JP2018126760A - 積層制御装置、積層制御方法及びプログラム - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本実施の形態における金属積層造形システム1の概略構成例を示した図である。
本実施の形態は、このような構成を備えた金属積層造形システム1において、例えば斜めに傾いた造形物を造形する際に、予め計画した溶融金属の溶着位置と既に積層された溶融金属の状態に応じて設定される溶融金属の溶着位置との誤差の発生を抑制するものである。そのために、特に金属積層造形システム1の軌道決定装置40が特徴的な処理を行うので、以下ではこの軌道決定装置40について詳細に説明する。
図2は、軌道決定装置40のハードウェア構成例を示す図である。
図3は、本実施の形態における軌道決定装置40の機能構成例を示した図である。図示するように、軌道決定装置40は、CADデータ取得部41と、CADデータ分割部42と、積層計画部43と、溶着方向設定部44と、制御プログラム出力部45とを備える。
(概要)
図4は、本実施の形態における軌道決定装置40の動作例を示したフローチャートである。
ステップ401では、CADデータ取得部41が、ワークのCADデータを取得する。図5(a)〜(d)は、このようなワークの一例を示したものである。(a)は斜視図を、(b)は平面図を、(c)は正面図を、(d)は側面図を、それぞれ示している。図示するように、ここでは、ワークとして、斜めに傾いた壁を例にとっている。また、ワークのCADデータは、CAD装置30で用いられるCADデータのフォーマットに合っていれば、如何なるCADデータでもよい。
ステップ402では、CADデータ分割部42が、CADデータを複数の層に分割する。図6は、図5(d)に示したワーク上にCADデータを分割した状態を示した図である。図では、上下の隣り合う破線に挟まれた部分611〜617が、CADデータを分割してできた複数の層を示している。
ステップ403では、積層計画部43が、CADデータを分割して得られた複数の層のそれぞれについて、その高さ及び幅に合ったビードを溶着する際の条件である溶接条件と、その高さ及び幅に合ったビードを溶着する際の狙い位置である溶着位置とを設定する。
ステップ404では、溶着方向設定部44が、CADデータを分割して得られた複数の層のそれぞれについて、その溶着位置に対し、既に積層されたビードの形状(以下、「積層形状」という)に応じて設定される溶着位置との誤差が低減されるように、溶融金属の溶着方向を設定する。ここでは、溶融金属の溶着方向として、溶接トーチ11の角度(以下、「トーチ角度」という)を例にとる。即ち、溶着方向設定部44は、トーチ角度を、積層形状における溶融金属の量が多い場合も少ない場合も、計画された溶着位置と積層形状に応じて設定される溶着位置との誤差が低減されるような(好ましくは、最小となるような)方向の角度に設定する。
ステップ405では、制御プログラム出力部45が、積層計画部43により設定された溶接条件及び溶着位置と、溶着方向設定部44により設定された溶着方向とを含む制御プログラムを出力する。具体的には、溶接ロボット10に対して、溶着位置及び溶着方向に従って溶接トーチ11の位置や姿勢を指示し、溶接条件に従って溶着量(電流値)や運棒速度を指示する制御プログラムを記録媒体50に出力する。或いは、図12(a),(b)に示した場合、制御プログラムは、溶着方向に従って基盤64の姿勢を指示するものでもよい。そして、この制御プログラムは、記録媒体50から制御盤20へ読み込まれ、制御盤20では、制御プログラムが動作することにより、溶接ロボット10が溶融金属の積層による造形を行うことになる。
以上述べたように、本実施の形態では、予め計画された溶着位置に対し、既に積層された溶融金属の状態に応じて設定される溶着位置との誤差が低減されるように、溶融金属の溶着方向を設定するようにした。これにより、溶着位置の誤差が生じている場合であっても、積層時に誤差を低減できる方向にワイヤを伸縮させて、誤差を抑制することができる。そして、予め計画された溶着位置を既に積層された溶融金属の状態に応じて設定される溶着位置に補正する際の補正量を低減することができる。
Claims (7)
- 立体的な造形物の形状を表す形状データを取得する取得手段と、
前記造形物を造形するために溶融金属を積層する積層装置を制御する情報であって、予め設定された当該溶融金属の溶着位置である第1の溶着位置と実際の積層状態に応じて設定される当該溶融金属の溶着位置である第2の溶着位置との誤差が、当該溶融金属の溶着方向が鉛直下向きである場合よりも低減されるような、当該溶融金属の特定の溶着方向を少なくとも示す情報である制御情報を、前記取得手段により取得された前記形状データに基づいて生成する生成手段と、
前記生成手段により生成された前記制御情報を出力する出力手段と
を備えたことを特徴とする積層制御装置。 - 前記溶融金属の前記特定の溶着方向は、前記第1の溶着位置と前記第2の溶着位置との誤差が最小となるような方向であることを特徴とする請求項1に記載の積層制御装置。
- 前記溶融金属の各層は、半球を含む図形によって近似され、
前記溶融金属の前記特定の溶着方向は、前記半球の前記第1の溶着位置を通る法線の方向であることを特徴とする請求項1に記載の積層制御装置。 - 前記生成手段は、前記第1の溶着位置と前記第2の溶着位置との誤差が、前記溶融金属の溶着方向が鉛直下向きである場合よりも低減されるような、当該溶融金属の前記特定の溶着方向から、当該溶融金属を積層するように、前記積層装置の姿勢を更に制御する情報である前記制御情報を生成することを特徴とする請求項1に記載の積層制御装置。
- 前記生成手段は、前記第1の溶着位置と前記第2の溶着位置との誤差が、前記溶融金属の溶着方向が鉛直下向きである場合よりも低減されるような、当該溶融金属の前記特定の溶着方向から、当該溶融金属を積層するように、前記造形物を支持する支持装置の姿勢を更に制御する情報である前記制御情報を生成することを特徴とする請求項1に記載の積層制御装置。
- 立体的な造形物の形状を表す形状データを取得するステップと、
前記造形物を造形するために溶融金属を積層する積層装置を制御する情報であって、予め設定された当該溶融金属の溶着位置である第1の溶着位置と実際の積層状態に応じて設定される当該溶融金属の溶着位置である第2の溶着位置との誤差が、当該溶融金属の溶着方向が鉛直下向きである場合よりも低減されるような、当該溶融金属の特定の溶着方向を少なくとも示す情報である制御情報を、取得された前記形状データに基づいて生成するステップと、
生成された前記制御情報を出力するステップと
を含むことを特徴とする積層制御方法。 - コンピュータに、
立体的な造形物の形状を表す形状データを取得する機能と、
前記造形物を造形するために溶融金属を積層する積層装置を制御する情報であって、予め設定された当該溶融金属の溶着位置である第1の溶着位置と実際の積層状態に応じて設定される当該溶融金属の溶着位置である第2の溶着位置との誤差が、当該溶融金属の溶着方向が鉛直下向きである場合よりも低減されるような、当該溶融金属の特定の溶着方向を少なくとも示す情報である制御情報を、取得された前記形状データに基づいて生成する機能と、
生成された前記制御情報を出力する機能と
を実現させるためのプログラム。
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