JP7387072B1 - 付加製造装置および付加製造方法 - Google Patents

Abstract

付加製造装置（１００）は、被加工物へ材料を供給する材料供給部と、材料を溶融させる熱源を出力する熱源出力部と、熱源および材料供給部を移動させる駆動部と、を有し、熱源を用いて溶融させた材料によりビードを形成する造形部（３０）と、材料供給部の材料供給量または熱源出力部の熱源出力をビードの形状誤差に基づいて調整する操作量調整部と、ビードを適正に形成可能であるときにおける、熱源出力の値に対する材料供給量の値の範囲である適正範囲が設定され、操作量調整部での調整後において熱源出力の値に対する材料供給量の値が適正範囲から外れる場合に、材料供給量と熱源出力とのうちの一方を、調整を優先させる操作量として選定し、選定された操作量を優先して再調整する操作量再調整部（３３）と、を備える。

Description

本開示は、３次元造形物を製造する付加製造装置および付加製造方法に関する。

３次元造形物を製造する技術の１つとして、付加製造（Additive Manufacturing：ＡＭ）の技術が知られている。付加製造の技術における複数の方式のうちの１つである指向性エネルギー堆積（Directed Energy Deposition：ＤＥＤ）方式によると、付加製造装置は、指令された位置へ材料を供給しながら材料および被加工物へビームを照射させることによって、ビードを形成する。ビードは、溶融した材料が被加工物にて凝固することによって得られる凝固物である。付加製造装置は、ビードを順次積み重ねることによって造形物を製造する。

付加製造加工では、複数の要因により、形成されるビードの形状に目標形状からの誤差が生じることがある。このため、従来、付加製造装置の制御により形状誤差を低減させる種々の方法が提案されている。特許文献１には、ビードの高さに目標高さからの誤差が生じる形状誤差に対し、加工点へ供給される材料の量をビードの高さの計測結果に基づいて補正する技術が提案されている。

特許第６７６５５６９号公報

付加製造加工では、材料を溶融させる熱源の出力値によって、加工点において溶融させ得る材料の量が決まる。加工点へ供給される材料の量が補正される場合には、適正な量の材料を溶融させることができなければ、加工を継続することが困難となる。このように、付加製造加工の場合、制御の対象である操作量が補正されても、加工を継続させるための制約が満たされないことがあり得る。このため、上記特許文献１に記載されているような従来の技術によると、誤差が低減された造形物を製造することが困難となる場合があるという問題があった。

本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、誤差が低減された造形物を製造可能とする付加製造装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示にかかる付加製造装置は、被加工物へ材料を供給する材料供給部と、材料を溶融させる熱源を出力する熱源出力部と、熱源および材料供給部を移動させる駆動部と、を有し、熱源を用いて溶融させた材料によりビードを形成する造形部と、材料供給部の材料供給量または熱源出力部の熱源出力をビードの形状誤差に基づいて調整する操作量調整部と、ビードを適正に形成可能であるときにおける、熱源出力の値に対する材料供給量の値の範囲である適正範囲が設定され、操作量調整部での調整後において熱源出力の値に対する材料供給量の値が適正範囲から外れる場合に、適正範囲に対する材料供給量の値の大きさに基づいて、材料供給量と熱源出力とのうちの一方を、調整を優先させる操作量として選定し、選定された操作量を優先して再調整する操作量再調整部と、を備える。

本開示にかかる付加製造装置は、誤差が低減された造形物を製造することができるという効果を奏する。

実施の形態１にかかる付加製造装置の例を示す図 実施の形態１にかかる付加製造装置の機能構成の例を示す図 実施の形態１にかかる付加製造装置におけるレーザ出力と材料供給量との関係について説明するための第１の図 実施の形態１にかかる付加製造装置におけるレーザ出力と材料供給量との関係について説明するための第２の図 実施の形態１にかかる付加製造装置におけるレーザ出力と材料供給量との関係について説明するための第３の図 実施の形態１にかかる付加製造装置においてワイヤの先端を適正な位置とさせ得る材料供給量およびレーザ出力の関係の例を示す図 実施の形態１にかかる付加製造装置の操作量再調整部による、調整を優先させる操作量の選定について説明するための第１の図 実施の形態１にかかる付加製造装置の操作量再調整部による、調整を優先させる操作量の選定について説明するための第２の図 実施の形態１にかかる付加製造装置の操作量再調整部による、調整を優先させる操作量の選定について説明するための第３の図 実施の形態１にかかる付加製造装置の操作量再調整部による操作量の再調整について説明するための第１の図 実施の形態１にかかる付加製造装置の操作量再調整部による操作量の再調整について説明するための第２の図 実施の形態１において許容誤差量が設定された場合における操作量の再調整について説明するための図 実施の形態１にかかる付加製造装置の操作量再調整部による処理の手順の例を示すフローチャート 実施の形態２にかかる付加製造装置の操作量再調整部による、調整を優先させる操作量の選定について説明するための図 実施の形態２にかかる付加製造装置の操作量再調整部による操作量の再調整について説明するための第１の図 実施の形態２にかかる付加製造装置の操作量再調整部による操作量の再調整について説明するための第２の図 実施の形態２において許容誤差量が設定された場合における操作量の再調整について説明するための図 実施の形態２にかかる付加製造装置の操作量再調整部による処理の手順の例を示すフローチャート 実施の形態２にかかる付加製造装置における許容誤差量と造形物における欠陥の発生との関係について説明するための図 実施の形態３にかかる付加製造装置の機能構成の例を示す図 実施の形態３にかかる付加製造装置における加工点の補正とビードの形成との関係について説明するための第１の図 実施の形態３にかかる付加製造装置における加工点の補正とビードの形成との関係について説明するための第２の図 実施の形態３にかかる付加製造装置におけるビード幅の補正について説明するための図 実施の形態３にかかる付加製造装置のビード幅補正量算出部により算出される補正量について説明するための図 実施の形態３にかかる付加製造装置の位置補正部、位置補正量調整部、およびビード幅補正量算出部による処理の手順の例を示すフローチャート 実施の形態１から３にかかる制御回路の構成例を示す図 実施の形態１から３にかかる専用のハードウェア回路の構成例を示す図

以下に、実施の形態にかかる付加製造装置および付加製造方法を図面に基づいて詳細に説明する。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１にかかる付加製造装置１００の例を示す図である。付加製造装置１００は、ＤＥＤ方式の付加製造装置である。付加製造装置１００は、被加工物１９へ材料を供給し、ビームを用いて溶融させた材料により形成されるビード１６を積み重ねることによって造形物１７を製造する。ビームは、材料を溶融させる熱源であって、レーザビームＬまたは電子ビーム等である。熱源は、ビームに限られず、アークであっても良い。実施の形態１では、熱源がレーザビームＬである場合を例に挙げる。また、実施の形態１において、材料は金属のワイヤ１４とする。材料は、ワイヤ１４に限られず、粉末であっても良い。

付加製造装置１００は、指令された位置へワイヤ１４を供給しながらワイヤ１４および被加工物１９へレーザビームＬを照射させることによって、ビード１６を形成する。ビード１６は、溶融池１５に形成される。溶融池１５は、レーザビームＬの照射により被加工物１９およびワイヤ１４が溶融することによってできる溶融金属の溜まりである。

基材１８の上には、複数のビード１６が並べられることによってビード１６の層が形成される。ビード１６の層が積み重ねられることによって、ビード１６の堆積物である造形物１７が形成される。このように、付加製造装置１００は、ビード１６を積み重ねることによって、３次元造形物である造形物１７を製造する。図１に示す基材１８は、板材である。基材１８は板材以外の物であっても良い。被加工物１９は、溶融させた材料が付加される物体であって、基材１８と、造形中における造形物１７とを含む。造形物１７は、基材１８上に形成される。

Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸は、互いに垂直な３軸である。Ｘ軸およびＹ軸は、水平方向の２軸である。Ｚ軸は、鉛直方向の軸である。Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の各々において、矢印で示す方向をプラス、矢印とは逆の方向をマイナスとする。プラスＺ方向は、鉛直上方向であるものとする。ビード１６は、プラスＺ方向へ積層される。

付加製造装置１００は、数値制御（Numerical Control：ＮＣ）装置１と、レーザ発振器２と、軸駆動装置３と、ガス供給装置４と、材料供給装置５と、解析装置６と、カメラ７と、加工ヘッド８と、ＰＣ（Personal Computer）１０と、ステージ２１とを備える。基材１８は、ステージ２１に固定される。レーザ発振器２、軸駆動装置３、ガス供給装置４、材料供給装置５、加工ヘッド８、およびステージ２１は、レーザビームＬを用いて溶融させた材料により形成されるビード１６を積み重ねることによって造形物１７を製造する造形部３０を構成する。

ビーム源であるレーザ発振器２は、レーザビームＬを出力する。レーザ発振器２は、熱源を出力する熱源出力部の一例である。レーザ発振器２により出力されたレーザビームＬは、光伝送路であるファイバーケーブル２０内を伝搬して、加工ヘッド８へ入射する。加工ヘッド８の内部には、コリメート光学系または集光光学系といった光学系が配置されている。光学系の図示は省略する。レーザ発振器２とファイバーケーブル２０と加工ヘッド８とは、被加工物１９へレーザビームＬを照射させる照射部を構成する。

加工ヘッド８は、加工ヘッド８から加工点へ向けて出射するレーザビームＬが通るビームノズルと、加工点へ向けてシールドガスＧを噴射させるガスノズル９とが設けられている。ビームノズルの中心軸は、光学系の光軸と一致する。ビームノズルの中心軸は、Ｚ軸とも一致する。被加工物１９へ照射するレーザビームＬの中心線は、Ｚ軸と一致する。レーザビームＬは、加工ヘッド８の内部の光学系を通り、ビームノズルを通って加工ヘッド８から出射する。加工点は、被加工物１９上のレーザビームＬの照射位置であり、ワイヤ１４が付加される領域である。付加製造装置１００は、溶融させた材料を付加する付加加工処理中において、移動経路に沿って加工点を移動させる。加工点の位置は、熱源および材料が供給される位置であって、ビームノズルの中心軸上の位置である。

ガス供給装置４は、ガス供給源からのシールドガスＧを、ガスノズル９へ供給する。ガス供給源の一例は、ガスボンベである。ガス供給源は、配管を介してガスノズル９に接続される。ガス供給源および配管の図示は省略する。ガス供給装置４は、ＮＣ装置１からのガス供給指令に基づいて、シールドガスＧの流量を変更することができる。シールドガスＧの噴射により、材料および被加工物１９の酸化を低減させ、かつ、造形物１７を冷却させる。シールドガスＧは、アルゴンガス等の不活性ガスであることが望ましい。

材料供給部である材料供給装置５は、加工点へ向けてワイヤ１４を供給する。材料供給装置５は、材料供給源１２と、材料供給ノズル１３とを備える。材料供給装置５は、材料供給ノズル１３によって、材料供給源１２から繰り出されるワイヤ１４を加工点へ供給する。図１には、加工点の斜め上方に配置される材料供給ノズル１３からワイヤ１４を供給するサイド供給方式の例を示す。材料供給装置５は、サイド供給方式ではなく、加工点の直上に配置される材料供給ノズル１３からワイヤ１４を供給するセンタ供給方式であっても良い。材料供給装置５は、サーボモータによって動作し、ＮＣ装置１からの材料供給指令に基づいてワイヤ１４の供給速度を変更することができる。

軸駆動装置３は、ＮＣ装置１からの移動速度指令に基づいて、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、およびＺ軸方向に、加工ヘッド８と材料供給装置５と計測機器１１とを移動させる。加工ヘッド８と材料供給装置５と計測機器１１との位置関係は、固定されている。軸駆動装置３の一例は、加工ヘッド８と材料供給装置５と計測機器１１とをＸ軸方向へ移動させるサーボモータと、加工ヘッド８と材料供給装置５と計測機器１１とをＹ軸方向へ移動させるサーボモータと、加工ヘッド８と材料供給装置５と計測機器１１とをＺ軸方向へ移動させるサーボモータとである。各サーボモータの図示は省略する。付加製造装置１００は、各サーボモータを動作させることによって、加工ヘッド８と材料供給装置５と計測機器１１とのストローク範囲内における任意の位置へ、レーザビームＬの照射位置とワイヤ１４の供給位置と計測機器１１による計測位置とを動かすことができる。

カメラ７は、鉛直上方から、被加工物１９のうち加工点を含む領域を撮像する撮像装置である。一例として、カメラ７は、加工点を含む領域の画像を取得し、取得した画像を解析装置６へ出力する。

計測機器１１は、溶融池１５に形成されるビード１６のＺ軸方向高さであるビード高さを計測する。一例として、計測機器１１は、レーザ変位センサである。計測機器１１は、軸駆動装置３によりＸ軸方向、Ｙ軸方向、およびＺ軸方向へ移動可能な位置に設置されている。計測機器１１は、ビード高さの計測結果を解析装置６へ出力する。

解析装置６は、カメラ７から入力される画像を解析することによって、溶融池１５に形成されるビード１６の幅であるビード幅を計測する。また、解析装置６は、形成されたビード１６の幅の誤差であるビード幅誤差を求める。解析装置６は、計測されたビード幅の値とビード幅の目標値との差分を算出することによって、ビード幅誤差を求める。解析装置６は、ビード幅誤差の値であるビード幅誤差量をＮＣ装置１へ出力する。

解析装置６は、形成されたビード１６の高さの誤差であるビード高さ誤差を求める。解析装置６は、計測機器１１により計測されたビード高さとビード高さの目標値との差分を算出することによって、ビード高さ誤差を求める。解析装置６は、ビード高さ誤差の値であるビート高さ誤差量をＮＣ装置１へ出力する。

ＮＣ装置１は、付加製造装置１００の全体を制御する制御装置である。ＮＣ装置１は、加工プログラムおよび加工条件に従って付加製造装置１００を制御する。加工プログラムには、あらかじめ設定されている経路において加工ヘッド８および材料供給装置５を移動させるための移動指令が記述されている。加工条件は、レーザ発振器２によるレーザビームＬの出力であるレーザ出力、レーザビームＬの照射位置とワイヤ１４の供給位置とを移動させる速度である移動速度、材料供給装置５によりワイヤ１４を供給する量である材料供給量、および、シールドガスＧの流量であるガス流量といった、ビード１６の形成に必要な情報が含まれる。なお、以下の説明では、レーザ出力を、熱源出力とも称する。以下の説明における材料供給量は、材料供給速度とも言い換えられる。

ＮＣ装置１は、加工プログラムに応じた位置指令を軸駆動装置３へ出力することによって、加工プログラムに従って軸駆動装置３を制御する。軸駆動装置３は、位置指令に従って、あらかじめ設定されている移動経路に沿って加工ヘッド８および材料供給装置５を移動させる。

ＮＣ装置１は、加工条件に従ってレーザ発振器２へレーザ出力指令を出力することにより、レーザ発振器２を制御する。レーザ発振器２は、レーザ出力指令に従ってレーザビームＬを出力する。ＮＣ装置１は、加工条件に従って材料供給装置５へ材料供給指令を出力することにより、材料供給装置５を制御する。材料供給装置５は、材料供給指令に従った材料供給量のワイヤ１４を供給する。ＮＣ装置１は、加工条件に従って軸駆動装置３へ移動速度指令を出力する。軸駆動装置３は、移動速度指令に従った移動速度で、レーザビームＬの照射位置とワイヤ１４の供給位置とを移動させる。ＮＣ装置１は、加工条件に従ってガス供給装置４へガス供給指令を出力することにより、ガス供給装置４を制御する。ガス供給装置４は、ガス供給指令に従ったガス流量でシールドガスＧを供給する。

ＰＣ１０には、付加製造装置１００の制御についての各種パラメータの値が、付加製造装置１００のユーザによって入力される。ＰＣ１０は、入力された情報をＮＣ装置１へ出力する。また、ＰＣ１０は、付加製造装置１００を操作するための操作画面を表示する。

なお、図１に示すＮＣ装置１およびＰＣ１０は、付加製造装置１００に内蔵されている。すなわち、ＮＣ装置１およびＰＣ１０は、付加製造装置１００の構成要素である。ＮＣ装置１およびＰＣ１０の少なくとも一方は、付加製造装置１００の外部の装置であっても良い。

次に、付加製造装置１００の動作の概要について説明する。付加製造装置１００は、ステージ２１上に基材１８が固定された後、ＮＣ装置１による制御に従って、レーザ発振器２、軸駆動装置３、ガス供給装置４、および材料供給装置５を動作させる。付加製造装置１００は、レーザ発振器２を動作させることによって、加工点へレーザビームＬを照射させる。付加製造装置１００は、材料供給装置５を動作させることによって、加工点へワイヤ１４を供給する。付加製造装置１００は、ガス供給装置４を動作させることによって、加工点へシールドガスＧを噴射させる。付加製造装置１００は、軸駆動装置３を動作させることによって、移動経路上にて加工点を移動させる。

レーザビームＬの照射によって、被加工物１９上には溶融池１５が形成される。溶融池１５の形成とともに加工点が移動することによって、ビード１６が形成される。ビード１６が積み重ねられることによって、造形物１７が形成される。

次に、ビード１６の形状誤差を低減させる機能について説明する。付加製造装置１００には、ビード１６の形状誤差を低減させる機能が備えられている。図２は、実施の形態１にかかる付加製造装置１００の機能構成の例を示す図である。図２には、ビード１６の形状誤差を低減させる機能についての機能構成の例を示す。

ＮＣ装置１は、ビード幅修正制御部３１と、ビード高さ修正制御部３２と、操作量再調整部３３とを備える。ビード幅修正制御部３１およびビード高さ修正制御部３２は、材料供給装置５の材料供給量またはレーザ発振器２の熱源出力をビード１６の形状誤差に基づいて調整する操作量調整部として機能する。実施の形態１において、ビード幅誤差およびビード高さ誤差の各々が、ビード１６の形状誤差であるものとする。

解析装置６により算出されたビード幅誤差量は、ビード幅修正制御部３１へ入力される。ビード幅修正制御部３１は、ビード幅誤差量が入力されると、加工条件に基づいて生成されたレーザ出力指令に示されるレーザ出力をビード幅誤差量に基づいて調整する。ビード幅修正制御部３１は、ビード幅誤差量に基づいてレーザ出力を調整することによってビード幅の修正を制御する。ビード幅修正制御部３１は、調整されたレーザ出力の値を操作量再調整部３３へ出力する。

解析装置６により算出されたビード高さ誤差量は、ビード高さ修正制御部３２へ入力される。ビード高さ修正制御部３２は、ビード高さ誤差量が入力されると、加工条件に基づいて生成された材料供給指令に示される材料供給量をビード高さ誤差量に基づいて調整する。ビード高さ修正制御部３２は、ビード高さ誤差量に基づいて材料供給量を調整することによってビード高さの修正を制御する。ビード高さ修正制御部３２は、調整された材料供給量の値を操作量再調整部３３へ出力する。

ＰＣ１０は、各種パラメータの値が入力されるパラメータ入力部３４を備える。各種パラメータの値は、例えば、ユーザの操作により入力される。パラメータ入力部３４には、パラメータの値の１つである許容誤差量が入力される。実施の形態１において、許容誤差量は、許容可能とするビード高さ誤差の値である。パラメータ入力部３４へ許容誤差量が入力されることにより、付加製造装置１００に許容誤差量が設定される。パラメータ入力部３４は、許容誤差量を設定する許容誤差量設定部として機能する。パラメータ入力部３４は、入力された許容誤差量をＮＣ装置１へ出力する。

操作量再調整部３３は、レーザ出力または材料供給量の再調整を行う。ここで、再調整とは、ビード幅修正制御部３１によりレーザ出力が調整された場合、またはビード高さ修正制御部３２により材料供給量が調整された場合において、操作量再調整部３３がレーザ出力および材料供給量の少なくとも一方をさらに調整することを指すものとする。操作量再調整部３３による再調整の詳細については後述する。

操作量再調整部３３は、レーザ出力の再調整を行った場合、再調整後のレーザ出力の値を示すレーザ出力指令をレーザ発振器２へ出力する。操作量再調整部３３は、レーザ出力の再調整を行わない場合、ビード幅修正制御部３１から入力されたレーザ出力の値を示すレーザ出力指令をレーザ発振器２へ出力する。操作量再調整部３３は、材料供給量の再調整を行った場合、再調整後の材料供給量の値を示す材料供給指令を材料供給装置５へ出力する。操作量再調整部３３は、材料供給量の再調整を行わない場合、ビード高さ修正制御部３２から入力された材料供給量の値を示す材料供給指令を材料供給装置５へ出力する。

次に、ビード幅の修正とビード高さの修正との関係について説明する。ビード幅の修正は、主に熱源出力の調整により実現される。ビード高さの修正は、主に材料供給量の調整により実現される。ビード幅またはビード高さを修正する場合において、熱源出力と材料供給量との関係から、熱源出力と材料供給量との一方が制約される場合がある。

図３は、実施の形態１にかかる付加製造装置１００におけるレーザ出力と材料供給量との関係について説明するための第１の図である。図４は、実施の形態１にかかる付加製造装置１００におけるレーザ出力と材料供給量との関係について説明するための第２の図である。図５は、実施の形態１にかかる付加製造装置１００におけるレーザ出力と材料供給量との関係について説明するための第３の図である。

図３から図５には、レーザビームＬにワイヤ１４が進入している様子を示す。材料供給ノズル１３から出ているワイヤ１４の先端では、ワイヤ１４の温度がワイヤ１４の融点に到達している。図３には、ワイヤ１４の先端がレーザビームＬの中心線ＣＮの付近である状態を示している。ワイヤ１４の先端の位置は、レーザ出力と材料供給量とによって決定される。図３に示す両矢印は、レーザ出力と材料供給量とによってワイヤ１４の先端の位置が変化することを表す。

レーザ出力に対して材料供給量が過小である場合、ワイヤ１４の先端の位置が、材料供給ノズル１３の方へ徐々に寄っていく。すなわち、ワイヤ１４の先端が後退する。図４の左部には、レーザビームＬのうちワイヤ１４が進入する方における境界の付近にまでワイヤ１４の先端が後退した様子を示す。この場合、溶融した材料が被加工物１９へ付加されずワイヤ１４の先端に留まることによって、溶融後の材料の塊であるドロップ４１がワイヤ１４に残るドロップ現象が生じることがある。ドロップ現象が生じた場合、付加製造装置１００は、ビード１６の適正な形成による加工の継続が困難となる。

図４の左部に示すようなドロップ現象を回避するには、図４の左部に示す状態のときよりも、材料供給量を大きくするかレーザ出力を下げる必要がある。例えば、ワイヤ１４の先端の位置が、図４の右部に示す破線４８よりもマイナスＸ方向側の位置となった場合に、ビード１６を適正に形成することが困難になるとする。この場合、ワイヤ１４の先端の位置が破線４８よりもプラスＸ方向側の位置となるように、材料供給量またはレーザ出力に制約を設ける必要がある。

一方、レーザ出力に対して材料供給量が過大である場合、ワイヤ１４の先端の位置は、材料供給ノズル１３とは逆の方へ徐々に寄っていく。すなわち、ワイヤ１４の先端が前進する。ワイヤ１４の先端の前進が続くと、ワイヤ１４は溶融せずにレーザビームＬを突き抜けることとなる。図５の左部には、ワイヤ１４がレーザビームＬを突き抜けている様子を示す。この場合、溶融前のワイヤ１４が被加工物１９に衝突するスタブ現象が生じることがある。スタブ現象が生じた場合、付加製造装置１００は、ビード１６の適正な形成による加工の継続が困難となる。

図５の左部に示すようなスタブ現象を回避するには、図５の左部に示す状態のときよりも、材料供給量を小さくするかレーザ出力を上げる必要がある。例えば、ワイヤ１４の先端の位置が、図５の右部に示す破線４９よりもプラスＸ方向側の位置となった場合に、ビード１６を適正に形成することが困難になるとする。この場合、ワイヤ１４の先端の位置が破線４９よりもマイナスＸ方向側の位置となるように、材料供給量またはレーザ出力に制約を設ける必要がある。

図６は、実施の形態１にかかる付加製造装置１００においてワイヤ１４の先端を適正な位置とさせ得る材料供給量およびレーザ出力の関係の例を示す図である。ワイヤ１４の先端の適正な位置とは、加工を継続することが可能であるときのワイヤ１４の先端の位置であって、例えば、図４に示す破線４８と図５に示す破線４９との間の位置である。

図６では、材料供給量およびレーザ出力の関係をグラフにより表す。図６において、縦軸は材料供給量、横軸はレーザ出力を表す。図６に示す直線４２は、ビード１６を適正に形成可能であるときにおける、レーザ出力とワイヤ速度の最大値との関係を表す。図６に示す直線４３は、ビード１６を適正に形成可能であるときにおける、レーザ出力とワイヤ速度の最小値との関係を表す。図６において、直線４２と直線４３との間の領域は、ビード１６を適正に形成可能であるときにおける、レーザ出力の値に対する材料供給量の値の範囲である適正範囲を表す。適正範囲は、ビード１６を適正に形成可能であるときにおける、材料供給量の値に対するレーザ出力の値の範囲ともいえる。

次に、実施の形態１における操作量再調整部３３が実行する処理について説明する。操作量再調整部３３には、ビード１６を適正に形成可能であるときにおける、レーザ出力の値に対する材料供給量の値の範囲である適正範囲が設定される。操作量再調整部３３は、操作量調整部での調整後においてレーザ出力の値に対する材料供給量の値が適正範囲から外れる場合に、材料供給量とレーザ出力とのうちの一方を、調整を優先させる操作量として選定し、選定された操作量を優先して再調整する。すなわち、操作量再調整部３３は、ビード幅修正制御部３１でのレーザ出力の調整後、または、ビード高さ修正制御部３２での材料供給量の調整後において、レーザ出力の値に対する材料供給量の値が適正範囲から外れる場合に、選定された操作量を優先して再調整する。さらに、操作量再調整部３３は、パラメータ入力部３４において許容誤差量が設定された場合に、設定された許容誤差量を加味してレーザ出力と材料供給量とを再調整する。

実施の形態１において、操作量再調整部３３は、ビード幅修正制御部３１でのレーザ出力の調整またはビード高さ修正制御部３２での材料供給量の調整によりレーザ出力に対して材料供給量が過大となるケースにおいて、調整を優先させる操作量の選定と、選定された操作量の再調整とを行う。

図７は、実施の形態１にかかる付加製造装置１００の操作量再調整部３３による、調整を優先させる操作量の選定について説明するための第１の図である。図７では、図６と同様に、材料供給量およびレーザ出力の関係をグラフにより表す。図７のグラフに示す点は、レーザ出力の値と材料供給量の値との組を表す。

図７に示す点４４は、ビード幅修正制御部３１でのレーザ出力の調整後、またはビード高さ修正制御部３２での材料供給量の調整後におけるレーザ出力の値と材料供給量の値との組の例を表す。点４４により示されるレーザ出力の値および材料供給量の値は、適正範囲の外にある。図７において、点４４は直線４２よりも上にある。このことは、材料供給量の値が、ビード１６を適正に形成可能であるときにおける材料供給量の最大値を超えていることを表す。

レーザ出力の値および材料供給量の値を適正範囲に収めるためには、例えば、レーザ出力の値と材料供給量の値との組について、点４４から点４５へ遷移させる再調整を行うか、または、点４４から点４６へ遷移させる再調整を行うことが考えられる。点４４から点４５への遷移とは、材料供給量を変化させず、かつレーザ出力を上げることを表す。点４４から点４６への遷移とは、レーザ出力を変化させず、かつ材料供給量を小さくすることを表す。

図８は、実施の形態１にかかる付加製造装置１００の操作量再調整部３３による、調整を優先させる操作量の選定について説明するための第２の図である。ここでは、仮にレーザ出力を上げず材料供給量を小さくする再調整を行うこととした場合に起こり得る現象の第１の例について説明する。材料供給量を小さくすると、ビード高さの誤差が修正されないこととなり、加工が続けられるに従いビード高さの誤差を大きくさせることにつながる。

図８には、ビード高さの誤差により被加工物１９の上面に凹凸が生じたときの様子を模式的に表す。凹凸が生じることによって、被加工物１９の上面には、水平方向に対して傾斜した部分が生じる。かかる傾斜が、ワイヤ１４の水平方向に対する傾斜よりも大きくなると、図８に示すように、被加工物１９へのワイヤ１４または材料供給ノズル１３の干渉が生じ得る。被加工物１９へのワイヤ１４または材料供給ノズル１３の干渉が生じると、加工が不安定になり易くなる。

図９は、実施の形態１にかかる付加製造装置１００の操作量再調整部３３による、調整を優先させる操作量の選定について説明するための第３の図である。ここでは、仮にレーザ出力を上げず材料供給量を小さくする再調整を行うこととした場合に起こり得る現象の第２の例について説明する。図９においても、図８に示す場合と同様に、被加工物１９の上面に凹凸が生じているとする。図９では、水平方向に対する傾斜の大きさが互いに異なる部分の各々におけるレーザビームＬの照射の様子を模式的に表している。

図９に示すように、傾斜の大きさが互いに異なる部分同士では、被加工物１９における溶融部の面積が変わることとなる。傾斜が大きいほど、溶融部の面積が大きくなる。ビード１６を形成している間において溶融部の面積が変わると、加工が不安定になり易くなる。溶融部の面積が一定となるようにレーザビームＬの幅を調整することとした場合、レーザ出力の変動が大きくなることとなる。

このように、付加製造装置１００は、レーザ出力に対して材料供給量が過大である場合、レーザ出力を上げず材料供給量を小さくする再調整を行うこととすると、加工が不安定となり易くなる。付加製造装置１００は、加工が不安定となることによって、加工の継続が困難となる場合がある。

一方、材料供給量を小さくせずレーザ出力を上げる再調整を行うこととした場合、レーザ出力を上げることによってビード幅が大きくなることとなる。この場合、加工の継続を困難にさせる上述のような現象を回避することが可能となる。また、ビード幅が大きくなると、造形物の形状が目標形状よりも大きくなることがあり得る。この場合には、付加製造加工の後に実施される切削加工により、造形物の形状を修正することが可能である。

以上から、操作量再調整部３３は、レーザ出力に対して材料供給量が過大となったケースにおいて、材料供給量を小さくする調整よりもレーザ出力を大きくする調整を優先させる。すなわち、操作量再調整部３３は、材料供給量の値が適正範囲の最大値よりも大きい場合に、調整を優先させる操作量としてレーザ出力を選定する。

例えば、操作量再調整部３３は、レーザ出力の値と材料供給量の値との組について、図７における点４４から点４６へ遷移させる再調整ではなく、図７における点４４から点４５へ遷移させる再調整を行う。これにより、付加製造装置１００は、操作量の再調整により加工の継続が困難となることを防ぐことが可能となる。

図１０は、実施の形態１にかかる付加製造装置１００の操作量再調整部３３による操作量の再調整について説明するための第１の図である。操作量再調整部３３は、調整を優先させる操作量であるレーザ出力の再調整を行う。図１０には、許容可能とするビード高さ誤差である許容誤差量を設定しない場合の例について説明する。すなわち、図１０に示す例では、操作量再調整部３３は、ビード高さ誤差をゼロにさせるようにレーザ出力の再調整を行う。

図１０の（ａ）には、被加工物１９においてビード１６が形成される前の様子を示す。図１０の（ａ）に示す被加工物１９の上面には、ビード高さの誤差による凹凸が生じているとする。ビード高さ修正制御部３２は、材料供給指令に示される材料供給量をビード高さ誤差量に基づいて調整し、調整された材料供給量の値を操作量再調整部３３へ出力する。ビード幅修正制御部３１は、レーザ出力指令に示されるレーザ出力の値を操作量再調整部３３へ出力する。

ここで、操作量再調整部３３へ入力された材料供給量の値が、適正範囲の最大値よりも大きいとする。操作量再調整部３３は、材料供給量の値が適正範囲の最大値よりも大きいと判断することにより、調整を優先させる操作量としてレーザ出力を選定する。操作量再調整部３３は、選定された操作量であるレーザ出力を大きくする再調整を行う。具体的には、操作量再調整部３３は、図１０の（ａ）において楕円で囲われた部分である凹部において、溶融させた材料が多く供給されるように、当該部分におけるレーザ出力を大きくする再調整を行う。この場合において、操作量再調整部３３が実施する調整は、レーザ幅を目標値に近づけるよりもビード高さを目標値に近づけることを優先させる調整である。

図１０の（ｂ）には、図１０の（ａ）に示す状態から被加工物１９にビード１６が形成された後の様子を示す。図１０の（ｂ）には、被加工物１９およびビード１６のＸＺ断面と、ビード１６のＸＹ面とを示す。図１０の（ｂ）に示すＸＺ断面において、ビード１６の上面の高さは、ビード高さの目標値であるＨにて均されている。付加製造装置１００は、操作量再調整部３３でのレーザ出力の再調整によって、ビード高さ誤差をゼロにさせることができる。

また、図１０の（ｂ）において楕円で囲われた部分におけるレーザ出力が大きくなることによって、ビード１６のＸＹ面のうち当該部分におけるＹ方向幅が拡大することとなる。図１０の（ｂ）に示すビード１６のＸＹ面では、当該部分のＹ方向幅が、ビード幅の目標値であるＷよりも大きくなっている。

図１０の（ｃ）には、図１０の（ｂ）に示す状態からビード１６に切削加工が施された後の様子を示す。図１０の（ｃ）では、ビード１６のうち幅がＷを超える部分が切削加工により除去された例を示す。図１０の（ｃ）に示す破線は、図１０の（ｂ）に示す切削前のビード１６の輪郭を表す。このように、後加工である切削加工によって、造形物１７の形状を修正することができる。なお、図１０の（ｃ）には、ビード１６の幅がＷとなるようにビード１６を切削する場合を例示したが、切削の態様は任意であるものとする。切削は、付加製造加工によって得られた造形物１７の輪郭を修正するものであれば良い。以上により、付加製造装置１００は、加工の継続が困難となることを防ぐことができ、かつ、形状誤差が低減された造形物１７を製造することができる。

図１１は、実施の形態１にかかる付加製造装置１００の操作量再調整部３３による操作量の再調整について説明するための第２の図である。図１１には、許容可能とするビード高さ誤差である許容誤差量を設定する場合の例について説明する。図１１に示す例では、操作量再調整部３３は、ビード高さ誤差を許容誤差量に一致させるように材料供給量の再調整を行い、さらに再調整後の材料供給量を基にレーザ出力の再調整を行う。操作量再調整部３３は、調整を優先させる操作量であるレーザ出力の再調整のみならず、調整を優先させる操作量以外の操作量である材料供給量の再調整も行う。

図１１に示す例では、操作量再調整部３３は、図１０に示す場合よりもビード高さを調整する優先度を下げることにより、図１０に示す場合よりもレーザ出力の増加分を少なくさせる。レーザ出力の増加分が少なくなることによって、図１０に示す場合よりも、レーザ出力の再調整によるビード幅の拡大が緩和される。このような調整により、付加製造装置１００は、ビード高さ誤差を許容誤差量に収めることが可能となる。また、ビード幅の拡大が緩和される分、切削加工における切削量を少なくすることができる。切削量を少なくできることによって、切削加工に要する時間を短縮させることが可能となる。

図１１の（ａ）には、被加工物１９においてビード１６が形成される前の様子を示す。図１１の（ａ）に示す被加工物１９の上面には、ビード高さの誤差による凹凸が生じているとする。ビード高さ修正制御部３２は、材料供給指令に示される材料供給量をビード高さ誤差量に基づいて調整し、調整された材料供給量の値を操作量再調整部３３へ出力する。ビード幅修正制御部３１は、レーザ出力指令に示されるレーザ出力の値を操作量再調整部３３へ出力する。

ここで、操作量再調整部３３へ入力された材料供給量の値が、適正範囲の最大値よりも大きいとする。操作量再調整部３３は、材料供給量の値が適正範囲の最大値よりも大きいと判断することにより、図１０に示す場合と同様に、調整を優先させる操作量としてレーザ出力を選定する。

図１１に示す例では、パラメータ入力部３４において設定された許容誤差量が操作量再調整部３３へ入力される。操作量再調整部３３は、ビード高さ誤差を許容誤差量に一致させるように材料供給量の再調整を行う。また、操作量再調整部３３は、再調整後の材料供給量の値が、レーザ出力との関係において適正範囲の最大値以下となるように、レーザ出力の値を大きくする再調整を行う。このようにして、操作量再調整部３３は、設定された許容誤差量を加味してレーザ出力と材料供給量とを再調整する。

図１１の（ｂ）には、図１１の（ａ）に示す状態から被加工物１９にビード１６が形成された後の様子を示す。図１１の（ｂ）には、被加工物１９およびビード１６のＸＺ断面と、ビード１６の上面とを示す。図１１の（ｂ）に示すＸＺ断面において、ビード１６の上面の高さ誤差であるビード高さ誤差は、許容誤差量であるＥＨに一致している。このように、操作量再調整部３３での材料供給量の再調整によって、ビード１６には、許容誤差量に相当するビード高さ誤差が残ることとなる。

また、図１１の（ｂ）において楕円で囲われた部分におけるレーザ出力が大きくなることによって、ビード１６のＸＹ面のうち当該部分におけるＹ方向幅が拡大することとなる。ただし、図１０の（ｂ）に示す場合よりもレーザ出力の増加分が少ないため、ビード幅の拡大の程度は、図１０の（ｂ）に示す場合よりも小さくなる。図１１の（ｂ）に示す破線は、図１０の（ｂ）に示す場合におけるビード１６の輪郭を参考として示したものである。

図１１の（ｃ）には、図１１の（ｂ）に示す状態からビード１６に切削加工が施された後の様子を示す。図１１の（ｃ）では、ビード１６のうち幅がＷを超える部分が切削加工により除去された例を示す。図１１の（ｃ）に示す破線は、図１１の（ｂ）に示す切削前のビード１６の輪郭を表す。図１１に示す例では、図１０に示す例に比べてビード幅の拡大が緩和される分、切削加工における切削量が少なくなる。

図１２は、実施の形態１において許容誤差量が設定された場合における操作量の再調整について説明するための図である。図１２では、図６と同様に、材料供給量およびレーザ出力の関係をグラフにより表す。図１２のグラフに示す点は、レーザ出力の値と材料供給量の値との組を表す。

図１２に示す点５１は、ビード幅修正制御部３１でのレーザ出力の調整後、またはビード高さ修正制御部３２での材料供給量の調整後におけるレーザ出力の値と材料供給量の値との組の例を表す。点５１により表される組では、材料供給量の値が、ビード１６を適正に形成可能であるときにおける材料供給量の最大値を超えている。

図１２に示す点５３は、ビーム高さ誤差の許容誤差量が設定されない場合における再調整後のレーザ出力の値と材料供給量の値との組の例を表す。図１２における点５１から点５３への遷移は、材料供給量を変化させず、かつ、レーザ出力を上げる再調整を表す。

図１２に示す点５２は、ビーム高さ誤差の許容誤差量が設定されている場合における再調整後のレーザ出力の値と材料供給量の値との組の例を表す。図１２における点５１から点５２への遷移は、材料供給量を小さくし、かつ、レーザ出力を上げる再調整を表す。点５１から点５２への遷移におけるレーザ出力の増加分は、点５１から点５３への遷移におけるレーザ出力の増加分に比べて小さい。このように、付加製造装置１００は、ビード高さ誤差の許容誤差量が設定されることによって、レーザ出力の増加分を小さくさせる。付加製造装置１００は、レーザ出力の増加分を小さくさせることによって、ビード幅の拡大を緩和させることができる。

付加製造装置１００は、許容誤差量が設定される場合と許容誤差量が設定されない場合とのいずれにおいても、ビード高さ誤差を低減させることができる。付加製造装置１００は、許容誤差量が設定されない場合において、ビード高さ誤差をゼロにさせることができる。付加製造装置１００は、許容誤差量が設定される場合において、ビード高さ誤差を許容誤差量に収めることができ、かつ、ビード幅の拡大を緩和させることができる。

次に、操作量再調整部３３による処理の手順について説明する。図１３は、実施の形態１にかかる付加製造装置１００の操作量再調整部３３による処理の手順の例を示すフローチャートである。図１３には、ビーム高さ誤差の許容誤差量が設定されている場合における処理手順の例を示す。

ビード幅修正制御部３１は、ビード幅誤差に基づいてレーザ出力を調整する。ビード幅修正制御部３１は、レーザ出力の値を出力する。ビード高さ修正制御部３２は、ビード高さ誤差に基づいて材料供給量を調整する。ビード高さ修正制御部３２は、材料供給量の値を出力する。操作量再調整部３３には、レーザ出力の値と材料供給量の値とが入力される。

ステップＳ１１において、操作量再調整部３３は、レーザ出力に対して材料供給量が過大であるか否かを判断する。操作量再調整部３３は、材料供給量の値が適正範囲の最大値よりも大きい場合に、レーザ出力に対して材料供給量が過大であると判断する。レーザ出力に対して材料供給量が過大であると判断した場合（ステップＳ１１，Ｙｅｓ）、操作量再調整部３３は、ステップＳ１２へ手順を進める。一方、レーザ出力に対して材料供給量が過大ではないと判断した場合（ステップＳ１１，Ｎｏ）、操作量再調整部３３は、ステップＳ１４へ手順を進める。

ステップＳ１２において、操作量再調整部３３は、ビード高さの目標値に対するビード高さ誤差の許容量に応じて材料供給量を調整する。操作量再調整部３３は、ビード高さ誤差を許容誤差量に一致させるように材料供給量を下げる調整を行う。

ステップＳ１３において、操作量再調整部３３は、ステップＳ１２において調整された材料供給量に応じてレーザ出力を調整する。操作量再調整部３３は、レーザ出力と材料供給量との関係において材料供給量の値が適正範囲の最大値以下となるように、レーザ出力を大きくする調整を行う。

ステップＳ１４において、操作量再調整部３３は、操作量を出力する。すなわち、操作量再調整部３３は、操作量であるレーザ出力の値および操作量である材料供給量の値を出力する。操作量再調整部３３は、再調整後のレーザ出力の値を示すレーザ出力指令をレーザ発振器２へ出力する。操作量再調整部３３は、再調整後の材料供給量の値を示す材料供給指令を材料供給装置５へ出力する。以上により、操作量再調整部３３は、図１３に示す手順による処理を終了する。

上記説明では、操作量再調整部３３へ入力された材料供給量の値が適正範囲の最大値よりも大きい場合において、操作量再調整部３３が材料供給量よりもレーザ出力を優先して再調整することとした。すなわち、操作量再調整部３３が実施する調整は、ビード幅を目標値に近づけるよりもビード高さを目標値に近づけることを優先させる調整である。実施の形態１において、操作量再調整部３３は、操作量再調整部３３へ入力された材料供給量の値が適正範囲の最大値よりも大きい場合において、レーザ出力よりも材料供給量を優先して再調整を行うこととしても良い。すなわち、操作量再調整部３３が実施する調整は、ビード高さを目標値に近づけるよりもビード幅を目標値に近づけることを優先させる調整であっても良い。例えば、許容可能とするビード高さ誤差である許容誤差量として過大な値が設定されることによって、操作量再調整部３３は、レーザ出力の再調整を行わず材料供給量のみの再調整を行うこととしても良い。付加製造装置１００は、許容誤差量が任意に設定されることにより、ビード高さの調整とビード幅の調整との割合を任意に調整することができる。

実施の形態１によると、操作量再調整部３３は、操作量調整部での材料供給量またはレーザ出力の調整後においてレーザ出力の値に対する材料供給量の値が適正範囲から外れる場合に、材料供給量とレーザ出力とのうちの一方を、調整を優先させる操作量として選定する。操作量再調整部３３は、選定された操作量を優先して再調整する。操作量再調整部３３は、材料供給量の値が適正範囲の最大値よりも大きい場合に、調整を優先させる操作量としてレーザ出力を選定する。付加製造装置１００は、操作量調整部での材料供給量またはレーザ出力の調整によりビード１６の形状誤差を低減させることができ、かつ、操作量再調整部３３での操作量の再調整により、加工の継続が困難となることを防ぐことができる。以上により、付加製造装置１００は、誤差が低減された造形物１７を製造することができるという効果を奏する。

実施の形態２．
実施の形態１では、ビード幅修正制御部３１でのレーザ出力の調整またはビード高さ修正制御部３２での材料供給量の調整によりレーザ出力に対して材料供給量が過大となるケースについて説明した。実施の形態２では、ビード幅修正制御部３１でのレーザ出力の調整またはビード高さ修正制御部３２での材料供給量の調整によりレーザ出力に対して材料供給量が過小となるケースにおける操作量再調整部３３の処理について説明する。

実施の形態２にかかる付加製造装置１００は、図１に示す付加製造装置１００と同様の構成を備える。また、実施の形態２にかかる付加製造装置１００は、図２に示す機能構成と同様の機能構成を備える。実施の形態２では、上記の実施の形態１と同一の構成要素には同一の符号を付し、実施の形態１とは異なる構成について主に説明する。

実施の形態２において、操作量再調整部３３は、ビード幅修正制御部３１でのレーザ出力の調整またはビード高さ修正制御部３２での材料供給量の調整によりレーザ出力に対して材料供給量が過小となるケースにおいて、調整を優先させる操作量の選定と、選定された操作量の再調整とを行う。

さらに、操作量再調整部３３は、パラメータ入力部３４において許容誤差量が設定された場合に、設定された許容誤差量を加味してレーザ出力と材料供給量とを再調整する。実施の形態２において、許容誤差量は、許容可能とするビード幅誤差の値である。実施の形態２において、パラメータ入力部３４には、許容可能とするビード幅誤差の値が入力される。パラメータ入力部３４へ許容誤差量が入力されることにより、付加製造装置１００に許容誤差量が設定される。

図１４は、実施の形態２にかかる付加製造装置１００の操作量再調整部３３による、調整を優先させる操作量の選定について説明するための図である。図１４では、図６と同様に、材料供給量およびレーザ出力の関係をグラフにより表す。図１４のグラフに示す点は、レーザ出力の値と材料供給量の値との組を表す。

図１４に示す点５４は、ビード幅修正制御部３１でのレーザ出力の調整後、またはビード高さ修正制御部３２での材料供給量の調整後におけるレーザ出力の値と材料供給量の値との組の例を表す。点５４により示されるレーザ出力の値および材料供給量の値は、適正範囲の外にある。図１４において、点５４は直線４３よりも下にある。このことは、材料供給量の値が、ビード１６を適正に形成可能であるときにおける材料供給量の最小値よりも小さいことを表す。

レーザ出力の値および材料供給量の値を適正範囲に収めるためには、例えば、レーザ出力の値と材料供給量の値との組について、点５４から点５５へ遷移させる再調整を行うか、または、点５４から点５６へ遷移させる再調整を行うことが考えられる。点５４から点５５への遷移とは、レーザ出力を変化させず、かつ材料供給量を上げることを表す。点５４から点５６への遷移とは、材料供給量を変化させず、かつレーザ出力を小さくすることを表す。

レーザ出力に対して材料供給量が過小である場合において、レーザ出力を小さくすると、ビード幅が過小となることによって、造形物１７に欠陥が生じる場合がある。付加製造加工においては、ビード高さの誤差が残ることよりも欠陥が生じるほうが、加工の継続が困難となる場合があり得る。実施の形態２では、操作量再調整部３３は、レーザ出力に対して材料供給量が過小となったケースにおいて、レーザ出力を小さくする調整よりも材料供給量を大きくする調整を優先させるものとする。すなわち、操作量再調整部３３は、材料供給量の値が適正範囲の最小値よりも小さい場合に、調整を優先させる操作量として材料供給量を選定する。

例えば、操作量再調整部３３は、レーザ出力の値と材料供給量の値との組について、図１４における点５４から点５６へ遷移させる再調整ではなく、図１４における点５４から点５５へ遷移させる再調整を行う。これにより、付加製造装置１００は、造形物１７に欠陥が生じることによる悪影響を防ぐことが可能となる。

図１５は、実施の形態２にかかる付加製造装置１００の操作量再調整部３３による操作量の再調整について説明するための第１の図である。操作量再調整部３３は、調整を優先させる操作量である材料供給量の再調整を行う。図１５には、許容可能とするビード幅誤差である許容誤差量を設定しない場合の例について説明する。すなわち、図１５に示す例では、操作量再調整部３３は、ビード幅誤差をゼロにさせるようにレーザ出力の再調整を行う。

図１５には、被加工物１９にビード１６が形成された後の様子を示す。図１５には、ビード１６のＸＹ面と、ビード１６のＸＺ断面とを示す。図１５に示すビード１６のＸＹ面において、ビード１６の幅は、ビード幅の目標値であるＷにて均されている。付加製造装置１００は、操作量再調整部３３でのレーザ出力の再調整によって、ビード幅誤差をゼロにさせることができる。

また、材料供給量が大きくなることによって、図１５において示すＸＺ断面において、ビード高さの目標値であるＨよりもビード１６が高くなる部分が生じることとなる。ビード高さ誤差が大きくなると、実施の形態１にて説明したように加工が不安定となり易くなる。操作量再調整部３３、許容可能とするビード幅誤差である許容誤差量が設定されることにより、ビード高さ誤差が大きくなることを防ぐことが可能となる。

図１６は、実施の形態２にかかる付加製造装置１００の操作量再調整部３３による操作量の再調整について説明するための第２の図である。図１６には、許容可能とするビード幅誤差である許容誤差量を設定する場合の例について説明する。図１６に示す例では、操作量再調整部３３は、ビード幅誤差を許容誤差量に一致させるようにレーザ出力の再調整を行い、さらに再調整後のレーザ出力を基に材料供給量の再調整を行う。操作量再調整部３３は、調整を優先させる操作量である材料供給量の再調整のみならず、調整を優先させる操作量以外の操作量であるレーザ出力の再調整も行う。

図１６に示す例では、操作量再調整部３３は、図１５に示す場合よりもビード幅を調整する優先度を下げることにより、図１５に示す場合よりも材料供給量の増加分を少なくさせる。材料供給量の増加分が少なくなることによって、図１５に示す場合よりも、材料供給量の再調整によるビード高さの拡大が緩和される。このような調整により、付加製造装置１００は、ビード幅誤差を許容誤差量に収めることが可能となる。また、付加製造装置１００は、ビード高さの拡大が緩和されることによって、ビード高さ誤差を低減させることができる。

図１６には、被加工物１９にビード１６が形成された後の様子を示す。図１６には、ビード１６のＸＹ面と、ビード１６のＸＺ断面とを示す。図１６に示すビード１６の上面において、ビード１６の幅の誤差であるビード幅誤差は、許容誤差量であるＥＷに一致している。このように、操作量再調整部３３でのレーザ出力の再調整によって、ビード１６には、許容誤差量に相当するビード幅誤差が残ることとなる。

また、材料供給量の再調整が行われることによって、ビード高さの拡大の程度は、図１５に示す場合よりも小さくなる。図１６に示すＸＺ断面上の破線は、図１５に示す場合におけるビード１６の上面を表す。付加製造装置１００は、ビード高さの拡大の程度を小さくさせることによって、ビード高さ誤差を低減させることができる。

図１７は、実施の形態２において許容誤差量が設定された場合における操作量の再調整について説明するための図である。図１７では、図６と同様に、材料供給量およびレーザ出力の関係をグラフにより表す。図１７のグラフに示す点は、レーザ出力の値と材料供給量の値との組を表す。

図１７に示す点５４は、図１４に示す点５４と同様であるものとする。図１７に示す点５８は、ビード幅誤差の許容誤差量が設定されない場合における再調整後のレーザ出力の値と材料供給量の値との組の例を表す。図１７における点５４から点５８への遷移は、レーザ出力を変化させず、かつ、材料供給量を大きくする再調整を表す。

図１７に示す点５７は、ビード幅誤差の許容誤差量が設定されている場合における再調整後のレーザ出力の値と材料供給量の値との組の例を表す。図１７における点５４から点５７への遷移は、材料供給量を大きくし、かつ、レーザ出力を下げる再調整を表す。点５４から点５７への遷移における材料供給量の増加分は、点５４から点５８への遷移における材料供給量の増加分に比べて小さい。付加製造装置１００は、材料供給量の増加分を小さくさせることによって、ビード幅誤差の許容誤差量が設定されることによって、ビード高さの拡大を緩和させることができる。

付加製造装置１００は、許容誤差量が設定される場合と許容誤差量が設定されない場合とのいずれにおいても、ビード幅誤差を低減させることができる。付加製造装置１００は、許容誤差量が設定されない場合において、ビード幅誤差をゼロにさせることができる。付加製造装置１００は、許容誤差量が設定される場合において、ビード幅誤差を許容誤差量に収めることができ、かつ、ビード高さ誤差を低減させることができる。

次に、操作量再調整部３３による処理の手順について説明する。図１８は、実施の形態２にかかる付加製造装置１００の操作量再調整部３３による処理の手順の例を示すフローチャートである。図１８には、ビード幅誤差の許容誤差量が設定されている場合における処理手順の例を示す。

ビード幅修正制御部３１は、ビード幅誤差に基づいてレーザ出力を調整する。ビード幅修正制御部３１は、レーザ出力の値を出力する。ビード高さ修正制御部３２は、ビード高さ誤差に基づいて材料供給量を調整する。ビード高さ修正制御部３２は、材料供給量の値を出力する。操作量再調整部３３には、レーザ出力の値と材料供給量の値とが入力される。

ステップＳ２１において、操作量再調整部３３は、レーザ出力に対して材料供給量が過小であるか否かを判断する。操作量再調整部３３は、材料供給量の値が適正範囲の最小値よりも小さい場合に、レーザ出力に対して材料供給量が過小であると判断する。レーザ出力に対して材料供給量が過小であると判断した場合（ステップＳ２１，Ｙｅｓ）、操作量再調整部３３は、ステップＳ２２へ手順を進める。一方、レーザ出力に対して材料供給量が過小ではないと判断した場合（ステップＳ２１，Ｎｏ）、操作量再調整部３３は、ステップＳ２４へ手順を進める。

ステップＳ２２において、操作量再調整部３３は、ビード幅の目標値に対するビード幅誤差の許容量に応じてレーザ出力を調整する。操作量再調整部３３は、ビード幅誤差を許容誤差量に一致させるようにレーザ出力を下げる調整を行う。

ステップＳ２３において、操作量再調整部３３は、ステップＳ２２において調整されたレーザ出力に応じて材料供給量を調整する。操作量再調整部３３は、レーザ出力と材料供給量との関係において材料供給量の値が適正範囲の最小値以上となるように、材料供給量を大きくする調整を行う。

ステップＳ２４において、操作量再調整部３３は、操作量を出力する。すなわち、操作量再調整部３３は、操作量であるレーザ出力の値および操作量である材料供給量の値を出力する。操作量再調整部３３は、再調整後のレーザ出力の値を示すレーザ出力指令をレーザ発振器２へ出力する。操作量再調整部３３は、再調整後の材料供給量の値を示す材料供給指令を材料供給装置５へ出力する。以上により、操作量再調整部３３は、図１８に示す手順による処理を終了する。

上記説明では、操作量再調整部３３へ入力された材料供給量の値が適正範囲の最小値よりも小さい場合において、操作量再調整部３３がレーザ出力よりも材料供給量を優先して再調整することとした。すなわち、操作量再調整部３３が実施する調整は、ビード高さを目標値に近づけるよりもビード幅を目標値に近づけることを優先させる調整である。実施の形態２において、操作量再調整部３３は、操作量再調整部３３へ入力された材料供給量の値が適正範囲の最小値よりも小さい場合において、材料供給量よりもレーザ出力を優先して再調整を行うこととしても良い。すなわち、操作量再調整部３３が実施する調整は、ビード幅を目標値に近づけるよりもビード高さを目標値に近づけることを優先させる調整であっても良い。例えば、許容可能とするビード幅誤差である許容誤差量として過大な値が設定されることによって、操作量再調整部３３は、材料供給量の再調整を行わずレーザ出力のみの再調整を行うこととしても良い。付加製造装置１００は、許容誤差量が任意に設定されることにより、ビード幅の調整とビード高さの調整との割合を任意に調整することができる。

なお、実際の付加製造加工では、ビード幅が目標値よりも小さい場合であっても必ずしも造形物１７に欠陥が生じるわけではない。ビード幅誤差の許容誤差量が適宜設定されることにより、ビード幅が目標値よりも小さい場合であっても欠陥が生じることを回避し得る。

図１９は、実施の形態２にかかる付加製造装置１００における許容誤差量と造形物１７における欠陥の発生との関係について説明するための図である。以下の説明では、互いに隣接するビード１６同士が重なり合う部分の幅を、オーバーラップ量と称する。ビード１６同士が重なり合う部分の幅とは、ビード１６同士が並べられている方向における幅とする。また、互いに隣接するビード１６のうちの一方の中心位置と他方の中心位置との間の距離を、ビード中心間距離と称する。ビード中心間距離は、加工プログラム等によってあらかじめ指定される。

オーバーラップ量は、以下の式により計算することができる。
オーバーラップ量
＝（実際のビード幅）－（ビード中心間距離）
＝（ビード幅の目標値）－（ビード幅誤差の許容誤差量）－（ビード中心間距離）

図２１の（ａ）、（ｂ）、および（ｃ）には、互いに隣り合う２個のビード１６の配置例を示す。図２１の（ａ）、（ｂ）、および（ｃ）に示すＰは、ビード中心間距離を表す。オーバーラップ量であるＯがゼロよりも大きい場合、２個のビード１６が互いに重なり合い、欠陥は生じない。

図２１の（ａ）に示すケースでは、各ビード１６のビード幅は、目標値であるＷと一致している。すなわち、各ビード１６の実際のビード幅がＷである。図２１の（ａ）に示すケースでは、ビード幅誤差の許容誤差量であるＥＷがゼロであるものとする。図２１の（ａ）に示すケースでは、オーバーラップ量であるＯがゼロよりも大きいため、欠陥は生じない。

図２１の（ｂ）に示すケースでは、各ビード１６のビード幅であるＷ’が目標値であるＷよりも小さく、かつ、ビード幅誤差の許容誤差量であるＥＷが設定されている。図２１の（ｂ）に示すケースでは、０＜ＥＷ＜Ｗ－Ｐが成り立つ。この場合、オーバーラップ量であるＯがゼロよりも大きいため、欠陥は生じない。

図２１の（ｃ）に示すケースでは、各ビード１６のビード幅であるＷ’は、目標値であるＷよりも小さく、かつ、ビード幅誤差の許容誤差量であるＥＷが設定されている。図２１の（ｃ）に示すケースでは、０＜Ｗ－Ｐ＜ＥＷが成り立つ。この場合、オーバーラップ量であるＯがゼロよりも小さい、すなわち、２個のビード１６が互いに重なり合わないため、欠陥が生じることとなる。

以上から、付加製造装置１００は、ビード幅誤差の許容誤差量が以下の条件を満足することによって、欠陥の発生を回避することができる。
（ビード幅誤差の許容誤差量）＜（ビード幅の目標値）－（ビード中心間距離）

実施の形態２によると、操作量再調整部３３は、操作量調整部での材料供給量またはレーザ出力の調整後においてレーザ出力の値に対する材料供給量の値が適正範囲から外れる場合に、材料供給量とレーザ出力とのうちの一方を、調整を優先させる操作量として選定する。操作量再調整部３３は、選定された操作量を優先して再調整する。操作量再調整部３３は、材料供給量の値が適正範囲の最小値よりも小さい場合に、調整を優先させる操作量として材料供給量を選定する。付加製造装置１００は、操作量調整部での材料供給量またはレーザ出力の調整によりビード１６の形状誤差を低減させることができ、かつ、操作量再調整部３３での操作量の再調整により、加工の継続が困難となることを防ぐことができる。以上により、付加製造装置１００は、誤差が低減された造形物１７を製造することができるという効果を奏する。

付加製造装置１００は、実施の形態１において説明する処理と実施の形態２において説明する処理との双方を実行することとしても良い。すなわち、付加製造装置１００は、適正範囲に対して材料供給量が過大である場合には、実施の形態１において説明する処理を実施し、かつ、適正範囲に対して材料供給量が過小である場合には、実施の形態２において説明する処理を実施することとしても良い。

実施の形態３．
付加製造加工では、熱の偏りといった要因により、形成されるビード１６の中心位置に目標位置からの誤差が生じることがある。かかる誤差の影響が造形物１７の形状に及ぶことによって、造形物１７の形状が目標形状とは異なるものとなる場合がある。このような現象に対し、ビード１６の中心位置の誤差を計測した結果に基づいて加工点の位置を補正することとした場合、位置補正量が過大であることによって、基材１８または基材１８上の造形物１７から離れた位置にビード１６を形成しようすることが起こり得る。位置補正量が過大であることによって、基材１８または造形物１７にビード１６を接触させることができないこととなると、加工を継続することが困難となる。また、単に、位置補正量に制約を設けることとすると、目標形状の造形物１７を得ることが困難となる。

実施の形態３では、位置補正量が制約される場合において、ビード幅を大きくする調整、すなわちレーザ出力を大きくする調整により、造形物１７の形状を目標形状に近づける補正を行う。

図２０は、実施の形態３にかかる付加製造装置１００Ａの機能構成の例を示す図である。図２０には、ビード１６の中心位置の誤差であるビード位置誤差を低減させる機能についての機能構成の例を示す。また、図２０に示す例では、図２に示す構成と同様の構成、すなわち、ビード１６の形状誤差を低減させる機能についての機能構成を併せ持つものとする。実施の形態３では、上記の実施の形態１または２と同一の構成要素には同一の符号を付し、実施の形態１または２とは異なる構成について主に説明する。

付加製造装置１００Ａは、ＮＣ装置１の代わりにＮＣ装置１Ａが設けられている点が、図１に示す付加製造装置１００とは異なる。付加製造装置１００ＡのうちＮＣ装置１Ａ以外の構成は、図１に示す付加製造装置１００と同様であるものとする。

ＮＣ装置１Ａは、付加製造装置１００Ａの全体を制御する制御装置である。ＮＣ装置１Ａは、ビード幅修正制御部３１と、ビード高さ修正制御部３２と、操作量再調整部３３と、位置補正部６１と、位置補正量調整部６２と、ビード幅補正量算出部６３とを備える。

解析装置６は、図１に示すカメラ７から入力される画像を解析することによって、ビード位置誤差を求める。解析装置６は、ビード位置誤差の値であるビート位置誤差量をＮＣ装置１Ａへ出力する。

解析装置６により算出されたビード位置誤差量は、位置補正部６１へ入力される。位置補正部６１は、ビード位置誤差量が入力されると、ビード位置誤差量に基づいて加工点の補正量を求める。位置補正部６１は、求めた補正量の値を位置補正量調整部６２へ出力する。

パラメータ入力部３４には、パラメータの値として、適正補正範囲を示す値が入力される。適正補正範囲は、ビード１６を適正に形成可能であるときにおける、加工点の補正量の値の範囲である。適正補正範囲を示す値がパラメータ入力部３４へ入力されることにより、付加製造装置１００に適正補正範囲が設定される。パラメータ入力部３４は、適正補正範囲を示す値をＮＣ装置１Ａへ出力する。

位置補正量調整部６２は、位置補正部６１により求めた補正量の値が、パラメータ入力部３４から入力される値に示される適正補正範囲から外れる場合に、適正補正範囲に含まれる値に補正量の値を調整する。位置補正量調整部６２は、調整された補正量に基づいて、位置指令に示される位置を補正する。位置補正量調整部６２は、補正された位置指令を軸駆動装置３へ出力する。

位置補正量調整部６２は、調整された補正量により造形物１７の形状を目標形状とすることが可能か否かを判断する。位置補正量調整部６２は、位置補正部６１により求まる補正量の値が適正補正範囲から外れる場合に、造形物１７の形状を目標形状とすることができないと判断する。位置補正量調整部６２は、位置補正量調整部６２により調整された補正量で加工点が補正された場合における造形物１７の形状と目標形状との差分を求める。位置補正量調整部６２は、求めた差分を示す値をビード幅補正量算出部６３へ出力する。

ビード幅補正量算出部６３は、差分を示す値が入力されると、差分を示す値に基づいてビード幅の補正量を算出する。すなわち、ビード幅補正量算出部６３は、位置補正量調整部６２により調整された補正量で加工点が補正された場合における造形物１７の形状と目標形状との差分に基づいて、ビード幅の補正量であるビード幅補正量を算出する。ビード幅補正量算出部６３は、算出された補正量の値をビード幅修正制御部３１とビード高さ修正制御部３２との各々へ出力する。

実施の形態１または２と同様に、ビード幅修正制御部３１は、ビード幅誤差量が入力されると、レーザ出力指令に示されるレーザ出力をビード幅誤差量に基づいて調整する。また、ビード幅修正制御部３１は、ビード幅補正量算出部６３から入力される補正量の値に基づいてレーザ出力を補正する。ビード高さ修正制御部３２は、ビード高さ誤差量が入力されると、材料供給指令に示される材料供給量をビード高さ誤差量に基づいて調整する。また、ビード高さ修正制御部３２は、ビード幅補正量算出部６３から入力される補正量の値に基づいて材料供給量を補正する。操作量調整部は、ビード幅補正量に基づいてレーザ出力および材料供給量の少なくとも一方を補正する。ビード幅修正制御部３１でのレーザ出力の補正と、ビード高さ修正制御部３２での材料供給量の補正とによって、形成されるビード１６のビード幅が補正される。

次に、ビード位置誤差に応じた加工点の補正とビード１６の形成との関係について説明する。図２１は、実施の形態３にかかる付加製造装置１００Ａにおける加工点の補正とビード１６の形成との関係について説明するための第１の図である。図２１の（ａ）では、被加工物１９においてビード１６が形成されたときの様子を例示する。図２１の（ａ）において、加工の進行方向はＹ軸方向であるものとする。加工点は、ビームノズルの中心軸上の位置である。ＣＸ１は、図２１の（ａ）に示す状態におけるビームノズルの中心軸の位置とする。

図２１の（ａ）に示すビード１６は、被加工物１９の外縁の領域６５に形成される予定であったものとする。形成されたビード１６の中心位置は、領域６５の中心位置からずれている。形成されるビード１６のビード位置誤差が過大となると、造形物１７に欠陥が生じることとなる。造形物１７に欠陥が生じると、加工を継続することが困難となる場合がある。

図２１の（ｂ）では、図２１の（ａ）に示されるようなビード位置誤差の修正を、加工点の補正のみにより行うこととした場合の様子を例示する。ＣＸ２は、図２１の（ｂ）に示す状態におけるビームノズルの中心軸の位置とする。ＣＸ１とＣＸ２との間の距離が、加工点の補正量であるΔＣＸに相当する。

図２１の（ｂ）には、被加工物１９と補正後の加工点とのギャップが過大であって、被加工物１９にビード１６を形成することができない状態を表す。また、被加工物１９のうちビード１６が形成される予定である部分において、レーザビームＬが照射されない領域６６が生じる場合がある。このように、加工点の補正のみでは被加工物１９にビード１６を形成できないことにより、加工を継続することが困難となる場合がある。

図２２は、実施の形態３にかかる付加製造装置１００Ａにおける加工点の補正とビード１６の形成との関係について説明するための第２の図である。図２２では、加工点の補正によるビード位置誤差の修正とビード幅の補正とを行う様子を示す。図２２の（ａ）では、図２１の（ａ）と同様に、被加工物１９においてビード１６が形成されたときの様子を例示する。

図２２の（ｂ）に示す状態において、ビード位置誤差が適正補正範囲の値を超えるものであるとする。位置補正部６１ではビード位置誤差量に基づいて補正量が算出されるため、位置補正部６１により求まる補正量の値が、適正補正範囲から外れることとなる。位置補正量調整部６２は、位置補正量であるΔＣＸを、適正補正範囲に含まれる値に調整する。付加製造装置１００Ａは、位置補正量調整部６２において位置補正量の値を調整することによって、加工の継続が困難となることを防ぐことができる。

図２２の（ｂ）に示す状態では、加工点の補正量が適正補正範囲に制約されることによって、造形物１７の形状が目標形状を満たさないこととなる。図２２の（ｃ）に示すように、形成されるビード１６のビード幅が、目標値であるＷよりも大きいＷ’に補正される。付加製造装置１００Ａは、ビード幅補正量算出部６３によりビード幅を補正することによって、造形物１７の形状を目標形状に一致させることができる。

図２３は、実施の形態３にかかる付加製造装置１００Ａにおけるビード幅の補正について説明するための図である。図２３の（ａ）には、ビード幅補正量算出部６３により算出されるビード幅補正量によりビード幅が補正される前のビード１６の例を示す。図２３の（ａ）に示すビード１６のビード幅は、ビード幅の目標値であるＷである。図２３の（ａ）に示すビード１６のビード高さは、ビード高さの目標値であるＨである。

図２３の（ｂ）には、図２３の（ａ）に示す状態からビード幅のみが補正された場合のビード１６の例を示す。ビード幅補正量算出部６３は、位置補正量調整部６２により調整された補正量で加工点が補正された場合における造形物１７の形状と目標形状との差分に基づいて、ビード幅補正量であるΔＷを算出する。ビード幅修正制御部３１は、ビード幅補正量算出部６３から入力されるビード幅補正量の値に基づいて、レーザ出力を大きくする。図２３の（ｂ）に示すビード１６のビード幅は、Ｗ＋ΔＷである。ただし、レーザ出力が大きくされる一方で材料供給量が変えられないこととなると、形成されるビード１６のビード高さが目標値であるＨに満たないこととなる。

図２３の（ｃ）には、図２３の（ａ）に示す状態からビード幅とビード高さとが補正された場合のビード１６の例を示す。ビード高さ修正制御部３２は、ビード幅補正量算出部６３から入力されるビード幅補正量の値に基づいて、材料供給量を大きくする。これにより、付加製造装置１００Ａは、図２３の（ｃ）に示すように、ビード幅がＷ＋ΔＷ、かつビード高さがＨであるビード１６を形成する。

図２４は、実施の形態３にかかる付加製造装置１００Ａのビード幅補正量算出部６３により算出される補正量について説明するための図である。図２４では、ビード位置誤差を生じているビード１６と、造形物１７の目標形状である輪郭形状６７とを例示する。ビード１６のビード幅は、Ｗであるものとする。ビード幅補正量算出部６３により算出される補正量であるΔＷは、輪郭形状６７と形成されたビード１６の差分に相当する。ビード幅補正量算出部６３は、算出されたビード幅補正量の値をビード幅修正制御部３１とビード高さ修正制御部３２との各々へ出力する。

次に、位置補正部６１、位置補正量調整部６２、およびビード幅補正量算出部６３による処理の手順について説明する。図２５は、実施の形態３にかかる付加製造装置１００Ａの位置補正部６１、位置補正量調整部６２、およびビード幅補正量算出部６３による処理の手順の例を示すフローチャートである。

ステップＳ３１において、位置補正部６１は、ビード位置誤差に基づいて、加工点の補正量を求める。位置補正部６１は、求めた補正量の値を位置補正量調整部６２へ出力する。

ステップＳ３２において、位置補正量調整部６２は、ステップＳ３１において位置補正部６１が求めた補正量の値が適正補正範囲から外れているか否かを判断する。補正量の値が適正補正範囲から外れていると判断した場合（ステップＳ３２，Ｙｅｓ）、位置補正量調整部６２は、ステップＳ３３へ手順を進める。

ステップＳ３３において、位置補正量調整部６２は、適正補正範囲に含まれる値に補正量の値を調整する。位置補正量調整部６２は、調整された補正量に基づいて補正された位置指令を軸駆動装置３へ出力する。位置補正量調整部６２は、ステップＳ３３において調整された補正量で加工点が補正された場合における造形物１７の形状と目標形状との差分を求める。位置補正量調整部６２は、求めた差分を示す値をビード幅補正量算出部６３へ出力する。

ステップＳ３４において、ビード幅補正量算出部６３は、ステップＳ３３において調整された補正量で加工点が補正された場合における造形物１７の形状と目標形状との差分に基づいてビード幅の補正量を算出する。ビード幅補正量算出部６３は、算出された補正量の値をビード幅修正制御部３１とビード高さ修正制御部３２との各々へ出力する。

ステップＳ３４を終えると、位置補正部６１、位置補正量調整部６２、およびビード幅補正量算出部６３は、図２５に示す手順による処理を終了する。または、補正量の値が適正補正範囲から外れていないと判断した場合（ステップＳ３２，Ｎｏ）、位置補正部６１、位置補正量調整部６２、およびビード幅補正量算出部６３は、図２５に示す手順による処理を終了する。

なお、付加製造装置１００Ａは、実施の形態３において説明する処理と併せて、実施の形態１において説明する処理または実施の形態２において説明する処理を実行する。付加製造装置１００Ａは、実施の形態３において説明する処理と併せて、実施の形態１において説明する処理と実施の形態２において説明する処理との双方を実行することとしても良い。

実施の形態３によると、位置補正量調整部６２は、ビード位置誤差の補正量の値が適正補正範囲から外れる場合に、適正補正範囲に含まれる値に補正量の値を調整する。ビード幅補正量算出部６３は、位置補正量調整部６２により調整された補正量で加工点が補正された場合における造形物１７の形状と目標形状との差分に基づいてビード幅の補正量を算出する。付加製造装置１００Ａは、ビード位置誤差を修正するとともに、補正量が過大であることにより加工の継続が困難になることを防止することができる。付加製造装置１００Ａは、ビード幅の補正により、ビード１６の形状誤差を低減させることができる。以上により、付加製造装置１００Ａは、誤差が低減された造形物１７を製造することができるという効果を奏する。

次に、実施の形態１から３にかかるＮＣ装置１，１Ａを実現するハードウェア構成について説明する。ＮＣ装置１，１Ａは、処理回路により実現される。処理回路は、プロセッサがソフトウェアを実行する回路であっても良いし、専用の回路であっても良い。

処理回路がソフトウェアにより実現される場合、処理回路は、例えば、図２６に示す制御回路７０である。図２６は、実施の形態１から３にかかる制御回路７０の構成例を示す図である。制御回路７０は、入力部７１、プロセッサ７２、メモリ７３、および出力部７４を備える。

入力部７１は、制御回路７０の外部から入力されたデータを受信してプロセッサ７２に与えるインターフェース回路である。出力部７４は、プロセッサ７２またはメモリ７３からのデータを制御回路７０の外部に送るインターフェース回路である。処理回路が図２６に示す制御回路７０である場合、プロセッサ７２がメモリ７３に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、ＮＣ装置１，１Ａの機能が実現される。メモリ７３は、プロセッサ７２が実施する各処理における一時メモリとしても使用される。

処理回路が図２６に示す制御回路７０である場合、ＮＣ装置１，１Ａは、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアまたはファームウェアはプログラムとして記述され、メモリ７３に格納される。処理回路は、メモリ７３に記憶されたプログラムをプロセッサ７２が読み出して実行することにより、ＮＣ装置１，１Ａの各機能を実現する。すなわち、処理回路は、ＮＣ装置１，１Ａの処理が結果的に実行されることになるプログラムを格納するためのメモリ７３を備える。また、これらのプログラムは、ＮＣ装置１，１Ａの手順および方法をコンピュータに実行させるものであるともいえる。

プロセッサ７２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサ、またはＤＳＰ（Digital Signal Processor）である。メモリ７３は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）等の、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスクまたはＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等が該当する。

図２６は、汎用のプロセッサ７２およびメモリ７３によりＮＣ装置１，１Ａを実現する場合のハードウェアの例であるが、ＮＣ装置１，１Ａは、専用のハードウェア回路により実現されても良い。図２７は、実施の形態１から３にかかる専用のハードウェア回路７５の構成例を示す図である。

専用のハードウェア回路７５は、入力部７１、出力部７４および処理回路７６を備える。処理回路７６は、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、またはこれらを組み合わせた回路である。なお、ＮＣ装置１，１Ａは、制御回路７０とハードウェア回路７５とが組み合わされて実現されても良い。

実施の形態１から３におけるＰＣ１０は、図２６に示すハードウェアと同様のハードウェアにより実現される。パラメータ入力部３４の機能は、入力部７１により実現される。また、ＰＣ１０は、ユーザにより操作される入力装置と、画面を表示する表示装置とを備える。入力装置は、例えば、キーボード、マウス、キーパッド、またはタッチパネルなどを含む。表示装置は、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）または有機ＥＬ（Electro-Luminescence）ディスプレイである。

実施の形態１から３で説明するＮＣ装置１，１Ａの構成要素の分散または統合の具体的形態は、実施の形態１から３で説明するものに限られない。ＮＣ装置１，１Ａの構成要素の全部または一部は、機能的または物理的に、任意の単位で分散あるいは統合して構成されても良い。

以上の各実施の形態に示した構成は、本開示の内容の一例を示すものである。各実施の形態の構成は、別の公知の技術と組み合わせることが可能である。各実施の形態の構成同士が適宜組み合わせられても良い。本開示の要旨を逸脱しない範囲で、各実施の形態の構成の一部を省略または変更することが可能である。

１，１Ａ ＮＣ装置、２ レーザ発振器、３ 軸駆動装置、４ ガス供給装置、５ 材料供給装置、６ 解析装置、７ カメラ、８ 加工ヘッド、９ ガスノズル、１０ ＰＣ、１１ 計測機器、１２ 材料供給源、１３ 材料供給ノズル、１４ ワイヤ、１５ 溶融池、１６ ビード、１７ 造形物、１８ 基材、１９ 被加工物、２０ ファイバーケーブル、２１ ステージ、３０ 造形部、３１ ビード幅修正制御部、３２ ビード高さ修正制御部、３３ 操作量再調整部、３４ パラメータ入力部、４１ ドロップ、４２，４３ 直線、４４，４５，４６，５１，５２，５３，５４，５５，５６，５７，５８ 点、４８，４９ 破線、６１ 位置補正部、６２ 位置補正量調整部、６３ ビード幅補正量算出部、６５，６６ 領域、６７ 輪郭形状、７０ 制御回路、７１ 入力部、７２ プロセッサ、７３ メモリ、７４ 出力部、７５ ハードウェア回路、７６ 処理回路、１００，１００Ａ 付加製造装置。

Claims (10)

1. 被加工物へ材料を供給する材料供給部と、前記材料を溶融させる熱源を出力する熱源出力部と、前記熱源および前記材料供給部を移動させる駆動部と、を有し、前記熱源を用いて溶融させた前記材料によりビードを形成する造形部と、
   前記材料供給部の材料供給量または前記熱源出力部の熱源出力を前記ビードの形状誤差に基づいて調整する操作量調整部と、
   前記ビードを適正に形成可能であるときにおける、前記熱源出力の値に対する前記材料供給量の値の範囲である適正範囲が設定され、前記操作量調整部での調整後において前記熱源出力の値に対する前記材料供給量の値が前記適正範囲から外れる場合に、前記適正範囲に対する前記材料供給量の値の大きさに基づいて、前記材料供給量と前記熱源出力とのうちの一方を、調整を優先させる操作量として選定し、選定された前記操作量を優先して再調整する操作量再調整部と、
   を備えることを特徴とする付加製造装置。
2. 前記操作量調整部は、
   形成された前記ビードの幅の誤差であるビード幅誤差に基づいて前記熱源出力を調整することによってビード幅の修正を制御するビード幅修正制御部と、
   形成された前記ビードの高さの誤差であるビード高さ誤差に基づいて前記材料供給量を調整することによってビード高さの修正を制御するビード高さ修正制御部と、を有し、
   前記操作量再調整部は、前記ビード幅修正制御部での前記熱源出力の調整後、または、前記ビード高さ修正制御部での前記材料供給量の調整後において、前記熱源出力の値に対する前記材料供給量の値が前記適正範囲から外れる場合に、選定された前記操作量を優先して再調整することを特徴とする請求項１に記載の付加製造装置。
3. 前記操作量再調整部は、前記材料供給量の値が前記適正範囲の最大値よりも大きい場合に、調整を優先させる前記操作量として前記熱源出力を選定することを特徴とする請求項２に記載の付加製造装置。
4. 許容可能とする前記ビード高さ誤差の値である許容誤差量を設定する許容誤差量設定部を備え、
   前記操作量再調整部は、設定された前記許容誤差量を加味して前記熱源出力と前記材料供給量とを再調整することを特徴とする請求項３に記載の付加製造装置。
5. 前記操作量再調整部は、前記材料供給量の値が前記適正範囲の最小値よりも小さい場合に、調整を優先させる前記操作量として前記材料供給量を選定することを特徴とする請求項２に記載の付加製造装置。
6. 許容可能とする前記ビード幅誤差の値である許容誤差量を設定する許容誤差量設定部を備え、
   前記操作量再調整部は、設定された前記許容誤差量を加味して前記材料供給量と前記熱源出力とを再調整することを特徴とする請求項５に記載の付加製造装置。
7. 形成される前記ビードの中心位置の誤差であるビード位置誤差に基づいて、前記熱源および前記材料が供給される加工点の補正量を求める位置補正部と、
   前記ビードを適正に形成可能であるときにおける前記補正量の値の範囲である適正補正範囲が設定され、前記位置補正部により求めた前記補正量の値が前記適正補正範囲から外れる場合に、前記適正補正範囲に含まれる値に前記補正量の値を調整する位置補正量調整部と、
   前記位置補正量調整部により調整された前記補正量で前記加工点が補正された場合における造形物の形状と目標形状との差分に基づいてビード幅の補正量であるビード幅補正量を算出するビード幅補正量算出部と、を備え、
   前記操作量調整部は、前記ビード幅補正量に基づいて前記熱源出力および前記材料供給量の少なくとも一方を補正することを特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載の付加製造装置。
8. 被加工物へ材料を供給する材料供給部と、前記材料を溶融させる熱源を出力する熱源出力部と、前記熱源および前記材料供給部を移動させる駆動部と、を有し、前記熱源を用いて溶融させた前記材料によりビードを形成する造形部と、
   形成される前記ビードの中心位置の誤差であるビード位置誤差に基づいて、前記熱源および前記材料が供給される加工点の補正量を求める位置補正部と、
   前記ビードを適正に形成可能であるときにおける前記補正量の値の範囲である適正補正範囲が設定され、前記位置補正部により求めた前記補正量の値が前記適正補正範囲から外れる場合に、前記適正補正範囲に含まれる値に前記補正量の値を調整する位置補正量調整部と、
   前記位置補正量調整部により調整された前記補正量で前記加工点が補正された場合における造形物の形状と目標形状との差分に基づいてビード幅の補正量を算出するビード幅補正量算出部と、
   を備えることを特徴とする付加製造装置。
9. 被加工物へ材料を供給する材料供給部の材料供給量の値または前記材料を溶融させる熱源を出力する熱源出力部の熱源出力を、前記熱源を用いて溶融させた前記材料により形成されるビードの形状誤差に基づいて調整するステップと、
   前記ビードを適正に形成可能であるときにおける、前記熱源出力の値に対する前記材料供給量の値の範囲である適正範囲が設定され、前記材料供給量または前記熱源出力の調整後において前記熱源出力の値に対する前記材料供給量の値が前記適正範囲から外れる場合に、前記適正範囲に対する前記材料供給量の値の大きさに基づいて、前記材料供給量と前記熱源出力とのうちの一方を、調整を優先させる操作量として選定し、選定された前記操作量を優先して再調整するステップと、
   を含むことを特徴とする付加製造方法。
10. 熱源を用いて溶融させた材料により形成されるビードの中心位置の誤差であるビード位置誤差に基づいて、前記熱源および前記材料が供給される加工点の補正量を求めるステップと、
    前記ビードを適正に形成可能であるときにおける前記補正量の値の範囲である適正補正範囲が設定され、求めた前記補正量の値が前記適正補正範囲から外れる場合に、前記適正補正範囲に含まれる値に前記補正量の値を調整するステップと、
    調整された前記補正量で前記加工点が補正された場合における造形物の形状と目標形状との差分に基づいてビード幅の補正量であるビード幅補正量を算出するステップと、
    を含むことを特徴とする付加製造方法。

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