CN111417485B - 造型物的制造方法以及制造装置 - Google Patents

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Abstract

提供能够在没有下垂、凹凸不平等不良状况的情况下效率良好地形成熔敷焊道从而造型造型物的造型物的制造方法以及制造装置。在用焊炬形成使焊料熔融以及凝固而成的熔敷焊道时，预先制作与基面倾斜角和轨道倾斜角相应的焊道高度以及焊道宽度的映射，该基面倾斜角是形成熔敷焊道的基面与铅垂方向所成的角，该轨道倾斜角是形成基面上的焊炬的轨道方向与铅垂方向所成的角。并且，在基面上形成熔敷焊道时，与基面倾斜角和轨道倾斜角相应地从映射选择焊道高度以及焊道宽度，以选择出的焊道高度以及焊道宽度形成熔敷焊道。

Description

造型物的制造方法以及制造装置
技术领域
本发明涉及造型物的制造方法以及制造装置。
背景技术
近年来，作为生产单元的3D打印机的需求提高，特别是，关于对金属材料的应用，在飞机行业等中，面向实用化进行了研究开发。例如，在使用了金属材料的3D打印机中，使用激光、电弧等热源而使金属粉体、金属丝熔融，并使熔融金属层叠从而造型造型物。
作为这样的造型造型物的技术，已知有如下技术：在从第一焊道的延伸方向的中心线偏置而层叠并形成第二焊道的情况下，基于从中心线的偏置量来运算用于控制送出的熔滴的熔滴量的参数值而控制焊炬以及使焊炬移动的移动机构(例如，参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本国特开2015-160217号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而，在将熔敷焊道形成于基面时，若该基面倾斜，则有可能在形成的熔敷焊道产生由重力的影响引起的下垂。另外，若为了不使熔敷焊道下垂而加快焊炬的移动速度，则有可能产生熔敷焊道中断的凹凸不平。
本发明的目的在于提供能够在没有下垂、凹凸不平等不良状况的情况下效率良好地形成熔敷焊道从而造型造型物的造型物的制造方法以及制造装置。
用于解决课题的方案
本发明由下述的结构构成。
(1)一种造型物的制造方法，其用焊炬形成使焊料熔融以及凝固而成的熔敷焊道来造型造型物，其中，
预先制作与基面倾斜角θ和轨道倾斜角
Figure BDA0002491670220000021
相应的焊道高度BH以及焊道宽度BW的映射，所述基面倾斜角θ是形成所述熔敷焊道的基面与铅垂方向所成的角，所述轨道倾斜角
Figure BDA0002491670220000022
是所述基面上的所述焊炬的轨道方向与铅垂方向所成的角，
在所述基面上形成熔敷焊道时，与所述基面倾斜角θ和所述轨道倾斜角
Figure BDA0002491670220000023
相应地从所述映射选择焊道高度BH0以及焊道宽度BW0，
以选择出的焊道高度BH0以及焊道宽度BW0形成所述熔敷焊道。
(2)一种造型物的制造装置，其利用使焊料熔融以及凝固而成的熔敷焊道在基面上造型造型物，其中，
造型物的制造装置具备：
焊炬，其形成所述熔敷焊道；
移动机构，其使所述焊炬相对于所述基面相对移动；
存储部，其存储有与基面倾斜角以及轨道倾斜角相应的焊道高度以及焊道宽度的映射，所述基面倾斜角是所述基面与铅垂方向所成的角，所述轨道倾斜角是所述基面上的所述焊炬的轨道方向与铅垂方向所成的角；以及
控制部，其在所述基面上形成熔敷焊道时，从所述存储部的所述映射选择与所述基面倾斜角和所述轨道倾斜角相应的焊道高度以及焊道宽度而控制所述移动机构以及所述焊炬，形成所述熔敷焊道。
发明效果
根据本发明，能够在没有下垂、凹凸不平等不良状况的情况下效率良好地形成熔敷焊道从而造型造型物。
附图说明
图1是本发明的制造造型物的制造系统的示意性的概要结构图。
图2A是使熔敷焊道层叠而成的造型物的主视图。
图2B是使熔敷焊道层叠而成的造型物的侧视图。
图3是说明熔敷焊道的形成的方法的图，图3的(a)是侧视图，图3的(b)是主视图。
图4的(a)以及(b)分别是示出在形成熔敷焊道时使用的处理窗口的图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式详细地进行说明。
图1是本发明的制造造型物的制造系统的示意性的概要结构图。
本结构的制造系统100具备层叠造型装置11、以及统一控制层叠造型装置11的控制器15。
层叠造型装置11具有在前端轴具有焊炬17的焊接机器人19、以及向焊炬17供给焊料(焊丝)M的焊料供给部23。
控制器15具有CAD/CAM部31、轨道运算部33、存储部35、以及它们所连接的控制部37。
焊接机器人19是多关节机器人，并在设置于前端轴的焊炬17以能够连续供给的方式支承有焊料M。焊炬17的位置、姿势在机械臂的自由度的范围内能够三维地任意设定。
焊炬17具有未图示的保护喷嘴，并从保护喷嘴供给保护气体。作为在本结构中使用的电弧焊接法，可以是覆盖电弧焊接、二氧化碳气体电弧焊接等消耗电极式、TIG焊接、等离子体电弧焊接等非消耗电极式中的任一个，根据制作的造型物W来适当选定。
例如，在消耗电极式的情况下，在保护喷嘴的内部配置有导电嘴，供给熔融电流的焊料M保持于导电嘴。焊炬17一边保持焊料M，一边在保护气体环境下从焊料M的前端产生电弧。焊料M通过安装于机械臂等的未图示的送出机构，而从焊料供给部23向焊炬17进给。并且，若一边移动焊炬17一边使连续进给的焊料M熔融以及凝固，则在基座板41上形成作为焊料M的熔融凝固体的线状的熔敷焊道25。
作为使焊料M熔融的热源，并不局限于上述的电弧。例如，也可以采用利用同时使用了电弧和激光的加热方式、使用等离子体的加热方式、使用电子束、激光的加热方式等其他方式而产生的热源。在通过电子束、激光来加热的情况下，能够进一步精细地控制加热量，并能够更加适当地维持熔敷焊道的状态而有助于层叠结构物的进一步的品质提升。
CAD/CAM部31在创建了要制作的造型物W的形状数据之后，分割为多个层而生成表示各层的形状的层形状数据。轨道运算部33基于所生成的层形状数据来求出焊炬17的移动轨迹。存储部35存储所生成的层形状数据、焊炬17的移动轨迹等数据。
控制部37执行基于存储于存储部35的层形状数据、焊炬17的移动轨迹的驱动程序来驱动焊接机器人19。
控制部37执行基于存储于存储部35的层形状数据、焊炬17的移动轨迹的驱动程序来驱动焊接机器人19。换句话说，焊接机器人19根据来自控制器15的指令，并基于在轨道运算部33生成的焊炬17的移动轨迹，一边使焊料M被电弧熔融一边移动焊炬17。在图1中，示出了在相对于铅垂面倾斜的由钢板构成的基座板41上倾斜地形成并排列多个熔敷焊道25从而造型造型物W的情形。
上述结构的制造系统100沿着根据所设定的层形状数据生成的焊炬17的移动轨迹，一边通过焊接机器人19的驱动使焊炬17移动，一边使焊料M熔融，并将熔融了的焊料M向基座板41上供给。由此，例如，如图2A以及图2B所示，在相对于铅垂面倾斜的基座板41倾斜地形成并排列多个线状的熔敷焊道25从而造型层叠为多层的造型物W。
然而，如图3的(a)以及(b)所示，在相对于铅垂面倾斜的基座板41上使焊炬17相对于铅垂方向倾斜地移动而形成熔敷焊道25的情况下，有可能在形成的熔敷焊道25产生由重力的影响引起的下垂。作为基座板41的表面的基面与铅垂方向所成的角(基面倾斜角)θ越小则该重力的影响越大，另外，基座板41上的焊炬17的轨道方向与铅垂方向所成的角(轨道倾斜角)
Figure BDA0002491670220000041
越大则该重力的影响越大。这样，在形成的熔敷焊道25较大地受到重力的影响的情况下，能够通过加快焊炬17的移动速度V来抑制下垂，但有可能产生熔敷焊道25中断的凹凸不平。
因此，在本实施方式中，控制器15的控制部37控制焊接机器人19以及焊炬17，并进行抑制形成的熔敷焊道25的下垂以及凹凸不平的重力影响抑制控制。以下，对由控制部37进行的重力影响抑制控制进行说明。
在存储部35存储有预先制作出的映射。该映射是与基座板41相对于铅垂面的基面倾斜角θ以及基座板41上的焊炬17的轨道方向相对于铅垂方向的轨道倾斜角
Figure BDA0002491670220000051
相应的焊道高度BH以及焊道宽度BW的映射。该映射是相对于基面倾斜角θ以及轨道倾斜角
Figure BDA0002491670220000052
不产生熔敷焊道25的下垂以及凹凸不平的熔敷焊道25的焊道高度BH以及焊道宽度BW的数据的映射，是预先通过实验等求出制作的。在该映射的制作时，使用
Figure BDA0002491670220000053
来作为熔敷焊道25的重力影响的指标。
若轨道运算部33基于层形状数据而求出焊炬17的移动轨迹，则控制部37基于存储于存储部35的映射来选择与焊炬17的移动轨迹相应的熔敷焊道25的焊道高度BH以及焊道宽度BW。
并且，控制部37决定用于以选择出的焊道高度BH以及焊道宽度BW形成熔敷焊道25的焊炬17的移动速度V以及用于使电弧产生的电流值I。在存储部35作为映射而存储有针对每个基面倾斜角θ的移动速度V以及电流值I的处理窗口(适用范围)。
图4的(a)以及(b)示出基座板41设为铅垂面的基面倾斜角θ为0°时的焊炬17的移动速度V以及用于电弧的产生的电流值I的处理窗口PW。如图4的(a)以及(b)所示，移动速度V以及电流值I的处理窗口PW由于随着轨道倾斜角
Figure BDA0002491670220000054
变大而重力的影响变大因此成为逐渐变窄的范围。
控制部37例如在基面倾斜角θ为0°时，通过对图4的(a)以及(b)所示的处理窗口PW应用移动轨迹的轨道倾斜角
Figure BDA0002491670220000055
而决定用于以选择出的焊道高度BH以及焊道宽度BW形成熔敷焊道25的焊炬17的移动速度V以及用于使电弧产生的电流值I。
控制部37在移动速度V以及电流值I的决定后，在使焊接机器人19驱动并沿着所生成的移动轨迹形成熔敷焊道25时，以决定了的移动速度V使焊炬17移动，以决定了的电流值I使电弧产生。并且，在基座板41上形成选择出的焊道高度BH以及焊道宽度BW的熔敷焊道25。由此，在基座板41不产生下垂、凹凸不平地沿着生成了的移动轨迹形成熔敷焊道25，从而使造型物W造型。
在此，根据造型物的形状等，不可避免地有可能层叠与从映射选择出的焊道高度BH、焊道宽度BW尺寸不同的熔敷焊道25。在该情况下，使用映射修正焊道高度BH、焊道宽度BW的选择即可。
作为将该修正以反馈控制实施时的控制参数，焊道高度BH、焊道宽度BW只不过是作为目标的指标，不是能够直接控制的参数因此不适当。另一方面，基面倾斜角θ、以及轨道倾斜角
Figure BDA0002491670220000061
是能够根据载置有基座板41的工作台的移动、焊炬的移动方向等而一定程度调整的参数。于是，将基面倾斜角θ、以及轨道倾斜角
Figure BDA0002491670220000062
用于控制参数来进行焊道高度BH、焊道宽度BW的修正。此时，预先求出
Figure BDA0002491670220000063
的值的连续性(或者阶段性)的变化的信息，录入该信息并主动地进行反馈控制，由此可进行效率良好的修正。
具体而言，如表1所示，在以基面倾斜角θ0、以及轨道倾斜角
Figure BDA0002491670220000064
形成熔敷焊道时，参照作为焊道形成的实际信息的映射来选择焊道高度BH0以及焊道宽度BW0。将与选择出的BH0、BW0对应的焊道形成作为控制的指令值，来形成熔敷焊道。在焊道形成后测量该熔敷焊道，焊道的基面倾斜角为θm，轨道倾斜角为
Figure BDA0002491670220000065
另外，若将上述θm、
Figure BDA0002491670220000066
与映射比较，则期望实际上层叠的熔敷焊道的焊道宽度为BW1，且焊道高度为BH1。
[表1]
Figure BDA0002491670220000071
在该情况下，修正最初选择出的焊道尺寸即BH0、BW0的值，以使得实际上层叠的熔敷焊道的尺寸正确地成为BW0、BH0。换句话说，即使将焊道尺寸设定为BH0、BW0而形成熔敷焊道，实际的熔敷焊道的焊道尺寸也与BH0、BW0不同。于是，将最初从映射选择出的BH0、BW0的值预先修正，以使得焊道形性后的焊道尺寸成为适当值(BH0、BW0)。
具体而言，通过测量而求出与测量到的熔敷焊道的形状(焊道高度、焊道宽度)对应的基面倾斜角θ的实际值θm、以及轨道倾斜角
Figure BDA0002491670220000081
的实际值
Figure BDA0002491670220000082
接下来，从映射求出与基面倾斜角θ和轨道倾斜角
Figure BDA0002491670220000083
的实际值θm、
Figure BDA0002491670220000084
对应的焊道高度BH1以及焊道宽度BW1。并且，求出与最初选择出的焊道高度BH0和焊道宽度BW0之间的差量ΔBH(＝BH0-BH1)、ΔBW(＝BW0-BW1)。
在将求得的差量ΔBH、ΔBW相加而得到的焊道高度BH2(＝BH1+ΔBH)以及焊道宽度BW2(＝BW1+ΔBW)的条件下检索映射，求出与此对应的基面倾斜角θ+α和轨道倾斜角
Figure BDA0002491670220000085
(α、β是被校正的角度)。
然后，作为焊道形成的控制指令，修正层叠熔敷焊道的指令，以使得基面倾斜角成为θ+α，且轨道倾斜角成为
Figure BDA0002491670220000086
换句话说，在最初选择出的焊道条件的选择结果(BH0、BW0)变更为了修正值(BH2、BW2)的状态下进行焊道形成。
这样一来，能够修正控制指令，以使得能够实际上层叠满足从预先准备的映射选择出的焊道高度BH0和焊道宽度BW0的熔敷焊道。需要说明的是，不根据造型中的表面形状测量直接评价焊道高度、焊道宽度的实际值的理由是因为难以根据造型中的表面形状评价各焊道的正确的焊道高度、焊道宽度。
熔敷焊道的表面形状测定例如能够利用光切断法等。在该情况下，关于基面倾斜角θ，通过检测图2A所示的熔敷焊道25的上表面所呈的形状，即使在基面不是基座板41而是熔敷焊道25所形成的上表面的情况下也能够严格地对应。另外，关于轨道倾斜角
Figure BDA0002491670220000087
能够从三维形状测量层叠的熔敷焊道的形状而得到的结果提取最高的顶点等而求出熔敷焊道的延伸方向，并根据该熔敷焊道的延伸方向求出。
并且，关于基面倾斜角θ，若每层叠一个焊道用相机拍摄图3的(a)、(b)所示的外观照片，则能够以充分的精度把握。另外，在焊道层的第二层以后焊道上表面成为基面，但能够正确地把握基面倾斜角θ。
并且，关于轨道倾斜角
Figure BDA0002491670220000091
在利用运算的方法以外，也能够在焊炬安装激光追踪器等而求出。
这样，若预先把握实际值θm、
Figure BDA0002491670220000092
则能够录入该信息而选择更加适当的形状的条件的熔敷焊道。
并且，通过将基面倾斜角θ或者轨道倾斜角
Figure BDA0002491670220000093
中的任一方视为固定值，能够在更加短时间内进行由反馈控制进行的
Figure BDA0002491670220000094
的值的把握。
上述的方法是从实际考虑而重新从映射选择满足规定的条件的焊道条件的反馈控制的一例，但也可以是以与选择出的焊道的条件一致的方式变更焊接条件等的反馈控制。
具体而言，若
Figure BDA0002491670220000099
的值变大，则熔敷焊道由于重力影响而容易下垂。因此，在根据从映射选择出的基面倾斜角θ以及轨道倾斜角
Figure BDA0002491670220000095
而计算的
Figure BDA0002491670220000096
的值过大的情况下，降低输入热量来防止熔敷焊道的下垂。例如，降低焊接电流、提升焊炬移动速度等变更焊接条件。
以上，如说明的那样，根据本实施方式的造型物的制造方法以及制造装置，从映射选择与由基座板41的表面构成的基面相对于铅垂面的基面倾斜角θ以及基面上的焊炬17的轨道方向相对于铅垂方向的轨道倾斜角
Figure BDA0002491670220000097
相应的焊道高度BH以及焊道宽度BW，并以该选择出的焊道高度BH以及焊道宽度BW形成熔敷焊道25。因此，通过在所有的基面倾斜角θ以及轨道倾斜角
Figure BDA0002491670220000098
中预先设定不在熔敷焊道25产生下垂、凹凸不平的焊道高度BH以及焊道宽度BW的映射，即使形成熔敷焊道25的基面相对于铅垂面倾斜、或者焊炬17的轨道方向相对于铅垂方向倾斜，也能够在极力抑制下垂、凹凸不平等的产生的同时形成熔敷焊道25。由此，能够在抑制生成节拍的同时制造高品质的造型物W。
另外，通过使用实际值将从映射选择出的焊道高度BH、焊道宽度BW变更为更加适当的值、或者控制焊炬17的移动速度V以及使电弧产生的电流值I，能够容易且可靠地形成熔敷焊道25。
特别是，通过从使用
Figure BDA0002491670220000105
作为重力影响的指标的映射选择焊道高度BH以及焊道宽度BW而形成熔敷焊道25，从而能够顺畅地形成抑制了由重力影响引起的下垂的熔敷焊道25。
本发明并不限定于上述的实施方式，将实施方式的各结构相互组合、本领域技术人员基于说明书的记载、以及公知的技术而进行变更、应用也是本发明所预定的，并包括在请求保护的范围。
例如，在上述实施方式中，例示了将基座板41的表面作为基面而形成熔敷焊道25的情况，但形成熔敷焊道25的基面并不局限于基座板41等板体。例如，在使熔敷焊道25层叠的情况下，下层侧的熔敷焊道25的上表面成为基面。
例如，本结构的层叠造型装置11使用了焊接机器人19来作为移动机构，但并不局限于此，也可以是能够将焊炬17相对于基座板41相对移动的结构。在该情况下，焊炬17的轨道是指焊炬17与基座板41的相对移动的轨道。
如以上那样，本说明书公开了如下事项。
(1)一种造型物的制造方法，其用焊炬形成使焊料熔融以及凝固而成的熔敷焊道来造型造型物，其中，
预先制作与基面倾斜角θ和轨道倾斜角
Figure BDA0002491670220000101
相应的焊道高度BH以及焊道宽度BW的映射，所述基面倾斜角θ是形成所述熔敷焊道的基面与铅垂方向所成的角，所述轨道倾斜角
Figure BDA0002491670220000102
是所述基面上的所述焊炬的轨道方向与铅垂方向所成的角，
在所述基面上形成熔敷焊道时，与所述基面倾斜角θ和所述轨道倾斜角
Figure BDA0002491670220000103
相应地从所述映射选择焊道高度BH0以及焊道宽度BW0，
以选择出的焊道高度BH0以及焊道宽度BW0形成所述熔敷焊道。
根据该造型物的制造方法，从映射选择与基面相对于铅垂面的基面倾斜角θ以及基面上的焊炬的轨道方向相对于铅垂方向的轨道倾斜角
Figure BDA0002491670220000104
相应的焊道高度BH0以及焊道宽度BW0，并以该选择出的焊道高度BH0以及焊道宽度BW0形成熔敷焊道。因此，通过在所有的基面倾斜角θ以及轨道倾斜角
Figure BDA0002491670220000111
中预先设定不在熔敷焊道产生下垂、凹凸不平的焊道高度BH0以及焊道宽度BW0的映射，即使形成熔敷焊道的基面相对于铅垂面倾斜、或者焊炬的轨道方向相对于铅垂方向倾斜，也能够在极力抑制下垂、凹凸不平等的产生的同时形成熔敷焊道。由此，能够在抑制生成节拍的同时制造高品质的造型物。
(2)根据(1)所述的造型物的制造方法，其中，
所述造型物的制造方法包括如下工序：
在形成所述熔敷焊道前，通过测量已经层叠的熔敷焊道的表面形状，而求出与所述焊道高度BH0以及所述焊道宽度BW0对应的所述基面倾斜角的实际值θm和所述轨道倾斜角的实际值
Figure BDA0002491670220000112
根据所述映射计算出与所述实际值θm、
Figure BDA0002491670220000113
对应的对应焊道高度BH1和对应焊道宽度BW1，
求出在形成所述熔敷焊道时选择出的所述焊道高度BH0以及所述焊道宽度BW0与所述对应焊道高度BH1和所述对应焊道宽度BW1之间的差量BH0-BH1、BW0-BW1，
求出将求得的所述差量分别与所述焊道高度BH0以及所述焊道宽度BW0相加而得到的校正后焊道高度BH2以及校正后焊道宽度BW2，
根据所述映射求出与所述校正后焊道高度BH2以及校正后焊道宽度BW2对应的校正基面倾斜角θ、校正轨道倾斜角
Figure BDA0002491670220000114
以求得的所述校正基面倾斜角θ、所述校正轨道倾斜角
Figure BDA0002491670220000115
形成所述熔敷焊道。
根据该造型物的制造方法，通过修正焊道高度和焊道宽度，以使得接近已经层叠的实际的某基面倾斜角、轨道倾斜角，从而形成为下垂、凹凸不平被抑制的适当的焊道形状。
(3)根据(1)或(2)所述的造型物的制造方法，其中，
在使用电弧使所述焊料熔融以及凝固而形成所述熔敷焊道时，通过控制所述焊炬的移动速度以及用于产生所述电弧的电流值，而以从所述映射选择出的焊道高度以及焊道宽度形成所述熔敷焊道。
根据该造型物的制造方法，通过控制焊炬的移动速度以及使电弧产生的电流值，能够以从映射选择出的焊道高度以及焊道宽度容易且可靠地形成熔敷焊道。
(4)根据(1)～(3)中任一项所述的造型物的制造方法，其中，
使所述熔敷焊道层叠而形成造型物。
根据该造型物的制造方法，能够在没有下垂、凹凸不平等不良状况的情况下制造将熔敷焊道层叠而成的造型物。
(5)根据(1)～(4)中任一项所述的造型物的制造方法，其中，
在所述映射的制作中，使用
Figure BDA0002491670220000126
作为所述熔敷焊道的重力影响的指标而求出所述焊道高度BH以及所述焊道宽度BW相对于所述基面倾斜角θ和所述轨道倾斜角
Figure BDA0002491670220000121
的关系。
根据该造型物的制造方法，通过从使用
Figure BDA0002491670220000122
作为重力影响的指标的映射选择焊道高度以及焊道宽度而形成熔敷焊道，能够顺畅地形成由重力影响引起的下垂被抑制的熔敷焊道。
(6)根据(5)所述的造型物的制造方法，其特征在于，
在形成所述熔敷焊道前，通过测量已经层叠的熔敷焊道的表面形状而计算所述基面倾斜角的实际值θm和所述轨道倾斜角的实际值
Figure BDA0002491670220000123
在形成所述熔敷焊道前计算
Figure BDA0002491670220000124
的值，在比根据已经从所述映射选择出的所述基面倾斜角θ以及所述轨道倾斜角
Figure BDA0002491670220000125
计算的
Figure BDA0002491670220000127
的值大的情况下，进行使向所述熔敷焊道的输入热量减少的反馈控制。
根据该造型物的制造方法，通过以与选择出的焊道的条件一致的方式进行焊接电流、焊炬速度的调整等而使输入热量减少，由此形成为下垂、凹凸不平被抑制的适当的焊道形状。
(7)一种造型物的制造装置，其利用使焊料熔融以及凝固而成的熔敷焊道在基面上造型造型物，其中，
所述造型物的制造装置具备：
焊炬，其形成所述熔敷焊道；
移动机构，其使所述焊炬相对于所述基面相对移动；
存储部，其存储有与基面倾斜角以及轨道倾斜角相应的焊道高度以及焊道宽度的映射，所述基面倾斜角是所述基面与铅垂方向所成的角，所述轨道倾斜角是所述基面上的所述焊炬的轨道方向与铅垂方向所成的角；以及
控制部，其在所述基面上形成熔敷焊道时，从所述存储部的所述映射选择与所述基面倾斜角和所述轨道倾斜角相应的焊道高度以及焊道宽度而控制所述移动机构以及所述焊炬，形成所述熔敷焊道。
根据该造型物的制造装置，控制部从存储于存储部的与基面相对于铅垂面的基面倾斜角以及基面上的焊炬的轨道方向相对于铅垂方向的轨道倾斜角相应的焊道高度以及焊道宽度的映射选择形成的熔敷焊道的焊道高度以及焊道宽度。并且，控制部控制移动机构以及焊炬，以选择出的焊道高度以及焊道宽度形成熔敷焊道。因此，通过在所有的基面倾斜角以及轨道倾斜角中预先设定不在熔敷焊道产生下垂、凹凸不平的焊道高度以及焊道宽度的映射，即使形成熔敷焊道的基面相对于铅垂面倾斜、或者焊炬的轨道方向相对于铅垂方向倾斜，也能够在极力抑制下垂、凹凸不平等的产生的同时形成熔敷焊道。由此，能够在抑制生成节拍的同时制造高品质的造型物。
(8)根据(7)所述的造型物的制造装置，其中，
所述控制部在使用电弧使所述焊料熔融以及凝固而形成所述熔敷焊道时控制所述焊炬的移动速度以及用于产生所述电弧的电流值，使得以从所述映射选择出的焊道高度以及焊道宽度形成所述熔敷焊道。
根据该造型物的制造装置，控制部通过控制焊炬的移动速度以及使电弧产生的电流值，能够以从映射选择出的焊道高度以及焊道宽度容易且可靠地形成熔敷焊道。
(9)根据(7)或(8)所述的造型物的制造装置，其中，
在所述映射中，所述焊道高度以及所述焊道宽度相对于所述基面倾斜角θ和所述轨道倾斜角
Figure BDA0002491670220000131
的关系通过使用
Figure BDA0002491670220000132
作为所述熔敷焊道的重力影响的指标而求出。
根据该造型物的制造装置，能够顺畅地形成抑制了下垂的熔敷焊道。
本申请基于2017年11月15日申请的日本专利申请(特愿2017-220213)，并将其内容作为参照而援引于此。
附图标记说明：
11 层叠造型装置(制造装置)
17 焊炬
19 焊接机器人(移动机构)
25 熔敷焊道
35 存储部
37 控制部
BH 焊道高度
BW 焊道宽度
I 电流值
M 焊料
V 移动速度
W 造型物
θ 基面倾斜角
Figure BDA0002491670220000141
轨道倾斜角。

Claims (9)

1.一种造型物的制造方法，其用焊炬形成使焊料熔融以及凝固而成的熔敷焊道来造型造型物，其中，
预先制作与基面倾斜角θ和轨道倾斜角
Figure FDA0003177086520000011
相应的焊道高度BH以及焊道宽度BW的映射，所述基面倾斜角θ是形成所述熔敷焊道的基面与铅垂方向所成的角，所述轨道倾斜角
Figure FDA0003177086520000012
是所述基面上的所述焊炬的轨道方向与铅垂方向所成的角，
在所述基面上形成熔敷焊道时，与所述基面倾斜角θ和所述轨道倾斜角
Figure FDA0003177086520000013
相应地从所述映射选择焊道高度BH0以及焊道宽度BW0，
以选择出的焊道高度BH0以及焊道宽度BW0形成所述熔敷焊道，
在所述映射的制作中，使用
Figure FDA0003177086520000014
作为所述熔敷焊道的重力影响的指标而求出所述焊道高度BH以及所述焊道宽度BW相对于所述基面倾斜角θ和所述轨道倾斜角
Figure FDA0003177086520000015
的关系。
2.根据权利要求1所述的造型物的制造方法，其中，
所述造型物的制造方法包括如下工序：
在形成所述熔敷焊道前，通过测量已经层叠的熔敷焊道的表面形状，而求出与所述焊道高度BH0以及所述焊道宽度BW0对应的所述基面倾斜角的实际值θm和所述轨道倾斜角的实际值
Figure FDA0003177086520000016
根据所述映射计算出与所述实际值θm、
Figure FDA0003177086520000017
对应的对应焊道高度BH1和对应焊道宽度BW1，
求出在形成所述熔敷焊道时选择出的所述焊道高度BH0以及所述焊道宽度BW0与所述对应焊道高度BH1和所述对应焊道宽度BW1之间的差量BH0-BH1、BW0-BW1，
求出将求得的所述差量分别与所述焊道高度BH0以及所述焊道宽度BW0相加而得到的校正后焊道高度BH2以及校正后焊道宽度BW2，
根据所述映射求出与所述校正后焊道高度BH2以及校正后焊道宽度BW2对应的校正基面倾斜角θ、校正轨道倾斜角
Figure FDA0003177086520000018
以求得的所述校正基面倾斜角θ、所述校正轨道倾斜角
Figure FDA0003177086520000019
形成所述熔敷焊道。
3.根据权利要求1所述的造型物的制造方法，其中，
在使用电弧使所述焊料熔融以及凝固而形成所述熔敷焊道时，通过控制所述焊炬的移动速度以及用于产生所述电弧的电流值，而以从所述映射选择出的焊道高度以及焊道宽度形成所述熔敷焊道。
4.根据权利要求2所述的造型物的制造方法，其中，
在使用电弧使所述焊料熔融以及凝固而形成所述熔敷焊道时，通过控制所述焊炬的移动速度以及用于产生所述电弧的电流值，而以从所述映射选择出的焊道高度以及焊道宽度形成所述熔敷焊道。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的造型物的制造方法，其中，
使所述熔敷焊道层叠而形成造型物。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的造型物的制造方法，其中，
在形成所述熔敷焊道前，通过测量已经层叠的熔敷焊道的表面形状而计算所述基面倾斜角的实际值θm和所述轨道倾斜角的实际值
Figure FDA0003177086520000021
在形成所述熔敷焊道前计算
Figure FDA0003177086520000022
的值，在比根据已经从所述映射选择出的所述基面倾斜角θ以及所述轨道倾斜角
Figure FDA0003177086520000023
计算出的
Figure FDA0003177086520000024
的值大的情况下，进行使向所述熔敷焊道的输入热量减少的反馈控制。
7.根据权利要求5所述的造型物的制造方法，其中，
在形成所述熔敷焊道前，通过测量已经层叠的熔敷焊道的表面形状而计算所述基面倾斜角的实际值θm和所述轨道倾斜角的实际值
Figure FDA0003177086520000025
在形成所述熔敷焊道前计算
Figure FDA0003177086520000026
的值，在比根据已经从所述映射选择出的所述基面倾斜角θ以及所述轨道倾斜角
Figure FDA0003177086520000027
计算出的
Figure FDA0003177086520000028
的值大的情况下，进行使向所述熔敷焊道的输入热量减少的反馈控制。
8.一种造型物的制造装置，其利用使焊料熔融以及凝固而成的熔敷焊道在基面上造型造型物，其中，
所述造型物的制造装置具备：
焊炬，其形成所述熔敷焊道；
移动机构，其使所述焊炬相对于所述基面相对移动；
存储部，其存储有与基面倾斜角以及轨道倾斜角相应的焊道高度以及焊道宽度的映射，所述基面倾斜角是所述基面与铅垂方向所成的角，所述轨道倾斜角是所述基面上的所述焊炬的轨道方向与铅垂方向所成的角；以及
控制部，其在所述基面上形成熔敷焊道时，从所述存储部的所述映射选择与所述基面倾斜角和所述轨道倾斜角相应的焊道高度以及焊道宽度而控制所述移动机构以及所述焊炬，形成所述熔敷焊道，
在所述映射中，所述焊道高度以及所述焊道宽度相对于所述基面倾斜角θ和所述轨道倾斜角
Figure FDA0003177086520000031
的关系通过使用
Figure FDA0003177086520000032
作为所述熔敷焊道的重力影响的指标而求出。
9.根据权利要求8所述的造型物的制造装置，其中，
所述控制部在使用电弧使所述焊料熔融以及凝固而形成所述熔敷焊道时控制所述焊炬的移动速度以及用于产生所述电弧的电流值，使得以从所述映射选择出的焊道高度以及焊道宽度形成所述熔敷焊道。
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