(57)【要約】  本発明は、粉末積層造形用の検出修復装置及びその方法を開示しており、前記検出修復装置は、粉末床ユニット、修復ユニット及び検出ユニットを備え、前記粉末床ユニットは、粉末床プラットフォーム、粉末敷設機構及びレーザーユニットを含み、前記修復ユニットは、仕上げ機構を有し、前記検出ユニットはカメラ及びコントローラを有し、前記コントローラは前記カメラが前記粉末床プラットフォームを取得して得た画像データに基づいて、粉末敷設、若しくは粉末敷設欠陥排除、または前記仕上げ機構を駆動してワークの表面を修復させることをするか否かを判断する。
2019521896.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
積層造形で製造されたワークに検出及び修復を行う粉末積層造形用の検出修復方法であって、
粉末敷設機構を用いて粉末を粉末床プラットフォームに敷設する粉末敷設ステップと、
レーザーユニットを用いて前記粉末床プラットフォームに敷設した粉末を溶融する溶融ステップと、
カメラを用いて、前記粉末床プラットフォームの溶融後の画像データを取得して、コントローラに伝送して検出を行う溶融検出ステップと、
前記コントローラが、前記溶融後の画像データの検出結果に基づいて、仕上げ機構を駆動して前記ワークの表面を修復させるか否かを判断する溶融修復ステップとを含む、ことを特徴とする粉末積層造形用の検出修復方法。
【請求項２】
前記溶融検出ステップは、前記溶融後の画像データの凸起領域を検出して、前記凸起領域の位置及びサイズを算出するための凸起領域検出サブステップを有する、ことを特徴とする請求項１に記載の粉末積層造形用の検出修復方法。
【請求項３】
前記凸起領域の明るさが、前記溶融後の画像データの切断層輪郭領域の平均明るさの１１０％以上である、ことを特徴とする請求項２に記載の粉末積層造形用の検出修復方法。
【請求項４】
前記溶融検出ステップはさらに、前記凸起領域検出サブステップの後に、所定仕上げ経路、前記凸起領域の位置及びサイズに基づいて、凸起領域仕上げ経路を算出する凸起領域仕上げ経路算出サブステップを有する、ことを特徴とする請求項２に記載の粉末積層造形用の検出修復方法。
【請求項５】
前記溶融修復ステップにおいて、前記仕上げ機構の複数の切削工具で前記凸起領域仕上げ経路に従って前記ワークの表面を仕上げる、ことを特徴とする請求項４に記載の粉末積層造形用の検出修復方法。
【請求項６】
前記溶融検出ステップは、前記溶融後の画像データの窪み領域を検出して、前記窪み領域の位置及びサイズを算出する窪み領域検出サブステップを有する、ことを特徴とする請求項１に記載の粉末積層造形用の検出修復方法。
【請求項７】
前記窪み領域の明るさが、前記溶融後の画像データの切断層輪郭領域の平均明るさの９０％以下である、ことを特徴とする請求項６に記載の粉末積層造形用の検出修復方法。
【請求項８】
前記溶融検出ステップはさらに、前記窪み領域検出サブステップの後に、所定仕上げ経路、前記窪み領域の位置及びサイズに基づいて窪み領域仕上げ経路を算出する窪み領域仕上げ経路算出サブステップを有する、ことを特徴とする請求項６に記載の粉末積層造形用の検出修復方法。
【請求項９】
前記溶融修復ステップにおいて、前記仕上げ機構の複数の切削工具で前記窪み領域仕上げ経路に従って前記ワークの表面をリーミングして、次に前記仕上げ機構のレーザークラッディング装置によって前記ワークの表面にレーザークラッディングを行う、ことを特徴とする請求項８に記載の粉末積層造形用の検出修復方法。
【請求項１０】
前記粉末敷設ステップの後に、前記カメラを用いて、前記粉末床プラットフォームの粉末敷設後の画像データを取得して、前記コントローラに伝送して検出を行う粉末敷設検出ステップをさらに有する、ことを特徴とする請求項１に記載の粉末積層造形用の検出修復方法。
【請求項１１】
前記粉末敷設検出ステップは、前記粉末敷設後の画像データの切断層領域の明るさを検出する粉末敷設検出サブステップと、前記粉末敷設後の画像データの切断層輪郭領域の明るさを検出する反り検出サブステップとを有する、ことを特徴とする請求項１０に記載の粉末積層造形用の検出修復方法。
【請求項１２】
前記粉末敷設検出サブステップにおいて、前記粉末敷設後の画像データの粉末未敷設領域が前記切断層領域の３０％以上である場合、粉末敷設不良と判断する、ことを特徴とする請求項１１に記載の粉末積層造形用の検出修復方法。
【請求項１３】
前記反り検出サブステップにおいて、前記粉末敷設後の画像データの反り領域が前記切断層輪郭領域の１０％以上である場合、前記ワークに反りが生じたと判断する、ことを特徴とする請求項１１に記載の粉末積層造形用の検出修復方法。
【請求項１４】
前記粉末敷設検出ステップの後にさらに、前記コントローラが前記粉末敷設後の画像データの検出結果に基づいて、粉末敷設、若しくは粉末敷設欠陥排除をするか否かを判断する粉末敷設修復ステップを含む、ことを特徴とする請求項１０に記載の粉末積層造形用の検出修復方法。
【請求項１５】
積層造形で製造されたワークに検出及び修復を行う粉末積層造形用の検出修復装置であって、
前記ワークを形成するための粉末床プラットフォームと、前記粉末床プラットフォームに設けられて粉末を前記粉末床プラットフォームに敷設する粉末敷設機構と、前記粉末床プラットフォームの上方に設けられて前記粉末を溶融するレーザーユニットとを有する粉末床ユニットと、
前記粉末床プラットフォームの上方に設けられる移動機構と、前記移動機構に取り付けられて前記ワークの表面を修復する仕上げ機構とを有する修復ユニットと、
前記粉末床プラットフォームの上方に設けられて、前記粉末床プラットフォームの画像データを取得するカメラと、前記画像データを受信して、前記画像データに基づいて、粉末敷設、若しくは粉末敷設欠陥排除、又は前記仕上げ機構を駆動して前記ワークの表面を修復させることをするか否かを判断するコントローラを有する検出ユニットとを含むことを特徴とする粉末積層造形用の検出修復装置。
【請求項１６】
前記移動機構は、前記粉末床プラットフォームの上方に設けられた二次元移動プラットフォームと、前記二次元移動プラットフォームに設けられた多軸並列式ツールとを有する、ことを特徴とする請求項１５に記載の粉末積層造形用の検出修復装置。
【請求項１７】
前記仕上げ機構は、複数の切削工具及び少なくとも１つのレーザークラッディング装置を有し、前記切削工具及びレーザークラッディング装置は前記多軸並列式ツールに交換可能に取り付けられる、ことを特徴とする請求項１６に記載の粉末積層造形用の検出修復装置。
【請求項１８】
前記検出ユニットは、前記多軸並列式ツールに取り付けられて、前記粉末床プラットフォームの輪郭を検出するためのレーザー輪郭センサをさらに有する、ことを特徴とする請求項１６に記載の粉末積層造形用の検出修復装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検出修復装置及びその方法、特に粉末積層造形用の検出修復装置及びその方法を指す。
【背景技術】
【０００２】
積層造形（Ａｄｄｉｔｉｖｅ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ，  ＡＭ）技術は付加製造とも呼ばれ、三次元モデルから複数の二次元切断層輪郭を取得して、各二次元切断層輪郭に基づいて１層ずつ積層する方式でワークピース（以下、ワークと呼ぶ）を加工することである。
【０００３】
従来の積層造形技術は主にレーザー積層造形技術を主とし、レーザー溶融方式で、三次元モデルからの複数の二次元切断層輪郭に基づいて、粉末敷設機構を用いて粉末層を１層敷設し、次にレーザービームを粉末層に集束させて、次に溶融して二次元切断層輪郭を成形し、１層ずつ積層してワークを得る。
【０００４】
積層造形過程において、レーザーのパワー、ガスの流場及び粉末の品質などの要因がワークの品質に影響を与えるため、粉末層には、たとえば粉末敷設状況の不良、ワークの反りやワークの表面での凸凹形成などの欠陥が生じる。しかし、従来のレーザー積層造形技術に用いる装置には、上記欠陥を修正する機構がなく、その結果、ワークの歩留まり及びその品質が効果的に向上できない。
【０００５】
このため、従来技術に存在する問題を解决するために、改良した粉末積層造形用の検出修復装置及びその方法を提供することが期待される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
以上に鑑み、本発明の主な目的は、粉末敷設後の画像データ及び溶融後の画像データを検出することで、各種欠陥を効果的に判断して、ワークの品質を向上させることのできる粉末積層造形用の検出修復方法を提供することである。
【０００７】
本発明の別の目的は、カメラによる粉末床プラットフォームの検出及び修復ユニットによるワークの修復によって、ワークの歩留まりを向上できる、粉末積層造形用の検出修復装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成させるために、本発明は、積層造形で製造されたワークに検出及び修復を行う粉末積層造形用の検出修復方法を提供する。検出修復方法は、粉末敷設ステップ、溶融ステップ、溶融検出ステップ及び溶融修復ステップを含み、粉末敷設ステップでは、粉末敷設機構を用いて粉末を粉末床プラットフォームに敷設し、溶融ステップでは、レーザーユニットを用いて粉末床プラットフォームに敷設した粉末を溶融し、溶融検出ステップでは、カメラを用いて、粉末床プラットフォームの溶融後の画像データを取得して、コントローラに伝送して検出を行い、溶融修復ステップでは、コントローラが、溶融後の画像データの検出結果に基づいて、仕上げ機構を駆動してワークの表面を修復させるか否かを判断する。
【０００９】
本発明の一実施例において、溶融検出ステップは、溶融後の画像データの凸起領域を検出して、凸起領域の位置及びサイズを算出するための凸起領域検出サブステップを有する。
【００１０】
本発明の一実施例において、凸起領域の明るさが、溶融後の画像データの切断層輪郭領域の平均明るさの１１０％以上である。
【００１１】
本発明の一実施例において、溶融検出ステップはさらに、凸起領域検出サブステップの後に、所定仕上げ経路、凸起領域の位置及びサイズに基づいて、凸起領域仕上げ経路を算出する凸起領域仕上げ経路算出サブステップを有する。
【００１２】
本発明の一実施例において、溶融修復ステップにおいて、仕上げ機構の複数の切削工具で凸起領域仕上げ経路に従ってワークの表面を仕上げる。
【００１３】
本発明の一実施例において、溶融検出ステップは、溶融後の画像データの窪み領域を検出して、窪み領域の位置及びサイズを算出す窪み領域検出サブステップを有する。
【００１４】
本発明の一実施例において、窪み領域の明るさが、溶融後の画像データの切断層輪郭領域の平均明るさの９０％以下である。
【００１５】
本発明の一実施例において、溶融検出ステップはさらに、窪み領域検出サブステップの後に、所定仕上げ経路、窪み領域の位置及びサイズに基づいて窪み領域仕上げ経路を算出する窪み領域仕上げ経路算出サブステップを有する。
【００１６】
本発明の一実施例において、溶融修復ステップにおいて、仕上げ機構の複数の切削工具で窪み領域仕上げ経路に従ってワークの表面をリーミングして、次に仕上げ機構のレーザークラッディング装置でワークの表面にレーザークラッディングを行う。
【００１７】
本発明の一実施例において、粉末敷設ステップの後に、カメラを用いて、粉末床プラットフォームの粉末敷設後の画像データを取得して、コントローラに伝送して検出を行う粉末敷設検出ステップをさらに有する。
【００１８】
本発明の一実施例において、粉末敷設検出ステップは、粉末敷設後の画像データの切断層領域の明るさを検出する粉末敷設検出サブステップと、粉末敷設後の画像データの切断層輪郭領域の明るさを検出する反り検出サブステップとを有する。
【００１９】
本発明の一実施例において、粉末敷設検出サブステップにおいて、粉末敷設後の画像データの粉末未敷設領域が切断層領域の３０％以上である場合、粉末敷設不良と判断する。
【００２０】
本発明の一実施例において、反り検出サブステップにおいて、粉末敷設後の画像データの反り領域が切断層輪郭領域の１０％以上である場合、ワークに反りが生じたと判断する。
【００２１】
本発明の一実施例において、粉末敷設検出ステップの後にさらに、コントローラが粉末敷設後の画像データの検出結果に基づいて、粉末敷設、若しくは粉末敷設欠陥排除をするか否かを判断する粉末敷設修復ステップを有する。
【００２２】
上記目的を達成させるために、本発明はさらに、積層造形で製造されたワークに検出及び修復を行う粉末積層造形用の検出修復装置を提供し、検出修復装置は、粉末床ユニット、修復ユニット及び検出ユニットを備え、粉末床ユニットは、粉末床プラットフォーム、粉末敷設機構及びレーザーユニットを有し、粉末床プラットフォームはワークを形成し、粉末敷設機構は粉末床プラットフォームに設けられて粉末を粉末床プラットフォームに敷設し、レーザーユニットは粉末床プラットフォームの上方に設けられてレーザーを発生させて粉末を溶融し、修復ユニットは移動機構及び仕上げ機構を有し、移動機構は粉末床プラットフォームの上方に設けられ、仕上げ機構は移動機構に取り付けられてワークの表面を修復し、検出ユニットは、カメラ及びコントローラを有し、カメラは粉末床プラットフォームの上方に設けられて粉末床プラットフォームの画像データを取得し、コントローラは、画像データを受信して、画像データに基づいて、粉末敷設、又は粉末敷設欠陥排除、又は仕上げ機構を駆動してワークの表面を修復させることをするか否かを判断する。
【００２３】
本発明の一実施例において、移動機構は二次元移動プラットフォーム及び多軸並列式ツールを有し、二次元移動プラットフォームは粉末床プラットフォームの上方に設けられ、多軸並列式ツールは二次元移動プラットフォームに設けられる。
【００２４】
本発明の一実施例において、仕上げ機構は、複数の切削工具及び少なくとも１つのレーザークラッディング装置を有し、切削工具及びレーザークラッディング装置は多軸並列式ツールに交換可能に取り付けられる。
【００２５】
本発明の一実施例において、検出ユニットはさらに、多軸並列式ツールに取り付けられて粉末床プラットフォームの輪郭を検出するレーザー輪郭センサを有する。
【発明の効果】
【００２６】
上記のとおり、カメラを用いて、粉末敷設後の画像データ及び溶融後の画像データを取得し、次に、コントローラを用いて、粉末敷設後の画像データ及び溶融後の画像データを検出して、各種欠陥の有無を判断したり、各種欠陥を区別したりして、最後にコントローラで、粉末敷設、又は粉末敷設欠陥排除、又は仕上げ機構を駆動してワークの表面を修復させることをするか否かを判断し、それによって、ワークの歩留まりを高めて、作業時間を短縮させ、ワークの品質を高める。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明による粉末積層造形用の検出修復装置の一好適実施例の斜視図である。
【図２】本発明による粉末積層造形用の検出修復装置の一好適実施例の側面図である。
【図３】本発明による粉末積層造形用の検出修復装置の別の好適実施例の側面図である。
【図４】本発明による粉末積層造形用の検出修復方法の一好適実施例のフローチャートである。
【図５】本発明による粉末積層造形用の検出修復方法の一好適実施例におけるイメージファイル切断層の模式図である。
【図６】本発明による粉末積層造形用の検出修復方法の一好適実施例において定義された切断層領域及び切断層輪郭領域の模式図である。
【図７】本発明による粉末積層造形用の検出修復方法の一好適実施例における所定仕上げ経路の模式図である。
【図８】本発明による粉末積層造形用の検出修復方法の一好適実施例における仕上げ領域の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下の各実施例の説明は、添付した図面を参照しながら、本発明により実施可能な特定実施例を例示するためものである。なお、本発明に使用されている方向用語、たとえば上、下、頂、底、前、後、左、右、内、外、側面、周辺、中央、水平、横向、垂直、縦方向、軸方向、径方向、最上層又は最下層などは、図面に基づく方向である。このため、使用されている方向用語は本発明を説明して理解しやすくするために過ぎず、本発明を限定することを意図しない。
【００２９】
図１、２に示されるように、本発明に係る粉末積層造形用の検出修復装置の一好適実施例が示されており、検出修復装置１００は、積層造形で製造されたワーク１０１に、たとえば粉末敷設状態不良、ワークの反り、溶融表面の凸凹などの欠陥の検出及び修復を行い、検出修復装置１００は、粉末床ユニット２、修復ユニット３及び検出ユニット４を備える。本発明では、以下、各部材の詳細な構造、組み立て関係及び作動原理について詳細に説明する。
【００３０】
さらに、図１、２に示されるように、粉末床ユニット２は、粉末床プラットフォーム２１、粉末敷設機構２２、レーザーユニット２３、粉末フィーダー２４を有し、粉末床プラットフォーム２１は、ワーク１０１を形成するために設けられ、粉末敷設機構２２は、粉末床プラットフォーム２１に設けられて、粉末を粉末床プラットフォーム２１に敷設し、レーザーユニット２３は、粉末床プラットフォーム２１の上方に設けられて、レーザーを発生させて粉末を溶融してワーク１０１を形成し、粉末フィーダー２４は、粉末床プラットフォーム２１の上方に設けられて、粉末を貯蔵して粉末を粉末敷設機構２２に提供して敷設させる。
【００３１】
さらに、図１、２に示されるように、修復ユニット３は、移動機構３１及び仕上げ機構３２を有し、且つ、仕上げ機構３２は、移動機構３１に取り付けられてワーク１０１の表面を修復し、移動機構３１は、二次元移動プラットフォーム３１１及び多軸並列式ツール３１２を有し、二次元移動プラットフォーム３１１は、粉末床プラットフォーム２１の上方に設けられ、多軸並列式ツール３１２は、二次元移動プラットフォーム３１１に設けられ、二次元移動プラットフォーム３１１は、多軸並列式ツール３１２を駆動してＸ軸方向又はＹ軸方向へ移動させることができる。また、仕上げ機構３２は、複数の切削工具３２１及び少なくとも１つのレーザークラッディング装置３２２を有し、切削工具３２１は、切削工具ハウジング１０２内に収納されて、主軸３２０を交換ジョイント３２３に取り付けることで切削工具３２１及びレーザークラッディング装置３２２を多軸並列式ツール３１２に交換可能に取り付けて使用し、ただし、交換ジョイント３２３は多軸並列式ツール３１２の移動ホルダー３１３の底部に設けられ、且つ、レーザークラッディング装置３２２も、交換ジョイント３２３に取り付けられてもよい。本実施例では、多軸並列式ツール３１２は、切削工具３２１及びレーザークラッディング装置３２２がレーザーを発生させてワーク１０１の表面のいずれかの領域で加工を行うように、移動ホルダー３１３を制御して３個又は５個の軸線方向へ移動させる三軸又は五軸の並列式ツールである。
【００３２】
さらに、図１、２に示されるように、検出ユニット４は、カメラ４１及びコントローラ４２を有し、カメラ４１は、粉末床プラットフォーム２１の上方に設けられて、粉末床プラットフォーム２１の画像データを取得し、コントローラ４２は、画像データを受信して、画像データに基づいて、粉末敷設、若しくは粉末敷設欠陥排除、又は仕上げ機構３２を駆動してワーク１０１の表面を修復させることをするか否かを判断する。
【００３３】
上記構造によれば、粉末敷設検出過程において、粉末フィーダー２４で粉末を粉末敷設機構２２に補充し、次に粉末敷設機構２２で粉末を粉末床プラットフォーム２１に敷設し、続いて、カメラ４１を用いて、粉末床プラットフォーム２１の粉末敷設後の画像データを取得して、コントローラ４２に伝送して検出を行い、粉末床プラットフォーム２１における粉末敷設状態及びワーク１０１の反り状態を取得し、コントローラ４２が、粉末敷設後の画像データの検出結果に基づいて、粉末敷設、又は粉末敷設欠陥排除をするか否かを判断する。また、溶融検出過程において、レーザーユニット２３でレーザーを発生させて、粉末床プラットフォーム２１に敷設した粉末を溶融し、粉末をワーク１０１に溶着させて、次に、カメラ４１を用いて、粉末床プラットフォーム２１の溶融後の画像データを取得して、コントローラ４２に伝送して検出を行い、ワーク１０１の表面の凸起状態及び窪み状態を検出し、さらに、コントローラ４２が溶融後の画像データの検出結果に基づいて、仕上げ機構３２を駆動してワーク１０１の表面を修復させるか否かを判断する。
【００３４】
また、図３に示される別の実施例では、検出ユニット４はさらに、交換ジョイント３２３に取り付けられて、粉末床プラットフォーム２１の輪郭を検出して、輪郭に基づいて凸起状態及び窪み状態を検出し、仕上げ機構３２を駆動してワーク１０１の表面を修復させるレーザー輪郭センサ４３を有する。なお、検出ユニット４は、カメラ４１、たとえば電荷結合デバイス（Ｃｈａｒｇｅ−ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ，ＣＣＤ）単独で検出してもよく、カメラ４１又はレーザー輪郭センサ４３の両方を用いて検出してもよく、本実施例に制限されない。
【００３５】
上記のような設計によれば、カメラ４１を用いて、粉末敷設後の画像データ及び溶融後の画像データを取得し、次に、コントローラ４２で粉末敷設後の画像データ及び溶融後の画像データを検出し、たとえば粉末敷設状態、反り状態、凸起状態及び窪み状態などの各種欠陥の有無を判断したり、各種欠陥を区別したりする。最後に、コントローラ４２で、粉末敷設、又は粉末敷設欠陥排除、又は仕上げ機構３２を駆動してワーク１０１の表面を修復させることをするか否かを判断し、それによって、ワーク１０１の歩留まりを高めて、作業時間を短縮させ、ワーク１０１の品質を高める。
【００３６】
図１、２に加えて、図４に示されるように、上記粉末積層造形用の検出修復装置１００で積層造形で製造されたワーク１０１に検出及び修復を行う、本発明の粉末積層造形用の検出修復方法の一好適実施例が示されており、検出修復方法は、粉末敷設ステップＳ２０１、粉末敷設検出ステップＳ２０２、粉末敷設修復ステップＳ２０３、溶融ステップＳ２０４、溶融検出ステップＳ２０５及び溶融修復ステップＳ２０６を備える。
【００３７】
さらに、図１、２に加えて、図４に示されるように、粉末敷設ステップＳ２０１において、粉末フィーダー２４で粉末を粉末敷設機構２２に補充し、次に粉末敷設機構２２で粉末を粉末床プラットフォーム２１に敷設する。
【００３８】
なお、図５、６には、複数のイメージファイル切断層５が積層されてなるワーク１０１の斜視図が示されており、ワーク１０１は、イメージファイル切断層５が１層ずつ積層されてなるものであり、イメージファイル切断層５ごとに切断層領域Ａ１及び切断層輪郭領域Ａ２を有する。
【００３９】
図１、２に加えて、図４に示されるように、粉末敷設検出ステップＳ２０２において、カメラ４１を用いて、粉末床プラットフォーム２１の粉末敷設後の画像データを取得して、コントローラ４２に伝送して検出を行い、具体的には、粉末敷設検出ステップＳ２０２は、粉末敷設検出サブステップＳ２０２ａ及び反り検出サブステップＳ２０２ｂを有し、粉末敷設検出サブステップＳ２０２ａは、粉末敷設後の画像データの切断層領域Ａ１の明るさを検出して、粉末床プラットフォーム２１における粉末敷設状態を取得し、ここで、切断層領域Ａ１のサイズは粉末床プラットフォーム２１のサイズに対応し、また、反り検出サブステップＳ２０２ｂは、粉末敷設後の画像データの切断層輪郭領域Ａ２の明るさを検出して、ワーク１０１の反り状態を取得し、ここで、切断層輪郭領域Ａ２のサイズはワーク１０１の横断面のサイズに対応する。
【００４０】
さらに、図１、２に加えて、図４に示されるように、粉末敷設修復ステップＳ２０３において、コントローラ４２は、粉末敷設後の画像データの検出結果に基づいて、粉末敷設、若しくは粉末敷設欠陥排除をするか否かを判断する。たとえば、粉末床プラットフォーム２１における粉末敷設状態が不良である場合、粉末敷設を停止すると判断し、あるいは、ワーク１０１が反り状態である場合、ワーク１０１の反り状態を排除すると判断する。
【００４１】
さらに、図１、２に加えて、図４に示されるように、溶融ステップＳ２０４において、レーザーユニット２３でレーザーを発生させて、粉末床プラットフォーム２１に敷設した粉末を溶融し、粉末をワーク１０１に溶着させる。
【００４２】
さらに、図１、２に加えて、図４に示されるように、溶融検出ステップＳ２０５において、カメラ４１を用いて、粉末床プラットフォーム２１の溶融後の画像データを取得して、コントローラ４２に伝送して検出を行い、溶融検出ステップＳ２０５は、凸起領域検出サブステップＳ２０５ａ、窪み領域検出サブステップＳ２０５ｂ、凸起領域仕上げ経路算出サブステップＳ２０５ｃ及び窪み領域仕上げ経路算出サブステップＳ２０５ｄを有する。
【００４３】
具体的には、凸起領域検出サブステップＳ２０５ａは、溶融後の画像データの凸起領域を検出して、凸起領域の位置及びサイズを算出し、ワーク１０１の表面の凸起状態を取得し、本実施例では、凸起領域の明るさは、溶融後の画像データの切断層輪郭領域Ａ２の平均明るさの１１０％以上である。さらに、凸起領域仕上げ経路算出サブステップＳ２０５ｃは、凸起領域検出サブステップＳ２０５ａの後に、図７、８に示されるように、所定仕上げ経路Ｃ１、仕上げ領域Ｃ２（凸起領域）の位置及びサイズに基づいて、凸起領域仕上げ経路を算出する。
【００４４】
また、窪み領域検出サブステップＳ２０５ｂは、溶融後の画像データの窪み領域を検出して、窪み領域の位置及びサイズを算出し、ワーク１０１の表面の窪み状態を取得し、窪み領域の明るさは切断層輪郭領域Ａ２の平均明るさの９０％以下である。さらに、窪み領域仕上げ経路算出サブステップＳ２０５ｄは、窪み領域検出サブステップＳ２０５ｂの後に、図７、８に示されるように、所定仕上げ経路Ｃ１、仕上げ領域Ｃ２（窪み領域）の位置及びサイズに基づいて、窪み領域仕上げ経路を算出する。
【００４５】
また、図３に示されるように、レーザー輪郭センサ４３を用いて、粉末床プラットフォーム２１の輪郭を検出して、凸起領域の位置及びサイズ、又は窪み領域の位置及びサイズを算出するようにしてもよく、凸起領域の高さは、二層の粉末の敷設厚み以上、窪み領域の深さは、二層の粉末の敷設厚み以上である。
【００４６】
図１、２に加えて、図４に示されるように、溶融修復ステップＳ２０６において、コントローラ４２は、溶融後の画像データの検出結果、たとえばワーク１０１の表面の凸起状態又は窪み状態に基づいて、仕上げ機構３２を駆動してワーク１０１の表面を修復させるか否かを判断し、本実施例では、溶融修復ステップＳ２０６において、まず、仕上げ機構３２の複数の切削工具３２１を用いて、ワーク１０１の表面を加工してリーミングし、次に、仕上げ機構３２のレーザークラッディング装置３２２でレーザーを発生させて、ワーク１０１の表面にレーザークラッディングを行う。
【００４７】
上記のとおり、カメラ４１を用いて、粉末敷設後の画像データ及び溶融後の画像データを取得し、次に、コントローラ４２で粉末敷設後の画像データ及び溶融後の画像データに検出を行い、たとえば粉末敷設状態、反り状態、凸起状態及び窪み状態などの各種欠陥の有無を判断したり、各種欠陥を区別したりして、最後に、コントローラ４２で、粉末敷設、又は粉末敷設欠陥排除、又は仕上げ機構３２を駆動してワーク１０１の表面を修復させることをするか否かを判断し、それによって、ワーク１０１の歩留まりを高め、作業時間を短縮させて、ワーク１０１の品質を高める。
【００４８】
上記関連実施例によって、本発明について説明したが、上記実施例は実施本発明の例示に過ぎない。なお、開示されている実施例は本発明の範囲を限制するものではない。また、特許請求の範囲の趣旨及び範囲に含まれる修正や均等な置換はすべて本発明の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４９】
２  粉末床ユニット
３  修復ユニット
４  検出ユニット
５  イメージファイル切断層
２１  粉末床プラットフォーム
２２  粉末敷設機構
２３  レーザーユニット
２４  粉末フィーダー
３１  移動機構
３２  機構
４１  カメラ
４２  コントローラ
４３  レーザー輪郭センサ
１００  検出修復装置
１０１  ワーク
１０２  切削工具ハウジング
３１１  二次元移動プラットフォーム
３１２  多軸並列式ツール
３１３  移動ホルダー
３２０  主軸
３２１  切削工具
３２２  レーザークラッディング装置
３２３  交換ジョイント
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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