JP2024030382A - Evaluation device, and laminate formation system - Google Patents

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Jae-Hong Park
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an evaluation device capable of appropriately evaluating whether a material is being correctly discharged during execution of a process for forming a laminate, and a laminate formation system provided with the evaluation device.
SOLUTION: An evaluation device 30 for evaluating appropriateness of a discharge position when discharging a material of a layer 41 from a nozzle 12a in a process of laminating the layer 41 on a base 11 to form a laminate 40 comprises: a first identification unit for identifying a designed movement path of a nozzle 12a when a discharge unit 12 including a nozzle 12a moves relative to the base 11 on the basis of design data of the laminate 40; a second identification unit for identifying an actual movement path of the nozzle 12a on the basis of measurement data obtained by measuring a position of the nozzle 12a during execution of the process; and a calculation unit for calculating a positional deviation of an actual discharge position from a designed discharge position on the basis of the designed movement path and the actual movement path.
SELECTED DRAWING: Figure 1
COPYRIGHT: (C)2024,JPO&INPIT

Description

本発明は、評価装置及び積層物形成システムに係り、特に、材料をノズルから吐出する際の吐出位置の適否を評価する評価装置、及びその評価装置を備えた積層物形成システムに関する。 The present invention relates to an evaluation device and a laminate forming system, and more particularly to an evaluation device that evaluates the suitability of a discharge position when discharging material from a nozzle, and a laminate formation system equipped with the evaluation device.

造形用の積層手段としては、例えば、熱溶解積層方式(FDM方式:Fused Deposition Modeling)の積層物形成装置が知られている。FDM方式の積層物形成装置は、熱可塑性樹脂等の材料を熱で溶融し、ベースに対してノズルを相対移動させながら、溶融した材料をノズルからベース上に吐出する。これにより、ベース上に層が形成され、一層ずつ繰り返し積層させることにより所望の積層物が形成される(例えば、特許文献1参照)。 As a laminating means for modeling, for example, a laminate forming apparatus using a fused deposition modeling method (FDM method) is known. An FDM type laminate forming apparatus melts a material such as a thermoplastic resin with heat, and discharges the molten material from the nozzle onto the base while moving the nozzle relative to the base. As a result, layers are formed on the base, and a desired laminate is formed by repeatedly laminating one layer at a time (see, for example, Patent Document 1).

特開2022-83574号公報JP2022-83574A

積層物を形成する工程の実施中において、装置の作動誤差、周囲の振動、及び温度条件等の何らかの原因によって、設計上の吐出位置に対して実際の吐出位置がずれる場合がある。このような吐出位置のずれが一旦発生すると、その位置ずれが生じた後の積層が適切に行われず、所望の積層物が得られなくなる。製造された積層物が当初の要求を満たしていない場合、上記の工程を最初からやり直すことになり、材料費及び製造時間の双方の面において損失が発生する。一方、上記の工程の実施中に位置ずれを逸早く検出することができれば、損失を抑えることができる。 During the process of forming a laminate, the actual discharge position may deviate from the designed discharge position due to some causes such as operational errors of the device, surrounding vibrations, and temperature conditions. Once such a displacement of the discharge position occurs, the lamination after the displacement is not performed appropriately, and a desired laminate cannot be obtained. If the manufactured laminate does not meet the original requirements, the process described above must be restarted from the beginning, resulting in losses both in terms of material costs and manufacturing time. On the other hand, if positional deviation can be detected quickly during the above process, losses can be suppressed.

そこで、本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、積層物を形成する工程の実施中に材料が正しく吐出されているかを評価することが可能な評価装置、及びその評価装置を備えた積層物形成システムを提供することである。 Therefore, the present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and its purpose is to provide an evaluation capable of evaluating whether the material is being correctly discharged during the process of forming a laminate. An object of the present invention is to provide a laminate forming system including an apparatus and an evaluation apparatus for the same.

上記の課題は、本発明の評価装置によれば、ベース上に層を積層して積層物を形成する工程において、層の材料をノズルから吐出する際の吐出位置の適否を評価する評価装置であって、積層物の設計データに基づいて、ベースに対してノズルを含む吐出部が相対的に移動する際のノズルの設計上の移動経路を特定する第1特定部と、工程の実施中におけるノズルの位置を測定して得られる測定データに基づいて、ノズルの実際の移動経路を特定する第2特定部と、設計上の移動経路と、実際の移動経路とに基づいて、設計上の吐出位置に対する実際の吐出位置の位置ずれを算出する算出部と、を備えることにより解決される。 The above problem can be solved by the evaluation apparatus of the present invention, which evaluates the suitability of the ejection position when ejecting the layer material from the nozzle in the process of laminating layers on a base to form a laminate. a first identifying part that identifies a designed movement path of the nozzle when the discharge part including the nozzle moves relative to the base based on the design data of the laminate; a second identifying section that identifies the actual movement path of the nozzle based on measurement data obtained by measuring the position of the nozzle; The problem is solved by including a calculation unit that calculates the positional deviation of the actual ejection position with respect to the position.

上記のように構成された本発明の評価装置では、算出部が設計上の吐出位置に対する実際の吐出位置の位置ずれを算出する。これにより、積層物を形成する工程の実施中に材料が正しく吐出されているかを適切に評価することができる。 In the evaluation device of the present invention configured as described above, the calculation unit calculates the positional deviation of the actual ejection position with respect to the designed ejection position. Thereby, it is possible to appropriately evaluate whether the material is being correctly discharged during the process of forming the laminate.

また、上記の評価装置において、測定データは、層を形成するためにノズルが材料を吐出している間にノズルの位置を測定して得られるデータであってもよい。
上記の構成によれば、評価装置は、ノズル位置の測定データを吐出位置の測定データとして用いることにより、吐出位置の位置ずれを適切に算出することができる。これにより、積層物を形成する工程の実施中に材料が正しく吐出されているかを、より適切に評価することができる。
Furthermore, in the above evaluation device, the measurement data may be data obtained by measuring the position of the nozzle while the nozzle is discharging material to form a layer.
According to the above configuration, the evaluation device can appropriately calculate the displacement of the ejection position by using the measurement data of the nozzle position as the measurement data of the ejection position. Thereby, it is possible to more appropriately evaluate whether the material is being discharged correctly during the process of forming the laminate.

また、上記の評価装置において、吐出部が、ベースにおける積層物が形成される面の上に配置された状態で、ベースに対して相対的に移動しながらノズルから材料を吐出する場合において、吐出部の上面に設けられたマークと、ベースにおける積層物が形成される面に設けられた基準パターンと、を同時に撮影することにより、測定データが得られてもよい。
上記の構成によれば、ノズルの位置が基準パターンを基準として算出されるので、ノズルの実際の移動経路が適切に特定され、吐出位置のずれが適切に算出される。これにより、積層物を形成する工程の実施中に材料が正しく吐出されているかを、より一層適切に評価することができる。
In addition, in the above evaluation device, when the discharge part discharges the material from the nozzle while moving relative to the base while being disposed on the surface of the base on which the laminate is formed, the discharge part The measurement data may be obtained by simultaneously photographing the mark provided on the top surface of the part and the reference pattern provided on the surface of the base on which the laminate is formed.
According to the above configuration, since the position of the nozzle is calculated based on the reference pattern, the actual movement path of the nozzle is appropriately specified, and the displacement of the ejection position is appropriately calculated. Thereby, it is possible to more appropriately evaluate whether the material is being discharged correctly during the process of forming the laminate.

また、上記の評価装置において、測定データは、吐出部に配置されたプリズムに向けて照射される光の反射光に基づいて得られる測位データであってもよい。
上記の構成によれば、ノズルの実際の移動経路が適切に特定されるので、位置ずれが適切に算出される。これにより、積層物を形成する工程の実施中に材料が正しく吐出されているかを適切に評価することができる。
Furthermore, in the above evaluation device, the measurement data may be positioning data obtained based on reflected light of light irradiated toward a prism arranged in the ejection section.
According to the above configuration, the actual movement path of the nozzle is appropriately specified, so the positional deviation is appropriately calculated. Thereby, it is possible to appropriately evaluate whether the material is being correctly discharged during the process of forming the laminate.

また、上記の評価装置において、設計上の移動経路が層ごとに規定されており、算出部は、層ごとに位置ずれを算出してもよい。
上記の構成によれば、算出部が層ごとに位置ずれを算出する。これにより、積層物を形成する工程の実施中、材料が正しく吐出されているかを層ごとに評価することができる。
Furthermore, in the above-mentioned evaluation device, the designed movement route may be defined for each layer, and the calculation unit may calculate the positional shift for each layer.
According to the above configuration, the calculation unit calculates the positional shift for each layer. Thereby, during the process of forming a laminate, it is possible to evaluate whether the material is being correctly discharged layer by layer.

また、上記の評価装置において、算出部は、設計上の移動経路と、ノズルの吐出条件とによって推定される設計上の層の形状に基づいて、設計上の層の形状における第1中心位置を算出し、実際の移動経路と、吐出条件とによって推定される実際の層の形状に基づいて、実際の層の形状における第2中心位置を算出し、第1中心位置と第2中心位置とに基づいて、位置ずれを算出してもよい。
上記の構成によれば、各層におけるノズルの実際の移動経路は、複数の測定点に基づいて算出される。各測定点の位置についての測定誤差は、測定点の間でばらつくことがあるが、第2中心位置を算出する過程において複数の測定点の測定誤差が補正されるので、測定誤差の影響が抑えられた値として第2中心位置が算出される。これにより、安定した位置ずれの値が算出される。この結果、積層物を形成する工程の実施中に材料が正しく吐出されているかをより適切に評価することができる。
Further, in the above evaluation device, the calculation unit calculates the first center position in the designed shape of the layer based on the designed shape of the layer estimated based on the designed movement path and the nozzle discharge conditions. A second center position in the actual layer shape is calculated based on the actual layer shape estimated from the actual movement route and the ejection conditions, and the first center position and the second center position are Based on this, the positional shift may be calculated.
According to the above configuration, the actual movement path of the nozzle in each layer is calculated based on a plurality of measurement points. The measurement error for the position of each measurement point may vary between measurement points, but since the measurement error of multiple measurement points is corrected in the process of calculating the second center position, the influence of measurement error is suppressed. The second center position is calculated as the calculated value. As a result, a stable positional deviation value is calculated. As a result, it is possible to more appropriately evaluate whether the material is being discharged correctly during the process of forming a laminate.

また、上記の評価装置は、位置ずれに基づいて設計上の移動経路を補正してもよい。
上記の構成によれば、位置ずれが発生した場合、その後の工程において、位置ずれを考慮してノズルの設計上の移動経路を補正することで、積層物の形成を適切に続行することができ、完成時点の積層物の品質を確保することができる。これにより、積層物を形成する工程の中断、又はやり直しによる損失コストの発生が抑えられる。
Furthermore, the above-mentioned evaluation device may correct the designed movement route based on the positional deviation.
According to the above configuration, if a positional shift occurs, the formation of the laminate can be continued appropriately by correcting the designed movement path of the nozzle in consideration of the positional shift in the subsequent process. , it is possible to ensure the quality of the laminate at the time of completion. This suppresses the occurrence of lost costs due to interruption or redo of the process of forming the laminate.

また、上記の評価装置は、位置ずれに基づいて設計上の移動経路を層ごとに補正してもよい。
上記の構成によれば、n番目(nは1以上の自然数)の層を形成した際に位置ずれが発生した場合であっても、n+1番目の層の形成段階においては位置ずれが改善されるので、積層物の形成を適切に続行することができる。
Furthermore, the above-mentioned evaluation device may correct the designed movement path for each layer based on the positional deviation.
According to the above configuration, even if misalignment occurs when forming the nth layer (n is a natural number greater than or equal to 1), the misalignment is improved at the stage of forming the n+1th layer. Therefore, the formation of the laminate can be continued appropriately.

また、上記の評価装置において、積層物の設計データは、層ごとに設計上の移動経路を規定した層データを含み、補正部は、1以上の自然数をnとした場合、工程においてn番目の層を形成した後に、n番目の層における位置ずれに基づいて、n+1番目の層データを補正してもよい。
上記の構成によれば、n+1番目の層データが補正されることにより、n+1番目の層の形成段階における位置ずれが抑えられる。これにより、n+1番目以降の層を適切に形成することができる。
Further, in the above evaluation device, the design data of the laminate includes layer data that defines a designed movement path for each layer, and the correction unit is configured to perform the After forming the layers, the (n+1)th layer data may be corrected based on the positional shift in the nth layer.
According to the above configuration, by correcting the (n+1)th layer data, positional deviation in the formation stage of the (n+1)th layer can be suppressed. Thereby, the (n+1)th and subsequent layers can be appropriately formed.

上記の課題は、本発明の積層物形成システムによれば、上記の評価装置と、吐出部を有し、積層物を形成する積層物形成装置と、を備えることにより解決される。 The above problem is solved by the laminate forming system of the present invention, which includes the above-mentioned evaluation device and a laminate forming device that has a discharge section and forms a laminate.

上記のように構成された本発明の積層物形成システムでは、積層物形成システムが上記の評価装置を備えることにより、例えば、位置ずれが算出された時点で工程を中断する等して、位置ずれに起因する損失コストの発生を抑えることができる。 In the laminate forming system of the present invention configured as described above, the laminate forming system is equipped with the above evaluation device, so that, for example, the process is interrupted when the positional deviation is calculated, and the positional deviation is detected. It is possible to suppress the occurrence of loss costs caused by

本発明によれば、積層物を形成する工程の実施中に材料が正しく吐出されているかを適切に評価することが可能な評価装置、及び、その評価装置を備えた積層物形成システムを提供することができる。 According to the present invention, there is provided an evaluation device that can appropriately evaluate whether materials are being correctly discharged during the process of forming a laminate, and a laminate forming system equipped with the evaluation device. be able to.

本発明の第1実施形態に係る積層物形成システムの全体構成を示す図である。1 is a diagram showing the overall configuration of a laminate forming system according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態に係る積層物形成システムのハードウェア構成図である。FIG. 1 is a hardware configuration diagram of a laminate forming system according to a first embodiment of the present invention. 図2の評価装置の機能に関するブロック図である。3 is a block diagram regarding the functions of the evaluation device of FIG. 2. FIG. 設計データ取得部が取得する設計データの概念図である。It is a conceptual diagram of the design data which a design data acquisition part acquires. 設計データを層別処理した後の層データの概念図である。FIG. 3 is a conceptual diagram of layer data after the design data is subjected to layered processing. ノズルの吐出条件について説明する図である。It is a figure explaining the ejection conditions of a nozzle. ノズルの吐出条件の一例を示す図である。It is a figure showing an example of discharge conditions of a nozzle. ノズルの吐出条件の他の例を示す図である。It is a figure showing other examples of discharge conditions of a nozzle. ノズルの設計上の移動経路の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of a designed movement path of a nozzle. ノズルの実際の移動経路の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of an actual movement path of a nozzle. ノズルの設計上の移動経路の一例における第1中心位置を示す図である。It is a figure which shows the 1st center position in an example of the designed movement route of a nozzle. ノズルの実際の移動経路の一例における第2中心位置を示す図である。It is a figure which shows the 2nd center position in an example of the actual movement path of a nozzle. 評価装置による処理を示すフロー図である。It is a flow diagram showing processing by an evaluation device. 本発明の第2実施形態に係る積層物形成システムの全体構成を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing the overall configuration of a laminate forming system according to a second embodiment of the present invention.

<<本発明の第1実施形態に係る積層物形成システムについて>>
以下、本発明の第1実施形態(以下、本実施形態)に係る積層物形成システムについて、添付の図面を参照しながら説明する。
なお、図面では、説明を分かり易くするために幾分簡略化及び模式化して各部材を図示している。また、図中に示す各部材のサイズ(寸法)及び部材間の間隔等についても、実際のものとは異なっている。
<<About the laminate forming system according to the first embodiment of the present invention>>
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A laminate forming system according to a first embodiment (hereinafter referred to as the present embodiment) of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
In addition, in the drawings, each member is illustrated in a somewhat simplified and schematic manner to make the explanation easier to understand. Further, the sizes (dimensions) of each member shown in the drawings, the intervals between members, etc. are also different from the actual ones.

また、本明細書において、互いに直交する3つの方向をX、Y、Z方向とする。X方向及びY方向は、水平方向に相当し、Z方向は、鉛直方向に相当する。なお、「直交」及び「水平」は、本発明の技術分野において一般的に許容される誤差の範囲を含み、厳密な直交及び水平に対して数度(例えば2~3°)未満の範囲内でずれている状態も含むものとする。 Further, in this specification, three mutually orthogonal directions are referred to as X, Y, and Z directions. The X direction and the Y direction correspond to the horizontal direction, and the Z direction corresponds to the vertical direction. Note that "orthogonal" and "horizontal" include the generally allowable error range in the technical field of the present invention, and are within a range of less than several degrees (for example, 2 to 3 degrees) with respect to strict orthogonality and horizontality. This also includes the state where the values are out of alignment.

図1は、本実施形態に係る積層物形成システムの全体構成を示す模式図である。図1に示すように、積層物形成システム1は、積層物形成装置10と、測定装置20と、評価装置30とを備える。 FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of a laminate forming system according to this embodiment. As shown in FIG. 1, the laminate forming system 1 includes a laminate forming apparatus 10, a measuring device 20, and an evaluation device 30.

<積層物形成装置>
積層物形成装置10は、熱溶解積層方式(FDM方式)を採用した一般的な積層物形成装置と略同様の構成であり、図1に示すように、ベース11と、ノズル12aを含む吐出部12とを有する。積層物形成装置10は、材料を熱で溶融し、ベース11に対して吐出部12を相対的に移動させながら、溶融した材料をノズル12aからベース11上に吐出する。これにより、ベース11上に層41が形成され、一層ずつ繰り返し積層させることにより所望の積層物40が形成される。層41の材料は、FDM方式に用いられる一般的な材料であり、例えば、金属材料、非金属材料(無機又は有機材料)、及びこれらの複合材料のいずれであってもよい。
<Laminated product forming device>
The laminate forming apparatus 10 has approximately the same configuration as a general laminate forming apparatus that employs a fused deposition modeling method (FDM method), and as shown in FIG. 12. The laminate forming apparatus 10 melts the material with heat, and discharges the melted material onto the base 11 from the nozzle 12a while moving the discharge section 12 relative to the base 11. As a result, a layer 41 is formed on the base 11, and a desired laminate 40 is formed by repeatedly laminating the layers one by one. The material of the layer 41 is a general material used in the FDM method, and may be, for example, a metal material, a nonmetal material (inorganic or organic material), or a composite material thereof.

ベース11は、積層物40が積層されるステージ又はテーブルである。ベース11の面11aは、X方向及びY方向(すなわち水平方向)に延出し、面11a上には積層物40が形成される。また、面11aには、図1に示すように、基準パターン11bが設けられている。基準パターン11bは、測定装置20に含まれるカメラ21によって吐出部12の上面12bに設けられた後述するマーク12cを撮影した際、撮影画像におけるマーク12cのX,Y座標の基準となる。基準パターン11bは、X,Y座標を示す基準パターンであればどのパターンであってもよく、本実施形態では、X方向及びY方向のそれぞれに延出するラインで構成された格子状のパターンとする。
なお、基準パターン11bに示されたX,Y座標の基準(本実施形態では、X方向及びY方向のそれぞれに延出するラインの交点)は、評価装置30側であらかじめ把握されている。これにより、マーク12cと基準パターン11bとの位置関係が分かれば、マーク12cのX,Y座標の位置がわかる。
The base 11 is a stage or table on which the laminate 40 is stacked. A surface 11a of the base 11 extends in the X direction and the Y direction (ie, horizontal direction), and a laminate 40 is formed on the surface 11a. Further, as shown in FIG. 1, a reference pattern 11b is provided on the surface 11a. The reference pattern 11b serves as a reference for the X and Y coordinates of the mark 12c in the photographed image when the camera 21 included in the measuring device 20 photographs a mark 12c, which will be described later, provided on the upper surface 12b of the discharge section 12. The reference pattern 11b may be any reference pattern as long as it indicates the X and Y coordinates, and in this embodiment, it is a lattice pattern made up of lines extending in each of the X and Y directions. do.
Note that the standards of the X and Y coordinates shown in the standard pattern 11b (in this embodiment, the intersections of lines extending in the X direction and the Y direction) are known in advance on the evaluation device 30 side. As a result, if the positional relationship between the mark 12c and the reference pattern 11b is known, the X and Y coordinate position of the mark 12c can be found.

吐出部12は、面11aの上に配置された状態で、ベース11に対して相対的に移動する。「ベース11に対して相対的に移動」とは、ベース11及び吐出部12の少なくとも一方が移動可能で互いの相対位置が変化する状態である。本実施形態では、ベース11がZ方向に昇降し、吐出部12がX,Y方向に移動する。積層物形成装置10は、Z方向に延出する不図示のレールに沿ってベース11を昇降させ、X,Y方向のそれぞれに延出する不図示のレールに沿って吐出部12を移動させる。なお、積層物形成装置10は、このようなレールによる移動機構を用いなくても、例えば、ロボットアームを用いて、ロボットアームの先端に吐出部12を配置した状態で吐出部12を移動させる機構を用いてもよい。
ノズル12aは、吐出部12の下面に設けられており、ベース11に対して吐出部12が相対的に移動しているときに材料を吐出する。
マーク12cは、吐出部12の上面12bに設けられており、ノズル12aの吐出口の直上に位置する。マーク12cは、カメラ21で撮影した際に撮影画像として認識できればどのようなマークであってよい。
The discharge part 12 moves relative to the base 11 while being disposed on the surface 11a. "Moving relative to the base 11" is a state in which at least one of the base 11 and the discharge section 12 is movable and their relative positions with respect to each other change. In this embodiment, the base 11 moves up and down in the Z direction, and the discharge section 12 moves in the X and Y directions. The laminate forming apparatus 10 moves the base 11 up and down along the unillustrated rails extending in the Z direction, and moves the discharge part 12 along the unillustrated rails extending in the X and Y directions. Note that the laminate forming apparatus 10 does not need to use such a movement mechanism using rails, but can be configured by using a mechanism that moves the discharge part 12 with the discharge part 12 disposed at the tip of the robot arm, for example, using a robot arm. may also be used.
The nozzle 12a is provided on the lower surface of the discharge section 12, and discharges the material when the discharge section 12 is moving relative to the base 11.
The mark 12c is provided on the upper surface 12b of the discharge section 12, and is located directly above the discharge port of the nozzle 12a. The mark 12c may be any type of mark as long as it can be recognized as a photographed image when photographed with the camera 21.

積層物形成装置10は、不図示のコントローラ部を有する。コントローラ部は、後述する層データ62に基づいてベース11及び吐出部12のそれぞれの駆動部を制御し、積層物40を形成する工程を実施する。 The laminate forming apparatus 10 includes a controller section (not shown). The controller section controls the respective drive sections of the base 11 and the discharge section 12 based on layer data 62, which will be described later, and executes the process of forming the laminate 40.

測定装置20は、図1に示すようにカメラ21を有する。カメラ21は、図1に示すように、マーク12cと、基準パターン11bとを同時に撮影する。撮影された画像データ(測定データ)は、測定装置20から評価装置30に送信される。 The measuring device 20 has a camera 21 as shown in FIG. The camera 21 simultaneously photographs the mark 12c and the reference pattern 11b, as shown in FIG. The photographed image data (measurement data) is transmitted from the measurement device 20 to the evaluation device 30.

<評価装置>
評価装置30は、ベース11上に層41を積層して積層物40を形成する工程において、層41の材料をノズル12aから吐出する際の吐出位置の適否を評価する。
より具体的には、評価装置30は、X-Y平面上において、設計上の吐出位置に対する実際の吐出位置の位置ずれS(図11参照)を算出し、吐出位置の適否を評価する。さらに、評価装置30は、評価結果の位置ずれSに応じて層データ62(図5参照)を補正する。
なお、「吐出位置」は、X-Y平面上において、ノズル12aの位置、換言するとノズル12aの吐出口の直上のマーク12cの位置と重複する。したがって、評価装置30は、吐出位置の代用として、ノズル12a(具体的にはマーク12c)の位置を用いて、吐出位置の適否を評価する。
<Evaluation device>
The evaluation device 30 evaluates the suitability of the discharge position when the material of the layer 41 is discharged from the nozzle 12a in the step of laminating the layer 41 on the base 11 to form the laminate 40.
More specifically, the evaluation device 30 calculates the positional deviation S (see FIG. 11) of the actual ejection position with respect to the designed ejection position on the XY plane, and evaluates the suitability of the ejection position. Furthermore, the evaluation device 30 corrects the layer data 62 (see FIG. 5) according to the positional deviation S of the evaluation result.
Note that the "ejection position" overlaps with the position of the nozzle 12a, in other words, the position of the mark 12c directly above the ejection opening of the nozzle 12a on the XY plane. Therefore, the evaluation device 30 uses the position of the nozzle 12a (specifically, the mark 12c) as a substitute for the ejection position to evaluate the appropriateness of the ejection position.

評価装置30は、コンピュータ等の情報処理端末で構成されている。
図2は、本実施形態に係る積層物形成システムのハードウェア構成図である。図2に示すように、評価装置30は、ハードウェアとして、プロセッサ31、記憶装置32、通信インターフェース33、入力装置34、及び表示装置35を備える。
The evaluation device 30 is composed of an information processing terminal such as a computer.
FIG. 2 is a hardware configuration diagram of the laminate forming system according to this embodiment. As shown in FIG. 2, the evaluation device 30 includes a processor 31, a storage device 32, a communication interface 33, an input device 34, and a display device 35 as hardware.

プロセッサ31は、プログラムに記述された命令セットを実行するためのハードウェア(例えばCPU)である。そして、プロセッサ31は、記憶装置32に記憶されるプログラムやデータに基づいて各種の演算処理を実行するとともに、評価装置30の各部を制御する。 The processor 31 is hardware (for example, a CPU) for executing a set of instructions written in a program. The processor 31 executes various arithmetic processing based on programs and data stored in the storage device 32, and also controls each section of the evaluation device 30.

記憶装置32は、例えばメモリ、磁気ディスク装置を含み構成され、各種のプログラムやデータを記憶するほか、プロセッサ31のワークメモリとしても機能する。なお、記憶装置32には、フラッシュメモリ、光学ディスク等の情報記憶媒体が含まれていてもよい。 The storage device 32 includes, for example, a memory and a magnetic disk device, and in addition to storing various programs and data, it also functions as a work memory for the processor 31. Note that the storage device 32 may include an information storage medium such as a flash memory or an optical disk.

通信インターフェース33は、例えばネットワークインターフェースカードを含み構成され、積層物形成装置10及び測定装置20と通信する。本実施形態では、通信インターフェース33は無線通信及び有線通信のいずれの通信方法を適用してもよい。 The communication interface 33 includes, for example, a network interface card, and communicates with the laminate forming device 10 and the measuring device 20. In this embodiment, the communication interface 33 may use either wireless communication or wired communication.

入力装置34は、例えばタッチパネル、キーボード、ボタン等を含み構成され、ユーザからの入力を受け付ける。 The input device 34 includes, for example, a touch panel, a keyboard, buttons, etc., and receives input from the user.

表示装置35は、例えば液晶ディスプレイ装置、有機ELディスプレイ装置等を含み構成され、プロセッサ31により生成されるグラフィックデータに基づく画面を出力する。 The display device 35 includes, for example, a liquid crystal display device, an organic EL display device, etc., and outputs a screen based on the graphic data generated by the processor 31.

<評価装置に備えられる機能>
次に、図3を参照しながら、上記の処理を実現するために評価装置30に備えられる機能について説明する。図3は、評価装置30の機能ブロック図である。
図3に示すように、評価装置30は、機能として、設計データ取得部51、設計データ層別処理部52、層データ記憶部53、吐出条件取得部54、測定データ取得部55、第1特定部56、第2特定部57、算出部58、及び補正部59を備える。
<Functions provided by the evaluation device>
Next, with reference to FIG. 3, functions provided in the evaluation device 30 to realize the above processing will be described. FIG. 3 is a functional block diagram of the evaluation device 30.
As shown in FIG. 3, the evaluation device 30 has a design data acquisition section 51, a design data stratification processing section 52, a layer data storage section 53, a discharge condition acquisition section 54, a measurement data acquisition section 55, a first specific It includes a section 56, a second specifying section 57, a calculating section 58, and a correcting section 59.

評価装置30に備えられた上記各部の機能は、プロセッサ31が記憶装置32に記憶されるプログラム及びデータに基づいて評価装置30の各部を制御することにより実現される。なお、評価装置30は、上記のプログラムを、コンピュータ読み取り可能な情報記憶媒体から読み込むこととしてもよいし、インターネット又はイントラネット等の通信網を介して受信してもよい。
以下、評価装置30に備えられる上記の各部の機能の詳細について説明する。
The functions of the above-mentioned units included in the evaluation device 30 are realized by the processor 31 controlling each unit of the evaluation device 30 based on the program and data stored in the storage device 32. Note that the evaluation device 30 may read the above program from a computer-readable information storage medium, or may receive the program via a communication network such as the Internet or an intranet.
Hereinafter, the details of the functions of the above-mentioned parts provided in the evaluation device 30 will be explained.

[設計データ取得部の説明]
設計データ取得部51は、図4に示す設計データ61を取得して記憶する。設計データ取得部51は、主に評価装置30のプロセッサ31により実現される。
設計データ61の生成方法としては、まず、3次元CAD用のソフトウェアを用いて、3次元CADモデルを構築し、その構築されたモデルを3次元メッシュモデルに変換する。続いて、3Dプリンタ用のデータ加工ソフトウェアを用いて、上記の3次元メッシュモデルを積層モデルとして規定し、その積層モデルにおける各層の形状を2次元座標空間(X-Y座標空間)における複数の座標点で規定する。この各座標点にZ座標を加えることにより、図4に示すように、すべての層の形状を3次元座標空間における複数の座標点61aとして集約する。
このように、積層モデルに含まれる各層の形状を規定した3次元座標空間の各座標点61aで構成されたものが設計データ61となる。
設計データ61は、例えば3Dプリンタにて一般的に用いられるGコードのことである。
[Description of design data acquisition section]
The design data acquisition unit 51 acquires and stores the design data 61 shown in FIG. 4 . The design data acquisition unit 51 is mainly realized by the processor 31 of the evaluation device 30.
As a method for generating the design data 61, first, a three-dimensional CAD model is constructed using three-dimensional CAD software, and the constructed model is converted into a three-dimensional mesh model. Next, using data processing software for 3D printers, the above three-dimensional mesh model is defined as a layered model, and the shape of each layer in the layered model is determined by multiple coordinates in a two-dimensional coordinate space (XY coordinate space). Defined by points. By adding the Z coordinate to each coordinate point, the shapes of all layers are aggregated as a plurality of coordinate points 61a in the three-dimensional coordinate space, as shown in FIG.
In this way, the design data 61 is composed of each coordinate point 61a in a three-dimensional coordinate space that defines the shape of each layer included in the layered model.
The design data 61 is, for example, G code commonly used in 3D printers.

[設計データ層別処理部の説明]
設計データ層別処理部52は、図5に示すように、設計データ61を層モデルごとに細分化して複数の層データ62を生成する。各層データ62が示す各座標点61aのZ座標は、同じ層においては同じ値を示す。設計データ層別処理部52は、Z座標の値に基づいて各座標点61aを層ごとに分類する。これにより、層データ62は、各層の形状を規定するための座標点61aの集合体で構成されたデータとなる。層データ62の各座標点61aのX,Y座標は、各層の形状を2次元座標空間で規定する。
設計データ層別処理部52は、主に評価装置30のプロセッサ31により実現される。
[Description of design data stratification processing section]
As shown in FIG. 5, the design data layered processing unit 52 subdivides the design data 61 into each layer model to generate a plurality of layer data 62. The Z coordinate of each coordinate point 61a indicated by each layer data 62 indicates the same value in the same layer. The design data stratification processing unit 52 classifies each coordinate point 61a into layers based on the Z coordinate value. Thereby, the layer data 62 becomes data composed of a collection of coordinate points 61a for defining the shape of each layer. The X and Y coordinates of each coordinate point 61a of the layer data 62 define the shape of each layer in a two-dimensional coordinate space.
The design data stratification processing unit 52 is mainly realized by the processor 31 of the evaluation device 30.

[層データ記憶部の説明]
層データ記憶部53は、設計データ層別処理部52で生成された層データ62が記憶される。層データ記憶部53は、主に評価装置30の記憶装置32により実現される。
なお、評価装置30は、積層物40を形成する工程を開始する前に、入力装置34からユーザの指示を受けて、積層物40を形成するためのすべての層データ62を積層物形成装置10のコントローラ部に送信する。積層物形成装置10は、コントローラ部に各層データ62を記憶し、各層データ62に基づいてベース11及び吐出部12のそれぞれの駆動部を制御し、積層物40を形成する工程を開始する。
また、評価装置30は、後述する補正部59によって層データ62を補正した場合、補正した層データ62を積層物形成装置10のコントローラ部に送信する。積層物形成装置10は、記憶しているすべての層データ62のうち、対象となる層データ62のみを更新する。
[Description of layer data storage section]
The layer data storage unit 53 stores layer data 62 generated by the design data layered processing unit 52. The layer data storage section 53 is mainly realized by the storage device 32 of the evaluation device 30.
Note that, before starting the step of forming the laminate 40, the evaluation device 30 receives a user's instruction from the input device 34 and inputs all the layer data 62 for forming the laminate 40 to the laminate forming device 10. The data is sent to the controller section. The laminate forming apparatus 10 stores each layer data 62 in the controller section, controls each driving section of the base 11 and the discharge section 12 based on each layer data 62, and starts the process of forming the laminate 40.
Furthermore, when the layer data 62 is corrected by the correction section 59 described later, the evaluation device 30 transmits the corrected layer data 62 to the controller section of the laminate forming apparatus 10. The laminate forming apparatus 10 updates only the target layer data 62 among all the stored layer data 62.

[吐出条件取得部の説明]
吐出条件取得部54は、設計上のノズル12aの吐出条件を取得して記憶する。吐出条件取得部54は、主に評価装置30のプロセッサ31により実現される。
「吐出条件」には、図6に示すように、ノズル12aの吐出口の直径D、ベース11に対するノズル12aの相対的な移動速度V、ノズル12aが吐出口から材料を吐出する際の吐出速度U、及びノズル12aの吐出口とベース11の面11aとの間隔G等が含まれる。なお、上記の吐出条件の値は、表示装置35に表示された指示に従ってあらかじめユーザによって入力装置34を介して入力される。
[Description of the discharge condition acquisition unit]
The discharge condition acquisition unit 54 acquires and stores the designed discharge conditions of the nozzle 12a. The ejection condition acquisition unit 54 is mainly realized by the processor 31 of the evaluation device 30.
As shown in FIG. 6, the "discharge conditions" include the diameter D of the discharge port of the nozzle 12a, the relative moving speed V of the nozzle 12a with respect to the base 11, and the discharge speed when the nozzle 12a discharges the material from the discharge port. U, and the distance G between the discharge port of the nozzle 12a and the surface 11a of the base 11. Note that the values of the above ejection conditions are input in advance by the user via the input device 34 according to instructions displayed on the display device 35.

図7Aはノズル12aの吐出条件の一例を示す図であり、図7Bはノズル12aの吐出条件の他の一例を示す図である。
図7Aは、G/Dの比率を1.2とし、V/Uの比率を1とした場合を示す。この場合、間隔Gが直径Dに比べて大きく、ノズル12aの移動速度Vがノズル12aの吐出速度Uと同程度なので、形成される層41の断面は、例えば略円形状となる。この場合、層41の断面における幅B及び高さHは同程度の寸法となる。
一方で、図7Bは、G/Dの比率を0.6とし、V/Uの比率を0.5とした場合を示す。この場合、間隔Gが直径Dに比べて小さく、ノズル12aの移動速度Vがノズル12aの吐出速度Uに比べて遅いので、形成される層41の断面はノズル12aの移動方向と直交する水平方向を長手方向とし鉛直方向を短手方向とする楕円形状となる。この場合、層41の断面において、幅Bの寸法は高さHの寸法よりも大きくなる。
このようにノズル12aの吐出条件によって層41の断面形状は変化する。なお、図7A及び7Bで示した層41の断面形状は、説明を分かりやすくするための便宜的に例示したものであり、吐出される材料の種類等によって変化する。
FIG. 7A is a diagram showing an example of the discharge conditions of the nozzle 12a, and FIG. 7B is a diagram showing another example of the discharge conditions of the nozzle 12a.
FIG. 7A shows a case where the G/D ratio is 1.2 and the V/U ratio is 1. In this case, since the interval G is larger than the diameter D and the moving speed V of the nozzle 12a is approximately the same as the ejection speed U of the nozzle 12a, the cross section of the layer 41 to be formed has, for example, a substantially circular shape. In this case, the width B and height H in the cross section of the layer 41 are approximately the same.
On the other hand, FIG. 7B shows a case where the G/D ratio is 0.6 and the V/U ratio is 0.5. In this case, since the interval G is smaller than the diameter D and the moving speed V of the nozzle 12a is slower than the ejection speed U of the nozzle 12a, the cross section of the layer 41 to be formed is in the horizontal direction perpendicular to the moving direction of the nozzle 12a. It has an elliptical shape with the longitudinal direction being the vertical direction and the short direction being the vertical direction. In this case, in the cross section of the layer 41, the width B is larger than the height H.
In this way, the cross-sectional shape of the layer 41 changes depending on the discharge conditions of the nozzle 12a. Note that the cross-sectional shape of the layer 41 shown in FIGS. 7A and 7B is an example for convenience to make the explanation easier to understand, and changes depending on the type of material to be discharged.

[測定データ取得部の説明]
測定データ取得部55は、積層物40を形成する工程の実施中におけるノズル12aの位置を測定して得られる測定データを取得する。測定データ取得部55は、主に評価装置30のプロセッサ31、記憶装置32、及び通信インターフェース33により実現される。
測定データは、吐出部12の上面12bに設けられたマーク12cと、ベース11における積層物40が形成される面11aに設けられた基準パターン11bと、をカメラ21によって同時に撮影することにより得られる画像データである。測定データは、層41ごとに取得される。また、測定データは、それぞれの層41において、層41の形成を開始から終了するまでの間に、所定のサンプリング周期に基づいて複数取得される。
なお、上記で説明したように、評価装置30は、吐出位置として、ノズル12a(マーク12c)の位置を用いる。したがって、「測定データ」は、ノズル12aの位置を測定して得られるデータのうち、層41を形成するためにノズル12aが材料を吐出している間のデータに限定される。
[Description of measurement data acquisition section]
The measurement data acquisition unit 55 acquires measurement data obtained by measuring the position of the nozzle 12a during the process of forming the laminate 40. The measurement data acquisition section 55 is mainly realized by the processor 31, the storage device 32, and the communication interface 33 of the evaluation device 30.
The measurement data is obtained by simultaneously photographing the mark 12c provided on the upper surface 12b of the discharge part 12 and the reference pattern 11b provided on the surface 11a of the base 11 on which the laminate 40 is formed using the camera 21. This is image data. Measurement data is acquired for each layer 41. Further, a plurality of pieces of measurement data are acquired for each layer 41 based on a predetermined sampling period from the start to the end of forming the layer 41.
Note that, as explained above, the evaluation device 30 uses the position of the nozzle 12a (mark 12c) as the ejection position. Therefore, "measurement data" is limited to data obtained by measuring the position of the nozzle 12a while the nozzle 12a is discharging material to form the layer 41.

[第1特定部の説明]
第1特定部56は、積層物40の設計データ61に基づいて、ベース11に対してノズル12aを含む吐出部12が相対的に移動する際のノズル12aの設計上の移動経路63を特定する。第1特定部56は、主に評価装置30のプロセッサ31及び記憶装置32により実現される。
図8は、ノズル12aの設計上の移動経路63の一例を示す図である。図8に示すように、ノズル12aの設計上の移動経路63は、層41ごとに規定された2次元の移動経路である。
第1特定部56は、層41ごとに設計上の移動経路63を規定するために層データ記憶部53から層データ62を取得する。そして、第1特定部56は、層データ62に基づいてX,Y座標で規定された複数の設計点63aを設定し、各設計点63aを順にたどることにより設計上の移動経路63を特定する。なお、設計上の移動経路63において互いに隣り合う設計点63aの間隔は、あらかじめ設定された積層物40の三次元データのメッシュサイズによって変化するので、ユーザは、最終的に形成される積層物40に求める品質に応じて積層物40の三次元データのメッシュサイズを設定する。
[Description of the first specific part]
The first specifying unit 56 specifies, based on design data 61 of the laminate 40, a designed movement path 63 of the nozzle 12a when the discharge section 12 including the nozzle 12a moves relative to the base 11. . The first specifying unit 56 is mainly realized by the processor 31 and the storage device 32 of the evaluation device 30.
FIG. 8 is a diagram showing an example of a designed movement path 63 of the nozzle 12a. As shown in FIG. 8, the designed movement path 63 of the nozzle 12a is a two-dimensional movement path defined for each layer 41.
The first specifying unit 56 acquires layer data 62 from the layer data storage unit 53 in order to define a designed movement route 63 for each layer 41. Then, the first specifying unit 56 sets a plurality of design points 63a defined by X and Y coordinates based on the layer data 62, and specifies the designed movement route 63 by sequentially tracing each design point 63a. . Note that the interval between adjacent design points 63a on the designed movement path 63 changes depending on the mesh size of the three-dimensional data of the laminate 40 set in advance, so the user can The mesh size of the three-dimensional data of the laminate 40 is set according to the quality required.

[第2特定部の説明]
第2特定部57は、測定データに基づいて、ノズル12aの実際の移動経路64を特定する。第2特定部57は、主に評価装置30のプロセッサ31、記憶装置32、及び通信インターフェース33により実現される。
図9は、ノズル12aの実際の移動経路64の一例を示す図である。図9に示すように、ノズル12aの実際の移動経路64は、層41ごとに設定されている。
第2特定部57は、測定データ取得部55から測定データを取得し、測定データに基づいてX,Y座標で規定された複数の測定点64aを設定し、それぞれの層41における各測定点64aを順にたどることによって実際の移動経路64を設定する。
なお、同じ層41において互いに隣り合う測定点64aの間隔は、測定装置20で設定される所定のサンプリング周期によって変化する。したがって、ユーザは、ノズル12aの実際の移動経路64の特定に求める精度(すなわち、後述する位置ずれSの算出に求める精度)に応じて測定装置20側のサンプリング周期をあらかじめ設定する。
[Description of the second specific part]
The second specifying unit 57 specifies the actual movement path 64 of the nozzle 12a based on the measurement data. The second specifying unit 57 is mainly realized by the processor 31, the storage device 32, and the communication interface 33 of the evaluation device 30.
FIG. 9 is a diagram showing an example of an actual movement path 64 of the nozzle 12a. As shown in FIG. 9, the actual moving path 64 of the nozzle 12a is set for each layer 41.
The second specifying unit 57 acquires the measurement data from the measurement data acquisition unit 55, sets a plurality of measurement points 64a defined by X and Y coordinates based on the measurement data, and sets each measurement point 64a in each layer 41. The actual travel route 64 is set by sequentially tracing the following.
Note that the interval between the measurement points 64a adjacent to each other in the same layer 41 changes depending on a predetermined sampling period set by the measurement device 20. Therefore, the user sets the sampling period on the measuring device 20 side in advance in accordance with the accuracy required for specifying the actual movement path 64 of the nozzle 12a (that is, the accuracy required for calculating the positional deviation S, which will be described later).

[算出部の説明]
算出部58は、図10及び11に示すように、ノズル12aの設計上の移動経路63と、ノズル12aの実際の移動経路64とに基づいて、設計上の吐出位置に対する実際の吐出位置の位置ずれSを算出する。算出部58は、評価装置30のプロセッサ31及び記憶装置32により実現される。
[Description of calculation section]
As shown in FIGS. 10 and 11, the calculation unit 58 calculates the position of the actual ejection position relative to the designed ejection position based on the designed movement path 63 of the nozzle 12a and the actual movement path 64 of the nozzle 12a. Calculate the deviation S. The calculation unit 58 is realized by the processor 31 and the storage device 32 of the evaluation device 30.

以下、位置ずれSの算出過程について詳細に説明する。
算出部58は、第1中心位置算出部58a、第2中心位置算出部58b、及び位置ずれ算出部58cを有する。
The process of calculating the positional deviation S will be described in detail below.
The calculation unit 58 includes a first center position calculation unit 58a, a second center position calculation unit 58b, and a positional deviation calculation unit 58c.

まず、図10を参照しながら、第1中心位置算出部58aについて説明する。図10は、ノズル12aの設計上の移動経路63の一例における第1中心位置66を示す図である。
第1中心位置算出部58aは、図10に示すように、ノズル12aの設計上の移動経路63と、ノズル12aの吐出条件とによって推定される設計上の層41の形状65に基づいて、設計上の層41の形状65における第1中心位置66を算出する。
より詳細に説明すると、第1中心位置算出部58aは、吐出条件取得部54から直径D、移動速度V、吐出速度U、及び間隔G等を含む吐出条件の値を取得して層41の幅Bを算出する。さらに、第1中心位置算出部58aは、第1特定部56からノズル12aの設計上の移動経路63の情報を取得する。第1中心位置算出部58aは、ノズル12aの設計上の移動経路63に設計上の層41の幅Bを適用することより設計上の層41の形状65を推定し、形状65の第1中心位置66を算出する。
第1中心位置66は、設計上の層41の形状65を2次元モデルと仮定し、例えば次式により求められる。
First, the first center position calculation section 58a will be explained with reference to FIG. FIG. 10 is a diagram showing a first center position 66 in an example of the designed movement path 63 of the nozzle 12a.
As shown in FIG. 10, the first center position calculation unit 58a calculates the designed shape 65 of the layer 41 estimated based on the designed movement path 63 of the nozzle 12a and the discharge conditions of the nozzle 12a. A first center position 66 in the shape 65 of the upper layer 41 is calculated.
To explain in more detail, the first center position calculation unit 58a acquires the values of the ejection conditions including the diameter D, the moving speed V, the ejection speed U, the interval G, etc. from the ejection condition acquisition unit 54, and determines the width of the layer 41. Calculate B. Furthermore, the first center position calculation unit 58a acquires information about the designed movement path 63 of the nozzle 12a from the first identification unit 56. The first center position calculation unit 58a estimates the designed shape 65 of the layer 41 by applying the designed width B of the layer 41 to the designed movement path 63 of the nozzle 12a, and calculates the first center of the shape 65. Calculate position 66.
The first center position 66 is determined by, for example, the following equation, assuming that the designed shape 65 of the layer 41 is a two-dimensional model.

式1のXは第1中心位置66のX座標を示し、Yは第1中心位置66のY座標を示す。m,x、yは、設計上の層41の形状65の任意の点における情報を示し、mは質量、xはx座標、yはy座標を示す。幅Bの値が一定であると仮定すると、形状65は、点(x、y)の集合であると仮定することができる。
なお、設計上の層41の形状65は2次元モデルと仮定するので、質量mを考慮せず、数式1において質量mに1を代入すると次式となる。
In Equation 1, XG indicates the X coordinate of the first center position 66, and YG indicates the Y coordinate of the first center position 66. m i , x i , y i represent information at an arbitrary point of the designed shape 65 of the layer 41, m i represents the mass, x i represents the x coordinate, and y i represents the y coordinate. Assuming that the value of width B is constant, shape 65 can be assumed to be a set of points (x i , y i ).
Note that since the designed shape 65 of the layer 41 is assumed to be a two-dimensional model, the following equation is obtained by substituting 1 for the mass m i in Equation 1 without considering the mass m i .

このように、数式2によって、第1中心位置66が層41ごとに求められる。 In this way, the first center position 66 is determined for each layer 41 using Equation 2.

次に、図11を参照しながら、第2中心位置算出部58bについて説明する。図11は、ノズル12aの実際の移動経路64の一例における第2中心位置68を示す図である。
第2中心位置算出部58bは、ノズル12aの実際の移動経路64と、ノズル12aの吐出条件とによって推定される実際の層41の形状67に基づいて、実際の層41の形状67における第2中心位置68を算出する。より詳細に説明すると、第2中心位置算出部58bは、吐出条件取得部54から直径D、移動速度V、吐出速度U、及び間隔G等を含む値を取得して層41の幅Bを算出し、さらに、第2特定部57からノズル12aの実際の移動経路64の情報を取得する。第2中心位置算出部58bは、ノズル12aの実際の移動経路64に設計上の層41の幅Bを適用することより実際の層41の形状67を推定し、形状67の第2中心位置68を算出する。
なお、実際の層41の形状67を2次元モデルと仮定し、第2中心位置68は第1中心位置算出部58aと同様、例えば数式2により求められる。
Next, the second center position calculation section 58b will be explained with reference to FIG. 11. FIG. 11 is a diagram showing a second center position 68 in an example of the actual movement path 64 of the nozzle 12a.
The second center position calculation unit 58b calculates the second center position in the actual shape 67 of the layer 41 based on the actual shape 67 of the layer 41 estimated based on the actual movement path 64 of the nozzle 12a and the ejection conditions of the nozzle 12a. A center position 68 is calculated. To explain in more detail, the second center position calculation unit 58b calculates the width B of the layer 41 by acquiring values including the diameter D, movement speed V, discharge speed U, interval G, etc. from the discharge condition acquisition unit 54. Furthermore, information on the actual movement route 64 of the nozzle 12a is acquired from the second specifying unit 57. The second center position calculation unit 58b estimates the actual shape 67 of the layer 41 by applying the designed width B of the layer 41 to the actual movement path 64 of the nozzle 12a, and calculates the second center position 68 of the shape 67. Calculate.
Note that, assuming that the actual shape 67 of the layer 41 is a two-dimensional model, the second center position 68 is calculated, for example, using Equation 2, similarly to the first center position calculation unit 58a.

位置ずれ算出部58cは、上記のように算出された第1中心位置66と第2中心位置68とに基づいて、図11に示すように、層41ごとに吐出位置の位置ずれSを算出する。位置ずれSは、第1中心位置66と第2中心位置68とにおけるX,Y座標の差分をそれぞれ示す。
以上の算出過程により、設計上の吐出位置に対する実際の吐出位置の位置ずれSが算出される。
The positional deviation calculation unit 58c calculates the positional deviation S of the ejection position for each layer 41, as shown in FIG. 11, based on the first center position 66 and the second center position 68 calculated as described above. . The positional deviation S indicates the difference in the X and Y coordinates between the first center position 66 and the second center position 68, respectively.
Through the above calculation process, the positional deviation S between the actual ejection position and the designed ejection position is calculated.

評価装置30は、上記のように算出された位置ずれSに基づいて、あらかじめ設定された閾値を超えるか否かで吐出位置の適否を評価する。そして、評価装置30は、この評価結果に基づいて、工程を中断する、あるいは、以下の補正部59によって位置ずれSを補正して工程を続ける。
なお、工程の中断又は停止の判断は、評価装置30に行わせてもよいし、あるいは、ユーザが行ってもよい。例えば、評価装置30は、装置が自動で判断する自動モードと、ユーザが判断するマニュアルモードを有してもよい。
The evaluation device 30 evaluates the appropriateness of the ejection position based on the positional deviation S calculated as described above, based on whether or not it exceeds a preset threshold. Then, the evaluation device 30 interrupts the process based on this evaluation result, or corrects the positional deviation S by the correction unit 59 described below and continues the process.
Note that the determination of whether to interrupt or stop the process may be made by the evaluation device 30, or may be made by the user. For example, the evaluation device 30 may have an automatic mode in which the device automatically makes a decision, and a manual mode in which the user makes a decision.

[補正部の説明]
補正部59は、位置ずれSに基づいてノズル12aの設計上の移動経路63を層41ごとに補正する。補正部59は、評価装置30のプロセッサ31及び記憶装置32により実現される。
補正部59は、1以上の自然数をnとした場合、積層物40を形成する工程においてn番目の層41を形成した後に、n番目の層41における位置ずれSに基づいて、n+1番目の層データ62を補正する。
より詳細に説明すると、補正部59は、位置ずれSの値があらかじめ設定された閾値を超えた場合、層データ記憶部53からn+1番目の設計上の層データ62を取得し、所定の補正手順に従ってn+1番目の層データ62を補正する。補正された層データ62は、層データ記憶部53に記憶されている設計上の層データ62に上書きされて層データ記憶部53に記憶される。
なお、補正部59は、n+1番目の層データ62だけでなく、それ以降の層データ62も併せて補正してもよい。
[Description of correction section]
The correction unit 59 corrects the designed movement path 63 of the nozzle 12a for each layer 41 based on the positional deviation S. The correction unit 59 is realized by the processor 31 and the storage device 32 of the evaluation device 30.
When n is a natural number of 1 or more, after forming the n-th layer 41 in the step of forming the laminate 40, the correction unit 59 corrects the n+1-th layer based on the positional deviation S in the n-th layer 41. Correct the data 62.
To explain in more detail, when the value of the positional deviation S exceeds a preset threshold, the correction unit 59 acquires the (n+1)th designed layer data 62 from the layer data storage unit 53, and performs a predetermined correction procedure. The (n+1)th layer data 62 is corrected according to the following. The corrected layer data 62 is stored in the layer data storage section 53 by overwriting the designed layer data 62 stored in the layer data storage section 53 .
Note that the correction unit 59 may correct not only the n+1-th layer data 62 but also the subsequent layer data 62.

評価装置30は、層データ記憶部53に記憶されたn+1番目の層データ62を積層物形成装置10のコントローラ部に送信する。積層物形成装置10は、補正されたn+1番目の層データ62を記憶し、当該層データ62に基づいてn+1番目の層41を形成する。 The evaluation device 30 transmits the (n+1)th layer data 62 stored in the layer data storage section 53 to the controller section of the laminate forming apparatus 10. The laminate forming apparatus 10 stores the corrected (n+1)th layer data 62 and forms the (n+1)th layer 41 based on the layer data 62.

<評価フローの説明>
次に、図12を参照しながら、評価装置30により実行される処理(以下、評価フロー)の流れについて説明する。なお、図10に示される評価フローは、評価装置30のプロセッサ31が記憶装置32に記憶されるプログラムに基づいて実行する処理である。
<Explanation of evaluation flow>
Next, the flow of processing (hereinafter referred to as evaluation flow) executed by the evaluation device 30 will be described with reference to FIG. 12. Note that the evaluation flow shown in FIG. 10 is a process executed by the processor 31 of the evaluation device 30 based on a program stored in the storage device 32.

評価フローは積層物40を形成する工程と併行して実行される。したがって、評価フローは積層物40を構成する複数の層41のうち、第1層~最終の第N層を形成した時点で終了する。
評価装置30は、評価フローが開始されると、n番目(n=1~Nと定義(S11))の層データ62を取得し(S12)、設計上のノズル12aの吐出条件を取得する(S13)。続いて、評価装置30は、n番目の層データ62に基づいて、図8に示すように、ノズル12aの設計上の移動経路63を特定する(S14)。さらに、評価装置30は、図10に示すように、ノズル12aの設計上の移動経路63と、ノズル12aの吐出条件とによって推定される設計上の層41の形状65に基づいて、設計上の前記層41の形状65における第1中心位置66を算出する(S15)。
なお、図12では、上記のS12~15の処理は、n番目の層41を形成する工程と併行して実施するが、n番目の層41を形成する工程の開始前、又はn番目の層41を形成する工程の終了直後に実施してもよい。
The evaluation flow is executed in parallel with the process of forming the laminate 40. Therefore, the evaluation flow ends when the first layer to the final Nth layer among the plurality of layers 41 constituting the laminate 40 are formed.
When the evaluation flow is started, the evaluation device 30 acquires the n-th (defined as n=1 to N (S11)) layer data 62 (S12), and acquires the designed ejection conditions of the nozzle 12a ( S13). Next, the evaluation device 30 specifies the designed movement path 63 of the nozzle 12a, as shown in FIG. 8, based on the n-th layer data 62 (S14). Furthermore, as shown in FIG. 10, the evaluation device 30 calculates the designed shape 65 of the layer 41 estimated based on the designed movement path 63 of the nozzle 12a and the discharge conditions of the nozzle 12a. A first center position 66 in the shape 65 of the layer 41 is calculated (S15).
In addition, in FIG. 12, the processes of S12 to S15 described above are performed in parallel with the process of forming the n-th layer 41, but before the process of forming the n-th layer 41 starts, or It may be carried out immediately after the step of forming 41 is completed.

n番目の層41を形成する工程の開始から終了までの間、測定装置20はカメラ21を用いて複数の画像データ(測定データ)を取得する。評価装置30は、n番目の層41を形成する工程が終了すると、測定装置20からn番目の層41における複数の測定データを取得する(S16)。続いて、評価装置30は、n番目の層41の測定データに基づいて、図9に示すようにノズル12aの実際の移動経路64を特定する(S17)。そして、評価装置30は、図11に示すように、ノズル12aの実際の移動経路64と、ノズル12aの吐出条件とによって推定される実際の層41の形状67に基づいて、実際の層41の形状67における第2中心位置68を算出する(S18)。 From the start to the end of the process of forming the n-th layer 41, the measuring device 20 uses the camera 21 to acquire a plurality of image data (measurement data). When the step of forming the n-th layer 41 is completed, the evaluation device 30 acquires a plurality of measurement data on the n-th layer 41 from the measurement device 20 (S16). Subsequently, the evaluation device 30 specifies the actual movement path 64 of the nozzle 12a, as shown in FIG. 9, based on the measurement data of the n-th layer 41 (S17). Then, as shown in FIG. 11, the evaluation device 30 determines the shape of the actual layer 41 based on the actual shape 67 of the layer 41 estimated based on the actual movement path 64 of the nozzle 12a and the ejection conditions of the nozzle 12a. A second center position 68 in the shape 67 is calculated (S18).

続いて、評価装置30は、第1中心位置66と第2中心位置68とに基づいて、図11に示すように、設計上の吐出位置に対する実際の吐出位置の位置ずれSを算出する(S19)。算出された位置ずれSの値が、あらかじめ設定された閾値を超えない場合(S20)、以下のS21及び22の処理をスキップする。
一方で、算出された位置ずれSの値が、あらかじめ設定された閾値を超えた場合(S20)、図12に示すように、n+1番目の層データ62を補正する(S21)。そして、評価装置30は、n+1番目の補正された層データ62を積層物形成装置10のコントローラ部に送信する(S22)。積層物形成装置10は、n+1番目の層データ62のみを更新し、その層データ62に基づいて各駆動部を制御してn+1番目の層41の形成を開始する。続いて、評価装置30は、nが規定数Nに達した場合(S23)、評価フローを終了させる。一方で、評価装置30は、nが規定数Nに達していない場合(S23)、nが規定数Nに達するまで上記S12~22の処理を実施する。
Next, the evaluation device 30 calculates the positional deviation S of the actual ejection position with respect to the designed ejection position, as shown in FIG. 11, based on the first center position 66 and the second center position 68 (S19 ). If the calculated value of positional deviation S does not exceed the preset threshold (S20), the following processes of S21 and S22 are skipped.
On the other hand, if the value of the calculated positional deviation S exceeds a preset threshold (S20), the n+1st layer data 62 is corrected as shown in FIG. 12 (S21). Then, the evaluation device 30 transmits the (n+1)th corrected layer data 62 to the controller section of the laminate forming device 10 (S22). The laminate forming apparatus 10 updates only the n+1-th layer data 62, controls each drive unit based on the layer data 62, and starts forming the n+1-th layer 41. Subsequently, when n reaches the specified number N (S23), the evaluation device 30 ends the evaluation flow. On the other hand, if n has not reached the specified number N (S23), the evaluation device 30 performs the processes of S12 to S22 described above until n reaches the specified number N.

なお、上記のフローでは、評価装置30は、算出された位置ずれSの値が、あらかじめ設定された閾値を超えた場合、n+1番目の設計上の層データ62を位置ずれSの値に基づいて補正するとした。例えば、評価装置30は、算出された位置ずれSの値が、あらかじめ設定された閾値を超えた場合、工程を一旦中断し、ユーザの判断を待ってもよい。その後、ユーザが位置ずれSの補正を実施すると判断した場合、n+1番目の設計上の層データ62を位置ずれSの値に基づいて補正してもよい。 In addition, in the above flow, when the calculated value of the positional deviation S exceeds a preset threshold value, the evaluation device 30 calculates the n+1th design layer data 62 based on the value of the positional deviation S. I decided to correct it. For example, if the calculated value of the positional deviation S exceeds a preset threshold, the evaluation device 30 may temporarily interrupt the process and wait for the user's decision. Thereafter, when the user determines to correct the positional deviation S, the (n+1)th designed layer data 62 may be corrected based on the value of the positional deviation S.

<第1実施形態の作用及び効果>
以上までに説明したように、評価装置30によれば、図11に示すように、算出部58が設計上の吐出位置に対する実際の吐出位置の位置ずれSを算出する。これにより、積層物40を形成する工程の実施中に材料が正しく吐出されているかを適切に評価することができる。このような効果により、ユーザは、位置ずれSが算出された時点で工程を中断し、位置ずれSに起因する損失コストの発生を抑えることができる。
<Actions and effects of the first embodiment>
As described above, according to the evaluation device 30, as shown in FIG. 11, the calculation unit 58 calculates the positional deviation S between the actual ejection position and the designed ejection position. Thereby, it is possible to appropriately evaluate whether the material is being correctly discharged during the process of forming the laminate 40. With such an effect, the user can stop the process at the time when the positional deviation S is calculated, and can suppress the occurrence of loss costs due to the positional deviation S.

また、測定データは、層41を形成するためにノズル12aが材料を吐出している間にノズル12aの位置を測定して得られるデータである。
この構成により、評価装置30は、ノズル12aの位置の測定データを吐出位置の測定データとして用いることにより、吐出位置の位置ずれSを適切に算出することができる。これにより、積層物40を形成する工程の実施中に材料が正しく吐出されているかを適切に評価することができる。この結果、ユーザは、積層物40を形成する工程を適切なタイミングで中断することでき、位置ずれSに起因する損失コストの発生を抑えることができる。
Further, the measurement data is data obtained by measuring the position of the nozzle 12a while the nozzle 12a is discharging material to form the layer 41.
With this configuration, the evaluation device 30 can appropriately calculate the positional deviation S of the ejection position by using the measurement data of the position of the nozzle 12a as the measurement data of the ejection position. Thereby, it is possible to appropriately evaluate whether the material is being correctly discharged during the process of forming the laminate 40. As a result, the user can interrupt the process of forming the laminate 40 at an appropriate timing, and can suppress the occurrence of loss costs caused by the positional deviation S.

また、吐出部12は、ベース11における積層物40が形成される面11aの上に配置された状態で、ベース11に対して相対的に移動しながらノズル12aから材料を吐出する。この状態において、吐出部12の上面12bに設けられたマーク12cと、ベース11における積層物40が形成される面11aに設けられた基準パターン11bとをカメラ21が同時に撮影することにより、測定データが得られる。
この構成により、ノズル12aの位置が基準パターン11bを基準として算出されるので、ノズル12aの実際の移動経路64が適切に特定され、吐出位置のずれが適切に算出される。これにより、積層物40を形成する工程の実施中に材料が正しく吐出されているかを適切に評価することができる。この結果、ユーザは、工程を適切なタイミングで中断することでき、位置ずれSに起因する損失コストの発生を抑えることができる。
Further, the discharge unit 12 is disposed on the surface 11a of the base 11 on which the laminate 40 is formed, and discharges the material from the nozzle 12a while moving relative to the base 11. In this state, the camera 21 simultaneously photographs the mark 12c provided on the upper surface 12b of the discharge portion 12 and the reference pattern 11b provided on the surface 11a of the base 11 on which the laminate 40 is formed, thereby obtaining measurement data. is obtained.
With this configuration, the position of the nozzle 12a is calculated with reference to the reference pattern 11b, so the actual movement path 64 of the nozzle 12a is appropriately specified, and the displacement of the ejection position is appropriately calculated. Thereby, it is possible to appropriately evaluate whether the material is being correctly discharged during the process of forming the laminate 40. As a result, the user can interrupt the process at an appropriate timing, and the loss cost caused by the positional deviation S can be suppressed.

また、設計上の移動経路63が層41ごとに規定されており、算出部58は、層41ごとに位置ずれSを算出する。
この構成により、算出部58が層41ごとに位置ずれSを算出する。これにより、積層物40を形成する工程の実施中に材料が正しく吐出されているかを、層ごとに評価することができる。この結果、ユーザは、工程が適切に進行しているかを層41ごとに判断することでき、位置ずれSに起因する損失コストの発生をより効果的に抑えることができる。
Further, a designed movement path 63 is defined for each layer 41, and the calculation unit 58 calculates the positional deviation S for each layer 41.
With this configuration, the calculation unit 58 calculates the positional deviation S for each layer 41. Thereby, it is possible to evaluate whether the material is being correctly discharged for each layer during the process of forming the laminate 40. As a result, the user can judge whether the process is progressing appropriately for each layer 41, and can more effectively suppress the occurrence of loss costs due to positional deviation S.

また、算出部58は、図10に示すように、ノズル12aの設計上の移動経路63と、ノズル12aの吐出条件とによって推定される設計上の層41の形状65に基づいて、設計上の層41の形状65における第1中心位置66を算出する。また、算出部58は、図11に示すように、ノズル12aの実際の移動経路64と、ノズル12aの吐出条件とによって推定される実際の層41の形状67に基づいて、実際の層41の形状67における第2中心位置68を算出する。そして、算出部58は、第1中心位置66と第2中心位置68とに基づいて、位置ずれSを算出する。
この構成により、各層41におけるノズル12aの実際の移動経路64は、複数の測定点64aに基づいて算出される。各測定点64aの位置の測定誤差については、測定点の間でばらつくが、第2中心位置68を算出する過程において各測定点64aの測定誤差が平均化されるので、測定誤差の影響が抑えられた値として第2中心位置68が算出される。これにより、積層物40を形成する工程の実施中に材料が正しく吐出されているかをより適切に評価することができる。この結果、ユーザは、工程を適切なタイミングで中断することでき、位置ずれSに起因する損失コストの発生を抑えることができる。
Further, as shown in FIG. 10, the calculation unit 58 calculates the designed shape 65 of the layer 41 estimated based on the designed movement path 63 of the nozzle 12a and the discharge conditions of the nozzle 12a. A first center position 66 in the shape 65 of the layer 41 is calculated. Further, as shown in FIG. 11, the calculation unit 58 calculates the shape of the actual layer 41 based on the actual shape 67 of the layer 41 estimated based on the actual movement path 64 of the nozzle 12a and the ejection conditions of the nozzle 12a. A second center position 68 in the shape 67 is calculated. Then, the calculation unit 58 calculates the positional deviation S based on the first center position 66 and the second center position 68.
With this configuration, the actual movement path 64 of the nozzle 12a in each layer 41 is calculated based on the plurality of measurement points 64a. The measurement error in the position of each measurement point 64a varies among the measurement points, but since the measurement error in each measurement point 64a is averaged in the process of calculating the second center position 68, the influence of measurement error is suppressed. A second center position 68 is calculated as the calculated value. Thereby, it is possible to more appropriately evaluate whether the material is being discharged correctly during the process of forming the laminate 40. As a result, the user can interrupt the process at an appropriate timing, and the loss cost caused by the positional deviation S can be suppressed.

また、評価装置30は、位置ずれSに基づいて設計上の移動経路63を層41ごとに補正する。
この構成により、n番目の層41を形成した際に位置ずれSが発生した場合であっても、n+1番目の層41の形成段階においては位置ずれSが改善されるので、積層物40の形成を適切に続行することができ、完成時点の積層物40の品質を確保することができる。これにより、積層物40を形成する工程の中断、又はやり直しによる損失コストの発生が抑えられる。
Furthermore, the evaluation device 30 corrects the designed movement path 63 for each layer 41 based on the positional deviation S.
With this configuration, even if a positional deviation S occurs when forming the n-th layer 41, the positional deviation S is improved at the stage of forming the n+1-th layer 41, so that the laminate 40 is formed. can be continued appropriately, and the quality of the laminate 40 at the time of completion can be ensured. This suppresses the occurrence of lost costs due to interruption or redo of the process of forming the laminate 40.

また、評価装置30において、積層物40の設計データ61は、図5に示すように、層41ごとに設計上の移動経路63を規定した層データ62を含む。そして、補正部59は、積層物40を形成する工程においてn番目の層41を形成した後に、n番目の層41における位置ずれSに基づいて、n+1番目の層データ62を補正する。
この構成により、n+1番目の層データ62が補正されることにより、n+1番目の層41の形成段階における位置ずれが抑えられる。これにより、n+1番目以降の層41を適切に形成することができる。
Furthermore, in the evaluation device 30, the design data 61 of the laminate 40 includes layer data 62 that defines a designed movement path 63 for each layer 41, as shown in FIG. Then, after forming the n-th layer 41 in the step of forming the laminate 40, the correction unit 59 corrects the n+1-th layer data 62 based on the positional deviation S in the n-th layer 41.
With this configuration, the n+1-th layer data 62 is corrected, thereby suppressing positional deviation in the formation stage of the n+1-th layer 41. Thereby, the (n+1)th and subsequent layers 41 can be appropriately formed.

また、補正部59は、位置ずれSに基づいて補正する際、対象となる層データ62を書き換える。これにより、データの書換え時間が短縮化され、位置ずれSが発生したn番目の層41の形成が終了した後、位置ずれSに基づいて補正したn+1番目の層41の形成が開始される前の期間において、データの書換え時間に起因する工程の中断時間の発生が抑制される。 Furthermore, when correcting based on the positional deviation S, the correction unit 59 rewrites the target layer data 62. As a result, the data rewriting time is shortened, and after the formation of the n-th layer 41 in which the positional deviation S has occurred is completed, but before the formation of the n+1-th layer 41 corrected based on the positional deviation S is started. During this period, the occurrence of process interruption time due to data rewriting time is suppressed.

より詳細に説明すると、従来の積層物形成装置は、吐出位置の位置ずれに基づいて設計データを補正する場合、積層物40の設計データ61のデータ、つまりすべての層データ62をすべて書き換えており、データ補正に長い時間を要していた。そのため、n番目の層41の形成が終了した後、n+1番目の層41の形成が開始されるまでの間、工程を一時的に中断させる必要があり、その中断時間が長期化していた。
これに対して、本実施形態では、設計データ層別処理部52が、図5に示すように、設計データ61に含まれるデータに基づいて、層41ごとの層データ62を生成する。そして、評価装置30は、層データ62を補正する際に、対象となる層データ62のみを補正するため、補正に要する時間をより短くすることができる。これにより、層データ62を補正する間に工程を中断する時間が、従来と比較して短くなり、その結果、工程中断による損失コストが抑えられる。
To explain in more detail, when correcting the design data based on the displacement of the discharge position, the conventional laminate forming apparatus rewrites all the design data 61 of the laminate 40, that is, all the layer data 62. , it took a long time to correct the data. Therefore, it is necessary to temporarily interrupt the process after the formation of the n-th layer 41 is completed until the formation of the n+1-th layer 41 is started, and the interruption time becomes long.
On the other hand, in this embodiment, the design data layered processing unit 52 generates layer data 62 for each layer 41 based on data included in the design data 61, as shown in FIG. Since the evaluation device 30 corrects only the target layer data 62 when correcting the layer data 62, the time required for correction can be further shortened. As a result, the time required to interrupt the process while correcting the layer data 62 becomes shorter than in the past, and as a result, loss costs due to process interruptions are suppressed.

<<本発明の第2実施形態に係る積層物形成システムについて>>
次に、図13を参照しながら、本発明の第2実施形態に係る積層物形成システムついて説明する。
図13は、本発明の第2実施形態に係る積層物形成システム100の全体構成を示す模式図である。以下の説明では、第1実施形態と異なる点について説明し、第1実施形態と重複する点については説明を省略する。
<<About the laminate forming system according to the second embodiment of the present invention>>
Next, a laminate forming system according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 13.
FIG. 13 is a schematic diagram showing the overall configuration of a laminate forming system 100 according to a second embodiment of the present invention. In the following description, points that are different from the first embodiment will be described, and descriptions of points that overlap with the first embodiment will be omitted.

第1実施形態では、測定データは、吐出部12の上面12bに設けられたマーク12cと、ベース11における積層物40が形成される面11aに設けられた基準パターン11bとを同時に撮影することにより得られた。一方で、第2実施形態では、図13に示すように、測定データが、吐出部12の上面12bに配置されたプリズム12dに向けて照射される光の反射光に基づいて得られる。 In the first embodiment, the measurement data is obtained by simultaneously photographing the mark 12c provided on the upper surface 12b of the discharge section 12 and the reference pattern 11b provided on the surface 11a of the base 11 on which the laminate 40 is formed. Obtained. On the other hand, in the second embodiment, as shown in FIG. 13, the measurement data is obtained based on the reflected light of the light irradiated toward the prism 12d arranged on the upper surface 12b of the ejection part 12.

より詳細に説明すると、積層物形成システム100においては、測定装置20は、カメラ21を有しない代わりに測量機22を有し、吐出部12は、上面12bにマーク12cを有しない代わりに、上面12bにプリズム12dを有する。また、ベース11は、面11a上に基準パターン11bを有さない。
測量機22は、公知のレーザ変位センサと同様の原理にて対象物の位置を測定し、具体的には、検出対象となるプリズム12dに向けて光を出射し、プリズム12dからの反射光を受光することによりプリズム12dの位置を特定する測位データを得る。プリズム12dは、例えば、測量の場面において一般的に用いられる360°プリズムであり、ノズル12aの吐出口の直上に位置する。
測位データは、第1実施形態と同様、測定装置20から評価装置30に送信される。
To explain in more detail, in the laminate forming system 100, the measuring device 20 has a surveying instrument 22 instead of having a camera 21, and the discharge part 12 does not have a mark 12c on the top surface 12b, but has a mark 12c on the top surface. 12b has a prism 12d. Furthermore, the base 11 does not have the reference pattern 11b on the surface 11a.
The surveying instrument 22 measures the position of an object using the same principle as a known laser displacement sensor. Specifically, the surveying instrument 22 emits light toward a prism 12d to be detected, and receives reflected light from the prism 12d. By receiving the light, positioning data for specifying the position of the prism 12d is obtained. The prism 12d is, for example, a 360° prism commonly used in surveying situations, and is located directly above the discharge port of the nozzle 12a.
Positioning data is transmitted from the measurement device 20 to the evaluation device 30, as in the first embodiment.

以上までに説明したように、積層物形成システム100の評価装置30によれば、測定データは、吐出部12に配置されたプリズム12dに向けて照射される光の反射光に基づいて得られる。
そして、第2実施形態では、上記の構成により測定データを取得する点で違いがあるものの、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
As explained above, according to the evaluation device 30 of the laminate forming system 100, the measurement data is obtained based on the reflected light of the light irradiated toward the prism 12d disposed in the discharge section 12.
In the second embodiment, although there is a difference in that measurement data is acquired with the above-described configuration, the same effects as in the first embodiment can be obtained.

<<その他の実施形態について>>
以上までに、本発明の評価装置、及び積層物形成システムに関する一つの実施形態を説明したが、上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするための一例に過ぎず、本発明を限定するものではない。すなわち、本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得る。また、本発明には、その等価物が含まれることは勿論である。
<<About other embodiments>>
One embodiment of the evaluation device and the laminate forming system of the present invention has been described above, but the above embodiment is only an example to facilitate understanding of the present invention, and does not limit the present invention. It's not something you do. That is, the present invention can be modified and improved without departing from its spirit. Moreover, it goes without saying that the present invention includes equivalents thereof.

上記の実施形態では、算出部58は、層41ごとに位置ずれSを算出していた。ただし、これに限定されず、算出部58は、位置ずれSを算出しない層41があってもよく、例えば、奇数の層41の位置ずれSを算出するが、偶数の層41の位置ずれSを算出しなくてもよい。これにより、評価装置30の計算負荷が削減される。 In the above embodiment, the calculation unit 58 calculated the positional deviation S for each layer 41. However, the calculation unit 58 is not limited to this, and there may be layers 41 for which the positional deviation S is not calculated. For example, the calculation unit 58 calculates the positional deviation S of the odd-numbered layers 41, but the calculation unit 58 calculates the positional deviation S of the even-numbered layers 41. It is not necessary to calculate. This reduces the calculation load on the evaluation device 30.

また、上記の実施形態では、補正部59は、位置ずれSに基づいてノズル12aの設計上の移動経路63を層41ごとに補正していた。ただし、これに限定されず、設計上の移動経路63を補正しない層41があってもよい。例えば、補正部59は、算出部58が位置ずれSを算出しなかった層41については、補正を行わなくてもよい。
この構成により、位置ずれSが発生した場合、その後の工程において、位置ずれSを考慮してノズル12aの設計上の移動経路63を補正することで、積層物40の形成を適切に続行することができ、完成時点の積層物40の品質を確保することができる。これにより、積層物40を形成する工程の中断、又はやり直しによる損失コストの発生が抑えられる。また、評価装置30の計算負荷が削減される。
Further, in the above embodiment, the correction unit 59 corrects the designed movement path 63 of the nozzle 12a for each layer 41 based on the positional deviation S. However, the present invention is not limited to this, and there may be a layer 41 that does not correct the designed movement path 63. For example, the correction unit 59 does not need to correct the layer 41 for which the calculation unit 58 did not calculate the positional deviation S.
With this configuration, when the positional deviation S occurs, in the subsequent process, the designed moving path 63 of the nozzle 12a is corrected in consideration of the positional deviation S, so that the formation of the laminate 40 can be continued appropriately. This makes it possible to ensure the quality of the laminate 40 at the time of completion. This suppresses the occurrence of lost costs due to interruption or redo of the process of forming the laminate 40. Furthermore, the calculation load on the evaluation device 30 is reduced.

1,100 積層物形成システム
10 積層物形成装置
11 ベース
11a 面
11b 基準パターン
12 吐出部
12a ノズル
12b 上面
12c マーク
12d プリズム
20 測定装置
21 カメラ
22 測量機
30 評価装置
31 プロセッサ
32 記憶装置
33 通信インターフェース
34 入力装置
35 表示装置
40 積層物
41 層
51 設計データ取得部
52 設計データ層別処理部
53 層データ記憶部
54 吐出条件取得部
55 測定データ取得部
56 第1特定部
57 第2特定部
58 算出部
58a 第1中心位置算出部
58b 第2中心位置算出部
58c 位置ずれ算出部
59 補正部
61 設計データ
61a 座標点
62 層データ
63 設計上の移動経路
63a 設計点
64 実際の移動経路
64a 測定点
65,67 形状
66 第1中心位置
68 第2中心位置
B 幅
D 直径
G 間隔
H 高さ
S 位置ずれ
U 吐出速度
V 移動速度
1,100 Laminate forming system 10 Laminate forming device 11 Base 11a Surface 11b Reference pattern 12 Discharge section 12a Nozzle 12b Top surface 12c Mark 12d Prism 20 Measuring device 21 Camera 22 Surveying instrument 30 Evaluation device 31 Processor 32 Storage device 33 Communication interface 34 Input device 35 Display device 40 Laminated product 41 Layer 51 Design data acquisition unit 52 Design data stratification processing unit 53 Layer data storage unit 54 Discharge condition acquisition unit 55 Measurement data acquisition unit 56 First identification unit 57 Second identification unit 58 Calculation unit 58a first center position calculation section 58b second center position calculation section 58c positional deviation calculation section 59 correction section 61 design data 61a coordinate points 62 layer data 63 designed movement path 63a design point 64 actual movement path 64a measurement point 65, 67 Shape 66 First center position 68 Second center position B Width D Diameter G Interval H Height S Misalignment U Discharge speed V Travel speed

Claims (10)

ベース上に層を積層して積層物を形成する工程において、前記層の材料をノズルから吐出する際の吐出位置の適否を評価する評価装置であって、
前記積層物の設計データに基づいて、前記ベースに対して前記ノズルを含む吐出部が相対的に移動する際の前記ノズルの設計上の移動経路を特定する第1特定部と、
前記工程の実施中における前記ノズルの位置を測定して得られる測定データに基づいて、前記ノズルの実際の前記移動経路を特定する第2特定部と、
設計上の前記移動経路と、実際の前記移動経路とに基づいて、設計上の前記吐出位置に対する実際の前記吐出位置の位置ずれを算出する算出部と、を備える、評価装置。
An evaluation device for evaluating the suitability of a discharge position when discharging material of the layer from a nozzle in a step of laminating layers on a base to form a laminate, comprising:
a first identifying unit that identifies, based on design data of the laminate, a designed movement path of the nozzle when the discharge section including the nozzle moves relative to the base;
a second identifying unit that identifies the actual movement path of the nozzle based on measurement data obtained by measuring the position of the nozzle during the execution of the step;
An evaluation device comprising: a calculation unit that calculates a positional shift of the actual ejection position with respect to the designed ejection position based on the designed movement path and the actual movement path.
前記測定データは、前記層を形成するために前記ノズルが前記材料を吐出している間に前記ノズルの位置を測定して得られるデータである、請求項1に記載の評価装置。 The evaluation device according to claim 1, wherein the measurement data is data obtained by measuring the position of the nozzle while the nozzle is discharging the material to form the layer. 前記吐出部が、前記ベースにおける前記積層物が形成される面の上に配置された状態で、前記ベースに対して相対的に移動しながら前記ノズルから前記材料を吐出する場合において、前記吐出部の上面に設けられたマークと、前記ベースにおける前記積層物が形成される面に設けられた基準パターンと、を同時に撮影することにより、前記測定データが得られる、請求項2に記載の評価装置。 In the case where the discharge part discharges the material from the nozzle while moving relative to the base in a state where the discharge part is disposed on the surface of the base on which the laminate is formed, the discharge part The evaluation device according to claim 2, wherein the measurement data is obtained by simultaneously photographing a mark provided on the upper surface and a reference pattern provided on the surface of the base on which the laminate is formed. . 前記測定データは、前記吐出部に配置されたプリズムに向けて照射される光の反射光に基づいて得られる測位データである、請求項2に記載の評価装置。 The evaluation device according to claim 2, wherein the measurement data is positioning data obtained based on reflected light of light irradiated toward a prism arranged in the ejection section. 設計上の前記移動経路が前記層ごとに規定されており、
前記算出部は、前記層ごとに前記位置ずれを算出する、請求項1に記載の評価装置。
The designed movement path is defined for each layer,
The evaluation device according to claim 1, wherein the calculation unit calculates the positional deviation for each layer.
前記算出部は、
設計上の前記移動経路と、前記ノズルの吐出条件とによって推定される設計上の前記層の形状に基づいて、設計上の前記層の形状における第1中心位置を算出し、
実際の前記移動経路と、前記吐出条件とによって推定される実際の前記層の形状に基づいて、実際の前記層の形状における第2中心位置を算出し、
前記第1中心位置と前記第2中心位置とに基づいて、前記位置ずれを算出する、請求項5に記載の評価装置。
The calculation unit is
Calculating a first center position in the designed shape of the layer based on the designed shape of the layer estimated by the designed movement path and the discharge conditions of the nozzle;
Calculating a second center position in the actual shape of the layer based on the actual shape of the layer estimated based on the actual movement path and the ejection condition;
The evaluation device according to claim 5, wherein the positional deviation is calculated based on the first center position and the second center position.
前記評価装置は、前記位置ずれに基づいて設計上の前記移動経路を補正する補正部を更に備える、請求項1に記載の評価装置。 The evaluation device according to claim 1, further comprising a correction section that corrects the designed movement route based on the positional deviation. 前記評価装置は、前記位置ずれに基づいて設計上の前記移動経路を前記層ごとに補正する補正部を更に備える、請求項5に記載の評価装置。 The evaluation device according to claim 5, further comprising a correction unit that corrects the designed movement path for each layer based on the positional deviation. 前記積層物の設計データは、前記層ごとに設計上の前記移動経路を規定した層データを含み、
前記補正部は、1以上の自然数をnとした場合、前記工程においてn番目の前記層を形成した後に、n番目の前記層における前記位置ずれに基づいて、n+1番目の前記層データを補正する、請求項8に記載の評価装置。
The design data of the laminate includes layer data that defines the designed movement path for each layer,
The correction unit corrects the n+1th layer data based on the positional shift in the nth layer after forming the nth layer in the step, where n is a natural number of 1 or more. , The evaluation device according to claim 8.
請求項1乃至9のいずれか一項に記載の評価装置と、
前記吐出部を有し、前記積層物を形成する積層物形成装置と、を備える積層物形成システム。
An evaluation device according to any one of claims 1 to 9,
A laminate forming system comprising: a laminate forming device having the discharge section and forming the laminate.
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