CN114450122A - 加工程序生成装置、层叠造形装置、加工程序生成方法、层叠造形方法及机器学习装置 - Google Patents

加工程序生成装置、层叠造形装置、加工程序生成方法、层叠造形方法及机器学习装置 Download PDF

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Abstract

一种加工程序生成装置(110)，其生成用于对通过将多个层层叠而形成造形物的层叠造形装置进行控制的加工程序，该多个层由一边使加工位置沿加工路移动、一边将熔融的加工材料附加于对象面而成的焊道构成，该加工程序生成装置的特征在于，具有：加工路径生成部(113)，其从表示用于分别将多个层形成的加工路的形状及位置的加工路数据对基于加工路的端点、交点及弯曲点的多个支撑点进行提取，生成在加工路附加有在执行支撑点的造形后、执行将造形出的多个支撑点之间连接的间隙线段的造形的造形顺序的加工路径；以及加工程序生成部(114)，其生成用于按照加工路径对层叠造形装置进行控制的加工程序。

Description

加工程序生成装置、层叠造形装置、加工程序生成方法、层叠 造形方法及机器学习装置
技术领域
本发明涉及形成三维造形物的加工程序生成装置、层叠造形装置、加工程序生成方法、层叠造形方法及机器学习装置。
背景技术
以往，作为形成三维造形物的技术，已知被称为附加制造(AM：AdditiveManufacturing)的技术。使用附加制造的技术而形成三维造形物的装置还被称为层叠造形装置。附加制造的方式存在多个种类，直接能量沉积(DED：Directed Energy Deposition)方式与其他附加制造方式相比，具有造形时间短、加工材料的切换简单、基体材质的限制少这样的优点。另外，DED方式是加工材料的浪费少，另外通过对加工头的结构进行变更而能够将粉末及线材这两者作为加工材料使用。特别是由于线材能够沿用作为已有产品的焊接用线材，因此价格为低价，容易入手。
在附加制造中，根据构成造形物的多个层各自的形状，有时在附加的加工材料的量发生不均匀，造形物的高度没有成为目标高度。在该情况下，造形物的形成精度降低。
在专利文献1公开了使用DED方式的层叠造形方法。在专利文献1所公开的层叠造形方法中，各使用1台执行附加加工的附加加工用焊接机器人和执行去除加工的去除加工用焊接机器人。在附加加工用焊接机器人进行附加加工后，对造形物的高度变化进行检测，在检测高度低于目标高度的情况下，附加加工用焊接机器人追加地进行附加加工，在检测高度高于目标高度的情况下，去除加工用焊接机器人进行去除加工。根据该方法，能够使造形物的高度接近目标高度，能够使造形物的形成精度提高。
专利文献1：日本特开2018－149570号公报
发明内容
但是，根据上述现有技术，需要追加与造形物的高度变化相应地执行附加加工和去除加工的哪一者这一判断过程，另外，针对各层的每个附加加工要反复进行去除加工，因此存在造形时间增大这一问题。
本发明就是鉴于上述情况而提出的，其目的在于得到能够抑制造形时间的增大，并提高造形精度的加工程序生成装置。
为了解决上述的课题，并达到目的，本发明所涉及的加工程序生成装置生成用于对通过将多个层层叠而形成造形物的层叠造形装置进行控制的加工程序，该多个层由一边使加工位置沿加工路移动、一边将熔融的加工材料附加于对象面而成的焊道构成，该加工程序生成装置的特征在于，具有：加工路径生成部，其从表示用于分别将多个层形成的加工路的形状及位置的加工路数据对基于加工路的端点、交点及弯曲点的多个支撑点进行提取，生成在加工路附加有在执行支撑点的造形后、执行将造形出的多个支撑点之间连接的间隙线段的造形的造形顺序的加工路径；以及加工程序生成部，其生成用于按照加工路径对层叠造形装置进行控制的加工程序。
发明的效果
根据本发明，具有下述效果，即，能够抑制造形时间的增大，并提高造形精度。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1所涉及的层叠造形系统的结构的图。
图2是表示图1所示的层叠造形装置的旋转机构的旋转方向的图。
图3是表示图1所示的加工程序生成装置的功能结构的图。
图4是表示用于实现图1所示的控制装置的功能的硬件结构的第1例的图。
图5是表示用于实现图1所示的控制装置的功能的硬件结构的第2例的图。
图6是表示图1所示的层叠造形装置将相同长度的多个直线焊道沿Z轴方向层叠的状态的图。
图7是表示图1所示的层叠造形装置从始端朝向终端将在一定的方向排列的珠状焊道层叠的状态的图。
图8表示包含加工路的交叉的造形形状的一个例子的图。
图9是图8所示的加工路的交叉部分的俯视图。
图10是图9的B－B’剖视图。
图11是表示图1所示的层叠造形装置所使用的加工路径的一个例子的图。
图12是表示将图11所示的间隙线段以点造形进行了造形的例子的图。
图13是表示图1所示的层叠造形装置对图9所示的加工路进行造形时的造形顺序的一个例子的图。
图14是表示在角部具有临界点的加工路的形状的一个例子的图。
图15是表示由本发明的实施方式2所涉及的加工程序生成装置执行的加工程序生成处理的顺序的流程图。
图16是表示本发明的实施方式3所涉及的层叠造形装置将多个支撑点之间的间隙线段全部以点造形进行了造形的例子的图。
图17是表示本发明的实施方式4所涉及的加工程序生成装置所使用的条件表的一个例子即工艺对应图的图。
图18是表示本发明的实施方式5所涉及的层叠造形系统的结构的图。
图19是表示图18所示的层叠造形系统的动作的一个例子的流程图。
图20是表示图19所示的动作的变形例的流程图。
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加工程序生成装置、层叠造形装置、加工程序生成方法、层叠造形方法及机器学习装置详细地进行说明。此外，本发明并不限定于本实施方式。
实施方式1.
图1是表示本发明的实施方式1所涉及的层叠造形系统200的结构的图。层叠造形系统200具有层叠造形装置100和加工程序生成装置110。层叠造形装置100是通过反复进行附加加工，从而对3维的造形物18进行制造的DED方式的附加制造装置，该附加加工将通过光束的照射而熔融的线材5附加于加工对象物的对象面22。在本实施方式中，光束为激光束24，线材5为加工材料的一个例子，是线状的金属。此外，加工材料也可以是除了金属以外的材料。加工程序生成装置110是生成用于对层叠造形装置100进行控制的加工程序的CAM(Computer Aided Manufacturing)装置。
层叠造形装置100通过将由焊道构成的多个层进行层叠而形成造形物18，该焊道是一边使加工位置26沿加工路移动、一边将熔融的加工材料附加于对象面22而成的。层叠造形装置100通过在基体材料17附加焊道，从而将金属材料的造形物18形成于基体材料17的对象面22。焊道是熔融的线材5凝固而形成的物体，构成造形物18。在本实施方式中，层叠造形装置100形成珠状的焊道或者线状的焊道。下面，将珠状的焊道称为珠状焊道，将线状的焊道称为线状焊道。另外，将对珠状焊道进行造形称为点造形，将对线状焊道进行造形称为线造形。即，珠状焊道是线材5熔融之后凝固而成的珠状的金属，线状焊道是线材5熔融之后凝固而成的线状的金属。
基体材料17载置于加工台15。加工对象物是指基体材料17及造形物18。将加工对象物的焊道所附加的面称为对象面22。图1所示的基体材料17为板状。基体材料17也可以是板状以外的形状。加工台15安装于旋转机构16的旋转部件16a，通过旋转机构16以后面记述的第1轴或者第2轴为中心进行旋转。第2轴与第1轴垂直。
层叠造形装置100具有：加工头10，其对加工位置26照射激光束24而使加工材料即线材5熔融；以及加工头驱动装置14，其使加工头10移动。加工头10具有：光束喷嘴11，其对加工位置26照射激光束24；线材喷嘴12，其对加工位置26供给加工材料即线材5；以及气体喷嘴13，其对加工位置26喷射屏蔽气体25。加工位置26是对象面22上的位置，是被附加加工材料的区域。加工位置26在附加加工处理中沿加工路移动。
光束喷嘴11将使加工材料熔融的热源即激光束24朝向加工对象物的加工位置26射出。用于使加工材料熔融的能量源除了激光束24以外，也可以是电子束或者电弧放电等。线材喷嘴12朝向加工对象物中的激光束24的照射位置使线材5行进。即，线材喷嘴12朝向加工对象物的对象面22的加工位置26供给线材5。
此外，层叠造形装置100也能够采用取代从线材喷嘴12将线材5供给至加工位置26，而是从喷嘴使加工材料即粉末金属喷出而进行造形的方式。在作为加工材料而使用粉末金属的情况下，能够使用下述方式，即，使用屏蔽气体的负压的方式、从输送粉末金属的粉末输送管在造形定时进行加压喷射的方式等。在该情况下，将粉末金属喷出的喷嘴配置为喷出的粉末金属的柱状的中心轴与供给至加工位置26的线材5的中心轴相对应。线材5及以柱状喷出的粉末金属构成从喷嘴供给至加工位置26的柱状的加工材料。
气体喷嘴13将用于造形物18的氧化抑制及线状焊道的冷却的屏蔽气体25朝向对象面22的加工位置26喷出。光束喷嘴11、线材喷嘴12及气体喷嘴13固定于加工头10，由此彼此的位置关系被唯一地确定。即，加工头10固定了光束喷嘴11、线材喷嘴12及气体喷嘴13的相对位置关系。
层叠造形装置100还具有：控制装置1，其按照加工程序对层叠造形装置100进行控制；激光振荡器2，其振荡产生从加工头10的光束喷嘴11照射的激光束24；线材供给部19，其对加工头10的线材喷嘴12供给线材5；以及气体供给装置7，其对加工头10的气体喷嘴13供给屏蔽气体25。激光振荡器2和加工头10之间通过光缆3连接。气体供给装置7和加工头10之间通过配管8连接。激光振荡器2所产生的激光束24经由光缆3供给至光束喷嘴11。屏蔽气体25从气体供给装置7经过配管8向气体喷嘴13供给。
激光振荡器2、光缆3和光束喷嘴11构成了将使线材5熔融的激光束24与线材5的中心轴非同轴地向对象面22照射的照射部。气体供给装置7、配管8和气体喷嘴13构成了向加工位置26喷出屏蔽气体25的气体供给部。
卷绕有线材5的线材卷线筒6是加工材料的供给源。伴随伺服电动机即旋转电动机4的驱动而线材卷线筒旋转，由此线材5从线材卷线筒6抽出。从线材卷线筒6抽出的线材5经过线材喷嘴12而供给至加工位置26。旋转电动机4、线材卷线筒6和线材喷嘴12构成了线材供给部19。
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轴方向是铅垂方向。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是能够实现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。层叠造形装置100通过加工头驱动装置14使加工头10移动，由此能够使对象面22中的激光束24的照射位置移动。
图1所示的加工头10使激光束24从光束喷嘴11向Z轴方向行进。线材喷嘴12在XY面内设置于远离光束喷嘴11的位置，向相对于Z轴倾斜的方向使线材5行进。即，线材喷嘴12与从光束喷嘴11射出的激光束24非同轴地使线材5行进。线材喷嘴12用于对线材5的行进进行限制，以使得线材5供给至期望的位置。
在加工头10中，气体喷嘴13在XY面内与光束喷嘴11同轴地设置于光束喷嘴11的外周侧，以沿从光束喷嘴11射出的激光束24的中心轴的方式喷出屏蔽气体25。即，光束喷嘴11和气体喷嘴13彼此配置于同轴上。此外，加工头10也能够设为附加旋转轴的结构。例如，能够在加工头10的X轴中心以倾斜的方式安装旋转轴。在使用旋转轴的情况下，加工头10能够对5轴驱动中的A、B轴的倾斜角进行调整，因此可以不使层叠的造形物18倾斜。在造形物18成为大型重物的情况下，如果使造形物18倾斜，则有时层叠造形装置100的移动变得不稳定。因此，通过使用旋转轴，从而能够将重的母材的固定设为铅垂方向，能够提高稳定性。
此外，虽然未图示，但线材喷嘴12也可以与光束喷嘴11同轴。在该情况下，考虑下述结构，即，在中心配置有线材喷嘴12，以线材喷嘴12的同心圆状分别配置有气体喷嘴13的气体口及光束喷嘴11的激光射出口。另外，也可以以将光束喷嘴11包围的方式配置多个线材喷嘴12，能够将激光的扫描方向和供给线材5的方向保持恒定，或将不同的多个加工材料从各线材喷嘴12供给。
旋转机构16是能够实现以第1轴为中心的加工台15的旋转和以与第1轴垂直的第2轴为中心的加工台15的旋转的动作机构。在图1所示的旋转机构16中，第1轴是与X轴平行的A轴，第2轴是与Z轴平行的C轴。旋转机构16具有构成用于以第1轴为中心使加工台15旋转的动作机构的伺服电动机、和构成用于以第2轴为中心使加工台15旋转的动作机构的伺服电动机。旋转机构16是能够实现以2轴各自为中心的旋转运动的动作机构。在图1中省略了各伺服电动机的图示。层叠造形装置100通过旋转机构16使加工台15旋转，由此能够对加工对象物的姿态或者位置进行变更。通过使用旋转机构16，从而也能够对具有锥形状的复杂的形状进行造形。图2是表示图1所示的层叠造形装置100的旋转机构16的旋转方向的图。旋转机构16具有绕第2轴即C轴旋转的旋转部件16a，在旋转部件16a安装加工台15。在图2所示的旋转机构16中，能够使包含旋转部件16a的C轴工作台本身在A轴方向旋转。
控制装置1安装从加工程序生成装置110发送的加工程序对层叠造形装置100进行控制。加工程序按照使加工头10相对于载置于加工台15的加工对象物移动的移动路径的指示，指定对立体的造形物18进行造形的路径且使激光束24的照射位置移动的路径即加工路径。
控制装置1承担下述控制，即，对线材供给部19、照射部和气体供给部进行控制，用于通过线材5熔融而形成的多个线状焊道对造形物18进行造形。控制装置1例如是数控装置。控制装置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的驱动进行控制而使加工头10移动。控制装置1将与光束输出的条件相对应的指令向激光振荡器2输出，由此对激光振荡器2的激光振荡进行控制。
控制装置1将与加工材料的供给量的条件相对应的指令向旋转电动机4输出，由此对旋转电动机4的驱动进行控制。控制装置1对旋转电动机4的驱动进行控制，由此对线材5从线材卷线筒6朝向照射位置的速度进行调整。在下面的说明中，有时将线材5从线材卷线筒6朝向照射位置的速度称为线材供给体积速度。
控制装置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，由此对屏蔽气体25从气体供给装置7向气体喷嘴13的供给量进行控制。控制装置1向旋转机构16输出旋转指令，由此对旋转机构16的驱动进行控制。即，控制装置1输出各种指令，由此对层叠造形装置100的整体进行控制。
控制装置1使加工头驱动装置14和旋转机构16联动而驱动加工头10和加工台15，由此能够使加工位置26变化，能够得到期望的形状的造形物18。
在本实施方式中，控制装置1按照加工程序对加工头10进行控制，由此在对基于加工路的端点、交点及弯曲点的多个支撑点进行造形后，能够对将造形出的多个支撑点之间连接的间隙线段进行造形，该加工路径用于分别形成将造形物18构成的多个层。
图3是表示图1所示的加工程序生成装置110的功能结构的图。加工程序生成装置110具有数据输入部111、数据存储部112、加工路径生成部113和加工程序生成部114。加工程序生成装置110的各结构部能够彼此收发信息。
数据输入部111接收从加工程序生成装置110的外部的外部装置向加工程序生成装置110输入的造形形状数据即CAD(Computer-Aided Design)数据120，发送至数据存储部112。造形形状数据包含由层叠造形装置100进行附加制造的造形物18的成品形状即造形对象形状的信息及材料的材质的信息。造形对象形状是最终的3维形状。此外，造形形状数据并不限定于CAD数据120。造形形状数据只要是在加工程序生成装置110中能够解释的数据即可。
另外，数据输入部111接收层叠条件数据130而发送至数据存储部112，该层叠条件数据130包含由用户输入的线状焊道或者珠状焊道的形成条件的信息即线状焊道形成信息或者珠状焊道形成信息。线状焊道形成信息是表示在后面记述的加工程序的生成中使用的线状焊道的形状的信息。在线状焊道形成信息包含线状焊道的宽度的信息及线状焊道的高度的信息。珠状焊道形成信息也是同样的。
数据存储部112对从数据输入部111发送出的CAD数据120及层叠条件数据130进行存储。
加工路径生成部113接收从数据输入部111发送出的CAD数据120。加工路径生成部113通过对CAD数据120和为了对焊道的层叠进行控制而使用的层叠条件数据130进行解析，从而生成加工路径，发送至加工程序生成部114。加工路径是进行线状焊道或者珠状焊道的附加加工的路径，是加工头10的刀具路径。加工程序通过对用于形成线状焊道或者珠状焊道的加工头10的轨迹进行指示，从而指定出加工路径。
加工程序生成部114接收从加工路径生成部113发送出的加工路径的信息。加工程序生成部114将由加工路径生成部113生成的加工路径的信息变换为加工程序，发送至控制装置1。
图4是表示用于实现图1所示的控制装置1的功能的硬件结构的第1例的图。控制装置1是使用用于执行层叠造形装置100的控制的程序即控制程序而实现的。
控制装置1具有：CPU(Central Processing Unit)41，其执行各种处理；RAM(Random Access Memory)42，其包含数据储存区域；非易失性存储器即ROM(Read OnlyMemory)43；外部存储装置44；以及输入输出接口45，其用于信息向控制装置1的输入及信息从控制装置1的输出。图4所示的各部经由总线46彼此连接。
CPU 41执行在ROM 43及外部存储装置44中存储的程序。通过控制装置1进行的层叠造形装置100的整体的控制是使用CPU 41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。在ROM 43存储有用于控制装置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(UnifiedExtensible Firmware Interface)这样的启动加载器，且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在RAM 42将控制程序展开而执行各种处理。输入输出接口45是与控制装置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。另外，输入输出接口45输出各种指令。控制装置1可以具有键盘及指点设备这样的输入设备及显示器这样的输出设备。
控制程序可以存储于计算机可读取的存储介质。控制装置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向成为控制装置1的计算机或者控制器安装。
图5是表示用于实现图1所示的控制装置1的功能的硬件结构的第2例的图。控制装置1的功能也能够通过图5所示的专用的硬件即处理电路47实现。处理电路47是单一电路、复合电路、被程序化的处理器、被并行程序化的处理器、ASIC(Application SpecificIntegrated Circuit)、FPGA(Field-Programmable Gate Array)或它们的组合。控制装置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。
此外，加工程序生成装置110的功能能够通过将用于执行加工程序生成装置110的控制的程序即控制程序由具有图4所示那样的结构的硬件执行而实现。另外，加工程序生成装置110的功能可以使用如图5所示那样的专用的硬件即处理电路47而实现。
在这里，对在图1所示的层叠造形装置100使加工头10与XY平面平行地移动，由此进行直线状的附加加工的情况下的直线的端点、交点等发生的造形精度的降低进行说明。
图6是表示图1所示的层叠造形装置100将相同长度的多个直线焊道沿Z轴方向层叠的状态的图。如图6所示，熔融的加工材料具有下述性质，即，与加工位置相邻的部分在造形完成的情况下，试图朝向造形完成的部分紧贴。因此，在对1个线段进行造形时，如果从始端朝向终端沿一定的造形方向依次造形，则在没有相邻的造形完成的部分的始端及终端，作用朝向线段的内侧拉伸的力，大多形状会发生倾斜。另外，在下层的直线焊道的始端及终端，由于液体的粘性或者表面张力，上层的直线焊道受到在外侧流动的熔融金属的形状的影响。因此，始端及终端的垂直度越是上层则越逐渐地恶化。关于该现象，在全部造形部位使用珠状焊道的情况下也同样地发生。
图7是表示图1所示的层叠造形装置100从始端朝向终端将在一定的方向排列的珠状焊道层叠的状态的图。在图7中，在各珠状焊道附加的数字(1)～(6)示出各珠状焊道的造形顺序。如上所述，熔融的加工材料具有下述性质，即，与加工位置相邻的部分在造形完成的情况下，试图朝向造形完成的部分紧贴。因此，如图7所示，如果将造形顺序(1)～(6)的珠状焊道依次造形，则珠状焊道朝向造形完成的相邻的珠状焊道拉伸的力发生作用。具体地说，如果造形出造形顺序(2)的珠状焊道，则作用朝向造形顺序(1)的珠状焊道的力。在图7所示的例子中，各珠状焊道的间隔为a，是恒定的值，但在珠状焊道的情况下，关于中途线段的平坦度，通过针对加工材料的每个种类、珠的每个尺寸对相邻的珠状焊道彼此的重复率进行调整，从而能够抑制作为整体的高度的变化。但是，在加工路的端点，左右任意的珠状焊道都不存在，因此半球的倾斜面单独地出现。由于在珠状焊道间彼此吸引的力进行作用，因此熔融的加工材料在外侧流动，倾斜面的半球形状塌毁而向外侧扩展。在该情况下，在上层的珠状焊道或者线状焊道的造形时，熔融金属沿在下层的端点出现的斜面流动而每1个珠状焊道的高度变化。因此，越是上层则端点垂直度越恶化。
图8是表示包含加工路的交叉的造形形状的一个例子的图。图9是图8所示的加工路的交叉部分的俯视图。图10是图9的B－B’剖视图。如图8所示，在加工路交叉的情况下，如果将交叉部分通过2个直线造形，则如图9、10所示，在交叉点处焊道高度比交叉点以外的部分变高。在这里，通过将交叉的2个直线之中的一方的造形优先进行，从而能够减小交叉点处的焊道高度的差，但在该情况下，与直线造形的端点同样地，存在下述问题，即，由于液体的粘性或者表面张力，熔融金属在外侧流动而造形精度降低。
在大多情况下，每1层的高度变化是几μm至几十μm的微小变化，但随着为了对期望的形状进行造形而将几十层或者几百层不断层叠而高度的差异累积，对最终形状的影响变大。
因此，本实施方式所涉及的层叠造形装置100如以下说明那样，在对基于加工路的端点、交点及弯曲点的多个支撑点进行造形后，对将造形出的多个支撑点之间连接的间隙线段进行造形，由此能够使造形精度提高。
图11是表示图1所示的层叠造形装置100所使用的加工路径的一个例子的图。如图11所示，在进行沿包含端点即始端及终端的加工路的造形的情况下，层叠造形装置100在各层的造形中，在对以加工路的始端为中心的支撑点即始端支撑点和以加工路的终端为中心的支撑点即终端支撑点进行造形后，对将始端支撑点及终端支撑点之间连接的间隙线段进行造形。在这里，将第1层的始端支撑点称为第1始端支撑点，将第1层的终端支撑点称为第1终端支撑点，将第1层的间隙线段称为第1间隙线段。
此时，层叠造形装置100将多个支撑点即始端支撑点及终端支撑点进行点造形。即，支撑点通过珠状的焊道进行造形。在这里，支撑点通过半径b的珠状的焊道进行造形。
第1层的第1始端支撑点、第1终端支撑点及第1间隙线段是将第1层的加工路进行分割而得到的加工路的一部分。层叠造形装置100将第1始端支撑点及第1终端支撑点通过点造形进行造形。由此，在各加工路中在始端及终端创建支撑点，能够抑制在将处于其间的第1间隙线段以线造形进行造形时塌边的发生。关于支撑点的加工条件，是与通过第1间隙线段的造形所使用的线造形或者点造形的加工条件进行造形的造形形状相同高度的点造形。半径b设为与期望形状的容许误差范围内的值，或者精加工时的容许磨削厚度内的值即可。
图12是表示将图11所示的间隙线段以点造形进行了造形的例子的图。在图12中，在各珠状焊道附加的数字(1)～(6)示出了各珠状焊道的造形顺序。在本实施方式中，在始端及终端造形出支撑点后，对将造形完成的多个支撑点连接的间隙线段进行造形。在这里，在没有与支撑点相邻的造形物18的情况下，对支撑点供给的熔融状态的加工材料在两侧均等地流动。另外，在这里在始端造形出造形顺序(1)的珠状焊道后，在远离始端的终端对造形顺序(2)的珠状焊道进行造形，然后，在与造形顺序(1)的珠状焊道相邻的位置对造形顺序(3)的珠状焊道进行造形。因此，在对造形顺序(3)的珠状焊道进行造形时，有时造形顺序(1)的珠状焊道的凝固进行。因此，造形顺序(3)的珠状焊道是在朝向造形顺序(1)的珠状焊道拉伸的方向作用力，但造形顺序(1)的珠状焊道在左右对称的状态下开始凝固，形状稳定。因此，间隙线段的造形不是最后造形出的支撑点，而是优选从与造形后的经过时间长的支撑点相邻的部分开始。另外，在对造形顺序(6)的珠状焊道进行造形时，在终端造形顺序(2)的珠状焊道造形完成，因此用于对造形顺序(6)的珠状焊道进行造形的加工材料相对于两侧均等地流动，形状稳定。
图13是表示图1所示的层叠造形装置100对图9所示的加工路进行造形时的造形顺序的一个例子的图。层叠造形装置100在对具有交点的加工路进行造形的情况下，对交叉的2个线段之中的一个进行选择，对选择出的线段的始端支撑点及终端支撑点和将始端支撑点及终端支撑点连接的间隙线段进行造形。图13中的数值示出了造形顺序。图13所示的“1”是始端支撑点的造形顺序，“2”是终端支撑点的造形顺序，“3”是间隙线段的造形顺序。
然后，层叠造形装置100对加工路之中的除了造形完成的部分以外的剩余部分进行造形。此时层叠造形装置100在与造形完成的焊道的交点部分相接的位置和端点对支撑点进行造形，然后，对将造形完成的多个支撑点连接的间隙线段进行造形。“4”是在与造形完成的焊道的交点部分相接的位置形成的支撑点的造形顺序，“5”是端点的造形顺序，“6”是间隙线段的造形顺序。
并且层叠造形装置100在与造形完成的焊道的交点部分相接的位置、且在第4造形完成的支撑点的相反侧和端点对支撑点进行造形，然后，对将造形完成的多个支撑点连接的间隙线段进行造形。“7”是在与造形完成的焊道的交点部分相接的位置形成的支撑点的造形顺序，“8”是端点的造形顺序，“9”是间隙线段的造形顺序。
此外，在图13中，层叠造形装置100在刚对一对支撑点进行造形后，对将一对支撑点连接的间隙线段进行造形，但本实施方式并不限定于该例。在对间隙线段进行造形前对支撑点进行造形即可。例如，层叠造形装置100可以在将各层的多个支撑点的全部汇总而点造形后对间隙线段进行造形。
另外，层叠造形装置100能够使用点造形及线造形中的至少任一者对间隙线段进行造形。例如，层叠造形装置100可以仅使用点造形对间隙线段进行造形，也可以仅使用线造形对间隙线段进行造形。另外，层叠造形装置100也能够与加工条件相应地，使用点造形及线造形对间隙线段进行造形。
在上述中，对在包含始端及终端在内的端点和交点处使造形精度提高的方法进行了说明，但在加工路的角部的弯曲点处，由于加工头10的加减速的影响，也会引起与端点及交点相同的现象。图14是表示在角部具有临界点的加工路的形状的一个例子的图。图14所示的加工路具有临界点#1、临界点#2、临界点#3这3个临界点。此外，在这里，临界点是加工路的2个线段共有1个切线的点，也被称为尖点。加工头驱动装置14将XY轴的加工头10的速度进行加减速，由此在临界点处造形时的轴移动的停留瞬时地发生，停留在各层反复进行，由此在最终的造形物18的高度发生波动。与此相对，如果单纯地以临界点为边界将线状焊道进行分割，则会发生与包含始端及终端在内的线造形相同的现象。
因此，层叠造形装置100在如临界点那样的弯曲点处，也与端点及交点同样地，通过珠状的焊道对基于弯曲点的支撑点，具体地说，对以弯曲点为中心的支撑点进行造形，将支撑点之间通过线造形或者点造形进行造形。
如以上说明所述，根据本发明的实施方式1，层叠造形装置100在造形出支撑点后，对将造形出的多个支撑点连接的间隙线段进行造形，因此焊道的形状容易稳定，能够提高造形精度。此时，由于仅改变造形顺序，因此能够抑制造形时间的增大并提高造形精度。
具体地说，在本实施方式中，在对基于加工路的交点的支撑点，例如与交点相接的支撑点进行造形后，对将造形出的多个支撑点连接的间隙线段进行造形，因此在交点处不会发生如图10所示那样的焊道的交叉，能够抑制交点处的焊道高度的变化。
另外，在本实施方式中，在造形出基于加工路的弯曲点的支撑点，例如以弯曲点为中心的支撑点后，对将造形出的多个支撑点连接的间隙线段进行造形，因此在弯曲点处不会发生轴移动的停留，能够抑制弯曲点处的焊道高度的变化。
另外，在本实施方式中，在造形出基于加工路的端点的支撑点，例如以端点为中心的支撑点后，对将造形出的多个支撑点连接的间隙线段进行造形，因此抑制在端点处熔融的加工材料在外侧流动而端点的形状稳定，能够抑制端点处的焊道高度的变化。
实施方式2.
在实施方式1中，说明了在造形出基于加工路所包含的端点、交点、弯曲点的支撑点后，对将造形完成的支撑点连接的间隙线段进行造形的层叠造形装置100。在实施方式2中，对生成用于通过实施方式1所说明的层叠造形方法使层叠造形装置100动作的加工程序的加工程序生成方法进行说明。
该加工程序生成方法在图1及图3所示的加工程序生成装置110中被执行。图15是表示由本发明的实施方式2所涉及的加工程序生成装置110执行的加工程序生成处理的顺序的流程图。
首先，作为图15所示的处理的前提，加工程序生成装置110通过数据输入部111接收由用户输入的层叠条件数据130，将接收到的层叠条件数据130存储于数据存储部112。同样地，加工程序生成装置110通过数据输入部111接收CAD数据120，将接收到的CAD数据120存储于数据存储部112。
加工程序生成装置110的加工路径生成部113从数据存储部112读入而取得层叠条件数据130(步骤S10)。层叠条件数据130是在进行附加加工时层叠造形装置100所使用的参数，例如包含层叠间距、焊道宽度、激光输出上限值、激光焦距、激光直径、线材供给速度、线材5的材质、可动轴结构等。
加工路径生成部113从数据存储部112读入而取得造形物的CAD数据120(步骤S20)。
加工路径生成部113基于CAD数据120所示的造形对象形状和层叠条件数据130，生成成为基本的加工路径的第1加工路径(步骤S30)。在这里，第1加工路径是为了对各层的造形对象形状进行造形而使加工头10移动的路径，在对线段进行造形的情况下，是从始端朝向终端依次造形的路径。例如，在具有始端及终端的加工路中，如图6所示，造形方向成为从始端朝向终端的方向。另外，在具有交点的加工路中，如图9、10所示，成为将焊道重叠而造形的路径。
加工路径生成部113基于CAD数据120，根据表示用于分别将多个层形成的加工路的形状及位置的加工路数据，对在第1加工路径是否存在端点、交点及弯曲点之中的至少1个进行判断(步骤S40)。
在第1加工路径存在端点、交点及弯曲点之中的至少1个的情况下(步骤S40：Yes)，加工路径生成部113生成第2加工路径，即，在对基于端点、交点及弯曲点之中的存在于第1加工路径的点的多个支撑点进行造形后，对将造形出的支撑点之间连接的间隙线段进行造形(步骤S50)。
在第1加工路径不存在端点、交点及弯曲点任意者的情况下(步骤S40：No)，省略步骤S50的处理。加工路径生成部113将生成的加工路径输出至加工程序生成部114。在这里，加工路径生成部113在执行步骤S50的处理的情况下，输出第2加工路径，在省略步骤S50的处理的情况下，输出第1加工路径。
加工程序生成部114将由加工路径生成部113输出的加工路径变换为加工程序，附加造形用代码(步骤S60)。由此，生成对在造形物18的造形时使加工头10以何种路径移动进行指定的加工程序。造形用代码是层叠造形装置100的控制装置1能够解释的形式的命令，包含将来自光束喷嘴11的激光输出、来自线材喷嘴12的线材供给速度、来自气体喷嘴13的气体流量这样的动作值指定给层叠造形装置100的命令信息。加工程序例如是通过G代码、标记语言等记述的控制信息。如果是层叠造形装置100的控制装置1能够解释的编程语言，则可以使用独立的编程语言而生成加工程序。
如果改称图15所示的顺序，则加工程序生成方法包含下述步骤：取得表示造形物18的造形对象形状的造形形状数据；根据造形形状数据而生成第1加工路径；从第1加工路径所示的加工路对端点、交点及弯曲点进行提取；生成在对基于提取出的端点、交点及弯曲点的支撑点进行造形后，对将造形出的多个支撑点之间连接的间隙线段进行造形的第2加工路径；以及生成用于按照加工路径对层叠造形装置100进行控制的加工程序。
如以上说明所述，根据实施方式2所涉及的加工程序生成方法，能够生成在使层叠造形装置100对支撑点进行造形后，用于对将造形出的多个支撑点连接的间隙线段进行造形的加工程序。通过使用该加工程序对层叠造形装置100进行控制，从而能够使造形精度提高。
实施方式3.
在实施方式3中，说明通过对间隙线段的加工条件进行调整，从而使层叠造形装置100的造形精度进一步提高的方法。通常来说，在附加制造中，在进行附加加工后，大多进行磨削、研磨等精加工。因此，相对于期望形状的一定量的造形形状的变化大多被容许，但希望期望形状和最终造形形状的误差少。
图16是表示本发明的实施方式3所涉及的层叠造形装置100将多个支撑点之间的间隙线段全部以点造形进行了造形的例子的图。在图16所示的例子中，支撑点之间的间隙线段和点造形的个数的关系变得适当，但有时根据间隙线段的长度，无法使用相同尺寸的珠状焊道通过适量的个数对间隙线段进行造形。因此，加工程序生成装置110在考虑所要追加的支撑点的造形位置和珠状焊道的尺寸后，调整对支撑点间的间隙线段进行造形时的点造形的间距、尺寸、个数等加工条件的参数，由此能够提高造形精度，抑制造形物18的尺寸的肥大。此外，在使用线造形对间隙线段进行造形的情况下，可以对线造形的长度进行调整。
间隙线段的加工条件是用于对加工材料的熔融量进行调整的条件。加工程序生成装置110对加工条件进行调整，以使得在与线状焊道的端点接近的位置，例如相距端点的距离小于或等于阈值的加工位置26处，加工材料的熔融量比相距端点的距离超过阈值的加工位置26变少。用于对加工材料的熔融量进行调整的加工条件，例如是激光束24的输出即激光输出。层叠造形装置100通过降低激光输出，从而能够减少加工材料的熔融量。另外，层叠造形装置100通过提高激光输出而增加向线材5的入热量，从而能够降低熔融状态的线状焊道的运动粘度，降低凝固时的线状焊道的高度。另外，用于对加工材料的熔融量进行调整的加工条件可以包含线材供给速度。随着与线状焊道的端点接近而使线材供给速度逐渐地减速，由此能够降低凝固时的线状焊道的高度。另外，调整对象的加工条件可以包含多个条件。
希望与层叠造形时的各种限制相应地，加工程序生成装置110或者用户能够对上述的方法进行选择而使用。具体地说，希望在加工程序上附加能够对在线状焊道的端点、交点及弯曲点等变化的加工条件的增减进行追加设定的功能。
如以上说明所述，在实施方式3所涉及的方法中，通过调整对间隙线段进行造形时的加工条件，从而能够使层叠造形装置100的造形精度进一步提高。
实施方式4.
在实施方式4中，对在生成加工程序时，使用将支撑点的加工条件与加工材料的种类及支撑点的种类相关联的条件表的方法进行说明。图17是表示本发明的实施方式4所涉及的加工程序生成装置110所使用的条件表的一个例子即工艺对应图的图。
图17所示的工艺对应图针对关于加工材料的每个种类及支撑点的每个种类所赋予的每个管理编号，示出包含机械参数及焊道数据在内的加工条件。机械参数包含激光束24的光束直径、轴进给速度、线材供给体积速度、激光输出、线角、珠状焊道用的激光束24的照射时间。线角是线材5的中心轴相对于激光束24的中心轴所成的角度。焊道数据包含焊道宽度及焊道高度。
加工路径生成部113在读入CAD数据120后，能够参照工艺对应图而自动地选定加工条件。由此，能够省略用户输入层叠条件数据130的工作量，因此能够减少加工程序生成处理中的用户的负担。
实施方式5.
在实施方式5中，说明使用对实施加工条件的导出的顺序进行学习的机器学习装置300而自动地生成适当的加工条件的方法。
图18是表示本发明的实施方式5所涉及的层叠造形系统200A的结构的图。层叠造形系统200A具有层叠造形装置100A、加工程序生成装置110和机器学习装置300。
层叠造形装置100A是在层叠造形装置100的结构追加有高度传感器50的结构。关于除了高度传感器50以外的结构要素由于与实施方式1相同，因此在这里省略详细的说明，主要对与层叠造形装置100不同的部分进行说明。关于加工程序生成装置110的功能，由于与实施方式1相同，因此在这里省略详细的说明。
层叠造形装置100A的高度传感器50按照控制装置1的控制对表示造形物18的形状的形状信息进行测量。高度传感器50将测量结果输出至控制装置1。机器学习装置300具有状态观测部301、学习部302和动作结果取得部305。学习部302具有回报计算部303和函数更新部304。
状态观测部301从控制装置1对驱动指令、线材供给量、造形中的加工物温度这样的层叠造形装置100A的状态量进行观测而作为状态变量。动作结果取得部305取得高度传感器50等造形物测定传感器所取得的加工位置26的造形物18的高度、造形物18的宽度这样的形状信息而作为动作结果。
学习部302将状态观测部301所取得的状态变量和动作结果取得部305所取得的动作结果汇总为时间序列数据，按照基于状态变量及动作结果而创建的训练数据集，对造形材料、基体材料量、造形形状、激光输出、照射时间、冷却时间、加工路径这样的加工条件进行学习。
学习部302所使用的学习算法可以使用任意的算法。作为一个例子，对应用强化学习(Reinforcement Learning)的情况进行说明。强化学习是某环境内的行动主体即智能体对当前的状态进行观测，决定应该采取的行动的方法。智能体对通过选择行动而从环境取得回报，通过一系列的行动得到最多回报的对策进行学习。作为强化学习的代表方法，已知Q学习(Q-Learning)、TD学习(TD-Learning)。例如，在Q学习的情况下，行动价值函数Q(s，a)的通常的更新式(行动价值表格)通过以下的式(1)表示。
【式1】
Figure BDA0003569733940000201
在式(1)中，t表示时刻t的环境，at表示时刻t的行动。通过行动at，环境变化为st+1。rt+1表示通过其环境的变化而带来的回报，γ表示折扣率，α表示学习系数。在应用Q学习的情况下，加工条件和加工路径成为行动at。
作为通过式(1)表示的更新式，如果时刻t+1的最良好的行动a的行动价值大于在时刻t执行的行动a的行动价值函数Q的值，则增大行动价值函数Q的值，在相反的情况下，减小行动价值函数Q的值。换言之，对行动价值函数Q(s，a)进行更新，以使时刻t的行动a的行动价值函数Q的值接近时刻t+1的最良好的行动价值。由此，某环境中的最良好的行动价值依次传播为其以前的环境中的行动价值。
回报计算部303基于状态变量对回报进行计算。回报计算部303基于造形中的表面温度、各层中的造形形状的高度变化、表面粗糙度等加工结果之中的至少1个对回报r进行计算。例如，回报计算部303在各层中的高度变化小的情况下使回报r增大。回报计算部303例如赋予“1”的回报。另一方面，在各层中的高度变化大的情况下减小回报r。回报计算部303例如赋予“－1”的回报。各层中的造形形状的高度变化按照公知的方法提取。例如，通过高度传感器50测定并取得各层的造形中的高度数据。
函数更新部304按照由回报计算部303计算的回报，对用于决定加工路径的函数进行更新。例如在Q学习的情况下，能够将通过式(1)表示的行动价值函数Q(st，at)作为用于加工路径的函数而使用。
图19是表示图18所示的层叠造形系统200A的动作的一个例子的流程图。图19所示的动作在层叠造形装置100A进行针对加工对象物的层叠造形处理时，每隔规定的控制周期而执行。
控制装置1对层叠造形装置100A的加工条件及加工路径进行选择而发出指令(步骤S100)。层叠造形装置100A按照选择出的加工条件及加工路径而进行层叠造形处理。
高度传感器50对各层中的造形部位的焊道高度进行测定(步骤S200)。在这里机器学习装置300取得状态数据及动作结果，学习部302创建训练数据集。机器学习装置300的回报计算部303在各层中将造形物18的高度与期望形状的高度的值相比较，判断高度变化率是否减少(步骤S300)。
在高度变化率减少的情况下(步骤S300：Yes)，即在造形物18的高度的测量值和期望形状的高度的值的差量小于或等于阈值的情况下，回报计算部303使回报增加(步骤S400)。在高度变化率没有减少的情况下(步骤S300：No)，即在上述的差量大于阈值的情况下，回报计算部303减少回报或者将回报的值维持不变(步骤S500)。
函数更新部304基于由回报计算部303计算出的回报而进行价值函数的更新(步骤S600)。此外，回报计算部303增减的回报的值可以与步骤相应地不同。
图20是表示图19所示的动作的变形例的流程图。下面，主要对与图19不同的部分进行说明，关于与图19相同的动作而省略说明。
图20所示的动作在图19的步骤S400、S500和步骤S600之间追加有步骤S700、S800、S900。
在这里，作为前提，使用高度传感器50而取得与端点、交点及弯曲点的垂直精度相关的测定数据。在步骤S400或者步骤S500的动作结束后，学习部302将端点、交点及弯曲点处的垂直精度与期望形状的垂直精度的值相比较，判断垂直度是否改善(步骤S700)。
在垂直度改善的情况下(步骤S700：Yes)，即，在测定数据所示的垂直精度和期望形状的垂直精度的差量小于或等于阈值的情况下，回报计算部303使回报增加(步骤S800)。
在垂直度没有改善的情况下(步骤S700：No)，即，在上述的差分大于阈值的情况下，回报计算部303减少回报或者将回报的值维持不变(步骤S900)。如果步骤S800或者步骤S900的处理结束，则进入步骤S600的处理。
此外，在上述中，对使用强化学习的例子进行了说明，但机器学习装置300也可以按照其他公知的方法，例如神经网络、遗传编程、功能逻辑编程、支持向量机等执行机器学习。
另外，机器学习装置300用于对层叠造形装置100A的层叠造形路径、加工条件等进行学习，但例如也可以经由网络与层叠造形装置100A连接。另外，机器学习装置300可以内置于层叠造形装置100A。并且，机器学习装置300可以存在于云服务器上。
另外，在图18中，机器学习装置300与1台层叠造形装置100A连接，但机器学习装置300也可以与多个层叠造形装置100A连接。在该情况下，与机器学习装置300连接的多个层叠造形装置100A可以是在同一现场使用的多个层叠造形装置100A，也可以是在不同现场独立地运转的层叠造形装置100A。并且，由机器学习装置300对数据集进行收集的层叠造形装置100A可以能够在中途追加于对象，也能够从对象去除。并且，也可以将关于某层叠造形装置100A对加工路径、加工条件等进行了学习的机器学习装置300安装于不同的层叠造形装置100A，对加工路径、加工条件等进行再学习而更新学习结果。可以在基于CAD数据120而生成加工路径、加工条件等的CAM软件装入机器学习装置300或者机器学习结果而使用。
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控制装置，2激光振荡器，3光缆，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线材喷嘴，13气体喷嘴，14加工头驱动装置，15加工台，16旋转机构，16a旋转部件，17基体材料，18造形物，19线材供给部，22对象面，24激光束，25屏蔽气体，26加工位置，41 CPU，42 RAM，43 ROM，44外部存储装置，45输入输出接口，46总线，47处理电路，50高度传感器，100、100A层叠造形装置，110加工程序生成装置，111数据输入部，112数据存储部，113加工路径生成部，114加工程序生成部，120 CAD数据，130层叠条件数据，200、200A层叠造形系统，300机器学习装置，301状态观测部，302学习部，303回报计算部，304函数更新部，305动作结果取得部。

Claims (13)

1.一种加工程序生成装置，其生成用于对通过将多个层层叠而形成造形物的层叠造形装置进行控制的加工程序，该多个层由一边使加工位置沿加工路移动、一边将熔融的加工材料附加于对象面而成的焊道构成，
该加工程序生成装置的特征在于，具有：
加工路径生成部，其从表示用于分别形成所述多个层的所述加工路的形状及位置的加工路数据对基于所述加工路的端点、交点及弯曲点的多个支撑点进行提取，生成在所述加工路附加有在执行所述支撑点的造形后、执行将造形出的多个所述支撑点之间连接的间隙线段的造形的造形顺序而成的加工路径；以及
加工程序生成部，其生成用于按照所述加工路径对所述层叠造形装置进行控制的加工程序。
2.根据权利要求1所述的加工程序生成装置，其特征在于，
所述加工程序生成部生成在使所述支撑点通过珠状的焊道进行造形后，使所述间隙线段通过珠状的焊道或者线状的焊道的至少任一者进行造形的所述加工程序。
3.根据权利要求1所述的加工程序生成装置，其特征在于，
所述加工程序生成部生成使所述间隙线段全部通过珠状的焊道进行造形的所述加工程序。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的加工程序生成装置，其特征在于，
还具有存储部，该存储部对将所述支撑点的加工条件与所述加工材料的种类及所述支撑点的种类相关联的条件表进行存储，
所述加工程序生成部基于所述条件表而生成所述加工程序。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的加工程序生成装置，其特征在于，
所述加工程序生成部与所述加工材料的种类及所述支撑点的种类相应地对所述间隙线段的加工条件进行调整。
6.根据权利要求4或5所述的加工程序生成装置，其特征在于，
所述加工程序生成部对所述加工条件进行调整，以使得在加工位置和支撑点之间的距离比预先确定的阈值短的情况下，与所述距离比所述阈值长的情况相比所述加工位置处的所述加工材料的熔融量变少。
7.根据权利要求6所述的加工程序生成装置，其特征在于，
用于对所述加工材料的熔融量进行调整的所述加工条件包含造形间距、造形尺寸及造形个数之中的至少1个。
8.一种层叠造形装置，其通过将多个层层叠而形成造形物，该多个层由一边使加工位置沿加工路移动、一边将熔融的加工材料附加于对象面而成的焊道构成，
该层叠造形装置的特征在于，具有：
材料喷嘴，其对所述加工位置供给所述加工材料；
加工头，其将使从所述材料喷嘴供给的所述加工材料熔融的光束照射至所述加工位置；以及
控制装置，其对所述加工头进行控制，在对基于用于分别将所述多个层形成的所述加工路的端点、交点及弯曲点的多个支撑点进行造形后，对将造形出的所述多个支撑点之间连接的间隙线段进行造形。
9.根据权利要求8所述的层叠造形装置，其特征在于，
所述控制装置在将所述支撑点通过珠状的焊道造形后，将所述间隙线段通过珠状的焊道或者线状的焊道的至少任一者进行造形。
10.根据权利要求8或9所述的层叠造形装置，其特征在于，
所述控制装置将所述间隙线段全部通过珠状的焊道进行造形。
11.一种加工程序生成方法，其生成用于对通过将多个层层叠而形成造形物的层叠造形装置进行控制的加工程序，该多个层由一边使加工位置沿加工路移动、一边将熔融的加工材料附加于对象面而成的焊道构成，
该加工程序生成方法的特征在于，包含下述步骤：
加工程序生成装置从表示用于分别形成所述多个层的所述加工路的形状及位置的加工路数据对基于所述加工路的端点、交点及弯曲点的多个支撑点进行提取；
所述加工程序生成装置生成在所述加工路附加有在执行所述支撑点的造形后、执行将造形出的多个所述支撑点之间连接的间隙线段的造形的造形顺序而成的加工路径；以及
所述加工程序生成装置生成用于按照所述加工路径对所述层叠造形装置进行控制的加工程序。
12.一种层叠造形方法，其使用层叠造形装置，该层叠造形装置使用一边使加工位置沿加工路移动、一边将熔融的加工材料附加于对象面而成的焊道形成造形物，
该层叠造形方法的特征在于，
所述层叠造形装置反复进行由所述焊道构成的层的造形步骤而将多个层进行层叠，
所述造形步骤各自包含：
第1步骤，将基于用于形成各层的所述加工路的端点、交点及弯曲点的多个支撑点通过珠状的焊道进行造形；以及
第2步骤，对将通过所述第1步骤造形出的所述多个支撑点之间连接的间隙线段进行造形。
13.一种机器学习装置，其对权利要求8至10中任一项所述的层叠造形装置的加工条件进行学习，
所述机器学习装置的特征在于，具有：
状态观测部，其对所述层叠造形装置的加工条件数据进行观测而作为状态变量；
动作结果取得部，其取得由所述层叠造形装置形成的造形物的形状测定结果而作为动作结果；以及
学习部，其基于按照所述状态变量及所述动作结果而创建的训练数据集，对所述层叠造形装置的所述加工条件进行学习。
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