JP2020192752A - Manufacturing method of object, manufacturing procedure generation method of object, manufacturing system of object, manufacturing procedure generation device of object, and program - Google Patents

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Abstract

To suppress the occurrence of a problem such as a collapse of a bead shape without increasing the time required for the manufacturing of an object, the object including a laminate in which a plurality of beads formed by melting and solidifying a filler metal using an arc are overlapped.SOLUTION: A manufacturing method of an object includes a first laminate and a second laminate in which a plurality of beads formed by melting and solidifying a filler metal using an arc are overlapped on a base material. After a bead that constitutes the first laminate is formed, a bead that constitutes the second laminate is formed instead of the formation of the next bead when a temperature of a location forming the next bead that constitutes the first laminate is more than or equal to a predetermined setting temperature.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、アークを用いて溶加材を溶融及び固化してなるビードを母材上に複数重ねた、第1の積層体及び第2の積層体を含む、造形物の製造方法、造形物の製造手順生成方法、造形物の製造システム、造形物の製造手順生成装置、及びプログラムに関する。 The present invention is a method for manufacturing a modeled object, including a first laminated body and a second laminated body, in which a plurality of beads formed by melting and solidifying a filler metal using an arc are stacked on a base material. Manufacturing procedure generation method, manufacturing system for shaped objects, manufacturing procedure generating device for shaped objects, and programs.

前層の溶融ビードを造形し、温度センサによりその溶融ビードの温度を監視し、次層の溶融ビードの造形は、前層の溶融ビードの温度が、許容されるパス間温度以下となった時に開始する、積層造形物の製造方法及び製造システムは、知られている(例えば、特許文献1参照)。 The molten bead of the previous layer is formed, the temperature of the molten bead is monitored by a temperature sensor, and the molten bead of the next layer is formed when the temperature of the molten bead of the previous layer becomes lower than the allowable interpass temperature. A method and a manufacturing system for manufacturing a laminated model to be started are known (see, for example, Patent Document 1).

特開2018−162500号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2018-162,500

アークを用いて溶加材を溶融及び固化してなるビードを母材上に複数重ねた積層体を含む造形物を製造する際に、積層体を構成するビードを形成した後、次のビードを形成する箇所の温度が予め定められた設定温度以上となっている場合がある。そのような場合、次のビードをその箇所にそのまま形成することによるビード形状が崩れる等の問題の発生を抑えるために、その箇所の温度が設定温度以下になるのを待ってビードを形成する構成を採用したのでは、造形物の製造に要する時間が長くなってしまう。 When manufacturing a modeled product containing a laminated body in which a plurality of beads formed by melting and solidifying a filler metal using an arc are stacked on a base material, after forming the beads constituting the laminated body, the next bead is formed. The temperature of the formed portion may be higher than a predetermined set temperature. In such a case, in order to suppress the occurrence of problems such as the bead shape collapsing due to the formation of the next bead at that location as it is, the bead is formed after waiting for the temperature at that location to fall below the set temperature. If is adopted, the time required for manufacturing the modeled object will be long.

本発明の目的は、アークを用いて溶加材を溶融及び固化してなるビードを母材上に複数重ねた積層体を含む造形物を製造する際に、造形物の製造に要する時間を長くすることなく、ビード形状が崩れる等の問題の発生を抑えることにある。 An object of the present invention is to prolong the time required for producing a modeled object when producing a modeled object including a laminated body in which a plurality of beads formed by melting and solidifying a filler metal using an arc are stacked on a base material. The purpose is to suppress the occurrence of problems such as the bead shape collapsing without doing so.

かかる目的のもと、本発明は、アークを用いて溶加材を溶融及び固化してなるビードを母材上に複数重ねた、第1の積層体及び第2の積層体を含む造形物の製造方法であって、第1の積層体を構成するビードを形成した後、第1の積層体を構成する次のビードを形成する箇所の温度が予め定められた設定温度以上であった場合に、次のビードの形成に代えて、第2の積層体を構成するビードの形成を行う、造形物の製造方法を提供する。 For this purpose, the present invention is a modeled object including a first laminated body and a second laminated body in which a plurality of beads formed by melting and solidifying a filler metal by using an arc are stacked on a base material. In the manufacturing method, when the temperature of the portion where the next bead forming the first laminated body is formed after the bead forming the first laminated body is formed is equal to or higher than a predetermined set temperature. Provided is a method for producing a modeled object, which forms a bead constituting a second laminate instead of forming the next bead.

また、本発明は、アークを用いて溶加材を溶融及び固化してなるビードを母材上に複数重ねた、第1の積層体及び第2の積層体を含む造形物の製造手順生成方法であって、第1の積層体を構成するビードを形成した後、第1の積層体を構成する次のビードが形成される箇所の温度が予め定められた設定温度以上であった場合に、次のビードの形成に代えて、第2の積層体を構成するビードの形成を行う、造形物の製造手順を、生成する工程を含む、造形物の製造手順生成方法も提供する。 Further, the present invention is a method for generating a manufacturing procedure of a modeled product including a first laminated body and a second laminated body in which a plurality of beads formed by melting and solidifying a filler metal using an arc are stacked on a base material. When the temperature of the portion where the next bead forming the first laminated body is formed after the bead forming the first laminated body is formed is equal to or higher than a predetermined set temperature. Also provided is a method for producing a modeled object, including a step of producing a modeled object, which forms a bead constituting a second laminate instead of forming the next bead.

ここで、造形物の製造手順を生成する工程では、次のビードが形成される箇所の温度をシミュレーションにより予測してよい。 Here, in the step of generating the manufacturing procedure of the modeled object, the temperature of the place where the next bead is formed may be predicted by simulation.

また、造形物の製造方法は、造形物の三次元形状データを複数の層に分割する工程と、複数の層の各層に、分離体に対応する分離領域と、分離体により分離された第1の積層体に対応する第1の積層領域及び第2の積層体に対応する第2の積層領域を含む複数の積層領域とを設定する工程とを更に含み、造形物の製造手順を生成する工程では、第1の積層領域及び第2の積層領域におけるビードの軌道を、造形物の製造手順として生成してよい。 Further, the method for manufacturing the modeled object includes a step of dividing the three-dimensional shape data of the modeled object into a plurality of layers, a separation region corresponding to the separated body in each layer of the plurality of layers, and a first method of separating the modeled object by the separated body. A step of generating a manufacturing procedure of a modeled object, further including a step of setting a first laminated region corresponding to the laminated body and a plurality of laminated regions including a second laminated region corresponding to the second laminated body. Then, the orbits of the beads in the first laminated region and the second laminated region may be generated as a manufacturing procedure of the modeled object.

更に、本発明は、アークを用いて溶加材を溶融及び固化してなるビードを母材上に複数重ねた、第1の積層体及び第2の積層体を含む造形物の製造システムであって、第1の積層体又は第2の積層体を構成するビードを形成するビード形成装置と、第1の積層体を構成するビードを形成した後、第1の積層体を構成する次のビードを形成する箇所の温度が予め定められた設定温度以上であった場合に、次のビードの形成に代えて、第2の積層体を構成するビードの形成を行うように、ビード形成装置を制御する制御装置とを備えた、造形物の製造システムも提供する。 Further, the present invention is a manufacturing system for a modeled product including a first laminated body and a second laminated body, in which a plurality of beads formed by melting and solidifying a filler metal using an arc are stacked on a base material. After forming the bead forming device for forming the beads forming the first laminated body or the second laminated body and the beads forming the first laminated body, the next bead forming the first laminated body is formed. The bead forming apparatus is controlled so that when the temperature of the portion where the bead is formed is equal to or higher than a predetermined set temperature, the bead forming the second laminate is formed instead of forming the next bead. It also provides a model manufacturing system equipped with a control device.

更にまた、本発明は、アークを用いて溶加材を溶融及び固化してなるビードを母材上に複数重ねた、第1の積層体及び第2の積層体を含む造形物の製造手順生成装置であって、造形物の第1の製造手順を取得する取得手段と、第1の製造手順を、第1の積層体を構成するビードを形成した後、第1の積層体を構成する次のビードが形成される箇所の温度が予め定められた設定温度以上であった場合に、次のビードの形成に代えて、第2の積層体を構成するビードの形成を行う、造形物の第2の製造手順に、変更する変更手段とを備えた、造形物の製造手順生成装置も提供する。 Furthermore, the present invention generates a procedure for manufacturing a modeled product including a first laminated body and a second laminated body, in which a plurality of beads formed by melting and solidifying a filler metal using an arc are stacked on a base material. In the apparatus, the acquisition means for acquiring the first manufacturing procedure of the modeled object and the first manufacturing procedure are performed after forming the beads constituting the first laminated body, and then forming the first laminated body. When the temperature of the portion where the bead is formed is equal to or higher than a predetermined set temperature, the bead forming the second laminated body is formed instead of the formation of the next bead. Also provided is a manufacturing procedure generation device for a modeled object, which is provided with a changing means for changing the manufacturing procedure of 2.

ここで、変更手段は、次のビードが形成される箇所の温度をシミュレーションにより予測してよい。 Here, the changing means may predict the temperature of the place where the next bead is formed by simulation.

また、造形物の製造手順生成装置は、造形物の三次元形状データを複数の層に分割する分割手段と、複数の層の各層に、分離体に対応する分離領域と、分離体により分離された第1の積層体に対応する第1の積層領域及び第2の積層体に対応する第2の積層領域を含む複数の積層領域とを設定する設定手段とを更に備え、取得手段は、第1の積層領域及び第2の積層領域におけるビードの軌道を、造形物の第1の製造手順として取得してよい。 Further, the manufacturing procedure generation device for the modeled object is separated by a dividing means for dividing the three-dimensional shape data of the modeled object into a plurality of layers, a separation region corresponding to the separated body in each layer of the plurality of layers, and a separated body. Further, a setting means for setting a first laminated region corresponding to the first laminated body and a plurality of laminated regions including a second laminated region corresponding to the second laminated body is provided, and the acquisition means is a first. The orbits of the beads in the first laminated region and the second laminated region may be acquired as the first manufacturing procedure of the modeled object.

加えて、本発明は、アークを用いて溶加材を溶融及び固化してなるビードを母材上に複数重ねた、第1の積層体及び第2の積層体を含む造形物の製造手順生成装置として、コンピュータを機能させるためのプログラムであって、コンピュータを、造形物の第1の製造手順を取得する取得手段と、第1の製造手順を、第1の積層体を構成するビードを形成した後、第1の積層体を構成する次のビードが形成される箇所の温度が予め定められた設定温度以上であった場合に、次のビードの形成に代えて、第2の積層体を構成するビードの形成を行う、造形物の第2の製造手順に、変更する変更手段として機能させるためのプログラムも提供する。 In addition, the present invention creates a procedure for manufacturing a modeled product including a first laminated body and a second laminated body, in which a plurality of beads formed by melting and solidifying a filler metal using an arc are stacked on a base material. It is a program for operating a computer as an apparatus, and forms a bead constituting a first laminate by using an acquisition means for acquiring a first manufacturing procedure of a modeled object and a first manufacturing procedure. After that, when the temperature of the place where the next bead forming the first laminated body is formed is equal to or higher than a predetermined set temperature, the second laminated body is replaced with the formation of the next bead. A program is also provided to allow the second manufacturing procedure of the shaped object, which forms the constituent beads, to function as a changing means of changing.

本発明によれば、アークを用いて溶加材を溶融及び固化してなるビードを母材上に複数重ねた積層体を含む造形物を製造する際に、造形物の製造に要する時間を長くすることなく、ビード形状が崩れる等の問題の発生を抑えることができる。 According to the present invention, when manufacturing a modeled product containing a laminated body in which a plurality of beads formed by melting and solidifying a filler metal using an arc are stacked on a base material, the time required for producing the modeled product is increased. It is possible to suppress the occurrence of problems such as the bead shape collapsing without doing so.

本発明の実施の形態における金属積層造形システムの概略構成例を示した図である。It is a figure which showed the schematic structure example of the metal laminated modeling system in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における積層計画装置のハードウェア構成例を示す図である。It is a figure which shows the hardware configuration example of the stacking planning apparatus in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態で製造される積層造形物の一例を示した図である。It is a figure which showed an example of the laminated model article manufactured with the embodiment of this invention. (a),(b)は、スライス分割で得られた複数の層のうちの1つの層を上方から見た上面図である。(A) and (b) are top views of one of the plurality of layers obtained by slicing, as viewed from above. 本発明の第1の実施の形態における積層計画装置の機能構成例を示した図である。It is a figure which showed the functional structure example of the stacking planning apparatus in 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態における制御盤の機能構成例を示した図である。It is a figure which showed the functional structure example of the control panel in 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態における積層計画装置の動作例を示したフローチャートである。It is a flowchart which showed the operation example of the stacking planning apparatus in 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態における制御盤の動作例を示したフローチャートである。It is a flowchart which showed the operation example of the control panel in 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態における制御盤の動作例を示したフローチャートである。It is a flowchart which showed the operation example of the control panel in 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態における積層計画装置の機能構成例を示した図である。It is a figure which showed the functional structure example of the stacking planning apparatus in the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態における制御盤の機能構成例を示した図である。It is a figure which showed the functional structure example of the control panel in the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態における積層計画装置の動作例を示したフローチャートである。It is a flowchart which showed the operation example of the stacking planning apparatus in the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態における積層計画装置の軌道データ変更処理の例を示したフローチャートである。It is a flowchart which showed the example of the trajectory data change processing of the stacking planning apparatus in the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態における積層計画装置の軌道データ変更処理の例を示したフローチャートである。It is a flowchart which showed the example of the trajectory data change processing of the stacking planning apparatus in the 2nd Embodiment of this invention.

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

[金属積層造形システムの構成]
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。
[Structure of metal laminated molding system]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration example of the metal laminated modeling system 1 according to the present embodiment.

図示するように、金属積層造形システム1は、溶接ロボット(マニピュレータ)10と、CAD装置20と、積層計画装置30と、制御盤50とを備える。また、積層計画装置30は、溶接ロボット10を制御する制御プログラムを、例えばメモリカード等のリムーバブルな記録媒体70に書き込み、制御盤50は、記録媒体70に書き込まれた制御プログラムを読み出すことができるようになっている。 As shown in the figure, the metal lamination modeling system 1 includes a welding robot (manipulator) 10, a CAD device 20, a lamination planning device 30, and a control panel 50. Further, the stacking planning device 30 can write a control program for controlling the welding robot 10 on a removable recording medium 70 such as a memory card, and the control panel 50 can read the control program written on the recording medium 70. It has become like.

溶接ロボット10は、複数の関節を有する腕(アーム)11を備え、制御盤50の制御により各種の作業を行う。また、溶接ロボット10は、腕11の先端に手首部12を介して、積層造形物100を造形するための溶接トーチ13を有している。そして、金属積層造形システム1の場合、溶接ロボット10は、軟鋼製の溶加材(ワイヤ)14を溶融しながら、溶接トーチ13を移動させて、積層造形物100を製造する。具体的には、溶接トーチ13は、溶加材14を供給しつつ、シールドガスを流しながらアークを発生させて溶加材14を溶融及び固化し、母材90上にビード101を積層して積層造形物100を製造する。尚、ここでは、溶加材14を溶融する熱源としてアークを用いるが、レーザやプラズマを用いてもよい。また、溶接ロボット10は、この他に、溶加材14を送給する送給装置等も含むが、これについては説明を省略する。本実施の形態では、ビードを形成するビード形成装置の一例として、溶接ロボット10を設けている。 The welding robot 10 includes an arm 11 having a plurality of joints, and performs various operations under the control of the control panel 50. Further, the welding robot 10 has a welding torch 13 at the tip of the arm 11 for modeling the laminated model 100 via the wrist portion 12. Then, in the case of the metal laminated modeling system 1, the welding robot 10 moves the welding torch 13 while melting the filler metal (wire) 14 made of mild steel to manufacture the laminated model 100. Specifically, the welding torch 13 melts and solidifies the filler metal 14 by generating an arc while flowing a shield gas while supplying the filler metal 14, and the bead 101 is laminated on the base metal 90. The laminated model 100 is manufactured. Here, although an arc is used as a heat source for melting the filler metal 14, a laser or plasma may be used. In addition, the welding robot 10 also includes a feeding device for feeding the filler metal 14, but the description thereof will be omitted. In the present embodiment, the welding robot 10 is provided as an example of the bead forming device for forming the bead.

CAD装置20は、コンピュータを用いて造形物の設計を行うための装置であり、立体的な造形物の形状を三次元座標で表す三次元CADデータ(以下、単に「CADデータ」という)を保持している。 The CAD device 20 is a device for designing a modeled object using a computer, and holds three-dimensional CAD data (hereinafter, simply referred to as “CAD data”) representing the shape of the three-dimensional modeled object in three-dimensional coordinates. doing.

積層計画装置30は、CAD装置20が保持するCADデータに基づいて溶接トーチ13の軌道を決定すると共に、溶接ロボット10が溶接する際の溶接条件を決定する。そして、この決定した軌道に沿って決定した溶接条件で溶接を行うように溶接ロボット10を制御するための制御プログラムを生成し、この制御プログラムを記録媒体70に出力する。本実施の形態では、造形物の製造手順生成装置の一例として、積層計画装置30を設けている。 The stacking planning device 30 determines the trajectory of the welding torch 13 based on the CAD data held by the CAD device 20, and also determines the welding conditions when the welding robot 10 welds. Then, a control program for controlling the welding robot 10 so as to perform welding under the welding conditions determined along the determined trajectory is generated, and this control program is output to the recording medium 70. In the present embodiment, a stacking planning device 30 is provided as an example of a device for generating a manufacturing procedure for a modeled object.

制御盤50は、記録媒体70から制御プログラムを読み込んで保持する。そして、この制御プログラムを動作させることにより、積層計画装置30で計画された軌道に沿って、積層計画装置30で計画された溶接条件で溶接を行うよう、溶接ロボット10を制御する。本実施の形態では、制御装置の一例として、制御盤50を設けている。 The control panel 50 reads and holds a control program from the recording medium 70. Then, by operating this control program, the welding robot 10 is controlled so as to perform welding under the welding conditions planned by the stacking planning device 30 along the trajectory planned by the stacking planning device 30. In the present embodiment, a control panel 50 is provided as an example of the control device.

尚、図1において溶接ロボット10と制御盤50とからなるシステムは、造形物の製造システムの一例である。 In FIG. 1, the system including the welding robot 10 and the control panel 50 is an example of a model manufacturing system.

[積層計画装置のハードウェア構成]
図2は、積層計画装置30のハードウェア構成例を示す図である。
[Hardware configuration of stacking planner]
FIG. 2 is a diagram showing a hardware configuration example of the stacking planning device 30.

図示するように、積層計画装置30は、例えば汎用のPC(Personal Computer)等により実現され、演算手段であるCPU31と、記憶手段であるメインメモリ32及び磁気ディスク装置(HDD:Hard Disk Drive)33とを備える。ここで、CPU31は、OS(Operating System)やアプリケーションソフトウェア等の各種プログラムを実行し、積層計画装置30の各機能を実現する。また、メインメモリ32は、各種プログラムやその実行に用いるデータ等を記憶する記憶領域であり、HDD33は、各種プログラムに対する入力データや各種プログラムからの出力データ等を記憶する記憶領域である。 As shown in the figure, the stacking planning device 30 is realized by, for example, a general-purpose PC (Personal Computer) or the like, and has a CPU 31 as a calculation means, a main memory 32 as a storage means, and a magnetic disk device (HDD: Hard Disk Drive) 33. And. Here, the CPU 31 executes various programs such as an OS (Operating System) and application software, and realizes each function of the stacking planning device 30. The main memory 32 is a storage area for storing various programs and data used for executing the various programs, and the HDD 33 is a storage area for storing input data for various programs and output data from various programs.

また、積層計画装置30は、外部との通信を行うための通信I/F34と、ビデオメモリやディスプレイ等からなる表示機構35と、キーボードやマウス等の入力デバイス36と、記録媒体70に対してデータの読み書きを行うためのドライバ37とを備える。尚、図2は、積層計画装置30をコンピュータシステムにて実現した場合のハードウェア構成を例示するに過ぎず、積層計画装置30は図示の構成に限定されない。 Further, the stacking planning device 30 relates to a communication I / F 34 for communicating with the outside, a display mechanism 35 including a video memory and a display, an input device 36 such as a keyboard and a mouse, and a recording medium 70. It includes a driver 37 for reading and writing data. Note that FIG. 2 merely illustrates a hardware configuration when the stacking planning device 30 is realized by a computer system, and the stacking planning device 30 is not limited to the illustrated configuration.

また、図2に示したハードウェア構成は、制御盤50のハードウェア構成としても捉えられる。但し、制御盤50について述べるときは、図2のCPU31、メインメモリ32、磁気ディスク装置33、通信I/F34、表示機構35、入力デバイス36、ドライバ37をそれぞれ、CPU51、メインメモリ52、磁気ディスク装置53、通信I/F54、表示機構55、入力デバイス56、ドライバ57と表記するものとする。 Further, the hardware configuration shown in FIG. 2 can also be regarded as the hardware configuration of the control panel 50. However, when the control panel 50 is described, the CPU 31, main memory 32, magnetic disk device 33, communication I / F 34, display mechanism 35, input device 36, and driver 37 of FIG. 2 are referred to as the CPU 51, main memory 52, and magnetic disk, respectively. It shall be referred to as a device 53, a communication I / F 54, a display mechanism 55, an input device 56, and a driver 57.

[本実施の形態の概要]
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、パス間温度(ビードを形成する箇所の温度)が高すぎると、ビード形状が崩れる所謂垂れ落ち等の問題が発生する虞がある。しかしながら、このような問題の発生を回避するために、パス間温度が設定温度以下になるのを待っていたのでは、積層造形物100の製造時間が長くなる。そこで、本実施の形態では、ある積層体を構成するビードを形成した後、その積層体を構成する次のビードを形成する際のパス間温度が予め定められた設定温度以上であった場合に、そのビードの形成に代えて、別の積層体を構成するビードの形成を行う。
[Outline of the present embodiment]
In the metal laminated molding system 1 having such a configuration, if the inter-pass temperature (temperature of the portion where the bead is formed) is too high, there is a possibility that a problem such as so-called sagging that the bead shape collapses may occur. However, in order to avoid the occurrence of such a problem, if the inter-pass temperature is waited to be equal to or lower than the set temperature, the manufacturing time of the laminated model 100 becomes long. Therefore, in the present embodiment, after the beads constituting a certain laminated body are formed, the inter-pass temperature at the time of forming the next bead constituting the laminated body is equal to or higher than a predetermined set temperature. , Instead of forming the bead, a bead forming another laminated body is formed.

図3は、本実施の形態で製造される積層造形物100の一例を示した図である。ここでは、積層造形物100として、直方体の造形物を例にとっている。図示するように、積層造形物100は、母材90上に製造され、分離体110と、積層体120とを有する。この例では、積層体120は2つとし、分離体110は、第1の積層体の一例である積層体121と、第2の積層体の一例である積層体122とを分離している。まず、このような積層造形物100の形状を表すCADデータは、図3に破線で示すように、複数の層にスライス分割される。 FIG. 3 is a diagram showing an example of the laminated model 100 manufactured in the present embodiment. Here, as the laminated model 100, a rectangular parallelepiped model is taken as an example. As shown in the figure, the laminated model 100 is manufactured on the base material 90 and has a separated body 110 and a laminated body 120. In this example, the number of laminated bodies 120 is two, and the separated body 110 separates the laminated body 121 which is an example of the first laminated body and the laminated body 122 which is an example of the second laminated body. First, the CAD data representing the shape of such a laminated model 100 is sliced into a plurality of layers as shown by a broken line in FIG.

図4(a),(b)は、スライス分割で得られた複数の層のうちの1つの層を上方から見た上面図である。 4 (a) and 4 (b) are top views of one of the plurality of layers obtained by slicing, as viewed from above.

(a)では、まず、この層に、分離体110に対応する分離領域130と、積層体121に対応する第1の積層領域の一例である積層領域141と、積層体122に対応する第2の積層領域の一例である積層領域142とが設定される。この分離領域130及び積層領域141,142の設定方法としては、幾つかの方法が考えられる。例えば、分離体110の断面形状を予め定めておき、それを中央に配置して拡大や縮小を行うことで分離領域130を介して分離された積層領域141,142を設定する方法を用いるとよい。 In (a), first, in this layer, the separation region 130 corresponding to the separator 110, the laminate region 141 which is an example of the first laminate region corresponding to the laminate 121, and the second laminate 122 corresponding to the laminate 122. The laminated region 142, which is an example of the laminated region of the above, is set. Several methods can be considered as a method for setting the separation region 130 and the stacking regions 141 and 142. For example, it is preferable to use a method in which the cross-sectional shape of the separated body 110 is determined in advance, and the laminated regions 141 and 142 separated via the separated region 130 are set by arranging the separated body 110 in the center and performing enlargement or reduction. ..

ここでは、各積層領域140がインデックスiで区別される。積層領域141のインデックスiは1、積層領域142のインデックスiは2とする。また、各積層領域140内の溶接パスはインデックスjで区別される。各積層領域140において分離領域130に最も近い溶接パスのインデックスjは1、次に近い溶接パスのインデックスjは2、最も遠い溶接パスのインデックスjは3とする。そして、インデックスiの積層領域140内のインデックスjの溶接パスをP(i,j)と表記することにする。 Here, each laminated region 140 is distinguished by an index i. The index i of the laminated region 141 is 1, and the index i of the laminated region 142 is 2. Further, the welding paths in each laminated region 140 are distinguished by an index j. In each laminated region 140, the index j of the welding path closest to the separation region 130 is 1, the index j of the next closest welding path is 2, and the index j of the farthest welding path is 3. Then, the welding path of the index j in the laminated region 140 of the index i is referred to as P (i, j).

(a)では、積層領域141,142に、初期の溶接パスの溶接順序(以下、「初期パス順序」という)が設定される。初期パス順序は、換言すれば、初期設定された積層軌道である。(a)では、各溶接パスの下に丸囲み数字で示すように、初期パス順序として、P(1,1),P(1,2),P(1,3),P(2,1),P(2,2),P(2,3)の順序が設定されている。 In (a), the welding order of the initial welding paths (hereinafter referred to as “initial path order”) is set in the laminated regions 141 and 142. The initial path order is, in other words, the initially set stacked orbits. In (a), as shown by the circled numbers below each welding pass, the initial pass order is P (1,1), P (1,2), P (1,3), P (2,1). ), P (2,2), P (2,3).

(b)では、初期パス順序に従ってビードが形成された場合に、ビードを形成する箇所に設定温度以上の箇所があれば、初期パス順序を変更したパス順序(以下、「変更パス順序」という)が新たに設定される。(b)では、各溶接パスの下に丸囲み数字で示すように、変更パス順序として、P(1,1),P(1,2),P(2,1),P(1,3),P(2,2),P(2,3)の順序が設定されている。 In (b), when beads are formed according to the initial path order, if there is a place where the bead is formed at a temperature higher than the set temperature, the initial path order is changed (hereinafter, referred to as "changed path order"). Is newly set. In (b), as shown by the circled numbers below each welding pass, the change path order is P (1,1), P (1,2), P (2,1), P (1,3). ), P (2,2), P (2,3) are set in this order.

ところで、このようなパス順序の変更は、溶接ロボット10で溶接を行いながら行う場合と、溶接ロボット10での溶接に先立って計画段階で行う場合とがある。以下では、前者の場合を第1の実施の形態として、後者の場合を第2の実施の形態として、その機能構成及び動作について詳細に説明する。 By the way, such a change of the pass order may be performed while welding with the welding robot 10 or may be performed at the planning stage prior to welding with the welding robot 10. Hereinafter, the functional configuration and operation thereof will be described in detail with the former case as the first embodiment and the latter case as the second embodiment.

尚、上記では、積層造形物100として、分離体110が積層体121と積層体122とを分離したものを例にとったが、これには限らない。一般化し、積層造形物100を、分離体110がN個の積層体120を分離したものとしてもよい。積層造形物100は、例えば、円柱状の軸体と、この軸体の外周に径方向外側へ突出する6枚の螺旋状のブレードとを備えた6枚羽ロータ等であってよい。これは、N=6の場合の例であり、軸体が分離体110に相当し、ブレードが積層体120に相当する。従って、以下でも、一般化し、分離体110がN個の積層体120を分離するものとして説明する。 In the above, as the laminated model 100, an example is taken in which the separator 110 separates the laminate 121 and the laminate 122, but the present invention is not limited to this. In general, the laminated model 100 may be obtained by separating N laminated bodies 120 from the separated body 110. The laminated model 100 may be, for example, a six-blade rotor provided with a columnar shaft body and six spiral blades protruding outward in the radial direction on the outer periphery of the shaft body. This is an example in the case of N = 6, in which the shaft body corresponds to the separator 110 and the blade corresponds to the laminate 120. Therefore, the following will also be generalized and described as assuming that the separator 110 separates N laminated bodies 120.

[第1の実施の形態]
(積層計画装置の機能構成)
図5は、第1の実施の形態における積層計画装置30の機能構成例を示した図である。図示するように、第1の実施の形態における積層計画装置30は、CADデータ取得部41と、CADデータ分割部42と、領域設定部43と、軌道データ生成部44と、溶接条件生成部45と、制御プログラム生成部47と、制御プログラム出力部48とを備える。
[First Embodiment]
(Functional configuration of stacking planning device)
FIG. 5 is a diagram showing a functional configuration example of the stacking planning device 30 according to the first embodiment. As shown in the figure, the stacking planning device 30 in the first embodiment includes a CAD data acquisition unit 41, a CAD data division unit 42, an area setting unit 43, a track data generation unit 44, and a welding condition generation unit 45. The control program generation unit 47 and the control program output unit 48 are provided.

CADデータ取得部41は、CAD装置20からCADデータを取得する。本実施の形態では、造形物の三次元形状データの一例として、CADデータを用いている。 The CAD data acquisition unit 41 acquires CAD data from the CAD device 20. In this embodiment, CAD data is used as an example of the three-dimensional shape data of the modeled object.

CADデータ分割部42は、CADデータ取得部41により取得されたCADデータを複数の層に分割する。本実施の形態では、三次元形状データを複数の層に分割する分割手段の一例として、CADデータ分割部42を設けている。 The CAD data division unit 42 divides the CAD data acquired by the CAD data acquisition unit 41 into a plurality of layers. In the present embodiment, the CAD data dividing unit 42 is provided as an example of the dividing means for dividing the three-dimensional shape data into a plurality of layers.

領域設定部43は、CADデータ分割部42がCADデータを分割することで得られた複数の層の各層に、分離領域130と、N個の積層領域140とを設定する。本実施の形態では、複数の層の各層に分離領域と積層領域とを設定する設定手段の一例として、領域設定部43を設けている。 The area setting unit 43 sets the separation area 130 and N laminated areas 140 in each layer of the plurality of layers obtained by the CAD data dividing unit 42 dividing the CAD data. In the present embodiment, the area setting unit 43 is provided as an example of the setting means for setting the separation area and the laminated area in each layer of the plurality of layers.

軌道データ生成部44は、領域設定部43が設定したN個の積層領域140の各領域について、初期設定された積層軌道を示す軌道データを生成する。この軌道データは、図4(a)を参照して説明した初期の溶接パスの溶接順序(初期パス順序)を示すものである。本実施の形態では、造形物の第1の製造手順の一例として、初期パス順序を用いている。また、第1の製造手順を取得する取得手段、及び、積層領域におけるビードの軌道を取得する取得手段の一例として、軌道データ生成部44を設けている。 The orbit data generation unit 44 generates orbit data indicating the initially set laminated orbits for each region of the N laminated regions 140 set by the region setting unit 43. This trajectory data shows the welding order (initial path order) of the initial welding paths described with reference to FIG. 4A. In this embodiment, the initial path order is used as an example of the first manufacturing procedure of the modeled object. Further, as an example of the acquisition means for acquiring the first manufacturing procedure and the acquisition means for acquiring the trajectory of the beads in the laminated region, the trajectory data generation unit 44 is provided.

溶接条件生成部45は、軌道データ生成部44が生成した軌道データが示す積層軌道に沿ってビードを形成する際の条件である溶接条件を生成する。溶接条件は、例えば、電流、電圧、速度等である。 The welding condition generation unit 45 generates welding conditions, which are conditions for forming a bead along the laminated track indicated by the track data generated by the track data generation unit 44. Welding conditions are, for example, current, voltage, speed and the like.

制御プログラム生成部47は、軌道データ生成部44が生成した軌道データが示す積層軌道に沿って、溶接条件生成部45が生成した溶接条件で積層造形を行うよう、溶接ロボット10を制御するための制御プログラムを生成する。 The control program generation unit 47 controls the welding robot 10 so as to perform laminating modeling under the welding conditions generated by the welding condition generating unit 45 along the laminating orbit indicated by the orbit data generated by the orbit data generating unit 44. Generate a control program.

制御プログラム出力部48は、制御プログラム生成部47が生成した制御プログラムを記録媒体70に出力する。 The control program output unit 48 outputs the control program generated by the control program generation unit 47 to the recording medium 70.

(制御盤の機能構成)
図6は、第1の実施の形態における制御盤50の機能構成例を示した図である。図示するように、第1の実施の形態における制御盤50は、制御プログラム取得部61と、制御プログラム記憶部62と、温度データ受信部63と、制御プログラム実行部64とを備える。
(Functional configuration of control panel)
FIG. 6 is a diagram showing a functional configuration example of the control panel 50 according to the first embodiment. As shown in the figure, the control panel 50 in the first embodiment includes a control program acquisition unit 61, a control program storage unit 62, a temperature data reception unit 63, and a control program execution unit 64.

制御プログラム取得部61は、記録媒体70に記録された制御プログラムを取得する。 The control program acquisition unit 61 acquires the control program recorded on the recording medium 70.

制御プログラム記憶部62は、制御プログラム取得部61が取得した制御プログラムを記憶する。 The control program storage unit 62 stores the control program acquired by the control program acquisition unit 61.

温度データ受信部63は、積層造形物100上のビードの表面温度を計測する温度センサからこの表面温度を示す温度データを受信する。温度センサは、図1には示していないが、例えば、溶接トーチ13の横に設け、溶接トーチ13の移動に合わせてビードの表面温度を計測可能にするとよい。また、温度センサの種類は特に限定しないが、赤外線サーモグラフィー、放射温度計等の非接触方式のものが好ましい。 The temperature data receiving unit 63 receives temperature data indicating the surface temperature from a temperature sensor that measures the surface temperature of the bead on the laminated model 100. Although the temperature sensor is not shown in FIG. 1, for example, it is preferable to provide the temperature sensor next to the welding torch 13 so that the surface temperature of the bead can be measured according to the movement of the welding torch 13. The type of temperature sensor is not particularly limited, but a non-contact type such as an infrared thermography or a radiation thermometer is preferable.

制御プログラム実行部64は、制御プログラム記憶部62に記憶された制御プログラムを読み出して実行する。その際、制御プログラム実行部64は、温度データ受信部63が受信した温度データに基づいてパス間温度が設定温度以上であると判定すれば、初期設定された積層軌道を示す軌道データを変更する。この変更後の軌道データは、図4(b)を参照して説明した、初期パス順序を変更したパス順序(変更パス順序)を示すものである。そして、制御プログラム実行部64は、この変更後の軌道データに基づいて溶接を行うよう溶接ロボット10を制御する。 The control program execution unit 64 reads and executes the control program stored in the control program storage unit 62. At that time, if the control program execution unit 64 determines that the inter-pass temperature is equal to or higher than the set temperature based on the temperature data received by the temperature data reception unit 63, the control program execution unit 64 changes the orbital data indicating the initially set laminated orbit. .. The orbital data after this change shows the path order (changed path order) in which the initial path order is changed, which was explained with reference to FIG. 4 (b). Then, the control program execution unit 64 controls the welding robot 10 to perform welding based on the changed trajectory data.

(積層計画装置の動作)
図7は、第1の実施の形態における積層計画装置30の動作例を示したフローチャートである。
(Operation of stacking planning device)
FIG. 7 is a flowchart showing an operation example of the stacking planning device 30 according to the first embodiment.

積層計画装置30では、まず、CADデータ取得部41が、CAD装置20からCADデータを取得する(ステップ301)。 In the stacking planning apparatus 30, first, the CAD data acquisition unit 41 acquires CAD data from the CAD apparatus 20 (step 301).

次に、CADデータ分割部42が、ステップ301で取得されたCADデータを複数の層に分割する(ステップ302)。具体的には、図3に破線で示したように、CADデータを複数の層にスライス分割する。 Next, the CAD data dividing unit 42 divides the CAD data acquired in step 301 into a plurality of layers (step 302). Specifically, as shown by the broken line in FIG. 3, the CAD data is sliced into a plurality of layers.

次に、領域設定部43が、ステップ302で得られた複数の層の各層に分離領域130とN個の積層領域140とを設定する(ステップ303)。 Next, the region setting unit 43 sets the separation region 130 and N laminated regions 140 in each of the plurality of layers obtained in step 302 (step 303).

次いで、軌道データ生成部44が、ステップ303で設定されたN個の積層領域140の各積層領域について、初期設定された積層軌道を示す軌道データを生成する(ステップ304)。 Next, the orbital data generation unit 44 generates orbital data indicating the initially set laminated orbits for each of the N laminated regions 140 set in step 303 (step 304).

また、溶接条件生成部45が、ステップ304で生成された軌道データが示す軌道に沿ってビードを形成する際の条件である溶接条件を生成する(ステップ305)。 Further, the welding condition generation unit 45 generates a welding condition which is a condition for forming a bead along the trajectory indicated by the trajectory data generated in step 304 (step 305).

次いで、制御プログラム生成部47が、ステップ304で生成された軌道データ及びステップ305で生成された溶接条件に基づいて溶接するための制御プログラムを生成する(ステップ306)。具体的には、ステップ304で生成された軌道データが示す積層軌道に沿ってステップ305で生成された溶接条件でビードを形成するための制御プログラムを生成する。 Next, the control program generation unit 47 generates a control program for welding based on the trajectory data generated in step 304 and the welding conditions generated in step 305 (step 306). Specifically, a control program for forming a bead under the welding conditions generated in step 305 is generated along the laminated track indicated by the track data generated in step 304.

最後に、制御プログラム出力部48が、ステップ306で生成された制御プログラムを記録媒体70に出力する(ステップ307)。 Finally, the control program output unit 48 outputs the control program generated in step 306 to the recording medium 70 (step 307).

(制御盤の動作)
制御盤50では、まず、制御プログラム取得部61が、記録媒体70から制御プログラムを取得して制御プログラム記憶部62に記憶する。この状態で、溶接ロボット10を用いて実際に積層造形物100の製造を行う際には、温度データ受信部63が温度センサから積層造形物100のビードの表面温度を示す温度データを受信しながら、制御プログラム実行部64が制御プログラム記憶部62に記憶された制御プログラムを読み出してこれを実行する。
(Operation of control panel)
In the control panel 50, first, the control program acquisition unit 61 acquires the control program from the recording medium 70 and stores it in the control program storage unit 62. In this state, when the welding robot 10 is used to actually manufacture the laminated model 100, the temperature data receiving unit 63 receives the temperature data indicating the surface temperature of the bead of the laminated model 100 from the temperature sensor. , The control program execution unit 64 reads the control program stored in the control program storage unit 62 and executes it.

図8−1及び図8−2は、この制御プログラム実行部64の動作例を示したフローチャートである。尚、このフローチャートでも、上述したように、積層領域140のインデックスをiとし、各積層領域140内の溶接パスのインデックスをjとし、積層領域140の個数はNとする。また、各積層領域140内の溶接パスの個数は全て同じとしMとする。更に、上述したように、インデックスiの積層領域140内のインデックスjの溶接パスをP(i,j)とする。また、溶接パスP(i,j)が溶接済みであるかどうかを示す溶接済フラグをF(i,j)とし、溶接済みであることをONで表し、溶接済みでないことをOFFで表す。更に、溶接パスP(i,j)のパス間温度(溶接を開始する箇所の温度)をT(i,j)とする。 8-1 and 8-2 are flowcharts showing an operation example of the control program execution unit 64. In this flowchart as well, as described above, the index of the laminated region 140 is i, the index of the welding path in each laminated region 140 is j, and the number of laminated regions 140 is N. Further, the number of welding passes in each laminated region 140 is assumed to be the same and M. Further, as described above, the welding path of the index j in the laminated region 140 of the index i is P (i, j). Further, the welded flag indicating whether or not the welding path P (i, j) has been welded is set to F (i, j), indicating that it has been welded is indicated by ON, and indicating that it has not been welded is indicated by OFF. Further, let T (i, j) be the inter-pass temperature (temperature at the place where welding is started) of the welding pass P (i, j).

制御プログラム実行部64は、まず、積層領域140のインデックスiを1に設定する(ステップ501)。つまり、1つ目の積層領域140に着目する。 First, the control program execution unit 64 sets the index i of the stacking area 140 to 1 (step 501). That is, attention is paid to the first laminated region 140.

次に、制御プログラム実行部64は、溶接パスのインデックスjを1に設定する(ステップ502)。つまり、1つ目の積層領域140内の1つ目の溶接パスに着目する。 Next, the control program execution unit 64 sets the index j of the welding path to 1 (step 502). That is, attention is paid to the first welding path in the first laminated region 140.

次いで、制御プログラム実行部64は、溶接済フラグF(i,j)がONであるかどうかを判定する(ステップ503)。 Next, the control program execution unit 64 determines whether or not the welded flag F (i, j) is ON (step 503).

溶接済フラグF(i,j)がONでないと判定すれば、つまり、溶接パスP(i,j)が溶接済みでないと判定すれば、制御プログラム実行部64は、溶接パスP(i,j)のパス間温度T(i,j)を温度データ受信部63から取得する(ステップ504)。そして、パス間温度T(i,j)が予め定められた設定温度Tsよりも高いかどうかを判定する(ステップ505)。 If it is determined that the welded flag F (i, j) is not ON, that is, if it is determined that the welded path P (i, j) is not welded, the control program execution unit 64 determines the welded path P (i, j). ) Is acquired from the temperature data receiving unit 63 (step 504). Then, it is determined whether or not the inter-pass temperature T (i, j) is higher than the predetermined set temperature Ts (step 505).

その結果、パス間温度T(i,j)が設定温度Tsよりも低いと判定したとする。この場合は、溶接パスP(i,j)の溶接を行ってもビード形状が崩れる等の問題は発生しないので、溶接パスP(i,j)を溶接するよう溶接ロボット10を制御する(ステップ506)。そして、溶接済フラグF(i,j)をONに設定し(ステップ507)、処理をステップ508へ進める。 As a result, it is assumed that the inter-pass temperature T (i, j) is determined to be lower than the set temperature Ts. In this case, even if the welding pass P (i, j) is welded, the bead shape does not collapse, so the welding robot 10 is controlled so as to weld the welding path P (i, j) (step). 506). Then, the welded flag F (i, j) is set to ON (step 507), and the process proceeds to step 508.

一方、ステップ503で溶接済フラグF(i,j)がONであると判定すれば、つまり、溶接パスP(i,j)が溶接済みであると判定すれば、制御プログラム実行部64は、ステップ504〜507を行うことなく、処理をステップ508へ進める。後述する図8−2の処理が既に実行されて、インデックスiの積層領域140内に溶接済の溶接パスが存在する可能性があるため、このような判定を行っている。 On the other hand, if it is determined in step 503 that the welded flag F (i, j) is ON, that is, if it is determined that the welded path P (i, j) has been welded, the control program execution unit 64 determines. The process proceeds to step 508 without performing steps 504 to 507. Since there is a possibility that the process of FIG. 8-2, which will be described later, has already been executed and a welded welding path exists in the laminated region 140 of the index i, such a determination is made.

次いで、制御プログラム実行部64は、溶接パスのインデックスjに1を加算する(ステップ508)。つまり、同じ積層領域140内の次の溶接パスに着目する。 Next, the control program execution unit 64 adds 1 to the index j of the welding path (step 508). That is, attention is paid to the next welding path in the same laminated region 140.

これにより、制御プログラム実行部64は、溶接パスのインデックスjが溶接パスの個数Mを超えたかどうかを判定する(ステップ509)。 As a result, the control program execution unit 64 determines whether or not the index j of the welding paths exceeds the number of welding paths M (step 509).

溶接パスのインデックスjが溶接パスの個数Mを超えていないと判定すれば、制御プログラム実行部64は、処理をステップ503に戻して、以降の処理を繰り返す。一方、溶接パスのインデックスjが溶接パスの個数Mを超えたと判定すれば、制御プログラム実行部64は、積層領域140のインデックスiに1を加算する(ステップ510)。つまり、次の積層領域140に着目する。 If it is determined that the index j of the welding paths does not exceed the number of welding paths M, the control program execution unit 64 returns the process to step 503 and repeats the subsequent processes. On the other hand, if it is determined that the index j of the welding passes exceeds the number M of the welding passes, the control program execution unit 64 adds 1 to the index i of the laminated region 140 (step 510). That is, attention is paid to the next laminated region 140.

これにより、制御プログラム実行部64は、積層領域140のインデックスiが積層領域140の個数Nを超えたかどうかを判定する(ステップ511)。 As a result, the control program execution unit 64 determines whether or not the index i of the stacking region 140 exceeds the number N of the stacking regions 140 (step 511).

積層領域140のインデックスiが積層領域140の個数Nを超えていないと判定すれば、制御プログラム実行部64は、処理をステップ502に戻して、以降の処理を繰り返す。一方、積層領域140のインデックスiが積層領域140の個数Nを超えたと判定すれば、制御プログラム実行部64は、処理を終了する。 If it is determined that the index i of the stacking region 140 does not exceed the number N of the stacking regions 140, the control program execution unit 64 returns the process to step 502 and repeats the subsequent processes. On the other hand, if it is determined that the index i of the laminated region 140 exceeds the number N of the laminated regions 140, the control program execution unit 64 ends the process.

このように、溶接パスP(i,j)のパス間温度T(i,j)が設定温度Tsよりも低いと判定した場合、制御プログラム実行部64は、図8−1の処理を繰り返すことにより、積層造形物100を製造する。ところが、溶接パスP(i,j)のパス間温度T(i,j)が設定温度Tsよりも高いと判定した場合には、そのまま溶接パスP(i,j)を溶接するとビード形状が崩れる等の問題が発生する虞がある。また、このような問題が発生しないよう溶接パスP(i,j)のパス間温度T(i,j)が設定温度Ts以下になるのを待つと、積層造形物100の製造に時間がかかる。そこで、制御プログラム実行部64は、パス間温度が設定温度Tsよりも低い溶接パスを探索し、現在着目している溶接パスP(i,j)に代えて、この探索された溶接パスの溶接を先に行うよう溶接ロボット10を制御する。 In this way, when it is determined that the inter-pass temperature T (i, j) of the welding pass P (i, j) is lower than the set temperature Ts, the control program execution unit 64 repeats the process of FIG. 8-1. To produce the laminated model 100. However, if it is determined that the inter-pass temperature T (i, j) of the welding pass P (i, j) is higher than the set temperature Ts, the bead shape collapses when the welding pass P (i, j) is welded as it is. There is a risk of problems such as. Further, if the inter-pass temperature T (i, j) of the welding pass P (i, j) is waited to be equal to or lower than the set temperature Ts so that such a problem does not occur, it takes time to manufacture the laminated model 100. .. Therefore, the control program execution unit 64 searches for a welding path whose inter-pass temperature is lower than the set temperature Ts, and replaces the welding path P (i, j) currently being focused on, and welds the searched welding path. The welding robot 10 is controlled so as to perform the above first.

即ち、この場合、図8−2に示すように、制御プログラム実行部64は、まず、探索した溶接パスを溶接した後に元の溶接パスP(i,j)に戻ることができるように、このときのインデックスi,jをメモリに書き込む(ステップ521)。 That is, in this case, as shown in FIG. 8-2, the control program execution unit 64 can return to the original welding path P (i, j) after first welding the searched welding path. The time indexes i and j are written to the memory (step 521).

次に、制御プログラム実行部64は、積層領域140のインデックスiに1を加算する(ステップ522)。つまり、次の積層領域140に着目する。 Next, the control program execution unit 64 adds 1 to the index i of the stacking area 140 (step 522). That is, attention is paid to the next laminated region 140.

これにより、制御プログラム実行部64は、積層領域140のインデックスiが積層領域140の個数Nを超えたかどうかを判定する(ステップ523)。 As a result, the control program execution unit 64 determines whether or not the index i of the stacking region 140 exceeds the number N of the stacking regions 140 (step 523).

積層領域140のインデックスiが積層領域140の個数Nを超えていないと判定すれば、制御プログラム実行部64は、溶接パスのインデックスjを1に設定する(ステップ524)。 If it is determined that the index i of the laminated region 140 does not exceed the number N of the laminated regions 140, the control program execution unit 64 sets the index j of the welding path to 1 (step 524).

次いで、制御プログラム実行部64は、溶接済フラグF(i,j)がONであるかどうかを判定する(ステップ525)。図8−2の処理が既に実行されて、インデックスiの積層領域140内に溶接済の溶接パスが存在する可能性があるため、このような判定を行っている。 Next, the control program execution unit 64 determines whether or not the welded flag F (i, j) is ON (step 525). Since the process of FIG. 8-2 has already been executed and there is a possibility that a welded welding path exists in the laminated region 140 of the index i, such a determination is made.

溶接済フラグF(i,j)がONであると判定すれば、つまり、溶接パスP(i,j)が溶接済みであると判定すれば、制御プログラム実行部64は、溶接パスのインデックスjに1を加算する(ステップ526)。つまり、同じ積層領域140内の次の溶接パスに着目する。 If it is determined that the welded flag F (i, j) is ON, that is, if it is determined that the welded path P (i, j) is welded, the control program execution unit 64 determines the welded path index j. 1 is added to (step 526). That is, attention is paid to the next welding path in the same laminated region 140.

これにより、制御プログラム実行部64は、溶接パスのインデックスjが溶接パスの個数Mを超えたかどうかを判定する(ステップ527)。 As a result, the control program execution unit 64 determines whether or not the index j of the welding paths exceeds the number of welding paths M (step 527).

溶接パスのインデックスjが溶接パス数の個数Mを超えていないと判定すれば、制御プログラム実行部64は、処理をステップ525に戻す。 If it is determined that the index j of the welding pass does not exceed the number M of the number of welding passes, the control program execution unit 64 returns the process to step 525.

ステップ525で溶接済フラグF(i,j)がONでないと判定すれば、つまり、溶接パスP(i,j)が溶接済みでないと判定すれば、制御プログラム実行部64は、溶接パスP(i,j)のパス間温度T(i,j)を温度データ受信部63から取得する(ステップ528)。そして、パス間温度T(i,j)が予め定められた設定温度Tsよりも高いかどうかを判定する(ステップ529)。 If it is determined in step 525 that the welded flag F (i, j) is not ON, that is, if it is determined that the welded path P (i, j) is not welded, the control program execution unit 64 determines that the welded path P ( The inter-pass temperature T (i, j) of i, j) is acquired from the temperature data receiving unit 63 (step 528). Then, it is determined whether or not the inter-pass temperature T (i, j) is higher than the predetermined set temperature Ts (step 529).

その結果、パス間温度T(i,j)が設定温度Tsよりも高いと判定したとする。この場合は、溶接パスP(i,j)の溶接を行うとビードの形状が崩れる等の問題が発生する虞があるので、制御プログラム実行部64は、次の積層領域140からパス間温度が設定温度Tsよりも低い溶接パスを探索するために、処理をステップ522に戻す。また、ステップ527で溶接パスのインデックスjが溶接パスの個数Mを超えたと判定した場合も、制御プログラム実行部64は、次の積層領域140からパス間温度が設定温度Tsよりも低い溶接パスを探索するために、処理をステップ522に戻す。 As a result, it is assumed that the inter-pass temperature T (i, j) is determined to be higher than the set temperature Ts. In this case, if welding of the welding paths P (i, j) is performed, problems such as the shape of the bead may be deformed. Therefore, the control program execution unit 64 determines the inter-pass temperature from the next laminated region 140. The process is returned to step 522 in order to search for a welding path below the set temperature Ts. Further, even when it is determined in step 527 that the index j of the welding paths exceeds the number of welding paths M, the control program execution unit 64 performs a welding path in which the inter-pass temperature is lower than the set temperature Ts from the next stacking region 140. The process returns to step 522 for exploration.

一方、ステップ529でパス間温度T(i,j)が設定温度Tsよりも低いと判定したとする。この場合は、溶接パスP(i,j)の溶接を行ってもビード形状が崩れる等の問題は発生しないので、制御プログラム実行部64は、溶接パスP(i,j)を溶接するよう溶接ロボット10を制御する(ステップ530)。そして、溶接済フラグF(i,j)をONに設定する(ステップ531)。 On the other hand, it is assumed that the inter-pass temperature T (i, j) is determined to be lower than the set temperature Ts in step 529. In this case, even if the welding path P (i, j) is welded, problems such as the bead shape being deformed do not occur. Therefore, the control program execution unit 64 welds the welding path P (i, j) so as to be welded. The robot 10 is controlled (step 530). Then, the welded flag F (i, j) is set to ON (step 531).

その後、制御プログラム実行部64は、ステップ521でメモリに書き込んだインデックスi,jを読み出し(ステップ532)、処理を図8−1のステップ504に戻す。 After that, the control program execution unit 64 reads the indexes i and j written in the memory in step 521 (step 532), and returns the process to step 504 in FIG. 8-1.

また、ステップ523で積層領域140のインデックスiが積層領域140の個数Nを超えたと判定した場合も、制御プログラム実行部64は、ステップ521でメモリに書き込んだインデックスi,jを読み出し(ステップ532)、処理を図8−1のステップ504に戻す。 Further, even when it is determined in step 523 that the index i of the stacked area 140 exceeds the number N of the stacked areas 140, the control program execution unit 64 reads the indexes i and j written in the memory in step 521 (step 532). , The process returns to step 504 of FIG. 8-1.

[第2の実施の形態]
(積層計画装置の機能構成)
図9は、第2の実施の形態における積層計画装置30の機能構成例を示した図である。図示するように、第2の実施の形態における積層計画装置30は、CADデータ取得部41と、CADデータ分割部42と、領域設定部43と、軌道データ生成部44と、溶接条件生成部45と、軌道データ変更部46と、制御プログラム生成部47と、制御プログラム出力部48とを備える。
[Second Embodiment]
(Functional configuration of stacking planning device)
FIG. 9 is a diagram showing a functional configuration example of the stacking planning device 30 according to the second embodiment. As shown in the figure, the stacking planning device 30 in the second embodiment includes a CAD data acquisition unit 41, a CAD data division unit 42, an area setting unit 43, a track data generation unit 44, and a welding condition generation unit 45. , A track data changing unit 46, a control program generation unit 47, and a control program output unit 48.

CADデータ取得部41、CADデータ分割部42、領域設定部43、軌道データ生成部44及び溶接条件生成部45については、第1の実施の形態で説明したものと同様なので、ここでの説明は省略する。 The CAD data acquisition unit 41, the CAD data division unit 42, the area setting unit 43, the trajectory data generation unit 44, and the welding condition generation unit 45 are the same as those described in the first embodiment. Omit.

軌道データ変更部46は、パス間温度のシミュレーションによりパス間温度が設定温度以上になることが予測される場合に、軌道データ生成部44が生成した初期設定された積層軌道を示す軌道データを変更する。この変更後の軌道データは、図4(b)を参照して説明した、初期パス順序を変更したパス順序(変更パス順序)を示すものである。ここで、パス間温度のシミュレーションとしては、2つの手法が考えられる。 The orbital data changing unit 46 changes the orbital data indicating the initially set laminated orbit generated by the orbital data generation unit 44 when the inter-pass temperature is predicted to be equal to or higher than the set temperature by the simulation of the inter-pass temperature. To do. The orbital data after this change shows the path order (changed path order) in which the initial path order is changed, which was explained with reference to FIG. 4 (b). Here, two methods can be considered as the simulation of the inter-pass temperature.

1つ目は、実験に基づく計算による手法である。この手法では、まず、板厚、パス数、電流、電圧、速度、アークタイム等の溶接条件に対して、所定のパス間温度になるまでの待ち時間の情報を実験によって取得し、保持しておく。そして、溶接条件生成部45が生成した溶接条件に対して保持しておいた所定のパス間温度になるまでの待ち時間の情報を参照して、1つ前の溶接パスの溶接からの経過時間におけるパス間温度を算出する。 The first is an experimental calculation method. In this method, first, for welding conditions such as plate thickness, number of passes, current, voltage, speed, and arc time, information on the waiting time until a predetermined inter-pass temperature is reached is acquired and retained by an experiment. deep. Then, referring to the information on the waiting time until the predetermined inter-pass temperature held for the welding conditions generated by the welding condition generation unit 45, the elapsed time from the welding of the previous welding pass Calculate the inter-pass temperature in.

2つ目は、伝熱計算による手法である。この手法では、伝熱計算を、三次元熱伝導方程式を用いて行うとよい。一例として、以下の基本式にて時刻tにおける温度Tを予測する。 The second is a method based on heat transfer calculation. In this method, the heat transfer calculation may be performed using a three-dimensional heat conduction equation. As an example, the temperature T at time t is predicted by the following basic formula.

ここで、Hはエンタルピを表し、Cは節点体積の逆数を表し、Kは熱伝導マトリックスを表し、Fは熱流束を表し、Qは体積発熱を表す。 Here, H represents enthalpy, C represents the reciprocal of the nodal volume, K represents the heat conduction matrix, F represents the heat flux, and Q represents the volumetric heat generation.

本実施の形態では、造形物の第2の製造手順の一例として、変更パス順序を用いており、第1の製造手順を第2の製造手順に変更する変更手段の一例として、軌道データ変更部46を設けている。 In the present embodiment, the change path order is used as an example of the second manufacturing procedure of the modeled object, and the trajectory data changing unit is used as an example of the changing means for changing the first manufacturing procedure to the second manufacturing procedure. 46 is provided.

制御プログラム生成部47は、軌道データ変更部46による変更後の軌道データが示す積層軌道に沿って、溶接条件生成部45が生成した溶接条件で積層造形を行うよう、溶接ロボット10を制御するための制御プログラムを生成する。 The control program generation unit 47 controls the welding robot 10 so as to perform laminating modeling under the welding conditions generated by the welding condition generating unit 45 along the laminating orbit indicated by the orbit data changed by the orbit data changing unit 46. Generate a control program for.

制御プログラム出力部48は、制御プログラム生成部47が生成した制御プログラムを記録媒体70に出力する。 The control program output unit 48 outputs the control program generated by the control program generation unit 47 to the recording medium 70.

(制御盤の機能構成)
図10は、第2の実施の形態における制御盤50の機能構成例を示した図である。図示するように、第2の実施の形態における制御盤50は、制御プログラム取得部61と、制御プログラム記憶部62と、制御プログラム実行部64とを備える。
(Functional configuration of control panel)
FIG. 10 is a diagram showing a functional configuration example of the control panel 50 according to the second embodiment. As shown in the figure, the control panel 50 in the second embodiment includes a control program acquisition unit 61, a control program storage unit 62, and a control program execution unit 64.

制御プログラム取得部61及び制御プログラム記憶部62については、第1の実施の形態で説明したものと同様なので、ここでの説明は省略する。 Since the control program acquisition unit 61 and the control program storage unit 62 are the same as those described in the first embodiment, the description thereof will be omitted here.

制御プログラム実行部64は、制御プログラム記憶部62に記憶された制御プログラムを読み出して実行する。その際、制御プログラム実行部64は、軌道データ変更部46による変更後の軌道データに基づいて溶接を行うよう溶接ロボット10を制御する。 The control program execution unit 64 reads and executes the control program stored in the control program storage unit 62. At that time, the control program execution unit 64 controls the welding robot 10 to perform welding based on the trajectory data changed by the trajectory data changing unit 46.

(積層計画装置の動作)
図11は、第2の実施の形態における積層計画装置30の動作例を示したフローチャートである。
(Operation of stacking planning device)
FIG. 11 is a flowchart showing an operation example of the stacking planning device 30 according to the second embodiment.

積層計画装置30では、まず、CADデータ取得部41が、CAD装置20からCADデータを取得する(ステップ351)。 In the stacking planning apparatus 30, first, the CAD data acquisition unit 41 acquires CAD data from the CAD apparatus 20 (step 351).

次に、CADデータ分割部42が、ステップ351で取得されたCADデータを複数の層に分割する(ステップ352)。具体的には、図3に破線で示したように、CADデータを複数の層にスライス分割する。 Next, the CAD data dividing unit 42 divides the CAD data acquired in step 351 into a plurality of layers (step 352). Specifically, as shown by the broken line in FIG. 3, the CAD data is sliced into a plurality of layers.

次に、領域設定部43が、ステップ352で得られた複数の層の各層に分離領域130とN個の積層領域140とを設定する(ステップ353)。 Next, the region setting unit 43 sets the separation region 130 and N laminated regions 140 in each of the plurality of layers obtained in step 352 (step 353).

次いで、軌道データ生成部44が、ステップ353で設定されたN個の積層領域140の各積層領域について、初期設定された積層軌道を示す軌道データを生成する(ステップ354)。 Next, the orbital data generation unit 44 generates orbital data indicating the initially set laminated orbits for each of the N laminated regions 140 set in step 353 (step 354).

また、溶接条件生成部45が、ステップ354で生成された軌道データが示す軌道に沿ってビードを形成する際の条件である溶接条件を生成する(ステップ355)。 Further, the welding condition generation unit 45 generates a welding condition which is a condition for forming a bead along the trajectory indicated by the trajectory data generated in step 354 (step 355).

次いで、軌道データ変更部46が、ステップ354で生成された軌道データをステップ355で生成された溶接条件を用いたパス間温度のシミュレーションにより変更する軌道データ変更処理を行う(ステップ356)。この軌道データ変更部46については後述する。 Next, the track data changing unit 46 performs a track data changing process of changing the track data generated in step 354 by simulating the inter-pass temperature using the welding conditions generated in step 355 (step 356). The orbital data changing unit 46 will be described later.

次いで、制御プログラム生成部47が、ステップ356の軌道データ変更処理による変更後の軌道データ及びステップ355で生成された溶接条件に基づいて溶接するための制御プログラムを生成する(ステップ357)。具体的には、ステップ356の軌道データ変更処理による変更後の軌道データが示す積層軌道に沿ってステップ355で生成された溶接条件でビードを形成するための制御プログラムを生成する。 Next, the control program generation unit 47 generates a control program for welding based on the changed trajectory data by the trajectory data change processing in step 356 and the welding conditions generated in step 355 (step 357). Specifically, a control program for forming a bead under the welding conditions generated in step 355 is generated along the laminated track indicated by the track data changed by the track data change process in step 356.

最後に、制御プログラム出力部48が、ステップ357で生成された制御プログラムを記録媒体70に出力する(ステップ358)。 Finally, the control program output unit 48 outputs the control program generated in step 357 to the recording medium 70 (step 358).

図12−1及び図12−2は、ステップ356の軌道データ変更処理の例を示したフローチャートである。尚、このフローチャートでも、上述したように、積層領域140のインデックスをiとし、各積層領域140内の溶接パスのインデックスをjとし、積層領域140の個数はNとする。また、各積層領域140内の溶接パスの個数は全て同じとしMとする。更に、上述したように、インデックスiの積層領域140内のインデックスjの溶接パスをP(i,j)とする。また、溶接パスP(i,j)が軌道データに追加済みであるかどうかを示す追加済フラグをG(i,j)とし、軌道データに追加済みであることをONで表し、軌道データに追加済みでないことをOFFで表す。更に、溶接パスP(i,j)のパス間温度(溶接を開始する箇所の温度)をT(i,j)とする。 12-1 and 12-2 are flowcharts showing an example of the trajectory data change process in step 356. In this flowchart as well, as described above, the index of the laminated region 140 is i, the index of the welding path in each laminated region 140 is j, and the number of laminated regions 140 is N. Further, the number of welding passes in each laminated region 140 is assumed to be the same and M. Further, as described above, the welding path of the index j in the laminated region 140 of the index i is P (i, j). Further, the added flag indicating whether or not the welding path P (i, j) has been added to the track data is set to G (i, j), and ON indicates that the welding path P (i, j) has been added to the track data, and the track data is displayed. Indicates that it has not been added by OFF. Further, let T (i, j) be the inter-pass temperature (temperature at the place where welding is started) of the welding pass P (i, j).

軌道データ変更部46は、まず、積層領域140のインデックスiを1に設定する(ステップ361)。つまり、1つ目の積層領域140に着目する。 First, the trajectory data changing unit 46 sets the index i of the stacking region 140 to 1 (step 361). That is, attention is paid to the first laminated region 140.

次に、軌道データ変更部46は、溶接パスのインデックスjを1に設定する(ステップ362)。つまり、1つ目の積層領域140内の1つ目の溶接パスに着目する。 Next, the track data changing unit 46 sets the index j of the welding path to 1 (step 362). That is, attention is paid to the first welding path in the first laminated region 140.

次いで、軌道データ変更部46は、追加済フラグG(i,j)がONであるかどうかを判定する(ステップ363)。 Next, the trajectory data changing unit 46 determines whether or not the added flag G (i, j) is ON (step 363).

追加済フラグG(i,j)がONでないと判定すれば、つまり、溶接パスP(i,j)が軌道データに追加済みでないと判定すれば、軌道データ変更部46は、溶接パスP(i,j)のパス間温度T(i,j)を溶接条件に基づくシミュレーションにより算出する(ステップ364)。そして、パス間温度T(i,j)が予め定められた設定温度Tsよりも高いかどうかを判定する(ステップ365)。 If it is determined that the added flag G (i, j) is not ON, that is, if it is determined that the welding path P (i, j) has not been added to the track data, the track data changing unit 46 will perform the welding path P ( The inter-pass temperature T (i, j) of i, j) is calculated by simulation based on welding conditions (step 364). Then, it is determined whether or not the inter-pass temperature T (i, j) is higher than the predetermined set temperature Ts (step 365).

その結果、パス間温度T(i,j)が設定温度Tsよりも低いと判定したとする。この場合は、溶接パスP(i,j)の溶接を行ってもビード形状が崩れる等の問題は発生しないので、溶接パスP(i,j)を軌道データに次に溶接すべきパスとして追加する(ステップ366)。そして、追加済フラグG(i,j)をONに設定し(ステップ367)、処理をステップ368へ進める。 As a result, it is assumed that the inter-pass temperature T (i, j) is determined to be lower than the set temperature Ts. In this case, since the bead shape does not collapse even if the welding pass P (i, j) is welded, the welding pass P (i, j) is added to the track data as the path to be welded next. (Step 366). Then, the added flag G (i, j) is set to ON (step 367), and the process proceeds to step 368.

一方、ステップ363で追加済フラグG(i,j)がONであると判定すれば、つまり、溶接パスP(i,j)が軌道データに追加済みであると判定すれば、軌道データ変更部46は、ステップ364〜367を行うことなく、処理をステップ368へ進める。後述する図12−2の処理が既に実行されて、インデックスiの積層領域140内に軌道データに追加済の溶接パスが存在する可能性があるため、このような判定を行っている。 On the other hand, if it is determined in step 363 that the added flag G (i, j) is ON, that is, if it is determined that the welding path P (i, j) has been added to the trajectory data, the trajectory data changing unit. 46 advances the process to step 368 without performing steps 364 to 367. Since there is a possibility that the process of FIG. 12-2, which will be described later, has already been executed and a welding path already added to the track data exists in the laminated region 140 of the index i, such a determination is made.

次いで、軌道データ変更部46は、溶接パスのインデックスjに1を加算する(ステップ368)。つまり、同じ積層領域140内の次の溶接パスに着目する。 Next, the track data changing unit 46 adds 1 to the index j of the welding path (step 368). That is, attention is paid to the next welding path in the same laminated region 140.

これにより、軌道データ変更部46は、溶接パスのインデックスjが溶接パスの個数Mを超えたかどうかを判定する(ステップ369)。 As a result, the track data changing unit 46 determines whether or not the index j of the welding paths exceeds the number of welding paths M (step 369).

溶接パスのインデックスjが溶接パスの個数Mを超えていないと判定すれば、軌道データ変更部46は、処理をステップ363に戻して、以降の処理を繰り返す。一方、溶接パスのインデックスjが溶接パスの個数Mを超えたと判定すれば、軌道データ変更部46は、積層領域140のインデックスiに1を加算する(ステップ370)。つまり、次の積層領域140に着目する。 If it is determined that the index j of the welding paths does not exceed the number of welding paths M, the track data changing unit 46 returns the process to step 363 and repeats the subsequent processes. On the other hand, if it is determined that the index j of the welding paths exceeds the number M of the welding paths, the track data changing unit 46 adds 1 to the index i of the laminated region 140 (step 370). That is, attention is paid to the next laminated region 140.

これにより、軌道データ変更部46は、積層領域140のインデックスiが積層領域140の個数Nを超えたかどうかを判定する(ステップ371)。 As a result, the trajectory data changing unit 46 determines whether or not the index i of the stacked region 140 exceeds the number N of the stacked regions 140 (step 371).

積層領域140のインデックスiが積層領域140の個数Nを超えていないと判定すれば、軌道データ変更部46は、処理をステップ362に戻して、以降の処理を繰り返す。一方、積層領域140のインデックスiが積層領域140の個数Nを超えたと判定すれば、軌道データ変更部46は、処理を終了する。 If it is determined that the index i of the laminated region 140 does not exceed the number N of the laminated regions 140, the trajectory data changing unit 46 returns the process to step 362 and repeats the subsequent processes. On the other hand, if it is determined that the index i of the laminated region 140 exceeds the number N of the laminated regions 140, the trajectory data changing unit 46 ends the process.

このように、溶接パスP(i,j)のパス間温度T(i,j)が設定温度Tsよりも低いと判定した場合、軌道データ変更部46は、図12−1の処理を繰り返すことにより、積層造形物100を製造する。ところが、溶接パスP(i,j)のパス間温度T(i,j)が設定温度Tsよりも高いと判定した場合には、そのまま溶接パスP(i,j)を溶接するとビード形状が崩れる等の問題が発生する虞がある。また、このような問題が発生しないよう溶接パスP(i,j)のパス間温度T(i,j)が設定温度Ts以下になるのを待つと、積層造形物100の製造に時間がかかる。そこで、軌道データ変更部46は、パス間温度が設定温度Tsよりも低い溶接パスを探索し、現在着目している溶接パスP(i,j)に代えて、この探索された溶接パスの溶接を先に行うよう軌道データを変更する。 In this way, when it is determined that the inter-pass temperature T (i, j) of the welding pass P (i, j) is lower than the set temperature Ts, the track data changing unit 46 repeats the process of FIG. 12-1. To produce the laminated model 100. However, if it is determined that the inter-pass temperature T (i, j) of the welding pass P (i, j) is higher than the set temperature Ts, the bead shape collapses when the welding pass P (i, j) is welded as it is. There is a risk of problems such as. Further, if the inter-pass temperature T (i, j) of the welding pass P (i, j) is waited to be equal to or lower than the set temperature Ts so that such a problem does not occur, it takes time to manufacture the laminated model 100. .. Therefore, the track data changing unit 46 searches for a welding path whose inter-pass temperature is lower than the set temperature Ts, and replaces the welding path P (i, j) currently being focused on with welding of the searched welding path. Change the orbital data so that

即ち、この場合、図12−2に示すように、軌道データ変更部46は、まず、探索した溶接パスを溶接した後に元の溶接パスP(i,j)に戻ることができるように、このときのインデックスi,jをメモリに書き込む(ステップ381)。 That is, in this case, as shown in FIG. 12-2, the track data changing unit 46 can return to the original welding path P (i, j) after first welding the searched welding path. The time indexes i and j are written to the memory (step 381).

次に、軌道データ変更部46は、積層領域140のインデックスiに1を加算する(ステップ382)。つまり、次の積層領域140に着目する。 Next, the trajectory data changing unit 46 adds 1 to the index i of the laminated region 140 (step 382). That is, attention is paid to the next laminated region 140.

これにより、軌道データ変更部46は、積層領域140のインデックスiが積層領域140の個数Nを超えたかどうかを判定する(ステップ383)。 As a result, the trajectory data changing unit 46 determines whether or not the index i of the laminated region 140 exceeds the number N of the laminated regions 140 (step 383).

積層領域140のインデックスiが積層領域140の個数Nを超えていないと判定すれば、軌道データ変更部46は、溶接パスのインデックスjを1に設定する(ステップ384)。 If it is determined that the index i of the laminated region 140 does not exceed the number N of the laminated regions 140, the track data changing unit 46 sets the index j of the welding path to 1 (step 384).

次いで、軌道データ変更部46は、追加済フラグG(i,j)がONであるかどうかを判定する(ステップ385)。図12−2の処理が既に実行されて、インデックスiの積層領域140内に軌道データに追加済の溶接パスが存在する可能性があるため、このような判定を行っている。 Next, the orbital data changing unit 46 determines whether or not the added flag G (i, j) is ON (step 385). Since the process of FIG. 12-2 may have already been executed and there is a possibility that a welding path already added to the track data exists in the laminated region 140 of the index i, such a determination is made.

追加済フラグG(i,j)がONであると判定すれば、つまり、溶接パスP(i,j)が軌道データに追加済みであると判定すれば、軌道データ変更部46は、溶接パスのインデックスjに1を加算する(ステップ386)。つまり、同じ積層領域140内の次の溶接パスに着目する。 If it is determined that the added flag G (i, j) is ON, that is, if it is determined that the welding path P (i, j) has been added to the track data, the track data changing unit 46 changes the welding path. 1 is added to the index j of (step 386). That is, attention is paid to the next welding path in the same laminated region 140.

これにより、軌道データ変更部46は、溶接パスのインデックスjが溶接パスの個数Mを超えたかどうかを判定する(ステップ387)。 As a result, the track data changing unit 46 determines whether or not the index j of the welding paths exceeds the number of welding paths M (step 387).

溶接パスのインデックスjが溶接パス数の個数Mを超えていないと判定すれば、軌道データ変更部46は、処理をステップ385に戻す。 If it is determined that the index j of the welding pass does not exceed the number M of the number of welding passes, the track data changing unit 46 returns the process to step 385.

ステップ385で追加済フラグG(i,j)がONでないと判定すれば、つまり、溶接パスP(i,j)が軌道データに追加済みでないと判定すれば、軌道データ変更部46は、溶接パスP(i,j)のパス間温度T(i,j)を溶接条件に基づくシミュレーションにより算出する(ステップ388)。そして、パス間温度T(i,j)が予め定められた設定温度Tsよりも高いかどうかを判定する(ステップ389)。 If it is determined in step 385 that the added flag G (i, j) is not ON, that is, if it is determined that the welding path P (i, j) has not been added to the track data, the track data changing unit 46 welds. The inter-pass temperature T (i, j) of the pass P (i, j) is calculated by simulation based on welding conditions (step 388). Then, it is determined whether or not the inter-pass temperature T (i, j) is higher than the predetermined set temperature Ts (step 389).

その結果、パス間温度T(i,j)が設定温度Tsよりも高いと判定したとする。この場合は、溶接パスP(i,j)の溶接を行うとビードの形状が崩れる等の問題が発生する虞があるので、軌道データ変更部46は、次の積層領域140からパス間温度が設定温度Tsよりも低い溶接パスを探索するために、処理をステップ382に戻す。また、ステップ387で溶接パスのインデックスjが溶接パスの個数Mを超えたと判定した場合も、軌道データ変更部46は、次の積層領域140からパス間温度が設定温度Tsよりも低い溶接パスを探索するために、処理をステップ382に戻す。 As a result, it is assumed that the inter-pass temperature T (i, j) is determined to be higher than the set temperature Ts. In this case, if the welding pass P (i, j) is welded, there is a possibility that the shape of the bead may be deformed. Therefore, the track data changing unit 46 has a temperature between passes from the next laminated region 140. The process returns to step 382 to search for weld paths below the set temperature Ts. Further, even when it is determined in step 387 that the index j of the welding paths exceeds the number of welding paths M, the track data changing unit 46 performs a welding path in which the inter-pass temperature is lower than the set temperature Ts from the next laminated region 140. The process returns to step 382 to search.

一方、ステップ389でパス間温度T(i,j)が設定温度Tsよりも低いと判定したとする。この場合は、溶接パスP(i,j)の溶接を行ってもビード形状が崩れる等の問題は発生しないので、軌道データ変更部46は、溶接パスP(i,j)を軌道データに次に溶接すべきパスとして追加する(ステップ390)。そして、追加済フラグG(i,j)をONに設定する(ステップ391)。 On the other hand, it is assumed that the inter-pass temperature T (i, j) is determined to be lower than the set temperature Ts in step 389. In this case, even if the welding path P (i, j) is welded, the bead shape does not collapse. Therefore, the track data changing unit 46 uses the welding path P (i, j) next to the track data. As a path to be welded to (step 390). Then, the added flag G (i, j) is set to ON (step 391).

その後、軌道データ変更部46は、ステップ381でメモリに書き込んだインデックスi,jを読み出し(ステップ392)、処理を図12−1のステップ364に戻す。 After that, the trajectory data changing unit 46 reads the indexes i and j written in the memory in step 381 (step 392), and returns the process to step 364 of FIG. 12-1.

また、ステップ383で積層領域140のインデックスiが積層領域140の個数Nを超えたと判定した場合も、軌道データ変更部46は、ステップ381でメモリに書き込んだインデックスi,jを読み出し(ステップ392)、処理を図12−1のステップ364に戻す。 Further, even when it is determined in step 383 that the index i of the stacking area 140 exceeds the number N of the stacking areas 140, the trajectory data changing unit 46 reads out the indexes i and j written in the memory in step 381 (step 392). , The process returns to step 364 of FIG. 12-1.

(制御盤の動作)
制御盤50では、まず、制御プログラム取得部61が、記録媒体70から制御プログラムを取得して制御プログラム記憶部62に記憶する。この状態で、溶接ロボット10を用いて実際に積層造形物100の製造を行う際には、制御プログラム実行部64が制御プログラム記憶部62に記憶された制御プログラムを読み出してこれを実行する。
(Operation of control panel)
In the control panel 50, first, the control program acquisition unit 61 acquires the control program from the recording medium 70 and stores it in the control program storage unit 62. In this state, when the welding robot 10 is used to actually manufacture the laminated model 100, the control program execution unit 64 reads out the control program stored in the control program storage unit 62 and executes the control program.

[本実施の形態の効果]
以上述べたように、本実施の形態では、アークを用いて溶加材を溶融及び固化してなるビードを母材上に複数重ねた積層体を含む造形物を製造する際に、ある積層体を構成するビードを形成した後、その積層体を構成する次のビードを形成する箇所の温度が予め定められた設定温度以上であった場合に、そのビードの形成に代えて、別の積層体を構成するビードの形成を行うようにした。これにより、造形物の製造に要する時間を長くすることなく、ビード形状が崩れる等の問題の発生を抑えることができるようになった。
[Effect of this embodiment]
As described above, in the present embodiment, when manufacturing a modeled product including a laminated body in which a plurality of beads formed by melting and solidifying a filler metal are laminated on a base material by using an arc, a certain laminated body is produced. After forming the bead that constitutes the bead, if the temperature of the portion where the next bead that constitutes the laminate is formed is equal to or higher than a predetermined set temperature, another laminate is replaced with the formation of the bead. The beads that make up the above are formed. As a result, it has become possible to suppress the occurrence of problems such as the bead shape collapsing without lengthening the time required for manufacturing the modeled object.

1…金属積層造形システム、10…溶接ロボット、20…CAD装置、30…積層計画装置、41…CADデータ取得部、42…CADデータ分割部、43…領域設定部、44…軌道データ生成部、45…溶接条件生成部、46…軌道データ変更部、47…制御プログラム生成部、48…制御プログラム出力部、50…制御盤、61…制御プログラム取得部、62…制御プログラム記憶部、63…温度データ受信部、64…制御プログラム実行部、70…記録媒体 1 ... Metal lamination modeling system, 10 ... Welding robot, 20 ... CAD device, 30 ... Lamination planning device, 41 ... CAD data acquisition unit, 42 ... CAD data division unit, 43 ... Area setting unit, 44 ... Orbital data generation unit, 45 ... Welding condition generation unit, 46 ... Track data change unit, 47 ... Control program generation unit, 48 ... Control program output unit, 50 ... Control panel, 61 ... Control program acquisition unit, 62 ... Control program storage unit, 63 ... Temperature Data receiving unit, 64 ... Control program execution unit, 70 ... Recording medium

Claims (9)

アークを用いて溶加材を溶融及び固化してなるビードを母材上に複数重ねた、第1の積層体及び第2の積層体を含む造形物の製造方法であって、
前記第1の積層体を構成するビードを形成した後、当該第1の積層体を構成する次のビードを形成する箇所の温度が予め定められた設定温度以上であった場合に、当該次のビードの形成に代えて、前記第2の積層体を構成するビードの形成を行うことを特徴とする、造形物の製造方法。
A method for manufacturing a modeled product including a first laminated body and a second laminated body, in which a plurality of beads formed by melting and solidifying a filler metal using an arc are stacked on a base material.
After forming the beads constituting the first laminated body, when the temperature of the portion where the next bead forming the first laminated body is formed is equal to or higher than a predetermined set temperature, the next A method for producing a modeled object, which comprises forming a bead constituting the second laminated body instead of forming the bead.
アークを用いて溶加材を溶融及び固化してなるビードを母材上に複数重ねた、第1の積層体及び第2の積層体を含む造形物の製造手順生成方法であって、
前記第1の積層体を構成するビードを形成した後、当該第1の積層体を構成する次のビードが形成される箇所の温度が予め定められた設定温度以上であった場合に、当該次のビードの形成に代えて、前記第2の積層体を構成するビードの形成を行う、前記造形物の製造手順を、生成する工程を含むことを特徴とする、造形物の製造手順生成方法。
This is a method for generating a manufacturing procedure of a modeled product including a first laminated body and a second laminated body, in which a plurality of beads formed by melting and solidifying a filler metal using an arc are stacked on a base material.
After forming the beads constituting the first laminated body, when the temperature of the portion where the next bead constituting the first laminated body is formed is equal to or higher than a predetermined set temperature, the next A method for producing a modeled object, which comprises a step of producing the modeled object, which forms a bead constituting the second laminate instead of forming the bead.
前記造形物の製造手順を生成する工程では、前記次のビードが形成される箇所の温度をシミュレーションにより予測することを特徴とする、請求項2に記載の造形物の製造手順生成方法。 The method for generating a modeled object according to claim 2, wherein in the step of generating the modeled object manufacturing procedure, the temperature of the portion where the next bead is formed is predicted by simulation. 前記造形物の三次元形状データを複数の層に分割する工程と、
前記複数の層の各層に、分離体に対応する分離領域と、当該分離体により分離された前記第1の積層体に対応する第1の積層領域及び前記第2の積層体に対応する第2の積層領域を含む複数の積層領域とを設定する工程と
を更に含み、
前記造形物の製造手順を生成する工程では、前記第1の積層領域及び前記第2の積層領域におけるビードの軌道を、前記造形物の製造手順として生成することを特徴とする、請求項2に記載の造形物の製造手順生成方法。
A step of dividing the three-dimensional shape data of the modeled object into a plurality of layers, and
In each layer of the plurality of layers, a separation region corresponding to the separated body, a first laminated region corresponding to the first laminated body separated by the separated body, and a second laminated body corresponding to the second laminated body. Further includes a step of setting a plurality of laminated regions including the laminated region of
2. The step of generating the modeled product is characterized in that the orbits of the beads in the first laminated region and the second laminated region are generated as the manufacturing procedure of the modeled object. The method for generating the manufacturing procedure of the described model.
アークを用いて溶加材を溶融及び固化してなるビードを母材上に複数重ねた、第1の積層体及び第2の積層体を含む造形物の製造システムであって、
前記第1の積層体又は前記第2の積層体を構成するビードを形成するビード形成装置と、
前記第1の積層体を構成するビードを形成した後、当該第1の積層体を構成する次のビードを形成する箇所の温度が予め定められた設定温度以上であった場合に、当該次のビードの形成に代えて、前記第2の積層体を構成するビードの形成を行うように、前記ビード形成装置を制御する制御装置と
を備えたことを特徴とする、造形物の製造システム。
A manufacturing system for a modeled object including a first laminated body and a second laminated body, in which a plurality of beads formed by melting and solidifying a filler metal using an arc are stacked on a base material.
A bead forming device for forming a bead constituting the first laminated body or the second laminated body, and
After forming the beads constituting the first laminated body, when the temperature of the portion where the next bead forming the first laminated body is formed is equal to or higher than a predetermined set temperature, the next A model manufacturing system including a control device for controlling the bead forming device so as to form a bead constituting the second laminated body instead of forming the bead.
アークを用いて溶加材を溶融及び固化してなるビードを母材上に複数重ねた、第1の積層体及び第2の積層体を含む造形物の製造手順生成装置であって、
前記造形物の第1の製造手順を取得する取得手段と、
前記第1の製造手順を、前記第1の積層体を構成するビードを形成した後、当該第1の積層体を構成する次のビードが形成される箇所の温度が予め定められた設定温度以上であった場合に、当該次のビードの形成に代えて、前記第2の積層体を構成するビードの形成を行う、前記造形物の第2の製造手順に、変更する変更手段と
を備えたことを特徴とする、造形物の製造手順生成装置。
A device for producing a manufacturing procedure of a modeled object including a first laminated body and a second laminated body, in which a plurality of beads formed by melting and solidifying a filler metal using an arc are stacked on a base material.
An acquisition means for acquiring the first manufacturing procedure of the modeled object, and
In the first manufacturing procedure, after the beads forming the first laminated body are formed, the temperature of the place where the next bead forming the first laminated body is formed is equal to or higher than a predetermined set temperature. In this case, the second manufacturing procedure of the modeled object, which forms the beads forming the second laminated body instead of forming the next bead, is provided with a changing means for changing. A device for generating a manufacturing procedure for a modeled object, which is characterized in that.
前記変更手段は、前記次のビードが形成される箇所の温度をシミュレーションにより予測することを特徴とする、請求項6に記載の造形物の製造手順生成装置。 The manufacturing procedure generation device for a modeled object according to claim 6, wherein the changing means predicts the temperature of the place where the next bead is formed by simulation. 前記造形物の三次元形状データを複数の層に分割する分割手段と、
前記複数の層の各層に、分離体に対応する分離領域と、当該分離体により分離された前記第1の積層体に対応する第1の積層領域及び前記第2の積層体に対応する第2の積層領域を含む複数の積層領域とを設定する設定手段と
を更に備え、
前記取得手段は、前記第1の積層領域及び前記第2の積層領域におけるビードの軌道を、前記造形物の第1の製造手順として取得することを特徴とする、請求項6に記載の造形物の製造手順生成装置。
A dividing means for dividing the three-dimensional shape data of the modeled object into a plurality of layers, and
In each layer of the plurality of layers, a separation region corresponding to the separated body, a first laminated region corresponding to the first laminated body separated by the separated body, and a second laminated body corresponding to the second laminated body. Further provided with a setting means for setting a plurality of laminated regions including the laminated region of
The model according to claim 6, wherein the acquisition means acquires the orbits of the beads in the first layered region and the second layered area as the first manufacturing procedure of the model. Manufacturing procedure generator.
アークを用いて溶加材を溶融及び固化してなるビードを母材上に複数重ねた、第1の積層体及び第2の積層体を含む造形物の製造手順生成装置として、コンピュータを機能させるためのプログラムであって、
前記コンピュータを、
前記造形物の第1の製造手順を取得する取得手段と、
前記第1の製造手順を、前記第1の積層体を構成するビードを形成した後、当該第1の積層体を構成する次のビードが形成される箇所の温度が予め定められた設定温度以上であった場合に、当該次のビードの形成に代えて、前記第2の積層体を構成するビードの形成を行う、前記造形物の第2の製造手順に、変更する変更手段と
して機能させるためのプログラム。
The computer functions as a manufacturing procedure generation device for a modeled object including a first laminated body and a second laminated body, in which a plurality of beads formed by melting and solidifying a filler metal using an arc are stacked on a base material. Program for
The computer
An acquisition means for acquiring the first manufacturing procedure of the modeled object, and
In the first manufacturing procedure, after the beads forming the first laminated body are formed, the temperature of the place where the next bead forming the first laminated body is formed is equal to or higher than a predetermined set temperature. In this case, instead of forming the next bead, the bead forming the second laminated body is formed, in order to function as a changing means for changing the second manufacturing procedure of the modeled object. Program.
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