JPWO2020154381A5

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Info

Publication number: JPWO2020154381A5
Application number: JP2021526366A
Authority: JP
Publication date: 2023-01-31

Claims

レーザアレイを制御するためのレーザ制御システムであって、
前記レーザアレイの２次元平面内の位置を検出して、位置信号を生成するように構成された位置センサであって、前記レーザアレイが複数のレーザエネルギー源を備える、位置センサと、
複数のレーザ制御モジュールであって、各レーザ制御モジュールが、前記レーザアレイの前記複数のレーザエネルギー源の部分集合の動作を制御するように構成され、各レーザ制御モジュールが、前記位置センサから受信された前記位置信号に少なくとも部分的に基づいて、前記複数のレーザエネルギー源の前記部分集合のうちの１つ又は複数のレーザエネルギー源をトリガするように構成された少なくとも１つのプロセッサを含む、複数のレーザ制御モジュールと、
を備えるレーザ制御システム。
各レーザ制御モジュールの前記少なくとも１つのプロセッサが、
前記位置センサに動作可能に結合された第１のプロセッサであって、
前記位置信号を受信し、
前記位置信号をレーザトリガ位置のリストと比較し、
前記位置信号と前記レーザトリガ位置のリストとの前記比較に少なくとも部分的に基づいて、トリガ信号を生成する、ように構成された第１のプロセッサと、
前記第１のプロセッサ及び前記複数のレーザエネルギー源に動作可能に結合された第２のプロセッサであって、
前記トリガ信号を受信し、
前記トリガ信号を受信すると、前記複数のレーザエネルギー源の関連付けられた前記部分集合に発射信号を送信する、ように構成された第２のプロセッサと、
を含む、請求項１に記載のシステム。
前記レーザアレイが、構築面と、前記構築面に対して移動可能であり、前記構築面にレーザエネルギーピクセルのアレイを形成するために前記レーザアレイから前記構築面に向けてレーザエネルギーを指向するように構成された光学アセンブリとを備える付加製造システムの一部を形成し、
前記２次元平面が、前記付加製造システムによって構築される部品の単一の層に対応する、請求項２に記載のシステム。
前記複数のレーザエネルギー源の前記部分集合が、前記レーザトリガ位置のリストの第１のレーザトリガ位置に対応する第１のレーザパターンに基づいて選択され、前記第２のプロセッサが、前記発射信号の送信後に、前記レーザトリガ位置のリストの第２のレーザトリガ位置に対応する第２のレーザパターンに移行するようにさらに構成され、前記第２のプロセッサが、第２のトリガ信号を受信すると、前記複数のレーザエネルギー源の第２の部分集合に第２の発射信号を送信するようにさらに構成される、請求項２に記載のシステム。
前記第２のプロセッサが、前記複数のレーザエネルギー源の個々のレーザエネルギー源を制御するように構成される、請求項２に記載のシステム。
前記複数のレーザエネルギー源の前記部分集合の各レーザエネルギー源が、前記第２のプロセッサから前記発射信号を受信すると、出力設定をトグルするように構成され、前記出力設定が、パルス幅変調設定、オン又はオフ状態、アナログ出力、及びオンタイムから選択される少なくとも１つを含む、請求項２に記載のシステム。
前記第１のプロセッサが、前記レーザトリガ位置のリストを記憶するように構成された第１のメモリを備え、前記第２のプロセッサが、複数のレーザパターンを記憶するように構成された第２のメモリを備え、前記レーザトリガ位置のリストの各レーザトリガ位置が、前記複数のレーザパターンのうちの１つ又は複数のレーザパターンに対応し、前記複数のレーザパターンの各レーザパターンが、前記複数のレーザ源の各レーザ源に関する発射状態を含む、請求項２に記載のシステム。
前記第１のプロセッサからの前記トリガ信号が、各レーザ制御モジュールの前記少なくとも１つのプロセッサの前記第２のプロセッサに前記トリガ信号を送達するために分割される、請求項２に記載のシステム。
前記位置センサが、第１の周波数で位置信号を生成するように構成され、前記第１のプロセッサが、前記第１の周波数よりも低い第２の周波数でトリガ信号を生成するように構成され、前記第１の周波数が１ＭＨｚ～５０ＭＨｚであり、前記第２の周波数が１Ｈｚ～１ＭＨｚである、請求項２に記載のシステム。
前記複数のレーザエネルギー源の各レーザエネルギー源の相対位置が、前記レーザアレイ内で固定されている、請求項１に記載のシステム。
前記位置信号が、エンコーダ信号、及び／又はタイミング信号に基づく推定位置のうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載のシステム。
各レーザ制御モジュールの前記少なくとも１つのプロセッサが、１つ若しくは複数のフィールドプログラマブルゲートアレイ及び／又は１つ若しくは複数の特定用途向け集積回路を含む、請求項１に記載のシステム。
前記複数のレーザエネルギー源の各レーザエネルギー源が独立して制御可能である、請求項１に記載のシステム。
レーザアレイを制御する方法であって、
複数のレーザエネルギー源を備えるレーザアレイの２次元平面内の位置を決定すること、
複数のレーザ制御モジュールの第１のレーザ制御モジュールの少なくとも１つのプロセッサで、前記レーザアレイの前記位置に対応する位置信号を受信すること、及び
前記位置信号に少なくとも部分的に基づいて、前記複数のレーザエネルギー源の少なくとも１つの部分集合のうちの１つ又は複数のレーザエネルギー源をトリガするように、前記第１のレーザ制御モジュールを使用して前記複数のレーザエネルギー源の前記少なくとも１つの部分集合の動作を選択的に制御すること、
を含む方法。
前記１つ又は複数のレーザエネルギー源を選択的に制御することが、
前記位置信号をレーザトリガ位置のリストと比較すること、
前記位置信号と前記レーザトリガ位置のリストとの前記比較に基づいて、トリガ信号を生成すること、
第２のコントローラで前記トリガ信号を受信すること、及び
前記トリガ信号を受信すると、前記複数のレーザ源のうちのレーザ源の部分集合に発射信号を送信すること
を含む、請求項１４に記載の方法。
前記レーザ源の部分集合が、前記レーザトリガ位置のリストの第１のレーザトリガ位置に対応する第１のレーザパターンに基づいて選択される、請求項１５に記載の方法。
前記発射信号の送信後に、前記レーザトリガ位置のリストの第２のレーザトリガ位置に対応する第２のレーザパターンに移行すること、及び
第２のトリガ信号を受信すると、第２の発射信号をレーザ源の第２の部分集合に送信することをさらに含み、
前記レーザ源の第２の部分集合が前記第２のレーザパターンに基づいて選択され、前記第２のトリガ信号が前記第２のレーザトリガ位置に対応する、請求項１５に記載の方法。
前記位置信号が、第１の周波数を有し、前記トリガ信号が、前記第１の周波数よりも低い第２の周波数を有する、請求項１５に記載の方法。
前記発射信号を受信すると、前記レーザ源の部分集合の各レーザ源の出力設定をトグルすることをさらに含み、前記出力設定が、パルス幅変調設定、オン／オフ状態、アナログ出力、及び／又はオンタイムの少なくとも１つを含む、請求項１５に記載の方法。
前記トリガ位置のリストを第１のコントローラの第１のメモリに保存すること、及び
前記第２のコントローラの第２メモリに複数のレーザパターンを記憶すること、
をさらに含み、
前記レーザトリガ位置のリストの各レーザトリガ位置が、前記複数のレーザパターンのうちの１つ又は複数のレーザパターンに対応し、前記複数のレーザパターンの各レーザパターンが、前記複数のレーザ源の各レーザ源に関する発射状態を含む、請求項１５に記載の方法。
前記第２のコントローラが複数の制御ユニットを備え、
前記トリガ信号を分割すること、及び前記複数の制御ユニットの各制御ユニットに前記トリガ信号を送達することをさらに含む、請求項１５に記載の方法。
構築面と、
複数のレーザエネルギー源と、
前記構築面に対して移動可能であり、前記構築面にレーザエネルギーピクセルのアレイを形成するために前記複数のレーザエネルギー源から前記構築面に向けてレーザエネルギーを指向するように構成された光学アセンブリであって、前記アレイ内の各レーザエネルギーピクセルの相対位置が固定され、前記構築面に対する前記光学アセンブリの移動が、前記構築面に対して前記複数のレーザエネルギー源を移動させる、光学アセンブリと、
前記光学アセンブリの２次元平面内の位置を検出して、位置信号を生成するように構成された位置センサと、
レーザ制御システムと、
を備える付加製造システムであって、
前記レーザ制御システムが、複数のレーザ制御モジュールを備え、各レーザ制御モジュールが、前記複数のレーザエネルギー源の部分集合の動作を制御するように構成され、各レーザ制御モジュールが、前記位置センサから受信された前記位置信号に少なくとも部分的に基づいて、前記複数のレーザエネルギー源の前記部分集合のうちの１つ又は複数のレーザエネルギー源をトリガするように構成された少なくとも１つのプロセッサを含む、
付加製造システム。
前記位置センサが、アクチュエータのエンコーダを備え、前記位置信号が、前記アクチュエータからのエンコーダ信号を含み、前記エンコーダが、第１の周波数で前記エンコーダ信号を生成し、前記少なくとも１つのプロセッサが、前記第１の周波数よりも低い第２の信号でトリガ信号を生成するように構成され、前記少なくとも１つのプロセッサからの前記トリガ信号が、各レーザ制御モジュールの前記少なくとも１つのプロセッサの第２のプロセッサに前記トリガ信号を送達するために分割される、請求項２２に記載の付加製造システム。
前記位置センサが、タイミング信号、及び前記光学アセンブリに関する位置プロファイルに基づいて、前記光学アセンブリの位置を推定するように構成される、請求項２２に記載の付加製造システム。
各レーザ制御モジュールの前記少なくとも１つのプロセッサが、フィールドプログラマブルゲートアレイ、特定用途向け集積回路、及び／又は各々が前記複数のレーザエネルギー源のレーザエネルギー源に結合された複数のデジタル出力、のうちの少なくとも１つを含む、請求項２２に記載の付加製造システム。
各制御モジュールの前記少なくとも１つのプロセッサが、レーザトリガ位置のリストを記憶するように構成された第１のメモリを備え、前記少なくとも１つのプロセッサが、前記位置センサから受信された前記位置信号と前記レーザトリガ位置のリストとの比較に少なくとも部分的に基づいてトリガ信号を生成するように構成され、各レーザ制御モジュールの前記少なくとも１つのプロセッサが、複数のレーザパターンを記憶するように構成された第２のメモリをさらに備え、前記レーザトリガ位置のリストの各レーザトリガ位置が、前記複数のレーザパターンのうちの１つ又は複数のレーザパターンに対応する、請求項２２に記載の付加製造システム。
前記位置センサが、第１の軸に沿った前記光学アセンブリの位置を検出するように構成された第１の位置センサと、第２の軸に沿った前記光学アセンブリの位置を検出するように構成された第２の位置センサとを含み、前記位置信号が、前記第１の軸及び／又は前記第２の軸に沿った前記光学アセンブリの位置に対応する、請求項２２に記載の付加製造システム。
前記複数のレーザエネルギー源の各レーザエネルギー源が独立して制御可能である、請求項２２に記載の付加製造システム。
前記２次元平面が、前記付加製造システムによって構築される部品の単一の層に対応する、請求項２２に記載の付加製造システム。
各レーザ制御モジュールの前記少なくとも１つのプロセッサが、
前記位置センサから位置信号を受信し、前記位置センサから受信された前記位置信号に少なくとも部分的に基づいてトリガ信号を生成するように構成された第１のプロセッサと、
前記トリガ信号を受信し、前記トリガ信号を受信すると、前記レーザエネルギーピクセルのアレイの部分集合を選択的にアクティブ化するように前記複数のレーザエネルギー源の部分集合に発射信号を送信するように構成された第２のプロセッサと、を含む、請求項２２に記載の付加製造システム。