JP2021181107A - 積層造形方法 - Google Patents
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Abstract
Description
特許文献1には、建設用の鉄柱を溶接する場合に、既に溶接された溶着ビードの形状をレーザーセンサによりリアルタイムで計測し、計測されたビード形状に応じてデーターベースから溶接条件を選定することで、溶接トーチの狙い位置、溶接電流及び溶接電圧等を調整する方法が記載されている。
特許文献2には、多層溶接する際に、次のビード形成の狙い位置を調整する方法が記載されている。この方法では、平板上に形成された溶着ビードの形状を計測し、その計測結果からビード形状近似関数を求める。そして、このビード形状近似関数を用いて、ビード両脇に傾斜壁板が存在する場合に形成される溶着ビードのビード形状予測関数を求める。求めたビード形状予測関数から、ビード形成の狙い位置を、ビード最小高さの位置又はビードと傾斜壁板との交点の位置のいずれかにすることが記載されている。
ロボット先端軸に取り付けた溶接トーチを移動させながら、溶加材を溶融及び凝固させた溶着ビードを積層する積層造形方法であって、
前記溶接トーチの狙い位置及び前記溶着ビードの形状を定めた積層軌道計画に基づいて、前記溶着ビードを形成して積層造形物を造形する途中で、前記溶接トーチと一体に前記ロボット先端軸に設けられた非接触式形状センサにより、既設の溶着ビードの形状プロファイルを測定する工程と、
前記形状プロファイルと前記溶接トーチの狙い位置からビード形状の第一幾何情報を抽出する工程と、
前記積層軌道計画から前記第一幾何情報に対応する第二幾何情報を抽出して前記第一幾何情報と前記第二幾何情報とのずれ量を算出する工程と、
前記ずれ量に応じて、前記積層軌道計画で定めた前記溶着ビードの、ビード長手方向に直交する断面におけるビード高さとビード幅との少なくとも一方を変更して、前記積層軌道計画を更新する工程と、
前記積層軌道計画の更新結果に応じて溶接条件を変更する工程と、
を含む積層造形方法。
ここでは、溶加材を溶融及び凝固させた溶着ビードを積層する積層造形装置を用いて、複数層の溶着ビードからなる積層造形物を製造する手順を説明する。
本構成の積層造形装置100は、造形装置11と、造形装置11を統括制御するコントローラ13と、電源装置15と、を備える。
ここで、本構成の積層造形装置100においては、軌道演算部33が、作成した積層軌道計画及び溶接条件と、既設の溶着ビードの形状測定結果とに応じて、積層途中において、これから形成する溶着ビードを形成するための溶接トーチ17の狙い位置(以下、トーチ狙い位置という。)及び溶接条件を求め、必要に応じて積層軌道計画及び溶接条件を変更する。
まず、入力された形状データに基づいて作成した積層軌道計画に従って溶着ビードを形成する(S1)。
溶接ロボット19を駆動して、溶接トーチ17を移動させながら溶着ビードBを形成する。このとき、溶接ロボット19の先端軸に溶接トーチ17と一体に設けたレーザ形状センサ23によって、トーチ狙い位置Pよりも溶接方向WD下流側の位置で、既設の溶着ビードBの形状を測定する。
この場合では、溶着ビードが形成されるトーチ狙い位置Pの周囲には、下層の溶着ビードB1,B2,B3と、溶着ビードB1の上方に形成された溶着ビードB4とが設けられている。
図4に示す溶接トーチ17の先端周囲における既設の溶着ビードB1〜B4の形状に応じて、図5に示される、次に形成する溶着ビードB5のトーチ狙い位置、ビード形成時の溶接条件等を決定する。決定したトーチ狙い位置及び溶接条件等の設定内容と、当初の積層軌道計画のトーチ移動軌跡及び溶接条件等の設定内容との間に差が生じた場合には、積層軌道計画と溶接条件を変更する。
<基本の変更手順>
図6は、既設の溶着ビードの形状に応じて、新設の溶着ビードを形成するための積層軌道計画と溶接条件を変更する基本の変更手順を(A)〜(C)に段階的に示す説明図である。なお、図6の(A)〜(C)は、溶着ビードの長手方向の直交断面における形状を示している。
上記した第一幾何情報及び第二幾何情報は、ビード高さBh、ビード幅Bw、ビード長手方向に直交する断面におけるビード断面積A、トーチ狙い位置近傍の幾何学的特徴点、詳細を後述する溶着ビードBのビード外形状を表す断面形状近似曲線のうち、少なくともいずれかの情報を含むことが好ましい。
dw:溶加材の直径[mm]
Fw:溶加材の送給速度[mm/min]
F:トーチ送り速度[mm/min]
<第1の変更手順>
図8は、既設の溶着ビードの形状に応じて、新設の溶着ビードを形成するための積層軌道計画と溶接条件を変更する第1の変更手順を(A)〜(C)に段階的に示す説明図である。
図9は、既設の溶着ビードの形状に応じて、新設の溶着ビードを形成するための積層軌道計画と溶接条件を変更する第2の変更手順を(A)〜(C)に段階的に示す説明図である。
図10は、既設の溶着ビードの形状に応じて、新設の溶着ビードを形成するための積層軌道計画と溶接条件を変更する第3の変更手順を(A)〜(C)に段階的に示す説明図である。
図11は、既設の溶着ビードの形状に応じて、新設の溶着ビードを形成するための積層軌道計画と溶接条件を変更する第4の変更手順を(A)、(B)に段階的に示す説明図である。
次に、図11の(B)に示すように、断面形状近似曲線Cpfの全体にわたり、断面形状近似曲線Cpfの任意点の高さと、その任意点に対応する目標形状Tsの外形線の高さとの差であるずれ量ΔHが小さくなるように、溶着ビードの目標形成位置を修正する。そして、更新された積層軌道計画に応じて、溶接条件を必要に応じて変更する。
図12は、既設の溶着ビードの形状に応じて、新設の溶着ビードを形成するための積層軌道計画と溶接条件を変更する第5の変更手順を(A)、(B)に段階的に示す説明図である。
次に、溶着ビードをより高精度に形成する方法について説明する。
上記した実施態様では、溶着ビードを平板状のベース部に形成していたが、ここでは、溶着ビードをベース部の円周面に形成する場合を説明する。
図13は、溶接ロボット19に設けた溶接トーチ17により下層の溶着ビードB1と上層の溶着ビードB2を形成するとともに、レーザ形状センサ23によりビード形状を測定する様子を示す説明図である。
図14の(A)に示すように、トーチ狙い位置Pに近い既設の溶着ビードB2,B4の形状に測定誤差が生じると、溶着ビードB2とトーチ先端位置との距離S1や、溶着ビードB4と狙い位置Pとの距離S2が、想定した距離と異なってしまう。その場合、図14の(B)に示すように、溶加材Mの実質的な突き出し長さ(露出長)が変化して、周囲の既設の溶着ビードと溶加材Mとの距離に応じてアークArcが変位する等、アークArcが不安定となる。その結果、形成される溶着ビードの形状精度が低下するおそれがある。
溶加材Mの突き出し長さの変化は、発生するアークが不安定になる要因となる他に、溶接電流にも影響を及ぼす。すなわち、突き出し長さが長いほど溶接電流が小さくなり、形成される溶着ビードが小さくなる傾向になる。そのため、上記したように、既設の溶着ビードの形状を高精度に測定することで、溶接条件の変動を抑制して高精度な溶着ビードを形成できる。
上記では、溶着ビードの形状を、ビード高さ、ビード幅、ビード断面積、溶着ビードのビード外形状を表す断面形状近似曲線を用いて表現したが、形状を表すパラメータはこれに限らない。
(1) ロボット先端軸に取り付けた溶接トーチを移動させながら、溶加材を溶融及び凝固させた溶着ビードを積層する積層造形方法であって、
前記溶接トーチの狙い位置及び前記溶着ビードの形状を定めた積層軌道計画に基づいて、前記溶着ビードを形成して積層造形物を造形する途中で、前記溶接トーチと一体に前記ロボット先端軸に設けられた非接触式形状センサにより、既設の溶着ビードの形状プロファイルを測定する工程と、
前記形状プロファイルと前記溶接トーチの狙い位置からビード形状の第一幾何情報を抽出する工程と、
前記積層軌道計画から前記第一幾何情報に対応する第二幾何情報を抽出して前記第一幾何情報と前記第二幾何情報とのずれ量を算出する工程と、
前記ずれ量に応じて、前記積層軌道計画で定めた前記溶着ビードの、ビード長手方向に直交する断面におけるビード高さとビード幅との少なくとも一方を変更して、前記積層軌道計画を更新する工程と、
前記積層軌道計画の更新結果に応じて溶接条件を変更する工程と、
を含む積層造形方法。
この積層造形方法によれば、形成後の溶着ビード形状を表す第一幾何情報と、目標形状を表す第二幾何情報とのずれ量を小さくするように、積層軌道計画と溶接条件が変更されるため、形成後の溶着ビードの形状と目標形状とをより正確に一致させることができる。
この積層造形方法によれば、各種のパラメータを用いることで、溶着ビードの形状を特定でき、より正確な溶着ビードの形成に寄与できる。
既設の前記溶着ビードの凸形状の頂点、
前記溶着ビードに隣接する他の溶着ビードとの間でビード外表面が内側に窪んで形成された狭隘部の端点、
前記溶着ビードの幅方向端部と、当該溶着ビードが形成された下層面とが交差する点、
のいずれかを含む(2)に記載の積層造形方法。
この積層造形方法によれば、既設の溶着ビードの代表的な特徴点を含むことで、各点の検出が比較的容易に行え、制御に利用しやすい情報となる。
この積層造形方法によれば、ビード形成位置の近傍の既設の溶着ビードから幾何学的特徴点が抽出されることで、形成する溶着ビードの形状制御をより正確に行える。
前記溶接トーチの位置、姿勢、溶接速度、溶接電圧、溶接電流、前記溶加材の送給速度のうち、少なくとも1つ、又はいずれか2つ以上を組み合わせて変更する(1)〜(4)のいずれか1つに記載の積層造形方法。
この積層造形方法によれば、各種の溶接条件によって溶着ビードを適切に制御できる。
この積層造形方法によれば、非接触式形状センサによるセンサ座標系と、溶着ビード形成時のロボット座標系との軸線方向を一致させることで、正確なプロファイルが得られる。
この積層造形方法によれば、仮に形状プロファイルに局所的な目標形状との大きな形状差が存在した場合でも、この局所的な形状差に大きく影響されずにずれ量の縮小が可能となる。
前記断面形状近似曲線に囲まれた断面積と、前記積層軌道計画で定めた前記溶着ビードの目標形状の断面積との差を前記ずれ量とする(1)〜(6)のいずれか1つに記載の積層造形方法。
この積層造形方法によれば、形状プロファイルを曲線モデルに近似させることで、溶着ビードの形状測定のバラつきが緩和された断面形状近似曲線が得られる。また、少ない測定点であっても正確性を増した断面形状近似曲線が得られる。この断面形状近似曲線と目標形状の断面積差に応じて、積層軌道計画と溶接条件を変更することで、より正確な溶着ビードの形成が行える。
前記断面形状近似曲線の最頂部の位置と、前記溶着ビードの目標形成位置と差を前記ずれ量とする(1)〜(6)のいずれか1つに記載の積層造形方法。
この積層造形方法によれば、断面積差が小さくなる制約付きで断面形状近似曲線を求め、求めた断面形状近似曲線の最頂部の位置と、溶着ビードの目標形成位置との差が小さくなるように制御されるため、より正確な溶着ビードの形成が行える。
この積層造形方法によれば、測定された溶着ビードのビード高さと、目標形状のビード高さの差を小さくするように制御することで、演算処理が煩雑にならずに、比較的簡単に溶着ビードを目標形状に近づけられる。
前記断面形状近似曲線の任意点の高さと、前記積層軌道計画で定めた前記溶着ビードの目標形状における該任意点に対応する位置の高さとの差を前記ずれ量とする(1)〜(6)のいずれか1つに記載の積層造形方法。
この積層造形方法によれば、形状プロファイルを曲線モデルに近似させることで、溶着ビードの形状測定のバラつきが緩和された断面形状近似曲線が得られる。また、少ない測定点であっても正確性を増した断面形状近似曲線が得られる。この断面形状近似曲線の任意点の高さと、目標形状の外形線の高さとの差に応じて、積層軌道計画と溶接条件を変更することで、より正確な溶着ビードの形成が行える。
前記断面形状近似曲線の最頂部の位置と、前記溶着ビードの目標形成位置との差を前記ずれ量とする(1)〜(6)のいずれか1つに記載の積層造形方法。
この積層造形方法によれば、ビート高さが小さくなる制約付きで断面形状近似曲線を求め、求めた断面形状近似曲線の最頂部の位置と、溶着ビードの目標形成位置との差が小さくなるように制御されるため、より正確な溶着ビードの形成が行える。
13 コントローラ
15 電源装置
17 溶接トーチ
19 溶接ロボット
21 溶加材供給部
23 レーザ形状センサ(非接触式形状センサ)
23A レーザ照射部
23B 検出センサ
25 ベース部
31 CAD/CAM部
33 軌道演算部
35 記憶部
37 制御部
53 溶着ビード層
100 積層造形装置
(1) ロボット先端軸に取り付けた溶接トーチを移動させながら、溶加材を溶融及び凝固させた溶着ビードを積層する積層造形方法であって、
前記溶接トーチの狙い位置及び前記溶着ビードの形状を定めた積層軌道計画に基づいて、前記溶着ビードを形成して積層造形物を造形する途中で、前記溶接トーチと一体に前記ロボット先端軸に設けられた非接触式形状センサにより、既設の溶着ビードの形状プロファイルを測定する工程と、
前記形状プロファイルと前記溶接トーチの狙い位置からビード形状の第一幾何情報を抽出する工程と、
前記積層軌道計画から前記第一幾何情報に対応する第二幾何情報を抽出して前記第一幾何情報と前記第二幾何情報とのずれ量を算出する工程と、
前記ずれ量に応じて、前記積層軌道計画で定めた前記溶着ビードの、ビード長手方向に直交する断面におけるビード高さとビード幅との少なくとも一方を変更して、前記積層軌道計画を更新する工程と、
前記積層軌道計画の更新結果に応じて溶接条件を変更する工程と、
を含み、
前記第一幾何情報と前記第二幾何情報は、前記溶接トーチの狙い位置近傍の幾何学的特徴点、前記ビード高さ、前記ビード幅、前記溶着ビードのビード断面積、ビード外形状を表す断面形状近似曲線のうち、少なくともいずれかの情報を含んでおり、
前記幾何学的特徴点は、
既設の前記溶着ビードの凸形状の頂点、
前記溶着ビードに隣接する他の溶着ビードとの間でビード外表面が内側に窪んで形成された狭隘部の端点、
前記溶着ビードの幅方向端部と、当該溶着ビードが形成された下層面とが交差する点、のいずれかを含む、
積層造形方法。
(2) ロボット先端軸に取り付けた溶接トーチを移動させながら、溶加材を溶融及び凝固させた溶着ビードを積層する積層造形方法であって、
前記溶接トーチの狙い位置及び前記溶着ビードの形状を定めた積層軌道計画に基づいて、前記溶着ビードを形成して積層造形物を造形する途中で、前記溶接トーチと一体に前記ロボット先端軸に設けられた非接触式形状センサにより、既設の溶着ビードの形状プロファイルを測定する工程と、
前記形状プロファイルと前記溶接トーチの狙い位置からビード形状の第一幾何情報を抽出する工程と、
前記積層軌道計画から前記第一幾何情報に対応する第二幾何情報を抽出して前記第一幾何情報と前記第二幾何情報とのずれ量を算出する工程と、
前記ずれ量に応じて、前記積層軌道計画で定めた前記溶着ビードの、ビード長手方向に直交する断面におけるビード高さとビード幅との少なくとも一方を変更して、前記積層軌道計画を更新する工程と、
前記積層軌道計画の更新結果に応じて溶接条件を変更する工程と、
を含み、
前記形状プロファイルは、前記非接触式形状センサによる前記溶着ビードの検出方向と平行な面から所定角度傾斜した、前記溶接トーチの軸線を含む平面に投影変換したプロファイルである、積層造形方法。
(3) ロボット先端軸に取り付けた溶接トーチを移動させながら、溶加材を溶融及び凝固させた溶着ビードを積層する積層造形方法であって、
前記溶接トーチの狙い位置及び前記溶着ビードの形状を定めた積層軌道計画に基づいて、前記溶着ビードを形成して積層造形物を造形する途中で、前記溶接トーチと一体に前記ロボット先端軸に設けられた非接触式形状センサにより、既設の溶着ビードの形状プロファイルを測定する工程と、
前記形状プロファイルと前記溶接トーチの狙い位置からビード形状の第一幾何情報を抽出する工程と、
前記積層軌道計画から前記第一幾何情報に対応する第二幾何情報を抽出して前記第一幾何情報と前記第二幾何情報とのずれ量を算出する工程と、
前記ずれ量に応じて、前記積層軌道計画で定めた前記溶着ビードの、ビード長手方向に直交する断面におけるビード高さとビード幅との少なくとも一方を変更して、前記積層軌道計画を更新する工程と、
前記積層軌道計画の更新結果に応じて溶接条件を変更する工程と、
を含み、
前記溶着ビードの長手方向の直交断面における、前記積層軌道計画で定めた前記溶着ビードの目標形状の断面積と、前記形状プロファイルから求めた前記溶着ビードの断面積との差を前記ずれ量とする、
積層造形方法。
(4) ロボット先端軸に取り付けた溶接トーチを移動させながら、溶加材を溶融及び凝固させた溶着ビードを積層する積層造形方法であって、
前記溶接トーチの狙い位置及び前記溶着ビードの形状を定めた積層軌道計画に基づいて、前記溶着ビードを形成して積層造形物を造形する途中で、前記溶接トーチと一体に前記ロボット先端軸に設けられた非接触式形状センサにより、既設の溶着ビードの形状プロファイルを測定する工程と、
前記形状プロファイルと前記溶接トーチの狙い位置からビード形状の第一幾何情報を抽出する工程と、
前記積層軌道計画から前記第一幾何情報に対応する第二幾何情報を抽出して前記第一幾何情報と前記第二幾何情報とのずれ量を算出する工程と、
前記ずれ量に応じて、前記積層軌道計画で定めた前記溶着ビードの、ビード長手方向に直交する断面におけるビード高さとビード幅との少なくとも一方を変更して、前記積層軌道計画を更新する工程と、
前記積層軌道計画の更新結果に応じて溶接条件を変更する工程と、
を含み、
前記溶着ビードの長手方向の直交断面における前記形状プロファイルを、回帰計算によって曲線モデルに近似させた断面形状近似曲線を求め、
前記断面形状近似曲線に囲まれた断面積と、前記積層軌道計画で定めた前記溶着ビードの目標形状の断面積との差を前記ずれ量とする、
積層造形方法。
(5) ロボット先端軸に取り付けた溶接トーチを移動させながら、溶加材を溶融及び凝固させた溶着ビードを積層する積層造形方法であって、
前記溶接トーチの狙い位置及び前記溶着ビードの形状を定めた積層軌道計画に基づいて、前記溶着ビードを形成して積層造形物を造形する途中で、前記溶接トーチと一体に前記ロボット先端軸に設けられた非接触式形状センサにより、既設の溶着ビードの形状プロファイルを測定する工程と、
前記形状プロファイルと前記溶接トーチの狙い位置からビード形状の第一幾何情報を抽出する工程と、
前記積層軌道計画から前記第一幾何情報に対応する第二幾何情報を抽出して前記第一幾何情報と前記第二幾何情報とのずれ量を算出する工程と、
前記ずれ量に応じて、前記積層軌道計画で定めた前記溶着ビードの、ビード長手方向に直交する断面におけるビード高さとビード幅との少なくとも一方を変更して、前記積層軌道計画を更新する工程と、
前記積層軌道計画の更新結果に応じて溶接条件を変更する工程と、
を含み、
前記溶着ビードの長手方向の直交断面における前記形状プロファイルを回帰計算によって曲線モデルに近似させた断面形状近似曲線を、当該断面形状近似曲線で囲まれる領域の断面積と、前記積層軌道計画で定めた前記溶着ビードの目標形状の断面積とが等しくなるようにし、
前記断面形状近似曲線の最頂部の位置と、前記溶着ビードの目標形成位置と差を前記ずれ量とする、
積層造形方法。
(6) ロボット先端軸に取り付けた溶接トーチを移動させながら、溶加材を溶融及び凝固させた溶着ビードを積層する積層造形方法であって、
前記溶接トーチの狙い位置及び前記溶着ビードの形状を定めた積層軌道計画に基づいて、前記溶着ビードを形成して積層造形物を造形する途中で、前記溶接トーチと一体に前記ロボット先端軸に設けられた非接触式形状センサにより、既設の溶着ビードの形状プロファイルを測定する工程と、
前記形状プロファイルと前記溶接トーチの狙い位置からビード形状の第一幾何情報を抽出する工程と、
前記積層軌道計画から前記第一幾何情報に対応する第二幾何情報を抽出して前記第一幾何情報と前記第二幾何情報とのずれ量を算出する工程と、
前記ずれ量に応じて、前記積層軌道計画で定めた前記溶着ビードの、ビード長手方向に直交する断面におけるビード高さとビード幅との少なくとも一方を変更して、前記積層軌道計画を更新する工程と、
前記積層軌道計画の更新結果に応じて溶接条件を変更する工程と、
を含み、
前記溶着ビードの長手方向の直交断面における前記形状プロファイルを回帰計算によって曲線モデルに近似させた断面形状近似曲線を求め、
前記断面形状近似曲線の任意点の高さと、前記積層軌道計画で定めた前記溶着ビードの目標形状における該任意点に対応する位置の高さとの差を前記ずれ量とする、
積層造形方法。
(7) ロボット先端軸に取り付けた溶接トーチを移動させながら、溶加材を溶融及び凝固させた溶着ビードを積層する積層造形方法であって、
前記溶接トーチの狙い位置及び前記溶着ビードの形状を定めた積層軌道計画に基づいて、前記溶着ビードを形成して積層造形物を造形する途中で、前記溶接トーチと一体に前記ロボット先端軸に設けられた非接触式形状センサにより、既設の溶着ビードの形状プロファイルを測定する工程と、
前記形状プロファイルと前記溶接トーチの狙い位置からビード形状の第一幾何情報を抽出する工程と、
前記積層軌道計画から前記第一幾何情報に対応する第二幾何情報を抽出して前記第一幾何情報と前記第二幾何情報とのずれ量を算出する工程と、
前記ずれ量に応じて、前記積層軌道計画で定めた前記溶着ビードの、ビード長手方向に直交する断面におけるビード高さとビード幅との少なくとも一方を変更して、前記積層軌道計画を更新する工程と、
前記積層軌道計画の更新結果に応じて溶接条件を変更する工程と、
を含み、
前記溶着ビードの長手方向の直交断面における前記形状プロファイルを回帰計算によって曲線モデルに近似させた断面形状近似曲線を、当該断面形状近似曲線の任意点の高さと、前記積層軌道計画で定めた前記溶着ビードの目標形状における該任意点に対応する位置の高さとの差が小さくなるようにし、
前記断面形状近似曲線の最頂部の位置と、前記溶着ビードの目標形成位置との差を前記ずれ量とする、
積層造形方法。
Claims (12)
- ロボット先端軸に取り付けた溶接トーチを移動させながら、溶加材を溶融及び凝固させた溶着ビードを積層する積層造形方法であって、
前記溶接トーチの狙い位置及び前記溶着ビードの形状を定めた積層軌道計画に基づいて、前記溶着ビードを形成して積層造形物を造形する途中で、前記溶接トーチと一体に前記ロボット先端軸に設けられた非接触式形状センサにより、既設の溶着ビードの形状プロファイルを測定する工程と、
前記形状プロファイルと前記溶接トーチの狙い位置からビード形状の第一幾何情報を抽出する工程と、
前記積層軌道計画から前記第一幾何情報に対応する第二幾何情報を抽出して前記第一幾何情報と前記第二幾何情報とのずれ量を算出する工程と、
前記ずれ量に応じて、前記積層軌道計画で定めた前記溶着ビードの、ビード長手方向に直交する断面におけるビード高さとビード幅との少なくとも一方を変更して、前記積層軌道計画を更新する工程と、
前記積層軌道計画の更新結果に応じて溶接条件を変更する工程と、
を含む積層造形方法。 - 前記第一幾何情報と前記第二幾何情報は、前記溶接トーチの狙い位置近傍の幾何学的特徴点、前記ビード高さ、前記ビード幅、前記溶着ビードのビード断面積、ビード外形状を表す断面形状近似曲線のうち、少なくともいずれかの情報を含む請求項1に記載の積層造形方法。
- 前記幾何学的特徴点は、
既設の前記溶着ビードの凸形状の頂点、
前記溶着ビードに隣接する他の溶着ビードとの間でビード外表面が内側に窪んで形成された狭隘部の端点、
前記溶着ビードの幅方向端部と、当該溶着ビードが形成された下層面とが交差する点、
のいずれかを含む請求項2に記載の積層造形方法。 - 前記幾何学的特徴点を、前記溶接トーチの狙い位置近傍に配置された既設の前記溶着ビードから抽出する請求項2又は3に記載の積層造形方法。
- 溶接条件を変更する工程では、
前記溶接トーチの位置、姿勢、溶接速度、溶接電圧、溶接電流、前記溶加材の送給速度のうち、少なくとも1つ、又はいずれか2つ以上を組み合わせて変更する請求項1〜4のいずれか1項に記載の積層造形方法。 - 前記形状プロファイルは、前記非接触式形状センサによる前記溶着ビードの検出方向と平行な面から所定角度傾斜した、前記溶接トーチの軸線を含む平面に投影変換したプロファイルである請求項1〜5のいずれか1項に記載の積層造形方法。
- 前記溶着ビードの長手方向の直交断面における、前記積層軌道計画で定めた前記溶着ビードの目標形状の断面積と、前記形状プロファイルから求めた前記溶着ビードの断面積との差を前記ずれ量とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の積層造形方法。
- 前記溶着ビードの長手方向の直交断面における前記形状プロファイルを、回帰計算によって曲線モデルに近似させた断面形状近似曲線を求め、
前記断面形状近似曲線に囲まれた断面積と、前記積層軌道計画で定めた前記溶着ビードの目標形状の断面積との差を前記ずれ量とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の積層造形方法。 - 前記溶着ビードの長手方向の直交断面における前記形状プロファイルを回帰計算によって曲線モデルに近似させた断面形状近似曲線を、当該断面形状近似曲線で囲まれる領域の断面積と、前記積層軌道計画で定めた前記溶着ビードの目標形状の断面積とが等しくなるようにし、
前記断面形状近似曲線の最頂部の位置と、前記溶着ビードの目標形成位置と差を前記ずれ量とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の積層造形方法。 - 前記溶着ビードの長手方向の直交断面における、前記積層軌道計画で定めた前記溶着ビードの目標形状のビード高さと、前記形状プロファイルから求めた前記溶着ビードのビード高さとの差を前記ずれ量とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の積層造形方法。
- 前記溶着ビードの長手方向の直交断面における前記形状プロファイルを回帰計算によって曲線モデルに近似させた断面形状近似曲線を求め、
前記断面形状近似曲線の任意点の高さと、前記積層軌道計画で定めた前記溶着ビードの目標形状における該任意点に対応する位置の高さとの差を前記ずれ量とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の積層造形方法。 - 前記溶着ビードの長手方向の直交断面における前記形状プロファイルを回帰計算によって曲線モデルに近似させた断面形状近似曲線を、当該断面形状近似曲線の任意点の高さと、前記積層軌道計画で定めた前記溶着ビードの目標形状における該任意点に対応する位置の高さとの差が小さくなるようにし、
前記断面形状近似曲線の最頂部の位置と、前記溶着ビードの目標形成位置との差を前記ずれ量とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の積層造形方法。
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---|---|---|---|---|
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Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6797324B1 (ja) * | 2020-05-20 | 2020-12-09 | 株式会社神戸製鋼所 | 積層造形方法 |
CN113942014B (zh) * | 2021-11-08 | 2023-08-01 | 北京华航唯实机器人科技股份有限公司 | 轨迹生成方法及轨迹生成装置、机器人设备、存储介质 |
WO2023140015A1 (ja) * | 2022-01-19 | 2023-07-27 | 株式会社神戸製鋼所 | 積層造形物の製造方法及び製造装置、制御支援装置、並びにプログラム |
CN117583698B (zh) * | 2024-01-19 | 2024-04-26 | 中建材(合肥)粉体科技装备有限公司 | 一种自动堆焊装置及堆焊控制方法 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6384776A (ja) * | 1986-09-30 | 1988-04-15 | Yaskawa Electric Mfg Co Ltd | 多層溶接方法 |
JPH09182962A (ja) * | 1995-12-28 | 1997-07-15 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | 溶接ロボット |
JP2015229169A (ja) * | 2014-06-04 | 2015-12-21 | 株式会社神戸製鋼所 | 溶接条件導出装置 |
JP2018126760A (ja) * | 2017-02-08 | 2018-08-16 | 株式会社神戸製鋼所 | 積層制御装置、積層制御方法及びプログラム |
WO2019167274A1 (ja) * | 2018-03-02 | 2019-09-06 | 三菱電機株式会社 | 付加製造装置および付加製造方法 |
JP2020001059A (ja) * | 2018-06-27 | 2020-01-09 | 株式会社神戸製鋼所 | 積層造形物の積層計画方法、積層造形物の製造方法及び製造装置 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8367962B2 (en) * | 2007-10-26 | 2013-02-05 | Ariel Andre Waitzman | Automated welding of moulds and stamping tools |
JP7082867B2 (ja) * | 2017-11-06 | 2022-06-09 | 三菱重工コンプレッサ株式会社 | 金属積層造形方法 |
JP6892371B2 (ja) * | 2017-11-14 | 2021-06-23 | 株式会社神戸製鋼所 | 積層造形物の製造方法及び製造装置 |
KR102126288B1 (ko) * | 2018-06-01 | 2020-06-24 | 재단법인한국조선해양기자재연구원 | 파이프 모니터링 오버레이 용접장치 |
JP7188009B2 (ja) | 2018-11-22 | 2022-12-13 | サンケン電気株式会社 | 半導体装置 |
JP6797324B1 (ja) * | 2020-05-20 | 2020-12-09 | 株式会社神戸製鋼所 | 積層造形方法 |
-
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6384776A (ja) * | 1986-09-30 | 1988-04-15 | Yaskawa Electric Mfg Co Ltd | 多層溶接方法 |
JPH09182962A (ja) * | 1995-12-28 | 1997-07-15 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | 溶接ロボット |
JP2015229169A (ja) * | 2014-06-04 | 2015-12-21 | 株式会社神戸製鋼所 | 溶接条件導出装置 |
JP2018126760A (ja) * | 2017-02-08 | 2018-08-16 | 株式会社神戸製鋼所 | 積層制御装置、積層制御方法及びプログラム |
WO2019167274A1 (ja) * | 2018-03-02 | 2019-09-06 | 三菱電機株式会社 | 付加製造装置および付加製造方法 |
JP2020001059A (ja) * | 2018-06-27 | 2020-01-09 | 株式会社神戸製鋼所 | 積層造形物の積層計画方法、積層造形物の製造方法及び製造装置 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
HAN Q., LI Y., ZHANG G.: "Online Control of Deposited Geometry of Multi-layer Multi-bead Structure for Wire and Arc Additive M", TRANSACTIONS ON INTELLIGENT WELDING MANUFACTURING. TRANSACTIONS ON INTELLIGENT WELDING MANUFACTURING, vol. No.1,2017, JPN7020003162, 3 August 2017 (2017-08-03), pages 85 - 93, ISSN: 0004361475 * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102022211564A1 (de) | 2021-11-05 | 2023-05-11 | Renesas Electronics Corporation | Kollisionsvermeidungssystem und damit ausgestattetes fahrzeug |
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