JP6626788B2 - Control data generation method, information processing device, machine tool, and program - Google Patents

Control data generation method, information processing device, machine tool, and program Download PDF

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Description

本発明は、付加製造技術(Additive manufacturing)における制御データの生成方法に関する。   The present invention relates to a method for generating control data in additive manufacturing technology.

従来、付加製造技術(Additive manufacturing)が知られている。付加製造技術とは、材料を付着することによって物体を3次元形状の数値表現から作成するプロセスを指す。付加製造技術は、多くの場合、層の上に層を積み上げることによって実現され、除去的な製造方法と対照的なものである。なお、このような付加製造技術の定義は、工業規格に関する民間規格制定機関であるASTMインターナショナルにおけるASTM F2792−12a(Standard Terminology for Additive Manufacturing Technologies)においてなされている。また、付加製造技術は、「3Dプリンター」とも称される。   Conventionally, additive manufacturing technology (Additive manufacturing) is known. Additive manufacturing technology refers to the process of creating an object from a three-dimensional numerical representation by attaching a material. Additive manufacturing techniques are often realized by stacking layers on top of each other, as opposed to absent manufacturing methods. The definition of such additional manufacturing technology is made in ASTM F2792- 12a (Standard Terminology for Additive Manufacturing Technologies) of ASTM International, which is a private standard setting organization for industrial standards. The additional manufacturing technology is also called “3D printer”.

特許文献1には、パウダーベッド法にて積層造形工程のツールパスを生成する方法が開示されている。   Patent Literature 1 discloses a method of generating a tool path in an additive manufacturing process using a powder bed method.

また、特許文献2にも示すように、コンピュータ支援製造(CAM:computer aided manufacturing)が知られている。CAMは、製品を製造するために用いられ、CAD(computer-aided design)で作成された形状データを入力データとして、加工用のNCプログラムの作成などを行なうソフトウェアである。   Also, as shown in Patent Document 2, computer aided manufacturing (CAM) is known. The CAM is software that is used for manufacturing a product, and performs processing such as creation of an NC program for machining, using shape data created by CAD (computer-aided design) as input data.

特開2015−199197号公報JP 2015-199197 A 特開2003−005811号公報JP 2003-005811 A

上記特許文献1の技術はパウダーベッド法を対象としている。この方法は、薄い層を一層ずつ積層していく方法に適している。一方、ノズルからパウダーを吐出しながらレーザを照射し、材料表面に肉盛する形式ではもっと自由に造形できる。しかし、三次元的に移動可能なノズルのツールパスをどのようにすれば良いかを決めることは、層毎(平面内の移動だけを考慮)に固化する場合に比べて困難である。   The technique of Patent Document 1 is directed to a powder bed method. This method is suitable for a method in which thin layers are stacked one by one. On the other hand, in the form of irradiating a laser while discharging powder from a nozzle to build up on the material surface, modeling can be performed more freely. However, it is more difficult to determine how to make the tool path of the nozzle that can move three-dimensionally than in the case of solidifying layer by layer (only considering movement in a plane).

本願発明は、上記の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、付加製造技術においてユーザが所望する形状を生成可能とする制御データ(典型的には、ノズルのパス)の生成方法、制御データを生成する情報処理装置、付加製造技術を実施可能な工作機械、および制御データを生成するためのプログラムを提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide a method of generating control data (typically, a nozzle path) that enables a user to generate a desired shape in an additional manufacturing technique. Another object of the present invention is to provide an information processing apparatus for generating control data, a machine tool capable of implementing the additional manufacturing technology, and a program for generating control data.

本発明のある局面に従うと、制御データの生成方法は、指定された形状の製品を付加製造技術で製造するための制御データの生成方法である。制御データは、材料を供給するノズルのパスを含む。制御データの生成方法は、指定された形状を工具で切削するための切削パスを決定するステップと、切削パスを時間的に遡る向きに再生することにより、ノズルのパスを決定するステップとを備える。   According to an aspect of the present invention, a control data generation method is a control data generation method for manufacturing a product having a specified shape by an additional manufacturing technology. The control data includes the path of the nozzle that supplies the material. The control data generation method includes a step of determining a cutting path for cutting a specified shape with a tool, and a step of determining a nozzle path by reproducing the cutting path in a direction going back in time. .

本発明の他の局面に従うと、情報処理装置は、指定された形状の製品を付加製造技術で製造するための制御データを生成する。制御データは、材料を供給するノズルのパスを含む。情報処理装置は、指定された形状を工具で切削するための切削パスを決定する第1の決定部と、切削パスを時間的に遡る向きに再生することにより、ノズルのパスを決定する第2の決定部とを備える。   According to another aspect of the present invention, an information processing apparatus generates control data for manufacturing a product having a specified shape by an additional manufacturing technology. The control data includes the path of the nozzle that supplies the material. The information processing apparatus includes a first determination unit that determines a cutting path for cutting a specified shape with a tool, and a second determination unit that determines a nozzle path by reproducing the cutting path in a direction going back in time. And a determination unit.

本発明のさらに他の局面に従うと、工作機械は、付加製造技術を実施可能である。工作機械は、指定された形状の製品を付加製造技術で製造するための制御データを生成する制御部を備える。制御データは、材料を供給するノズルのパスを含む。制御部は、指定された形状を工具で切削するための切削パスを決定する第1の決定部と、切削パスを時間的に遡る向きに再生することにより、ノズルのパスを決定する第2の決定部とを含む。   According to yet another aspect of the present invention, a machine tool is capable of performing additional manufacturing techniques. The machine tool includes a control unit that generates control data for manufacturing a product having a specified shape using the additional manufacturing technology. The control data includes the path of the nozzle that supplies the material. The control unit includes a first determination unit that determines a cutting path for cutting the designated shape with a tool, and a second determination unit that determines a nozzle path by reproducing the cutting path in a direction going back in time. And a decision unit.

本発明のさらに他の局面に従うと、プログラムは、指定された形状の製品を付加製造技術で製造するための制御データを生成するたに用いられる。制御データは、材料を供給するノズルのパスを含む。プログラムは、指定された形状を工具で切削するための切削パスを決定するステップと、切削パスを時間的に遡る向きに再生することにより、ノズルのパスを決定するステップとを、プログラムが格納された情報処理装置のプロセッサに実行させる。   According to still another aspect of the present invention, a program is used to generate control data for manufacturing a product having a specified shape by an additional manufacturing technology. The control data includes the path of the nozzle that supplies the material. The program stores a step of determining a cutting path for cutting a specified shape with a tool and a step of determining a nozzle path by reproducing the cutting path in a direction going back in time. Of the information processing apparatus.

上記の発明によれば、付加製造技術においてユーザが所望する形状を生成可能とするノズルのパス(移動経路)を決定することができる。   According to the above invention, it is possible to determine a nozzle path (moving path) that enables a user to generate a desired shape in the additional manufacturing technology.

ノズルのツールパスの作り方を説明するためのフローチャートである。5 is a flowchart for explaining how to create a tool path for a nozzle. 工作機械において実行される処理の流れを説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining a flow of processing executed in the machine tool. 複合材を製造するための工作機械1の外観および内部構造を説明するための概要図である。It is a schematic diagram for explaining appearance and internal structure of machine tool 1 for manufacturing a composite material. 主軸に付加製造装置が取り付けられた状態を表した図である。It is a figure showing the state where the additional manufacturing device was attached to the main shaft. 主軸に工具ホルダが取り付けられた状態を表した図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a state in which a tool holder is attached to a main shaft. 工作機械のハードウェア構成の概要を表した図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an outline of a hardware configuration of a machine tool. 除去加工のシミュレーションについて説明するためのものでもある。It is also for explaining the simulation of the removal processing. ツールパスに沿ってノズルを移動させることにより、円筒形状の準最終製品を付加製造によって製造する過程を表した図である。It is a figure showing the process of manufacturing a cylindrical semi-finished product by additive manufacturing by moving a nozzle along a tool path. オペレーティングシステムの機能的構成を説明するための機能ブロック図である。FIG. 2 is a functional block diagram for describing a functional configuration of an operating system.

以下では、付加製造技術における付加製造方式の一例として、指向性エネルギー堆積法(directed energy deposition)を利用するものとする。なお、後述する制御データは、付加製造の際に利用される。詳しくは、制御データは、指定された形状の製品を付加製技術で製造するためのデータである。   Hereinafter, as an example of the additional manufacturing method in the additional manufacturing technology, a directional energy deposition method (directed energy deposition) is used. Note that control data described later is used at the time of additional manufacturing. Specifically, the control data is data for manufacturing a product having a specified shape by an additional manufacturing technology.

<A.イントロダクション>
指向性エネルギー堆積法では、材料パウダー(粉体)の吐出方向を、可能な限り重力方向としたほうがよい。当該パウダーを吐出するノズルについてのパス(以下、「ツールパスPn」とも称する)は、重力方向に対して垂直とし得る形状を選び出すことで得られる。ツールパスPn(移動経路,加工経路)は、後述するように、製造したい最終製品の形状から求めることが可能である。従来では、試行錯誤(トライ&エラー)で最適値を決めている。
<A. Introduction>
In the directional energy deposition method, the discharge direction of the material powder (powder) is preferably set to the direction of gravity as much as possible. The path for the nozzle that discharges the powder (hereinafter, also referred to as “tool path Pn”) is obtained by selecting a shape that can be perpendicular to the direction of gravity. The tool path Pn (moving path, processing path) can be obtained from the shape of the final product to be manufactured, as described later. Conventionally, the optimum value is determined by trial and error (tri & error).

本願では、このような試行錯誤的な工程を省いて、ツールパスPn等の制御データを決定論的に決める方法の一つとしての独創的な方法を提供する。   In the present application, an original method is provided as one of the methods for deterministically determining control data such as the tool path Pn by omitting such a trial and error process.

<B.プロセス原理>
レーザにより金属パウダーおよび基材が溶融される。このように金属パウダーを基材に吹き付けて、融合させながら体積を拡大していく。パウダーは、重力方向に対して積み上げたほうがよい(制約条件)。
<B. Process principle>
The laser melts the metal powder and the substrate. In this way, the metal powder is sprayed onto the base material, and the volume is increased while being fused. It is better to stack powder in the direction of gravity (restriction).

材料の融点以上の温度にしないと、材料パウダーは溶融しない。基材が加熱され過ぎないよう、なるべく早く冷却・固化する。つまり、熱を加え、その直後、冷却の効果を施す必要がある。ノズルから吐出されたパウダー(液状)は基材に付着・融合して、溶融点から輻射熱として放熱されるのと同時に、材料中に生じる温度差による熱伝導で溶融点の温度が低下し材料表面から放熱される2つの作用により冷却され、その結果、固化する(ソリッド化)。   If the temperature is not higher than the melting point of the material, the material powder will not melt. The substrate is cooled and solidified as soon as possible so as not to be overheated. That is, it is necessary to apply heat and immediately after that, apply a cooling effect. The powder (liquid) discharged from the nozzle adheres and fuses to the base material and is radiated from the melting point as radiant heat. At the same time, the temperature of the melting point decreases due to heat conduction due to the temperature difference generated in the material. It is cooled by the two actions radiated from the surface, and as a result, it is solidified (solidified).

具体的には、パウダーを吐出するノズルを予め定められた方向に移動しつつ、ノズルの先端から、レーザ光、金属のパウダーとキャリア用のガス、およびシールド用のガスを吐出する。これにより、ワークの表面に溶融点が形成され、その結果、金属のパウダーが溶着する。   Specifically, a laser beam, a gas for a metal powder and a carrier, and a gas for a shield are discharged from the tip of the nozzle while moving the nozzle for discharging the powder in a predetermined direction. As a result, a melting point is formed on the surface of the work, and as a result, the metal powder is deposited.

<C.プロセスにおけるパラメータ>
付加製造技術によって物体を造形するプロセスに関連しているパラメータは約19種類あると言われている。代表的なパラメータとして、パウダーを吐出するためのノズルの送り速度、パウダーを溶かすためのレーザの走査(溶融する面積を大きくするためのスキャン)、パウダーの単位時間当たりの供給量、レーザの単位時間当たりの出力等が挙げられる。
<C. Parameters in Process>
It is said that there are about 19 parameters related to the process of forming an object by additive manufacturing technology. Typical parameters are the feed speed of the nozzle for discharging the powder, laser scanning for melting the powder (scanning to increase the area to be melted), supply amount of powder per unit time, and laser unit time. Output per hit and the like.

このようなパラメータに具体的な数値を入れて付加製造装置の制御プログラムを動作させると、付加製造技術における1つのプロセスが得られる。ただし、所望とする結果物が得られるとは限らない。しかしながら、パラメータの組み合わせは、無制限にあるものではない。試行錯誤を繰り返すことにより、プロセスを所望とする結果に近付けることが可能である。なお、プロセスが成功か失敗かの判断基準としては、製品(結果物)の強度、製品の金属組織の緻密さ等の様々な要素が挙げられる。   When a control program of the additional manufacturing apparatus is operated by putting specific numerical values into such parameters, one process in the additional manufacturing technology is obtained. However, a desired result is not always obtained. However, the combination of parameters is not unlimited. By repeating trial and error, it is possible to bring the process closer to the desired result. The criteria for determining whether the process is successful or unsuccessful include various factors such as the strength of the product (result) and the fineness of the metal structure of the product.

上記のプロセスによって、最終製品に近い形状が出来上がる(「準最終製品(near net shape)」とも称される)。準最終製品の表面粗さ及び寸法精度の改善のため、従来方法による切削、研削が必要となる場合もある。   The above process results in a shape close to the final product (also called "near net shape"). In order to improve the surface roughness and dimensional accuracy of the semi-finished product, cutting and grinding by a conventional method may be required.

また、付加製造技術によって製造されるものは、形状が一定のものだけではい。形状に合わせて、レーザ出力(エネルギー)を調整する等、パラメータを動的に変化させる場合がある(「ダイナミカリー・アディティブ・コントロール」とも称する)。   What is manufactured by the additional manufacturing technology is not limited to one having a fixed shape. There are cases where parameters are dynamically changed, such as adjusting the laser output (energy) according to the shape (also referred to as “dynamically additive control”).

<D.要件>
パウダー供給装置を、従来から知られている工作機械(例として、5軸の工作機械)に搭載し、ノズルの移動とパウダーの供給とを同期させて動かす。本実施の形態に係る工作機械では、ノズルをどの位の速度で空間内を動かすのか、どのくらいの量のパウダーをノズルから吐出させるのか、どの位の出力のレーザを照射してパウダーを溶融するかを、時間軸に沿って、全てコンピュータ制御できるようになっている。
<D. Requirements>
The powder supply device is mounted on a conventionally known machine tool (for example, a 5-axis machine tool), and the movement of the nozzle and the supply of the powder are synchronously moved. In the machine tool according to the present embodiment, at what speed the nozzle is moved in the space, how much powder is ejected from the nozzle, and how much output laser is irradiated to melt the powder Can all be computer-controlled along the time axis.

レーザの出力(強度)、およびパウダーの供給量等を決定する前に、ツールパスPn(ノズルのパス)を決める必要がある(第1の要件)。ノズルが3次元形状の輪郭を形成可能な動きをするツールパスPnを作ることが最初の段階で非常に重要となる。ツールパスPnを決定した後、パウダー供給量と、レーザの出力とを決める。パウダーの供給量が多ければ、パウダーの溶融・固化が不十分にならないようレーザ強度を高める必要がある。パウダーの供給量が少ない場合、レーザが強ければ、パウダーは蒸発してしまうためレーザ強度を低くする必要がある。   Before determining the laser output (intensity), the powder supply amount, and the like, it is necessary to determine a tool path Pn (nozzle path) (first requirement). It is very important in the first stage to create a tool path Pn in which the nozzle moves so as to form a three-dimensional contour. After determining the tool path Pn, the powder supply amount and the laser output are determined. If the supply amount of the powder is large, it is necessary to increase the laser intensity so that the melting and solidification of the powder does not become insufficient. When the supply amount of the powder is small and the laser is strong, the powder evaporates, so that the laser intensity needs to be reduced.

このように、生成したツールパスPnに基づき、パウダー供給量とレーザ出力とが同期するように決定していく(パラメータの最適化方法(第2の要件))。   Thus, based on the generated tool path Pn, the powder supply amount and the laser output are determined so as to be synchronized (parameter optimization method (second requirement)).

温度が非常に高くないと基材に付着しないパウダーもある。また、温度が高すぎると、溶融したパウダーが固まった場合に形成される金属の結晶粒子が大きくなり、製品の強度的に問題になる場合がある。したがって、パウダーを基材に適切に付着させるとともに、製品の強度を高めるためには、パウダーを付着させる際の温度(詳しくは、レーザ出力)を最適化する必要がある。さらに、パウダーを付着された基材の冷却速度も製品の強度に影響するため、当該冷却速度についても最適化する必要がある。(第3の要件)。詳しくは、第2の要件で決めた条件の下、最終製品として所定の品質を満たしたものにするためには、熱の移動現象を考慮した制御が必要になる(進化工程)。   Some powders do not adhere to the substrate unless the temperature is too high. On the other hand, if the temperature is too high, the crystal grains of the metal formed when the molten powder solidifies become large, which may cause a problem in the strength of the product. Therefore, it is necessary to optimize the temperature (specifically, laser output) at which the powder is adhered in order to properly adhere the powder to the base material and increase the strength of the product. Furthermore, since the cooling rate of the substrate to which the powder is attached also affects the strength of the product, it is necessary to optimize the cooling rate. (Third requirement). Specifically, under the conditions determined by the second requirement, in order to satisfy predetermined quality as a final product, it is necessary to perform control in consideration of a heat transfer phenomenon (evolution process).

<E.アプローチ>
(1)第1のアプローチ
幾何学的な処理に基づきツールパスPn(ノズルのパス)を生成する。
<E. Approach>
(1) First Approach A tool path Pn (nozzle path) is generated based on geometric processing.

(2)第2のアプローチ
ノズルの動きに伴う材料(金属)の堆積を制御する。機械の動きと、形状(配置)と、材料の堆積とを関連づけて処理する。なお、複雑な熱および物質移動の動力学は無視してもよい。
(2) Second approach The deposition of the material (metal) accompanying the movement of the nozzle is controlled. The movement of the machine, the shape (arrangement), and the material deposition are processed in association with each other. Note that the complex heat and mass transfer kinetics may be ignored.

(3)第3のアプローチ
プロセス制御を改良するための、システムの改良モデルを追加する。システムのより完全な制御モデルを構築するため、熱および物質の移動現象モデルを導入する。
(3) Third approach Add an improved model of the system to improve process control. In order to build a more complete control model of the system, a heat and mass transfer phenomena model is introduced.

第1のアプローチおよび第2のアプローチに対して、第3のアプローチを追加することにより、より優れた(より完全な)技術となり得る。   By adding the third approach to the first and second approaches, a better (more complete) technique can be achieved.

<F.手法>
(1)どのようにノズルを動かすか、また、ノズルの動きに同期して、どの位の量のパウダーを供給すべきかを、まず決める。
<F. Method>
(1) First, it is determined how to move the nozzle and how much powder should be supplied in synchronization with the movement of the nozzle.

通常の工作機械における加工は、付加製造とは逆の除去加工(Subtractive)である。除去加工は、典型的には、金属切削である。除去加工では、素材(金属または合金の塊からなる粗材)から始まり、たとえば円筒形の形状を作るとなると、工具で不要な箇所を削り取って、切りくずにしていく。   Processing in a normal machine tool is a subtractive processing opposite to additive manufacturing. The removal processing is typically metal cutting. In the removal processing, starting from a raw material (coarse material composed of a lump of metal or alloy), for example, when a cylindrical shape is to be formed, unnecessary portions are cut off with a tool and turned into chips.

一方、付加製造技術の場合、ノズルを円筒形に相当する動きをさせながら、パウダーを基材に吹き付けて造形する。   On the other hand, in the case of the additive manufacturing technique, the powder is sprayed on the base material while the nozzle is moved in a manner corresponding to a cylindrical shape, thereby forming the object.

付加製造の場合、空間のどこからパウダーを供給し始めるか、どのようにノズルを動かすか、どの位の量のパウダーを供給するかを、実際に作りたいもの(ユーザが所望とする品物)に基づいて決める必要がある。   In the case of additive manufacturing, where to start supplying the powder in the space, how to move the nozzle, and how much powder to supply, are based on what the user actually wants to produce (items desired by the user). Need to decide.

(2)図1は、ツールパスPn(ノズルのパス)の作り方を説明するためのフローチャートである。図1を参照して、ステップS1において、工作機械(典型的には、数値制御装置)は、除去加工ツールパスの生成のため、幾何学プロセスを実行する。ステップS2において、工作機械は、除去加工のシミュレーションを実行する。   (2) FIG. 1 is a flowchart for explaining how to create a tool path Pn (nozzle path). Referring to FIG. 1, in step S1, a machine tool (typically, a numerical controller) executes a geometric process for generating a removal machining tool path. In step S2, the machine tool executes a simulation of the removal processing.

ステップS3において、工作機械は、ツールパスの配列を逆にする(逆の経路を算出する)。ステップS4において、工作機械は、付加製造処理(付加成形)のパラメータを最適化する。ステップS5において、工作機械は、付加製造処理プログラムおよび実行可能なNC(Numerical Control)プログラムを生成する。   In step S3, the machine tool reverses the arrangement of the tool paths (calculates a reverse path). In step S4, the machine tool optimizes the parameters of the additional manufacturing process (additional molding). In step S5, the machine tool generates an additional manufacturing processing program and an executable NC (Numerical Control) program.

また、ステップS2からステップS4の間においては、工作機械は、ステップS6に示すように、ツールパスと、材料除去についての時間と位置との相関データとを抽出する。このように、付加製造処理の制御パラメータにおいて実際に使用されるデータを、除去加工シミュレーションから得る。   Further, between step S2 and step S4, as shown in step S6, the machine tool extracts a tool path and correlation data between time and position for material removal. In this way, data actually used in the control parameters of the additional manufacturing process is obtained from the removal processing simulation.

(3)図2は、本実施の形態に係る工作機械において実行される処理の流れを説明するための図である。また、図2は、図1のステップS2に示した除去加工のシミュレーションについて説明するためのものでもある。また、以下では、付加製造技術で円柱形の準最終製品を生成する場合について説明する。   (3) FIG. 2 is a diagram for explaining a flow of processing executed in the machine tool according to the present embodiment. FIG. 2 is also for explaining the simulation of the removal processing shown in step S2 of FIG. In the following, a case will be described in which a cylindrical semi-finished product is generated by the additional manufacturing technology.

まず、ユーザが、円柱の形状データをCAD(computer-aided design)で生成する。その後、当該形状データをCAM(computer aided manufacturing)への入力データとする。これにより、円柱を切削したときのシミュレーションを実行することができる。なお、CAMは、工作機械の数値制御装置にインストールされていてもよいし、あるいは、工作機械と通信可能な情報処理装置にインストールされていてもよい。   First, a user generates cylindrical shape data by CAD (computer-aided design). Thereafter, the shape data is used as input data to CAM (computer aided manufacturing). Thereby, a simulation at the time of cutting the cylinder can be executed. The CAM may be installed in the numerical control device of the machine tool, or may be installed in an information processing device that can communicate with the machine tool.

図2を参照して、状態(A)〜(C)に示すとおり、仮想の素材(ストック)を設定し、決定された切削パスに沿って、これを工具(エンドミル)で削り取って、最終的には切屑のみとなる。なお、これらの処理は、一般に流通しているCAM(金属切削の三次元的なシミュレーションが可能なソフトウェエア)で行なうため、実際の加工が行われるものではない。   Referring to FIG. 2, as shown in states (A) to (C), a virtual material (stock) is set, and this is cut off with a tool (end mill) along the determined cutting path. Contains only chips. In addition, since these processes are performed by CAM (software capable of three-dimensional simulation of metal cutting) which is generally distributed, actual processing is not performed.

上記シミュレーションでは円柱形の準最終製品が全て切粉になるため、切削によって最終製品を作るという点では、上記シミュレーションは必要とされない工程である。しかしながら、このシミュレーションは、付加製造技術において、意味がある。以下、説明する。   In the above simulation, since all the cylindrical semi-finished products are turned into chips, the simulation is not a necessary step in terms of making the final product by cutting. However, this simulation is significant in additive manufacturing technology. This will be described below.

上記のシミュレーションの過程を、逐一コンピュータ(数値制御装置)のメモリに記憶させる。工具の移動および姿勢の変化に伴う切粉の生成量(即ち金属の除去量)を、工具の移動経路とともにメモリに記憶する。   The above simulation process is stored in a memory of a computer (numerical control device). The amount of generated chips (i.e., the amount of metal removal) associated with the movement of the tool and the change in attitude is stored in the memory together with the tool movement path.

コンピュータは、素材が全部なくなるまでの情報を格納しているため、これらの情報を時間的に逆向きに再生する。このように、時間的に逆向き並べ替えて、逐一とったデータを並べていくと、ノズルパスと除去量の関係が分かる。最終的には、最初の形状に戻る。   Since the computer stores information until all the materials are exhausted, the computer reproduces the information in a temporally reverse direction. In this way, by rearranging the data in the reverse direction over time and arranging the data one by one, the relationship between the nozzle path and the removal amount can be understood. Eventually, it returns to its original shape.

素材を削り取って空になる過程を逆向きに再生すれば(状態(D))、元に戻る。これが、アディティブの場合には、「空間にその量のパウダーを吐出すると、最終的に欲しかった形状が得られる」ことに対応する。   If the process of scraping and emptying the material is reproduced in the opposite direction (state (D)), the process returns to the original state. This corresponds to the case of the additive case that "when the powder is discharged into the space, the desired shape is finally obtained".

切粉の除去量は、シミュレーションで取得する。工具と素材とがオーバラップした範囲が、どの位の量(体積)かで判断できる。   The amount of chips removed is obtained by simulation. The amount (volume) of the overlapped area between the tool and the material can be determined.

ツールパスPnは、CAMで生成される。通常、形状に応じて最適なパスが、自動的に設定される。   The tool path Pn is generated by the CAM. Usually, the optimal path is automatically set according to the shape.

工具については、送り速度、径(太さ)が重要な要素となる。これらの情報から算出される工具と素材のオーバラップ範囲によって、除去量が決定される。時間的に除去量が変化する。除去量は、「切削条件」によって変化する。また、CAMでは、切削量(単位時間)を設定すると、送り速度等が自動的に決まる。本実施の形態では、切粉の除去量に基づいてパウダーの供給量が決定される。   For a tool, feed speed and diameter (thickness) are important factors. The removal amount is determined based on the overlapping range of the tool and the material calculated from these pieces of information. The removal amount changes with time. The removal amount varies depending on “cutting conditions”. In the CAM, when a cutting amount (unit time) is set, a feed speed and the like are automatically determined. In the present embodiment, the supply amount of the powder is determined based on the removal amount of the chips.

<G.材料の堆積制御>
(1)本実施の形態では、上述した19種類のパラメータのうち3つの重要なパラメータとして、ノズルの移動速度と、レーザの出力(パワー)と、パウダーの供給量とを決める必要がある。
<G. Material deposition control>
(1) In the present embodiment, it is necessary to determine a nozzle moving speed, a laser output (power), and a powder supply amount as three important parameters among the above 19 parameters.

工具の移動に伴う切粉の量(すなわち、除去量)が決まる。この量が、ノズルの移動に伴うパウダーの供給量と相関性を有する。パウダーを溶融するのに必要なレーザ出力は、切粉の量に基づいて算出可能である。   The amount of chips (ie, the removal amount) accompanying the movement of the tool is determined. This amount has a correlation with the amount of powder supply accompanying the movement of the nozzle. The laser power required to melt the powder can be calculated based on the amount of chips.

切削加工の際、移動経路の形状が複雑であったり移動経路が直線状でない場合には、工具の移動に伴い著しく切粉の生成量が変わる。一方、付加製造の場合、パウダー供給量を瞬間的に変えることは困難である。   In the case of cutting, if the shape of the moving path is complicated or the moving path is not linear, the amount of generated chips significantly changes with the movement of the tool. On the other hand, in the case of additive manufacturing, it is difficult to change the powder supply amount instantaneously.

そのため、付加製造ではパウダーの供給量が一定になるように、ノズルの移動速度を変化させる方が高品質な製品を製造し易い。即ち、単位面積当たりのパウダーの堆積量を増やす場合にはノズルの移動速度を落とし、当該堆積量を減らす場合にはノズルの移動速度を上げる。別の解決手段として、CAMで切削加工情報を生成する際には、切粉の生成量が一定になるように工具の移動速度および経路を生成してもよい。   Therefore, in the additional manufacturing, it is easier to manufacture a high quality product by changing the moving speed of the nozzle so that the supply amount of the powder is constant. That is, the moving speed of the nozzle is decreased when increasing the amount of powder deposited per unit area, and the moving speed of the nozzle is increased when decreasing the accumulated amount. As another solution, when generating the cutting information by the CAM, the moving speed and the path of the tool may be generated so that the generation amount of the chips becomes constant.

(2)パウダーフローレートを制御しながら、常に一定のフローが得られるようにして、どの位置にどのくらいの量のパウダーを供給するかを制御する。これらが決まると、レーザの出力を決める。なお、ノズルの移動速度とレーザパワーとは、短時間で自在に切り替えることができる。その一方で、パウダーのフローレートを変化させるのは容易ではない。   (2) While controlling the powder flow rate, a constant flow is always obtained to control which position and how much powder is supplied. Once these are determined, the output of the laser is determined. The moving speed of the nozzle and the laser power can be freely switched in a short time. On the other hand, it is not easy to change the flow rate of the powder.

以上のように、本実施の形態では、付加する固形の材料と、シミュレーションにおいて除去した固形の材料の体積が一致する点に着目している。すなわち、切粉(チップ)の除去量をアディティブのパウダー供給量とする。本実施の形態では、所望の堆積量を得るためにツールパスPnに沿って付加する必要のあるパウダー供給量を予測する。さらに、堆積するパウダーを溶融するために必要なレーザ出力を予測する。   As described above, the present embodiment focuses on the point that the volume of the solid material to be added coincides with the volume of the solid material removed in the simulation. That is, the removal amount of chips (chips) is defined as the additive powder supply amount. In the present embodiment, a powder supply amount that needs to be added along the tool path Pn in order to obtain a desired deposition amount is predicted. In addition, the laser power required to melt the powder to be deposited is predicted.

<H.実装等>
上述した処理は、CAMに対して機能(プログラムモジュール)を追加することにより実現できる。すなわち、CAMのオペレーティングシステム上で、プログラムモジュールが実行される。
<H. Mounting etc.>
The above processing can be realized by adding a function (program module) to the CAM. That is, the program module is executed on the CAM operating system.

このようなプログラムモジュールがインストールされるのは、上述したように、CAMがインストールされた数値制御装置を内蔵した工作機械、あるいは、工作機械と通信または外部記憶媒体を介してデータ転送可能なコンピュータであってもよい。   As described above, such a program module is installed in a machine tool having a built-in numerical control device in which a CAM is installed, or in a computer capable of transferring data with a machine tool through communication or an external storage medium. There may be.

メリットとして、従来の切削用のCAMのプログラムを利用できる点が挙げられる。つまり、機能(プログラムモジュール)を追加するだけで、切削用のCAMを付加製造用のCAMに変更することが可能となる。   An advantage is that a conventional CAM program for cutting can be used. That is, the CAM for cutting can be changed to the CAM for additional manufacturing only by adding a function (program module).

<I.特徴的構成>
(1)本実施の形態に係る制御データの生成方法(あるいは、情報処理装置、工作機械、プログラム)は、もともと形状があって、そこから切削(除去)するようなパスをCAMで生成して、それを逆方向に再生して、付加製造のツールパスPnを生成する。製品の形状をデータで取得して、そのデータを基に、CAMで仮想的に切削するパス(切削パス)を、自動または手動で生成する。制御データの生成方法は、その逆再生で付加製造のパスを生成する。
<I. Characteristic configuration>
(1) The control data generation method (or information processing device, machine tool, program) according to the present embodiment generates a path that has an original shape and cuts (removes) the shape from the CAM. Is reproduced in the reverse direction to generate a tool path Pn for additional manufacturing. The shape of the product is acquired as data, and a path (cutting path) virtually cut by the CAM is automatically or manually generated based on the data. In the control data generation method, a pass for additive manufacturing is generated by the reverse reproduction.

なお、上述したように、ユーザがCADで形状を作成し、CADのデータ(形状データ)をCAMソフトで処理することにより、ツールパスPn(アディティブのツールパス)が生成される。   As described above, a tool path Pn (additive tool path) is generated by a user creating a shape by CAD and processing CAD data (shape data) by CAM software.

本実施の形態に係る制御データの生成方法では、ツールパスPnが決定すると、プログラムモジュールによって、パウダーの供給量と、ノズルの移動速度と、レーザの出力(強度,パワー)とが決定される。詳しくは、ツールパスPnの生成方法では、プログラムモジュールが、切粉の除去量のシミュレーション結果に基づき上記の制御データ(詳しくは、変数の値)を決定する。なお、ノズルの向き(パウダーの吐出方向)は、重力の向き(鉛直下向き)とする。   In the control data generation method according to the present embodiment, when the tool path Pn is determined, the supply amount of the powder, the moving speed of the nozzle, and the output (intensity, power) of the laser are determined by the program module. Specifically, in the method of generating the tool path Pn, the program module determines the control data (specifically, the value of the variable) based on the simulation result of the amount of chip removal. Note that the direction of the nozzle (the direction of powder discharge) is the direction of gravity (vertically downward).

(2)ツールパスPnの決定について
ツールパスPn(付加製造のパス)が、CAMにおけるシミュレーションの際の切削のパスに対して、単なる逆向き(反対の経路)ではないような構成も採用しうる。たとえば付加製造方式が指向性エネルギー堆積法である場合には、粉体を空間に噴出する方式であるため、重力方向に噴出させたほうが安定にワーク表面に着地させられるからである。
(2) Determination of Tool Path Pn A configuration may be adopted in which the tool path Pn (path for additional manufacturing) is not merely a reverse direction (opposite path) with respect to a cutting path at the time of simulation in the CAM. . For example, when the additional manufacturing method is the directional energy deposition method, since the powder is ejected into the space, it is more stable to land on the work surface by ejecting the powder in the direction of gravity.

詳しくは、本実施の形態に係るツールパスPnの生成方法では、工具の先端点(刃先位置)が、レーザの照射位置と一致するようにツールパスPn(アディティブのパス)を生成する。   More specifically, in the method of generating the tool path Pn according to the present embodiment, the tool path Pn (additive path) is generated such that the tip point (edge position) of the tool coincides with the laser irradiation position.

<J.工作機械の外観および内部構造>
図3は、複合材を製造するための工作機械1の外観および内部構造を説明するための概要図である。図3を参照して、工作機械1は、オペレーティングシステム11と、スプラッシュガード12と、主軸頭13と、主軸14と、回転装置18と、扉19と、テーブル装置20とを備える。
<J. Appearance and internal structure of machine tool>
FIG. 3 is a schematic diagram for explaining an external appearance and an internal structure of the machine tool 1 for manufacturing a composite material. Referring to FIG. 3, machine tool 1 includes operating system 11, splash guard 12, spindle head 13, spindle 14, rotating device 18, door 19, and table device 20.

テーブル装置20は、回転テーブル16と、回転テーブル16を回転可能に支持する台座17とを有する。テーブル装置20は、回転装置18に取り付けられている。詳しくは、台座17が回転装置18の中央部に固定されている。   The table device 20 has a turntable 16 and a pedestal 17 that rotatably supports the turntable 16. The table device 20 is attached to the rotating device 18. Specifically, the pedestal 17 is fixed to the center of the rotating device 18.

オペレーティングシステム11は、従来の操作盤の役割を果たす数値制御装置である。オペレーティングシステム11は、ユーザが設計したプログラム等を実行することにより、工作機械1の全体の動作を制御する。たとえば、オペレーティングシステム11は、主軸頭13、主軸14、回転装置18、扉19、テーブル装置20、後述する付加製造装置30の動作を制御する。なお、オペレーティングシステム11は、周知のシステムであるので、ここでは詳しくは説明しない。   The operating system 11 is a numerical controller that plays the role of a conventional operation panel. The operating system 11 controls the overall operation of the machine tool 1 by executing a program or the like designed by the user. For example, the operating system 11 controls operations of the spindle head 13, the spindle 14, the rotating device 18, the door 19, the table device 20, and an additional manufacturing device 30 described later. The operating system 11 is a well-known system and will not be described in detail here.

主軸頭13は、図示しないクロスレールに取り付けられている。主軸頭13は、矢印901に示す軸方向(X軸方向)および矢印902に示す軸方向(Y軸方向)にスライド移動可能に設けられている。主軸頭13には、主軸14が取り付けられている。   The spindle head 13 is attached to a cross rail (not shown). The spindle head 13 is provided so as to be slidable in an axial direction (X-axis direction) indicated by an arrow 901 and an axial direction (Y-axis direction) indicated by an arrow 902. A spindle 14 is attached to the spindle head 13.

主軸14は、矢印903に示す軸方向(Z軸方向)にスライド移動可能に設けられている。主軸14は、先端に、工具が取り付けられた工具ホルダを装着するための機構を有する。   The main shaft 14 is provided slidably in the axial direction (Z-axis direction) indicated by the arrow 903. The main shaft 14 has a mechanism for mounting a tool holder to which a tool is attached at the tip.

工具ホルダの例としては、付加製造技術を実行するための付加製造装置30(図4)、工具マガジン(図示せず)に格納されている工具ホルダ(たとえば、エンドミルを備えた工具ホルダ40(図5))が挙げられる。なお、付加製造装置30以外の工具ホルダは、自動工具交換装置21(図5)によって、主軸14に取り付けられる。   Examples of the tool holder include an additional manufacturing apparatus 30 (FIG. 4) for executing the additional manufacturing technique, and a tool holder (for example, a tool holder 40 having an end mill (see FIG. 4)) stored in a tool magazine (not shown). 5)). The tool holders other than the additional manufacturing device 30 are attached to the main shaft 14 by the automatic tool changing device 21 (FIG. 5).

工具マガジンは、扉19に対して加工領域とは反対側(すなわち図3における扉19の奥側)に配置されている。なお、「加工領域」とは、スプラッシュガード12および扉19によって仕切られる空間(工作機械1の内部側の空間)であって、主軸頭13、主軸14、回転装置18、テーブル装置20、付加製造装置30、ワーク等が移動可能に配置される空間を指す。   The tool magazine is arranged on the opposite side of the door 19 from the processing area (that is, on the inner side of the door 19 in FIG. 3). The “machining area” is a space (a space on the inner side of the machine tool 1) partitioned by the splash guard 12 and the door 19, and includes a spindle head 13, a spindle 14, a rotating device 18, a table device 20, and additional manufacturing. The space in which the device 30, the work, and the like are movably arranged.

主軸頭13および主軸14の各々には、スライド移動を可能とするための送り機構や案内機構、サーボモータなどが適宜、設けられている。工作機械1においては、主軸頭13および主軸14の各々のスライド移動が組み合わさることにより、工具ホルダに取り付けられた工具の位置をXYZ空間において自在に変化させることができる。   Each of the spindle head 13 and the spindle 14 is appropriately provided with a feed mechanism, a guide mechanism, a servomotor, and the like for enabling sliding movement. In the machine tool 1, the position of the tool attached to the tool holder can be freely changed in the XYZ space by combining the sliding movements of the spindle head 13 and the spindle 14.

回転装置18は、X軸方向に延びる中心軸を中心に、モータ駆動により回転可能に設けられている。回転装置18の回転とともに、テーブル装置20が当該中心軸を中心にして、時計および半時計方向(矢印904の方向)に回転する。   The rotating device 18 is provided so as to be rotatable around a central axis extending in the X-axis direction by driving a motor. Along with the rotation of the rotation device 18, the table device 20 rotates clockwise and counterclockwise (in the direction of the arrow 904) about the central axis.

テーブル装置20の回転テーブル16は、デフォルト状態である図3の状態においては、鉛直(Z軸)方向に延びる中心軸を中心に、モータ駆動により回転可能に設けられている。なお、回転テーブル16は、回転装置18によって矢印904の方向に回転するため、回転テーブル16の回転の中心軸はYZ平面に平行な状態を保ちながら変化する。   In the state shown in FIG. 3 which is a default state, the rotary table 16 of the table device 20 is provided rotatably around a central axis extending in the vertical (Z-axis) direction by driving a motor. Since the rotary table 16 is rotated in the direction of the arrow 904 by the rotary device 18, the center axis of rotation of the rotary table 16 changes while maintaining a state parallel to the YZ plane.

回転テーブル16上には、チャックや各種の治具を用いて、ワークが保持される。固定工具を用いた切削加工時、回転テーブル16の回転とともにワークが当該中心軸を中心にして時計および半時計方向(矢印905の方向)に回転する。   The work is held on the rotary table 16 using a chuck or various jigs. At the time of cutting using a fixed tool, the work rotates in the clockwise and counterclockwise directions (in the direction of arrow 905) about the central axis as the rotary table 16 rotates.

以上のような構成により、工作機械1は、加工領域内に設置されたワーク等の部材の姿勢を変更することが可能となる。   With the above configuration, the machine tool 1 can change the posture of a member such as a work set in the processing area.

図4は、主軸14に付加製造装置30が取り付けられた状態を表した図である。図4を参照して、付加製造装置30は、吐出部310と、取付部320と、ホース部330とを備える。   FIG. 4 is a diagram illustrating a state where the additional manufacturing apparatus 30 is attached to the main shaft 14. Referring to FIG. 4, additional manufacturing apparatus 30 includes a discharge unit 310, a mounting unit 320, and a hose unit 330.

詳細については後述するが、吐出部310の先端部311から金属のパウダー等が吐出される。取付部320は、付加製造装置30を主軸14に固定させるための部材である。ホース部330は、パウダー等の供給路である。ホース部330は、パウダー等が格納された装置(図示せず)から、取付部320を介してパウダー等を吐出部310に供給するために設けられている。   Although details will be described later, metal powder or the like is discharged from the tip 311 of the discharge unit 310. The attachment part 320 is a member for fixing the additional manufacturing device 30 to the main shaft 14. The hose section 330 is a supply path for powder or the like. The hose section 330 is provided for supplying powder or the like to the discharge section 310 via a mounting section 320 from a device (not shown) in which the powder or the like is stored.

工作機械1は、付加製造装置30を使用しない場合には、付加製造装置30を付加製造装置用のホルダ39に収容する(図5参照)。なお、ホルダ39は、付加製造装置30を収容するために、XY平面に平行な状態を保ちながら回転軸を中心に回転可能に構成されている。つまり、ホルダ39は、Z軸に平行な軸を中心に回転する。   When the additional manufacturing device 30 is not used, the machine tool 1 stores the additional manufacturing device 30 in a holder 39 for the additional manufacturing device (see FIG. 5). The holder 39 is configured to be rotatable about a rotation axis while maintaining a state parallel to the XY plane in order to accommodate the additional manufacturing apparatus 30. That is, the holder 39 rotates around an axis parallel to the Z axis.

図5は、主軸14に工具ホルダ40が取り付けられた状態を表した図である。図5を参照して、オペレーティングシステム11は、扉19を開く制御を行ない、その後、自動工具交換装置によって工具ホルダ40を主軸14に取り付けさせる。なお、工具ホルダ40の交換は、付加製造装置30をホルダ39に格納した状態で行なわれる。   FIG. 5 is a diagram illustrating a state where the tool holder 40 is attached to the main shaft 14. Referring to FIG. 5, operating system 11 performs control to open door 19, and then causes tool holder 40 to be attached to main shaft 14 by an automatic tool changer. The replacement of the tool holder 40 is performed with the additional manufacturing apparatus 30 stored in the holder 39.

<K.ハードウェア構成>
図6は、工作機械1のハードウェア構成の概要を表した図である。図6を参照して、工作機械1は、オペレーティングシステム11と、主軸頭13と、主軸14と、回転装置18と、テーブル装置20と、自動工具交換装置21と、工具マガジン22と、付加製造装置30とを備える。
<K. Hardware Configuration>
FIG. 6 is a diagram illustrating an outline of a hardware configuration of the machine tool 1. Referring to FIG. 6, a machine tool 1 includes an operating system 11, a spindle head 13, a spindle 14, a rotating device 18, a table device 20, an automatic tool changing device 21, a tool magazine 22, and additional manufacturing. And an apparatus 30.

オペレーティングシステム11は、CPU(Central Processing Unit)91と、メモリ92と、通信IF(InterFace)93と、ディスプレイ94と、操作キー95とを有する。   The operating system 11 has a CPU (Central Processing Unit) 91, a memory 92, a communication IF (InterFace) 93, a display 94, and operation keys 95.

CPU91は、メモリ92に格納された各種プログラムを実行することにより、通信IF93を介して、工作機械1の各部の動作を制御する。ディスプレイ94は、工作機械1における各種の情報を工作機械1のユーザに視認可能に表示する。操作キー95は、ユーザによる様々な入力(たとえば、加工開始の入力)を受け付ける。   The CPU 91 controls the operation of each unit of the machine tool 1 via the communication IF 93 by executing various programs stored in the memory 92. The display 94 displays various types of information on the machine tool 1 so that the user of the machine tool 1 can visually recognize the information. The operation keys 95 receive various inputs (for example, inputs for starting processing) by the user.

詳しくは、オペレーティングシステム11のメモリ92には、CAMと、上述した逆再生を利用した付加製造技術を実行するためのプログラムモジュールとが格納されている。なお、オペレーティングシステム11がユーザからの指示に応じた処理を実行することにより、準最終製品または最終製品が製造される。   Specifically, the memory 92 of the operating system 11 stores a CAM and a program module for executing the additional manufacturing technique using the above-described reverse reproduction. The quasi-final product or the final product is manufactured by the operating system 11 executing a process according to the instruction from the user.

<L.詳細例>
以下では、付加製造技術で円筒形の準最終製品を生成する場合について説明する。なお、図7は、図2の状態(A)〜(C)に対応し、図8は、図2の状態(D)に対応する。ただし、図7,8は、円筒形の準最終製品を製造する点において、円柱の準最終製品を製造する図2とは異なる。
<L. Details>
Hereinafter, a case in which a cylindrical semi-finished product is generated by the additional manufacturing technology will be described. 7 corresponds to the states (A) to (C) in FIG. 2, and FIG. 8 corresponds to the state (D) in FIG. 7 and 8 differ from FIG. 2 in which a cylindrical semi-finished product is manufactured in that a cylindrical semi-finished product is manufactured.

(1)除去加工のシミュレーション
図7は、除去加工のシミュレーションについて説明するためのものでもある。つまり、図7は、CAMにおけるシミュレーションを説明するための図である。
(1) Simulation of Removal Processing FIG. 7 is also for explaining a simulation of removal processing. That is, FIG. 7 is a diagram for explaining the simulation in the CAM.

図7を参照して、状態(A)は、CAMにて決定された切削条件(切削パスを含む)に従って、円筒形の素材500(仮想的な素材)を上端から約三分の一だけ切削したときの状態を表している。パスPsは、切削を開始するまでの仮想的な工具600(たとえば、エンドミル)の先端のパスを表している。つまり、パスPsは、工具600の先端が素材500の上端に接するまでのパスを表している。パスPtaは、切削パスPt(図7の状態(C)参照)の一部を表している。すなわち、パスPtaは、CAMで決定された切削パスPtのうち、工具600が既に移動した部分のパスを示している。   Referring to FIG. 7, in state (A), cylindrical material 500 (virtual material) is cut by about one-third from the upper end according to the cutting conditions (including the cutting path) determined by the CAM. It shows the state when it is done. The path Ps represents the path of the tip of the virtual tool 600 (for example, an end mill) until the start of cutting. In other words, the path Ps represents a path until the tip of the tool 600 contacts the upper end of the material 500. The path Pta represents a part of the cutting path Pt (see state (C) in FIG. 7). That is, the path Pta indicates a path of a portion where the tool 600 has already moved among the cutting paths Pt determined by the CAM.

状態(B)は、状態(A)から切削がさらに進行したときの状態を表している。具体的には、状態(B)は、素材500を上端から約三分の二だけ切削したときの状態を表している。パスPtbは、切削パスPtの一部を表している。すなわち、パスPtbは、切削パスPtのうち、工具600が既に移動した部分のパスを示している。   The state (B) represents a state when cutting has further progressed from the state (A). Specifically, the state (B) shows a state when the material 500 is cut by about two-thirds from the upper end. The path Ptb represents a part of the cutting path Pt. That is, the path Ptb indicates a path of a portion where the tool 600 has already moved in the cutting path Pt.

状態(C)は、状態(B)から切削がさらに進行したときの状態を表している。具体的には、状態(C)は、素材500の全てを切削したときの状態を表している。以上により、円筒形の素材500が工具600によって完全に削り取られ、その結果、素材500が消滅する。   State (C) represents a state when cutting has further progressed from state (B). Specifically, the state (C) represents a state when the entire material 500 has been cut. As described above, the cylindrical material 500 is completely shaved off by the tool 600, and as a result, the material 500 disappears.

工作機械1のオペレーティングシステム11は、上記の切削パスPtに沿って工具600を移動させたときに除去される切粉の量(単位時間当たりの除去量)を、工具600の位置(切削パスPt上における位置)および工具600の送り速度等に関連付けて記憶する。なお、工具600の送り速度もCAMによって決定することができる。また、除去量は、上述したように、CAMでのシミュレーションにて算出された値である。   The operating system 11 of the machine tool 1 determines the amount of chips (removal amount per unit time) that is removed when the tool 600 is moved along the above-described cutting path Pt by the position of the tool 600 (the cutting path Pt). And the feed speed of the tool 600 and the like. Note that the feed speed of the tool 600 can also be determined by CAM. Further, the removal amount is a value calculated by the simulation using the CAM as described above.

(2)付加製造による準最終製品の製造工程
オペレーティングシステム11は、上述した逆再生を利用した付加製造技術を実行するためのプログラムモジュールを実行して、ツールパスPnを含む制御データを生成する。具体的には、上述したように、オペレーティングシステム11は、切削パスPt(図7の状態(C)を参照)を時間的に遡る向きに再生することにより、指定された形状としての円筒(素材500と同一形状)を生成する際に利用するツールパスPnを決定する。あわせて、オペレーティングシステム11は、パウダー供給量、レーザの出力等の制御データの値も決定する。
(2) Manufacturing Process of Semi-Final Product by Additional Manufacturing The operating system 11 executes a program module for executing the additional manufacturing technology using the above-described reverse reproduction to generate control data including the tool path Pn. Specifically, as described above, the operating system 11 reproduces the cutting path Pt (see the state (C) in FIG. 7) in a direction going back in time, so that the cylinder (material) as the designated shape is reproduced. (Same shape as 500) is determined. At the same time, the operating system 11 also determines control data values such as the amount of powder supplied and the output of the laser.

図8は、ツールパスPnに沿ってノズル(詳しくは、付加製造装置30)を移動させることにより、円筒形状の準最終製品700を付加製造によって製造する過程を表した図である。   FIG. 8 is a diagram illustrating a process of manufacturing a cylindrical semi-finished product 700 by additional manufacturing by moving a nozzle (more specifically, the additional manufacturing device 30) along the tool path Pn.

状態(A)は、ツールパスPnに沿って付加製造装置30を移動させることにより、指定された形状としての円筒の約三分の一の高さの中間体700Aが生成されたときの状態を表している。状態(B)は、ツールパスPnに沿って付加製造装置30を状態(A)よりもさらに移動させることにより、指定された形状としての円筒の約三分の二の高さの中間体700Bが生成されたときの状態を表している。   The state (A) shows the state when the intermediate body 700A having a height of about one third of the cylinder as the designated shape is generated by moving the additional manufacturing apparatus 30 along the tool path Pn. Represents. In the state (B), by moving the additional manufacturing apparatus 30 further along the tool path Pn than in the state (A), the intermediate body 700B having a height of about two thirds of the cylinder as the designated shape is obtained. It represents the state when it was created.

状態(C)は、ツールパスPnに沿って付加製造装置30を状態(B)よりもさらに移動させることにより、円筒形状の準最終製品700の製造が終了した直後の状態を表している。   The state (C) represents a state immediately after the manufacture of the cylindrical semi-finished product 700 is completed by moving the additional manufacturing apparatus 30 further along the tool path Pn than the state (B).

以上のように、オペレーティングシステム11は、切削パスPtを時間的に遡る向きに再生することにより、ノズルのパスであるツールパスPnを決定する。その後、オペレーティングシステム11は、決定されたツールパスPnに沿ってノズルを移動させることにより、指定された形状の準最終製品を工作機械1によって生成する。   As described above, the operating system 11 determines the tool path Pn, which is the path of the nozzle, by reproducing the cutting path Pt in a temporally backward direction. Thereafter, the operating system 11 generates the semi-finished product having the specified shape by the machine tool 1 by moving the nozzle along the determined tool path Pn.

<M.機能的構成>
図9は、オペレーティングシステム11の機能的構成を説明するための機能ブロック図である。図9を参照して、工作機械1の制御装置(コントローラ)としてのオペレーティングシステム11は、シミュレーション実行部110と、制御データ生成部120と、付加製造制御部130と、切削パス決定部140とを備える。
<M. Functional configuration>
FIG. 9 is a functional block diagram for explaining a functional configuration of the operating system 11. Referring to FIG. 9, operating system 11 as a control device (controller) of machine tool 1 includes simulation execution unit 110, control data generation unit 120, additional manufacturing control unit 130, and cutting path determination unit 140. Prepare.

制御データ生成部120は、ツールパス決定部121と、パウダー供給量決定部122と、レーザパワー決定部123とを有する。   The control data generation unit 120 includes a tool path determination unit 121, a powder supply amount determination unit 122, and a laser power determination unit 123.

切削パス決定部140は、CADデータに基づいて切削パスを決定する。切削パス決定部140は、CADデータに基づいて切削パスを自動的に決定してもよいし、あるいはユーザ入力(マニュアル操作)に基づき切削パスを決定してもよい。切削パス決定部140は、切削パスを一意に決定できる構成であればよい。   The cutting path determination unit 140 determines a cutting path based on the CAD data. The cutting path determination unit 140 may automatically determine the cutting path based on the CAD data, or may determine the cutting path based on a user input (manual operation). The cutting path determination unit 140 may have any configuration as long as it can uniquely determine a cutting path.

シミュレーション実行部110は、CADデータに基づき、切削のシミュレーションを行なう。具体的には、シミュレーション実行部110は、設定された切削パスに沿った切削のシミュレーションを実行する。   The simulation execution unit 110 performs a cutting simulation based on the CAD data. Specifically, the simulation execution unit 110 executes a simulation of cutting along the set cutting path.

シミュレーションの実行により、切削パス、切粉の除去量、工具の送り速度等の情報が得られる。シミュレーション実行部110は、これらのシミュレーション結果を、制御データ生成部120に送る。   By executing the simulation, information such as the cutting path, the amount of chip removal, and the feed speed of the tool can be obtained. The simulation execution unit 110 sends these simulation results to the control data generation unit 120.

制御データ生成部120は、CADデータに基づく形状(指定された形状)の製品を付加製造で製造するための制御データを生成する。ツールパス決定部121は、切削パスを時間的に遡る向きに再生することにより、付加製造時におけるノズル(詳しくは、付加製造装置30)のパスであるツールパスPnを決定する。   The control data generation unit 120 generates control data for manufacturing a product having a shape (designated shape) based on CAD data by additional manufacturing. The tool path determination unit 121 determines a tool path Pn that is a path of the nozzle (specifically, the additional manufacturing apparatus 30) at the time of additional manufacturing by reproducing the cutting path in a direction going back in time.

パウダー供給量決定部122は、パウダーの供給量を決定する。詳しくは、パウダー供給量決定部122は、ツールパスPn上の各位置におけるパウダーの供給量を決定する。なお、典型的には、パウダー供給量決定部122は、ツールパスPn上の各位置における供給量を一定に定める。   The powder supply amount determination unit 122 determines the powder supply amount. Specifically, the powder supply amount determination unit 122 determines the supply amount of the powder at each position on the tool path Pn. Note that typically, the powder supply amount determination unit 122 determines a constant supply amount at each position on the tool path Pn.

レーザパワー決定部123は、レーザの出力を決定する。詳しくは、レーザパワー決定部123は、ツールパスPn上の各位置におけるレーザの出力を決定する。   The laser power determination unit 123 determines the output of the laser. Specifically, the laser power determination unit 123 determines the laser output at each position on the tool path Pn.

制御データ生成部120は、生成された制御データを付加製造制御部130に送る。付加製造制御部130は、制御データに基づき、付加製造装置30の動作、回転テーブル16の回転角度、および回転装置18の回転角度等を制御する。これにより、CADデータで示される形状と概略同一の準最終製品が生成される。また、工作機械1の加工領域内で工具を用いた研磨等の表面加工を準最終製品に施すことによって、最終製品(CADデータの形状と同一の製品)が得られる。   The control data generator 120 sends the generated control data to the additional manufacturing controller 130. The additional production control unit 130 controls the operation of the additional production device 30, the rotation angle of the turntable 16, the rotation angle of the rotation device 18, and the like based on the control data. As a result, a semi-finished product having substantially the same shape as the shape indicated by the CAD data is generated. Further, a final product (a product having the same shape as the CAD data) can be obtained by subjecting the semi-final product to surface processing such as polishing using a tool in the processing area of the machine tool 1.

なお、制御データ生成部120の一連の処理は、オペレーティングシステム11(詳しくは、プロセッサ)が、CAMに組み込まれたプログラムを実行することにより実現される。詳しくは、制御データ生成部120の一連の処理は、プロセッサが、CAMのシステム上で実行(動作)可能に構成されたアプリケーションプログラムを実行することにより実現される。一方で、切削パス決定部140およびシミュレーション実行部110は、上記プロセッサが、CAM本体(上記組み込まれたアプリケーション以外のプログラム)を実行することにより実現される。   Note that a series of processing of the control data generation unit 120 is realized by the operating system 11 (specifically, a processor) executing a program embedded in the CAM. More specifically, a series of processes of the control data generation unit 120 are realized by the processor executing an application program configured to be executable (operable) on the CAM system. On the other hand, the cutting path determination unit 140 and the simulation execution unit 110 are realized by the processor executing a CAM body (a program other than the embedded application).

<N.まとめ>
上述した制御データの生成方法における特徴的な構成を抽出すると、以下のとおりである。
<N. Summary>
The characteristic configuration of the above-described control data generation method is extracted as follows.

(1)制御データの生成方法は、指定された形状の製品を付加製造技術で製造するための制御データを生成するための方法である。制御データは、材料(パウダー)を吐出するノズルのパス(ツールパスPn)を含む。制御データの生成方法は、指定された形状を工具で切削するための切削パスを決定するステップと、切削パスを時間的に遡る向きに再生することにより、ノズルのパスを決定するステップとを備える。   (1) The control data generation method is a method for generating control data for manufacturing a product having a specified shape by the additional manufacturing technology. The control data includes a nozzle path (tool path Pn) for discharging a material (powder). The control data generation method includes a step of determining a cutting path for cutting a specified shape with a tool, and a step of determining a nozzle path by reproducing the cutting path in a direction going back in time. .

上記の方法によれば、付加製造技術においてユーザが指定した形状(所望する形状)を生成可能とするノズルのパスを決定することができる。   According to the above-described method, it is possible to determine a nozzle path that can generate a shape (a desired shape) specified by a user in the additional manufacturing technology.

(2)制御データの生成方法は、ノズルのパスに沿って付加製造技術を実行する際における、ノズルの移動速度と、材料の吐出量と、材料に照射するレーザの出力とを決定するステップをさらに含んでいる。これにより、ノズルのパスだけではなく、ノズルの移動速度と、材料の吐出量と、材料に照射するレーザの出力とが決定される。   (2) The control data generation method includes a step of determining a moving speed of the nozzle, a discharge amount of the material, and an output of a laser for irradiating the material when performing the additional manufacturing technology along the path of the nozzle. In addition. This determines not only the path of the nozzle, but also the moving speed of the nozzle, the discharge amount of the material, and the output of the laser for irradiating the material.

(3)切削パスを決定するステップは、切削パスに沿った切削によって指定された形状から除去された素材の量を算出するステップを含んでいる。ノズルの移動速度と、材料の吐出量と、レーザの出力とは、除去された素材の量に基づいて決定される。   (3) The step of determining the cutting path includes the step of calculating the amount of the material removed from the shape specified by the cutting along the cutting path. The moving speed of the nozzle, the discharge amount of the material, and the output of the laser are determined based on the amount of the removed material.

(4)ノズルのパスを決定するステップでは、レーザの照射位置が、切削パスにおける工具の刃先位置と一致するように、ノズルのパスを決定する。   (4) In the step of determining the path of the nozzle, the path of the nozzle is determined so that the laser irradiation position coincides with the position of the cutting edge of the tool in the cutting path.

(5)切削パスは、CAMによって生成される。ノズルのパスは、CAMに組み込まれたプログラムによって決定される。   (5) The cutting path is generated by the CAM. The nozzle path is determined by a program installed in the CAM.

<O.変形例>
上記においては、上記工作機械の一例として、付加製造技術(すなわち3Dプリンター)の機能を備えた5軸加工機を例に挙げて説明したが、工作機械は、5軸加工機に限定されるものではない。工作機械は、付加製造技術の機能を備えた除去加工機(たとえば、4軸加工機)であればよい。
<O. Modification>
In the above description, as an example of the machine tool, a 5-axis processing machine having the function of an additional manufacturing technology (that is, a 3D printer) has been described as an example, but the machine tool is limited to a 5-axis processing machine. is not. The machine tool may be any removal processing machine (for example, a 4-axis processing machine) having the function of the additional manufacturing technology.

また、上記においては、粉体を吐出する付加製造処理(付加成形)を例に挙げて説明したが、上述した各種の処理は、線材を繰り出す形式の付加製造処理にも適用可能である。   In the above description, the additional manufacturing process (additional molding) for discharging powder is described as an example. However, the various processes described above can also be applied to an additional manufacturing process in which a wire is fed.

<P.付記>
(1)CAMにおいて、工具の向きは、レーザの向きにしてもよいし、しなくてもよい。削り取る場合には、切粉は下に落ちるため、どんな角度であってもよいが、パウダーを吹き付けるときには、重力方向にしたほうが好適である。
<P. Appendix>
(1) In the CAM, the tool orientation may or may not be the laser orientation. When shaving off, the chips fall down, so any angle may be used. However, when spraying the powder, it is preferable to set the powder in the direction of gravity.

(2)どの位の除去量にするかを決めれば、ツールパスPnが決まる。除去量を決定するのは、切込み(半径方向、軸方向)、送り速度である。除去量については、ユーザが決めていくことになる。除去量が決まれば、ツールパスPn、回転速度等が決まる。   (2) If the removal amount is determined, the tool path Pn is determined. The removal amount is determined by the cutting depth (radial direction and axial direction) and the feed speed. The removal amount is determined by the user. Once the removal amount is determined, the tool path Pn, rotation speed, and the like are determined.

(3)パウダーフローレートが決まれば、そのパウダーを溶融し得るエネルギーの関数としてレーザパワーが決まる。   (3) Once the powder flow rate is determined, the laser power is determined as a function of the energy that can melt the powder.

(4)除去量一定の切削を実行するのは非常に困難である。通常、工具の移動速度を一定にして除去量は変動する。しかし、このような変動と同じようにパウダーの供給量を変化させることは難しい。そこで、一定の値になるように(パウダー供給量については一定とし)、ノズルのスピードと、レーザ強度とを変える。除去量の変化に対応させるためである。   (4) It is very difficult to perform cutting with a constant removal amount. Usually, the removal amount fluctuates while the moving speed of the tool is kept constant. However, it is difficult to change the amount of powder supplied in the same manner as such fluctuation. Therefore, the nozzle speed and the laser intensity are changed so as to have a constant value (the powder supply amount is constant). This is to cope with a change in the removal amount.

(5)ノズルのスピードと、レーザ出力との関連性は、シチュエーション次第で異なる。このため、事前にどのような制御をするかを事前にプログラムしておく。詳しくは、事前に相関を取ったデータを保持しておき、シチュエーションに応じて最適な条件で制御するようなプログラムを準備しておく。なお、スピードの方が、レーザ出力よりも制御しやすい。   (5) The relationship between the nozzle speed and the laser output differs depending on the situation. Therefore, what kind of control is to be performed in advance is programmed in advance. More specifically, data that has been correlated in advance is stored, and a program that performs control under optimum conditions according to the situation is prepared. Note that speed is easier to control than laser output.

(6)上記実施例は、付加製造方式として指向性エネルギー堆積を利用しているが、熱溶解堆積法(fused deposition modeling)など、他の付加製造方式にも適用可能である。   (6) Although the above embodiment uses directional energy deposition as an additional manufacturing method, it can be applied to other additional manufacturing methods such as a fused deposition modeling method.

今回開示された実施の形態は例示であって、上記内容のみに制限されるものではない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time is an exemplification, and is not limited to the above contents. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

1 工作機械、11 オペレーティングシステム、13 主軸頭、14 主軸、16 回転テーブル、17 台座、18 回転装置、21 自動工具交換装置、22 工具マガジン、30 付加製造装置、39 ホルダ、40 工具ホルダ、92 メモリ、110 シミュレーション実行部、120 制御データ生成部、121 ツールパス決定部、122 パウダー供給量決定部、123 レーザパワー決定部、130 付加製造制御部、140 切削パス決定部、310 吐出部、311 先端部、320 取付部、500 素材、600 工具、700 準最終製品、700A,700B 中間体、Pn ツールパス、Ps,Pta,Ptb パス、Pt 切削パス。   1 machine tool, 11 operating system, 13 spindle head, 14 spindle, 16 rotary table, 17 pedestal, 18 rotary device, 21 automatic tool changer, 22 tool magazine, 30 additional manufacturing equipment, 39 holder, 40 tool holder, 92 memory , 110 simulation execution unit, 120 control data generation unit, 121 tool path determination unit, 122 powder supply amount determination unit, 123 laser power determination unit, 130 additional manufacturing control unit, 140 cutting path determination unit, 310 ejection unit, 311 tip , 320 Mounting part, 500 materials, 600 tools, 700 semi-finished products, 700A, 700B intermediate, Pn tool path, Ps, Pta, Ptb path, Pt cutting path.

Claims (8)

製品を付加製造技術で製造するための制御データの生成方法であって、
前記制御データは、材料を供給するノズルのパスを含み、
前記制御データの生成方法は、
前記付加製造技術によって生成する予定の形状を工具で切削するための切削パスを決定するステップと、
前記切削パスを時間的に遡る向きに再生するように、前記ノズルのパスを決定するステップとを備える、制御データの生成方法。
A method for generating control data for manufacturing a product by additive manufacturing technology,
The control data includes a path of a nozzle that supplies a material,
The method for generating the control data includes:
Determining a cutting path for cutting the shape to be generated by the additional manufacturing technology with a tool,
Determining a path of the nozzle so that the cutting path is reproduced in a direction going back in time.
前記ノズルのパスに沿って前記付加製造技術を実行する際における、前記ノズルの移動速度と、前記材料の供給量、前記材料に照射するレーザの出力の少なくともいずれか1つを決定するステップをさらに含む、請求項1に記載の制御データの生成方法。 Definitive when performing the additional fabrication techniques along the path of the nozzle, the step of determining the moving speed of the nozzle, the supply amount of the material, at least one of the output of the laser irradiated to the material The method of generating control data according to claim 1, further comprising: 前記切削パスを決定するステップは、前記切削パスに沿った切削によって前記形状から除去された素材の量を算出するステップを含み、
前記移動速度と、前記供給量、前記レーザの出力の少なくともいずれか1つは、前記除去された素材の量に基づいて決定される、請求項2に記載の制御データの生成方法。
Wherein said step of determining the cutting path comprises a step of calculating the amount of material removed from the pre-Symbol shape by cutting along the cutting path,
Wherein a moving speed, and the supply amount, at least one of the output of the laser is determined based on the amount of the removed material, the method of generating the control data according to claim 2.
前記ノズルのパスを決定するステップでは、前記レーザの照射位置が、前記切削パスにおける前記工具の刃先位置と一致するように、前記ノズルのパスを決定する、請求項2または3のいずれか1項に記載の制御データの生成方法。   4. The step of determining the path of the nozzle, wherein the path of the nozzle is determined such that the irradiation position of the laser coincides with the position of the cutting edge of the tool in the cutting path. 5. A method for generating control data according to the above. 前記切削パスは、CAM(Computer Aided Manufacturing)によって生成され、
前記ノズルのパスは、前記CAMに組み込まれたプログラムによって決定される、請求項1から4のいずれか1項に記載の制御データの生成方法。
The cutting path is generated by CAM (Computer Aided Manufacturing),
The control data generation method according to claim 1, wherein the path of the nozzle is determined by a program incorporated in the CAM.
製品を付加製造技術で製造するための制御データを生成する情報処理装置であって、
前記制御データは、材料を吐出するノズルのパスを含み、
前記情報処理装置は、
前記付加製造技術によって生成する予定の形状を工具で切削するための切削パスを決定する第1の決定部と、
前記切削パスを時間的に遡る向きに再生することにより、前記ノズルのパスを決定する第2の決定部とを備える、情報処理装置。
An information processing apparatus for generating control data for manufacturing a product by additive manufacturing technology,
The control data includes a nozzle path for discharging the material,
The information processing device,
A first determination unit that determines a cutting path for cutting a shape to be generated by the additional manufacturing technology with a tool,
An information processing apparatus comprising: a second determination unit that determines the path of the nozzle by reproducing the cutting path in a direction going back in time.
付加製造技術を実施可能な工作機械であって、
製品を前記付加製造技術で製造するための制御データを生成する制御部を備えた制御部を備え、
前記制御データは、材料を供給するノズルのパスを含み、
前記制御部は、
前記付加製造技術によって生成する予定の形状を工具で切削するための切削パスを決定する第1の決定部と、
前記切削パスを時間的に遡る向きに再生することにより、前記ノズルのパスを決定する第2の決定部とを含む、工作機械。
A machine tool capable of performing additional manufacturing technology,
A control unit including a control unit that generates control data for manufacturing a product by the additional manufacturing technology,
The control data includes a path of a nozzle that supplies a material,
The control unit includes:
A first determination unit that determines a cutting path for cutting a shape to be generated by the additional manufacturing technology with a tool,
A second determining unit that determines the path of the nozzle by reproducing the cutting path in a direction going back in time.
製品を付加製造技術で製造するための制御データを生成するためのプログラムであって、
前記制御データは、材料を供給するノズルのパスを含み、
前記プログラムは、
前記付加製造技術によって生成する予定の形状を工具で切削するための切削パスを決定するステップと、
前記切削パスを時間的に遡る向きに再生することにより、前記ノズルのパスを決定するステップとを、前記プログラムが格納された情報処理装置のプロセッサに実行させる、プログラム。
A program for generating control data for manufacturing a product by additive manufacturing technology,
The control data includes a path of a nozzle that supplies a material,
The program is
Determining a cutting path for cutting the shape to be generated by the additional manufacturing technology with a tool,
Determining the path of the nozzle by reproducing the cutting path in a direction going back in time, thereby causing a processor of an information processing apparatus in which the program is stored to execute.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7120253B2 (en) * 2017-12-12 2022-08-17 株式会社ニコン Processing device and processing method, processing method, and modeling device and modeling method
EP3663032B8 (en) 2018-10-24 2024-05-22 Mitsubishi Electric Corporation Additive manufacturing method, machining-path generation method, and additive manufacturing device
KR102237232B1 (en) * 2019-09-23 2021-04-07 하이젠모터 주식회사 Apparatus and control method for supplying for manufacturing three dimensional shapes material
JP6983856B2 (en) * 2019-11-20 2021-12-17 Dmg森精機株式会社 Processing machine
CN112508763B (en) * 2020-11-09 2022-11-25 深圳泰德激光技术股份有限公司 Laser processing method, laser processing apparatus, and storage medium
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Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5837960A (en) * 1995-08-14 1998-11-17 The Regents Of The University Of California Laser production of articles from powders
JP4311841B2 (en) * 1999-12-24 2009-08-12 ナブテスコ株式会社 Stereoscopic image forming apparatus and stereoscopic image forming method
JP2005097692A (en) * 2003-09-25 2005-04-14 Matsushita Electric Works Ltd Method for manufacturing three-dimensionally shaped article and apparatus for the same

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