DE112018007985T5

DE112018007985T5 - Anzeigesystem, 3D-Druckvorrichtung und Fortschrittsanzeigeverfahren

Info

Publication number: DE112018007985T5
Application number: DE112018007985.6T
Authority: DE
Inventors: Nobuyuki Sumi; Shun KAYASHIMA; Kenji Iriguchi; Seiji Uozumi
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2018-10-18
Filing date: 2018-10-18
Publication date: 2021-05-27
Also published as: US11257296B2; JP6632767B1; CN112839794A; CN112839794B; US20210248834A1; JPWO2020079796A1; WO2020079796A1

Abstract

Ein Anzeigesystem (10) zeigt den Fortschritt der Bearbeitung bei einer 3D-Druckvorrichtung (1) an. Die 3D-Druckvorrichtung (1) stellt ein Objekt mit einer dreidimensionalen Gestalt durch Bearbeitung durch Hinzufügen von Material basierend auf CAD-Daten (24) her, welches Designdaten sind. Das Anzeigesystem (10) umfasst eine Gewinnungseinheit (13), um Positionsdaten zu gewinnen, welche die momentane Position des Bearbeitungspunkts angeben, wo die Bearbeitung durchgeführt wird. Das Anzeigesystem (10) umfasst eine Anzeigeeinheit (16), um eine Spur des Bearbeitungspunkts in Überlagerung mit der dreidimensionalen Gestalt des Objekts basierend auf den Designdaten anzuzeigen.

Description

Bereich
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Anzeigesystem, eine 3D-Druckvorrichtung und ein Fortschrittsanzeigeverfahren, um den Fortschritt der Bearbeitung bei der 3D-Druckvorrichtung anzuzeigen.
Hintergrund
Es ist eine 3D-Druckvorrichtung bekannt, die ein Objekt mit einer dreidimensionalen Gestalt durch Hinzufügen von Material herstellt. Ein Benutzer der 3D-Druckvorrichtung prüft gelegentlich den Zustand der Bearbeitung, indem er ein Objekt visuell prüft, während die Bearbeitung im Gange ist, oder indem er ein Bild des Objekts visuell prüft, welches aufgenommen wird, während die Bearbeitung im Gange ist. Wenn ein Benutzer es wünscht, den Fortschrittszustand der Bearbeitung zu prüfen, wie beispielsweise dahingehend, welcher Teil der dreidimensionalen Gestalt des fertiggestellten Produkts vollständig bearbeitet wurde oder welcher Teil der dreidimensionalen Gestalt noch nicht bearbeitet wurde, so war es bisher schwierig für den Benutzer, den Fortschrittszustand aus der visuellen Prüfung oder dem aufgenommenen Bild zu verstehen.
Patentliteratur 1 offenbart eine dreidimensionale Herstellungsvorrichtung, welche einen Indikator für den Fortschrittszustand bei der Herstellung eines dreidimensionalen Objekts an einer Anzeigeeinheit darstellt.
Zitierungsliste
Patentliteratur
Patentliteratur 1: Japanische offengelegte Patentanmeldung Nr. 2018-34440
Überblick
Technisches Problem
Bei der in der oben beschriebenen, in Patentliteratur 1 offenbarten Technik werden Modelle des dreidimensionalen Objekts in einer zweidimensionalen Figur dargestellt, und eines der Modelle, welches vollständig bearbeitet wurde, wird eingefärbt, während andere Modelle, die noch nicht vollständig bearbeitet wurden, mit einem Prozentanteil dargestellt werden, der den Fortschrittszustand angibt. Es gibt jedoch ein Problem bei der Anzeige, die die in Patentliteratur 1 offenbarte Technik verwendet, und zwar dahingehend, dass der Benutzer den Fortschritt der Bearbeitung der dreidimensionalen Gestalt nicht verstehen kann, so beispielsweise dahingehend, welcher Teil der dreidimensionalen Gestalt vollständig bearbeitet wurde oder welcher Teil der dreidimensionalen Gestalt noch nicht bearbeitet wurde.
Die vorliegende Erfindung wurde getätigt, um die obigen Probleme zu lösen, und es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Anzeigesystem bereitzustellen, welches den Fortschritt der Verarbeitung einer dreidimensionalen Gestalt durch eine 3D-Druckvorrichtung auf eine für einen Benutzer einfach verständliche Weise anzeigen kann.
Lösung des Problems
Um die obigen Probleme zu lösen und das Ziel zu erreichen zeigt ein Anzeigesystem gemäß der vorliegenden Erfindung einen Fortschritt einer Bearbeitung durch eine 3D-Druckvorrichtung an, welche ein Objekt mit einer dreidimensionalen Gestalt durch Bearbeiten durch Hinzufügen von Material basierend auf Designdaten herstellt. Das Anzeigesystem gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst: eine Gewinnungseinheit zum Gewinnen von Positionsdaten, die eine momentane Position eines Bearbeitungspunkts angeben, wo die Bearbeitung ausgeführt wird; und eine Anzeigeeinheit zum Anzeigen einer Spur des Bearbeitungspunkts in Überlagerung mit der auf den Designdaten basierenden dreidimensionalen Gestalt.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Das Anzeigesystem gemäß der vorliegenden Erfindung hat eine Wirkung dort, wo es möglich ist, den Fortschritt der Bearbeitung einer dreidimensionalen Gestalt durch eine 3D-Druckvorrichtung auf eine für einen Benutzer einfach verständliche Weise darzustellen.
Figurenliste

1 ist ein Blockdiagramm, welches eine funktionelle Konfiguration eines 3D-Drucksystems zeigt, welches es ein Anzeigesystem gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung umfasst.
2 ist ein Blockdiagramm, welches eine Hardwarekonfiguration des Anzeigesystems gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
3 ist ein Diagramm, welches ein erstes Anzeigebeispiel zeigt, das durch das Anzeigesystem gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bereitgestellt wird.
4 ist ein Diagramm, welches ein zweites Anzeigebeispiel zeigt, das durch das Anzeigesystem gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bereitgestellt wird.
5 ist ein erläuterndes Diagramm einer tatsächlichen Spur, die bei dem in 4 gezeigten zweiten Anzeigebeispiel angezeigt wird.
6 ist ein Flussdiagramm, welches eine Prozedur bei einem Betrieb des Anzeigesystems gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
7 ist ein Diagramm, welches ein erstes Anzeigebeispiel zeigt, das durch ein Anzeigesystem gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bereitgestellt wird.
8 ist ein Diagramm, welches ein zweites Anzeigebeispiel zeigt, das durch das Anzeigesystem gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bereitgestellt wird.
9 ist ein Diagramm, welches ein erstes Anzeigebeispiel zeigt, das durch ein Anzeigesystem gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bereitgestellt wird.
10 ist ein Diagramm, welches ein zweites Anzeigebeispiel zeigt, das durch das Anzeigesystem gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bereitgestellt wird.

Beschreibung von Ausführungsformen
Ein Anzeigesystem, eine 3D-Druckvorrichtung und ein Fortschrittsanzeigeverfahren gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im Detail beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Ausführungsformen beschränkt. In den nachfolgenden Beschreibungen wird eine numerische Steuervorrichtung, die in der 3D-Druckvorrichtung enthalten ist, gelegentlich als eine „NC-Vorrichtung“ („Numerical Control Device“) bezeichnet.
Erste Ausführungsform.
1 ist ein Blockdiagramm, welches eine funktionelle Konfiguration eines 3D-Drucksystems 100 zeigt, welches ein Anzeigesystem 10 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst. Das 3D-Drucksystem 100 umfasst eine 3D-Druckvorrichtung 1 und eine CAM-Vorrichtung 2 („Computer Aided Manufacturing“, CAM). Die 3D-Druckvorrichtung 1 ist ein Maschinenwerkzeug, welches ein Objekt mit einer dreidimensionalen Gestalt durch Hinzufügen von Material herstellt.
Es ist möglich, dass die 3D-Druckvorrichtung 1 ein Objekt unter Verwendung verschiedener Arten von Verfahren herstellt, wie etwa Direct Energy Deposition (DED), Materialextrusion, Materialaufspritzung und Pulverbettfusion. In der nachfolgenden Beschreibung ist die 3D-Druckvorrichtung 1 eine 3D-Druckvorrichtung vom DED-Typ, welche ein Objekt durch Hinzufügen von geschmolzenem Material herstellt. Als eine Wärmequelle zum Schmelzen von Material wird eine Strahlquelle verwendet. Die Strahlquelle gibt einen Strahl, wie etwa einen Laserstrahl oder einen Elektronenstrahl, aus. Es ist möglich, dass Funkenentladung als eine Wärmequelle eingesetzt wird. Ein Draht von Metallmaterial oder pulverförmiges Metallmaterial wird als das Material verwendet.
Die 3D-Druckvorrichtung 1 umfasst das Anzeigesystem 10, das den Fortschrittsstatus der Bearbeitung durch die 3D-Druckvorrichtung 1 anzeigt, eine NC-Vorrichtung 11, die die 3D-Druckvorrichtung 1 steuert, und eine Herstellungseinheit 12, die die Bearbeitung zur Herstellung eines Objekts durchführt.
Die Herstellungseinheit 12 umfasst eine Wärmequelle, eine Materialzuführungseinheit, welche Material von einer Versorgungsquelle für Material zuführt, und eine Achsenantriebseinheit, welche den Bearbeitungspunkt an einem Objekt bewegt. Der Bearbeitungspunkt ist als eine Position definiert, wo die Bearbeitung durch Hinzufügen von Material ausgeführt wird. In 1 sind Darstellungen der Wärmequelle, der Materialzuführungseinheit und der Achsenantriebseinheit weggelassen. Die Wärmequelle gibt einen Strahl in Übereinstimmung mit einem Ausgabebefehl der NC-Vorrichtung 11 aus. Die Materialzuführungseinheit führt Material zu dem Bearbeitungspunkt zu, und zwar in Übereinstimmung mit einem Zuführungsbefehl von der NC-Vorrichtung 11. Die Achsenantriebseinheit bewegt den Bearbeitungspunkt in Übereinstimmung mit einem Achsenbefehl von der NC-Vorrichtung 11.
Die NC-Vorrichtung 11 steuert die 3D-Druckvorrichtung 1 in Übereinstimmung mit einem Bearbeitungsprogramm 27, welches durch die CAM-Vorrichtung 2 erzeugt wurde. In dem Bearbeitungsprogramm 27 wird ein Bearbeitungspfad angegeben, über den der Bearbeitungspunkt bewegt wird. Die NC-Vorrichtung 11 umfasst eine Programmanalyseeinheit 17, welche das Bearbeitungsprogramm 27 analysiert, und eine Befehlserzeugungseinheit 18, welche verschiedene Arten von Befehlen in Übereinstimmung mit einem Bearbeitungspfad und einer Bearbeitungsbedingung erzeugt. Die Programmanalyseeinheit 17 analysiert den Bearbeitungspfad basierend auf den Beschreibungen in dem Bearbeitungsprogramm 27.
Die Befehlserzeugungseinheit 18 erzeugt einen Achsenbefehl, welcher eine Gruppe von interpolierenden Punkten an dem Bearbeitungspfad pro Zeiteinheit ist. Die Befehlserzeugungseinheit 18 erzeugt einen Ausgabebefehl in Übereinstimmung mit einer Strahlausgabebedingung, welches eine Bearbeitungsbedingung ist, die durch das Bearbeitungsprogramm 27 angegeben ist, und einen Zuführungsbefehl in Übereinstimmung mit einer Materialzuführungsbedingung, welches eine Bearbeitungsbedingung ist, die durch das Bearbeitungsprogramm 27 angegeben ist. Die NC-Vorrichtung 11 gibt einen Achsenbefehl an die Achsenantriebseinheit aus, um die Achsenantriebseinheit zu steuern. Die NC-Vorrichtung 11 gibt einen Ausgabebefehl an die Strahlquelle aus, um die Strahlquelle zu steuern. Die NC-Vorrichtung 11 gibt einen Zuführungsbefehl an die Materialzuführungseinheit aus, um die Materialzuführungseinheit zu steuern. Die Befehlserzeugungseinheit 18 gibt einen Koordinatenwert, welcher Positionsdaten umfasst, die die momentane Position des Bearbeitungspunkts angeben, an das Anzeigesystem 10 basierend auf dem erzeugten Achsenbefehl aus. Eine Konfiguration des Anzeigesystems 10 wird nachfolgend beschrieben.
Die CAM-Vorrichtung 2 umfasst eine Eingabeeinheit 20, an welche Computer-Aided-Design-Daten („Computer Aided Design Data“, CAD-Daten) 24 eingegeben werden, eine Zieldefinitionseinheit 21, welches den Gestaltbereich als das zu bearbeitende Ziel definiert, eine Pfaderzeugungseinheit 22, welche einen Bearbeitungspfad erzeugt, und eine Programmerzeugungseinheit 23, welche das Bearbeitungsprogramm 27 erzeugt.
Die CAD-Daten 24 umfassen Daten zu Designbesonderheiten eines Produkts, wie etwa die Gestalt des Produkts, die Abmessungen des Produkts, das Material und die Herstellungsgenauigkeit. Die Zieldefinitionseinheit 21 definiert den Gestaltbereich als zu bearbeitendes Ziel und den Gestaltbereich als nicht zu bearbeitendes Ziel in der durch die CAD-Daten 24 angegebenen Gestalt. Der Gestaltbereich, der als nicht zu bearbeitendes Ziel definiert ist, umfasst ein Basismaterial, an dem Material hinzugefügt wird, wenn die Bearbeitung startet, und ein Gestell, an dem das Basismaterial befestigt wird. In einem Fall, in dem die durch die CAD-Daten 24 angegebene Gestalt einen Gestaltbereich umfasst, welcher bereits vollständig bearbeitet wurde, definiert die Zieldefinitionseinheit 21 diesen Gestaltbereich als ein nicht zu bearbeitendes Ziel. Die Zieldefinitionseinheit 21 definiert einen Teil der durch die CAD-Daten 24 angegebenen Gestalt, der von dem als nicht zu bearbeitendes Ziel definierten Gestaltbereich verschieden ist, als einen zu bearbeitenden Zielbereich. Die Zieldefinitionseinheit 21 gibt ein CAD-Modell 25, welches Designdaten umfasst, die eine Zielgestalt zum 3D-Druck angeben, an die Pfaderzeugungseinheit 22 und die 3D-Druckvorrichtung 1 aus.
Die Pfaderzeugungseinheit 22 erzeugt einen Bearbeitungspfad zum Bearbeiten des Gestaltbereichs, welcher ein zu bearbeitendes Ziel ist, basierend auf dem CAD-Modell 25, welches von der Zieldefinitionseinheit 21 erhalten wurde. Die Pfaderzeugungseinheit 22 gibt Pfaddaten 26, welches Daten zu dem erzeugten Bearbeitungspfad sind, an die 3D-Druckvorrichtung 1 und die Programmerzeugungseinheit 23 aus. Die Programmerzeugungseinheit 23 erzeugt das Verarbeitungsprogramm 27, welches ein NC-Programm ist, basierend auf den Pfaddaten 26, die von der Pfaderzeugungseinheit 22 erhalten wurden. Die Programmerzeugungseinheit 23 gibt das erzeugte Bearbeitungsprogramm 27 an die 3D-Druckvorrichtung 1 aus.
Die 3D-Druckvorrichtung 1 stellt ein Objekt mit einer dreidimensionalen Gestalt durch Bearbeiten durch Hinzufügen von Material basierend auf dem CAD-Modell 25, welches Designdaten umfasst, her. Das Anzeigesystem 10 zeigt den Fortschritt der Bearbeitung durch die 3D-Druckvorrichtung 1 an.
Das Anzeigesystem 10 umfasst eine Gewinnungseinheit 13, welche verschiedene Arten von Daten gewinnt, eine Bearbeitungseinheit 14, welche die gewonnenen Daten verarbeitet, und eine Eingabeeinheit 15, an welche durch eine Eingabeoperation Information eingegeben wird, und eine Anzeigeeinheit 16, welche die Information zu dem Fortschritt der Bearbeitung durch die 3D-Druckvorrichtung 1 anzeigt.
Die Gewinnungseinheit 13 gewinnt das CAD-Modell 25 von der Zieldefinitionseinheit 21, die Pfaddaten 26 von der Pfaderzeugungseinheit 22 und die Positionsdaten von der Befehlserzeugungseinheit 18. Die Gewinnungseinheit 13 gibt alle gewonnenen Daten an die Prozessierungseinheit 14 aus. Basierend auf den von der Gewinnungseinheit 13 erhaltenen Daten prozessiert die Prozessierungseinheit 14 die Daten zur Anzeige an der Anzeigeeinheit 16. Die Prozessierungseinheit 14 stellt die anzuzeigenden Daten in Übereinstimmung mit der an die Eingabeeinheit 15 eingegebenen Information an. Basierend auf den Daten, welche in der Prozessierungseinheit 14 prozessiert wurden, zeigt die Anzeigeeinheit 16 die Daten an. Die Anzeigeeinheit 16 zeigt eine Spur des Bearbeitungspunkts in Überlagerung mit der dreidimensionalen Gestalt an, welche auf dem CAD-Modell 25 basiert.
Nun wird eine Hardwarekonfiguration des Anzeigesystems 10 beschrieben. Die funktionellen Einheiten des in 1 gezeigten Anzeigesystems 10 sind durch ein Fortschrittsanzeigeprogramm implementiert, welches unter Verwendung von Hardware ausgeführt wird. Das Fortschrittsanzeigeprogramm ist ein Programm zum Durchführen des Fortschrittsanzeigeverfahrens gemäß der ersten Ausführungsform.
2 ist ein Blockdiagramm, welches die Hardwarekonfiguration des Anzeigesystems 10 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Das Anzeigesystem 10 umfasst eine CPU (zentrale Prozessierungseinheit) 31, welche verschiedene Arten von Prozessierung durchführt, ein RAM (Random Access Memory) 32, welches einen Datenspeicherbereich umfasst, ein ROM (Read Only Memory) 33, welches ein nichtflüchtiger Speicher ist, und eine externe Speichervorrichtung 34. Das Anzeigesystem 10 umfasst ferner eine Eingabeschnittstelle 35 über welche Informationen an das Anzeigesystem 10 eingegeben werden, eine Eingabevorrichtung 36, welche eine Eingabeoperation empfängt, und eine Anzeige 37, welche Information auf einem Bildschirm anzeigt. Die in 2 gezeigten Einheiten sind miteinander über einen Bus 38 verbunden.
Die CPU 31 führt Programme aus, die in dem ROM 33 und der externen Speichervorrichtung 34 gespeichert sind. Die in 1 gezeigte Prozessierungseinheit 14 ist unter Verwendung der CPU 31 implementiert. Die externe Speichervorrichtung 34 ist eine HDD (Hard Disk Drive) oder eine SSD (Solid State Drive). Die externe Speichervorrichtung 34 speichert darin das Fortschrittsanzeigeprogramm, von der Gewinnungseinheit 13 gewonnene Daten und Informationen, die an die Eingabeeinheit 15 eingegeben wurden. Das ROM 33 weist darin gespeichert einen Bootloader auf, welches eine Software oder ein Programm ist, um die Hardware zu steuern, wie etwa ein BIOS (Basic Input/Output System) oder ein UEFI (Unified Extensible Firmware Interface), welches ein grundlegendes Steuerprogramm für einen Computer oder eine Steuerung ist, was das Anzeigesystem 10 ist. Es ist möglich, dass das Fortschrittsanzeigeprogramm in dem ROM 33 gespeichert ist.
Die in dem ROM 33 und der externen Speichervorrichtung 34 gespeicherten Programme werden in das RAM 32 geladen. Die CPU 31 entwickelt das Fortschrittsanzeigeprogramm in dem RAM 32, um verschiedene Arten der Prozessierung durchzuführen. Die Eingabeschnittstelle 35 ist eine Verbindungsschnittstelle, die mit Geräten außerhalb des Anzeigesystems 10 verbunden ist. Das CAD-Modell 25, die Pfaddaten 26 und die Positionsdaten werden an die Eingabeschnittstelle 35 eingegeben. Die in 1 gezeigte Gewinnungseinheit 13 ist unter Verwendung der Eingabeschnittstelle 35 implementiert.
Die Eingabevorrichtung 36 ist eine Vorrichtung zum Eingeben von Informationen, wie etwa eine Tastatur oder eine Zeigervorrichtung. Die in 1 gezeigte Eingabevorrichtung 15 ist unter Verwendung der Eingabevorrichtung 36 implementiert. Die Anzeige 37 ist eine Anzeigevorrichtung, wie etwa eine Flüssigkristallanzeige oder eine organische EL-Anzeige. Die in 1 gezeigte Anzeigeeinheit 16 ist unter Verwendung der Anzeige 37 implementiert. Ferner ist es möglich, dass das Anzeigesystem 10 eine Ausgabevorrichtung, wie etwa einen Lautsprecher, umfasst, welche eine Stimme ausgibt.
Es ist möglich, dass das Fortschrittsanzeigeprogramm ein Programm ist, das in einem computerlesbaren Speichermedium gespeichert ist. Es ist auch möglich, dass das Anzeigesystem 10 das Fortschrittsanzeigeprogramm, das in dem Speichermedium gespeichert wurde, in der externen Speichervorrichtung 34 speichert. Das Speichermedium kann ein transportables Speichermedium, welches eine flexible Platte ist, sein, oder es kann ein Flash-Speicher sein, welches ein Halbleiterspeicher ist. Es ist möglich, das Fortschrittsanzeigeprogramm über ein Kommunikationsnetzwerk von einem anderen Computer oder einer Servervorrichtung auf dem Computer oder der Steuerung zu installieren, welche als das Anzeigesystem 10 dient.
Funktionen des Anzeigesystems 10 können auch durch eine Prozessierungsschaltung implementiert sein, welche dedizierte Hardware ist. Die Prozessierungsschaltung ist eine einzige Schaltung, eine zusammengesetzte Schaltung, ein programmierter Prozessor, ein paralleler programmierter Prozessor, ein ASIC (Application Specific Integrated Circuit), ein FPGA (Field-Programmable Gate Array) oder eine Kombination von diesen. Ein Teil der Funktionen der NC-Vorrichtung 11 kann auch durch dedizierte Hardware implementiert sein, und andere Teile derselben können durch Software oder Firmware implementiert sein.
Das Anzeigesystem 10 ist nicht darauf beschränkt, in der Konfiguration der 3D-Druckvorrichtung 1 enthalten zu sein. Es ist möglich, dass das Anzeigesystem 10 in einer Vorrichtung außerhalb der 3D-Druckvorrichtung 1 enthalten ist. Es ist auch möglich, dass die funktionalen Einheiten des Anzeigesystems 10 nicht darauf beschränkt sind, in einer einzigen Vorrichtung enthalten zu sein; sie können vielmehr separat in einer Mehrzahl von Vorrichtungen enthalten sein. Bei dem in 1 gezeigten Anzeigesystem 10 können beispielsweise die Gewinnungseinheit 13, die Prozessierungseinheit 14 und die Eingabeeinheit 15 in der 3D-Druckvorrichtung 1 enthalten sein, während die Anzeigeeinheit 16 in einer anderen Vorrichtung enthalten ist, welche an die 3D-Druckvorrichtung 1 über ein Netzwerk angeschlossen ist. Auf die vorangehend beschriebene Weise kann das Anzeigesystem 10 nur unter Verwendung einer einzigen Vorrichtung implementiert sein, oder es kann unter Verwendung einer Vielzahl von Vorrichtungen implementiert sein.
Nun wird eine durch das Anzeigesystem 10 bereitgestellte Anzeige beschrieben. 3 ist ein Diagramm, welches ein erstes Anzeigebeispiel zeigt, das durch das Anzeigesystem 10 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bereitgestellt wird. Das erste Anzeigebeispiel ist ein Beispiel der Anzeige, wenn die in dem 3D-Drucksystem 100 enthaltene 3D-Druckvorrichtung 1 mit der Bearbeitung startet.
In diesem Beispiel ist eine durch das CAD-Modell 25 angegebene Zielgestalt eine gefüllte elliptische zylindrische Gestalt. Die Anzeigeeinheit 16 zeigt ein 3D-Modell 40 an, welches eine dreidimensionale Gestalt basierend auf dem CAD-Modell 25 ist. Die Anzeigeeinheit 16 zeigt das 3D-Modell 40 transparent an. Die transparente Anzeige ist als eine Anzeige definiert, welche es ermöglicht, dass die entfernte Seite eines angezeigten Objekts durch das Objekt hindurch gesehen werden kann. Die Prozessierungseinheit 14 prozessiert die Daten, um die Zielgestalt transparent anzuzeigen.
Die Anzeigeeinheit 16 zeigt ein Basismaterial 41 zusammen mit dem 3D-Modell 40 an, welches eine Zielgestalt ist. Die Zielgestalt wird auf dem Basismaterial 41 hergestellt. Da das Basismaterial 41 nicht ein zu bearbeitendes Ziel ist, zeigt die Anzeigeeinheit 16 das Basismaterial 41 nicht transparent an. Das 3D-Modell 40 wird auf eine solche Weise dargestellt, dass ein Teil des Basismaterials 41 auf der entfernten Seite der Zielgestalt durch das 3D-Modell 40 hindurch gesehen werden kann.
Während das 3D-Modell 40 transparent dargestellt wird, färbt die Anzeigeeinheit 16 das 3D-Modell 40 in seiner Gesamtheit ein und zeigt das 3D-Modell 40 an. Das Einfärben des 3D-Modells 40 bezieht sich auf die Verwendung von verschiedenen Farben als eine Anzeigefarbe und eine Hintergrundfarbe des 3D-Modells 40. Die Anzeigefarbe des 3D-Modells 40 kann jede Farbe sein, die von dem Hintergrund unterscheidbar ist. Die Prozessierungseinheit 14 prozessiert die Daten, um das 3D-Modell 40 in einer eingestellten Anzeigefarbe anzuzeigen. Durch das Anzeigen des 3D-Modells 40, welches eingefärbt wurde, kann das Anzeigesystem 10 das 3D-Modell 40 visuell wahrnehmbar machen. Es ist möglich, dass die Eingabeeinheit 15 einen Befehl zum Ändern der Anzeigefarbe des 3D-Modells 40 erhält. Wenn es einen Befehl zum Ändern der Anzeigefarbe des 3D-Modells 40 gibt, führt die Prozessierungseinheit 14 einen Prozess zum Ändern der Anzeigefarbe des 3D-Modells 40 in einer spezifizierten Farbe durch. Die Anzeigeeinheit 16 kann das Basismaterial 41 in jeder Anzeigefarbe anzeigen. In der ersten Ausführungsform wird angenommen, dass die Farbe eine chromatische Farbe und eine achromatische Farbe umfasst.
Eine durch die Anzeigeeinheit 16 bereitgestellte Anzeige ist nicht auf eine Farbanzeige beschränkt, sondern kann auch eine monochrome Anzeige sein. In einem Fall einer monochromen Anzeige führt die Prozessierungseinheit 14 einen Prozess zum Ändern des Grauskalenwerts des 3D-Modells 40 für einen Bereich, der von dem 3D-Modell 40 verschieden ist, anders durch. Auch in diesem Fall kann das Anzeigesystem 10 das 3D-Modell 40 visuell wahrnehmbar machen.
4 ist ein Diagramm, das ein zweites Anzeigebeispiel zeigt, das durch das Anzeigesystem 10 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bereitgestellt wird. Das zweite Anzeigebeispiel ist ein Beispiel der Anzeige, wenn die Bearbeitung von dem Zustand in dem ersten Anzeigebeispiel fortgeschritten ist. Die Anzeigeeinheit 16 zeigt das 3D-Modell 40 und das Basismaterial 41 genauso an wie in dem ersten Anzeigebeispiel.
Die Anzeigeeinheit 16 zeigt eine Spur des Bearbeitungspunkts in Überlagerung mit dem 3D-Modell 40 an. In der ersten Ausführungsform zeigt die Anzeigeeinheit 16 eine tatsächliche Spur 42 an, welches eine Spur ist, entlang der sich der Bearbeitungspunkt bewegt hat, bevor er die momentane Position erreicht. Die Anzeigeeinheit 16 zeigt auch eine Marke 43 an, welche die momentane Position des Bearbeitungspunkts repräsentiert, wobei die Marke 43 dem 3D-Modell 40 überlagert ist.
Die Gewinnungseinheit 13 gewinnt Positionsdaten, welche die momentane Position des Bearbeitungspunkts nach Bedarf nach dem Start der Bearbeitung einer Zielgestalt angeben. Die Prozessierungseinheit 14 erzeugt Daten zu der momentanen Spur 42 durch Durchführen eines Prozesses zum Plotten der Positionsdaten, die von der Gewinnungseinheit 13 gewonnen wurden, und Verbinden der Plots mit einer Linie. Der durch die Pfaderzeugungseinheit 32 erzeugte Bearbeitungspfad ist eine Spur, die als ein Ziel gesetzt ist, zu welchem der Bearbeitungspunkt bewegt wird. In der nachfolgenden Beschreibung wird die als ein Ziel gesetzte Spur gelegentlich als „optimale Spur“ bezeichnet. Die Pfaddaten 26 geben die optimale Spur an.
Die Prozessierungseinheit 14 für einen Prozess des Anzeigens der Marke 43, welche die momentane Position basierend auf den letzten von der Gewinnungseinheit 13 gewonnenen Positionsdaten repräsentiert. In dem zweiten Anzeigebeispiel ist die Marke 43 ein Pfeil, der die momentane Position angibt. Die durch die Marke 43 angegebene momentane Position wird auch als eine Position des Vorderendes der momentanen Spur 42 betrachtet. Die Marke 43 kann alles sein, was einem Benutzer ermöglicht, die momentane Position zu erkennen, und sie kann jegliche Marke sein, die von dem Pfeil verschieden ist.
Die 3D-Druckvorrichtung 1 scheidet elliptische Schichten von Basismaterial 41 ab, um ein Objekt mit einer elliptischen zylindrischen Gestalt herzustellen. 5 ist ein erläuterndes Diagramm der momentanen Spur 42, welche in dem in 4 gezeigten zweiten Anzeigebeispiel angezeigt wird. 5 stellt die tatsächliche Spur 42 bei der Bearbeitung an einer einzigen Schicht in Draufsicht dar. Bei der Bearbeitung an der Schicht fügt die 3D-Druckvorrichtung 1 Material hinzu, während der Bearbeitungspunkt sich entlang der Ellipse bewegt, um hierdurch den Außenumfang zu bearbeiten, der eine gekrümmte Oberfläche der elliptischen zylindrischen Gestalt wird. Im Inneren der Ellipse wiederholt die 3D-Druckvorrichtung 1 dann das Hinzufügen von Material, während der Bearbeitungspunkt sich in eine Richtung parallel zu der Nebenachse der Ellipse bewegt und bei der axialen Bewegung in eine Richtung parallel zu der Hauptachse kein Material hinzugefügt wird. Die axiale Bewegung wird hier als Bewegung in Übereinstimmung mit einem Achsenbefehl betrachtet. Aufgrund dieses Betriebs führt die 3D-Druckvorrichtung 1 eine Bearbeitung durch, um das Innere der Ellipse mit Material zu füllen. Die 3D-Druckvorrichtung 1 bildet die Schicht auf diese Weise. Die 3D-Druckvorrichtung 1 stellt ein Objekt durch Abscheiden der vorangehend beschriebenen Schichten übereinander her.
Die tatsächliche Spur 42 wird so angezeigt, dass ein Benutzer den Zustand der tatsächlichen Bearbeitung bis zur momentanen Position des Bearbeitungspunkts kennen kann. Die tatsächliche Spur 42, die durch das Anzeigesystem 10 angezeigt wird, ist eine Spur, wenn Material hinzugefügt wird, und sie umfasst nicht eine Spur, wenn sich der Bearbeitungspunkt axial bewegt, ohne dass Material hinzugefügt wird. Die Anzeigeeinheit 16 zeigt die tatsächliche Spur 42 ohne einen Abschnitt an, wo sich der Bearbeitungspunkt bewegt, ohne dass Material hinzugefügt wird. Die Spur, entlang der sich der Bearbeitungspunkt bewegt hat, ohne Material hinzuzufügen, wird aus der tatsächlichen Spur 42 ausgeschlossen, so dass das Anzeigesystem 10 eine Spur anzeigen kann, über welche sich der Bearbeitungspunkt in einer sichtbaren Weise bewegt hat. Das Anzeigesystem 10 ist auch in der Lage, den Fortschritt der Bearbeitung genau anzuzeigen.
4 stellt ein Anzeigebeispiel dar, bei dem eine Mehrzahl von Schichten abgeschieden ist, während eine Schicht bearbeitet wird. In diesem Zustand zeigt die Anzeigeeinheit 16 die tatsächliche Spur 42 entlang der die abgeschiedenen Schichten bearbeitet wurden, und die tatsächliche Spur 42 bis zu der momentanen Position des Bearbeitungspunkts an der Schicht, an der die Bearbeitung gerade durchgeführt wird. Die Anzeigeeinheit 16 zeigt die tatsächliche Spur 42 in einer Farbe an, die von der des 3D-Modells 40 verschieden ist. Die Anzeigefarbe der tatsächlichen Spur 42 kann jegliche Farbe sein, die von dem 3D-Modell 40 unterscheidbar ist. Die Prozessierungseinheit 14 prozessiert die Daten, um die tatsächliche Spur 42 in der eingestellten Anzeigefarbe anzuzeigen. Durch Anzeigen der tatsächlichen Spur 42 in einer Farbe, die von der des 3D-Modells 40 verschieden ist, kann das Anzeigesystem 10 die tatsächliche Spur 42 visuell wahrnehmbar machen. Es ist möglich, dass die Eingabeeinheit 15 einen Befehl erhält, die Anzeigefarbe der tatsächlichen Spur 42 zu ändern. Wenn es einen Befehl zum Ändern der Anzeigefarbe der tatsächlichen Spur 42 gibt, führt die Prozessierungseinheit 14 einen Prozess zum Ändern der Anzeigefarbe der tatsächlichen Spur 42 in eine angegebene Farbe durch.
In einer durch die Anzeigeeinheit 16 bereitgestellten Anzeige stellt ein Teil 44 des 3D-Modells 40, wo die tatsächliche Spur 42 angezeigt ist, einen Teil dar, der vollständig bearbeitet ist. Ein Teil 45 des 3D-Modells 40, wo die tatsächliche Spur 42 nicht angezeigt ist, stellt einen Teil dar, der noch nicht bearbeitet ist. In Abhängigkeit von dem Vorhandensein oder Fehlen der tatsächlichen Spur 42 kann ein Benutzer den Teil 44 einer Zielgestalt, der vollständig bearbeitet wurde, leicht von dem Teil 45 der Zielgestalt unterscheiden, der noch nicht bearbeitet wurde. Die Marke 43 wird entlang der tatsächlichen Spur 42 angezeigt, so dass ein Benutzer die momentane Position des Bearbeitungspunkts zusammen mit dem Bearbeitungsstatus der Bearbeitung leicht identifizieren kann.
Bei einer durch die Anzeigeeinheit 16 bereitgestellten Anzeige dehnt sich die tatsächliche Spur 42 mit dem Fortschritt der Bearbeitung aus. Bei einer durch die Anzeigeeinheit 16 bereitgestellten Anzeige bewegt sich die Marke 43 mit dem Fortschritt der Bearbeitung. Durch das Ausdehnen der tatsächlichen Spur 42 und die Bewegung der Marke 43 kann ein Benutzer den Zustand der fortschreitenden Bearbeitung in Echtzeit intuitiv verstehen. Ein Benutzer kann leicht verstehen, dass die Bearbeitung glatt fortschreitet, und zwar aufgrund der Tatsache, dass sich die Marke 43 bewegt.
Durch Anzeigen des 3D-Modells 40 als transparente Anzeige, kann die Anzeigeeinheit 16 die tatsächliche Spur 42 auf eine sichtbare Weise in einem Bereich des 3D-Modells 40 anzeigen, welcher durch den Umriss umgeben ist. Bei einer solchen Anzeige kann ein Benutzer den Fortschrittszustand der Bearbeitung einer Zielgestalt leicht verstehen.
4 zeigt die tatsächliche Spur 42 an dem Außenumfang der Ellipse an einer Mehrzahl von abgeschiedenen Schichten. Für einige der Schichten werden Darstellungen der tatsächlichen Spur 42 an der Innenseite der Ellipse weggelassen. Für eine Schicht unmittelbar unterhalb der Schicht, an der die Bearbeitung momentan durchgeführt wird, ist ein Teil der tatsächlichen Spur 42 innerhalb der Ellipse als eine punktierte Linie dargestellt.
Es ist möglich, dass die Anzeigeeinheit 16 den Teil 44 des 3D-Modells 40, welcher vollständig bearbeitet wurde, und den Teil 45 des 3D-Modells 40, welcher noch nicht bearbeitet wurde, in verschiedenen Farben anzeigt. Neben der Anzeige in verschiedenen Farben kann die Anzeigeeinheit 16 auch verschiedene Werte der Transparenz für die Anzeige des Teils 44 und des Teils 45 verwenden. Aufgrund der verschiedenen Werte der Transparenz kann die Anzeigeeinheit 16 den Teil 44 der Zielgestalt, welcher vollständig bearbeitet wurde, und den Teil 45 der Zielgestalt, welcher noch nicht bearbeitet wurde, auf leicht unterscheidbare Weise anzeigen.
Es ist möglich, dass die Anzeigeeinheit 16 die Anzeige der tatsächlichen Spur 42 in Bezug auf eine Mehrzahl von Schichten ändert, an welchen die Bearbeitung vollständig ist, und zwar zu einer Anzeige der Schichten als ein integraler Teil des Objekts. Die Anzeigeeinheit 16 zeigt die tatsächliche Spur 42 für die Bearbeitung an einer Schicht an, an der die Bearbeitung momentan durchgeführt wird. Auf diese Weise kann die Anzeigeeinheit 16 die Anzeige der momentanen Spur 42 an der Schicht, an der die Bearbeitung momentan durchgeführt wird, auf eine Weise anzeigen, die einfach und unterscheidbar ist von den Schichten, an denen die Bearbeitung abgeschlossen ist.
Es ist möglich, dass die Anzeigeeinheit 16 die tatsächliche Spur 42 in ihrer Gesamtheit mit der gleichen Farbe anzeigt. Es ist auch möglich, dass die Anzeigeeinheit 16 einen Teil der tatsächlichen Spur 42 in einer Farbe anzeigt, die verschieden ist von dem anderen Teil der tatsächlichen Spur 42. Die Anzeigefarbe der tatsächlichen Spur 42 an der Schicht, an der die Bearbeitung gerade durchgeführt wird, kann verschieden sein von der Anzeigefarbe der tatsächlichen Spur 42, an der die Bearbeitung abgeschlossen ist. In diesem Fall ist es möglich, die tatsächliche Spur 42 an der Schicht, an der die Bearbeitung momentan durchgeführt wird, von der aktuellen Spur 42 an der Schicht zu unterscheiden, an der die Bearbeitung abgeschlossen ist. Das Anzeigesystem 10 kann die tatsächliche Spur 42 an der Schicht, an der die Bearbeitung gerade ausgeführt wird, visuell unterscheidbar machen. Ein Benutzer kann die aktuelle Spur 42 an der Schicht, an der die Bearbeitung gerade durchgeführt wird, leicht identifizieren.
6 ist ein Flussdiagramm, welches eine Prozedur im Betrieb des Anzeigesystems 10 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Bei Schritt S1 gewinnt die Gewinnungseinheit 13 das CAD-Modell 25, welches von der Zieldefinitionseinheit 21 ausgegeben wird, die Pfaddaten 26, welche von der Pfaderzeugungseinheit 22 ausgegeben werden, und die Positionsdaten, die von der Befehlserzeugungseinheit 18 ausgegeben werden.
In Schritt S2 führt die Prozessierungseinheit 14 einen Prozess zum Anzeigen der in Schritt S1 erhaltenen Daten durch. Die Prozessierungseinheit 14 führt einen Prozess zum Anzeigen des 3D-Modells 40 basierend auf dem CAD-Modell 25 durch. Basierend auf den Positionsdaten führt die Prozessierungseinheit 14 einen Prozess zum Anzeigen der tatsächlichen Spur 42 und einen Prozess zum Anzeigen der Marke 43 durch. In Schritt S3 zeigt die Anzeigeeinheit 16 das 3D-Modell 40, die tatsächliche Spur 42 und die Marke 43 basierend auf den in Schritt S2 prozessierten Daten an. Mit dieser Anzeige beendet das Anzeigesystem 10 den Betrieb in Übereinstimmung mit der in 6 gezeigten Prozedur.
Die Prozessierungseinheit 14 bestimmt, ob die tatsächliche Spur 42 von einer optimalen Spur abweicht, welche auf den in Schritt S1 gewonnenen Pfaddaten 26 basiert. Wenn der Abstand zwischen der optimalen Spur und der tatsächlichen Spur 42 eine vorab eingestellte Länge übersteigt, gibt die Prozessierungseinheit 14 einen Befehl zur Anzeige eines Alarms aus. Die Anzeigeeinheit 16 stellt eine Alarmanzeige basierend auf dem Befehl von der Prozessierungseinheit 14 bereit. Es ist möglich, dass das Anzeigesystem 10 einen Alarmton von dem vorangehend beschriebenen Lautsprecher ausgibt. Durch diesen Betrieb kann der Benutzer durch den durch das Anzeigesystem 10 ausgegebenen Alarm erkennen, dass Unregelmäßigkeiten bei der Herstellung auftreten.
Es ist möglich, dass das Anzeigesystem 10 eine optimale Spur anstatt der tatsächlichen Spur 42 anzeigt. Die Prozessierungseinheit 14 bestimmt die Position an der optimalen Spur, die der momentanen Spur an dem Bearbeitungspunkt entspricht, so dass das Anzeigesystem 10 die optimale Spur bis zu der Position anzeigt, die der momentanen Position entspricht. Das Anzeigesystem 10 kann die Pfaddaten 26 auch nicht gewinnen, wenn das Anzeigesystem 10 einen Alarm nicht ausgibt oder eine optimale Spur nicht anzeigt.
Es ist möglich, dass das Anzeigesystem 10 eine Anzeige für eine einzige 3D-Druckvorrichtung 1 bereitstellt, oder eine Anzeige für eine Mehrzahl von 3D-Druckvorrichtungen 1 bereitstellt. Wenn das Anzeigesystem 10 eine Anzeige für eine Mehrzahl von 3D-Druckvorrichtungen 1 bereitstellt, kann ein Benutzer den Fortschritt der Bearbeitung bei allen 3D-Druckvorrichtungen 1 gleichzeitig überprüfen.
Ein Benutzer kann den Fortschrittszustand der Bearbeitung über das Anzeigesystem 10 einfach prüfen, ohne die visuelle Überprüfung eines realen Objekts oder eines von dem Objekt aufgenommenen Bildes zu benötigen. Selbst wenn es schwierig ist, ein Objekt visuell zu erkennen oder selbst dann, wenn ein Objekt an einer Position ist, wo es schwierig ist ein Bild des Objekts durch die 3D-Druckvorrichtung 1 aufzunehmen, kann ein Benutzer dennoch den Fortschrittszustand der Bearbeitung einfach überprüfen. Selbst wenn es aufgrund von Bestrahlung mit einem Strahl oder durch Funkenentladung verursachte Lichtemission schwierig ist, ein Bild des Bearbeitungspunkts und dessen Umgebung visuell zu erkennen oder aufzunehmen, kann ein Benutzer dennoch den Fortschrittszustand der Bearbeitung einfach überprüfen.
Gemäß der ersten Ausführungsform gewinnt das Anzeigesystem 10 die Positionsdaten, welche die momentane Position des Bearbeitungspunkts angeben und zeigt die tatsächliche Spur 42 in Überlagerung mit der dreidimensionalen Gestalt an. Aufgrund dieses Betriebs erreicht das Anzeigesystem 10 die Wirkung des Anzeigens des Fortschritts der Bearbeitung einer dreidimensionalen Gestalt, die durch die 3D-Druckvorrichtung 1 durchgeführt wird, und zwar auf eine für einen Benutzer einfach verständliche Weise.
Zweite Ausführungsform.
7 ist ein Diagramm, welches ein erstes Anzeigebeispiel zeigt, das durch das Anzeigesystem 10 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bereitgestellt wird. 8 ist ein Diagramm, welches ein zweites Anzeigebeispiel zeigt, das durch das Anzeigesystem 10 gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bereitgestellt wird. In der zweiten Ausführungsform stellt die Anzeigeeinheit 16 eine erste Anzeige und eine zweite Anzeige bereit. In der ersten Anzeige ist die Orientierung einer dreidimensionalen Gestalt festgelegt, und zwar unabhängig von einer Änderung der Orientierung eines Objekts zur Bearbeitung. In der zweiten Anzeige wird die Orientierung eines Objekts mit einer Änderung der Orientierung eines Objekts für die Bearbeitung geändert. In der zweiten Ausführungsform sind konstituierende Elemente, die denen der ersten Ausführungsform gleich sind, durch entsprechende Bezugszeichen bezeichnet, und Konfigurationen, die von denen der ersten Ausführungsform verschieden sind, werden hauptsächlich beschrieben. Die Konfiguration des 3D-Drucksystems 100, welches das Anzeigesystem 10 gemäß der zweiten Ausführungsform umfasst, ist identisch zu der Konfiguration des 3D-Drucksystems 100, welches das Anzeigesystem 10 gemäß der ersten Ausführungsform umfasst. Die Fortschrittsanzeige durch das Anzeigesystem 10 gemäß der zweiten Ausführungsform wird hier unter Bezugnahme auf 1 erläutert, wo dies geeignet ist.
Die in 1 gezeigte Herstellungseinheit 12 umfasst einen Drehmechanismus, der in der Lage ist, ein Objekt um eine erste Achse zu drehen und um ein Objekt um eine zweite Achse zu drehen, die zu der ersten Achse senkrecht ist. Der Drehmechanismus wird in Übereinstimmung mit einem Drehbefehl angetrieben, der durch die Befehlserzeugungseinheit 18 erzeugt wird. 1 lässt Darstellungen des Drehmechanismus weg.
In der zweiten Ausführungsform stellt die 3D-Druckvorrichtung 1 ein Objekt her, welches einen zylindrischen Körper umfasst, der an einer Seite eines Basismaterials 53 bereitgestellt ist, und welches einen zylindrischen Körper umfasst, der an einer anderen Seite des Basismaterials 53 bereitgestellt wird. Das Basismaterial 53 ist an einem Gestell 54 angebracht. Das CAD-Modell 25 gibt die Zielgestalt an, d. h. die zwei zylindrischen Gestalten. Ein 3D-Modell 50, welches eine Zielgestalt ist, umfasst ein erstes Modell 51, welches eine der zylindrischen Gestalten ist, und ein zweites Modell 52, welches die andere zylindrische Gestalt ist. Die 7 und 8 zeigen einen Zustand, in dem die Bearbeitung eines der zylindrischen Körper, welcher das erste Modell 51 ist, durchgeführt wird. Die Anzeigeeinheit 16 zeigt eine tatsächliche Spur 55 in Überlagerung mit dem ersten Modell 41 an. Die Anzeigeeinheit 16 zeigt eine Marke 56, welche die momentane Position des Bearbeitungspunkts repräsentiert mit der Marke 56 an, welche dem ersten Modell 51 überlagert ist.
Die Achsantriebseinheit in der Herstellungseinheit 12 bewegt den Bearbeitungspunkt in drei axiale Richtungen. Die X-Achse und die Z-Achse, welche in den 7 und 8 gezeigt sind, sind zwei dieser drei Achsen. Die Z-Achsenrichtung bezeichnet die vertikale Richtung. Wie bei der 3D-Druckvorrichtung 1 dreht sich ein Objekt, wenn der Drehmechanismus angetrieben wird.
Das in 7 gezeigte erste Anzeigebeispiel zeigt die erste Anzeige, in der die Orientierung des 3D-Modells 50 für die Anzeige festgelegt ist, unabhängig von der Änderung der Orientierung eines Objekts aufgrund des Antriebs des Drehmechanismus. Obwohl die tatsächliche Orientierung eines Objekts in Bezug auf die 3D-Druckvorrichtung 1 geändert wird, wird bei der ersten Anzeige die Orientierung des 3D-Modells 50 für die Anzeige nicht geändert. Die Orientierung der tatsächlichen Spur 55, die dargestellt wird, bleibt ebenfalls unverändert. In dem ersten Anzeigebeispiel erleichtert das Anzeigesystem 10 die Erkennung des Zustands der fortschreitenden Bearbeitung. Selbst wenn der Bearbeitungspunkt an einer Position ist, wo er in der momentanen Orientierung eines Objekts schwierig visuell zu erkennen ist, kann der Bearbeitungspunkt dennoch in der ersten Anzeige leicht erkannt werden.
Das in 8 gezeigte zweite Anzeigebeispiel zeigt die zweite Anzeige, in der die Orientierung des 3D-Modells 50 für die Anzeige mit der Änderung der Orientierung des Objekts aufgrund des Antriebs des Drehmechanismus geändert wird. Wenn die tatsächliche Orientierung eines Objekts für die 3D-Druckvorrichtung 1 geändert wird, wird in der zweiten Anzeige die Orientierung des 3D-Modells 50 für die Anzeige des Objekts auf die gleiche Weise wie das Objekt ebenfalls geändert. Die Orientierung der tatsächlichen Spur 55, welche angezeigt wird, wird ebenfalls geändert. Bei der zweiten Anzeige kann das Anzeigesystem 10 den Fortschrittsstatus der Bearbeitung eines Objekts in der tatsächlichen Orientierung anzeigen.
Durch Betätigen der Eingabeeinheit 15 kann der Benutzer entweder die erste Anzeige oder die zweite Anzeige auswählen, welche an der Anzeigeeinheit 16 angezeigt werden soll. Mit dieser Operation wählt der Benutzer entweder die erste Anzeige oder die zweite Anzeige je nach Wunsch aus, und er kann hierdurch den Fortschrittszustand der Bearbeitung überprüfen. Es ist möglich, dass die Anzeigeeinheit 16 in der Lage ist, den Bildschirm zwischen der ersten Anzeige und der zweiten Anzeige umzuschalten, oder sie stellt die erste Anzeige und die zweite Anzeige gleichzeitig an einem einzigen Bildschirm dar. Es ist möglich, dass die Anzeigeeinheit 16 die Anzeige dreht, die Anzeige vergrößert oder verkleinert, die Anzeige bewegt und dergleichen, und dies in Übereinstimmung mit einer Betätigung der Eingabeeinheit 15. Mit dieser Betätigung kann der Benutzer den Zustand der fortschreitenden Bearbeitung im Detail überprüfen.
Gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt das Anzeigesystem 10 den Fortschritt der Bearbeitung gemäß der ersten Anzeige an, und es zeigt den Fortschritt der Bearbeitung gemäß der zweiten Anzeige an. Aufgrund dieser Betätigung erreicht das Anzeigesystem 10 eine Wirkung dahingehend, den Fortschritt der Bearbeitung einer dreidimensionalen Gestalt anzuzeigen, die durch die 3D-Druckvorrichtung 1 durchgeführt wird, und zwar auf eine für einen Benutzer einfach verständliche Weise.
Dritte Ausführungsform.
9 ist ein Diagramm, welches ein erstes Anzeigebeispiel zeigt, das durch das Anzeigesystem 10 gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bereitgestellt wird. 10 ist ein Diagramm, welches ein zweites Anzeigebeispiel zeigt, welches durch das Anzeigesystem 10 gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bereitgestellt wird. In der dritten Ausführungsform löscht die Anzeigeeinheit 16 eine optimale Spur 60 mit dem Fortschritt der Bearbeitung, oder sie ändert die Anzeige der optimalen Spur 60 mit dem Fortschritt der Bearbeitung, um hierdurch den Fortschritt der Bearbeitung anzuzeigen. In der dritten Ausführungsform sind konstituierende Elemente, die denen der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform gleich sind, mit entsprechenden Bezugszeichen bezeichnet, und Konfigurationen, die von denen der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform verschieden sind, werden hauptsächlich beschrieben. Das Anzeigesystem 10 gemäß der dritten Ausführungsform weist eine identische Konfiguration auf wie das Anzeigesystem 10 gemäß der ersten Ausführungsform.
Das in 9 gezeigte erste Anzeigebeispiel ist ein Beispiel der Anzeige, wenn die Herstellungsvorrichtung 1, die in dem 3D-Drucksystem 100 enthalten ist, die Bearbeitung startet. Die Anzeigeeinheit 16 zeigt die optimale Spur 60, welches eine Spur des Bearbeitungspunkts ist, wobei die optimale Spur 60 dem 3D-Modell 40 überlagert ist. Die Prozessierungseinheit 14 führt einen Prozess zum Anzeigen der optimalen Spur 60 basierend auf dem Pfad 26 aus, der von der Pfaderzeugungseinheit 22 erhalten wird. In dem ersten Anzeigebeispiel wird die optimale Spur 60 für ein Objekt in seiner Gesamtheit angezeigt. Die Anzeigeeinheit 16 zeigt die optimale Spur 60 in einer Farbe an, die verschieden ist von der des 3D-Modells 40. Die Anzeigefarbe der optimalen Spur 60 kann jede Farbe sein, die von dem 3D-Modell 40 unterscheidbar ist.
Die optimale Spur 60, die durch das Anzeigesystem 10 angezeigt wird, ist eine Spur, wenn Material hinzugefügt wird, und sie umfasst nicht eine Spur, wenn sich der Bearbeitungspunkt axial bewegt, ohne dass Material hinzugefügt wird. Die Anzeigeeinheit 16 zeigt die optimale Spur 60 ohne einen Bereich an, wo sich der Bearbeitungspunkt bewegt, ohne Material hinzuzufügen. Die Spur, entlang der sich der Bearbeitungspunkt bewegt hat, ohne Material hinzuzufügen, ist von der optimalen Spur 60 ausgeschlossen, so dass das Anzeigesystem 10 eine Spur anzeigen kann, über die sich der Bearbeitungspunkt bewegen soll.
Das in 10 gezeigte zweite Anzeigebeispiel ist ein Beispiel einer Anzeige, wenn die Bearbeitung von einem Zustand in dem ersten Anzeigebeispiel fortgeschritten ist. In dem zweiten Anzeigebeispiel löscht die Anzeigeeinheit 16 einen Teil der optimalen Spur 60, über den sich der Bearbeitungspunkt bewegt hat, bevor er die momentane Position erreicht. Die Prozessierungseinheit 14 führt einen Prozess zum Bestimmen der Position der optimalen Spur 60 durch, die der momentanen Position des Bearbeitungspunkts entspricht, um dann die optimale Spur 60 bis zu der Position zu löschen, die der momentanen Position entspricht. Die Anzeigeeinheit 16 zeigt auch die Marke 43 an, welche die momentane Position des Bearbeitungspunkts repräsentiert, wobei die Marke 43 dem 3D-Modell 40 überlagert wird.
In einer durch die Anzeigeeinheit 16 bereitgestellten Anzeige repräsentiert ein Teil 61 des 3D-Modells 40, wo die optimale Spur 60 nicht angezeigt ist, einen Teil, der vollständig bearbeitet wurde. Ein Teil 62 des 3D-Modells 40, wo die optimale Spur 60 angezeigt ist, repräsentiert einen Teil, der noch nicht bearbeitet wurde. In Abhängigkeit von dem Vorhandensein oder dem Fehlen der optimalen Spur 60 kann ein Benutzer den Teil 61 der Zielgestalt, welcher vollständig bearbeitet wurde, einfach von dem Teil 62 der Zielgestalt unterscheiden, der noch nicht bearbeitet wurde. Die Marke 43 wird entlang der optimalen Spur 60 angezeigt, so dass der Benutzer die momentane Position des Bearbeitungspunkts zusammen mit dem Fortschrittszustand der Bearbeitung einfach identifizieren kann.
Durch das Anzeigen des 3D-Modells 40 in der transparenten Anzeige kann die Anzeigeeinheit 16 die optimale Spur 60 in einem Bereich des 3D-Modells 40, welches von dem Umfang umgeben ist, sichtbar anzeigen. Durch eine solche Anzeige kann ein Benutzer den Fortschrittszustand der Bearbeitung einer Zielgestalt einfach verstehen.
In einer durch die Anzeigeeinheit 16 bereitgestellten Anzeige wird die optimale Spur 60 mit dem Fortschritt der Bearbeitung kürzer. In einer durch die Anzeigeeinheit 16 bereitgestellten Anzeige bewegt sich die Marke 43 mit dem Fortschritt der Bearbeitung. Durch das Verkürzen der optimalen Spur 60 und die Bewegung der Marke 43 kann ein Benutzer den Zustand der fortschreitenden Bearbeitung in Echtzeit intuitiv verstehen. Ein Benutzer kann einfach verstehen, dass die Bearbeitung glatt fortschreitet, und zwar in Anbetracht der Tatsache, dass sich die Marke 43 bewegt.
Es ist möglich, dass anstatt des Löschens eines Teils der optimalen Spur 60, an dem die Bearbeitung abgeschlossen ist, die Anzeigeeinheit 16 den Teil der optimalen Spur 60, an dem die Bearbeitung abgeschlossen ist, auf eine Weise anzeigt, die von dem anderen Bereich der optimalen Spur 60 verschieden ist, an dem die Bearbeitung noch nicht abgeschlossen ist. Es ist möglich, dass die Anzeigeeinheit 16 einen Teil der optimalen Spur 60, an dem die Bearbeitung noch nicht abgeschlossen ist, durch eine durchgezogene Linie darstellt, während sie einen anderen Teil der optimalen Spur 60, an dem die Bearbeitung abgeschlossen ist, durch eine von der durchgezogenen Linie verschiedene gepunktete Linie oder dergleichen darstellt. Es ist auch möglich, dass die Anzeigeeinheit 16 einen Teil der optimalen Spur 60, an dem die Bearbeitung noch nicht abgeschlossen ist und einen anderen Teil der optimalen Spur 60, an dem die Bearbeitung abgeschlossen ist, mit verschiedenen Linienbreiten oder mit verschiedenen Farben darstellt. In diesen Fällen kann das Anzeigesystem 10 den Fortschritt der Bearbeitung des Teils 61 der Zielgestalt, der vollständig bearbeitet ist, und einen Teil 62 der Zielgestalt, der noch nicht bearbeitet ist, in leicht voneinander unterscheidbare Weisen anzeigen.
Die Prozessierungseinheit 14 bestimmt, ob es eine Abweichung zwischen der optimalen Spur 60 und der momentanen Position des Bearbeitungspunkts gibt. Wenn der Abstand zwischen der optimalen Spur 60 und der tatsächlichen Spur 42, welches eine echte Spur des Bearbeitungsorts ist, eine vorab eingestellte Länge überschreitet, gibt die Prozessierungseinheit 14 einen Befehl aus, einen Alarm auszugeben. Die Anzeigeeinheit 16 stellt eine Alarmanzeige basierend auf dem Befehl von der Prozessierungseinheit 14 bereit. Es ist möglich, dass das Anzeigesystem 10 einen Alarmton von dem vorangehend beschriebenen Lautsprecher ausgibt. Aufgrund dieses Betriebs kann der Benutzer durch den durch das Anzeigesystem 10 ausgegebenen Alarm erkennen, dass eine Unregelmäßigkeit bei der Fertigung auftritt.
Es ist möglich, dass das Anzeigesystem 10 gemäß der vorangehend beschriebenen zweiten Ausführungsform anstatt der Anzeige der tatsächlichen Spur 55 die optimale Spur 60 auf die gleiche Weise wie in der dritten Ausführungsform anzeigt. Auch in diesem Fall kann der Benutzer den Zustand der fortschreitenden Bearbeitung durch sowohl die erste Anzeige als auch die zweite Anzeige überprüfen.
Gemäß der dritten Ausführungsform gewinnt das Anzeigesystem 10 Positionsdaten, die die momentane Position des Bearbeitungspunkts angeben und es zeigt die optimale Spur 60 in Überlagerung mit der dreidimensionalen Gestalt an. Aufgrund dieses Betriebs erreicht das Anzeigesystem 10 die Darstellung des Fortschritts der Bearbeitung einer dreidimensionalen Gestalt, die durch die 3D-Druckvorrichtung 1 durchgeführt wird, auf eine für den Benutzer leicht verständliche Weise.
Die in den obigen Ausführungsformen beschriebenen Konfigurationen sind nur Beispiele des Inhalts der vorliegenden Erfindung. Die Konfigurationen können mit anderen wohlbekannten Techniken kombiniert werden, und ein Teil jeder der Konfigurationen kann weggelassen oder abgewandelt werden, ohne von dem Bereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Bezugszeichenliste

1: 3D-Druckvorrichtung,

2: CAM-Vorrichtung,
10: Anzeigesystem,
11: NC-Vorrichtung,
12: Herstellungseinheit,
13: Gewinnungseinheit,
14: Prozessierungseinheit,
15, 20: Eingabeeinheit,
16: Anzeigeeinheit,
17: Programmanalyseeinheit,
18: Befehlserzeugungseinheit,
21: Zieldefinierungseinheit,
22: Pfaderzeugungseinheit,
23: Programmerzeugungseinheit,
24: CAD-Daten,
25: CAD-Modell,
26: Pfaddaten,
27: Bearbeitungsprogramm,
31: CPU,
32: RAM,
33: ROM,
34: externe Speichervorrichtung,
35: Eingabeschnittstelle,
36: Eingabevorrichtung,
37: Anzeige,
38: Bus,
40, 50: 3D-Modell,
41, 53: Basismaterial,
42, 55: tatsächliche Spur,
43, 56: Marke,
44, 45, 61, 62: Teil,
51: erstes Modell,
52: zweites Modell,
54: Gestell,
60: optimale Spur,
100: 3D-Drucksystem.

Claims

Anzeigesystem, welches einen Fortschritt der Bearbeitung durch eine 3D-Druckvorrichtung anzeigt, welche ein Objekt mit einer dreidimensionalen Gestalt herstellt, und zwar durch Bearbeiten durch Hinzufügen von Material basierend auf Designdaten, wobei das Anzeigesystem umfasst: eine Gewinnungseinheit zum Gewinnen von Positionsdaten, welche eine momentane Position eines Bearbeitungspunkts angeben, wo die Bearbeitung ausgeführt wird; und eine Anzeigeeinheit zum Anzeigen einer Spur des Bearbeitungspunkts in Überlagerung mit der auf den Designdaten basierenden dreidimensionalen Gestalt.
Anzeigesystem gemäß Anspruch 1, wobei die Anzeigeeinheit eine Marke anzeigt, die die momentane Position repräsentiert, wobei die Marke der dreidimensionalen Gestalt überlagert wird.
Anzeigesystem gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Spur eine Spur ist, entlang der sich der Bearbeitungspunkt bewegt, bevor er die momentane Position erreicht.
Anzeigesystem gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Spur eine Spur ist, entlang der sich der Bearbeitungspunkt von der momentanen Position aus bewegen soll.
Anzeigesystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Anzeigeeinheit die dreidimensionale Gestalt transparent anzeigt.
Anzeigesystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Spur eine Spur ohne einen Abschnitt ist, wo sich der Bearbeitungspunkt ohne Hinzufügen des Materials bewegt.
Anzeigesystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Anzeigeeinheit eine erste Anzeige bereitstellt, bei der eine Orientierung der dreidimensionalen Gestalt für die Anzeige festgelegt ist, und zwar unabhängig von einer Änderung der Orientierung des Objekts für die Bearbeitung, und wobei die Anzeigeeinheit eine zweite Anzeige bereitstellt, bei der eine Orientierung der dreidimensionalen Gestalt für die Anzeige mit einer Änderung der Orientierung des Objekts für die Bearbeitung geändert wird.
3D-Druckvorrichtung, welche ein Objekt mit einer dreidimensionalen Gestalt durch Bearbeitung durch Hinzufügen von Material basierend auf Designdaten herstellt, wobei die 3D-Druckvorrichtung umfasst: eine Gewinnungseinheit zum Gewinnen von Positionsdaten, welche eine momentane Position eines Bearbeitungspunkts angeben, wo die Bearbeitung durchgeführt wird; und eine Anzeigeeinheit zum Anzeigen einer Spur des Bearbeitungspunkts in Überlagerung mit der auf den Designdaten basierenden dreidimensionalen Gestalt.
Fortschrittsanzeigeverfahren zum Anzeigen eines Fortschritts der Bearbeitung einer 3D-Druckvorrichtung, welche ein Objekt mit einer dreidimensionalen Gestalt herstellt, und zwar durch Bearbeiten durch Hinzufügen von Material basierend auf Designdaten, wobei das Fortschrittsanzeigeverfahren umfasst: einen Schritt des Gewinns von Positionsdaten, welche eine momentane Position eines Bearbeitungspunkts angeben, wo die Bearbeitung durchgeführt wird; und einen Schritt des Anzeigens einer Spur des Bearbeitungspunkts in Überlagerung mit der auf den Designdaten basierenden dreidimensionalen Gestalt.