを有し、シールドノズルからシールドガスが供給される。本構成で用いられるアーク溶接法としては、被覆アーク溶接や炭酸ガスアーク溶接等の消耗電極式、TIG溶接やプラズマアーク溶接等の非消耗電極式のいずれであってもよく、作製する造形物Wに応じて適宜選定される。
The
例えば、消耗電極式の場合、シールドノズルの内部にはコンタクトチップが配置され、溶融電流が給電される溶加材Mがコンタクトチップに保持される。トーチ17は、溶加材Mを保持しつつ、シールドガス雰囲気で溶加材Mの先端からアークを発生する。溶加材Mは、ロボットアーム等に取り付けた不図示の繰り出し機構により、溶加材供給部23からトーチ17に送給される。そして、トーチ17を移動しつつ、連続送給される溶加材Mを溶融及び凝固させると、ワーク20上に溶加材Mの溶融凝固体である線状の溶着ビード25が形成される。
For example, in the case of the consumable electrode type, a contact tip is arranged inside the shield nozzle, and the filler metal M to which the melting current is supplied is held by the contact tip. The
なお、溶加材Mを溶融させる熱源としては、上記したアークに限らない。例えば、アークとレーザとを併用した加熱方式、プラズマを用いる加熱方式、電子ビームやレーザを用いる加熱方式等、他の方式による熱源を採用してもよい。電子ビームやレーザにより加熱する場合、加熱量を更に細かく制御でき、溶着ビードの状態をより適正に維持して、積層構造物の更なる品質向上に寄与できる。 The heat source for melting the filler metal M is not limited to the above-mentioned arc. For example, a heat source by another method such as a heating method using both an arc and a laser, a heating method using plasma, and a heating method using an electron beam or a laser may be adopted. When heating with an electron beam or a laser, the amount of heating can be controlled more finely, the state of the welded bead can be maintained more appropriately, and the quality of the laminated structure can be further improved.
CAD/CAM部31は、作製しようとする造形物Wの形状データを作成した後、複数の層に分割して各層の形状を表す層形状データを生成する。軌道演算部33は、生成された層形状データに基づいてトーチ17の移動軌跡を求める。記憶部35は、生成された層形状データやトーチ17の移動軌跡等のデータを記憶する。
The CAD /
制御部37は、記憶部35に記憶された層形状データやトーチ17の移動軌跡に基づく駆動プログラムを実行して、溶接ロボット19を駆動する。つまり、溶接ロボット19は、コントローラ15からの指令により、軌道演算部33で生成したトーチ17の移動軌跡に基づき、溶加材Mをアークで溶融させながらトーチ17を移動する。なお、図1においては、鉛直方向に立設(支持)させた断面視円形状の柱状のワーク20の周面に溶着ビード25を螺旋状に形成して造形物Wを造形する様子を示している。
The
図2に示すように、支持機構16は、位置決め機構部41と、ベース43とを有している。位置決め機構部41はベース43を支持する。ベース43には、ワーク20が立設される。ワーク20は、その中心軸線20aが鉛直方向に沿うようにベース43上に配置される。支持機構16は、コントローラ15に接続されており、このコントローラ15によって位置決め機構部41が制御される。支持機構16は、コントローラ15からの指令により、位置決め機構部41が駆動され、ベース43の上面43aの傾きが調整される。
As shown in FIG. 2, the
上記構成の製造システム100は、設定された層形状データから生成されるトーチ17の移動軌跡に沿って、トーチ17を溶接ロボット19の駆動により移動させながら、溶加材Mを溶融させ、溶融した溶加材Mをワーク20の周面に供給する。これにより、例えば、図3に示すように、ワーク20の周面に対して複数の溶着ビード25が螺旋状に形成されて積層された造形物Wが造形される。
The
ところで、断面視円形状の柱状の棒鋼からなるワーク20を立設させ、そのワーク20の周面に溶着ビード25を形成して造形物Wを造形する場合、ワーク20の傾きによって溶着ビード25の積層位置に誤差が生じて品質が低下するおそれがある。この積層位置の誤差は、ワーク20が大型になるほど増大する。
By the way, when a
このため、本実施形態では、ワーク20の周面に溶着ビード25を形成する前に、ワーク20の姿勢を調整するワーク姿勢調整を行う。ワーク姿勢調整は、位置検出処理と、座標算出処理と、傾き算出処理と、姿勢調整処理と、を含んでいる。
Therefore, in the present embodiment, the work posture is adjusted to adjust the posture of the
次に、本実施形態に係るワーク姿勢調整方法について説明する。
(位置検出処理)
図4Aに示すように、ワーク20の周面における複数箇所の検出位置(図4A中矢印及び丸印の箇所)Pで位置検出を行う。この位置検出は、コントローラ15が積層造形装置11の溶接ロボット19を駆動させ、図5Aに示すように、トーチ17をワーク20の周面に近接させ、トーチ17から突出されている溶加材Mの先端をワーク20の周面の検出位置Pに当接させることで行う。コントローラ15は、ワーク20の検出位置Pに当接させた溶加材Mの先端位置を、溶接ロボット19の位置情報から検出する。
Next, the work posture adjusting method according to the present embodiment will be described.
(Position detection processing)
As shown in FIG. 4A, position detection is performed at a plurality of detection positions (points indicated by arrows and circles in FIG. 4A) P on the peripheral surface of the
トーチ17の溶加材Mを当接することで検出する位置検出は、ワーク20の軸方向の複数箇所である軸方向位置における周方向の複数箇所である周方向位置で行う。本例では、ワーク20の軸方向の2箇所において、それぞれ周方向の3箇所で行う。
The position detection to be detected by abutting the filler metal M of the
図5A及び図5Bに示すように、軸方向位置は、ワーク20への溶着ビード25の形成開始位置及び形成終了位置における軸方向位置Z1,Z2とする。本実施形態では、ワーク20の周面に対して下方側から上方側へ向かって螺旋状に溶着ビード25を形成する。したがって、検出位置Pの軸方向位置は、下方側の形成開始位置における軸方向位置Z1及び上方側の形成終了位置における軸方向位置Z2となる。この軸方向位置Z1,Z2を割り出すにあたり、コントローラ15では、制御部37が、記憶部35に記憶されている予め設定された造形物Wのモデリング図である造形モデリング図に基づいて、溶着ビード25の形成開始位置及び形成終了位置のワーク20の軸方向位置座標を求め、この形成開始位置及び形成終了位置の座標を軸方向位置Z1,Z2とする。
As shown in FIGS. 5A and 5B, the axial positions are the axial positions Z1 and Z2 at the formation start position and the formation end position of the
周方向位置としては、ワーク20の周方向の複数箇所とする。例えば、ワーク20の軸方向位置Z1,Z2において、それぞれ周方向の等間隔の3箇所の周方向位置R1,R2,R3とする。
The circumferential positions are a plurality of locations in the circumferential direction of the
上記のように求めたワーク20の検出位置Pにトーチ17の溶加材Mを当接するにあたり、コントローラ15の制御部37は、記憶部35に記憶されている予め設定された造形物Wのモデリング図である造形モデリング図に基づいて、ワーク20の周面における検出位置Pに対して溶加材Mが垂直に接触するように溶接ロボット19を駆動させてトーチ17を移動させる。
When the filler metal M of the
(座標算出処理)
コントローラ15は、位置検出処理で位置検出した検出位置Pの座標を算出する。具体的には、ワーク20の軸方向位置Z1,Z2におけるそれぞれ周方向位置R1,R2,R3の3箇所の座標を算出する。
(Coordinate calculation processing)
The
(傾き算出処理)
次に、コントローラ15は、算出した接触位置の座標からワーク20の傾きを算出する。具体的には、図4Bに示すように、鉛直線Xに対するワーク20の中心軸線20aの傾きを算出する。
(Slope calculation process)
Next, the
(姿勢調整処理)
続いて、コントローラ15は、算出したワーク20の傾きに基づいて、ワーク20の姿勢を予め設定された姿勢に調整する。本実施形態では、ワーク20を鉛直に立設させる姿勢とする。具体的には、図4Cに示すように、コントローラ15が支持機構16の位置決め機構部41を駆動させることで、ベース43の上面43aの傾きを調整する。これにより、ワーク20の中心軸線20aを鉛直線Xに一致させるようにワーク20の姿勢を調整する。
(Posture adjustment process)
Subsequently, the
上記の姿勢調整方法によってワーク20の姿勢を調整した後、コントローラ15は、設定された層形状データから生成されるトーチ17の移動軌跡に沿って、トーチ17を移動させながら溶加材Mを溶融させ、溶融した溶加材Mをワーク20の周面に供給する。これにより、ワーク20の周面に対して複数の溶着ビード25を螺旋状に形成して積層させ、造形物Wを造形する。
After adjusting the posture of the
以上、説明したように、本実施形態に係るワーク姿勢調整方法によれば、支持機構16に立設させた断面視円形状の柱状のワーク20の周面に沿ってトーチ17を移動させてワーク20の周面に溶加材Mを溶融及び凝固させた溶着ビード25を形成して造形物Wを造形する際に、ワーク20を高精度に位置決めした状態に立設させることができる。これにより、ワーク20が大型であっても誤差を極力抑えつつワーク20の周面へ溶着ビード25を形成して高品質な造形物Wを造形することができる。また、ワーク20へ溶着ビード25を形成するトーチ17から突出する溶加材Mを接触させて位置検出するので、位置検出のためのセンサを別個に設ける必要がなく、設備費を抑えることができる。
As described above, according to the work posture adjusting method according to the present embodiment, the
また、位置検出処理において、予め設定された造形物Wのモデリング図に基づいて、溶着ビード25の形成開始位置及び形成終了位置のワーク20の軸方向位置座標からなる形成開始位置座標及び形成終了位置座標を求め、これらの形成開始位置座標及び形成終了位置座標から、トーチ17の溶加材Mをワーク20に接触させる軸方向位置Z1,Z2を割り出す。これにより、溶着ビード25の形成開始位置から形成終了位置までの範囲を高精度に位置決めすることができる。
Further, in the position detection process, the formation start position coordinates and the formation end position consisting of the axial position coordinates of the
しかも、位置検出処理において、予め設定された造形物Wのモデリング図に基づいて、ワーク20の周面における検出位置Pに対してトーチ17の溶加材Mが垂直に接触されるようにトーチ17を移動させる。これにより、ワーク20の位置の検出精度を高めることができる。
Moreover, in the position detection process, the
そして、ワーク姿勢調整方法によって姿勢を調整したワーク20に対して溶着ビード25を形成して造形物Wを造形する造形物の製造方法及び製造装置である製造システム100によれば、ワーク20が大型であっても誤差を極力抑えつつワーク20の周面へ溶着ビード25を形成して高品質な造形物Wを造形することができる。また、ワーク20を位置決めする際に、ワーク20へ溶着ビード25を形成するツールであるトーチ17から突出する溶加材Mを接触させて位置検出するので、位置検出のためのセンサを別個に設ける必要がなく、設備費を抑えることができる。
Then, according to the manufacturing method and the
なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、実施形態の各構成を相互に組み合わせることや、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者が変更、応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。
例えば、前述した支持機構は、ワークを垂直方向に支持する構成に限らず、水平方向等、ワークを他の方向に支持する機構であってもよい。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and those skilled in the art may modify or apply the invention based on the mutual combination of the configurations of the embodiments, the description of the specification, and the well-known technique. Is also the subject of the present invention and is included in the scope for which protection is sought.
For example, the support mechanism described above is not limited to a structure that supports the work in the vertical direction, and may be a mechanism that supports the work in another direction such as in the horizontal direction.
以上の通り、本明細書には次の事項が開示されている。
(1) 支持機構に支持された断面視円形状の柱状のワークの周面に沿ってツールを移動させて前記ワークの周面に溶加材を溶融及び凝固させた溶着ビードを形成して造形物を造形する際に、前記ワークの姿勢を調整するワーク姿勢調整方法であって、
前記ワークの軸方向の複数箇所である軸方向位置における周方向の複数箇所である周方向位置で、前記ワークの周面に前記ツールを接触させて位置を検出する位置検出処理と、
検出した位置の座標を算出する座標算出処理と、
算出した位置の座標から前記ワークの傾きを算出する傾き算出処理と、
算出した前記ワークの傾きに基づいて、前記支持機構によって前記ワークの姿勢を予め設定された姿勢に調整する姿勢調整処理と、
を含むワーク姿勢調整方法。
このワーク姿勢調整方法によれば、断面視円形状の柱状のワークを高精度に位置決めした状態に支持できる。これにより、ワークが大型であっても誤差を極力抑えつつワークの周面へ溶着ビードを形成して高品質な造形物を造形することができる。また、ワークへ溶着ビードを形成するツールを接触させて位置検出するので、位置検出のためのセンサを別個に設ける必要がなく、設備費を抑えることができる。
As described above, the following matters are disclosed in the present specification.
(1) The tool is moved along the peripheral surface of a columnar work having a circular shape in cross section supported by the support mechanism to form a welded bead in which the filler metal is melted and solidified on the peripheral surface of the work. It is a work posture adjustment method that adjusts the posture of the work when modeling an object.
Position detection processing for detecting the position by bringing the tool into contact with the peripheral surface of the work at a plurality of circumferential positions in the axial position which are a plurality of axial positions of the work.
Coordinate calculation processing to calculate the coordinates of the detected position, and
Inclination calculation processing that calculates the inclination of the work from the coordinates of the calculated position,
A posture adjustment process for adjusting the posture of the work to a preset posture by the support mechanism based on the calculated inclination of the work, and
Work posture adjustment method including.
According to this work posture adjusting method, it is possible to support a columnar work having a circular shape in cross-sectional view in a state of being positioned with high accuracy. As a result, even if the work is large, it is possible to form a welded bead on the peripheral surface of the work while suppressing an error as much as possible to form a high-quality model. Further, since the position is detected by contacting the tool for forming the welded bead with the work, it is not necessary to separately provide a sensor for position detection, and the equipment cost can be suppressed.
(2) 前記位置検出処理において、予め設定された造形物のモデリング図に基づいて、前記溶着ビードの形成開始位置及び形成終了位置の前記ワークの軸方向位置座標からなる形成開始位置座標及び形成終了位置座標を求め、前記形成開始位置座標及び前記形成終了位置座標から、前記ツールを前記ワークに接触させる前記軸方向位置を割り出す(1)に記載のワーク姿勢調整方法。
このワーク姿勢調整方法によれば、溶着ビードの形成開始位置及び形成終了位置のワークの軸方向位置座標からなる形成開始位置座標及び形成終了位置座標から、ツールをワークに接触させる軸方向位置を割り出すことで、溶着ビードの形成開始位置から形成終了位置までの範囲を高精度に位置決めすることができる。
(2) In the position detection process, the formation start position coordinates and the formation end are composed of the axial position coordinates of the work at the formation start position and the formation end position of the welded bead based on the modeling diagram of the modeled object set in advance. The work posture adjusting method according to (1), wherein the position coordinates are obtained, and the axial position where the tool is brought into contact with the work is determined from the formation start position coordinates and the formation end position coordinates.
According to this work posture adjustment method, the axial position in which the tool is brought into contact with the work is determined from the formation start position coordinates and the formation end position coordinates consisting of the axial position coordinates of the work at the formation start position and the formation end position of the welded bead. Therefore, the range from the formation start position to the formation end position of the welded bead can be positioned with high accuracy.
(3) 前記位置検出処理において、予め設定された造形物のモデリング図に基づいて、前記ツールを接触させる前記ワークの周面に対して前記ツールが垂直に接触されるように前記ツールを移動させる(1)または(2)に記載のワーク姿勢調整方法。
このワーク姿勢調整方法によれば、ワークの周面に対してツールを垂直に接触させることで、ワークの位置の検出精度を高めることができる。
(3) In the position detection process, the tool is moved so that the tool is in vertical contact with the peripheral surface of the work to which the tool is in contact, based on a preset modeling diagram of the modeled object. The work posture adjusting method according to (1) or (2).
According to this work posture adjusting method, the accuracy of detecting the position of the work can be improved by bringing the tool into vertical contact with the peripheral surface of the work.
(4) (1)から(3)のいずれか一つに記載のワーク姿勢調整方法によって姿勢を調整した前記ワークの周囲に溶着ビードを形成して造形物を製造する造形物の製造方法。
この造形物の製造方法によれば、高精度に位置決めされたワークの周面に溶着ビードを形成して高品質な造形物を製造することができる。
(4) A method for manufacturing a modeled object in which a welded bead is formed around the work whose posture is adjusted by the work attitude adjusting method according to any one of (1) to (3).
According to this method for manufacturing a modeled object, a welded bead can be formed on the peripheral surface of a work positioned with high accuracy to produce a high-quality modeled object.
(5) 断面視円形状の柱状のワークを支持する支持機構と、
溶加材を溶融及び凝固させた溶着ビードを形成するツールと、
前記ツールを移動させる移動機構と、
前記移動機構を制御し、前記ワークの周面に沿って前記ツールを移動させて前記ワークの周面に溶加材を溶融及び凝固させた溶着ビードを形成して造形物を造形させるコントローラと、
を備え、
前記コントローラは、
前記移動機構を制御することで、前記ワークの軸方向の複数箇所である軸方向位置における周方向の複数箇所である周方向位置で、前記ワークの周面に前記ツールを接触させて位置を検出し、
検出した位置の座標を算出し、
算出した位置の座標から前記ワークの傾きを算出し、
算出した前記ワークの傾きに基づいて前記支持機構を制御し、前記ワークの姿勢を予め設定された姿勢に調整する
造形物の製造装置。
この造形物の製造装置によれば、断面視円形状の柱状のワークの周面に溶着ビードを形成して造形物を製造する際に、コントローラがワークを高精度に位置決めした状態に支持させる。これにより、ワークが大型であっても誤差を極力抑えつつワークの周面へ溶着ビードを形成して高品質な造形物を造形することができる。また、ワークを位置決めする際に、ワークへ溶着ビードを形成するツールを接触させて位置検出するので、位置検出のためのセンサを別個に設ける必要がなく、設備費を抑えることができる。
(5) A support mechanism that supports a columnar workpiece with a circular cross-sectional view, and
A tool for forming a welded bead by melting and solidifying a filler metal,
A movement mechanism for moving the tool and
A controller that controls the movement mechanism and moves the tool along the peripheral surface of the work to form a welded bead in which the filler metal is melted and solidified on the peripheral surface of the work to form a modeled object.
Equipped with
The controller
By controlling the movement mechanism, the tool is brought into contact with the peripheral surface of the work to detect the position at a plurality of circumferential positions in the axial position, which are a plurality of axial positions of the work. death,
Calculate the coordinates of the detected position and
The inclination of the work is calculated from the coordinates of the calculated position,
A device for manufacturing a modeled object that controls the support mechanism based on the calculated inclination of the work and adjusts the posture of the work to a preset posture.
According to this model manufacturing device, when a welded bead is formed on the peripheral surface of a columnar work having a circular cross-sectional view to manufacture a model, the controller supports the work in a highly accurately positioned state. As a result, even if the work is large, it is possible to form a welded bead on the peripheral surface of the work while suppressing an error as much as possible to form a high-quality model. Further, when positioning the work, a tool for forming a welded bead is brought into contact with the work to detect the position, so that it is not necessary to separately provide a sensor for position detection, and the equipment cost can be suppressed.
15 コントローラ
16 支持機構
17 トーチ(ツール)
19 溶接ロボット(移動機構)
20 ワーク
25 溶着ビード
100 製造システム(製造装置)
M 溶加材
R1,R2,R3 周方向位置
W 造形物
Z1,Z2 軸方向位置
15
19 Welding robot (movement mechanism)
20
M filler metal R1, R2, R3 circumferential position W modeled object Z1, Z2 axial position
Claims (5)
前記ワークの軸方向の複数箇所である軸方向位置における周方向の複数箇所である周方向位置で、前記ワークの周面に前記ツールを接触させて位置を検出する位置検出処理と、
検出した位置の座標を算出する座標算出処理と、
算出した位置の座標から前記ワークの傾きを算出する傾き算出処理と、
算出した前記ワークの傾きに基づいて、前記支持機構によって前記ワークの姿勢を予め設定された姿勢に調整する姿勢調整処理と、
を含むワーク姿勢調整方法。 The tool is moved along the peripheral surface of the columnar workpiece having a circular cross-sectional shape supported by the support mechanism to form a welded bead in which the filler metal is melted and solidified on the peripheral surface of the workpiece to form a modeled object. It is a work posture adjustment method for adjusting the posture of the work at the time of performing.
Position detection processing for detecting the position by bringing the tool into contact with the peripheral surface of the work at a plurality of circumferential positions in the axial position which are a plurality of axial positions of the work.
Coordinate calculation processing to calculate the coordinates of the detected position, and
Inclination calculation processing that calculates the inclination of the work from the coordinates of the calculated position,
A posture adjustment process for adjusting the posture of the work to a preset posture by the support mechanism based on the calculated inclination of the work, and
Work posture adjustment method including.
溶加材を溶融及び凝固させた溶着ビードを形成するツールと、
前記ツールを移動させる移動機構と、
前記移動機構を制御し、前記ワークの周面に沿って前記ツールを移動させて前記ワークの周面に溶加材を溶融及び凝固させた溶着ビードを形成して造形物を造形させるコントローラと、
を備え、
前記コントローラは、
前記移動機構を制御することで、前記ワークの軸方向の複数箇所である軸方向位置における周方向の複数箇所である周方向位置で、前記ワークの周面に前記ツールを接触させて位置を検出し、
検出した位置の座標を算出し、
算出した位置の座標から前記ワークの傾きを算出し、
算出した前記ワークの傾きに基づいて前記支持機構を制御し、前記ワークの姿勢を予め設定された姿勢に調整する
造形物の製造装置。 A support mechanism that supports a columnar workpiece with a circular cross-sectional view,
A tool for forming a welded bead by melting and solidifying a filler metal,
A movement mechanism for moving the tool and
A controller that controls the movement mechanism and moves the tool along the peripheral surface of the work to form a welded bead in which the filler metal is melted and solidified on the peripheral surface of the work to form a modeled object.
Equipped with
The controller
By controlling the movement mechanism, the tool is brought into contact with the peripheral surface of the work to detect the position at a plurality of circumferential positions in the axial position, which are a plurality of axial positions of the work. death,
Calculate the coordinates of the detected position and
The inclination of the work is calculated from the coordinates of the calculated position,
A device for manufacturing a modeled object that controls the support mechanism based on the calculated inclination of the work and adjusts the posture of the work to a preset posture.
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