WO2015186751A1 - 補修システム、補修データ提供装置及び補修データ生成方法 - Google Patents

補修システム、補修データ提供装置及び補修データ生成方法 Download PDF

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寛之 八木田
由衣 岡田
石川　博章
潤 兵頭
弘之 江刺
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三菱日立パワーシステムズ株式会社
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Definitions

  • the present disclosure relates to a repair system using a three-dimensional repair device, a repair data providing device, and a repair data generation method.
  • Patent Document 1 describes a product manufacturing support method for the purpose of making it not necessary to depend on the geographical position of a product seller for receiving a product as well as ordering a product by a customer.
  • a client computer of a customer a manufacturing computer that controls a manufacturing device that manufactures a product based on manufacturing data, and a product that manufactures and sells a product using the manufacturing device
  • the server computer transmits manufacturing data for manufacturing a product according to a customer's order from the client computer to the manufacturing computer.
  • the manufacturing computer is installed in a place familiar to the customer, for example, at home, together with a product manufacturing apparatus and a client computer.
  • the manufacturing computer that has received the manufacturing data causes the manufacturing apparatus to manufacture a product according to the order from the customer.
  • deletion location of a repair target object can be considered besides the form which manufactures the whole goods newly.
  • the amount of modeling material used can be saved as compared with the case of newly manufacturing the entire repair target.
  • An object according to at least one embodiment of the present invention is to provide a repair system, a repair data providing apparatus, and a repair data generation method that enable a repair target to be satisfactorily repaired regardless of the state of a defect surface. .
  • a repair system includes a three-dimensional repair device that repairs a defect portion of a repair target object by stacking modeling materials, and a three-dimensional object for repairing the defect portion of the repair target object.
  • a repair data providing device for providing repair data to the three-dimensional repair device, and a repair system including the three-dimensional repair device, wherein the three-dimensional repair device performs a three-dimensional scan of the repair target and acquires the three-dimensional data of the repair target
  • the repair data providing device compares the three-dimensional data of the repair target acquired by the scanner with the original three-dimensional data of the repair target, and identifies the defect portion of the repair target.
  • the three-dimensional repair device further includes a dissolving means for dissolving the periphery of the defect portion in the repair object,
  • the melting means melts the periphery of the defect portion in the repair target.
  • the melting means adjusts the depth or range of melting around the defect portion according to the state of the defect surface of the repair object.
  • the defect part can be repaired even better.
  • the three-dimensional repair device is configured to cut a periphery of the defect portion in the repair object.
  • the cutting means cuts the periphery of the defect portion of the repair object before the modeling material is stacked.
  • the cutting means may be arranged around the defect portion according to the state of the defect surface of the repair target object in the second repair mode. The depth or range of cutting is adjusted.
  • the defect part can be repaired even better.
  • the three-dimensional repair device further includes a cutting unit that cuts the periphery of the defect portion in the repair object,
  • the scanner performs a three-dimensional scan again on the repair object after the periphery of the defect portion is melted by the melting means, and the cutting means is based on the three-dimensional data of the repair target after melting obtained by the scanner. It is characterized by cutting.
  • the three-dimensional repair device is configured to remove the modeling material removed by the melting means or the cutting means. It further has a storage tank to store, and the modeling material stored in the storage tank is used for repair of the repair object.
  • the three-dimensional repair device or the repair data providing device is a repair target portion of the repair target object.
  • a repair target location designating part that can be manually designated (manually), and the defect location specifying part is within the range of the repair target location designated by the repair target location designating unit. It is characterized by specifying.
  • a repair data providing apparatus is a repair data providing apparatus that provides a three-dimensional repair data for repairing a defective portion of an object to be repaired.
  • a comparison between the three-dimensional data acquired by performing a three-dimensional scan of the target object and the original three-dimensional data of the repair target object, and a defective part specifying unit for specifying the defective part of the repair target object, and the repair target object A first repair mode for repairing only a defective portion of the repair target according to a state of the defective surface, and a second repair mode for repairing a range wider than the defective portion including the defective portion of the repair target.
  • a repair data generation unit that generates the three-dimensional repair data corresponding to the repair mode selected by the mode selection unit.
  • a repair data generation method is a repair data generation method for generating three-dimensional repair data for repairing a defective portion of a repair target object. Comparing the three-dimensional data acquired by scanning with the original three-dimensional data of the repair object, a defect location identifying step for identifying the defect location of the repair object, and the state of the defect surface of the repair object Depending on the condition, either the first repair mode for repairing only the defect portion of the repair target object or the second repair mode for repairing the repair object in a wider range including the defect portion of the repair target object. A selection step of selecting, and a generation step of generating the three-dimensional repair data corresponding to the repair mode selected in the selection step.
  • a repair system, a repair data providing apparatus, and a repair data generation method that can repair a repair target satisfactorily regardless of the state of a defective surface of the repair target are provided. can do.
  • FIG. It is a whole schematic diagram showing a repair system concerning some embodiments.
  • A is a figure which shows the comparison with the solid data of the repair target acquired with the scanner, and the original three-dimensional data of the repair target,
  • (b) explains the state which specified the missing part of the repair target.
  • FIG. It is a figure for demonstrating the selection method of the repair mode by a mode selection part, (a) is a figure which shows the example in the case of selecting 1st repair mode, (b) is the case where 2nd repair mode is selected It is a figure which shows the example of.
  • FIG. 1 is an overall schematic diagram showing a repair system 1 according to some embodiments.
  • the repair system 1 provides a three-dimensional repair device 2 that repairs a defective portion of a repair target object by stacking modeling materials and a three-dimensional repair data for repairing the defective portion of the repair target object to the three-dimensional repair device 2.
  • a three-dimensional repair device 2 and a repair data providing device 4 are configured to be communicable via a network 6.
  • the three-dimensional repair device 2 includes at least a scanner 8 for three-dimensionally scanning a repair target and acquiring three-dimensional data of the repair target, and a modeling unit 10 that performs modeling processing by a so-called layered modeling method of stacking modeling materials. ing.
  • the additive manufacturing method will be described in more detail.
  • An ink jet method in which a liquefied synthetic resin or the like is jetted and laminated, a photo modeling method in which a photocurable resin is cured by ultraviolet rays or the like, and a thermoplastic such as an ABS resin or a PLA resin.
  • the repair data providing apparatus 4 includes a defect location identifying unit 12 that identifies a defect location of the repair target, a mode selection unit 14 that selects a repair mode according to the state of the defect surface of the repair target, and a mode selection unit 14. And a repair data generation unit 16 that generates solid repair data corresponding to the selected repair mode.
  • the defect portion specifying unit 12 compares the three-dimensional data of the repair object acquired by the scanner 8 with the original three-dimensional data of the repair object, and the result shown in FIG. As shown, the defect portion of the repair object is specified (three-dimensional data indicating the defect portion is calculated).
  • the storage location of the original three-dimensional data of the object to be repaired may be the storage unit 18 provided in the repair data providing device 4 or a storage unit (not shown) provided outside the repair data providing device 4. May be. That is, it is only necessary to store the defect in the readable location when the defect location identifying unit 12 identifies the defect location of the object to be repaired.
  • the mode selection unit 14 includes a first repair mode for repairing only a defective part of the repair target according to the state of the defective surface corresponding to the defective part specified by the defective part specifying unit 12, and a defect of the repair target. It is configured to select any one of the second repair mode in which repair is performed in a wider range than the missing part including the part.
  • a specific example of the repair mode selection method by the mode selection unit 14 will be described with reference to FIG.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining an example of a repair mode selection method by the mode selection unit 14 according to some embodiments.
  • the mode selection unit 14 selects the first repair mode when the state of the defect surface of the repair target is smoother than a predetermined level.
  • the second repair mode may be selected.
  • the “predetermined level” may be defined by, for example, surface roughness (ten-point average roughness, arithmetic average roughness, etc.).
  • the first repair mode may be selected when the surface roughness of the defective surface is less than a predetermined value
  • the second repair mode may be selected when the surface roughness of the defective surface is greater than or equal to a predetermined value.
  • the “predetermined level” may be determined in consideration of, for example, the size (at least one of length, width, and depth) of individual cracks or the like generated on the defect surface.
  • the repair data generation unit 16 is configured to generate solid repair data corresponding to the repair mode selected by the mode selection unit 14. For example, if the first repair mode is selected by the mode selection unit 14, solid repair data for repairing only a defective portion of the repair target is generated, and the second repair mode is selected by the mode selection unit 14. For example, three-dimensional repair data for repairing a range wider than the defect portion including the defect portion of the repair object is generated. That is, the three-dimensional repair data corresponding to the first repair mode includes at least three-dimensional data indicating a defect portion of the repair target object, and the three-dimensional repair data corresponding to the second repair mode includes a defect portion of the repair target object. It includes at least three-dimensional data indicating a repair range wider than the missing portion.
  • the three-dimensional repair data generated by the repair data generating unit 16 is transmitted from the repair data providing device side communication unit 20 included in the repair data providing device 4 to the three-dimensional repair device side communication unit 22 included in the three-dimensional repair device 2, and the three-dimensional repair data. Based on the above, the defect repairing by the three-dimensional repair device 2 is performed.
  • the mode selection unit 14 includes the first repair mode for repairing only the defect portion of the repair target according to the state of the defect surface of the repair target, and the defect including the defect portion of the repair target. It is configured to select one of the second repair modes for repairing a wider range than the location. Therefore, the defect portion can be repaired satisfactorily regardless of the state of the defect surface of the repair object.
  • the three-dimensional repair device 2 shown in FIG. 1 performs repairs in a wider range than the defect portion of the repair target, so that the periphery of the defect portion in the repair target (the defect surface and its surroundings; FIG. 4 (a) and (B) is further provided with the melt
  • the melting means 24 is configured to melt the periphery of the defect portion in the repair target. Thereby, even if it is a case where distortion, a crack, etc. accompanying a defect remain around a defect part in a repair object, a defect part can be repaired satisfactorily.
  • the melting means 24 a powder sintering laser in the case of the powder sintering lamination method or an infrared laser for melting metal powder may be used.
  • the melting means 24 melts the periphery of the defect portion (depth from the defect surface; FIGS. 4A and 4B) according to the state of the defect surface of the repair target in the second repair mode. See) or range. Thereby, even if it is a case where distortion, a crack, etc. accompanying a defect remain around a defective part in a repair object, a defective part can be repaired still more satisfactorily.
  • the repair data generation unit 16 when the periphery of the defect portion in the repair target is melted by the melting means 24, the repair data generation unit 16 generates solid repair data including solid data indicating a range to be melted in the repair target.
  • a cutting means 26 for cutting the periphery of the defect portion in the repair target may be provided.
  • the repair system 1 shown in FIG. 5 is the same as the repair system 1 shown in FIG. 1 except for the cutting means 26.
  • the cutting means 26 scrapes the periphery of the defect portion in the repair target before stacking the modeling material. Thereby, even if it is a case where distortion, a crack, etc. accompanying a defect remain around a defect part in a repair object, a defect part can be repaired satisfactorily.
  • the cutting means may be configured to adjust the depth or range of cutting around the defect portion in accordance with the state of the defect surface of the repair object in the second repair mode. Thereby, even if it is a case where distortion, a crack, etc. accompanying a defect remain around a defective part in a repair object, a defective part can be repaired still more satisfactorily.
  • the repair data generation unit 16 when the periphery of the defect part in the repair target is cut by the cutting means 26, the repair data generation unit 16 generates three-dimensional repair data including three-dimensional data indicating a range to be cut in the repair target.
  • the repair data providing device side communication unit 20 may be configured to collectively transmit the three-dimensional repair data for repairing the defective portion of the repair target object to the three-dimensional repair device side communication unit 22. From the viewpoint of enhancing the confidentiality of data, the repair data providing device side communication unit 20 and the three-dimensional repair device side communication unit 22 are preferably configured as follows.
  • the three-dimensional repair device 2 of the repair system 1 may include both the melting means 24 and the cutting means 26.
  • the scanner 8 melts the periphery of the defect portion by the melting means 24 and then three-dimensionally scans the repair target, and the cutting means 26 acquires the repair target after melting acquired by the scanner 8. You may comprise so that cutting may be performed based on solid data. In this way, by cutting the periphery of the defect portion with the melting means 24 and then performing the cutting with the cutting means 26, it becomes possible to perform cutting with high accuracy, and the defect portion can be repaired more satisfactorily.
  • the three-dimensional repair device 2 of the repair system 1 includes a storage tank 29 that stores the modeling material removed by the melting means 24 and / or the cutting means 26.
  • the modeling material stored in the storage tank 29 may be used for repairing the repair target.
  • the modeling material removed by melting or cutting can be reused, and the amount of modeling material used for repairing the repair target can be reduced.
  • the three-dimensional repair device 2 of the repair system 1 includes a repair target location designation unit configured to be able to manually designate a repair target location of a repair target object. 31 may be included.
  • the missing part specifying unit 12 is configured to specify the missing part within the range of the repair target part specified by the repair target part specifying unit 31. Thereby, after designating the desired repair target location in the repair target, the missing location can be repaired within the specified range.
  • the repair target location specifying unit 31 may be provided in the repair data providing device 4.
  • FIG. 7 is a block diagram illustrating configurations of the repair data providing device side communication unit 20 and the three-dimensional repair device side communication unit 22 according to some embodiments.
  • the repair data providing device side communication unit 20 divides the three-dimensional repair data into n pieces (where n is a natural number equal to or greater than 2) of transmission data, and the n pieces of transmission data of the three-dimensional repair device side communication unit 22.
  • Data transmitting means 28 for sequentially transmitting to the three-dimensional repair device side, and a deletion signal receiving means 30 for receiving a deletion signal described later from the three-dimensional repair device side communication unit 22.
  • the three-dimensional repair device side communication unit 22 includes a data receiving unit 32 for receiving each transmission data transmitted from the data transmitting unit 28, and the modeling unit 10 (see FIG. 1) is used by the data receiving unit 32.
  • a modeling process (a repair process for stacking modeling materials) is performed based on each of the received transmission data.
  • the three-dimensional repair device side communication unit 22 further includes a data deletion unit 34 and a deletion signal transmission unit 36.
  • the data deleting unit 34 is configured to delete each of the transmission data every time the modeling unit 10 (see FIG. 1) performs a modeling process based on each of the transmission data.
  • the deletion signal transmission unit 36 is configured to transmit a deletion signal indicating that each of the transmission data has been deleted to the deletion signal reception unit 30 every time each of the transmission data is deleted by the data deletion unit 34.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an example of an operation sequence of the three-dimensional repair device 2 and the repair data providing device 4 after the repair data providing device 4 illustrated in FIG. 1 generates the three-dimensional repair data.
  • the solid repair device 2 and repair data providing device 4 shown in FIG. 8 operate as follows.
  • the dividing unit 27 divides the stereoscopic repair data generated by the repair data generation unit 16 into n pieces of transmission data.
  • the data transmission unit 28 transmits the first transmission data among the n pieces of transmission data to the data reception unit 32 of the three-dimensional repair device 2.
  • the modeling means 10 executes a modeling process (stacking of modeling materials) based on the first transmission data.
  • the above-described melting by the melting unit 24 and / or cutting by the cutting unit 26 may be performed.
  • the data deletion unit 34 deletes the first transmission data.
  • the deletion signal transmitting unit 36 transmits a deletion signal indicating that the first transmission data has been deleted to the deletion signal receiving unit 30.
  • the data transmission unit 28 confirms that the deletion signal reception unit 30 has received a deletion signal indicating that the first transmission data has been deleted.
  • the data transmission unit 28 transmits the second transmission data to the data reception unit 32 on the condition that reception of the deletion signal is confirmed in S106. Thereafter, the same operation is repeated, and the deletion signal receiving means 30 confirms the deletion signal indicating that the nth transmission data has been deleted, and the repair operation in the repair system 1 is completed. Note that whether the melting by the melting unit 24 and / or the cutting by the cutting unit 26 is performed before the modeling process by the modeling unit 10 may be determined for each divided transmission data.
  • the data transmission unit 28 deletes the deletion signal indicating that the i-th transmission data (i-th transmission data) of the n transmission data (where i is a natural number less than n) has been deleted.
  • the (i + 1) th transmission data (i + 1th transmission data) of the n pieces of transmission data is transmitted to the data receiving means 32 of the three-dimensional repair device 2. .
  • the three-dimensional repair device 2 simultaneously holds the entire three-dimensional repair data. Therefore, it is possible to suppress the entire three-dimensional repair data from being copied against the intention of the three-dimensional repair data transmission side.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining a method for dividing solid repair data according to some embodiments.
  • the dividing unit 27 according to some embodiments is configured to divide the three-dimensional repair data into one layer unit of the modeling material to be stacked. That is, the dividing unit 27 divides the three-dimensional repair data so that each of the n pieces of transmission data corresponds to each layer constituting the repair portion (so that the i-th transmission data corresponds to the i-th layer of the repair portion). .
  • the data transmission unit 28 confirms that the deletion signal receiving unit 30 has received the deletion signal indicating that the i-th transmission data corresponding to the i-th layer of the repair portion has been deleted, and then the repair portion
  • the (i + 1) th transmission data corresponding to the (i + 1) th layer is configured to be transmitted to the data receiving means 32 of the three-dimensional repair device 2. Thereby, it can suppress that the whole solid repair data is duplicated contrary to the meaning of the solid repair data transmission side.
  • the dividing unit 27 may divide the three-dimensional repair data into a plurality of layers of the modeling material to be laminated, and in this case, the number of transmissions of transmission data is reduced as compared with the case of dividing into one layer unit. be able to.

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Abstract

　補修データ提供装置及び立体補修装置を備えた補修システムであって、補修データ提供装置は、スキャナによって取得した補修対象物の立体データと、補修対象物のオリジナルの立体データとを比較して補修対象物の欠損箇所を特定する欠損箇所特定部１２と、補修対象物の欠損面の状態に応じて、補修対象物の欠損箇所のみの補修を行う第１補修モードか、補修対象物の欠損箇所を含み該欠損箇所よりも広い範囲の補修を行う第２補修モードかを選択するモード選択部１４と、モード選択部によって選択された補修モードに対応する立体補修データを生成する補修データ生成部１６と、を有することを特徴とする。

Description

補修システム、補修データ提供装置及び補修データ生成方法
　本開示は、立体補修装置を用いた補修システム、補修データ提供装置及び補修データ生成方法に関する。
　近年、造形材を積層して立体造形を行う立体造形装置が注目を集めている。特許文献１には、顧客による商品の注文のみならず商品の受領も商品販売者の地理的位置に依存しないで済むようにすることを目的とした商品製造支援方法が記載されている。
　特許文献１に記載の商品製造支援方法では、顧客のクライアント・コンピュータと、製造データに基づいて商品を製造する製造装置を制御する製造用コンピュータと、その製造装置により商品を製造して販売する商品販売者のサーバ・コンピュータとが互いに接続された通信システムにおいて、サーバ・コンピュータが、クライアント・コンピュータからの顧客の注文に応じた商品を製造するための製造データを製造用コンピュータに送信する。この製造用コンピュータは、商品の製造装置およびクライアント・コンピュータと共に、顧客にとって身近な場所、例えば、自宅に設置されている。製造データを受信した製造用コンピュータは、顧客からの注文に応じた商品を製造装置に製造させる。
特許第４６１７５７３号公報
　ところで、立体造形装置の利用形態として、商品全体を新たに製造する形態以外に、補修対象物の欠損箇所の補修を行う形態が考えられる。立体補修装置を用いて補修対象物の欠損箇所の補修を行う場合、補修対象物全体を新たに製造する場合と比較して、造形材の使用量を節約することができる。しかしながら、欠損箇所の周囲には少なからず歪みやひび等が残っているため、補修対象物の欠損面の状態によっては、欠損箇所のみの補修では補修対象物を良好に補修することができない場合があった。
　この点に関し、特許文献１に記載の商品製造支援方法では、商品全体を新たに製造する形態が想定されており、補修対象物の補修を行う形態におけるこのような問題については何ら言及されていない。
　本発明の少なくとも一実施形態に係る目的は、補修対象物を欠損面の状態によらず良好に補修することを可能とする補修システム、補修データ提供装置及び補修データ生成方法を提供することである。
　（１）本発明の幾つかの実施形態に係る補修システムは、造形材を積層して補修対象物の欠損箇所を補修する立体補修装置と、前記補修対象物の欠損箇所を補修するための立体補修データを前記立体補修装置に提供する補修データ提供装置と、備えた補修システムであって、前記立体補修装置は、前記補修対象物を立体スキャンして該補修対象物の立体データを取得するスキャナを有し、前記補修データ提供装置は、前記スキャナによって取得した前記補修対象物の立体データと、前記補修対象物のオリジナルの立体データとを比較して、前記補修対象物の欠損箇所を特定する欠損箇所特定部と、前記補修対象物の欠損面の状態に応じて、前記補修対象物の欠損箇所のみの補修を行う第１補修モードと、前記補修対象物の欠損箇所を含み該欠損箇所よりも広い範囲の補修を行う第２補修モードとのいずれかを選択するモード選択部と、前記モード選択部によって選択された補修モードに対応する前記立体補修データを生成する補修データ生成部と、を有することを特徴とする。
　上記（１）に記載の補修システムによれば、補修対象物の欠損面の状態によらず、補修対象物の欠損箇所を良好に補修することが可能となる。
　（２）幾つかの実施形態では、上記（１）に記載の補修システムにおいて、前記立体補修装置は、前記補修対象物における前記欠損箇所の周囲を溶解する溶解手段を更に備え、
　前記溶解手段は前記第２補修モードが前記モード選択部によって選択されると前記補修対象物における前記欠損箇所の周囲を溶解することを特徴とする。
　上記（２）に記載の補修システムによれば、補修対象物における欠損箇所の周囲に欠損に伴う歪みやひび等が残っていた場合であっても、補修対象物の欠損箇所を良好に補修することが可能となる。
　（３）幾つかの実施形態では、上記（２）に記載の補修システムにおいて、
　前記溶解手段は、前記第２補修モードにおいて、前記補修対象物の欠損面の状態に応じて前記欠損箇所の周囲を溶解する深さ又は範囲を調節することを特徴とする。
　上記（３）に記載の補修システムによれば、補修対象物における欠損箇所の周囲に欠損に伴う歪みやひび等が残っていた場合であっても、欠損箇所を更に良好に補修することができる。
　（４）幾つかの実施形態では、上記（１）～（３）の何れか１項に記載の補修システムにおいて、前記立体補修装置は、前記補修対象物における前記欠損箇所の周囲を切削する切削手段を更に備え、前記切削手段は、前記第２補修モードにおいて、前記補修対象物における前記欠損箇所の周囲を前記造形材の積層前に切削することを特徴とする。
　上記（４）に記載の補修システムによれば、補修対象物における欠損箇所の周囲に欠損に伴う歪みやひび等が残っていた場合であっても、補修対象物の欠損箇所を良好に補修することが可能となる。
　（５）幾つかの実施形態では、上記（４）に記載の補修システムにおいて、前記切削手段は、前記第２補修モードにおいて、前記補修対象物の欠損面の状態に応じて前記欠損箇所の周囲を切削する深さ又は範囲を調節することを特徴とする。
　上記（５）に記載の補修システムによれば、補修対象物における欠損箇所の周囲に欠損に伴う歪みやひび等が残っていた場合であっても、欠損箇所を更に良好に補修することができる。
　（６）幾つかの実施形態では、上記（２）又は（３）に記載の補修システムにおいて、前記立体補修装置は、前記補修対象物における前記欠損箇所の周囲を切削する切削手段を更に備え、前記スキャナは、前記溶解手段により前記欠損箇所の周囲を溶解した後に前記補修対象物を再度立体スキャンし、前記切削手段は、前記スキャナにより取得した溶解後の前記補修対象物の立体データに基づいて切削を行うことを特徴とする。
　上記（６）に記載の補修システムによれば、欠損箇所の周囲を溶解手段によって溶解してから切削手段による切削を行うことにより、精度よく切削を行うことが可能となり、欠損箇所を更に良好に補修することができる。
　（７）幾つかの実施形態では、上記（２）～（６）の何れか１項に記載の補修システムにおいて、前記立体補修装置は、前記溶解手段または前記切削手段により取り除かれた造形材を貯留する貯留タンクを更に有し、前記貯留タンクに貯留した当該造形材を前記補修対象物の補修に利用することを特徴とする。
　上記（７）に記載の補修システムによれば、溶解や切削により取り除かれた造形材を再利用することが可能となり、補修対象物の補修に用いる造形材の使用量を低減することができる。
　（８）幾つかの実施形態では、上記（２）～（７）の何れか１項に記載の補修システムにおいて、前記立体補修装置又は前記補修データ提供装置は、前記補修対象物の補修対象箇所をマニュアルで（手動で）指定可能に構成された補修対象箇所指定部を更に有し、前記欠損箇所特定部は、前記補修対象箇所指定部によって指定した前記補修対象箇所の範囲内で前記欠損箇所を特定することを特徴とする。
　上記（８）に記載の補修システムによれば、補修対象物における所望の補修対象箇所を指定した上で、指定した範囲内で欠損箇所を補修することができる。
　（９）本発明の幾つかの実施形態に係る補修データの提供装置は、補修対象物の欠損箇所を補修するための立体補修データを立体補修装置に提供する補修データ提供装置であって、補修対象物を立体スキャンすることにより取得した立体データと、前記補修対象物のオリジナルの立体データとを比較して、前記補修対象物の欠損箇所を特定する欠損箇所特定部と、前記補修対象物の欠損面の状態に応じて、前記補修対象物の欠損箇所のみ補修を行う第１補修モードと、前記補修対象物の欠損箇所を含み該欠損箇所よりも広い範囲の補修を行う第２補修モードとのいずれかを選択するモード選択部と、前記モード選択部によって選択された補修モードに対応する前記立体補修データを生成する補修データ生成部と、を有することを特徴とする。
　上記（９）に記載の補修データの提供装置によれば、補修対象物の欠損面の状態によらず、補修対象物の欠損箇所を良好に補修することが可能な立体補修データを提供することができる。
　（１０）本発明の幾つかの実施形態に係る補修データの生成方法は、補修対象物の欠損箇所を補修するための立体補修データを生成する補修データ生成方法であって、補修対象物を立体スキャンすることにより取得した立体データと、前記補修対象物のオリジナルの立体データとを比較して、前記補修対象物の欠損箇所を特定する欠損箇所特定工程と、前記補修対象物の欠損面の状態に応じて、前記補修対象物の欠損箇所のみ補修を行う第１補修モードと、前記補修対象物の欠損箇所を含み該欠損箇所よりも広い範囲の補修を行う第２補修モードとのいずれかを選択する選択工程と、前記選択工程によって選択された補修モードに対応する前記立体補修データを生成する生成工程と、を有することを特徴とする。
　上記（１０）に記載の補修データの生成方法によれば、補修対象物の欠損面の状態によらず、補修対象物の欠損箇所を良好に補修することが可能な立体補修データを生成することができる。
　本発明の少なくとも一実施形態によれば、補修対象物の欠損面の状態によらず、補修対象物を良好に補修することを可能とする補修システム、補修データ提供装置及び補修データ生成方法を提供することができる。
幾つかの実施形態に係る補修システムを示す全体模式図である。 （ａ）はスキャナによって取得した補修対象物の立体データと、補修対象物のオリジナルの立体データとの比較を示す図であり、（ｂ）は補修対象物の欠損箇所を特定した状態を説明するための図である。 モード選択部による補修モードの選択手法を説明するための図であり、（ａ）は第１補修モードを選択する場合の例を示す図であり、（ｂ）は第２補修モードを選択する場合の例を示す図である。 補修対象物における欠損箇所の周囲を示す図であり、（ａ）は補修対象物の斜視図であり、（ｂ）は補修対象物のＡＡ断面図である。 幾つかの実施形態に係る補修システムを示す全体模式図である。 幾つかの実施形態に係る補修システムを示す全体模式図である。 幾つかの実施形態に係る補修データ提供装置側通信部及び立体補修装置側通信部の構成を示すブロック図である。 立体補修データ生成後における、立体補修装置及び補修データ提供装置の動作シーケンスの一例を示す図である。 幾つかの実施形態に係る立体補修データの分割手法を説明するための図である。
　以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではない。
　図１は、幾つかの実施形態に係る補修システム１を示す全体模式図である。補修システム１は、造形材を積層して補修対象物の欠損箇所を補修する立体補修装置２と、補修対象物の欠損箇所を補修するための立体補修データを立体補修装置２に提供する補修データ提供装置４と、を有しており、立体補修装置２と補修データ提供装置４とがネットワーク６を介して通信可能に構成されている。
　立体補修装置２は、補修対象物を立体スキャンして補修対象物の立体データを取得するためのスキャナ８と、造形材を積層する所謂積層造形法によって造形処理を行う造形手段１０とを少なくとも備えている。積層造形法について更に詳述すれば、液化した合成樹脂等を噴射して積層するインクジェット方式、光硬化性樹脂を紫外線等により硬化させて積層する光造形方式、ＡＢＳ樹脂やＰＬＡ樹脂等の熱可塑性樹脂を高温で溶かして積層する熱溶解積層方式、素材粉末を層状に敷き詰めて高出力のレーザービームなどで焼結する粉末焼結積層方式、シートを積層させるシート積層法等を好適に用いることができる。なお、一実施形態では、造形手段１０は、補修のための造形処理のほかに、補修ではない新規造形を行う立体造形機能を備えていてもよい。
　補修データ提供装置４は、補修対象物の欠損箇所を特定する欠損箇所特定部１２と、補修対象物の欠損面の状態に応じて補修モードを選択するモード選択部１４と、モード選択部１４によって選択された補修モードに対応する立体補修データを生成する補修データ生成部１６と、を少なくとも備えている。
　欠損箇所特定部１２は、図２（ａ）に示すように、スキャナ８によって取得した補修対象物の立体データと、補修対象物のオリジナルの立体データとを比較して、図２（ｂ）に示すように補修対象物の欠損箇所を特定する（欠損箇所を示す立体データを算出する）よう構成されている。なお、補修対象物のオリジナルの立体データの保管場所は、補修データ提供装置４が備える記憶部１８であってもよいし、補修データ提供装置４の外部に設けられた不図示の記憶部であってもよい。すなわち、欠損箇所特定部１２によって補修対象物の欠損箇所を特定する際に読み出し可能な場所に保管されていればよい。
　モード選択部１４は、欠損箇所特定部１２によって特定された欠損箇所に対応する欠損面の状態に応じて、補修対象物の欠損箇所のみの補修を行う第１補修モードと、補修対象物の欠損箇所を含み該欠損箇所よりも広い範囲の補修を行う第２補修モードとのいずれかを選択するよう構成されている。以下、モード選択部１４による補修モードの選択手法の具体例について図３を用いて説明する。
　図３は、幾つかの実施形態に係るモード選択部１４による補修モードの選択手法の例を説明するための図である。モード選択部１４は、幾つかの実施形態では、図３（ａ）に示すように、補修対象物の欠損面の状態が所定の水準より滑らかな状態である場合には第１補修モードを選択し、図３（ｂ）に示すように、所定の水準より滑らかな状態でない場合には、第２補修モードを選択するよう構成してもよい。なお、ここでの「所定の水準」は、例えば表面粗さ（十点平均粗さや算術平均粗さ等）によって規定してもよい。すなわち、欠損面の表面粗さが所定値未満の場合に第１補修モードを選択し、欠損面の表面粗さが所定値以上の場合に第２補修モードを選択してもよい。また、「所定の水準」は、例えば欠損面に生じている個々のひび割れ等の大きさ（長さ、幅、深さの少なくとも一つ）を考慮して定めてもよい。
　補修データ生成部１６は、モード選択部１４よって選択された補修モードに対応する立体補修データを生成するよう構成されている。例えば、モード選択部１４によって第１補修モードが選択されれば、補修対象物の欠損箇所のみの補修を行うための立体補修データを生成し、モード選択部１４によって第２補修モードが選択されれば、補修対象物の欠損箇所を含み該欠損箇所よりも広い範囲の補修を行うための立体補修データを生成する。すなわち、第１補修モードに対応する立体補修データは、補修対象物の欠損箇所を示す立体データを少なくとも含んでおり、第２補修モードに対応する立体補修データは、補修対象物の欠損箇所を含み該欠損箇所よりも広い補修範囲を示す立体データを少なくとも含んでいる。
　補修データ生成部１６によって生成された立体補修データは補修データ提供装置４が備える補修データ提供装置側通信部２０から立体補修装置２が備える立体補修装置側通信部２２に送信され、該立体補修データに基づいて立体補修装置２による欠損箇所の補修が行われる。
　以上のように、モード選択部１４は、補修対象物の欠損面の状態に応じて、補修対象物の欠損箇所のみの補修を行う第１補修モードと、補修対象物の欠損箇所を含み該欠損箇所よりも広い範囲の補修を行う第２補修モードとのいずれかを選択するよう構成されている。したがって、補修対象物の欠損面の状態によらず、欠損箇所を良好に補修することができる。
　なお、図１に示す立体補修装置２は、補修対象物の欠損箇所よりも広い範囲の補修を行うために、補修対象物における欠損箇所の周囲（欠損面及びその周囲；図４（ａ）及び（ｂ）参照）を溶解する溶解手段２４を更に備えている。溶解手段２４は、第２補修モードがモード選択部１４によって選択されると、補修対象物における欠損箇所の周囲を溶解するよう構成されている。これにより、補修対象物における欠損箇所の周囲に欠損に伴う歪みやひび等が残っていた場合であっても、欠損箇所を良好に補修することができる。なお、溶解手段２４として、粉末焼結積層方式の場合における粉末焼結用レーザーや、金属粉末溶融用の赤外線レーザーを転用してもよい。
　また、溶解手段２４は、第２補修モードにおいて、補修対象物の欠損面の状態に応じて欠損箇所の周囲を溶解する深さ（欠損面からの深さ；図４（ａ）及び（ｂ）参照）又は範囲を調節するよう構成してもよい。これにより、補修対象物における欠損箇所の周囲に欠損に伴う歪みやひび等が残っていた場合であっても、欠損箇所を更に良好に補修することができる。なお、溶解手段２４によって補修対象物における欠損箇所の周囲を溶解する場合には、補修データ生成部１６は、補修対象物において溶解すべき範囲を示す立体データを含んだ立体補修データを生成する。
　また、図５に示すように、溶解手段２４の代わりに、補修対象物における欠損箇所の周囲を削る切削手段２６を備えていてもよい。図５に示す補修システム１は、切削手段２６以外の構成は図１に示す補修システム１と同様である。この場合、切削手段２６は、第２補修モードにおいて、補修対象物における欠損箇所の周囲を造形材の積層前に削る。これにより、補修対象物における欠損箇所の周囲に欠損に伴う歪みやひび等が残っていた場合であっても、欠損箇所を良好に補修することができる。
　また、切削手段は、第２補修モードにおいて、補修対象物の欠損面の状態に応じて欠損箇所の周囲を削る深さ又は範囲を調節するよう構成してもよい。これにより、補修対象物における欠損箇所の周囲に欠損に伴う歪みやひび等が残っていた場合であっても、欠損箇所を更に良好に補修することができる。なお、切削手段２６によって補修対象物における欠損箇所の周囲を削る場合には、補修データ生成部１６は、補修対象物において削るべき範囲を示す立体データを含んだ立体補修データを生成する。
　なお、補修データ提供装置側通信部２０は、補修対象物の欠損箇所を補修するための立体補修データを立体補修装置側通信部２２に一括して送信するよう構成してもよいが、立体補修データの機密性を高める観点から、補修データ提供装置側通信部２０及び立体補修装置側通信部２２は、以下のように構成することが望ましい。
　また、図６に示すように、幾つかの実施形態に係る補修システム１の立体補修装置２は、溶解手段２４と切削手段２６の両方を備えていてもよい。この場合、一実施形態では、スキャナ８は、溶解手段２４により欠損箇所の周囲を溶解した後に補修対象物を再度立体スキャンし、切削手段２６は、スキャナ８により取得した溶解後の補修対象物の立体データに基づいて切削を行うよう構成してもよい。このように、欠損箇所の周囲を溶解手段２４によって溶解してから切削手段２６による切削を行うことにより、精度よく切削を行うことが可能となり、欠損箇所を更に良好に補修することができる。
　また、図６に示すように、幾つかの実施形態に係る補修システム１の立体補修装置２は、溶解手段２４及び／又は切削手段２６により取り除かれた造形材を貯留する貯留タンク２９を有しており、貯留タンク２９に貯留した当該造形材を補修対象物の補修に利用するよう構成されてもよい。これにより、溶解や切削により取り除かれた造形材を再利用することが可能となり、補修対象物の補修に用いる造形材の使用量を低減することができる。
　また、図６に示すように、幾つかの実施形態に係る補修システム１の立体補修装置２は、補修対象物の補修対象箇所をマニュアル（手動）で指定可能に構成された補修対象箇所指定部３１を有していてもよい。この場合、欠損箇所特定部１２は、補修対象箇所指定部３１によって指定した補修対象箇所の範囲内で欠損箇所を特定するよう構成される。これにより、補修対象物における所望の補修対象箇所を指定した上で、指定した範囲内で欠損箇所を補修することができる。なお、図６では補修対象箇所指定部３１が立体補修装置２に設けられる場合を例示したが、補修対象箇所指定部３１は、補修データ提供装置４に設けられてもよい。
　図７は、幾つかの実施形態に係る補修データ提供装置側通信部２０及び立体補修装置側通信部２２の構成を示すブロック図である。
　補修データ提供装置側通信部２０は、立体補修データをｎ個（ただし、ｎは２以上の自然数）の送信データに分割する分割手段２７と、ｎ個の送信データを立体補修装置側通信部２２に順次送信するデータ送信手段２８と、立体補修装置側通信部２２から後述の削除信号を受信する削除信号受信手段３０と、を備えている。
　立体補修装置側通信部２２は、データ送信手段２８から送信された送信データの各々を受信するためのデータ受信手段３２を備えており、造形手段１０（図１参照）は、データ受信手段３２によって受信した送信データの各々に基づいて造形処理（造形材を積層する補修処理）を行うよう構成されている。
　立体補修装置側通信部２２は、データ削除手段３４及び削除信号送信手段３６を更に備えている。データ削除手段３４は、造形手段１０（図１参照）によって送信データの各々に基づいて造形処理を行う毎に、送信データの各々を削除するよう構成されている。削除信号送信手段３６は、データ削除手段３４によって送信データの各々を削除する毎に、送信データの各々が削除されたことを示す削除信号を削除信号受信手段３０に送信するよう構成されている。
　図８は、図１に示した補修データ提供装置４が立体補修データを生成した後の、立体補修装置２及び補修データ提供装置４の動作シーケンスの一例を示す図である。
　図８に示す立体補修装置２及び補修データ提供装置４は、以下のように動作する。まずＳ１０１では、分割手段２７が、補修データ生成部１６によって生成された立体補修データをｎ個の送信データに分割する。Ｓ１０２では、データ送信手段２８が、ｎ個の送信データのうち第１送信データを立体補修装置２のデータ受信手段３２に送信する。Ｓ１０３では、造形手段１０が第１送信データに基づく造形処理（造形材の積層）を実行する。なお、Ｓ１０３において、造形手段１０による造形処理の前に、上述した溶解手段２４による溶解及び／又は切削手段２６による切削を行ってもよい。Ｓ１０４では、データ削除手段３４が第１送信データを削除する。Ｓ１０５では、第１送信データが削除されたことを示す削除信号を、削除信号送信手段３６が削除信号受信手段３０に送信する。Ｓ１０６では、データ送信手段２８が、第１送信データが削除されたことを示す削除信号を削除信号受信手段３０によって受信したことを確認する。Ｓ１０７では、Ｓ１０６において削除信号の受信が確認されたことを条件として、データ送信手段２８が第２送信データをデータ受信手段３２に送信する。以下、同様の動作を繰り返し、第ｎ送信データが削除されたことを示す削除信号を削除信号受信手段３０が確認して、補修システム１における補修動作が完了する。なお、造形手段１０による造形処理を行う前に上述した溶解手段２４による溶解及び／又は切削手段２６による切削を行うかどうかは、分割された送信データ毎に決定されてもよい。
　以上のように、データ送信手段２８は、ｎ個の送信データのうちｉ番目（ただし、ｉはｎ未満の自然数）の送信データ（第ｉ送信データ）が削除されたことを示す削除信号を削除信号受信手段３０によって受信したことを確認してから、ｎ個の送信データのうちｉ＋１番目の送信データ（第ｉ＋１送信データ）を立体補修装置２のデータ受信手段３２に送信するよう構成されている。これにより、立体補修データ全体を立体補修装置２が同時に保持する状態を回避することができる。したがって、立体補修データ全体が立体補修データ送信側の意に反して複製されることを抑制することができる。
　次に、図７に示した分割手段２７における立体補修データの分割手法について、図９を用いて説明する。
　図９は、幾つかの実施形態に係る立体補修データの分割手法を説明するための図である。幾つかの実施形態に係る分割手段２７は、図７に示すように、立体補修データを、積層される造形材の１層単位に分割するよう構成される。すなわち、分割手段２７は、ｎ個の送信データの各々が補修部分を構成する各層に対応するように（第ｉ送信データが補修部分のｉ層目に対応するように）立体補修データを分割する。この場合、データ送信手段２８は、補修部分のｉ層目に対応する第ｉ送信データが削除されたことを示す削除信号を削除信号受信手段３０によって受信したことを確認してから、補修部分のｉ＋１層目に対応する第ｉ＋１送信データを立体補修装置２のデータ受信手段３２に送信するよう構成される。これにより、立体補修データ全体が立体補修データ送信側の意に反して複製されることを抑制することができる。なお、分割手段２７は、立体補修データを、積層される造形材の複数層単位に分割してもよく、この場合、１層単位に分割する場合に比して送信データの送信回数を低減することができる。
１　補修システム
２　立体補修装置
４　補修データ提供装置
６　ネットワーク
８　スキャナ
１０　造形手段
１２　欠損箇所特定部
１４　モード選択部
１６　補修データ生成部
１８　記憶部
２０　補修データ提供装置側通信部
２２　立体補修装置側通信部
２４　溶解手段
２６　切削手段
２７　分割手段
２８　データ送信手段
２９　貯留タンク
３０　削除信号受信手段
３１　補修対象箇所指定部
３２　データ受信手段
３４　データ削除手段
３６　削除信号送信手段
 

Claims (10)

  1. 　造形材を積層して補修対象物の欠損箇所を補修する立体補修装置と、前記補修対象物の欠損箇所を補修するための立体補修データを前記立体補修装置に提供する補修データ提供装置と、備えた補修システムであって、
    　前記立体補修装置は、前記補修対象物を立体スキャンして該補修対象物の立体データを取得するスキャナを有し、
    　前記補修データ提供装置は、
    　　前記スキャナによって取得した前記補修対象物の立体データと、前記補修対象物のオリジナルの立体データとを比較して、前記補修対象物の欠損箇所を特定する欠損箇所特定部と、
    　　前記補修対象物の欠損面の状態に応じて、前記補修対象物の欠損箇所のみの補修を行う第１補修モードと、前記補修対象物の欠損箇所を含み該欠損箇所よりも広い範囲の補修を行う第２補修モードとのいずれかを選択するモード選択部と、
    　　前記モード選択部によって選択された補修モードに対応する前記立体補修データを生成する補修データ生成部と、
    　を有することを特徴とする補修システム。
  2. 　前記立体補修装置は、前記補修対象物における前記欠損箇所の周囲を溶解する溶解手段を更に備え、
    　前記溶解手段は、前記第２補修モードが前記モード選択部によって選択されると前記補修対象物における前記欠損箇所の周囲を溶解することを特徴とする請求項１に記載の補修システム。
  3. 　前記溶解手段は、前記第２補修モードにおいて、前記補修対象物の欠損面の状態に応じて前記欠損箇所の周囲を溶解する深さ又は範囲を調節することを特徴とする請求項２に記載の補修システム。
  4. 　前記立体補修装置は、前記補修対象物における前記欠損箇所の周囲を切削する切削手段を更に備え、
    　前記切削手段は、前記第２補修モードにおいて、前記補修対象物における前記欠損箇所の周囲を前記造形材の積層前に切削することを特徴とする請求項１～３の何れか１項に記載の補修システム。
  5. 　前記切削手段は、前記第２補修モードにおいて、前記補修対象物の欠損面の状態に応じて前記欠損箇所の周囲を切削する深さを又は範囲を調節することを特徴とする請求項４に記載の補修システム。
  6. 　前記立体補修装置は、前記補修対象物における前記欠損箇所の周囲を切削する切削手段を更に備え、
    　前記スキャナは、前記溶解手段により前記欠損箇所の周囲を溶解した後に前記補修対象物を再度立体スキャンし、
    　前記切削手段は、前記スキャナにより取得した溶解後の前記補修対象物の立体データに基づいて切削を行うことを特徴とする請求項２又は３に記載の補修システム。
  7. 　前記立体補修装置は、前記溶解手段及び／または前記切削手段により取り除かれた造形材を貯留する貯留タンクを更に有し、前記貯留タンクに貯留した当該造形材を前記補修対象物の補修に利用することを特徴とする請求項２～６の何れか１項に記載の補修システム。
  8. 　前記立体補修装置又は前記補修データ提供装置は、前記補修対象物の補修対象箇所をマニュアルで指定可能に構成された補修対象箇所指定部を更に有し、
    　前記欠損箇所特定部は、前記補修対象箇所指定部によって指定した前記補修対象箇所の範囲内で前記欠損箇所を特定することを特徴とする請求項２～７の何れか１項に記載の補修システム。
  9. 　補修対象物の欠損箇所を補修するための立体補修データを提供する補修データ提供装置であって、
    　補修対象物を立体スキャンすることにより取得した立体データと、前記補修対象物のオリジナルの立体データとを比較して、前記補修対象物の欠損箇所を特定する欠損箇所特定部と、
    　前記補修対象物の欠損面の状態に応じて、前記補修対象物の欠損箇所のみ補修を行う第１補修モードと、前記補修対象物の欠損箇所を含み該欠損箇所よりも広い範囲の補修を行う第２補修モードとのいずれかを選択するモード選択部と、
    　前記モード選択部によって選択された補修モードに対応する前記立体補修データを生成する補修データ生成部と、
    　を有することを特徴とする補修データ提供装置。
  10. 　補修対象物の欠損箇所を補修するための立体補修データを生成する補修データ生成方法であって、
    　補修対象物を立体スキャンすることにより取得した立体データと、前記補修対象物のオリジナルの立体データとを比較して、前記補修対象物の欠損箇所を特定する欠損箇所特定工程と、
    　前記補修対象物の欠損面の状態に応じて、前記補修対象物の欠損箇所のみ補修を行う第１補修モードと、前記補修対象物の欠損箇所を含み該欠損箇所よりも広い範囲の補修を行う第２補修モードとのいずれかを選択する選択工程と、
    　前記選択工程によって選択された補修モードに対応する前記立体補修データを生成する生成工程と、
    　を有することを特徴とする補修データ生成方法。
     
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