CN114007794A - 层叠造型方法、层叠造型装置以及控制器 - Google Patents

层叠造型方法、层叠造型装置以及控制器 Download PDF

Info

Publication number
CN114007794A
CN114007794A CN202080045113.7A CN202080045113A CN114007794A CN 114007794 A CN114007794 A CN 114007794A CN 202080045113 A CN202080045113 A CN 202080045113A CN 114007794 A CN114007794 A CN 114007794A
Authority
CN
China
Prior art keywords
bead
model
weld
weld bead
parallelogram
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202080045113.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114007794B (zh
Inventor
藤井达也
飞田正俊
黄硕
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kobe Steel Ltd filed Critical Kobe Steel Ltd
Publication of CN114007794A publication Critical patent/CN114007794A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114007794B publication Critical patent/CN114007794B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/04—Welding for other purposes than joining, e.g. built-up welding
    • B23K9/042—Built-up welding on planar surfaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/16—Arc welding or cutting making use of shielding gas
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K15/00—Electron-beam welding or cutting
    • B23K15/0046—Welding
    • B23K15/0086—Welding welding for purposes other than joining, e.g. built-up welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/34—Laser welding for purposes other than joining
    • B23K26/342—Build-up welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/346—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in combination with welding or cutting covered by groups B23K5/00 - B23K25/00, e.g. in combination with resistance welding
    • B23K26/348—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in combination with welding or cutting covered by groups B23K5/00 - B23K25/00, e.g. in combination with resistance welding in combination with arc heating, e.g. TIG [tungsten inert gas], MIG [metal inert gas] or plasma welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/04—Welding for other purposes than joining, e.g. built-up welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/095—Monitoring or automatic control of welding parameters
    • B23K9/0953—Monitoring or automatic control of welding parameters using computing means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/12—Automatic feeding or moving of electrodes or work for spot or seam welding or cutting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/32—Accessories
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1602—Programme controls characterised by the control system, structure, architecture
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1656—Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators
    • B25J9/1664—Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators characterised by motion, path, trajectory planning
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y30/00—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y50/00—Data acquisition or data processing for additive manufacturing
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/20—Direct sintering or melting
    • B22F10/25—Direct deposition of metal particles, e.g. direct metal deposition [DMD] or laser engineered net shaping [LENS]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y10/00—Processes of additive manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y50/00—Data acquisition or data processing for additive manufacturing
    • B33Y50/02—Data acquisition or data processing for additive manufacturing for controlling or regulating additive manufacturing processes
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2113/00—Details relating to the application field
    • G06F2113/10—Additive manufacturing, e.g. 3D printing
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25—Process efficiency

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Arc Welding In General (AREA)
  • Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Welding Or Cutting Using Electron Beams (AREA)

Abstract

在层叠焊道从而制作造型物时，分割出多个焊道模型的工序在与已有的焊道不相邻的部位形成焊道的位置应用截面梯形的梯形焊道模型。在与已形成的焊道相邻地形成的位置应用截面平行四边形的平行四边形焊道模型，在该平行四边形焊道模型中，焊道层叠方向上的对边相互平行且焊道排列方向上的对边与相邻的另一焊道模型的侧边平行。

Description

层叠造型方法、层叠造型装置以及控制器
技术领域
本发明涉及层叠焊道来制作造型物的层叠造型方法、层叠造型装置以及控制器。
背景技术
已知层叠通过电弧焊接等焊接技术形成的焊道来制作焊接结构物或层叠造型物的技术(例如，专利文献1、2)。
在专利文献1中记载有一种技术，在进行坡口焊接时，将焊接截面形状解析模型化而进行弹塑性解析等，由此适当地设定焊接道次的条件。另外，在专利文献2中记载有一种技术，以椭圆模型来表示层叠的焊道，从而进行层叠造型的焊道形成的轨道计划。在该轨道计划中，预先制作表示椭圆模型的特定的参数与造型条件的关系的数据库，并通过基于该数据库的模拟来决定目标形状的造型条件。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2010-201474号公报
专利文献2：日本特开2018-27558号公报
发明内容
发明所要解决的课题
但是，在上述那样的焊接道次的设定、层叠造型的轨道计划中，当以圆、椭圆进行近似而对焊道形状进行计算时，例如曲面彼此的交点的位置提取等几何学计算变得复杂。另外，为了表现根据焊接条件计算出的接合截面，需要设定适当的曲率等，从而焊道形成的轨道计划变得繁杂。
因此，本发明的目的在于，提供能够以无需繁杂的运算的方式制作层叠造型物的焊道形成的轨道计划从而简单且高精度地得到层叠造型物的层叠造型方法、层叠造型装置以及控制器。
用于解决课题的方案
本发明由下述的结构构成。
(1)一种层叠造型方法，其将填充材料熔融并固化而形成的焊道在基座上层叠从而制作造型物，其中，
所述层叠造型方法包括：
读取所述造型物的三维形状数据的工序、
根据所述三维形状数据的立体模型形状决定所述焊道的层叠方向的工序、
将所述立体模型形状沿着所述层叠方向分割为多层的工序、
将所分割的各层按照所述焊道的形成顺序分割出与焊道形状相对应的多行的焊道模型的工序、以及
从所述多层中的下层至上层反复进行按照所述焊道模型形成所述焊道的处理从而制作所述造型物的工序，
在分割出所述多行的焊道模型的工序中，
在所述层内，在与已有的焊道不相邻的部位形成所述焊道的位置应用焊道长边方向上的垂直截面为梯形的梯形焊道模型，在该梯形焊道模型中，焊道层叠方向上的对边相互平行且所述层内的焊道排列方向上的对边相互不平行，
在与已形成的焊道相邻地形成所述焊道的位置应用焊道长边方向上的垂直截面为平行四边形的平行四边形焊道模型，在该平行四边形焊道模型中，所述焊道层叠方向上的对边相互平行且所述焊道排列方向上的对边与相邻的另一焊道模型的侧边平行。
(2)一种层叠造型物的制造装置，其利用焊炬将熔融并固化填充材料而形成的焊道在基座上层叠从而制作造型物，其中，
所述层叠造型物的制造装置具备：
控制器，其读取所述造型物的三维形状数据，根据所述三维形状数据的立体模型形状决定所述焊道的层叠方向，将所述立体模型形状沿着所述层叠方向分割为多层，将所分割的各层按照所述焊道的形成顺序分割出与焊道形状相对应的多行的焊道模型，并决定所述焊炬的轨道计划；以及
层叠造型装置，其从所述多层中的下层至上层反复进行按照所述焊道模型形成所述焊道的处理，从而制作所述造型物，
所述控制器在分割出所述多行的焊道模型的情况下，
在所述层内，在与已有的焊道不相邻的部位形成所述焊道的位置应用焊道长边方向上的垂直截面为梯形的梯形焊道模型，在该梯形焊道模型中，焊道层叠方向上的对边相互平行且所述层内的焊道排列方向上的对边相互不平行，
在与已形成的焊道相邻地形成所述焊道的位置应用焊道长边方向上的垂直截面为平行四边形的平行四边形焊道模型，在该平行四边形焊道模型中，所述焊道层叠方向上的对边相互平行且所述焊道排列方向上的对边与相邻的另一焊道模型的侧边平行。
(3)一种控制器，其读取利用焊炬将熔融并固化填充材料而形成的焊道在基座上层叠而制作的造型物的三维形状数据，根据所述三维形状数据的立体模型形状决定所述焊道的层叠方向，将所述立体模型形状沿着所述层叠方向分割为多层，将所分割的各层按照所述焊道的形成顺序分割出与焊道形状相对应的多行的焊道模型，并决定所述焊炬的轨道计划，其中，
所述控制器在分割出所述多行的焊道模型的情况下，
在所述层内，在与已有的焊道不相邻的部位形成所述焊道的位置应用焊道长边方向上的垂直截面为梯形的梯形焊道模型，在该梯形焊道模型中，焊道层叠方向上的对边相互平行且所述层内的焊道排列方向上的对边相互不平行，
在与已形成的焊道相邻地形成所述焊道的位置应用焊道长边方向上的垂直截面为平行四边形的平行四边形焊道模型，在该平行四边形焊道模型中，所述焊道层叠方向上的对边相互平行且所述焊道排列方向上的对边与相邻的另一焊道模型的侧边平行。
发明效果
根据本发明，能够以无需繁杂的运算的方式制作层叠造型物的焊道形成的轨道计划从而简单且高精度地得到层叠造型物。
附图说明
图1是示出实施层叠造型方法的层叠造型物的制造装置的一例的概要结构图。
图2是示出在基座板上形成的多个线状的焊道的立体图。
图3是示出作为参考例而示出的现有的焊道模型的剖视图。
图4是示出图2所示的在基座板上形成的初层的焊道、以及适用于各焊道的焊道模型的剖视图。
图5是在初层的焊道层之上层叠多个焊道层而得到的焊道模型的说明图。
图6是局部圆形模型的示意性的说明图。
图7是在几何学上示出图6所示的模型的详细说明图。
图8是以基座板的一端部为起点形成焊道的情况的说明图。
图9是以比基座板的端部靠内侧的焊道为中心而沿焊道两侧交替地形成焊道的情况下的说明图。
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。
＜层叠造型物的制造装置＞
图1是示出实施本发明的层叠造型方法的层叠造型物的制造装置的一例的概要结构图。
本结构的层叠造型物的制造装置100是形成作为用于得到层叠造型物或所希望的形状的造型物的粗形材料的层叠造型物的装置，且具备层叠造型装置11、以及对层叠造型装置11进行统一控制的控制器15。
层叠造型装置11具有：焊接机器人19，其在前端轴具有焊炬17；以及填充材料供给部23，其向焊炬17供给填充材料(焊丝)M。焊炬17将填充材料M保持为从前端突出的状态。
焊接机器人19是多关节机器人，且在焊炬17以能够连续供给的方式支承有填充材料M。焊炬17的位置、姿态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，根据制作的层叠造型物而适当选定。
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，供给熔融电流的填充材料M保持于导电嘴。焊炬17一边保持填充材料M，一边在保护气体环境下从填充材料M的前端产生电弧。填充材料M通过安装于机械臂等的未图示的抽出机构，而从填充材料供给部23向焊炬17进给。并且，当一边移动焊炬17一边使连续进给的填充材料M熔融以及凝固时，在基座板27上形成作为填充材料M的熔融凝固体的线状的焊道25。
需要说明的是，作为使填充材料M熔融的热源，并不局限于上述的电弧。例如，也可以采用由同时采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产生的热源。在通过电子束、激光加热的情况下，能够更精细地控制加热量，且能够更适当地维持熔敷焊道的状态，从而有助于层叠造型物的进一步的品质提升。
填充材料M能够使用所有的出售的焊丝。例如，能够使用由软钢、高张力钢以及低温用钢用的MAG焊接以及MIG焊接实心焊丝(JIS Z3312)、软钢、高张力钢以及低温用钢用电弧焊接药芯焊丝(JIS Z 3313)等规定的焊丝。
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。该控制器15由具备CPU、存储器、存储器等的计算机装置构成。另外，控制器15还具备：液晶显示器等显示部39，其显示表示层叠造型物的形状的信息、层叠造型时的焊炬17的移动轨迹、以及表示焊接条件等的轨道计划的信息等；以及键盘、鼠标等输入部40，其接受各种输入信息。
CAD/CAM部31读取欲制作的层叠造型物的三维形状数据(CAD数据等)，将与该三维形状数据相对应的立体模型分割为多层，并生成表示各层的形状的层形状数据。轨道运算部33根据所生成的层形状数据，分割出后述的多行的焊道模型，并决定焊炬17的移动轨迹。存储部35存储包括所生成的层形状数据、焊炬17的移动轨迹等信息在内的各种数据、驱动程序。
控制部37执行根据存储于存储部35的层形状数据、焊炬17的移动轨迹而制作的驱动程序，从而驱动焊接机器人19。也就是说，焊接机器人19根据来自控制器15的指令，使焊炬17沿着在轨道运算部33制作出的轨道轨迹移动。
上述结构的层叠造型物的制造装置100通过焊接机器人19的驱动使焊炬17沿着根据层形状数据生成的焊炬17的移动轨迹移动。在该焊炬17移动的同时，使填充材料M熔融，并将熔融了的填充材料M向基座板27上供给。由此，如图2所示，在基座板27上形成多个线状的焊道25A、25B、25C、25D凝固排列而成的焊道层29。图2示出初层的焊道层29，但通过在该焊道层29之上多次层叠同样的焊道层，从而造型出图1所示那样的多层结构的层叠造型物W。
基座板27由钢板等金属板构成，但并不局限于板状，也可以是块体、棒状等其他形状的基座。
＜第一层叠造型方法＞
上述的层叠造型物W基于示出层叠多个焊道25而形成的步骤的层叠计划而形成。具体而言，通过图1所示的控制器15，生成基于层叠计划的驱动程序，且控制部37执行所生成的驱动程序。控制部37按照驱动程序驱动层叠造型装置11的焊炬17等各部分，从而形成焊道。由此，形成所希望的形状的层叠造型物W。需要说明的是，驱动程序也可以通过将所需要的信息输入与控制器15不同的其他计算机装置而在其他计算机装置中生成。在该情况下，所生成的驱动程序经由LAN等适当的通信机构输入控制器15的存储部35。
上述的层叠计划中包括将层叠造型物W的形状转变为表示焊道形状的模型(焊道模型)的集合体的处理。焊道模型具有使焊炬17沿着该焊道模型移动而形成焊道时最终得到层叠造型物W的位置信息(焊炬移动轨迹的信息)、以及各焊道的大小、长度、截面形状等信息。
在决定层叠计划时，控制器15或作为控制器15而发挥功能的其他计算机装置优选在显示部39显示与层叠造型物W的三维形状数据相对应的立体模型、焊道的层叠方向、分割层、多行的焊道模型等的轨道计划的信息。通过以视觉上容易理解的方式将层叠计划显示于显示部9，能够高效地辅助操作者的层叠计划的决定作业。
图3是示出作为参考例而示出的现有的焊道模型的剖视图。
作为用于形成层叠造型物的现有的焊道模型，焊道长边方向的垂直截面广泛使用椭圆形状、大致月牙形等形状。在图3所例示的情况下，使焊道的形状近似于将圆41在从中心O朝向上方的圆周的中途的半径位置P0以基座板27的上表面(直线)切断得到的大致月牙形的截面形状的焊道模型BM0。也就是说，使用以半径r、焊道高度h、焊道宽度W0、截面积S0表示的焊道模型BM0来表示焊道的形状。
在该焊道模型BM0中，未必与通过焊接得到的实际的焊道截面形状一致，该截面形状的差成为使设计误差增加的主要原因。另外，对于层叠计划而言，在恒定的焊接条件下连续地形成焊道的计划从施工以及品质方面的观点出发是优选的。因此，期望使焊道截面形状(截面积S0)为恒定。但是，在表面为圆弧状的大致月牙形的焊道模型BM0中，在求取与另一相邻焊道相对应的焊道模型BM1的截面积S1时，由于焊道模型BM0与焊道模型BM1的圆弧部分重叠(间距Pt＜焊道宽度W0)，因此求取截面积S1的运算变得繁杂。另外，对于与焊道模型BM1相邻的焊道模型BM2而言，求取截面积S2的运算同样变得繁杂。该情况对于椭圆形状的焊道模型也是同样的。
因此，在本层叠造型方法中，将焊道模型的形状从以往的月牙形、椭圆形设为更接近实际的焊道的截面形状的梯形和平行四边形。另外，通过在相同的高度下将截面形状为平行四边形的焊道模型(平行四边形焊道模型)与截面形状为梯形的焊道模型(梯形焊道模型)相邻地配置，前述的重叠部分消失，从而能够简单地进行焊道模型的截面积的运算。
本层叠造型方法基本上具有以下的工序。
(1)读取层叠造型物的三维形状数据的工序。
(2)根据三维形状数据的立体模型形状决定焊道的层叠方向的工序。
(3)将立体模型形状沿着层叠方向分割为多层的工序。
(4)将所分割的各层按照焊道的形成顺序分割出与焊道形状相对应的多行的焊道模型的工序。
(5)从所分割的多层中的下层至上层反复进行按照焊道模型形成焊道的处理从而制作层叠造型物的工序。
上述的(1)～(3)的工序如前述那样通过控制器15(图1)实施，(5)的工序通过按照驱动程序驱动焊接机器人19来实施。以下，对(4)的工序详细地进行说明。
图4是示出图2所示的在基座板27上形成的初层的焊道25A、25B、25C、25D、以及应用于各焊道的焊道模型的剖视图。在此，为了简化说明而示出四个焊道的，按焊道数量、焊道高度h等是根据层叠造型物的形状、焊接条件等任意地进行设定的。
图4所示的焊道25A、25B、25C、25D依次形成。实际的焊道25A、25B、25C、25D的各截面形状未必是梯形、平行四边形，但至少成为比月牙形、椭圆接近梯形或平行四边形的形状，从而能够得到与焊道模型的高适配性。
这里所说的梯形是成为焊道层叠方向DH上的对边的上底43与下底45相互平行且成为焊道排列方向DV上的对边的侧边47、49相互不平行的形状。另外，平行四边形是参照平行四边形焊道模型BMb时成为焊道层叠方向DH上的对边的上边51与下边53相互平行且成为焊道排列方向DV上的对边的侧边55、57和与该平行四边形相邻的另一焊道模型(梯形焊道模型BMa)的侧边49平行的形状。需要说明的是，上述的梯形与平行四边形的高度h相等。
图4所示的焊道25A是最初形成的焊道，且其截面形状存在下侧(基座板21侧)比上侧宽度宽的倾向。因此，将梯形焊道模型BMa应用于焊道25A。
与焊道25A相邻地形成的焊道25B使一部分熔融并与焊道25A的一方的侧面接合，从而与焊道25A贴近地形成。对其截面形状而言，焊道25B的一方的侧边55和与之相邻的焊道25A的侧边49接合，伴随于此，另一方的侧边57与一方的侧边55大致平行。因此，将平行四边形焊道模型BMb应用于焊道25B。同样地，分别将平行四边形焊道模型BMc、BMd应用于与焊道25B相邻地形成的焊道25C以及与焊道25C相邻地形成的焊道25D。
这样，将梯形焊道模型应用于焊炬的移动轨迹中的第一道次的焊道，将平行四边形焊道模型应用于第二道次以后的焊道。各焊道模型被决定为与所形成的层的宽度和高度相匹配的形状。另外，由于以共通的高度h层叠层内的各焊道，因此优选对各焊道的目标形成位置Pb、Pc、Pd进行微调整。
具体而言，将从梯形焊道模型BMa的底边(下底45)与和梯形焊道模型BMa相邻的平行四边形焊道模型BMb的边界的端部Pr到与该相邻的平行四边形焊道模型BMb相对应的焊道的目标形成位置Pb的距离设为调整距离Le。对于平行四边形焊道模型BMc也是同样地，将先形成焊道的相邻的平行四边形焊道模型BMb的底边(下边53)的、平行四边形焊道模型BMc侧的端部Pr到焊道的目标形成位置Pc的距离设为调整距离Le。对于平行四边形焊道模型BMd也是同样地，将平行四边形焊道模型BMc的底边的、平行四边形焊道模型BMc侧的端部Pr到焊道的目标形成位置Pd的距离设为调整距离Le。
以使所形成的各焊道的高度h为恒定的方式对上述调整距离Le进行调整。此时，其他焊接条件(焊接电流、焊接电压、保护气体流量等)视为恒定。各调整距离Le也可以为恒定，也可以被分别设定为不同的距离。通过该调整作业，分别求取各焊道的目标形性位置彼此间的间距Pt1、Pt2、Pt3。
图5是在初层的焊道层之上层叠多个焊道层得到的焊道模型的说明图。
如图5所示，在初层的焊道层的位置，以梯形焊道模型BMa为起点而依次相邻地配置平行四边形焊道模型BMb、BMc、BMd。在该模型层之上，同样地呈多级状地配置梯形焊道模型BMa、平行四边形焊道模型BMb、BMc、BMd的层。
间距Pt1、Pt2、Pt3以使各层的焊道高度h、h1、h2为恒定的方式均成为通过图4所示的调整距离Le而微调整得到的长度，从而成为与之相对应的焊道宽度W0、W1、W2、W3。
由多个焊道模型构成的焊道模型集合体具有被设定为将所形成的层叠造型物的尺寸内包的大小的实心体宽度WA、实心体高度HA。由此，若按照焊道模型层叠焊道，则能够得到所需的足够尺寸(实心体宽度WA、实心体高度HA)的层叠造型物。
如上所述，将与三维形状数据相对应的立体模型分割为多层，将所分割的各层分割为梯形焊道模型和平行四边形焊道模型，并将各焊道模型按照焊道的形成顺序进行排列。然后，从所分割的多层中的下层至上层反复进行沿着所排列的焊道模型形成焊道的处理，由此形成层叠造型物。
沿着所排列的焊道模型形成焊道的处理的步骤通过前述的驱动程序的执行来完成。由此，能够准确且高效地形成所希望的层叠造型物。
另外，将图5所示那样的焊道模型显示于显示部，从而也能够对模型的端部、顶部、底边、上边、斜边等各种特征点、以及间距、焊道高度、焊道宽度、实心体宽度、实心体高度等各种参数进行微调整。例如，通过输入部40的鼠标、键盘等操作在显示部39的画面上移动特征点、或输入参数值等，而能够简单地进行模型的位置、形状的微调整。在该情况下，例如能够简单地通过基于操作者所具有的经验的见解影响机械地生成的模型，从而能够进行更高品质且更高生产率的层叠造型。
根据本层叠造型方法，由于各个焊道模型的截面形状为不存在曲线部的简单的形状，因此能够简单地进行焊道边界的提取、焊道高度、焊道宽度的评价。因此，能够根据CAD数据等层叠造型物的形状信息简单且准确地估算焊道形成的道次和层数，从而层叠计划不会变得繁杂。另外，即使变更层叠造型物的端部位置、反复进行的焊接条件、焊道的目标形性位置的间距等各种条件也能够简单地进行再计划，因此能够容易地进行设计变更。
另外，在实际的造型中，也需要对能够实现上述的层叠计划的焊接条件进行设定的工序。为此，预先将组合具有规定的宽度、高度的梯形焊道模型、平行四边形焊道模型与各焊接条件而成的造型结果的信息数据库化，从而能够简单地参照模型条件与焊接条件的对应关系。由此，能够使用数据库决定适于焊道模型的焊接条件，从而能够进行更适当的焊道的形成。
并且，在与三维形状数据相对应的立体模型的外缘设置有余料部的情况下，根据余料部的余料量(与焊道长边方向正交的截面的余料宽度)变更与立体模型的外缘以及余料部相对应的部位的焊道模型的焊道宽度即可。在本层叠造型方法中，在立体模型设置有余料部的情况下，仅通过变更接近该余料部的位置的焊道模型、即端部的焊道模型的宽度(焊道宽度)，就能够以不反复进行繁杂的运算的方式简单地进行外形状的变更。
＜第二层叠造型方法＞
接下来，对第二层叠造型方法进行说明。
在第一层叠造型方法中说明了的梯形焊道模型、以及平行四边形焊道模型是能够简单地预测造型后的形状的模型。但是，在想要更准确地探索造型条件的情况下，对与相邻的焊道的重叠量进行评价，从而对通过第一层叠造型方法求出的焊道模型进行修正即可。在本层叠造型方法中，使用大致月牙形的焊道模型(局部圆形焊道模型)，对与相邻焊道的重叠量进行考虑，由此实现能够高精度地进行层叠设计的焊道模型。
图6是局部圆形模型的示意性的说明图，图7是在几何学上示出图6所示的模型的详细说明图。
在本层叠造型方法中，如图6所示，在沿一个方向并列设置焊道的情况下，使用具有半径r的圆周(圆弧)的局部圆形焊道模型BMP0、BMP1、BMP2、BMP3。在该情况下，在相邻的焊道模型的圆弧彼此产生重叠部。如图7所示，以重叠量(横向进给长度)Cf表示该焊道的重叠。
作为一例而如下述的(1)式所示那样，能够以前述的焊道宽度W0与调整距离Le的关系式来表示重叠量Cf。
Cf＝(1/2)W0-Le···(1)
将该重叠量Cf设定为预先求出的不易产生焊接缺陷的适当的值。也就是说，根据所设定的局部圆形焊道模型的重叠量Cf，对使用前述的梯形焊道模型以及平行四边形焊道模型决定的调整距离Le进行修正。由此，能够更适当地设定各焊道的间距Pt1、Pt2、Pt3(参照图4)。
具体而言，局部圆形焊道模型BMP0向梯形焊道模型BMa的适配通过选定局部圆形焊道模型BMP0的圆周与梯形焊道模型BMa的下底45的两端交叉且与梯形焊道模型的上底43相接的半径r来进行。另外，也可以代替局部圆形焊道模型BMP0的圆周与梯形焊道模型的上底43相接，而以使局部圆形焊道模型BMP0的面积成为所希望的截面积S0的方式选定半径r。
在此，定义通过梯形焊道模型BMa的下底45的两端部Ps、Pr且与上底43相接的半径r的假想基准圆61。另外，以与假想基准圆61的至少一部分重叠(overlap)的方式定义通过与梯形焊道模型BMa相邻的平行四边形焊道模型BMb的下边53的、与梯形焊道模型BMa侧相反的一侧的端部Pr且与上边51相接的假想圆63。在求取该假想圆63时，以使重叠量Cf成为上述的预先求出的值的方式对调整距离Le进行修正。另外，也可以通过决定为截面积S1与梯形焊道模型BMa的截面积S0相等的半径r来进行求取。
与这样决定的假想圆63的位置相对应地变更焊道的目标形成位置Pa、Pb间的间距Pt1。对于平行四边形焊道模型BMc、BMd也是同样地，以使焊道模型的重叠量Cf成为上述的设定值的方式、或使各截面积S2、S3相等的方式对调整距离Le进行修正，从而变更焊道的目标形成位置Pc、Pd的间距Pt2、Pt3。
若焊道模型的重叠量Cf在各局部圆形焊道模型BMP0、BMP1、BMP2、BMP3中为恒定，则间距Pt1、Pt2、Pt3为等间隔。
根据该方法，在使用梯形焊道模型和平行四边形焊道模型进行层叠计划而决定了焊道形成的概要位置后，使用局部圆形模型，以各个局部圆形模型的重叠量Cf成为所希望的值的方式修正焊道的目标形成位置。由此，能够决定考虑到了焊道的重叠部分的、更准确的焊道形成位置，从而能够进一步提高层叠计划的精度。另外，与最初进行通过局部圆形焊道模型进行层叠造型的轨道计划的情况相比，能够以不使运算处理复杂化的方式进行考虑到了焊道的重叠部分的层叠计划，从而能够减少焊道模型与实际的焊道的形状偏差。
并且，该方法也能够用于第一层叠造型方法中的通过梯形焊道模型和平行四边形焊道模型设定的调整距离Le的妥当性的验证。
＜第三层叠造型方法＞
在上述的层叠造型方法中，示出了以梯形焊道模型为起点而沿着一个方向与梯形焊道模型相邻地反复配置平行四边形焊道模型的方案，但并不局限于此。
例如，如图8所示，在以基座板27的一端部为起点形成焊道的情况下，在最初形成的焊道(梯形焊道模型BMa)中，有时熔融了的填充材料等焊接金属会从基座板27的端部滴落。
在这样的情况下，优选变更焊道形成顺序。例如，如图9所示，在比基座板27的端部靠内侧的位置设置焊道形成的起点。然后，设为以起点的焊道(梯形焊道模型BMa)为中心而沿其两侧交替地形成焊道(平行四边形焊道模型BMb、BMc、BMd、BMe)的焊道形成顺序。
另外，在图9所示的情况下，与虚线示出的焊道列的端部配置于基座板27的端部，但在焊道形成时，从焊炬17产生的电弧靠近已经设置的焊道侧。因此，能够推测出在基座板27的端部形成焊道的情况下，焊接金属的滴落得到抑制。
这样，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。
如上所述，在本说明书中公开了如下事项。
(1)一种层叠造型方法，其将填充材料熔融并固化而形成的焊道在基座上层叠从而制作造型物，其中，
所述层叠造型方法包括：
读取所述造型物的三维形状数据的工序；
根据所述三维形状数据的立体模型形状决定所述焊道的层叠方向的工序；
将所述立体模型形状沿着所述层叠方向分割为多层的工序；
将所分割的各层按照所述焊道的形成顺序分割出与焊道形状相对应的多行的焊道模型的工序；以及
从所述多层中的下层至上层反复进行按照所述焊道模型形成所述焊道的处理从而制作所述造型物的工序，
在分割出所述多行的焊道模型的工序中，
在所述层内，在与已有的焊道不相邻的部位形成所述焊道的位置应用焊道长边方向上的垂直截面为梯形的梯形焊道模型，在该梯形焊道模型中，焊道层叠方向上的对边相互平行且所述层内的焊道排列方向上的对边相互不平行，
在与已形成的焊道相邻地形成所述焊道的位置应用焊道长边方向上的垂直截面为平行四边形的平行四边形焊道模型，在该平行四边形焊道模型中，所述焊道层叠方向上的对边相互平行且所述焊道排列方向上的对边与相邻的另一焊道模型的侧边平行。
根据该层叠造型方法，能够根据层叠造型物的形状简单且准确地估算焊道形成的道次和层数，从而层叠计划不会变得繁杂。另外，即使变更层叠造型物的端部位置、反复进行的焊接条件、焊道的目标形性位置的间距等各种条件也能够简单地进行再计划，因此能够容易地进行设计变更。
(2)根据(1)所记载的层叠造型方法，其中，
所述层叠造型方法包括参照存储有基于多种焊接条件、焊道高度、焊道宽度的组合的造型结果的数据库，根据所述焊道模型的所述垂直截面中的高度和宽度变更所述焊道的焊接条件的工序。
根据该层叠造型方法，通过参照数据库决定与焊道模型相对应的焊接条件，从而能够进行更适当的焊道的形成。
(3)根据(1)或(2)所记载的层叠造型方法，其中，
所述层叠造型方法包括：
在所述立体模型形状的外缘追加余料部的工序；以及
对于接近所追加的所述余料部的位置的所述焊道模型，在所述垂直截面中，根据所述余料部的宽度变更接近的所述焊道模型的宽度的工序。
根据该层叠造型方法，在设置有余料部的情况下，也能够仅通过变更与该余料部相对应的端部的焊道模型来简单地进行外形状的变更。
(4)根据(1)或(2)所记载的层叠造型方法，其中，
以使层内的所述焊道的高度为恒定的方式决定调整距离，该调整距离是从配置于相同所述层内且彼此相邻的一对所述焊道模型的底边之间的边界位置到所述一对焊道模型中的焊道形成顺序靠后的焊道模型的焊道目标形成位置的距离。
根据该层叠造型方法，通过适当地调整调整距离，能够将层内的各焊道的高度统一为恒定。
根据(4)所记载的层叠造型方法，其中，
所述层叠造型方法包括将在所述垂直截面中至少一部分具有圆弧的局部圆形焊道模型分别适用于所述梯形焊道模型和所述平行四边形焊道模型的工序，
在所述工序中，以使相邻的所述局部圆形焊道模型的所述圆弧彼此的重叠部分成为预先设定的重叠量的方式对所述调整距离进行修正。
根据该层叠造型方法，能够以考虑到焊道彼此的重叠量的方式决定焊道模型，从而能够时间更高精度的层叠计划。
一种层叠造型物的制造装置，其利用焊炬将熔融并固化填充材料而形成的焊道在基座上层叠从而制作造型物，其中，
所述层叠造型物的制造装置具备：
控制器，其读取所述造型物的三维形状数据，根据所述三维形状数据的立体模型形状决定所述焊道的层叠方向，将所述立体模型形状沿着所述层叠方向分割为多层，将所分割的各层按照所述焊道的形成顺序分割出与焊道形状相对应的多行的焊道模型，并决定所述焊炬的轨道计划；以及
层叠造型装置，其从所述多层中的下层至上层反复进行按照所述焊道模型形成所述焊道的处理，从而制作所述造型物，
所述控制器在分割出所述多行的焊道模型的情况下，
在所述层内，在与已有的焊道不相邻的部位形成所述焊道的位置应用焊道长边方向上的垂直截面为梯形的梯形焊道模型，在该梯形焊道模型中，焊道层叠方向上的对边相互平行且所述层内的焊道排列方向上的对边相互不平行，
在与已形成的焊道相邻地形成所述焊道的位置应用焊道长边方向上的垂直截面为平行四边形的平行四边形焊道模型，在该平行四边形焊道模型中，所述焊道层叠方向上的对边相互平行且所述焊道排列方向上的对边与相邻的另一焊道模型的侧边平行。
根据该层叠造型物的制造装置，能够根据层叠造型物的形状简单且准确地估算焊道形成的道次和层数，从而层叠计划不会变得繁杂。另外，即使变更层叠造型物的端部位置、反复进行的焊接条件、焊道的目标形性位置的间距等各种条件也能够简单地进行再计划，因此能够容易地进行设计变更。
(7)一种控制器，其读取利用焊炬将熔融并固化填充材料而形成的焊道在基座上层叠而制作的造型物的三维形状数据，根据所述三维形状数据的立体模型形状决定所述焊道的层叠方向，将所述立体模型形状沿着所述层叠方向分割为多层，将所分割的各层按照所述焊道的形成顺序分割出与焊道形状相对应的多行的焊道模型，并决定所述焊炬的轨道计划，其中，
所述控制器在分割出所述多行的焊道模型的情况下，
在所述层内，在与已有的焊道不相邻的部位形成所述焊道的位置应用焊道长边方向上的垂直截面为梯形的梯形焊道模型，在该梯形焊道模型中，焊道层叠方向上的对边相互平行且所述层内的焊道排列方向上的对边相互不平行，
在与已形成的焊道相邻地形成所述焊道的位置应用焊道长边方向上的垂直截面为平行四边形的平行四边形焊道模型，在该平行四边形焊道模型中，所述焊道层叠方向上的对边相互平行且所述焊道排列方向上的对边与相邻的另一焊道模型的侧边平行。
根据该控制器，通过使用梯形焊道模型和平行四边形焊道模型，能够以不需要复杂的计算的方式决定层叠计划。
(8)根据(7)所记载的控制器，其中，
所述控制器还具备显示所述轨道计划的信息的显示部。
根据该控制器，通过将层叠计划显示于显示部，层叠计划对操作者而言在视觉上容易理解，从而能够对由操作者进行的层叠计划的生成以及决定作业进行辅助。
(9)根据(8)所记载的控制器，其中，
所述控制器还具备接受对所述轨道计划的信息进行变更的输入信息的输入部。
根据该控制器，能够根据在输入部接受到的输入信息任意地变更轨道计划。
(10)根据(9)所记载的控制器，其中，
所述轨道计划的信息包括表示所述梯形焊道模型以及所述平行四边形焊道模型中的至少任一个的形状的特征点，
根据所述输入部所接受到的所述输入信息，对所述梯形焊道模型以及所述平行四边形焊道模型的形状进行变更。
根据该控制器，能够自如地变更各种焊道模型的形状，从而能够进行更高品质且更高生产率的层叠造型。
需要说明的是，本申请基于2019年6月26日申请的日本专利申请(特愿2019-118745)，其内容在本申请中作为参照而被引用。
附图标记说明
11：层叠造型装置、15：控制器、17：焊炬、19：焊接机器人、23：填充材料供给部、25，25A，25B，25C，25D：焊道、27：基座板、29：焊道层、31：CAD/CAM部、33：轨道运算部、35：存储部、37：控制部、39：显示部、40：输入部、43：上底、45：下底(底边)、47，49：侧边、51：上边、53：下边、55，57：侧边、61：假想基准圆、63：假想圆、100：层叠造型物的制造装置、BMa：梯形焊道模型、BMb，BMc，BMd，BMe：平行四边形焊道模型、BMP0，BMP1，BMP2，BMP3：局部圆形焊道模型、Cf：重叠量、DH：焊道层叠方向、DV：焊道排列方向、h：焊道高度、Le：调整距离、Pa，Pb，Pc，Pd：目标形成位置、Pt，Pt1，Pt2，Pt3：间距、W：层叠造型物、W0，W1，W2，W3：焊道宽度。

Claims (10)

1.一种层叠造型方法，其将填充材料熔融并固化而形成的焊道在基座上层叠从而制作造型物，其中，
所述层叠造型方法包括：
读取所述造型物的三维形状数据的工序；
根据所述三维形状数据的立体模型形状决定所述焊道的层叠方向的工序；
将所述立体模型形状沿着所述层叠方向分割为多层的工序；
将所分割的各层按照所述焊道的形成顺序分割出与焊道形状相对应的多行的焊道模型的工序；以及
从所述多层中的下层至上层反复进行按照所述焊道模型形成所述焊道的处理从而制作所述造型物的工序，
在分割出所述多行的焊道模型的工序中，
在所述层内，在与已有的焊道不相邻的部位形成所述焊道的位置应用焊道长边方向上的垂直截面为梯形的梯形焊道模型，在该梯形焊道模型中，焊道层叠方向上的对边相互平行且所述层内的焊道排列方向上的对边相互不平行，
在与已形成的焊道相邻地形成所述焊道的位置应用焊道长边方向上的垂直截面为平行四边形的平行四边形焊道模型，在该平行四边形焊道模型中，所述焊道层叠方向上的对边相互平行且所述焊道排列方向上的对边与相邻的另一焊道模型的侧边平行。
2.根据权利要求1所述的层叠造型方法，其中，
所述层叠造型方法包括参照存储有基于多种焊接条件、焊道高度、焊道宽度的组合的造型结果的数据库，根据所述焊道模型的所述垂直截面中的高度和宽度变更所述焊道的焊接条件的工序。
3.根据权利要求1或2所述的层叠造型方法，其中，
所述层叠造型方法包括：
在所述立体模型形状的外缘追加余料部的工序；以及
对于接近所追加的所述余料部的位置的所述焊道模型，在所述垂直截面中，根据所述余料部的宽度变更接近的所述焊道模型的宽度的工序。
4.根据权利要求1或2所述的层叠造型方法，其中，
以使层内的所述焊道的高度为恒定的方式决定调整距离，该调整距离是从配置于相同所述层内且彼此相邻的一对所述焊道模型的底边之间的边界位置到所述一对焊道模型中的焊道形成顺序靠后的焊道模型的焊道目标形成位置的距离。
5.根据权利要求4所述的层叠造型方法，其中，
所述层叠造型方法包括将在所述垂直截面中至少一部分具有圆弧的局部圆形焊道模型分别适用于所述梯形焊道模型和所述平行四边形焊道模型的工序，
在所述工序中，以使相邻的所述局部圆形焊道模型的所述圆弧彼此的重叠部分成为预先设定的重叠量的方式对所述调整距离进行修正。
6.一种层叠造型物的制造装置，其利用焊炬将熔融并固化填充材料而形成的焊道在基座上层叠从而制作造型物，其中，
所述层叠造型物的制造装置具备：
控制器，其读取所述造型物的三维形状数据，根据所述三维形状数据的立体模型形状决定所述焊道的层叠方向，将所述立体模型形状沿着所述层叠方向分割为多层，将所分割的各层按照所述焊道的形成顺序分割出与焊道形状相对应的多行的焊道模型，并决定所述焊炬的轨道计划；以及
层叠造型装置，其从所述多层中的下层至上层反复进行按照所述焊道模型形成所述焊道的处理，从而制作所述造型物，
所述控制器在分割出所述多行的焊道模型的情况下，
在所述层内，在与已有的焊道不相邻的部位形成所述焊道的位置应用焊道长边方向上的垂直截面为梯形的梯形焊道模型，在该梯形焊道模型中，焊道层叠方向上的对边相互平行且所述层内的焊道排列方向上的对边相互不平行，
在与已形成的焊道相邻地形成所述焊道的位置应用焊道长边方向上的垂直截面为平行四边形的平行四边形焊道模型，在该平行四边形焊道模型中，所述焊道层叠方向上的对边相互平行且所述焊道排列方向上的对边与相邻的另一焊道模型的侧边平行。
7.一种控制器，其读取利用焊炬将熔融并固化填充材料而形成的焊道在基座上层叠而制作的造型物的三维形状数据，根据所述三维形状数据的立体模型形状决定所述焊道的层叠方向，将所述立体模型形状沿着所述层叠方向分割为多层，将所分割的各层按照所述焊道的形成顺序分割出与焊道形状相对应的多行的焊道模型，并决定所述焊炬的轨道计划，其中，
所述控制器在分割出所述多行的焊道模型的情况下，
在所述层内，在与已有的焊道不相邻的部位形成所述焊道的位置应用焊道长边方向上的垂直截面为梯形的梯形焊道模型，在该梯形焊道模型中，焊道层叠方向上的对边相互平行且所述层内的焊道排列方向上的对边相互不平行，
在与已形成的焊道相邻地形成所述焊道的位置应用焊道长边方向上的垂直截面为平行四边形的平行四边形焊道模型，在该平行四边形焊道模型中，所述焊道层叠方向上的对边相互平行且所述焊道排列方向上的对边与相邻的另一焊道模型的侧边平行。
8.根据权利要求7所述的控制器，其中，
所述控制器还具备显示所述轨道计划的信息的显示部。
9.根据权利要求8所述的控制器，其中，
所述控制器还具备接受对所述轨道计划的信息进行变更的输入信息的输入部。
10.根据权利要求9的控制器，其中，
所述轨道计划的信息包括表示所述梯形焊道模型以及所述平行四边形焊道模型中的至少任一个的形状的特征点，
根据所述输入部所接受到的所述输入信息，对所述梯形焊道模型以及所述平行四边形焊道模型的形状进行变更。
CN202080045113.7A 2019-06-26 2020-06-22 层叠造型方法、层叠造型装置以及控制器 Active CN114007794B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019-118745 2019-06-26
JP2019118745A JP6797244B1 (ja) 2019-06-26 2019-06-26 積層造形方法
PCT/JP2020/024378 WO2020262291A1 (ja) 2019-06-26 2020-06-22 積層造形方法、積層造形装置及びコントローラ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114007794A true CN114007794A (zh) 2022-02-01
CN114007794B CN114007794B (zh) 2023-01-24

Family

ID=73646786

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202080045113.7A Active CN114007794B (zh) 2019-06-26 2020-06-22 层叠造型方法、层叠造型装置以及控制器

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20220355407A1 (zh)
EP (1) EP3974091A4 (zh)
JP (1) JP6797244B1 (zh)
CN (1) CN114007794B (zh)
WO (1) WO2020262291A1 (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7311481B2 (ja) * 2020-12-11 2023-07-19 株式会社神戸製鋼所 積層造形方法及び積層造形装置、並びにモデル表示装置
JP2022108621A (ja) 2021-01-13 2022-07-26 キヤノン株式会社 制御装置、システム、リソグラフィ装置、物品の製造方法、制御方法及びプログラム
JP7505999B2 (ja) * 2021-01-29 2024-06-25 株式会社神戸製鋼所 積層造形物の変形予測方法
EP4375000A1 (en) * 2021-08-20 2024-05-29 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) Trajectory plan creation assistance method, trajectory plan creation assistance device, additive manufacturing method, additive manufacturing device, and program
CN113792028B (zh) * 2021-08-26 2024-04-16 上海航天精密机械研究所 一种电弧增材制造沉积层的工艺数据库构建方法
CN117300360B (zh) * 2023-11-28 2024-01-30 山东创瑞激光科技有限公司 一种结合电弧送丝技术的激光铺粉增材制造方法
CN117583698B (zh) * 2024-01-19 2024-04-26 中建材（合肥）粉体科技装备有限公司 一种自动堆焊装置及堆焊控制方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010201474A (ja) * 2009-03-04 2010-09-16 Toshiba Corp 溶接最適化方法及びシステム並びに溶接方法
CN201728479U (zh) * 2010-06-12 2011-02-02 青岛东方铁塔股份有限公司 板材焊接接口
CN106922135A (zh) * 2014-11-14 2017-07-04 株式会社尼康 造型装置及造型方法
CN206677434U (zh) * 2017-03-23 2017-11-28 广州容柏生建筑结构设计事务所 一种建筑钢结构墙、柱构件自动焊接装置
CN108602151A (zh) * 2016-02-16 2018-09-28 株式会社神户制钢所 层叠控制装置、层叠控制方法及程序
CN109145524A (zh) * 2018-10-31 2019-01-04 哈尔滨阿尔特机器人技术有限公司 排布坡口焊道的多层多道获取方法
JP2019076916A (ja) * 2017-10-23 2019-05-23 株式会社神戸製鋼所 積層造形物の製造方法及び積層造形物

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6754118B2 (ja) * 2016-08-18 2020-09-09 国立大学法人埼玉大学 三次元造形のためのコンピュータ支援製造装置，方法およびプログラム，三次元造形のための制御プログラム生成装置，ならびに三次元造形システム
JP7077023B2 (ja) 2018-01-11 2022-05-30 株式会社三共 遊技機

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010201474A (ja) * 2009-03-04 2010-09-16 Toshiba Corp 溶接最適化方法及びシステム並びに溶接方法
CN201728479U (zh) * 2010-06-12 2011-02-02 青岛东方铁塔股份有限公司 板材焊接接口
CN106922135A (zh) * 2014-11-14 2017-07-04 株式会社尼康 造型装置及造型方法
CN108602151A (zh) * 2016-02-16 2018-09-28 株式会社神户制钢所 层叠控制装置、层叠控制方法及程序
CN206677434U (zh) * 2017-03-23 2017-11-28 广州容柏生建筑结构设计事务所 一种建筑钢结构墙、柱构件自动焊接装置
JP2019076916A (ja) * 2017-10-23 2019-05-23 株式会社神戸製鋼所 積層造形物の製造方法及び積層造形物
CN109145524A (zh) * 2018-10-31 2019-01-04 哈尔滨阿尔特机器人技术有限公司 排布坡口焊道的多层多道获取方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP6797244B1 (ja) 2020-12-09
EP3974091A4 (en) 2022-08-10
WO2020262291A1 (ja) 2020-12-30
CN114007794B (zh) 2023-01-24
EP3974091A1 (en) 2022-03-30
US20220355407A1 (en) 2022-11-10
JP2021003724A (ja) 2021-01-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN114007794B (zh) 层叠造型方法、层叠造型装置以及控制器
JP6797324B1 (ja) 積層造形方法
CN111417485B (zh) 造型物的制造方法以及制造装置
WO2015186795A1 (ja) 溶接条件導出装置
CN115956011A (zh) 层叠造型物的制造系统、层叠造型物的制造方法以及层叠造型物的制造程序
CN116867595A (zh) 层叠计划制作方法
JP6810018B2 (ja) 積層造形物の製造方法
JP2019089126A (ja) 造形物の製造方法、製造装置及び造形物
JP7409997B2 (ja) 積層造形物の製造方法
JP7381422B2 (ja) 造形物の製造方法及び造形物
JP6859471B1 (ja) 積層造形物の製造方法
JP7311481B2 (ja) 積層造形方法及び積層造形装置、並びにモデル表示装置
JP7376455B2 (ja) 積層計画作成方法
WO2024029276A1 (ja) 制御情報修正方法、制御情報修正装置及びプログラム
WO2023149142A1 (ja) 制御情報生成装置、制御情報生成方法、溶接制御装置及び制御情報生成プログラム
WO2024095596A1 (ja) 積層造形装置の制御情報修正方法、制御情報修正装置及びプログラム
JP2023178726A (ja) 造形計画支援装置およびプログラム
JP2024021423A (ja) 造形計画支援装置、造形計画支援方法及びプログラム
JP2024013527A (ja) 軌道計画支援装置、軌道計画支援方法及びプログラム
JP2024089144A (ja) 造形物の製造方法及び製造装置
JP2024025180A (ja) 制御情報生成装置、制御情報生成方法、プログラム及び積層造形方法
CN117836082A (zh) 造型装置的控制方法、造型装置以及程序

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant