CN117120200A - 层叠造型方法、层叠造型装置以及造型层叠造型物的程序 - Google Patents

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Abstract

层叠造型方法包括：在熔敷焊道的形成时测定将填充材料向焊炬进给的填充材料进给速度的工序；求出基准焊接速度的工序，该基准焊接速度为与测定出的填充材料进给速度对应的焊炬的移动速度；测定已形成的熔敷焊道的高度的工序；根据测定出的熔敷焊道的高度与从焊炬的前端突出的填充材料的前端的高度的差量，而求出对之后形成的熔敷焊道的高度进行调整的焊接速度修正值的工序；利用焊接速度修正值对基准焊接速度进行修正从而决定形成熔敷焊道的焊接速度的工序；以及以决定出的焊接速度形成熔敷焊道的工序。

Description

层叠造型方法、层叠造型装置以及造型层叠造型物的程序
技术领域
本发明涉及层叠造型方法、层叠造型装置以及造型层叠造型物的程序。
背景技术
近年来，作为生产机构而使用3D打印机的造型的需求提高，面向使用金属材料的造型的实用化而进行了研究开发。在将金属材料造型的3D打印机中存在如下3D打印机：使用激光或电子束以及电弧等热源，使金属粉末体或金属丝熔融，并层叠熔融金属，从而制作层叠造型物。例如，在专利文献1中记载了如下技术：在层叠使丝状的金属材料(填充材料)熔融以及凝固而成的熔敷焊道来制造层叠造型物的情况下，对焊接输出电流以及填充材料进给速度进行采样，根据这些信息推定从焊炬的导电嘴到焊接母材的距离，并以使焊道高度的误差变小的方式调整焊接速度以及填充材料进给速度。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本国特开2018-158382号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而，基于专利文献1的焊接层的高度的调整未必恰当地进行。例如，在焊接条件产生了某种变动的情况下，有时成为如下动作：成为该变动的原因的特定的焊接条件的设定值被保持原样不变，而变更其他焊接条件的设定值，从而对所产生的变动进行调整。在该情况下，存在不会成为期待的调整动作的情况。
例如，关于将填充材料向焊炬供给的填充材料进给速度，在焊道形成时，装置的控制系统设定该速度而进给填充材料。在根据该填充材料进给速度而变更其他焊接条件的设定值的情况下，大多将通过控制设定的指令值视为与实际的填充材料供给速度相同而用于驱动控制。
因此，在控制的指令值与实际的进给速度由于某种原因而不同的情况下，未进行适当的驱动控制，其结果是，焊接层的高度变动，而在层叠造型物产生形状误差。
于是，本发明的目的在于提供准确地掌握填充材料的进给速度而能够更准确地进行熔敷焊道的高度管理并得到高精度的层叠造型物的层叠造型方法、层叠造型装置以及造型层叠造型物的程序。
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，其在使填充材料被供给至前端部的焊炬移动的同时，使所供给的所述填充材料熔融以及凝固而形成熔敷焊道，对多层的所述熔敷焊道层叠而成的层叠造型物进行造型，其中，
所述层叠造型方法包括：
在所述熔敷焊道的形成时测定将所述填充材料向所述焊炬进给的填充材料进给速度的工序；
求出基准焊接速度的工序，所述基准焊接速度为与测定出的所述填充材料进给速度对应的所述焊炬的移动速度；
测定已形成的所述熔敷焊道的高度的工序；
根据测定出的所述熔敷焊道的高度与从所述焊炬的前端突出的所述填充材料的前端的高度的差量，而求出对之后形成的所述熔敷焊道的高度进行调整的焊接速度修正值的工序；
利用所述焊接速度修正值对所述基准焊接速度进行修正从而决定形成所述熔敷焊道的焊接速度的工序；以及
以决定出的所述焊接速度形成所述熔敷焊道的工序。
(2)一种层叠造型装置，其在填充材料被供给至前端部的焊炬移动的同时，使所供给的所述填充材料熔融以及凝固而形成熔敷焊道，对多层的所述熔敷焊道层叠而成的层叠造型物进行造型，其中，
所述层叠造型装置具备：
填充材料速度测定部，其在所述熔敷焊道的形成时测定将所述填充材料向所述焊炬进给的填充材料进给速度；
基准焊接速度设定部，其求出基准焊接速度，所述基准焊接速度为与测定出的所述填充材料进给速度对应的所述焊炬的移动速度；
焊道高度测定部，其测定已形成的所述熔敷焊道的高度；
修正值设定部，其根据测定出的所述熔敷焊道的高度与从所述焊炬的前端突出的所述填充材料的前端的高度的差量，而求出对之后形成的所述熔敷焊道的高度进行调整的焊接速度修正值；
焊接速度决定部，其利用所述焊接速度修正值对所述基准焊接速度进行修正从而决定形成所述熔敷焊道的焊接速度；以及
焊道形成部，其以决定出的所述焊接速度形成所述熔敷焊道。
(3)一种程序，其使计算机执行层叠造型步骤，所述层叠造型步骤在填充材料被供给至前端部的焊炬移动的同时，使所供给的所述填充材料熔融以及凝固而形成熔敷焊道，对多层的所述熔敷焊道层叠而成的层叠造型物进行造型，其中，
所述程序实现如下功能：
在所述熔敷焊道的形成时测定将所述填充材料向所述焊炬进给的填充材料进给速度的功能；
求出基准焊接速度的功能，所述基准焊接速度为与测定出的所述填充材料进给速度对应的所述焊炬的移动速度；
测定已形成的所述熔敷焊道的高度的功能；
根据测定出的所述熔敷焊道的高度与从所述焊炬的前端突出的所述填充材料的前端的高度的差量，而求出对之后形成的所述熔敷焊道的高度进行调整的焊接速度修正值的功能；
利用所述焊接速度修正值对所述基准焊接速度进行修正从而决定形成所述熔敷焊道的焊接速度的功能；以及
以决定出的所述焊接速度形成所述熔敷焊道的功能。
发明效果
根据本发明，准确地掌握填充材料的进给速度，而能够更准确地进行熔敷焊道的高度管理。由此，得到高精度的层叠造型物。
附图说明
图1是示出层叠造型装置的概要结构图。
图2是控制部以及与控制部连接的各部分的功能框图。
图3是示出层叠造型物的造型步骤的流程图。
图4是示出登记于数据库的填充材料进给速度与基准焊接速度的关系的图表。
图5是示出已形成的熔敷焊道与该熔敷焊道的计划线的说明图。
图6是示出熔敷焊道的计划高度误差与焊接速度的对应关系的说明图。
图7是示出熔敷焊道的焊道形成道次的始端部与终端部处的焊道高度的变化特性的说明图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式详细进行说明。
＜层叠造型装置>
图1是示出层叠造型装置的概要结构图。
本结构的层叠造型装置100是制造层叠造型物11的装置，且具备焊接机器人13、机器人控制器15、电源部17、填充材料供给部19、形状传感器27及传感器控制器21以及控制部23。
焊接机器人13是多关节机器人，填充材料M以能够连续供给的方式支承于在机械臂的前端轴安装的焊炬25。焊炬25的位置以及姿态能够在机械臂的自由度的范围内三维地任意设定。
焊炬25具有未图示的保护喷嘴，并从保护喷嘴供给保护气体。作为在此使用的电弧焊接法，可以是覆盖电弧焊接以及二氧化碳气体电弧焊接等消耗电极式、和TIG焊接以及等离子体电弧焊接等非消耗电极式中的任一方，根据所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导电嘴，被供给熔融电流的填充材料M保持于导电嘴。焊炬25保持填充材料M，并且在保护气体气氛下从填充材料M的前端产生电弧。
另外，在焊接机器人13的焊炬25的附近设置有形状传感器27。形状传感器27可以是检测所照射的激光的反射光而取得高度信息的激光传感器，也可以是能够进行三维形状的计测的相机。传感器控制器21将根据形状传感器27的输出而求出的层叠造型物11(后述的熔敷焊道)的形状轮廓向控制部23输出。
机器人控制器15接受来自控制部23的指令而驱动焊接机器人13的各部分。电源部17通过机器人控制器15而向焊接机器人13的焊炬25供给焊接电流、焊接电压。
填充材料供给部19具备卷绕有填充材料M的卷盘29以及测定被从卷盘29拉出并朝向焊接机器人13进给的填充材料M的进给速度的编码器31。
作为填充材料M，能够使用任意市售的焊丝。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)、或软钢、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。
控制部23对层叠造型装置100的上述的各部分进行综合控制。该控制部23由具备CPU、内存以及存储器等的计算机装置构成，并通过执行内存或存储器上的程序(造型程序)，从而造型层叠造型物11。
在该层叠造型装置100中，控制部23执行存储于内存或存储器的造型程序而驱动焊接机器人13以及电源部17。即，控制部23按照造型程序中设定的步骤(焊道形成道次)驱动焊接机器人13以及电源部17，而使焊炬25沿着焊道形成道次移动，并且在焊炬前端利用电弧加热填充材料M，而将熔融了的填充材料M堆积于基座板33上。由此，在基座板33上形成作为填充材料M的熔融凝固体的线状的熔敷焊道，并通过将该熔敷焊道依次层叠而造型层叠造型物11。在此所说的造型程序是按照时序记录有焊接机器人13的移动或电源部17的控制等步骤的命令代码组，控制部23依次执行造型程序的命令代码。
即，上述的焊接机器人13、机器人控制器15以及电源部17作为焊道形成部35发挥功能，而造型层叠造型物11。
需要说明的是，在此所示的层叠造型装置100的结构为一例，也可以是其他结构。例如，也可以通过固定焊炬25并使基座板33移动、或者使焊炬25以及基座板33移动，从而使焊炬25与基座板33相对移动，并造型层叠造型物11。
另外，作为使填充材料M熔融的热源，并不限定于上述的电弧。例如，也可以采用基于并用电弧与激光的加热方式、使用等离子体的加热方式、使用电子束或者激光的加热方式等其他方式的热源。在利用电子束或激光进行加热的情况下，能够更加精细地控制加热量，能够更适当地维持熔敷焊道的状态而有助于层叠造型物的进一步的品质提高。
接着，说明利用上述结构的层叠造型装置100造型层叠造型物的步骤。
图2是控制部23以及与控制部23连接的各部分的功能框图。
控制部23具备填充材料速度测定部41、基准焊接速度设定部43、焊道高度测定部45、修正值设定部47以及焊接速度决定部49，并使各部分概要性地如以下那样发挥功能，而使焊道形成部35造型所期望的形状的层叠造型物。
填充材料速度测定部41在熔敷焊道的形成时根据编码器31的输出来测定将填充材料M送向焊炬25的填充材料进给速度。
基准焊接速度设定部43参照表示测定出的填充材料进给速度与根据该填充材料进给速度而设定的基准焊接速度的关系的数据库DB，根据测定出的填充材料进给速度，利用预先准备的规定的换算式或对应表等，求出对应的基准焊接速度，详细情况见后述。
焊道高度测定部45根据传感器控制器21与来自形状传感器27的输出相应地制作出的形状轮廓的信息，测定已形成的熔敷焊道的高度。
修正值设定部47根据测定出的熔敷焊道的高度与从焊炬25的前端突出的填充材料M的前端的高度之差，求出对之后形成的熔敷焊道的高度进行调整的焊接速度修正值。
焊接速度决定部49使用焊接速度修正值修正基准焊接速度，而决定用于形成高度调整后的熔敷焊道的焊接速度。
并且，控制部23将以决定的焊接速度使焊炬移动而形成熔敷焊道的指令向焊道形成部35输出，在调整焊道高度的同时形成熔敷焊道。
接着，更详细地说明上述的层叠造型物的具体的造型步骤。
图3是示出层叠造型物的造型步骤的流程图。以下，适当参照图1、图2来进行说明。
控制部23读取与造型的层叠造型物的形状相应的造型程序，并根据读取的造型程序来驱动层叠造型装置100的各部分而形成熔敷焊道(S11)。
在形成熔敷焊道的工序(S11)中，利用焊接机器人13在使焊炬25移动的同时形成熔敷焊道，并且填充材料速度测定部41利用编码器31的输出信号测定向焊炬25供给的填充材料M的填充材料进给速度Vwire(S1a)。另外，传感器控制器21根据检测出形成后的熔敷焊道的高度的形状传感器27的输出信号来测定形状轮廓(S1b)。
接着，基准焊接速度设定部43参照预先准备的数据库DB，求出与测定出的填充材料进给速度Vwire对应的基准焊接速度Vweld_0(Vwire)(S2)。在该数据库DB保存有填充材料进给速度Vwire与能够以该速度焊接的基准焊接速度Vweld_0的关系。数据库DB可以是填充材料进给速度Vwire与基准焊接速度Vweld_0的对应表，也可以是以填充材料进给速度Vwire为变量的基准焊接速度的函数Vweld_0(Vwire)、运算式。
作为基准焊接速度Vweld_0(Vwire)的计算方法，例如有根据在焊接中计测的填充材料进给速度Vwire实时地进行计算的方法、以及根据前一层或前一道次的熔敷焊道形成时的填充材料进给速度Vwire的平均值进行计算的方法。
图4是示出登记于数据库DB的填充材料进给速度Vwire与基准焊接速度Vweld_0的关系的图表。该图表为一例，双方的关系根据装置结构、材料、焊接等的条件(例如，设为熔敷量恒定、热量输入量恒定的条件)而变化。
如图4所示那样，数据库DB成为填充材料进给速度Vwire越增加则基准焊接速度Vweld_0越增加的特性，该关系通过实验性解析或使用模型的解析而求出。例如，在利用编码器31测定出填充材料进给速度Vwire时从作为设定值的Q1偏移到Q2的情况下，基准焊接速度设定部43将基准焊接速度Vweld_0(Vwire)从R1变更为R2。关于该基准焊接速度Vweld_0(Vwire)的设定，详情后述。
需要说明的是，图4所示的特性也可以是在将熔敷焊道的计划高度设为H0并将推定高度设为ha时利用焊道高度的实验性的经验式(或者模型)而H0与ha的差量为0的情况下的特性。例如，如式(1)所示那样定义计划高度H0、推定高度ha。
H0＝ha
＝C1+C2Vwire+C3Vweld+C4Vwire2
+C5Vweld2+C6Vwire Vweld 式(1)
在此，在能够无视式(1)中的2次项的影响的情况下，当将常数项汇总为D时，如式(2)那样，得到焊接速度Vweld与进给速度Vwire的一次关系。
Vweld＝(C2/C3)Vwire+D 式(2)
因此，在进给速度Vwire变动了的情况下，通过基于上述式(2)变更焊接速度Vweld，能够减小计划高度H0与推定高度ha的差量。据此，计划高度H0与推定高度ha的偏差减小，最终容易使实际高度与计划高度一致。
图5是示出已形成的熔敷焊道B与该熔敷焊道B的计划线51的说明图。
计划线51是熔敷焊道B的目标形状，熔敷焊道B的高度H0与从焊炬25的前端突出的填充材料M的前端的高度对应。该高度H0的尺寸根据使焊接机器人13驱动的坐标信息而几何地求出。
焊道高度测定部45求出根据来自传感器控制器21的形状轮廓的信息得到的熔敷焊道的高度的实测值H与根据造型程序求出的熔敷焊道的计划高度H0之差(计划高度误差)Δh(＝H0-H)(S3)。
并且，修正值设定部47求出与所求出的计划高度误差Δh相应的焊接速度修正值。
图6是示出熔敷焊道的计划高度误差与焊接速度的对应关系的说明图。
如图6所示那样，根据计划高度误差Δh而修正使焊炬25移动的焊接速度Vweld，并以该修正后的焊接速度形成熔敷焊道。
例如，计划高度误差Δh为0的情况下的焊接速度(根据填充材料进给速度Vwire求出的基准焊接速度Vweld_0)为点P1所示的焊接速度Vweld_a1。假设在计划高度误差Δh产生了-δ的情况下，使焊接速度变化为沿着预先设定的基准的特性线L1的点P2处的焊接速度Vweld_a2。然而，在该情况下有时焊接速度的修正量Vweld(Δh)变得过大而焊道高度的控制变得不稳定。于是，使用使特性线L1的增益(特性线的倾斜)有意地减小的特性线L2，设定与-δ对应的点P3处的焊接速度Vweld_a3。
在此将特性线L2的增益设为特性线L1的1/4，但增益基于由实验、解析等得到的见解而适当设定。另外，特性线L1、L2以及后述的L3优选在作为基准的焊接速度Vweld_a1的±30％的范围内设定，并设定修正量的上限。
这样，在产生了计划高度误差Δh的情况下，根据该计划高度误差Δh而设定调整焊接速度(从Vweld_a1变更为Vweld_a3)的修正值(S4)。通过利用该修正值修正焊接速度，能够抑制所形成的熔敷焊道的高度过冲以及振荡并且使熔敷焊道的高度迅速地与计划高度一致。
并且，在基于本结构的层叠造型方法中，除了上述的修正以外，还利用填充材料供给部19测定填充材料进给速度Vwire，从而更加提高上述的焊接速度Vweld_a1的设定值的可靠性。
例如，在填充材料进给速度Vwire的设定值为前述的图4所示的Q1时，实际上为Q2的速度。以往，在该情况下也将基准焊接速度R1设为图6的点P1，并以点P1为中心根据计划高度误差Δh设定为沿着特性线L2的焊接速度。在该方法中，由于填充材料进给速度的设定值与实际值存在偏差，因此难以将熔敷焊道的高度控制为设定高度。
于是，在本结构中，当对填充材料进给速度Vwire进行实测而其测定结果为Q2时，将基准焊接速度Vweld_0设为与Q2对应的R2，并以该R2为中心设定为与计划高度误差Δh相应的焊接速度。即，将从图6所示的点P1以R1-R2的量修正焊接速度而得到的点P4作为中心，设定使特性线L2以穿过点P4的方式平行移动而得到的特性线L3。并且，沿着该特性线L3，求出与设定高度误差Δh相应的焊接速度(S5)。
即，焊接速度Vweld由式(3)设定。
Vweld＝Vweld_0(Vwire)+Vweld(Δh) (3)
在此，Vweld_0(Vwire)是与填充材料进给速度的实测值相应的基准焊接速度，Vweld(Δh)是指补偿计划高度误差Δh的焊接速度的增减调整量。
更详细地进行说明。例如，在将进给速度的设定值设为Vwire_f0并将实际值设为Vwire_f1(≠Vwire_f0)时，计划高度H0以及推定高度ha分别能够由式(4)、式(5)表示。
H0＝C1+C2Vwire_f0+C3Vweld+… 式(4)
ha＝C1+C2Vwire_f1+C3Vweld+… 式(5)
因而，计划高度H0与推定高度ha的差量成为式(6)。
|H0-ha|＝|C2(Vwire_f0-Vwire_f1)
+C4(Vwire_f0 2-Vwire_f1 2)
+C6Vweld(Vwire_f0-Vwire_f1)|
＝f(Vwire_f1，Vweld) 式(6)
基于式(6)，以成为式(7)的方式探索将焊接速度从初始的设定值Vweld_0变更的值Vweld_1。
f(Vwire_f1，Vweld_0)＞f(Vwire_f1，Vweld_1) (7)
据此，求出补偿进给速度的偏差的基准焊接速度，能够某种程度地预料计划高度与推定高度之差而设定基准焊接速度。另外，关于此时的计划高度H0与推定高度ha的差量|H0-ha|，也可以将与推定精度相匹配地现实设想的范畴的值作为容许的上限值而预先赋予(7)式的左边。
并且，实时地变更所求出的焊接速度Vweld(S6)。这样，反复进行上述的S11的步骤(S1a、S1b～S6的各步骤)，直到全部的焊道的形成结束(S12)。
以上，在填充材料进给速度的设定值与实际的填充材料进给速度不一致的情况下，能够放置控制变得不准确且产生形状误差的情况，可靠地进行朝向按照计划的准确的焊道高度的修正，能够将层叠造型物按照设计那样精度良好地造型。
图7是示出熔敷焊道的焊道形成道次的始端部与终端部处的焊道高度的变化特性的说明图。
基于上述的层叠造型方法的造型步骤优选对形成的全部熔敷焊道实施，但也可以仅适用于造型的一部分。
在形成熔敷焊道B时，熔敷焊道B的厚度容易在焊道形成道次的始端部61比其他部位厚，并在终端部63比其他部位薄。因此，在始端部61以及终端部63处，与其他部位相比尤其谋求准确地形成焊道高度。于是，优选的是，在始端部61以及终端部63中的至少一方，对上述的填充材料进给速度以及焊道高度进行测定而决定焊接速度Vweld。在该情况下，能够与熔敷焊道的始端部61以及终端部63的位置无关地，以高尺寸精度准确地造型层叠造型物的整体。
另外，在基于本结构的层叠造型方法中，通过根据填充材料进给速度进行推定而求出熔敷焊道的焊道高度、以及通过测定已形成的熔敷焊道而求出熔敷焊道的焊道高度，并求出相对于计划高度的偏差、即焊道高度的误差。该焊道高度的误差能够针对熔敷焊道的每一层或每一焊道形成道次而求出，并且能够通过与前一层或前一焊道形成道次的比较而求出。
例如，优选的是，测定填充材料进给速度Vwire，在将与该测定出的填充材料进给速度相应的基准焊接速度设为使焊炬相对移动的基准的速度(焊接速度)的基础上，实时地求出已形成的熔敷焊道的高度的实测值与计划高度的差量，并根据求出的差量而变更基准的焊接速度。
由此，利用基准焊接速度补偿填充材料进给速度从设定值变动的量，并且即使熔敷焊道的高度根据焊接条件、焊接位置等而变动，也能够通过实时地测定该变动并以补偿变动的方式将焊接速度的修正量施加于基准焊接速度，而始终形成按照适当的计划高度的熔敷焊道。其结果是，能够形状精度良好地造型由多个熔敷焊道构成的层叠造型物。另外，通过利用焊接速度进行补偿，能够与电弧等热源独立地进行控制。
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而成的内容、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、应用的内容也是本发明所预定的，包含于请求保护的范围。
如以上那样，在本说明书中公开了如下事项。
(1)一种层叠造型方法，在使填充材料被供给至前端部的焊炬移动的同时，使所供给的所述填充材料熔融以及凝固而形成熔敷焊道，对多层的所述熔敷焊道层叠而成的层叠造型物进行造型，其中，
所述层叠造型方法包括：
在所述熔敷焊道的形成时测定将所述填充材料向所述焊炬进给的填充材料进给速度的工序；
求出基准焊接速度的工序，所述基准焊接速度为与测定出的所述填充材料进给速度对应的所述焊炬的移动速度；
测定已形成的所述熔敷焊道的高度的工序；
根据测定出的所述熔敷焊道的高度与从所述焊炬的前端突出的所述填充材料的前端的高度的差量，而求出对之后形成的所述熔敷焊道的高度进行调整的焊接速度修正值的工序；
利用所述焊接速度修正值对所述基准焊接速度进行修正从而决定形成所述熔敷焊道的焊接速度的工序；以及
以决定出的所述焊接速度形成所述熔敷焊道的工序。
根据该层叠造型方法，根据填充材料进给速度的测定值而设定基准焊接速度，并决定将该设定出的基准焊接速度以适当保持熔敷焊道的高度的方式修正而得到的焊接速度。当以该焊接速度形成熔敷焊道时，该焊道高度成为按照计划的高度，得到高形状精度的层叠造型物。
(2)根据(1)所述的层叠造型方法，其中，
所述基准焊接速度被设定为减小预先设定的所述熔敷焊道的计划高度与根据测定出的所述填充材料进给速度而推定的所述熔敷焊道的推定高度的差量的速度。
根据该层叠造型方法，成为熔敷焊道的计划高度与推定高度的偏差减小的焊接速度，因此能够将熔敷焊道形成为按照计划的焊道高度。
(3)根据(2)所述的层叠造型方法，其中，
所述计划高度与所述推定高度的差量由于所述填充材料进给速度的设定值与测定出的所述填充材料进给速度的不同而产生。
根据该层叠造型方法，即使填充材料进给速度的设定值与实际的填充材料进给速度不同，也根据该不同量来变更焊接速度，因此能够将熔敷焊道以恰当的焊接速度形成为按照计划的焊道高度。
(4)根据(2)或(3)所述的层叠造型方法，其中，
利用同一层内的所述熔敷焊道的平均高度求出所述计划高度与所述推定高度的差量。
根据该层叠造型方法，局部的高度变动难以对熔敷焊道的形成造成影响。
(5)根据(2)或(3)所述的层叠造型方法，其中，
针对所述熔敷焊道的每一层或每一焊道形成道次而求出所述计划高度与所述推定高度的差量。
根据该层叠造型方法，针对熔敷焊道的每一层或每一焊道形成道次而准确地求出焊道高度，与将多个熔敷焊道汇总测定而调整焊道高度的情况相比，能够实现更接近计划高度的高精度的熔敷焊道的形成。
(6)根据(1)～(5)中任一项所述的层叠造型方法，其中，
所述焊接速度修正值被设定为减小预先设定的所述熔敷焊道的计划高度与测定出的所述熔敷焊道的实测高度的差量的值。
根据该层叠造型方法，能够将焊接速度修正为减小与熔敷焊道的计划高度的误差的焊接速度。
(7)根据(6)所述的层叠造型方法，其中，
在所述熔敷焊道的形成道次的始端部以及终端部中的至少一方的部位求出所述计划高度与所述实测高度的差量。
根据该层叠造型方法，通过在焊道高度的变动较大的区域求出计划高度与实测高度的差量，能够遍及熔敷焊道的整体而形成为按照计划的高度。
(8)一种层叠造型装置，其在填充材料被供给至前端部的焊炬移动的同时，使所供给的所述填充材料熔融以及凝固而形成熔敷焊道，对多层的所述熔敷焊道层叠而成的层叠造型物进行造型，其中，
所述层叠造型装置具备：
填充材料速度测定部，其在所述熔敷焊道的形成时测定将所述填充材料向所述焊炬进给的填充材料进给速度；
基准焊接速度设定部，其求出基准焊接速度，所述基准焊接速度为与测定出的所述填充材料进给速度对应的所述焊炬的移动速度；
焊道高度测定部，其测定已形成的所述熔敷焊道的高度；
修正值设定部，其根据测定出的所述熔敷焊道的高度与从所述焊炬的前端突出的所述填充材料的前端的高度的差量，而求出对之后形成的所述熔敷焊道的高度进行调整的焊接速度修正值；
焊接速度决定部，其利用所述焊接速度修正值对所述基准焊接速度进行修正从而决定形成所述熔敷焊道的焊接速度；以及
焊道形成部，其以决定出的所述焊接速度形成所述熔敷焊道。
根据该层叠造型装置，根据填充材料进给速度的测定值而设定基准焊接速度，并决定将该设定出的基准焊接速度以适当保持熔敷焊道的高度的方式修正而得到的焊接速度。当焊道形成部以该焊接速度形成熔敷焊道时，该焊道高度成为按照计划的高度，得到高形状精度的层叠造型物。
(9)一种程序，其使计算机执行层叠造型步骤，所述层叠造型步骤在填充材料被供给至前端部的焊炬移动的同时，使所供给的所述填充材料熔融以及凝固而形成熔敷焊道，对多层的所述熔敷焊道层叠而成的层叠造型物进行造型，其中，
所述程序实现如下功能：
在所述熔敷焊道的形成时测定将所述填充材料向所述焊炬进给的填充材料进给速度的功能；
求出基准焊接速度的功能，所述基准焊接速度为与测定出的所述填充材料进给速度对应的所述焊炬的移动速度；
测定已形成的所述熔敷焊道的高度的功能；
根据测定出的所述熔敷焊道的高度与从所述焊炬的前端突出的所述填充材料的前端的高度的差量，而求出对之后形成的所述熔敷焊道的高度进行调整的焊接速度修正值的功能；
利用所述焊接速度修正值对所述基准焊接速度进行修正从而决定形成所述熔敷焊道的焊接速度的功能；以及
以决定出的所述焊接速度形成所述熔敷焊道的功能。
根据该程序，根据填充材料进给速度的测定值而设定基准焊接速度，并决定将该设定出的基准焊接速度以适当保持熔敷焊道的高度的方式修正而得到的焊接速度。当以该焊接速度形成熔敷焊道时，该焊道高度成为按照计划的高度，得到高形状精度的层叠造型物。
需要说明的是，本申请基于2021年4月16日申请的日本专利申请(日本特愿2021-070002)，其内容在本申请之中作为参照而被引用。
附图标记说明
11层叠造型物
13焊接机器人
15机器人控制器
17电源部
19填充材料供给部
21传感器控制器
23控制部
25焊炬
27形状传感器
29卷盘
31编码器
33基座板
41填充材料速度测定部
43基准焊接速度设定部
45焊道高度测定部
47修正值设定部
49焊接速度决定部
51计划线
61始端部
100层叠造型装置
M填充材料。

Claims (14)

1.一种层叠造型方法，在使填充材料被供给至前端部的焊炬移动的同时，使所供给的所述填充材料熔融以及凝固而形成熔敷焊道，对多层的所述熔敷焊道层叠而成的层叠造型物进行造型，其中，
所述层叠造型方法包括：
在所述熔敷焊道的形成时测定将所述填充材料向所述焊炬进给的填充材料进给速度的工序；
求出基准焊接速度的工序，所述基准焊接速度为与测定出的所述填充材料进给速度对应的所述焊炬的移动速度；
测定已形成的所述熔敷焊道的高度的工序；
根据测定出的所述熔敷焊道的高度与从所述焊炬的前端突出的所述填充材料的前端的高度的差量，而求出对之后形成的所述熔敷焊道的高度进行调整的焊接速度修正值的工序；
利用所述焊接速度修正值对所述基准焊接速度进行修正从而决定形成所述熔敷焊道的焊接速度的工序；以及
以决定出的所述焊接速度形成所述熔敷焊道的工序。
2.根据权利要求1所述的层叠造型方法，其中，
所述基准焊接速度被设定为减小预先设定的所述熔敷焊道的计划高度与根据测定出的所述填充材料进给速度而推定的所述熔敷焊道的推定高度的差量的速度。
3.根据权利要求2所述的层叠造型方法，其中，
所述计划高度与所述推定高度的差量由于所述填充材料进给速度的设定值与测定出的所述填充材料进给速度的不同而产生。
4.根据权利要求2所述的层叠造型方法，其中，
利用同一层内的所述熔敷焊道的平均高度求出所述计划高度与所述推定高度的差量。
5.根据权利要求3所述的层叠造型方法，其中，
利用同一层内的所述熔敷焊道的平均高度求出所述计划高度与所述推定高度的差量。
6.根据权利要求2所述的层叠造型方法，其中，
针对所述熔敷焊道的每一层或每一焊道形成道次而求出所述计划高度与所述推定高度的差量。
7.根据权利要求3所述的层叠造型方法，其中，
针对所述熔敷焊道的每一层或每一焊道形成道次而求出所述计划高度与所述推定高度的差量。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的层叠造型方法，其中，
所述焊接速度修正值被设定为减小预先设定的所述熔敷焊道的计划高度与测定出的所述熔敷焊道的实测高度的差量的值。
9.根据权利要求1～7中任一项所述的层叠造型方法，其中，
所述焊接速度修正值被设定为减小预先设定的所述熔敷焊道的计划高度与测定出的所述熔敷焊道的实测高度的差量的值。
10.根据权利要求8所述的层叠造型方法，其中，
所述焊接速度修正值被设定为减小预先设定的所述熔敷焊道的计划高度与测定出的所述熔敷焊道的实测高度的差量的值。
11.根据权利要求9所述的层叠造型方法，其中，
在所述熔敷焊道的形成道次的始端部以及终端部中的至少一方的部位求出所述计划高度与所述实测高度的差量。
12.根据权利要求10所述的层叠造型方法，其中，
在所述熔敷焊道的形成道次的始端部以及终端部中的至少一方的部位求出所述计划高度与所述实测高度的差量。
13.一种层叠造型装置，其在使填充材料被供给至前端部的焊炬移动的同时，使所供给的所述填充材料熔融以及凝固而形成熔敷焊道，对多层的所述熔敷焊道层叠而成的层叠造型物进行造型，其中，
所述层叠造型装置具备：
填充材料速度测定部，其在所述熔敷焊道的形成时测定将所述填充材料向所述焊炬进给的填充材料进给速度；
基准焊接速度设定部，其求出基准焊接速度，所述基准焊接速度为与测定出的所述填充材料进给速度对应的所述焊炬的移动速度；
焊道高度测定部，其测定已形成的所述熔敷焊道的高度；
修正值设定部，其根据测定出的所述熔敷焊道的高度与从所述焊炬的前端突出的所述填充材料的前端的高度的差量，而求出对之后形成的所述熔敷焊道的高度进行调整的焊接速度修正值；
焊接速度决定部，其利用所述焊接速度修正值对所述基准焊接速度进行修正从而决定形成所述熔敷焊道的焊接速度；以及
焊道形成部，其以决定出的所述焊接速度形成所述熔敷焊道。
14.一种程序，其使计算机执行层叠造型步骤，所述层叠造型步骤在使填充材料被供给至前端部的焊炬移动的同时，使所供给的所述填充材料熔融以及凝固而形成熔敷焊道，对多层的所述熔敷焊道层叠而成的层叠造型物进行造型，其中，
所述程序实现如下功能：
在所述熔敷焊道的形成时测定将所述填充材料向所述焊炬进给的填充材料进给速度的功能；
求出基准焊接速度的功能，所述基准焊接速度为与测定出的所述填充材料进给速度对应的所述焊炬的移动速度；
测定已形成的所述熔敷焊道的高度的功能；
根据测定出的所述熔敷焊道的高度与从所述焊炬的前端突出的所述填充材料的前端的高度的差量，而求出对之后形成的所述熔敷焊道的高度进行调整的焊接速度修正值的功能；
利用所述焊接速度修正值对所述基准焊接速度进行修正从而决定形成所述熔敷焊道的焊接速度的功能；以及
以决定出的所述焊接速度形成所述熔敷焊道的功能。
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