(57)【要約】【課題】予め設定された溶融金属の溶着位置を実際の積層状態に応じて設定される溶融金属の溶着位置に補正する際の補正量を低減させる。【解決手段】軌道決定装置４０において、ＣＡＤデータ取得部４１は、立体的な造形物の形状を表す形状データを取得し、溶着方向設定部４４は、造形物を造形するために溶融金属を積層する積層装置を制御する情報であって、予め設定された溶融金属の溶着位置である第１の溶着位置と実際の積層状態に応じて設定される溶融金属の溶着位置である第２の溶着位置との誤差が、溶融金属の溶着方向が鉛直下向きである場合よりも低減されるような、溶融金属の特定の溶着方向を少なくとも示す情報である制御情報を、ＣＡＤデータ取得部４１により取得された形状データに基づいて生成し、制御プログラム出力部４５は、溶着方向設定部４４により生成された制御情報を出力する。【選択図】図３
2018126760.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
立体的な造形物の形状を表す形状データを取得する取得手段と、
前記造形物を造形するために溶融金属を積層する積層装置を制御する情報であって、予め設定された当該溶融金属の溶着位置である第１の溶着位置と実際の積層状態に応じて設定される当該溶融金属の溶着位置である第２の溶着位置との誤差が、当該溶融金属の溶着方向が鉛直下向きである場合よりも低減されるような、当該溶融金属の特定の溶着方向を少なくとも示す情報である制御情報を、前記取得手段により取得された前記形状データに基づいて生成する生成手段と、
前記生成手段により生成された前記制御情報を出力する出力手段と
を備えたことを特徴とする積層制御装置。
【請求項２】
前記溶融金属の前記特定の溶着方向は、前記第１の溶着位置と前記第２の溶着位置との誤差が最小となるような方向であることを特徴とする請求項１に記載の積層制御装置。
【請求項３】
前記溶融金属の各層は、半球を含む図形によって近似され、
前記溶融金属の前記特定の溶着方向は、前記半球の前記第１の溶着位置を通る法線の方向であることを特徴とする請求項１に記載の積層制御装置。
【請求項４】
前記生成手段は、前記第１の溶着位置と前記第２の溶着位置との誤差が、前記溶融金属の溶着方向が鉛直下向きである場合よりも低減されるような、当該溶融金属の前記特定の溶着方向から、当該溶融金属を積層するように、前記積層装置の姿勢を更に制御する情報である前記制御情報を生成することを特徴とする請求項１に記載の積層制御装置。
【請求項５】
前記生成手段は、前記第１の溶着位置と前記第２の溶着位置との誤差が、前記溶融金属の溶着方向が鉛直下向きである場合よりも低減されるような、当該溶融金属の前記特定の溶着方向から、当該溶融金属を積層するように、前記造形物を支持する支持装置の姿勢を更に制御する情報である前記制御情報を生成することを特徴とする請求項１に記載の積層制御装置。
【請求項６】
立体的な造形物の形状を表す形状データを取得するステップと、
前記造形物を造形するために溶融金属を積層する積層装置を制御する情報であって、予め設定された当該溶融金属の溶着位置である第１の溶着位置と実際の積層状態に応じて設定される当該溶融金属の溶着位置である第２の溶着位置との誤差が、当該溶融金属の溶着方向が鉛直下向きである場合よりも低減されるような、当該溶融金属の特定の溶着方向を少なくとも示す情報である制御情報を、取得された前記形状データに基づいて生成するステップと、
生成された前記制御情報を出力するステップと
を含むことを特徴とする積層制御方法。
【請求項７】
コンピュータに、
立体的な造形物の形状を表す形状データを取得する機能と、
前記造形物を造形するために溶融金属を積層する積層装置を制御する情報であって、予め設定された当該溶融金属の溶着位置である第１の溶着位置と実際の積層状態に応じて設定される当該溶融金属の溶着位置である第２の溶着位置との誤差が、当該溶融金属の溶着方向が鉛直下向きである場合よりも低減されるような、当該溶融金属の特定の溶着方向を少なくとも示す情報である制御情報を、取得された前記形状データに基づいて生成する機能と、
生成された前記制御情報を出力する機能と
を実現させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、造形物を造形するために溶融金属を積層する積層装置を制御する積層制御装置、積層制御方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、３Ｄプリンタの生産手段としてのニーズが高まっており、特に金属材料での適用については航空機業界等で実用化に向けて研究開発が行われている。金属材料による３Ｄプリンタは、レーザやアーク等の熱源を用いて、金属粉体や金属ワイヤを溶融させ、溶融金属を積層させて造形物を造形する。
【０００３】
このように造形物を造形するために溶融金属を積層する技術は、従来から知られていた（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００４】
特許文献１には、金型の形状を表現する形状データを生成する工程と、生成された形状データに基づいて、金型を等高線に沿った積層体に分割する工程と、得られた積層体の形状データに基づいて、溶加材を供給する溶接トーチの移動経路を作成する工程とを備える金型の製造方法が記載されている。
【０００５】
特許文献２には、溶着ビードを用いた三次元形状物の製造方法において、鉛直面または水平面から一定角度傾斜させた傾斜面に沿って肉盛りトーチを走査させるトーチ走査工程と、肉盛りトーチを次の走査をするために走査方向の直交方向に移動するトーチシフト工程とからなり、トーチ走査工程とトーチシフト工程とを交互に繰り返し実施する三次元形状物の製造方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３７８４５３９号公報
【特許文献２】特開２００３−２６６１７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
一般に、造形物を造形するために溶融金属を積層する際には、溶融金属の溶着位置が予め設定される。ところが、実際に溶融金属が積層されると、その積層状態に応じて設定される溶着位置と予め設定された溶着位置との誤差が生じる場合があり、その場合は、予め設定された溶着位置を実際の積層状態に応じて設定される溶着位置に補正することになる。
【０００８】
本発明の目的は、予め設定された溶融金属の溶着位置を実際の積層状態に応じて設定される溶融金属の溶着位置に補正する際の補正量を低減させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
かかる目的のもと、本発明は、立体的な造形物の形状を表す形状データを取得する取得手段と、造形物を造形するために溶融金属を積層する積層装置を制御する情報であって、予め設定された溶融金属の溶着位置である第１の溶着位置と実際の積層状態に応じて設定される溶融金属の溶着位置である第２の溶着位置との誤差が、溶融金属の溶着方向が鉛直下向きである場合よりも低減されるような、溶融金属の特定の溶着方向を少なくとも示す情報である制御情報を、取得手段により取得された形状データに基づいて生成する生成手段と、生成手段により生成された制御情報を出力する出力手段とを備えた積層制御装置を提供する。
【００１０】
ここで、溶融金属の特定の溶着方向は、第１の溶着位置と第２の溶着位置との誤差が最小となるような方向であってよい。
【００１１】
また、溶融金属の各層は、半球を含む図形によって近似され、溶融金属の特定の溶着方向は、半球の第１の溶着位置を通る法線の方向であってよい。
【００１２】
更に、生成手段は、第１の溶着位置と第２の溶着位置との誤差が、溶融金属の溶着方向が鉛直下向きである場合よりも低減されるような、溶融金属の特定の溶着方向から、溶融金属を積層するように、積層装置の姿勢を更に制御する情報である制御情報を生成する、ものであってもよい。
【００１３】
更にまた、生成手段は、第１の溶着位置と第２の溶着位置との誤差が、溶融金属の溶着方向が鉛直下向きである場合よりも低減されるような、溶融金属の特定の溶着方向から、溶融金属を積層するように、造形物を支持する支持装置の姿勢を更に制御する情報である制御情報を生成する、ものであってもよい。
【００１４】
また、本発明は、立体的な造形物の形状を表す形状データを取得するステップと、造形物を造形するために溶融金属を積層する積層装置を制御する情報であって、予め設定された溶融金属の溶着位置である第１の溶着位置と実際の積層状態に応じて設定される溶融金属の溶着位置である第２の溶着位置との誤差が、溶融金属の溶着方向が鉛直下向きである場合よりも低減されるような、溶融金属の特定の溶着方向を少なくとも示す情報である制御情報を、取得された形状データに基づいて生成するステップと、生成された制御情報を出力するステップとを含む積層制御方法も提供する。
【００１５】
更に、本発明は、コンピュータに、立体的な造形物の形状を表す形状データを取得する機能と、造形物を造形するために溶融金属を積層する積層装置を制御する情報であって、予め設定された溶融金属の溶着位置である第１の溶着位置と実際の積層状態に応じて設定される溶融金属の溶着位置である第２の溶着位置との誤差が、溶融金属の溶着方向が鉛直下向きである場合よりも低減されるような、溶融金属の特定の溶着方向を少なくとも示す情報である制御情報を、取得された形状データに基づいて生成する機能と、生成された制御情報を出力する機能とを実現させるためのプログラムも提供する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、予め設定された溶融金属の溶着位置を実際の積層状態に応じて設定される溶融金属の溶着位置に補正する際の補正量が低減される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態における金属積層造形システムの概略構成例を示した図である。
【図２】本発明の実施の形態における軌道決定装置のハードウェア構成例を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態における軌道決定装置の機能構成例を示した図である。
【図４】本発明の実施の形態における軌道決定装置の動作例を示したフローチャートである。
【図５】（ａ）〜（ｄ）はＣＡＤデータに対応するワークの一例を示した図である。
【図６】ＣＡＤデータを分割した状態の例をワーク上に示した図である。
【図７】溶接条件を設定する際に用いる変数を示した図である。
【図８】溶着量を各層で同じにして積層していく場合の溶着位置の求め方を示した図である。
【図９】本発明の実施の形態における積層計画の結果を示した図である。
【図１０】本発明の実施の形態におけるトーチ角度の設定方法について説明するための図である。
【図１１】（ａ）〜（ｅ）はトーチ角度を設定することによる誤差の低減の一例について示した図である。
【図１２】（ａ），（ｂ）はトーチ角度を設定することによる誤差の低減の他の例について示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１９】
［金属積層造形システムの構成］
図１は、本実施の形態における金属積層造形システム１の概略構成例を示した図である。
【００２０】
図示するように、金属積層造形システム１は、溶接ロボット（マニピュレータ）１０と、制御盤２０と、ＣＡＤ装置３０と、軌道決定装置４０とを備える。また、軌道決定装置４０は、溶接ロボット１０を制御する制御プログラムを、例えばメモリカード等のリムーバブルな記録媒体５０に書き込み、制御盤２０は、記録媒体５０に書き込まれた制御プログラムを読み出すことができるようになっている。
【００２１】
溶接ロボット１０は、複数の関節を有する腕（アーム）を備え、制御盤２０の制御により各種の作業を行う。また、溶接ロボット１０は、腕の先端に、ワークの溶接作業を行うための溶接トーチ１１を有している。そして、金属積層造形システム１の場合、溶接ロボット１０は、溶接トーチ１１で溶融金属を積層させることにより造形物を形成する。即ち、溶接トーチ１１は、造形物を造形するために溶融金属を積層する積層装置の一例である。また、本実施の形態では、金属を溶融する熱源としてアークを用いるが、レーザやプラズマを用いてもよい。
【００２２】
制御盤２０は、溶接ロボット１０とは離れて設けられており、溶接ロボット１０の動作を制御する。その際、制御盤２０は、制御プログラムを動作させることにより、溶接トーチ１１の位置及び姿勢、溶接トーチ１１による溶接時の溶着量及び運棒速度等を制御する。
【００２３】
ＣＡＤ装置３０は、コンピュータを用いて造形物の設計を行うための装置であり、立体的な造形物の形状を３次元座標で表すＣＡＤデータを保持している。
【００２４】
軌道決定装置４０は、造形物の形状を表すＣＡＤデータに基づいて溶接トーチ１１の軌道を決定し、この決定した軌道を表す軌道データを含む制御プログラムを記録媒体５０に出力する装置である。本実施の形態では、積層制御装置の一例として、軌道決定装置４０を設けている。
【００２５】
［本実施の形態の概要］
本実施の形態は、このような構成を備えた金属積層造形システム１において、例えば斜めに傾いた造形物を造形する際に、予め計画した溶融金属の溶着位置と既に積層された溶融金属の状態に応じて設定される溶融金属の溶着位置との誤差の発生を抑制するものである。そのために、特に金属積層造形システム１の軌道決定装置４０が特徴的な処理を行うので、以下ではこの軌道決定装置４０について詳細に説明する。
【００２６】
［軌道決定装置のハードウェア構成］
図２は、軌道決定装置４０のハードウェア構成例を示す図である。
【００２７】
図示するように、軌道決定装置４０は、例えば汎用のＰＣ（Personal Computer）等により実現され、演算手段であるＣＰＵ１０１と、記憶手段であるメインメモリ１０２及び磁気ディスク装置（ＨＤＤ：Hard Disk Drive）１０３とを備える。ここで、ＣＰＵ１０１は、ＯＳ（Operating System）やアプリケーションソフトウェア等の各種プログラムを実行し、軌道決定装置４０の各機能を実現する。また、メインメモリ１０２は、各種プログラムやその実行に用いるデータ等を記憶する記憶領域であり、ＨＤＤ１０３は、各種プログラムに対する入力データや各種プログラムからの出力データ等を記憶する記憶領域である。
【００２８】
また、軌道決定装置４０は、外部との通信を行うための通信Ｉ／Ｆ１０４と、ビデオメモリやディスプレイ等からなる表示機構１０５と、キーボードやマウス等の入力デバイス１０６と、記憶媒体に対してデータの読み書きを行うためのドライバ１０７とを備える。尚、図２は、軌道決定装置４０をコンピュータシステムにて実現した場合のハードウェア構成を例示するに過ぎず、軌道決定装置４０は図示の構成に限定されない。
【００２９】
［軌道決定装置の機能構成］
図３は、本実施の形態における軌道決定装置４０の機能構成例を示した図である。図示するように、軌道決定装置４０は、ＣＡＤデータ取得部４１と、ＣＡＤデータ分割部４２と、積層計画部４３と、溶着方向設定部４４と、制御プログラム出力部４５とを備える。
【００３０】
ＣＡＤデータ取得部４１は、ＣＡＤ装置３０からＣＡＤデータを取得する。本実施の形態では、造形物の形状を表す形状データの一例として、ＣＡＤデータを用いており、形状データを取得する取得手段の一例として、ＣＡＤデータ取得部４１を設けている。
【００３１】
ＣＡＤデータ分割部４２は、ＣＡＤデータ取得部４１により取得されたＣＡＤデータを複数の層に分割する。
【００３２】
積層計画部４３は、ＣＡＤデータ分割部４２による分割後の各層のＣＡＤデータに基づいて、層ごとに、ビードを溶着する際の溶接条件と、ビードを溶着する際の溶接トーチ１１の狙い位置（以下、「溶着位置」という）とを設定する。本実施の形態では、予め設定された溶融金属の溶着位置である第１の溶着位置の一例として、積層計画部４３で設定される溶着位置を用いている。
【００３３】
溶着方向設定部４４は、ＣＡＤデータ分割部４２による分割後の各層のＣＡＤデータに基づいて、層ごとに、積層計画部４３で計画された溶着位置と既に積層された溶融金属の状態に応じて設定される溶着位置との誤差が低減されるように、溶融金属の溶着方向を設定する。本実施の形態では、実際の積層状態に応じて設定される溶融金属の溶着位置である第２の溶着位置の一例として、既に積層された溶融金属の状態に応じて設定される溶着位置を用いており、積層装置を制御する情報であって、第１の溶着位置と第２の溶着位置との差分が、溶融金属の溶着方向が鉛直下向きである場合よりも低減されるような、溶融金属の特定の溶着方向を少なくとも示す情報である制御情報の一例として、溶着方向設定部４４で設定される溶着方向の情報を用いている。また、制御情報を生成する生成手段の一例として、溶着方向設定部４４を設けている。
【００３４】
制御プログラム出力部４５は、積層計画部４３により設定された溶接条件及び溶着位置と、溶着方向設定部４４により設定された溶着方向とを含む制御プログラムを記録媒体５０に出力する。本実施の形態では、制御情報を出力する出力手段の一例として、制御プログラム出力部４５を設けている。
【００３５】
［軌道決定装置の動作］
（概要）
図４は、本実施の形態における軌道決定装置４０の動作例を示したフローチャートである。
【００３６】
軌道決定装置４０の動作が開始すると、まず、ＣＡＤデータ取得部４１が、ＣＡＤ装置３０からＣＡＤデータを取得する（ステップ４０１）。
【００３７】
そして、ＣＡＤデータ分割部４２が、ステップ４０１で取得されたＣＡＤデータを複数の層に分割する（ステップ４０２）。
【００３８】
次に、積層計画部４３が、ステップ４０２で得られた複数の層について、ビードを溶着する際の条件である溶接条件とビードを溶着する際の狙い位置である溶着位置とを設定する積層計画を行う（ステップ４０３）。
【００３９】
次いで、溶着方向設定部４４が、ステップ４０２で得られた複数の層について、計画された溶着位置と既に積層された溶融金属の状態に応じた溶着位置との誤差が低減されるように、溶着方向を設定する（ステップ４０４）。
【００４０】
最後に、制御プログラム出力部４５は、ステップ４０３で設定された溶接条件及び溶着位置と、ステップ４０４で設定された溶着方向とを含む制御プログラムを記録媒体５０に出力する（ステップ４０５）。
【００４１】
以下、各ステップでの処理について、詳細に説明する。
【００４２】
（ステップ４０１の詳細）
ステップ４０１では、ＣＡＤデータ取得部４１が、ワークのＣＡＤデータを取得する。図５（ａ）〜（ｄ）は、このようなワークの一例を示したものである。（ａ）は斜視図を、（ｂ）は平面図を、（ｃ）は正面図を、（ｄ）は側面図を、それぞれ示している。図示するように、ここでは、ワークとして、斜めに傾いた壁を例にとっている。また、ワークのＣＡＤデータは、ＣＡＤ装置３０で用いられるＣＡＤデータのフォーマットに合っていれば、如何なるＣＡＤデータでもよい。
【００４３】
（ステップ４０２の詳細）
ステップ４０２では、ＣＡＤデータ分割部４２が、ＣＡＤデータを複数の層に分割する。図６は、図５（ｄ）に示したワーク上にＣＡＤデータを分割した状態を示した図である。図では、上下の隣り合う破線に挟まれた部分６１１〜６１７が、ＣＡＤデータを分割してできた複数の層を示している。
【００４４】
（ステップ４０３の詳細）
ステップ４０３では、積層計画部４３が、ＣＡＤデータを分割して得られた複数の層のそれぞれについて、その高さ及び幅に合ったビードを溶着する際の条件である溶接条件と、その高さ及び幅に合ったビードを溶着する際の狙い位置である溶着位置とを設定する。
【００４５】
まず、溶接条件の設定について説明する。積層計画部４３は、ＣＡＤデータを分割して得られた各層を内包するビードの高さ及び幅に対応する溶接条件を設定する。
【００４６】
図７は、溶接条件を設定する際に用いる変数を示した図である。図では、ビードの高さをＨとし、ビードの幅をＷとし、ビードの断面積をＳとしている。溶接条件を設定するには、まず、溶接速度ｖやワイヤ送給速度ｖｆｅを数条件振ってビードの断面積Ｓを変えつつ、ビードオンプレート溶接や鉛直方向への数層の積層を行い、各条件にて１層当たりの高さＨ及び幅Ｗを測定する。或いは、各条件にて１層当たりのビードの断面積Ｓを測定し、１層当たりの高さＨ及び幅Ｗをこの断面積Ｓから計算により推定してもよい。そして、例えば、高さＨと幅Ｗと溶接速度ｖとワイヤ送給速度ｖｆｅとを対応付けてデータベース化する。その後、ＣＡＤデータを分割して得られた各層のデータから、各層を内包するビードの高さや幅を所望の高さや幅として求め、これらを満たす溶接速度ｖ及びワイヤ送給速度ｖｆｅを選択する。
【００４７】
次に、溶着位置の設定について説明する。積層計画部４３は、ＣＡＤデータを分割して得られた各層を内包するビードの推定される形状（以下、「推定形状」という）を順次計算し、溶着位置を設定する。
【００４８】
図８は、溶着量を各層で同じにして積層していく場合の溶着位置の求め方を示した図である。ここでは、各層の断面を同じ大きさの四角形及び半円で近似している。また、図には、第ｎ−２層の推定形状６２ｎ−２と第ｎ−１層の推定形状６２ｎ−１と第ｎ層の推定形状６２ｎとを示している。溶着位置を求める際には、まず、第ｎ−１層の溶着位置ｐｎ−１と積層方向角度θと半円の情報とから、第ｎ−２層における半円の中心を求める。そして、この半円の中心と積層方向角度θと四角形及び半円の情報とから、積層方向と第ｎ−１層における半円との交点を計算することにより、第ｎ層の溶着位置Ｐｎを求める。尚、ここでは、積層方向角度θは、ＣＡＤデータから求めた全ての層に共通の角度としたが、この限りではない。各層の推定形状から求めた層ごとに異なる角度としてもよい。また、各層の断面に関する計算方法は、ワイヤの材質や、既に積層した部位の形状の状態によって、変えてもよい。
【００４９】
図９は、このステップでの積層計画の結果を示した図である。上述した計算を順次行うことにより、ワークの各層を内包するビードの推定形状６２１〜６２７が求められる。そして、積層方向と各層の推定形状６２１〜６２７との交点を第１層から段階的に求めていくことにより、黒丸印で示した各層の溶着位置も決定される。
【００５０】
（ステップ４０４の詳細）
ステップ４０４では、溶着方向設定部４４が、ＣＡＤデータを分割して得られた複数の層のそれぞれについて、その溶着位置に対し、既に積層されたビードの形状（以下、「積層形状」という）に応じて設定される溶着位置との誤差が低減されるように、溶融金属の溶着方向を設定する。ここでは、溶融金属の溶着方向として、溶接トーチ１１の角度（以下、「トーチ角度」という）を例にとる。即ち、溶着方向設定部４４は、トーチ角度を、積層形状における溶融金属の量が多い場合も少ない場合も、計画された溶着位置と積層形状に応じて設定される溶着位置との誤差が低減されるような（好ましくは、最小となるような）方向の角度に設定する。
【００５１】
図１０は、トーチ角度の設定方法について説明するための図である。ここでは、積層方向に一致するように、つまり、ビードの推定形状である半球の溶着位置における法線方向の角度に一致するように、トーチ角度を設定している。
【００５２】
図１１（ａ）〜（ｅ）は、図１０のようにトーチ角度を設定することによる誤差の低減について示した図である。図中、実線は積層形状を示し、破線は推定形状を示す。
【００５３】
まず、（ａ）は、第ｎ−２層に積層形状６３ｎ−２が形成され、第ｎ−１層に推定形状６２ｎ−１が計画され、更に、第ｎ層の溶着位置ｐｎが計画された状態を示している。
【００５４】
この状態で、（ｂ），（ｃ）に示すように、第ｎ−１層の積層形状６３ｎ−１における溶融金属の量が、第ｎ−１層の推定形状６２ｎ−１における溶融金属の量よりも少なくなったとする。（ｂ）は、トーチ角度を通常の鉛直下向きから変更しなかった場合における計画された溶着位置と積層形状に応じて設定される溶着位置との誤差Δｐを示す。一方、（ｃ）は、トーチ角度を積層方向に一致するように変更した場合における計画された溶着位置と積層形状に応じて設定される溶着位置との誤差Δｐを示す。この場合は、図から明らかなように、（ｂ）のΔｐより（ｃ）のΔｐの方が小さくなっている。
【００５５】
また、（ｄ），（ｅ）に示すように、第ｎ−１層の積層形状６３ｎ−１における溶融金属の量が、第ｎ−１層の推定形状６２ｎ−１における溶融金属の量よりも多くなったとする。（ｄ）は、トーチ角度を通常の鉛直下向きから変更しなかった場合における計画された溶着位置と積層形状に応じて設定される溶着位置との誤差Δｐを示す。一方、（ｅ）は、トーチ角度を積層方向に一致するように変更した場合における計画された溶着位置と積層形状に応じて設定される溶着位置との誤差Δｐを示す。この場合も、図から明らかなように、（ｄ）のΔｐより（ｅ）のΔｐの方が小さくなっている。尚、この場合、実際に積層する際に積層形状６３ｎ−１内に計画された溶着位置ｐｎがあることが考えられる。そのときは、ワイヤを縮める必要があるため、積層する際に、ワイヤの突出し長さが予め短めになるようにワイヤの送給を制御したりワイヤを切断したりしてもよい。
【００５６】
更に、図１１（ａ）〜（ｅ）では、溶接ロボット１０の動作範囲内で溶接トーチ１１の姿勢を制御する様子を示したが、溶接ロボット１０の動作範囲外で溶接トーチ１１の姿勢を制御しなければならない場合もある。図１２（ａ），（ｂ）は、このような場合に図１０のようにトーチ角度を設定することによる誤差の低減について示した図である。図中、実線は積層形状を示し、破線は推定形状を示す。
【００５７】
図示するように、第ｎ−２層に積層形状６３ｎ−２が形成され、第ｎ−１層に推定形状６２ｎ−１が計画され、更に、第ｎ層の溶着位置ｐｎが計画された状態で、第ｎ−１層の積層形状６３ｎ−１における溶融金属の量が、第ｎ−１層の推定形状６２ｎ−１における溶融金属の量よりも少なくなったとする。（ａ）は、溶接トーチ１１のワークに対する相対的な角度を通常の鉛直下向きから変更しなかった場合における計画された溶着位置と積層形状に応じて設定される溶着位置との誤差Δｐを示す。一方、（ｂ）は、溶接トーチ１１のワークに対する相対的な角度を、支持装置の一例である基盤６４を治具等で傾けることにより積層方向に一致するように変更した場合における計画された溶着位置と積層形状に応じて設定される溶着位置との誤差Δｐを示す。この場合も、図から明らかなように、（ａ）のΔｐより（ｂ）のΔｐの方が小さくなっている。
【００５８】
尚、図１２（ａ），（ｂ）のように基盤６４を傾ける場合においても、第ｎ−１層の積層形状６３ｎ−１における溶融金属の量が、第ｎ−１層の推定形状６２ｎ−１における溶融金属の量よりも多くなった結果、実際に積層する際に積層形状６３ｎ−１内に計画された溶着位置ｐｎがあることが考えられる。そのときは、ワイヤを縮める必要があるため、積層する際に、ワイヤの突出し長さが予め短めになるようにワイヤの送給を制御したりワイヤを切断したりしてもよい。
【００５９】
（ステップ４０５の詳細）
ステップ４０５では、制御プログラム出力部４５が、積層計画部４３により設定された溶接条件及び溶着位置と、溶着方向設定部４４により設定された溶着方向とを含む制御プログラムを出力する。具体的には、溶接ロボット１０に対して、溶着位置及び溶着方向に従って溶接トーチ１１の位置や姿勢を指示し、溶接条件に従って溶着量（電流値）や運棒速度を指示する制御プログラムを記録媒体５０に出力する。或いは、図１２（ａ），（ｂ）に示した場合、制御プログラムは、溶着方向に従って基盤６４の姿勢を指示するものでもよい。そして、この制御プログラムは、記録媒体５０から制御盤２０へ読み込まれ、制御盤２０では、制御プログラムが動作することにより、溶接ロボット１０が溶融金属の積層による造形を行うことになる。
【００６０】
［本実施の形態の効果］
以上述べたように、本実施の形態では、予め計画された溶着位置に対し、既に積層された溶融金属の状態に応じて設定される溶着位置との誤差が低減されるように、溶融金属の溶着方向を設定するようにした。これにより、溶着位置の誤差が生じている場合であっても、積層時に誤差を低減できる方向にワイヤを伸縮させて、誤差を抑制することができる。そして、予め計画された溶着位置を既に積層された溶融金属の状態に応じて設定される溶着位置に補正する際の補正量を低減することができる。
【符号の説明】
【００６１】
１…金属積層造形システム、１０…溶接ロボット、１１…溶接トーチ、２０…制御盤、３０…ＣＡＤ装置、４０…軌道決定装置、４１…ＣＡＤデータ取得部、４２…ＣＡＤデータ分割部、４３…積層計画部、４４…溶着方向設定部、４５…制御プログラム出力部、５０…記録媒体
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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