CN107297498B - 层压造形加工方法及层压造形加工装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供使程序指令路径与加工面一致，得到高精度的层压造形加工物的层压造形加工方法及层压造形加工装置。该方法包含：设定步骤(步骤S101～S102)，设定表示加工头(10)的速度的速度指令值(Fc)及表示对应于速度指令值(Fc)的金属粉(5)的供给量的金属粉供给量指令值(Mc)；取得步骤(步骤S103～S105)，取得表示实际移动的加工头(10)的速度的速度(F)及表示加工头(10)与喷涂金属粉的面的实际距离的实际距离(G)这两者；以及供给量计算步骤(步骤S106)，以程序指令路径与加工面一致的方式，基于速度(F)及实际距离(G)来修正金属粉供给量指令值(Mc)计算金属粉供给量(Mout)。

Description

层压造形加工方法及层压造形加工装置

技术领域

本发明涉及控制金属粉的供给量的层压造形。

背景技术

一直以来，作为对金属进行层压造形加工的技术，已知，铺设金属粉并照射光束，来形成硬化层(固化层)的粉末头(Powder head)方式、或一边照射光束一边同时喷涂金属粉，来形成硬化层的粉末喷涂方式等。作为公开与粉末喷涂方式有关的技术的文献，例如有专利文献1和专利文献2。在专利文献1中记载了，将陶瓷或金属等的粉末排列于母材表面，通过激光来加热烧结，并对以上步骤进行重复的激光加工所相关的技术。在专利文献2中记载了如下技术：在制造将多层的烧结层进行层压一体化后的立体造形物的方法中，一边使供给粉末材料的部位移动，一边通过高密度能量热源对该供给的粉末材料加热并烧结。

专利文献

专利文献1：日本专利第2798281号公报

专利文献2：日本特开2006-200030号公报

发明内容

通常，将能够得到与程序指令路径一致(平行)的加工面的加工物作为高精度加工物。但是，在从加工头照射激光并喷涂金属粉，并对溶解层进行层压的粉末喷涂方式的层压加工中，有时通过加工头的移动速度或喷涂金属粉的面的凹凸，无法得到按照程序指令路径的加工面。

图1是对弯曲行进的加工头路径的一例进行示意性表示的图。图1中通过XY坐标(平面)来表示在使路径N1直进后，改变方向而在路径N2上弯曲的加工头路径。在从路径N1向路径N2弯曲的拐角，进行加工头速度的减速。图2是对因加工速度的变化而无法得到按照程序指令路径的加工面的例子进行示意性表示的图。如图2所示，若在拐角处加工头移动的速度减速，则供给至每个单位面积的金属粉增多，从而相应地溶解层变厚。

图3是对直线行进的加工头的路径的一例进行示意性表示的图。图3中示出了直线的路径N3，加工头以一定速度沿路径N3移动。图4是对由于喷涂金属粉的面的凹凸而无法得到按照程序指令路径的加工面的例子进行示意性表示的图。如图4所示，在表面凹陷的部分所得到的加工面也凹陷，在表面膨起的位置所得到的加工面也膨起。这样，即使是以一定速度在直线的路径N3上行进的情况下，如果在喷涂金属粉的面存在凹凸，则也无法得到按照程序指令路径的加工面。

在专利文献1和专利文献2中公开的现有技术中，均无法充分应对上述无法得到按照程序指令路径的加工面的状况。例如，在专利文献2中公开了在要得到的立体造形物的表层侧部位减小粉末材料的供给速度，在要得到的立体造形物的内层侧部位增大粉末材料的供给速度，但是并未考虑加工速度的变化或表面的凹凸。

本发明的目的在于，提供一种能够进行激光照射并控制喷涂金属粉的供给量，得到按照程序指令路径的高精度层压造形加工物的层压造形加工方法及层压造形加工装置。

技术方案(1)：本发明涉及一边供给金属粉(例如，后述的金属粉5)一边使照射激光(例如，后述的激光4)的加工部(例如，后述的加工头10)移动来进行层压造形的层压造形加工方法，该层压造形加工方法包含：设定步骤，其对表示所述加工部的速度的速度指令值(例如，后述的速度指令值Fc)、以及表示对应于所述速度指令值的所述金属粉的供给量的金属粉供给量指令值(例如，后述的金属粉供给量指令值Mc)进行设定；取得步骤，其取得反映实际移动的所述加工部的速度的实际速度信息(例如，后述的速度F)或表示所述加工部与喷涂金属粉的面之间的实际距离的实际距离信息(例如，后述的实际距离G)、或者实际速度信息及实际距离信息这两者；以及供给量计算步骤，其以程序指令路径与加工面一致的方式，基于所述实际速度信息及所述实际距离信息中的至少1个来修正所述金属粉供给量指令值并计算金属粉供给量(例如，后述的金属粉供给量Mout)。

技术方案(2)：在技术方案(1)所述的层压造形加工方法中，也可以对所述金属粉供给量预先设定供给量最小值(例如，后述的最小箝位值Mmin)，当基于所述实际速度信息而计算出的所述金属粉供给量低于所述供给量最小值时，将所述供给量最小值设定给所述金属粉供给量。

技术方案(3)：在技术方案(1)或(2)所述的层压造形加工方法中，也可以包含金属粉调整量计算步骤，其根据所述取得步骤中取得的所述实际距离信息与预先设定的距离信息(例如，后述的假定距离Gc)的差来计算金属粉调整量(例如，后述的金属粉调整量A)，在所述供给量计算步骤中，使用所述金属粉调整量来计算所述金属粉供给量。

技术方案(4)：在技术方案(3)所述的层压造形加工方法中，也可以对所述金属粉调整量预先设定调整量最小值(例如，后述的最小箝位值Amin)及调整量最大值(例如，后述的最大箝位值Amax)，当所述金属粉调整量低于所述调整量最小值时，将所述调整量最小值设定给所述金属粉调整量，当所述金属粉调整量高于所述调整量最大值时，将所述调整量最大值设定给所述金属粉调整量。

技术方案(5)：在技术方案(1)至(4)中任一项所述的层压造形加工方法中，所述层压造形加工方法也可以包含激光输出计算步骤，其根据所述供给量计算步骤中计算出的所述金属粉供给量来修正预先设定的激光输出指令值(例如，后述的激光输出指令值Pc)，并计算激光输出值(例如，后述的激光输出值Pout)。

技术方案(6)：在技术方案(5)所述的层压造形加工方法中，优选包含激光调整量计算步骤，其根据所述供给量计算步骤中计算出的所述金属粉供给量与所述金属粉供给量指令值的差来计算激光输出调整量(例如，后述的激光输出调整量B)，在所述激光输出计算步骤中，使用所述激光输出调整量来计算所述激光输出值。

技术方案(7)：在技术方案(6)所述的层压造形加工方法中，优选对所述激光输出调整量预先设定输出调整量最小值(例如，后述的最小箝位值Bmin)及输出调整量最大值(例如，后述的最大箝位值Bmax)，当所述激光输出调整量低于所述输出调整量最小值时，将所述输出调整量最小值设定给所述激光输出调整量，当所述激光输出调整量高于所述输出调整量最大值时，将所述输出调整量最大值设定给所述激光输出调整量。

技术方案(8)：本发明涉及一种层压造形加工装置(例如，后述的层压造形加工装置)，其具备：加工部(例如，后述的加工头10)，其一边供给金属粉(例如，后述的金属粉5)一边照射激光(例如，后述的激光4)；以及控制装置(例如，后述的控制装置20)，其对表示所述加工部的速度的速度指令值(例如，后述的速度指令值Fc)、以及表示与所述速度指令值相对应的所述金属粉的供给量的金属粉供给量指令值(例如，后述的金属粉供给量指令值Mc)进行设定，所述控制装置取得反映实际移动的所述加工部的速度的实际速度信息(例如，后述的速度F)、或表示所述加工部与喷涂金属粉的面之间的实际距离的实际距离信息(例如，后述的实际距离G)、或者实际速度信息及实际距离信息这两者，并以程序指令路径与加工面一致的方式，基于所述实际速度信息及所述实际距离信息中的至少1个来修正所述金属粉供给量指令值并计算金属粉供给量(例如，后述的金属粉供给量Mout)。

根据本发明的层压造形加工方法及层压造形加工装置，能够使程序指令路径与加工面一致，并得到高精度的层压造形加工物。

附图说明

图1是对弯曲地行进的加工头的路径的一例进行示意性表示的图。

图2是对由于加工速度的变化而使程序指令路径与加工面不一致的例子进行示意性表示的图。

图3是对直线行进的加工头的路径的一例进行示意性表示的图。

图4是对由于喷涂金属粉的面的凹凸而使程序指令路径与加工面不一致的例子进行示意性表示的图。

图5是对本发明的一实施方式所涉及的层压造形加工装置的加工头进行示意性表示的图。

图6是对层压造形加工装置的电连接关系进行示意性表示的框图。

图7是表示基准金属粉供给量相对于加工头速度的关系的图表。

图8是表示金属粉调整量相对于从加工头到喷涂金属粉的面为止的理想距离与加工中的距离之间的差的关系的图表。

图9是表示设定金属粉供给量的处理的流程的流程图。

图10是表示激光输出调整量相对于金属粉供给量指令值与金属粉供给量之间的差的关系的图表。

图11是表示设定激光输出值的处理的流程的流程图。

附图标记说明

1 层压造形加工装置

2 溶解层

4 激光

5 金属粉

10 加工头(加工部)

20 控制装置

A 金属粉调整量

Amax 最大箝位值(调整量最大值)

Amin 最小箝位值(调整量最小值)

B 激光输出调整量

Bmax 最大箝位值(调整量最大值)

Bmin 最小箝位值(调整量最小值)

F 速度(实际速度信息)

G 实际距离(实际距离信息)

Fc 速度指令值

Mout 金属粉供给量

Mc 金属粉供给量指令值

Mmin 最小箝位值(供给量最小值)

Pc 激光输出指令值

Pout 激光输出值

具体实施方式

下面，一边参照附图一边进行说明本发明的优选实施方式。

图5是对本发明的一实施方式所涉及的层压造形加工装置1的加工头10进行示意性表示的图。本实施方式的层压造形加工装置1用于，通过在照射激光4的同时喷涂金属粉5的粉末喷涂方式的加工头10来形成硬化层(固化层)的层压造形加工。本实施方式的加工头10构成为可调整金属粉5的供给量，通过后述的控制装置20的控制来调整在激光照射时喷涂的金属粉5的供给量。

图6是对层压造形加工装置1的电连接关系进行示意性表示的框图。如图6所示，层压造形加工装置1具备：上述加工头10、连接加工头10的光纤激光装置40、使加工头10移动的加工头移动装置11、间隙传感器12、以及进行层压造形加工装置1的各种控制的控制装置20。

光纤激光装置40为用于输出激光4的光纤激光振荡器，并连接至加工头10。光纤激光装置40与后述的控制装置20电连接，并由该控制装置20来控制。

加工头移动装置11为具有多个伺服电动机15的机械臂型机器人，在前端安装有加工头10。多个伺服电动机15经由伺服放大器(图示省略)连接至后述的控制装置20。多个伺服电动机15分别与作为左右方向移动轴的X轴、作为前后方向移动轴的Y轴、作为加工头10的上下方向移动轴的Z轴相对应，可以使加工头10三维移动。此外，加工头移动装置11并不局限于机械臂型机器人，可以使用使加工头10移动的适当的单元。此外，虽然在图2中图示了3个伺服电动机15，但是并不是对伺服电动机15的数量或配置有所限定，可以根据情况进行适当变更。

间隙传感器12是对从加工头10前端到喷涂金属粉的面为止的实际距离G进行检测的距离检测部。间隙传感器12例如被安装在加工头10的前端。此外，在以下的说明中，简单地将加工头10与喷涂金属粉的面的距离这样的情况设为表示从加工头10的前端到喷涂金属粉的面为止的实际距离G。

控制装置20为具有控制激光照射及加工头10的移动的功能的CNC(数值控制装置)。

本实施方式的控制装置20具备：进行加工头10的移动控制的数值控制部21、控制金属粉5的供给量的金属粉供给量设定部23、控制激光4的输出的激光输出控制部24、以及存储各种程序及数据的存储部30。

数值控制部21作为控制加工头移动装置11的轴方向以及不同配置的各伺服电动机15的数值控制装置来发挥作用，以便于基于经由接口(图示省略)设定的程序指令路径来移动加工头10。程序指令路径为对要进行层压的加工面的路径，但是也是根据加工对象或加工目的来设定的加工头10的路径，加工头10形成与该程序指令路径平行的移动轨迹。

另外，数值控制部21基于由程序设定的速度指令值Fc，来进行加工头移动装置11的各轴的伺服电动机15的控制，控制加工头10移动的速度。

金属粉供给量设定部23基于加工头10的速度及从加工头10到喷涂金属粉的面为止的实际距离G，来设定金属粉供给量Mout。针对金属粉供给量Mout的设定方法来进行说明。

在本实施方式中，基于加工头10的实际移动速度来计算基准金属粉供给量M，通过在该基准金属粉供给量M的基础上加上基于加工头10与喷涂金属粉的面之间的实际距离G而设定的金属粉调整量A，来设定表示由加工头10实际供给的金属粉5的量的金属粉供给量Mout。金属粉供给量Mout可以通过下面的数学式来表示。

Mout＝M+A···(1)

Mout：金属粉供给量(Mout＞0)，

M：基准金属粉供给量，

A：金属粉调整量。

针对基准金属粉供给量M的设定来进行说明。图7是表示基准金属粉供给量M相对于加工头10的速度的关系的图表。基准金属粉供给量M是表示反映了考虑后述金属粉调整量之前的实际速度的金属粉供给量的值，通过下面的数学式来计算。

M＝M0+(Mc-M0)×(F/Fc)···(2)

Mc：与速度指令值Fc相对应的金属粉供给量指令值，

M0：加工头的速度为0时的金属粉供给量，

F：根据向各轴输出的速度指令值计算出的加工头的速度，

Fc：由程序指定的速度指令值。

速度F是根据数值控制部21输出至各轴的速度指令值，作为排出金属粉5并且照射激光4的加工头10前端的实际的速度(实际速度信息)而计算出的值。如数学式(2)所示，基准金属粉供给量M是在速度指令值Fc的值中反映了加工头10的速度F的值，并计算为与实际速度F相对应的值。如图7所示，金属粉供给量指令值Mc是与速度指令值Fc对应设定的值。加工头10的速度F是基于加工头移动装置11的各伺服电动机(图示省略)的输出数值、例如X轴、Y轴及Z轴的输出值而设定的速度，并表示加工头10的实际移动速度的值。

在本实施方式中，作为切片而预先设定了表示加工头10的速度为0时的金属粉的供给量的M0，并且设定了最小箝位值Mmin。最小箝位值Mmin比M0设定得大。当基准金属粉供给量M为最小箝位值Mmin以下时，最小箝位值Mmin被设定为基准金属粉供给量M。

针对金属粉调整量A来进行说明。图8是表示金属粉调整量A相对于从加工头10到喷涂金属粉的面为止的理想假定距离Gc与加工中的实际距离G之间的差的关系的图表。金属粉调整量A通过下面的数学式来计算。

A＝Aadj×(G-Gc)···(3)

Aadj：决定对应于实际距离G与假定距离Gc之间的差的金属粉调整量A的斜率，

G：加工头与喷涂金属粉的面的实际距离，

Gc：加工头与喷涂金属粉的面的假定距离。

如数学式(3)所示，金属粉调整量A基于预定的斜率Aadj，反映从加工头10到溶解层2的表面为止的实际的实际距离G，并设定为与实际距离G相对应的值。实际距离G是通过间隙传感器12检测的加工头与喷涂金属粉的面的实际距离(参照图5)。假定距离Gc是被设定为加工头与喷涂金属粉的面的理想距离的距离，并且是由程序预先设定的值。

Aadj是用于决定对应于实际距离G与假定距离Gc之间的差的金属粉调整量A的斜率，基于加工头10与喷涂金属粉的面之间的距离和金属粉供给量的关系而预先设定Aadj。利用数学式(3)来计算对应于实际距离G与假定距离Gc的差的金属粉调整量A。

如图8所示，对金属粉调整量A分别设定最小箝位值Amin及最大箝位值Amax。当计算出的金属粉调整量A低于最小箝位值Amin时将该最小箝位值Amin设定为金属粉调整量A。当计算出的金属粉调整量A高于最大箝位值Amax时将该最大箝位值Amax设定为金属粉调整量A。

图9是表示设定金属粉供给量Mout的处理的流程的流程图。如图9所示，若开始设定金属粉供给量Mout的处理，则控制装置20的金属粉供给量设定部23取得由程序设定的加工头10的速度指令值Fc(步骤S101)。接着，取得与所取得的速度指令值Fc对应的金属粉供给量指令值Mc(步骤S102)。

金属粉供给量设定部23基于数值控制部21向各轴的伺服电动机15输出的速度指令值，取得加工头10的速度F。该速度F是由实际的伺服电动机15控制的加工头10的实际速度信息，也反映了程序指令路径弯曲时等的速度的减速或加速。并且，基于作为实际速度信息的速度F及数学式(2)来计算基准金属粉供给量M(步骤S103)。

接着，基于间隙传感器12的检测值来取得加工头10与喷涂金属粉的面的实际距离G(步骤S104)，并基于数学式(3)来计算金属粉调整量A(步骤S105)。并且，基于步骤S103中计算出的基准金属粉供给量M、以及步骤S105中计算出的金属粉调整量A，来计算金属粉供给量Mout(步骤S106)。

通过以上的处理，计算金属粉供给量Mout作为反映了加工头10的实际移动速度并且反映了加工对象的工件3的表面凹凸的值，该金属粉供给量Mout在加工作业中实际由加工头10供给。

接着，针对基于金属粉供给量Mout来进行激光输出的调整的激光输出控制部24进行说明。激光输出控制部24设定与实际供给的金属粉5的量相对应的最合适的激光输出。

在本实施方式中，通过反映实际的实际距离G的激光输出调整量B来调整预先设定的激光输出指令值Pc，由此设定实际输出的激光输出值Pout。激光输出值Pout可以通过下面的数学式来表示。

Pout＝Pc+B···(4)

Pout：激光输出值，

B：激光输出调整量。

图10是表示激光输出调整量B相对于金属粉供给量指令值Mc与金属粉供给量Mout之间的差的关系的图表。激光输出值Pout通过下面的数学式来计算。如数学式(5)所示，计算激光输出值Pout，以反映实际供给的金属粉供给量。

B＝Badj×(Mout-Mc)···(5)

Badj：用于根据金属粉供给量Mout与金属粉供给量指令值Mc的差来决定激光输出调整量B的斜率,

Mout：实际供给的金属粉供给量,

Mc：金属粉供给量指令值。

另外，可以根据数学式(4)及数学式(5)表现为下面的数学式。

Pout＝Pc+(Badj×(Mout-Mc))···(6)

Badj是用于根据金属粉供给量Mout与金属粉供给量指令值Mc的差来决定激光输出调整量B的斜率，并基于金属粉供给量与激光输出的关系而被预先设定。基于实际供给的金属粉供给量Mout与金属粉供给量指令值Mc的差来设定激光输出调整量B。因此，即使在金属粉供给量指令值Mc被修正为金属粉供给量Mout时，仍设定与该修正后的金属粉供给量Mout相对应的激光输出值Pout。

如图10所示，对激光输出调整量B分别设定最小箝位值Bmin及最大箝位值Bmax。当计算出的激光输出调整量B低于最小箝位值Bmin时，将该最小箝位值Bmin设定为激光输出调整量B。当计算出的激光输出调整量B高于最大箝位值Bmax时，将该最大箝位值Bmax设定为激光输出调整量B。

图11是表示设定激光输出值Pout的处理的流程的流程图。针对设定激光输出值Pout的处理的流程来进行说明。

如图11所示，在设定激光输出值Pout的处理中，首先取得实际供给的金属粉供给量Mout(步骤S201)。接着，根据金属粉供给量指令值Mc及金属粉供给量Mout并基于数学式(5)来计算激光输出调整量B(步骤S202)。并且，基于步骤S202的处理中计算出的激光输出调整量B和数学式(4)来计算激光输出值Pout(步骤S203)

根据以上说明的实施方式的层压造形加工方法，将实现如下效果。

即，层压造形加工方法包含：设定步骤(步骤S101～S102)，对表示加工头10的速度的速度指令值Fc及表示与速度指令值Fc相对应的金属粉5的供给量的金属粉供给量指令值Mc进行设定；取得步骤(步骤S103～S105)，取得表示实际移动的加工头10的速度的速度F、以及表示加工头10与喷涂金属粉的面之间的实际距离的实际距离G这两者；以及供给量计算步骤(步骤S106)，以程序指令路径与加工面一致的方式，基于速度F及实际距离G来修正金属粉供给量指令值Mc，计算金属粉供给量Mout。

由此，能够以程序指令路径与加工面一致的方式，根据加工头10的实际移动速度及加工头10与喷涂金属粉的面之间的实测距离(实际距离G)，来调整喷涂在工件3上的金属粉5的供给量，因此可以得到高精度的层压造形加工物。

对金属粉供给量Mout预先设定最小箝位值Mmin，当基于表示实际移动的加工头10的速度的速度F而计算出的金属粉供给量Mout低于最小箝位值Mmin时，将最小箝位值Mmin设定给金属粉供给量Mout。

由此，由于反映实际移动速度的速度F变为较低的值，因此可以可靠地防止没有以所需要量来供给金属粉供给量Mout的情况，从而能够兼顾使程序指令路径与加工面一致、以及使金属粉供给量Mout的供给量稳定化。

包含根据取得步骤中取得的实际距离G与预先设定的假定距离Gc之间的差来计算金属粉调整量A的金属粉调整量计算步骤(步骤S105)，在供给量计算步骤中使用金属粉调整量A来计算金属粉供给量Mout。

由此，通过利用实际距离G与假定距离Gc的差，可以通过简单处理而高精度地在金属粉供给量Mout的计算中反映实际状况。

对金属粉调整量A预先设定最小箝位值Amin及最大箝位值Amax，当金属粉调整量A低于最小箝位值Amin时将最小箝位值Amin设定给金属粉调整量A，当金属粉调整量A高于最大箝位值Amax时将最大箝位值Amax设定给金属粉调整量A。

由此，即使是在实际距离G与假定距离Gc的差过大、或者过小的情况下，也不会过剩地设定金属粉调整量A，从而能够可靠地防止金属粉供给量Mout超出适当范围的情况。

本实施方式的层压造形加工方法包含激光输出计算步骤(步骤S201～S203)，其根据供给量计算步骤中计算出的金属粉供给量Mout来修正预先设定的激光输出指令值Pc，计算激光输出值Pout。

由此，由于激光输出对应于根据实际状况调整而得的金属粉供给量Mout，因此可以进一步提高层压造形的精度。

包含激光调整量计算步骤(步骤S202)，其根据供给量计算步骤中计算出的金属粉供给量Mout与金属粉供给量指令值Mc的差来计算激光输出调整量B，在激光输出计算步骤中使用激光输出调整量B来计算激光输出值Pout。

由此，通过利用金属粉供给量Mout与金属粉供给量指令值Mc的差，能够通过简单的处理，在激光输出中高精度地反映实际供给的金属粉供给量Mout。

对激光输出调整量B预先设定最小箝位值Bmin及最大箝位值Bmax，当激光输出调整量B低于最小箝位值Bmin时将最小箝位值Bmin设定给激光输出调整量B，当激光输出调整量B高于最大箝位值Bmax时将最大箝位值Bmax设定给激光输出调整量B。

由此，即使在金属粉供给量Mout与金属粉供给量指令值Mc的差变得过大或过小的情况下，也不会过剩地设定激光输出调整量B，能够可靠地防止激光输出上升过度或下降过度而无法适当进行层压造形的情况。

另外，本实施方式的层压造形加工装置1具备：一边供给金属粉5一边照射激光4的加工头10、以及对表示加工头10的速度的速度指令值Fc及表示对应于所述速度指令值Fc的金属粉5的供给量的金属粉供给量指令值Mc进行设定的控制装置20。并且，控制装置20取得表示实际移动的加工头10的速度的速度F及表示加工头10与喷涂金属粉的面之间的距离的实际距离G，并以程序指令路径与加工面一致的方式，基于速度F及实际距离G来修正金属粉供给量指令值Mc，计算金属粉供给量Mout。根据该构成，能够以程序指令路径与加工面一致的方式，根据加工头10的实际移动速度及加工头10与喷涂金属粉的面之间的实测距离，来调整喷涂至工件3的金属粉5的供给量，因此可以得到高精度的层压造形加工物。

以上，对本发明的优选实施方式进行了说明，但是本发明并不局限于上述实施方式，可以进行适当变更。

在上述实施方式中，虽然构成为基于作为实际速度信息的速度F及作为实际距离信息的实际距离G这两者来修正金属粉供给量指令值Mc并计算金属粉供给量Mout，但是并不局限于该构成。例如，也可以省略计算金属粉调整量A的处理，基于速度F来计算金属粉供给量Mout、或者省略取得速度F来计算金属粉供给量Mout的处理，而基于实际距离G来计算金属粉供给量Mout。即，也可以构成为基于反映实际移动的加工部的速度的实际速度信息或表示加工部与喷涂金属粉的面之间的实际距离的实际距离信息中的某一个，来计算金属粉供给量Mout。另外，在上述实施方式中，虽然基于金属粉供给量Mout来计算激光输出值Pout，但是也可以省略基于金属粉供给量Mout来调整激光输出值的处理。

在上述实施方式中，虽然将加工头10与喷涂金属粉的面的距离作为从加工头10的前端到喷涂金属粉的面为止的实际距离G来进行了说明，但是关于实际距离信息只要能够掌握加工头10与喷涂金属粉的面的位置关系即可，测定距离的基准位置可以根据情况来适当变更。

在上述实施方式中，基于来自数值控制部21的指令来计算速度F，但是也可以构成为通过其他方法来检测加工头10的速度。

在上述实施方式中，构成为通过作为距离检测部的间隙传感器12来计算实际距离G，但是检测加工头10与喷涂金属粉的面的距离的方法可以根据情况来适当变更。

在上述实施方式中，示出了控制装置20兼用激光控制装置及数值控制装置的例子，但是并不局限于该结构。也可以构成为激光控制装置与数值控制装置分别独立。另外，还可以构成为通过与数值控制不同的方法来控制加工头10。

Claims (8)

1.一种层压造形加工方法，一边供给金属粉一边使照射激光的加工部移动来进行层压造形，其特征在于，

该层压造形加工方法包含：

设定步骤，设定表示所述加工部的速度的速度指令值、以及表示与所述速度指令值对应的所述金属粉的供给量的金属粉供给量指令值；

取得步骤，取得反映实际移动的所述加工部的速度的实际速度信息和表示所述加工部与要喷涂金属粉的面之间的实际距离的实际距离信息这两者；以及

供给量计算步骤，以程序指令路径与加工面一致的方式，基于所述实际速度信息和所述实际距离信息这两者来修正所述金属粉供给量指令值，计算金属粉供给量；

金属粉供给量Mout通过以下公式计算：

Mout＝M+A···(1)

M＝M0+(Mc-M0)×(F/Fc)···(2)

A＝Aadj×(G-Gc)···(3)

M：基准金属粉供给量，

A：金属粉调整量，

Mc：与速度指令值相对应的金属粉供给量指令值，

M0：加工部的速度为0时的金属粉供给量，

F：根据向各轴输出的速度指令值计算出的加工部的速度，

Fc：由程序指定的速度指令值，

Aadj：决定对应于实际距离与假定距离之间的差的金属粉调整量A的斜率，

G：加工部与要喷涂金属粉的面的实际距离，

Gc：加工部与要喷涂金属粉的面的假定距离。

2.根据权利要求1所述的层压造形加工方法，其特征在于，

对所述金属粉供给量预先设定供给量最小值，

当基于所述实际速度信息而计算出的所述金属粉供给量低于所述供给量最小值时，将所述供给量最小值设定给所述金属粉供给量。

3.根据权利要求1或2所述的层压造形加工方法，其特征在于，

该层压造形加工方法包含金属粉调整量计算步骤，在该金属粉调整量计算步骤中，根据所述取得步骤中取得的所述实际距离信息与预先设定的距离信息之间的差来计算金属粉调整量，

在所述供给量计算步骤中，使用所述金属粉调整量来计算所述金属粉供给量。

4.根据权利要求3所述的层压造形加工方法，其特征在于，

对所述金属粉调整量预先设定调整量最小值以及调整量最大值，

当所述金属粉调整量低于所述调整量最小值时，将所述调整量最小值设定给所述金属粉调整量，

当所述金属粉调整量高于所述调整量最大值时，将所述调整量最大值设定给所述金属粉调整量。

5.根据权利要求1或2所述的层压造形加工方法，其特征在于，

该层压造形加工方法包含激光输出计算步骤，在该激光输出计算步骤中，根据在所述供给量计算步骤中计算出的所述金属粉供给量来修正预先设定的激光输出指令值，计算激光输出值。

6.根据权利要求5所述的层压造形加工方法，其特征在于，

该层压造形加工方法包含激光调整量计算步骤，在该激光调整量计算步骤中，根据所述供给量计算步骤中计算出的所述金属粉供给量与所述金属粉供给量指令值之间的差来计算激光输出调整量，

在所述激光输出计算步骤中，使用所述激光输出调整量来计算所述激光输出值。

7.根据权利要求6所述的层压造形加工方法，其特征在于，

对所述激光输出调整量预先设定调整量最小值以及调整量最大值，

当所述激光输出调整量低于所述调整量最小值时，将所述调整量最小值设定给所述激光输出调整量，

当所述激光输出调整量高于所述调整量最大值时，将所述调整量最大值设定给所述激光输出调整量。

8.一种层压造形加工装置，其特征在于，

该层压造形加工装置具备：

加工部，其一边供给金属粉一边照射激光；以及

控制装置，其设定表示所述加工部的速度的速度指令值、以及表示与所述速度指令值对应的所述金属粉的供给量的金属粉供给量指令值，

所述控制装置取得反映实际移动的所述加工部的速度的实际速度信息和表示所述加工部与要喷涂金属粉的面之间的实际距离的实际距离信息这两者，并以程序指令路径与加工面一致的方式，基于所述实际速度信息和所述实际距离信息这两者来修正所述金属粉供给量指令值，计算金属粉供给量；

金属粉供给量Mout通过以下公式计算：

Mout＝M+A···(1)

M＝M0+(Mc-M0)×(F/Fc)···(2)

A＝Aadj×(G-Gc)···(3)

M：基准金属粉供给量，

A：金属粉调整量，

Mc：与速度指令值相对应的金属粉供给量指令值，

M0：加工部的速度为0时的金属粉供给量，

F：根据向各轴输出的速度指令值计算出的加工部的速度，

Fc：由程序指定的速度指令值，

Aadj：决定对应于实际距离与假定距离之间的差的金属粉调整量A的斜率，

G：加工部与要喷涂金属粉的面的实际距离，

Gc：加工部与要喷涂金属粉的面的假定距离。

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