CN112912231A - 数控装置及附加制造装置的控制方法 - Google Patents

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Abstract

数控装置(1)具有：程序解析部(22)，其基于加工程序(20)，对加工头相对于被加工物的移动速度的推移、和向光束的照射位置供给的材料的供给量的推移进行解析；移动距离计算部(25)，其基于通过程序解析部(22)得到的解析结果，对第1移动区间的长度即第1距离进行计算，该第1移动区间是直至材料向被加工物的附加开始的第1位置为止的区间，在该区间一边将加工头加速、一边使加工头移动；以及条件指令生成部(27)，其生成在加工头移动于第1移动区间的期间，使每单位时间的材料的供给量从零增加至按照加工条件的指令值为止的供给指令。

Description

数控装置及附加制造装置的控制方法
技术领域
本发明涉及对附加制造装置进行控制的数控装置及附加制造装置的控制方法。
背景技术
已知通过指向性能量堆积(Direct Energy Deposition：DED)方式制造立体形状的造形物的附加制造装置。在附加制造装置中，通过从加工头射出的光束局部地使材料熔融，将熔融的材料向被加工物附加，由此制造造形物。
在通过数控装置对附加制造装置进行控制的情况下，向数控装置输入的加工程序通常由计算机辅助制造(Computer Aided Manufacturing：CAM)装置创建。数控装置通过加工程序的解析而求出使加工头移动的移动路径，生成移动路径上的针对每个单位时间的插补点组即移动指令。数控装置按照移动指令，对附加制造装置所具有的动作机构进行控制。另外，数控装置生成按照由加工程序指定的加工条件的指令。数控装置通过按照光束输出的条件的指令对光束源进行控制，通过按照材料的供给量的条件的指令对材料的供给源进行控制。
由于动作机构的用于驱动的加速及减速的处理的影响或者动作机构具有的响应性能的影响，有时在与指令相对应的照射位置的移动速度和实际的照射位置的移动速度之间会产生误差。在该情况下，有时针对以与指令相对应的移动速度使照射位置移动的情况而照射位置的移动速度和材料的供给量之间的关系发生变化，由此对附加制造装置的加工精度造成影响。如上所述的现象在使加工头的移动开始并且开始向被加工物的材料附加的情况下、和使加工头的移动停止并且使向被加工物的附加结束的情况下容易发生。
在专利文献1中公开了在随着包含光硬化化合物的造形液的喷雾而通过激光束的照射使造形液硬化的制造方法中，设定用于将进行喷雾的路径中的加工头的速度设为恒定的速度的助走路径。助走路径是不进行造形液的喷雾而使加工头移动的路径，且设定于进行喷雾的路径的前后。
专利文献1：日本特开2018－48032号公报
发明内容
在附加制造装置中，由于材料的供给源具有的响应性能的影响，关于每单位时间的材料的供给量，有时在与指令相对应的供给量和实际的供给量之间会产生误差。由于该误差，针对以与指令相对应的供给量将材料供给的情况而照射位置的移动速度和材料的供给量之间的关系发生变化，由此对加工精度造成影响。因此，附加制造装置存在下述问题，即，即使与上述专利文献1所涉及的现有技术同样地设定助走路径，也得不到高加工精度。
本发明就是鉴于上述情况而提出的，其目的在于，得到能够使附加制造装置进行高加工精度的加工的数控装置及附加制造装置的控制方法。
为了解决上述的课题，达到目的，本发明所涉及的数控装置按照加工程序对附加制造装置进行控制，该附加制造装置具有将光束射出的加工头，将通过光束的照射而熔融的材料向被加工物附加而制造造形物。本发明所涉及的数控装置具有：程序解析部，其基于加工程序，对加工头相对于被加工物的移动速度的推移和向光束的照射位置供给的材料的供给量的推移进行解析；移动距离计算部，其基于通过程序解析部得到的解析结果，对第1移动区间的长度即第1距离进行计算，该第1移动区间是直至材料向被加工物的附加开始的第1位置为止的区间，一边将加工头加速、一边使加工头移动；以及条件指令生成部，其生成在加工头移动于第1移动区间的期间，使每单位时间的材料的供给量从零增加至按照加工条件的指令值为止的供给指令。
发明的效果
本发明所涉及的数控装置具有能够使附加制造装置进行高加工精度的加工的效果。
附图说明
图1是表示通过本发明的实施方式1所涉及的NC装置进行控制的附加制造装置的图。
图2是表示对图1所示的附加制造装置进行控制的NC装置的功能结构的图。
图3是表示实施方式1所涉及的NC装置的硬件结构的框图。
图4是表示通过图2所示的NC装置进行的动作的顺序的流程图。
图5是表示实施方式1的对比例所涉及的关系、且加工头的移动速度、线材的供给速度和激光束的强度之间的关系的图。
图6是对通过图2所示的NC装置所具有的条件调整部调整的线材的供给速度和激光束的强度进行说明的图。
图7是表示向图2所示的NC装置所具有的程序解析部输入的加工程序的例子的图。
图8是表示通过按照图7所示的加工程序的附加加工进行制造的造形物的例子的图。
图9是表示通过图2所示的程序解析部得到的移动速度的解析结果的例子的图。
图10是表示通过图2所示的程序解析部得到的供给速度的解析结果的例子的图。
图11是表示通过图2所示的程序解析部得到的激光束的强度的解析结果的例子的图。
图12是对通过图2所示的NC装置所具有的移动距离计算部实施的处理进行说明的第1图。
图13是对通过图2所示的NC装置所具有的移动距离计算部实施的处理进行说明的第2图。
图14是对通过图2所示的NC装置所具有的移动区间设定部实施的处理进行说明的第1图。
图15是对通过图2所示的NC装置所具有的移动区间设定部实施的处理进行说明的第2图。
图16是对通过图2所示的NC装置所具有的条件调整部实施的处理进行说明的第1图。
图17是对通过图2所示的NC装置所具有的条件调整部实施的处理进行说明的第2图。
图18是表示本发明的实施方式2所涉及的NC装置的功能结构的图。
图19是表示通过图18所示的NC装置进行的动作的顺序的流程图。
图20是对通过图18所示的NC装置所具有的移动区间设定部实施的处理进行说明的第1图。
图21是对通过图18所示的NC装置所具有的移动区间设定部实施的处理进行说明的第2图。
具体实施方式
下面，基于附图对本发明的实施方式所涉及的数控装置及附加制造装置的控制方法详细地进行说明。此外，本发明不受本实施方式限定。在下面的说明中，有时将数控装置称为NC(Numerical Control)装置。
实施方式1.
图1是表示通过本发明的实施方式1所涉及的NC装置1进行控制的附加制造装置100的图。附加制造装置100是通过将由于光束的照射而熔融的材料向被加工物附加的附加加工而制造造形物的工作机械。在实施方式1中，设为光束为激光束，材料为金属材料的线材5。
附加制造装置100通过在基体材料17使焊道堆积，从而将通过金属材料构成的堆积物18形成于基体材料17的表面。焊道是熔融的线材5凝固而形成的线状的物体。基体材料17放置于加工台15。在下面的说明中，被加工物设为是指基体材料17和堆积物18。造形物设为是指将按照加工程序的材料的附加结束后的基体材料17和堆积物18。图1所示的基体材料17为板材。基体材料17也可以是除了板材以外的材料。
附加制造装置100具有加工头10，该加工头10具有光束喷嘴11、线材供给嘴12和气体喷嘴13。光束喷嘴11将使材料熔融的激光束朝向被加工物射出。线材供给嘴12使线材5朝向被加工物中的激光束的照射位置行进。气体喷嘴13将用于抑制堆积物18的氧化及焊道的冷却的气体朝向被加工物喷出。
光束源即激光振荡器2使激光束振荡。来自激光振荡器2的激光束经过光传输路径即纤维线缆3向光束喷嘴11传输。气体供给装置7经过配管8向气体喷嘴13供给气体。
卷绕有线材5的线材卷线筒6为材料的供给源。伴随伺服电动机即旋转电动机4的驱动而线材卷线筒6进行旋转，由此线材5从线材卷线筒6送出。旋转电动机4是用于材料的供给的驱动部。从线材卷线筒6送出的线材5经过线材供给嘴12而向激光束的照射位置供给。此外，也可以在线材供给嘴12设置用于从线材卷线筒6拉出线材5的动作机构。附加制造装置100设置与线材卷线筒6连结的旋转电动机4和线材供给嘴12的动作机构中的至少一者，由此能够向激光束的照射位置供给线材5。该动作机构是用于材料的供给的驱动部。在图1中省略了线材供给嘴12的动作机构的图示。
加工头驱动装置14使加工头10向X轴方向、Y轴方向及Z轴方向的各方向移动。X轴、Y轴及Z轴是彼此垂直的3轴。X轴及Y轴是与水平方向平行的轴。Z轴方向为铅垂方向。加工头驱动装置14具有构成用于使加工头10向X轴方向移动的动作机构的伺服电动机、构成用于使加工头10向Y轴方向移动的动作机构的伺服电动机和构成用于使加工头10向Z轴方向移动的动作机构的伺服电动机。加工头驱动装置14是能够进行3轴各自的方向的平移运动的动作机构。在图1中省略了各伺服电动机的图示。附加制造装置100通过加工头驱动装置14的驱动而使加工头10移动，由此使被加工物中的激光束的照射位置移动。
在图1所示的加工头10中，使激光束从光束喷嘴11向Z轴方向行进。线材供给嘴12在XY面内设置于远离光束喷嘴11的位置，使线材5向相对于Z轴倾斜的方向行进。除此以外，加工头10也可以设为以沿从光束喷嘴11射出的激光束的中心轴的方式使线材5行进。即，光束喷嘴11和线材供给嘴12可以彼此配置于同轴上。光束喷嘴11可以射出将光束剖面的形状调整为以线材5为中心的环状的激光束，或者以线材5为中心而分散于线材5的周围的多个光束。该激光束被调整为在被加工物的照射位置处收敛。
在图1所示的加工头10中，气体喷嘴13在XY面内设置于远离光束喷嘴11的位置，向相对于Z轴倾斜的方向喷出气体。除此以外，加工头10也可以以沿从光束喷嘴11射出的激光束的中心轴的方式喷出气体。即，光束喷嘴11和气体喷嘴13可以配置于同轴上。
旋转机构16是使加工台15旋转的动作机构。旋转机构16使被加工物与加工台15一起旋转。附加制造装置100通过旋转机构16使加工台15旋转，由此能够将被加工物的姿态设为适于加工的姿态。
NC装置1按照加工程序对附加制造装置100进行控制。NC装置1向加工头驱动装置14输出移动指令，由此对加工头驱动装置14进行控制。NC装置1将与光束输出的条件相对应的指令即输出指令向激光振荡器2输出，由此对通过激光振荡器2实施的激光振荡进行控制。
NC装置1将与材料的供给量的条件相对应的指令即供给指令向旋转电动机4输出，由此对旋转电动机4进行控制。NC装置1对旋转电动机4进行控制，由此对从线材卷线筒6朝向照射位置的线材5的速度进行调整。在下面的说明中，有时将该速度称为供给速度。供给速度表示每单位时间的材料的供给量。
NC装置1将与气体的供给量的条件相对应的指令向气体供给装置7输出，由此对从气体供给装置7向气体喷嘴13的气体的供给量进行控制。NC装置1向旋转机构16输出旋转指令，由此对旋转机构16进行控制。此外，NC装置1可以是附加制造装置100的结构要素的1个，也可以是附加制造装置100的外部的装置。
图2是表示对图1所示的附加制造装置100进行控制的NC装置1的功能结构的图。向NC装置1输入由CAM装置创建出的NC程序即加工程序20。加工程序20通过使加工头10相对于在加工台15放置的被加工物进行移动的移动路径的指示，对使激光束的照射位置移动的路径即加工路径进行指定。
NC装置1具有加工条件表21，该加工条件表21储存有各种加工条件的数据。在加工程序20中包含有用于从在加工条件表21中储存有数据的加工条件中对加工条件进行选择的指令。
NC装置1具有：程序解析部22，其对加工程序20进行解析；以及指令值生成部23，其基于通过程序解析部22得到的解析结果而生成移动指令。程序解析部22进行加工程序20之中的、与当前正在进行的处理之后进行的处理有关的解析。程序解析部22基于在加工程序20中记述的处理的内容，对使加工头10移动的移动路径进行解析。程序解析部22将表示解析出的移动路径的数据向指令值生成部23和局部路径生成部24输出。指令值生成部23生成移动路径上的针对每个单位时间的插补点组即移动指令。
程序解析部22从加工条件表21读出在加工程序20中指定出的加工条件的数据。程序解析部22从预先储存于加工条件表21的各种加工条件的数据中得到指定出的加工条件的数据，除此以外，也可以基于记述有加工条件的数据的加工程序20而得到加工条件的数据。在该情况下，程序解析部22通过对加工程序20进行解析，从而也能够得到加工条件的数据。程序解析部22将得到的加工条件的数据向后面记述的条件调整部28输出。
另外，程序解析部22基于得到的加工条件的数据，对加工头10相对于被加工物的移动速度的推移和向激光束的照射位置供给的线材5的供给速度的推移进行推定。程序解析部22将表示与加工头10的移动速度的推移有关的推定结果的数据、和表示与线材5的供给速度的推移有关的推定结果的数据向后面记述的移动距离计算部25输出。另外，程序解析部22基于得到的加工条件的数据对激光束的强度的推移进行推定。程序解析部22将表示与激光束的强度的推移有关的推定结果的数据向移动距离计算部25输出。
NC装置1具有：局部路径生成部24、移动距离计算部25和移动区间设定部26。局部路径生成部24通过对加工头10的移动路径进行分割而生成多个局部路径。向局部路径生成部24从程序解析部22输入移动路径的数据。局部路径生成部24从移动路径提取第1位置为起点且第2位置为终点的局部路径，由此生成从移动路径分割出的多个局部路径。第1位置是开始材料向被加工物的附加的位置。第2位置是从该第1位置继续的材料的附加停止的位置。此外，从移动路径生成的局部路径的数量是与按照加工程序20制造的造形物相对应的任意的数量，有时可能为1个。局部路径生成部24将表示生成的局部路径的数据向移动距离计算部25和移动区间设定部26输出。
移动距离计算部25从局部路径生成部24取得局部路径的数据，计算以局部路径为单位而设定的第1移动区间的长度即第1距离和以局部路径为单位而设定的第2移动区间的长度即第2距离。第1移动区间是从开始了加工头10的移动的位置至第1位置为止一边将加工头10加速、一边移动的区间，且是材料的附加开始前的加速区间。第2移动区间是从第2位置至使加工头10的移动停止的位置为止一边将加工头10减速、一边移动的区间，且是材料的附加停止后的减速区间。
另外，移动距离计算部25从程序解析部22取得表示与加工头10的移动速度的推移有关的推定结果的数据和表示与材料的供给速度的推移有关的推定结果的数据。移动距离计算部25基于加工头10的移动速度的推移的解析结果和材料的供给速度的推移的解析结果，对第1距离和第2距离进行计算。如上所述，移动距离计算部25基于通过程序解析部22得到的解析结果，对第1距离及第2距离进行计算。移动距离计算部25将表示与以局部路径为单位的第1移动区间有关的第1距离的数据、和表示与以局部路径为单位的第2移动区间有关的第2距离的数据向移动区间设定部26输出。
移动区间设定部26从局部路径生成部24取得局部路径的数据，且从移动距离计算部25取得表示以局部路径为单位的第1距离的数据和表示以局部路径为单位的第2距离的数据。移动区间设定部26以局部路径为单位对具有第1距离的第1移动区间和具有第2距离的第2移动区间进行设定。移动区间设定部26以局部路径为单位，对向第1位置处的局部路径的切线方向的第1移动区间进行设定。移动区间设定部26以局部路径为单位，对向第2位置处的局部路径的切线方向的第2移动区间进行设定。即，移动区间设定部26将具有第1距离的第1移动区间向第1位置处的局部路径的切点方向进行设定。移动区间设定部26将具有第2距离的第2移动区间向第2位置处的局部路径的切点方向进行设定。移动区间设定部26将与第1移动区间的设定有关的数据和与第2移动区间的设定有关的数据向指令值生成部23和条件调整部28输出。
NC装置1具有条件指令生成部27和条件调整部28。条件调整部28从程序解析部22取得加工条件的数据。条件调整部28按照通过移动区间设定部26进行的第1移动区间和第2移动区间的设定而对加工条件进行调整。条件调整部28关于局部路径、第1移动区间和第2移动区间，对与线材5的供给有关的条件和与激光束的输出有关的条件进行调整。条件指令生成部27将调整后的加工条件的数据向条件指令生成部27输出。
条件指令生成部27生成按照加工条件的指令。条件指令生成部27从条件调整部28取得调整后的加工条件的数据。条件指令生成部27基于取得的加工条件的数据而生成各种指令。条件指令生成部27生成与材料的供给有关的指令即供给指令和与激光束的输出有关的输出指令。条件指令生成部27生成在由加工头10在第1移动区间进行移动的期间使每单位时间的材料的供给量从零增加至按照加工条件的指令值为止的供给指令。条件指令生成部27生成在由加工头10在第2移动区间进行移动的期间使每单位时间的材料的供给量从按照加工条件的指令值减小至零为止的供给指令。条件指令生成部27生成在加工头10到达第1位置时使通过激光振荡产生的激光束的输出开始的输出信号。条件指令生成部27生成在加工头10到达第2位置时通过激光振荡的停止而使激光束停止的输出指令。
指令值生成部23从移动区间设定部26取得与第1移动区间的设定有关的数据和与第2移动区间的设定有关的数据。指令值生成部23基于与第1移动区间的设定有关的数据，生成第1移动区间中的针对每个单位时间的插补点组即移动指令。指令值生成部23基于与第2移动区间的设定有关的数据，生成第2移动区间中的针对每个单位时间的插补点组即移动指令。指令值生成部23关于各局部路径，生成局部路径上的针对每个单位时间的插补点组即移动指令。NC装置1输出由指令值生成部23生成的指令。
图1所示的加工头驱动装置14具有伺服放大器31，该伺服放大器31对加工头驱动装置14所具有的各伺服电动机的驱动进行控制。伺服放大器31按照从NC装置1输出的移动指令对各伺服电动机的驱动进行控制。
图1所示的旋转电动机4具有对旋转动作进行控制的伺服放大器32。伺服放大器32按照从NC装置1输出的指令之中的与材料的供给速度有关的指令对旋转电动机4的驱动进行控制。图1所示的激光振荡器2具有对激光振荡进行控制的振荡控制部33。振荡控制部33按照从NC装置1输出的指令之中的与激光输出有关的指令对激光振荡进行控制。
除此以外，NC装置1将与气体的供给量的条件相对应的指令向气体供给装置7输出。NC装置1向旋转机构16输出旋转指令。如上所述，NC装置1输出各种指令，由此对附加制造装置100的整体进行控制。
接下来，对NC装置1的硬件结构进行说明。图2所示的NC装置1的各功能部是用于执行实施方式1的附加制造装置100的控制方法的程序即控制程序通过使用硬件被执行而实现的。
图3是表示实施方式1所涉及的NC装置1的硬件结构的框图。NC装置1具有：执行各种处理的CPU(Central Processing Unit)41、包含数据储存区域的RAM(Random AccessMemory)42、非易失性存储器的ROM(Read Only Memory)43、外部存储装置44和用于向NC装置1的信息输入及用于来自NC装置1的信息输出的输入输出接口45。图3所示的各部经由总线46相互地连接。
CPU 41执行在ROM 43及外部存储装置44中存储的程序。图2所示的程序解析部22、指令值生成部23、局部路径生成部24、移动距离计算部25、移动区间设定部26、条件指令生成部27及条件调整部28是使用CPU 41而实现的。
外部存储装置44是HDD(Hard Disk Drive)或者SSD(Solid State Drive)。外部存储装置44对控制程序和各种数据进行存储。外部存储装置44对图2所示的加工程序20和加工条件表21进行存储。在ROM 43中存储有用于NC装置1即计算机或者控制器的基本控制的程序即BIOS(Basic Input/Output System)或者UEFI(Unified Extensible FirmwareInterface)这样的启动加载器，且存储有对硬件进行控制的软件或者程序。此外，控制程序也可以存储于ROM 43。
在ROM 43及外部存储装置44中存储的程序载入至RAM 42。CPU 41将控制程序在RAM 42展开而执行各种处理。输入输出接口45是与NC装置1的外部装置的连接接口。向输入输出接口45输入加工程序20和储存于加工条件表21的数据。另外，输入输出接口45输出各种指令。NC装置1可以具有如键盘及指点设备这样的输入设备及如显示器这样的输出设备。
控制程序可以存储于能够由计算机进行读取的存储介质。NC装置1可以将在存储介质中存储的控制程序向外部存储装置44储存。存储介质可以是软盘即移动型存储介质、或者半导体存储器即闪存。控制程序可以从其他计算机或者服务器装置经由通信网络而向成为NC装置1的计算机或者控制器进行安装。
NC装置1的功能可以通过用于附加制造装置100的控制的专用的硬件即处理电路而实现。处理电路为单一电路、复合电路、被程序化的处理器、被并行程序化的处理器、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field-Programmable Gate Array)或它们的组合。NC装置1的功能可以将一部分通过专用的硬件实现，将另一部分通过软件或者固件实现。
接下来，对通过NC装置1进行的动作进行说明。图4是表示通过图2所示的NC装置1进行的动作的顺序的流程图。在步骤S1中，程序解析部22读出在图3所示的外部存储装置44中存储的加工程序20。
移动指令的内容通过G码进行指定。G码通过“G”的字符和数字的组合进行表示。在使加工头10移动的速度的指令即速度指令中使用F码。F码通过“F”的字符和表示速度的数字的组合进行表示。表示速度的数字可以是速度值，或者也可以是用于从在外部存储装置44中预先储存的速度值中对速度值进行选择的标识符。
另外，在加工程序20中记述有用于从在加工条件表21中储存有数据的各种加工条件中对加工条件进行指定的信息。在用于对加工条件进行指定的信息中使用包含“M”的字符的M码。在M码中包含有用于从在加工条件表21中储存有数据的加工条件中对加工条件进行选择的标识符。程序解析部22基于该标识符对加工条件进行选择，从加工条件表21读出选择出的加工条件的数据。在用于对加工条件进行指定的信息中可以使用G码。程序解析部22通过G码或者M码对加工条件进行选择，该加工条件用于通过附加加工而形成具有设为目标的高度和设为目标的宽度的焊道。此外，也可以在加工程序20中记述有加工条件的数据。在该情况下，程序解析部22从加工程序20读出加工条件的数据。
在解析工序即步骤S2中，程序解析部22基于通过步骤S1读出的加工程序20，对加工头10的移动、线材5的供给和激光束的输出进行解析。在步骤S2中，程序解析部22预先读出加工程序20，由此进行与当前正在进行的处理之后进行的处理有关的解析。程序解析部22基于加工程序20，对加工头10的移动路径、加工头10相对于被加工物的移动速度、附加加工中的激光束的输出和附加加工中的线材5的供给速度的各信息进行解析。另外，程序解析部22对加工头10的移动速度的推移、线材5的供给速度的推移和激光束的输出的推移进行解析。
在局部路径生成工序即步骤S3中，局部路径生成部24对在步骤S2中解析出的移动路径进行分割，由此生成局部路径。局部路径生成部24将移动路径之中的使加工头10用于加工的移动开始的位置判断为第1位置。局部路径生成部24将使加工头10用于加工的移动停止的位置判断为第2位置。局部路径生成部24从移动路径提取第1位置为起点且第2位置为终点的局部路径。局部路径生成部24能够基于通过G码指定的动作模式的变更，对移动的开始和移动的停止进行确认。此外，局部路径生成部24也可以将用于加工的线材5的供给开始的位置判断为第1位置，将用于加工的线材5的供给停止的位置判断为第2位置。局部路径生成部24也可以将用于加工的激光束的输出接通的位置判断为第1位置，将用于加工的激光束的输出从接通变为断开的位置判断为第2位置。除此以外，局部路径生成部24也可以基于通过与加工条件的变更有关的M码进行的指定，对第1位置和第2位置进行判断。
在计算工序即步骤S4中，移动距离计算部25关于通过步骤S3生成的各局部路径，对第1距离和第2距离进行计算。移动距离计算部25基于加工头10的移动速度的推移的解析结果和线材5的供给速度的推移的解析结果，对第1距离和第2距离进行计算。
图5是表示实施方式1的对比例所涉及的关系且加工头10的移动速度、线材5的供给速度和激光束的强度之间的关系的图。在图5的上段示出了加工头10的移动速度F和时间t之间的关系。在图5的中段示出了线材5的供给速度V和时间t之间的关系。在图5的下段示出了激光束的强度P和时间t之间的关系。此外，图5所示的对比例的关系表示由NC装置1如在加工程序20中记述的指令那样对加工头10、旋转电动机4和激光振荡器2进行控制的情况下的关系，且表示没有设定上述的第1移动区间及第2移动区间的情况下的关系。t＝t1设为局部路径的起点。t＝t2设为局部路径的终点。
加工头10的移动在局部路径的起点处开始，在局部路径的终点处停止。移动速度F在从起点至达到由加工程序20的速度指令指定出的速度值F1为止的期间Δt1进行加速。然后，移动速度F在以指定出的速度值F1维持后，在直至到达终点为止的期间Δt2进行减速。期间Δt1及期间Δt2中的移动速度F的推移设为受到了与加工头驱动装置14的驱动有关的加减速处理和用于速度变化的缓和的平滑处理的影响。加减速处理和平滑处理是通过指令值生成部23进行的。
线材5的供给在局部路径的起点处开始，在局部路径的终点处停止。供给速度V在从起点至达到由加工程序20指定的速度值V1为止的期间Δt3进行加速。然后，供给速度V在以指定出的速度值V1维持后，在直至到达终点为止进行减速。期间Δt3及期间Δt4中的供给速度V的推移设为受到了与旋转电动机4的驱动有关的加减速处理和用于加减速中的速度变化的缓和的平滑处理的影响。
通过激光振荡器2进行的激光束的输出在局部路径的起点处开始，在局部路径的终点处停止。通常，激光振荡器2的响应速度比加工头驱动装置14的响应速度更快，且比旋转电动机4的响应速度更快。因此，激光束的强度P在局部路径的起点处，在移动速度F及供给速度V各自达到速度值F1、V1之前，先达到由加工程序20指定的强度值P1。另外，激光束的强度P在局部路径的终点处，在移动速度F及供给速度V各自从速度值F1、V1起开始减速之后，开始从强度值P1起的减小。在图4所示的关系中，设为强度P在起点同时地从零向强度值P1变化，另外，强度P在终点同时地从强度值P1向零变化。
如上所述，在图5所示的关系的情况下，在从局部路径的起点起的期间Δt1和直至局部路径的终点为止的期间Δt2中，在通过加工程序20指定的速度值F1和实际的移动速度F之间产生误差。另外，在从局部路径的起点起的期间Δt3和直至局部路径的终点为止的期间Δt4中，在通过加工程序20指定的速度值V1和实际的供给速度V之间产生误差。在局部路径之中的产生如上所述的误差的部分中，在针对每个插补点的线材5的供给量和激光束的强度之间的关系中发生变动，因此有时可能加工精度降低。
在步骤S4中，移动距离计算部25对第1距离进行计算，该第1距离在移动于第1移动区间的期间，能够使供给速度V从零增加至用于加工的速度值V1为止。另外，移动距离计算部25对第2距离进行计算，该第2距离在移动于第2移动区间的期间能够使供给速度V从速度值V1减小至零为止。
移动距离计算部25对用于使局部路径的针对每个插补点的线材5的供给量和激光束的强度之间的关系设为恒定的关系的第1距离和第2距离进行计算。移动距离计算部25基于移动速度F的推移的解析结果、供给速度V的推移的解析结果和强度P的推移的解析结果，对第1距离和第2距离进行计算。
在移动区间设定工序即步骤S5中，移动区间设定部26设定各局部路径的第1移动区间及第2移动区间。移动区间设定部26基于通过步骤S4计算出的第1距离，对以局部路径为单位的第1移动区间进行设定。移动区间设定部26基于通过步骤S4计算出的第2距离，对以局部路径为单位的第2移动区间进行设定。另外，移动区间设定部26以局部路径为单位，求出第1位置处的局部路径的切线方向和第2位置处的移动路径的切线方向。移动区间设定部26以局部路径为单位而设定与第1位置处的切线方向相同方向的第1移动区间。移动区间设定部26以局部路径为单位而设定与第2位置处的切线方向相同方向的第2移动区间。
在条件调整工序即步骤S6中，条件调整部28关于各局部路径的第1移动区间和第2移动区间，对与线材5的供给有关的条件和与激光束的输出有关的条件进行调整。在指令生成工序即步骤S7中，条件指令生成部27基于通过步骤S6调整后的条件，生成第1移动区间和第2移动区间中的线材5的供给指令和激光束的输出指令。另外，条件指令生成部27基于通过条件调整部28调整后的条件，生成与局部路径有关的各种指令。
图6是对通过图2所示的NC装置1所具有的条件调整部28调整的线材5的供给速度和激光束的强度进行说明的图。在图6的上段示出了加工头10的移动速度F和时间t之间的关系。在图6的中段示出了线材5的供给速度V和时间t之间的关系。在图6的下段示出了激光束的强度P和时间t之间的关系。
条件调整部28在第1移动区间中设定供给速度V的从零起的加速的开始。使线材5的加速开始的定时设为在局部路径的起点处能够使供给速度V增加至速度值V1为止的定时。条件调整部28在第2移动区间的起点，即局部路径的终点处对供给速度V的减速的开始进行设定。供给速度V在第2移动区间中从速度值V1减小至零为止。条件调整部28进行与局部路径的起点同时地使强度值P1的激光束的输出开始的设定、和与局部路径的终点同时地使强度值P1的激光束的输出停止的设定。
在移动指令生成工序即步骤S8中，指令值生成部23生成局部路径、第1移动区间和第2移动区间中的移动指令。由此，NC装置1结束图4所示的顺序所涉及的动作。附加制造装置100在第1移动区间和第2移动区间中使激光束的输出停止，由此在第1移动区间和第2移动区间中使附加加工停止。另外，附加制造装置100在局部路径中，通过使针对每个插补点的线材5的供给量和激光束的强度之间的关系恒定，从而能够实现高加工精度。
接下来，对图2所示的NC装置1的各结构要素中的处理的详细内容进行说明。图7是表示向图2所示的NC装置1所具有的程序解析部22输入的加工程序20的例子的图。图8是表示通过按照图7所示的加工程序20的附加加工进行制造的造形物50的例子的图。
图8所示的造形物50具有：基体材料17和作为堆积物18的2个柱状物51、52。柱状物51、52形成于基体材料17的表面。柱状物51和柱状物52在X轴方向上隔开间隔而设置。柱状物51和柱状物52各自是通过使圆环状的多个焊道在Z轴方向上不断堆积而形成的。
在图7所示的加工程序20中记述有用于柱状物51的加工的处理和用于柱状物52的加工的处理。从“N100”的程序块开始的程序块组20a表示用于柱状物51的加工的处理。从“N200”的程序块开始的程序块组20b表示用于柱状物51的加工的处理。
程序块组20a之中的“N101”的程序块表示向快速进给所涉及的坐标(x，y，z)的位置的移动所涉及的定位。“N104”的程序块表示加工条件“D1”的指定。程序块组20a之中的“N105”及其以后的程序块是表现柱状物51的形状的坐标值组。程序块组20b之中的“N200”的程序块表示向快速进给所涉及的坐标(x2，y2，z2)的位置的移动所涉及的定位。“N202”的程序块表示加工条件“D2”的指定。程序块组20b之中的“N203”及其以后的程序块是表现柱状物52的形状的坐标值组。
在柱状物51的加工条件即加工条件“D1”中，包含将加工头10的移动速度F设为速度值F1、将线材5的供给速度V设为速度值V1、将激光束的强度P设为强度值P1的各条件。另外，设为满足V1＝(1/2)×F1。在柱状物52的加工条件即加工条件“D2”中，包含将移动速度F设为速度值F2、将供给速度V设为速度值V2、将强度P设为强度值P2的各条件。另外，设为满足F2＝F1、V2＝2×F1、P2＝P1。
在下面的说明中，将基于加工程序20的解析结果即移动速度F的解析值称为推定速度Fc。另外，有时将推定速度Fc表示为Fc(t，k)。t设为表示时刻的变量。K设为表示柱状物51、52的变量。k＝1表示柱状物51、52之中的第1个进行加工的柱状物51。k＝2表示柱状物51、52之中的第2个进行加工的柱状物52。程序解析部22基于柱状物51的形状的解析结果，对柱状物51的加工中的移动速度F的推移进行解析。
图9是表示通过图2所示的程序解析部22得到的移动速度的解析结果的例子的图。时刻t10是加工头10的移动开始时。时刻t13是加工头10的移动停止时。从时刻t10的Fc(t10，1)至时刻t11的Fc(t11，1)为止加工头10的移动进行加速，Fc(t11，1)达到速度值F1。从时刻t11的Fc(t11，1)至时刻t12的Fc(t12，1)为止，推定速度Fc设为恒定的速度值F1。从时刻t12的Fc(t12，1)至时刻t13的Fc(t13，1)为止加工头10的移动减速，Fc(t13，1)成为零。
在下面的说明中，将基于加工程序20的解析结果即供给速度V的解析值设为推定速度Vc。另外，有时将推定速度Vc表示为Vc(t，k)。程序解析部22基于加工条件“D1”所包含的供给速度V的条件，对柱状物51的加工中的供给速度V的推移进行解析。
图10是表示通过图2所示的程序解析部22得到的供给速度的解析结果的例子的图。时刻t20是线材5的供给开始时。时刻t23是线材5的供给停止时。从时刻t20的Vc(t20，1)至时刻t21的Vc(t21，1)为止线材5的供给进行加速，Vc(t21，1)达到速度值V1。从时刻t21的Vc(t21，1)至时刻t22的Vc(t22，1)为止，推定速度Vc设为恒定的速度值V1。从时刻t22的Vc(t22，1)至时刻t23的Vc(t23，1)为止线材5的供给进行减速，Vc(t23，1)成为零。
在下面的说明中，将基于加工程序20的解析结果即强度P的解析值设为推定强度Pc。另外，有时将推定强度Pc表示为Pc(t，k)。程序解析部22基于加工条件“D1”所包含的强度P的条件，对柱状物51的加工中的强度P的推移进行解析。
图11是表示通过图2所示的程序解析部22得到的激光束的强度的解析结果的例子的图。时刻t30是激光束的输出开始时。时刻t31是激光束的输出停止时。推定强度Pc在时刻t30从零向强度值P1变化。从时刻t30的Pc(t30，1)至时刻t31的Pc(t31，1)为止，推定强度Pc设为恒定的强度值P1。推定强度Pc在时刻t31从强度值P1向零变化。如上所述，Pc(t，k)＝P1的关系成立。
程序解析部22基于柱状物52的形状的解析结果，对柱状物52的加工中的移动速度F的推移进行解析。程序解析部22与柱状物51的情况同样地，对柱状物52的加工中的移动速度F的推移进行解析。与柱状物52有关的推定速度Fc即Fc(t，2)从加速结束至减速开始为止设为恒定的速度值F2。程序解析部22与柱状物51的情况同样地，对柱状物52的加工中的供给速度V的推移进行解析。与柱状物52有关的推定速度Vc即Vc(t，2)从加速结束至减速开始为止设为恒定的速度值V2。程序解析部22与柱状物51的情况同样地，对柱状物52的加工中的强度P的推移进行解析。与柱状物52有关的推定强度Pc即Pc(t，2)从加速结束至减速开始为止设为恒定的强度值P2。
通过程序解析部22进行的加工程序20的解析处理可以与通过图2所示的指令值生成部23、局部路径生成部24、移动距离计算部25、移动区间设定部26、条件指令生成部27及条件调整部28进行的处理并行地进行。
程序解析部22基于通过加工程序20的执行而形成的堆积物18整体的形状的解析结果，对堆积物18整体的加工中的加工头10的移动路径进行解析。局部路径生成部24将该移动路径之中的Vc(t，k)成为零的位置判断为局部路径间的边界。局部路径生成部24通过针对每个该边界对移动路径进行分割，从而生成局部路径。
在图7所示的加工程序20中，“N103”的程序块表示通过G码即“G1”指定的模式下的加工头10的移动。附加制造装置100通过由“N103”的程序块指定的模式而使加工头10移动，对柱状物51进行加工。如果结束柱状物51的加工，则加工头10进行在“N200”的程序块中所示的定位。然后，附加制造装置100通过由“N201”的程序块指定的模式而使加工头10移动，对柱状物52进行加工。包含“G0”的程序块表示使在该程序块之前所指定的模式下的移动停止而进行定位，即Vc(t，k)暂时成为零。
接下来，对通过局部路径生成部24实施的处理进行说明。局部路径生成部24从程序解析部22取得移动路径的数据。局部路径生成部24将移动路径之中的通过“G0”使加工停止时的位置判断为局部路径的终点即第2位置。另外，局部路径生成部24将移动路径之中的通过“G1”使加工开始时的位置判断为局部路径的起点即第1位置。在图7所示的加工程序20的情况下，局部路径生成部24将堆积物18整体的加工中的移动路径分割为柱状物51的加工中的局部路径L1和柱状物52的加工中的局部路径L2这2个路径。如上述所示，局部路径生成部24基于通过G码指定的动作模式的变更，对局部路径间的边界进行判断。此外，局部路径生成部24可以通过线材5的供给的开始和供给的停止而对边界进行判断，也可以通过激光束的输出的接通和断开而对边界进行判断。除此以外，局部路径生成部24也可以基于通过与加工条件的变更有关的M码进行的指定，对第1位置和第2位置进行判断。
接下来，对通过移动距离计算部25实施的处理进行说明。移动距离计算部25关于各局部路径，对第1移动区间的第1距离和第2移动区间的第2距离进行计算。移动距离计算部25基于加工头10的推定速度Fc的推移，关于各局部路径而求出加工头10针对移动指令的整定时间Ts。整定时间Ts通过推定式即下面的式(1)求出。此外，As设为关于加工头10的移动而预先设定的加速度。Τs设为加工头驱动装置14所具有的伺服电动机的滤波时间常数。
Ts＝(Fc/As)+τs···(1)
移动距离计算部25基于线材5的推定速度Vc的推移，关于各局部路径，求出旋转电动机4针对供给指令的整定时间Tw。整定时间Tw通过推定式即下面的式(2)求出。此外，Aw设为关于线材5的供给而预先设定的加速度。Τw设为旋转电动机4的滤波时间常数。
Tw＝(Vc/Aw)+τw···(2)
图12是对通过图2所示的NC装置1所具有的移动距离计算部25实施的处理进行说明的第1图。在这里，以与局部路径L1有关的第1距离和第2距离的计算为例。第1图示出了Ts＞Tw的情况。加工头10的移动和线材5的供给设为在相同的时刻t0开始。附加制造装置100为了在第1位置处将推定速度Fc和推定速度Vc之间的关系设为恒定的关系，需要在从时刻t0起经过整定时间Ts时，即推定速度Fc达到速度值F1时使加工开始。移动距离计算部25基于整定时间Ts对第1距离进行计算。移动距离计算部25通过下面的式(3)，对第1距离即距离Sr1进行计算。
Sr1＝Fc×{Ts－(Fc/2As)}···(3)
移动距离计算部25将第2距离也与第1距离同样地进行计算。加工头10的移动和线材5的供给设为在相同的时刻t3停止。在Ts＞Tw的情况下，附加制造装置100为了在第2位置处将推定速度Fc和推定速度Vc之间的关系设为恒定的关系，需要在从时刻t3起回溯整定时间Ts时，即开始推定速度Fc从速度值F1起的下降时使加工停止。移动距离计算部25与第1距离同样地，通过上述的式(3)对第2距离即距离Sr1进行计算。在该例中，第1距离和第2距离设为相同的距离Sr1。
图13是对通过图2所示的NC装置1所具有的移动距离计算部25实施的处理进行说明的第2图。第2图示出了Ts＜Tw的情况。附加制造装置100为了在第1位置处将推定速度Fc和推定速度Vc之间的关系设为恒定的关系，需要在从时刻t0起经过整定时间Tw时，即推定速度Vc达到速度值V1时使加工开始。移动距离计算部25基于线材5的整定时间Tw对第1距离和第2距离进行计算。移动距离计算部25通过下面的式(4)对第1距离即距离Sr1进行计算。
Sr1＝Fc×{Tw－(Fc/2As)}···(4)
在这里，对通过移动距离计算部25实施的距离Sr1的计算的具体例进行说明。在本具体例中，关于上述的过滤时间常数τs、τw，τs＝τw＝0成立。另外，预先设定的加速度As、Aw各自设为相同的加速度α。另外，设为Vc＝Fc/2成立。在本具体例中，整定时间Ts通过上述的式(1)，表示为Ts＝Fc/α。整定时间Tw通过上述的式(2)，表示为Tw＝Fc/2α。在整定时间Ts和整定时间Tw之间Ts＞Tw的关系成立，因此移动距离计算部25通过上述的式(3)对距离Sr1进行计算。在本具体例中，距离Sr1通过式(3)被计算为Fc2/2α。
移动距离计算部25将第2距离也与第1距离同样地进行计算。在Ts＜Tw的情况下，附加制造装置100为了在第2位置处将推定速度Fc和推定速度Vc之间的关系设为恒定的关系，需要在从时刻t3起回溯整定时间Tw时，即开始推定速度Vc从速度值V1起的下降时使加工停止。移动距离计算部25与第1距离同样地，通过上述的式(4)对第2距离即距离Sr1进行计算。在该例中，第1距离和第2距离设为相同的距离Sr1。
移动距离计算部25通过上述的式(3)或者(4)对第1距离和第2距离进行计算，该第1距离能够在移动于第1移动区间的期间使供给速度V从零增加至用于加工的速度值V1为止，该第2距离能够在移动于第2移动区间的期间使供给速度V从速度值V1减小至零为止。移动距离计算部25基于上述的式(3)或者(4)对第1距离和第2距离进行计算，由此NC装置1能够进行可将局部路径L1中的移动速度F和供给速度V之间的关系设为恒定的关系的第1移动区间和第2移动区间的设定。移动距离计算部25与局部路径L1的情况同样地，关于局部路径L2也对第1距离及第2距离即距离Sr2进行计算。
接下来，对通过移动区间设定部26实施的处理进行说明。图14是对通过图2所示的NC装置1所具有的移动区间设定部26实施的处理进行说明的第1图。在第1图中，对与局部路径L1有关的第1移动区间L11和第2移动区间L12的设定进行说明。
移动区间设定部26求出第1位置53处的局部路径L1的切线方向和第2位置54处的局部路径L1的切线方向。具体地说，移动区间设定部26基于第1位置53的坐标和与第1位置53相邻的插补点的坐标，求出第1位置53处的切线方向。移动区间设定部26基于第2位置54的坐标和与第2位置54相邻的插补点的坐标，求出第2位置54处的切线方向。
移动区间设定部26求出与第1位置53的切线方向相同方向的第1移动区间L11。第1移动区间L11的起点55是从第1位置53起相距第1距离即距离Sr1的位置。第1位置53是第1移动区间L11的终点。移动区间设定部26求出与第2位置54的切线方向相同方向的第2移动区间L12。第2移动区间L12的终点56是从第2位置54起相距第2距离即距离Sr1的位置。第2位置54是第2移动区间L12的起点。如上所述，移动区间设定部26对与局部路径L1有关的第1移动区间L11和第2移动区间L12进行设定。
图15是对通过图2所示的NC装置1所具有的移动区间设定部26实施的处理进行说明的第2图。在第2图中，对与局部路径L2有关的第1移动区间L21和第2移动区间L22的设定进行说明。
移动区间设定部26求出第1位置57处的局部路径L2的切线方向和第2位置58处的局部路径L2的切线方向。具体地说，移动区间设定部26基于第1位置57的坐标和与第1位置57相邻的插补点的坐标，求出第1位置57处的切线方向。移动区间设定部26基于第2位置58的坐标和与第2位置58相邻的插补点的坐标，求出第2位置58处的切线方向。
移动区间设定部26求出与第1位置57的切线方向相同方向的第1移动区间L21。第1移动区间L21的起点59是从第1位置57起相距第1距离即距离Sr2的位置。第1位置57是第1移动区间L21的终点。移动区间设定部26求出与第2位置58的切线方向相同方向的第2移动区间L22。第2移动区间L22的终点60是从第2位置58起相距第2距离即距离Sr2的位置。第2位置58是第2移动区间L22的起点。如上所述，移动区间设定部26对与局部路径L2有关的第1移动区间L21和第2移动区间L22进行设定。
接下来，对通过条件调整部28实施的处理进行说明。在这里，以对局部路径L1和关于局部路径L1所设定的第1移动区间L11及第2移动区间L12的调整为例而进行说明。条件调整部28通过由移动区间设定部26进行的第1移动区间L11及第2移动区间L12的设定而对柱状物51的加工条件进行调整。条件调整部28对局部路径L、第1移动区间L11和第2移动区间L12中的与线材5的供给有关的条件和与激光束的输出有关的条件进行调整。
条件调整部28对与线材5的供给有关的条件进行调整，以使得在开始加工头10从起点55起的移动的同时开始线材5的供给。如图12所示在Ts＞Tw的情况下，条件调整部28对与激光束的输出有关的条件进行调整，以使得在推定速度Fc达到速度值F1时开始激光束的输出。在Ts＞Tw的情况下，推定速度Fc达到速度值F1时的加工头10的位置成为第1位置53。如图13所示在Ts＜Tw的情况下，条件调整部28对与激光束的输出有关的条件进行调整，以使得在推定速度Vc达到速度值V1时开始激光束的输出。在Ts＜Tw的情况下，在推定速度Vc达到速度值V1时的加工头10的位置成为第1位置。如上所述对与线材5的供给有关的条件和与激光束的输出有关的条件进行调整，由此NC装置1能够在移动速度F为恒定的速度值F1且照射出激光束的期间，以恒定的速度值V1供给线材5。
条件指令生成部27基于由条件调整部28调整后的条件，生成第1移动区间L11和第2移动区间L12中的线材5的供给指令和激光束的输出指令。另外，条件指令生成部27基于由条件调整部28调整后的条件，生成与局部路径L1有关的各种指令。条件指令生成部27将生成的各种指令进行输出。
指令值生成部23生成局部路径L1、第1移动区间L11和第2移动区间L12中的移动指令。指令值生成部23进行加减速处理和平滑处理，该加减速处理是生成能够以预先设定的加速度进行加减速的速度波形的处理，该平滑处理是使速度波形变得平滑的处理。平滑处理也称为移动平均过滤处理。指令值生成部23将生成的移动指令进行输出。
图1所示的旋转电动机4在从第1移动区间L11的起点至第2移动区间L12的终点为止使加工头10移动的期间，向第1方向即正向旋转。旋转电动机4向正向旋转，由此线材5向被加工物一方供给。条件指令生成部27可以生成在从第1移动区间L11的起点起加工头10开始移动之前用于进行拉回动作的指令，该拉回动作向与第1方向相反的第2方向即反方向使旋转电动机4动作。条件指令生成部27可以生成在第2移动区间L12的终点处加工头10停止移动之后用于进行拉回动作的指令，该拉回动作向反方向使旋转电动机4动作。NC装置1能够通过该拉回动作，抑制剩余量的线材5的送出。NC装置1在局部路径的加工开始时，能够将线材5的前端的位置对准激光束的照射位置。
在这里，对用于使旋转电动机4进行拉回动作的条件调整部28的处理进行说明。图16是对通过图2所示的NC装置1所具有的条件调整部28实施的处理进行说明的第1图。在Ts＞Tw的情况下，在加工头10移动于第1移动区间L11的期间线材5移动的长度Sw通过下面的式(5)表示。长度Sw还是在加工头10移动于第2移动区间L12的期间线材5移动的长度。
Sw＝Vc×{Ts－(Vc/2Aw)}···(5)
图17是对通过图2所示的NC装置1所具有的条件调整部28实施的处理进行说明的第2图。在Ts＜Tw的情况下，在加工头10移动于第1移动区间L11的期间线材5移动的长度Sw通过下面的式(6)表示。长度Sw还是在加工头10移动于第2移动区间L12的期间线材5移动的长度。
Sw＝Vc×{Tw－(Vc/2Aw)}···(6)
条件调整部28在第1移动区间L11、局部路径L及第2移动区间L12中的旋转动作的基础上，进行用于使旋转电动机4进行拉回动作的调整，该拉回动作将通过上述的式(5)或者式(6)计算出的长度Sw的线材5拉回。条件指令生成部27基于由条件调整部28调整后的条件，生成用于拉回动作的指令。此外，条件指令生成部27设为只要生成下述指令中的至少一者即可，即，用于在加工头10从第1移动区间L11的起点55开始移动之前进行拉回动作的指令、以及用于在第2移动区间L12的终点56处加工头10停止移动之后进行拉回动作的指令。NC装置1通过进行加工头10从起点55开始移动之前的拉回动作和在终点56处加工头10停止移动后的拉回动作中的至少一者，从而能够抑制剩余量的线材5的送出。
此外，条件调整部28关于局部路径L2、第1移动区间L21和第2移动区间L22，也与局部路径L1、第1移动区间L11和第2移动区间L12的情况同样地对条件进行调整。条件指令生成部27基于由条件调整部28调整后的条件，生成第1移动区间L21和第2移动区间L22中的线材5的供给指令和激光束的输出指令。另外，条件指令生成部27基于由条件调整部28调整后的条件，生成与局部路径L2有关的各种指令。
根据实施方式1，NC装置1基于通过程序解析部22得到的解析结果对第1距离进行计算，在加工头10移动于具有第1长度的第1移动区间的期间使每单位时间的材料的供给量从零增加至按照加工条件的指令值为止。NC装置1基于通过程序解析部22得到的解析结果对第2距离进行计算，在加工头10移动于具有第2长度的第2移动区间的期间，使每单位时间的材料的供给量从按照加工条件的指令值减小至零为止。NC装置1能够通过第1移动区间中的供给量的控制和第2区间中的供给量的控制，使移动路径的针对每个插补点的线材5的供给量恒定。由此，NC装置1具有下述效果，即，能够使附加制造装置100进行高加工精度的加工。
此外，在实施方式1中，光束也可以是除了激光束以外的光束，可以是电子光束。附加制造装置100可以具有作为光束源的电子光束发生源。另外，在实施方式1中，材料可以是除了线材5以外的材料，可以是金属粉。NC装置1在光束为除了激光束以外的光束的情况下，或者在材料为除了线材5以外的材料的情况下，也能够使附加制造装置100进行高加工精度的加工。
移动距离计算部25并不限定于对第1距离和第2距离进行计算，也可以对第1距离和第2距离之中的一者进行计算。条件指令生成部27并不限定于生成在第1移动区间中使材料的供给量增加的供给指令和在第2移动区间中使材料的供给量减少的供给指令，也可以生成在第1移动区间中使材料的供给量增加的供给指令和在第2移动区间中使材料的供给量减少的供给指令之中的一者。移动区间设定部26并不限定于对第1移动区间和第2移动区间进行设定，也可以对第1移动区间和第2移动区间之中的一者进行设定。NC装置1在第1移动区间和第2移动区间中的至少一者与实施方式1同样地对材料的供给量进行控制，由此能够得到使附加制造装置100进行高加工精度这一效果。
实施方式2.
图18是表示本发明的实施方式2所涉及的NC装置70的功能结构的图。NC装置70具有对加工头10能够移动的区域进行提取的区域提取部71，在由区域提取部71提取出的区域内对第1移动区间和第2移动区间进行设定。NC装置70除了设置有区域提取部71以外，具有与实施方式1所涉及的NC装置1相同的结构。NC装置70的功能与实施方式1所涉及的NC装置1同样地，是使用硬件结构实现的。在实施方式2中，对与上述的实施方式1相同的结构要素标注同一标号，主要对与实施方式1不同的结构进行说明。
区域提取部71从局部路径生成部24取得局部路径的数据。区域提取部71以局部路径为单位而提取直至第1位置为止的加工头10能够移动的区域和从第2位置起的加工头10能够移动的区域。区域提取部71求出三维方向之中的加工头10能够移动的最大行程的范围即最大可动范围。最大行程的数据存储于图3所示的外部存储装置44。区域提取部71基于在外部存储装置44中存储的最大行程的数据而求出最大可动范围。
并且，区域提取部71以局部路径为单位，从最大可动范围提取能够使加工头10移动的区域即可动区域。区域提取部71以局部路径为单位，将在该局部路径中的加工进行前已加工完成的堆积物所占的空间从可动区域的对象排除在外，提取剩余的区域即可动区域。如上所述，区域提取部71对将由于附加制造装置100的结构上的原因而无法使加工头10进入的区域、和已加工完成的堆积物存在的区域排除在外的区域即可动区域进行提取。区域提取部71将提取出的可动区域的数据向移动区间设定部26输出。
接下来，对通过NC装置70实施的动作进行说明。图19是表示通过图18所示的NC装置70实施的动作的顺序的流程图。步骤S1至步骤S4的顺序是与图4所示的步骤S1至步骤S4共通的顺序。
在步骤S11中，区域提取部71提取可动区域。此外，步骤S4的动作和步骤S11的动作的顺序也可以与图19所示的顺序相反。NC装置70也可以同时地进行步骤S4的动作和步骤S11的动作。
在步骤S12中，移动区间设定部26关于各局部路径，在通过步骤S11提取出的可动区域内对第1移动区间及第2移动区间进行设定。步骤S6至步骤S8的顺序是与图4所示的步骤S6至步骤S8共通的顺序。由此，NC装置70结束图19所示的顺序所涉及的动作。
下面，对图18所示的NC装置70的各结构要素中的处理的详细内容进行说明。区域提取部71以局部路径为单位，将在该局部路径中的加工进行前已加工完成的堆积物所占的空间从最大可动范围排除在外，由此提取可动区域R。除此以外，区域提取部71也可以预先求出除了已加工完成的堆积物所占的空间以外的空间的区域和作为最大可动范围的区域，提取均适于该2个区域的区域即可动区域R。
移动区间设定部26与实施方式1的情况同样地，求出以局部路径为单位的第1移动区间及第2移动区间。移动区间设定部26对求出的第1移动区间及第2移动区间的全部是否包含于可动区域R进行判断。在求出的第1移动区间及第2移动区间的全部包含于可动区域R的情况下，移动区间设定部26与实施方式1的情况同样地对该第1移动区间及第2移动区间进行设定。
另一方面，在求出的第1移动区间及第2移动区间中存在不包含于可动区域R的部分的情况下，移动区间设定部26进行用于使第1移动区间及第2移动区间的全部包含于可动区域R的修正。
图20是对通过图18所示的NC装置1所具有的移动区间设定部26实施的处理进行说明的第1图。在第1图中，示出了关于局部路径L1而求出的第1移动区间L11和第2移动区间L12的例子。由于没有局部路径L1中的在进行加工前已加工完成的堆积物，因此与局部路径L1有关的可动区域R是与最大可动范围相同的区域。在图20所示的例子中，设为求出的第1移动区间L11和第2移动区间L12的全部包含于可动区域R。在该情况下，移动区间设定部26关于局部路径L1对第1移动区间L11和第2移动区间L12进行设定。
图21是对通过图18所示的NC装置1所具有的移动区间设定部26实施的处理进行说明的第2图。在第2图中，示出了关于局部路径L2而求出的第1移动区间L21和第2移动区间L22的例子。由于存在局部路径L2中的在进行加工前已加工完成的堆积物即柱状物51，因此与局部路径L2有关的可动区域R是从最大可动范围将柱状物51所占的空间去除后的区域。在图21所示的例子中，求出的第1移动区间L21的一部分进入至柱状物51所占的空间，不包含于可动区域R。另外，求出的第2移动区间L22之中的包含终点60的部分超出最大可动范围，不包含于可动区域R。
移动区间设定部26使第1移动区间L21的起点59向第1位置57侧移动，由此将起点59的位置与柱状物51相比向局部路径L2侧的位置变更。移动区间设定部26进行将通过移动距离计算部25计算出的第1距离缩短的修正。另外，移动区间设定部26使第2移动区间L22的终点60向第2位置58侧移动，由此将终点60的位置向可动区域R内的位置变更。移动区间设定部26进行将通过移动距离计算部25计算出的第2距离缩短的修正。由此，移动区间设定部26关于局部路径L2，进行用于使第1移动区间L21及第2移动区间L22的全部设为可动区域R内的修正。
条件调整部28关于局部路径L2，在与实施方式1同样地进行的条件的调整的基础上，进行与通过移动区间设定部26实施的第1距离及第2距离的变更相伴的条件的调整。在第1距离从上述的“Sr2”向“Sr2’”变更后的情况下，条件调整部28关于第1移动区间L21，对与线材5的供给有关的条件和与激光束的输出有关的条件进行修正。
条件调整部28基于在实施方式1中在距离Sr1、Sr2的计算时使用的上述的式(3)及式(4)，对推定速度Fc、Vc和整定时间Ts、Tw进行修正。在这里，将修正后的推定速度Fc、Vc设为“Fc’”、“Vc’”，将修正后的整定时间Ts、Tw设为“Ts’”、“Tw’”。将上述的式(3)或者式(4)的左边置换为“Sr2’”并且将“Fc”置换为“Fc’”而得到的式作为将“Fc’”设为变量的二次方程式，通过解该二次方程式，从而求出“Fc’”。“Fc’”及“Ts’”与“Fc”及“Ts”同样地满足上述的式(1)的关系，因此根据求出的“Fc’”和式(1)而求出“Ts’”。“Fc’”及“Tw’”与“Fc”及“Tw”同样地满足上述的式(2)的关系，因此根据求出的“Fc’”和式(2)而求出“Tw’”。
条件调整部28对与线材5的供给有关的条件进行修正，以使得在使加工头10开始从起点55起的移动的同时开始线材5的供给。条件调整部28与图12所示的情况同样地在Ts’＞Tw’的情况下，对与激光束的输出有关的条件进行修正，以使得在推定速度Fc’达到速度值F1时开始激光束的输出。条件调整部28与图13所示的情况同样地在Ts’＜Tw’的情况下，对与激光束的输出有关的条件进行调整，以使得在推定速度Vc’达到速度值V1时开始激光束的输出。此外，推定速度Vc’是基于上述的式(5)及式(6)求出的。
条件调整部28关于第2移动区间L22，也与第1移动区间L21的情况同样地，对与线材5的供给有关的条件和与激光束的输出有关的条件进行修正。指令值生成部23关于局部路径L2，生成修正后的第1移动区间L21和修正后的第2移动区间L22中的移动指令。
根据实施方式2，NC装置70能够通过由区域提取部71进行的区域的提取，在加工头10能够移动的区域对第1移动区间和第2移动区间进行设定。NC装置70与第1距离的变更或者第2距离的变更相应地对与线材5的供给有关的条件和与激光束的输出有关的条件进行修正，由此能够使移动路径的针对每个插补点的线材5的供给量恒定。由此，NC装置70具有能够使附加制造装置100进行高加工精度的加工这一效果。
区域提取部71并不限定于在可动区域R内对第1移动区间和第2移动区间进行设定，也可以在可动区域R内设定第1移动区间和第2区间之中的一者。NC装置70通过与实施方式2同样地将第1移动区间和第2移动区间的至少一者设定于可动区域R内，从而具有能够使附加制造装置100进行高加工精度的加工这一效果。
以上的实施方式所示的结构，表示本发明的内容的一个例子，也能够与其他公知技术进行组合，在不脱离本发明的主旨的范围，也能够对结构的一部分进行省略、变更。
标号的说明
1、70NC装置，2激光振荡器，3纤维线缆，4旋转电动机，5线材，6线材卷线筒，7气体供给装置，8配管，10加工头，11光束喷嘴，12线材供给嘴，13气体喷嘴，14加工头驱动装置，15加工台，16旋转机构，17基体材料，18堆积物，20加工程序，20a、20b程序块组，21加工条件表，22程序解析部，23指令值生成部，24局部路径生成部，25移动距离计算部，26移动区间设定部，27条件指令生成部，28条件调整部，31、32伺服放大器，33振荡控制部，41CPU，42RAM，43ROM，44外部存储装置，45输入输出接口，46总线，50造形物，51、52柱状物，53、57第1位置，54、58第2位置，55、59起点，56、60终点，71区域提取部，100附加制造装置，L11、L21第1移动区间，L12、L22第2移动区间，R可动区域。

Claims (12)

1.一种数控装置，其按照加工程序对附加制造装置进行控制，该附加制造装置具有将光束射出的加工头，将通过所述光束的照射而熔融的材料向被加工物附加而制造造形物，
该数控装置的特征在于，具有：
程序解析部，其基于所述加工程序，对所述加工头相对于所述被加工物的移动速度的推移、和向所述光束的照射位置供给的材料的供给量的推移进行解析；
移动距离计算部，其基于通过所述程序解析部得到的解析结果，对第1移动区间的长度即第1距离进行计算，该第1移动区间是直至材料向所述被加工物的附加开始的第1位置为止的区间，在该区间一边将所述加工头加速、一边使所述加工头移动；以及
条件指令生成部，其生成在所述加工头移动于所述第1移动区间的期间，使每单位时间的材料的供给量从零增加至按照加工条件的指令值为止的供给指令。
2.根据权利要求1所述的数控装置，其特征在于，
所述条件指令生成部生成在所述加工头到达所述第1位置时使所述光束的输出开始的输出指令。
3.根据权利要求1或2所述的数控装置，其特征在于，
所述条件指令生成部在所述第1移动区间将所述附加制造装置之中的用于所述材料的供给的驱动部进行动作的方向作为第1方向，生成在从所述第1移动区间的起点起所述加工头开始移动之前，用于进行使所述驱动部向与所述第1方向相反的第2方向动作的拉回动作的指令。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的数控装置，其特征在于，
具有：
局部路径生成部，其从使所述加工头移动的移动路径提取所述第1位置为起点且从所述第1位置继续的材料的附加停止的第2位置为终点的局部路径，由此生成从所述移动路径分割出的所述局部路径；以及
移动区间设定部，其将具有所述第1距离的所述第1移动区间向所述第1位置处的所述局部路径的切线方向进行设定。
5.根据权利要求4所述的数控装置，其特征在于，
具有区域提取部，该区域提取部对所述加工头能够移动的区域进行提取，
所述移动区间设定部在由所述区域提取部提取出的区域内对所述第1移动区间进行设定。
6.一种数控装置，其按照加工程序对附加制造装置进行控制，该附加制造装置具有将光束射出的加工头，将通过所述光束的照射而熔融的材料向被加工物附加而制造造形物，
该数控装置的特征在于，具有：
程序解析部，其基于所述加工程序，对所述加工头相对于所述被加工物的移动速度的推移、和向所述光束的照射位置供给的材料的供给量的推移进行解析；
移动距离计算部，其基于通过所述程序解析部得到的解析结果，对第2移动区间的长度即第2距离进行计算，该第2移动区间是从材料向所述被加工物的附加停止的第2位置起的区间，在该区间一边将所述加工头减速、一边使所述加工头移动；以及
条件指令生成部，其生成在所述加工头移动于所述第2移动区间的期间，使每单位时间的材料的供给量从按照加工条件的指令值减小至零为止的供给指令。
7.根据权利要求6所述的数控装置，其特征在于，
所述条件指令生成部生成在所述加工头到达所述第2位置时使所述光束的输出停止的输出指令。
8.根据权利要求6或7所述的数控装置，其特征在于，
所述条件指令生成部在所述第2移动区间将所述附加制造装置之中的用于所述材料的供给的驱动部进行动作的方向作为第1方向，生成在所述第2移动区间的终点处所述加工头停止移动之后，用于进行使所述驱动部向与所述第1方向相反的第2方向动作的拉回动作的指令。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的数控装置，其特征在于，
具有：
局部路径生成部，其从使所述加工头移动的移动路径提取材料向所述被加工物的附加开始的第1位置为起点且所述第2位置为终点的局部路径，由此生成从所述移动路径分割出的所述局部路径；以及
移动区间设定部，其将具有所述第2距离的所述第2移动区间向所述第2位置处的所述局部路径的切线方向进行设定。
10.根据权利要求9所述的数控装置，其特征在于，
具有区域提取部，该区域提取部对所述加工头能够移动的区域进行提取，
所述移动区间设定部在由所述区域提取部提取出的区域内对所述第2移动区间进行设定。
11.一种附加制造装置的控制方法，其对附加制造装置进行控制，该附加制造装置具有将光束射出的加工头，将通过所述光束的照射而熔融的材料向被加工物附加而制造造形物，
该附加制造装置的控制方法的特征在于，包含下述工序：
解析工序，基于加工程序，对所述加工头相对于所述被加工物的移动速度的推移、和向所述光束的照射位置供给的材料的供给量的推移进行解析；
计算工序，基于所述解析工序中的解析结果，对第1移动区间的长度即第1距离进行计算，该第1移动区间是直至材料向所述被加工物的附加开始的第1位置为止的区间，在该区间一边将所述加工头加速、一边使所述加工头移动；以及
指令生成工序，生成在所述加工头移动于所述第1移动区间的期间，使每单位时间的材料的供给量从零增加至按照加工条件的指令值为止的供给指令。
12.一种附加制造装置的控制方法，其对附加制造装置进行控制，该附加制造装置具有将光束射出的加工头，将通过所述光束的照射而熔融的材料向被加工物附加而制造造形物，
该附加制造装置的控制方法的特征在于，包含下述工序：
解析工序，基于加工程序，对所述加工头相对于所述被加工物的移动速度的推移、和向所述光束的照射位置供给的材料的供给量的推移进行解析；
计算工序，基于所述解析工序中的解析结果，对第2移动区间的长度即第2距离进行计算，该第2移动区间是从材料向所述被加工物的附加停止的第2位置起的区间，在该区间一边将所述加工头减速、一边使所述加工头移动；以及
指令生成工序，生成在所述加工头移动于所述第2移动区间的期间，使每单位时间的材料的供给量从按照加工条件的指令值减小至零为止的供给指令。
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