(57)【要約】本発明は、工作物を製造するために使用される製造チェーン（１０１）の機械に対する命令を生成するための装置に関する。装置は、幾何学的寸法および公差を含む工作物（２１８）のモデルベースの定義（ＭＢＤ）を受け取り、幾何学的寸法に基づいて工作物（２１８）を構築するための付加構築設計を設定する入力を受け取り、付加構築設計に基づいて製造チェーン（１０１）の付加製造機械（１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃ）に対する付加命令を生成し、付加構築設計に従って付加構築から予想される予想中間工作物生成物を決定し、予想中間工作物生成物と、工作物のモデルベースの定義との違いを決定し、違いに基づいて、製造チェーン（１０１）の少なくとも１つの別の機械（１０４、１０５から１１０）に対する別の命令を生成するように構成されたプロセッサ（１３１）を備える。
2018531815.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作物を製造するために使用される製造チェーンの機械に対する命令を生成するための装置であって、幾何学的寸法および公差を含む工作物のモデルベースの定義（ＭＢＤ）を受け取り、前記幾何学的寸法に基づいて前記工作物を構築するための付加構築設計を設定する入力を受け取り、前記付加構築設計に基づいて前記製造チェーンの付加製造機械に対する付加命令を生成し、前記付加構築設計に従って付加構築から予想される予想中間工作物生成物を決定し、前記予想中間工作物生成物と、前記工作物の前記モデルベースの定義との違いを決定し、前記違いに基づいて、前記製造チェーンの少なくとも１つの別の機械に対する別の命令を生成するように構成されたプロセッサを備えたことを特徴とする装置。
【請求項２】
前記予想中間工作物生成物は、前記付加構築設計から決定されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記少なくとも１つの別の機械は、前記製造チェーン内の前記付加製造機械の上流側に配置された機械を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
前記別の機械は、前記付加製造機械で使用するための材料および／または構築基板を供給および／または製造し、前記別の命令は、前記付加構築のために前記材料および／または構築基板の特性を指定することを特徴とする請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記少なくとも１つの別の機械は、前記製造チェーン内の前記付加製造機械の下流側に配置された機械を含むことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の装置。
【請求項６】
前記少なくとも１つの別の機械は、サブトラクティブ機械、研磨機械、サポート除去機械、測定機械、別の付加製造機械、前記工作物内の熱応力を軽減するための機械、および／または前記構築基板を再調整するための機械を含むことを特徴とする請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記別の命令は、前記付加製造機械で達成可能な既知の公差に基づいて生成された前記サブトラクティブ機械に対する命令であることを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記プロセッサは、前記構築設計と、前記付加製造プロセスで達成可能な既知の公差とに基づいて、前記ＭＢＤによって定義される前記工作物とは異なると予想される前記中間工作物生成物の表面を決定し、前記ＭＢＤの前記公差内の工作物を達成するために少なくとも１つのサブトラクティブ機械が前記中間工作物生成物から材料を除去するための前記別の命令を生成するように構成されたことを特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記構築設計は、工作物を前記付加製造機械で製造することができるように、前記工作物に対する許容値の追加を含むことができ、前記プロセッサは、許容値が追加されたかどうかを決定し、前記中間工作物生成物から前記許容値を除去するための少なくとも１つのサブトラクティブ機械に対する前記別の命令を生成するように構成されたことを特徴とする請求項７または８に記載の装置。
【請求項１０】
前記付加構築設計は、前記付加製造機械の下流側の前記製造チェーンの機械と共に使用すべき特徴の追加を含むことができ、前記プロセッサは、前記特徴が前記製造プロセスでもはや必要ではなくなった後に前記特徴を除去するために、前記製造チェーンの前記サブトラクティブ機械に対する前記別の命令を生成するように構成されたことを特徴とする請求項７ないし９のいずれか１つに記載の装置。
【請求項１１】
前記プロセッサは、前記製造チェーン内の機械の要件の知識に基づいて、前記付加構築設計に前記特徴を追加するように構成されたことを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記プロセッサは、前記研磨機械によって除去されるべき前記付加構築内に組み込まれる許容値に基づいて、前記研磨機械に対する前記別の命令を生成するように構成されたことを特徴とする請求項６ないし１１のいずれか１つに記載の装置。
【請求項１３】
前記プロセッサは、前記付加構築内に含まれるサポートに基づいて、前記サポート除去機械に対する前記別の命令を生成するように構成されたことを特徴とする請求項６ないし１２のいずれか１つに記載の装置。
【請求項１４】
前記プロセッサは、付加的に構築された要素が後続の付加構築のために前記構築基板上にとどまることができるかどうかに基づいて、前記構築基板を再調整するための前記機械に対する前記別の命令を生成するように構成されたことを特徴とする請求項６ないし１３のいずれか１つに記載の装置。
【請求項１５】
前記プロセッサは、前記付加構築中に前記工作物に追加されたランドマーク特徴に基づいて、前記測定機械に対する前記別の命令を生成するように構成されたことを特徴とする請求項６ないし１４のいずれか１つに記載の装置。
【請求項１６】
その上に記憶された機械可読命令を有するデータキャリアであって、前記機械可読命令は、プロセッサによって実行されるとき、前記プロセッサに、幾何学的寸法および公差を含む工作物のモデルベースの定義（ＭＢＤ）を受け取らせ、前記幾何学的寸法に基づいて前記工作物を構築するための付加構築設計を設定する入力を受け取らせ、前記付加構築設計に基づいて製造チェーンの付加製造機械に対する付加命令を生成させ、前記付加構築設計に従って付加構築から予想される予想中間工作物生成物を決定させ、前記予想中間工作物生成物と、前記工作物の前記モデルベースの定義との違いを決定させ、前記違いに基づいて、前記製造チェーンの少なくとも１つの別の機械に対する別の命令を生成させることを特徴とするデータキャリア。
【請求項１７】
前記予想中間工作物生成物は、前記付加構築設計から決定されることを特徴とする請求項１６に記載のデータキャリア。
【請求項１８】
工作物を製造するための製造チェーンであって、前記製造チェーンは、付加製造機械と、少なくとも１つの別の機械と、前記付加製造機械および前記少なくとも１つの別の機械に対する命令を生成するための請求項１ないし１５のいずれか１つに記載の装置とを備えたことを特徴とする製造チェーン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作物の製造における、付加製造機械を含む機械のチェーンの制御の改善、またはそれに関する改善に関する。本発明は、付加製造機械を含むチェーンの機械を制御するための命令を生成するための装置および制御ソフトウェアへの特定の応用例を有する。
【背景技術】
【０００２】
部品を生成するための付加製造または急速プロトタイピング方法は、流動性材料の層ごとの凝固を含む。選択的レーザ溶融（ＳＬＭ）、選択的レーザ焼結（ＳＬＳ）、電子ビーム溶融（ｅＢｅａｍ）、光造形などの粉体床システムと、融解堆積モデリングなどの非粉体床システムとを含む、様々な付加製造方法がある。
【０００３】
選択的レーザ溶融では、粉体層が構築室内の粉体床上に堆積し、レーザビームが、構築中の工作物の断面（スライス）に対応する粉体層の部分にわたって走査される。レーザビームは、粉体を溶融または焼結して凝固層を形成する。層の選択的凝固の後、粉体床が、新しく凝固された層の厚さだけ低くされ、必要に応じて、粉体の別の層が表面にわたって拡散され、凝固される。単一の構築において、複数の工作物を構築することができ、工作物は粉体床内に間隔を置いて配置される。
【０００４】
ＣＡＤまたはＳＴＬファイルフォーマットなどの、工作物を定義する幾何学的データを、部品を構築するために付加製造装置がどのように動作するかを定義する走査データに変換するために、コンピュータプログラムが使用される。走査データの生成は、各層内で圧密すべきエリアに対応する工作物の断面（スライス）と、材料を凝固してスライスを形成するために、そのエリアにわたってエネルギービームがどのように走査されるべきかを決定することを含むことができる。Ｍａｔｅｒｉａｌｉｓｅ  ＮＶのＭａｇｉｃｓなどのソフトウェアは、構築すべき工作物のスライスを識別するために、ＳｔｅｒｅｏＬｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ／Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｔｅｓｓｅｌｌａｔｉｏｎ  ｌａｎｇｕａｇｅ（ＳＴＬ）ファイルフォーマット内で定義される工作物をスライスするための操作と、レーザまたは電子ビームについての走査経路および走査パラメータを定義するための操作とを含む。プランニングソフトウェアは、部品を配向するための操作と、構築中に工作物を支持するためのサポートを生成するための操作とを含むことができる。
【０００５】
付加製造プロセスのプランニングのために幾何学的設計データをコンピュータプログラムにインポートすることが知られており、幾何学的設計データは、付加製造プロセスの後に実施されるサブトラクティブプロセスなどの後続のプロセスで使用される固定具と一体化される部品を定義する。例えば、接続バーを介して共通位置ハブにそれぞれ取り付けられる複数のデンタルアバットメントを含む付加製造を使用して構築される物品が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。ハブは、後続の処理中のクランプ内の物品の正しい向きを保証するために使用される２つのグロスオリエンテーションボアを備える。次いで、後続の処理で使用される機械を適切にプログラムして、付加製造プロセスを使用して構築されるべき固定具の以前の知識に基づいて、必要なサブトラクティブプロセスを実施することができる。
【０００６】
従来の製造技術を付加製造技術と組み合わせる統合付加製造セルが開示されている（例えば、特許文献２参照。）。付加プロセスは、後続の機械加工操作に応じて、特定の固定タブを工作物上に成長させ、取り扱いを単純化することを可能にする。
【０００７】
付加製造された部品を工程中監視と共に製作するための方法および装置が開示されている（例えば、特許文献３参照。）。部品が層ごとに形成されるとき、各層または層グループの３Ｄ測定が取得される。構築時測定データを所望の部品形状の入力幾何学的記述と比較することができる。比較は通常、幾何学的記述と寸法データとの間の測定された違いを計算することを含む。測定された違いは、さらなる処理に影響を及ぼすために使用することができる。測定された違いが公差から外れている場合、比較は、スプリアス特徴を検査すること、除去すること、示された製作された部品を分解すること、破壊すること、マークすることなど、後処理の必要性を示すことを含むことができる。
【０００８】
しかしながら、付加製造構築を設計するためのソフトウェア内で多数の変数が変化することがあり、そのような変化は、付加製造プロセスによって生成された、付加的に構築された物体（工作物と、サポートや一体化された固定具などの他の要素）に対する影響を有する。例えば、工作物が構築される向きは、発生する応力、および付加製造プロセスで達成可能な公差に影響を及ぼすことがある。そのような変数の変化の結果、付加製造プロセスが実施される前後で、製造チェーン内のプロセスに対する要件が異なることがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】国際公開第２０１３／０１６７９０４号パンフレット
【特許文献２】米国特許出願公開第２０１０／０３０５７４２号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２０１５／００２４２３３Ａ１号明細書
【特許文献４】国際公開第２０１５／０１９０７０号パンフレット
【特許文献５】国際公開第２０１４／２０７４５４号パンフレット
【特許文献６】ＰＣＴ／ＧＢ第２０１６／０５１６３５号
【特許文献７】国際公開第２００６／０２４８４４号パンフレット
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様によれば、工作物を製造するために使用される製造チェーンの機械に対する命令を生成するための装置が提供され、装置は、幾何学的寸法および公差を含む工作物のモデルベースの定義（ＭＢＤ）を受け取り、幾何学的寸法に基づいて工作物を構築するための付加構築設計を設定する入力を受け取り、付加構築設計に基づいて製造チェーンの付加製造機械に対する付加命令を生成し、付加構築設計に従って付加構築から予想される予想中間工作物生成物を決定し、予想中間工作物生成物と、工作物のモデルベースの定義との違いを決定し、違いに基づいて、製造チェーンの少なくとも１つの別の機械についての、Ｇ−ｃｏｄｅなどの別の命令を生成するように構成されたプロセッサを備える。
【００１１】
したがって、製造チェーンの別の機械のために生成された別の命令は、付加構築設計が別の機械による処理にどのような影響を及ぼすかを考慮に入れる。装置は、１つまたは複数の製造チェーンを使用して、一連の名目上同一の工作物を、付加構築のために使用されるパラメータが工作物のうちの相異なるものについて異なる場合であっても製造することを可能にすることができる。製造チェーンの他の機械のために生成される命令が、これらの異なるパラメータについての付加構築の異なる結果を補償するように適合されるからである。このことは、付加構築のセットアップでのユーザの自由度を向上させ、工作物の生成のために相異なる製造組織を使用する結果、最終的な工作物の変動が受け入れられないものとなるという顧客の懸念を軽減することができる。
【００１２】
付加構築設計は、付加構築内に構築されるときの工作物を支持するためのサポート、層厚さ、付加構築の層内に圧密すべきエリアに対応する工作物の２次元スライス、エリアを圧密する際に取るエネルギービームについての走査パラメータおよび走査経路、工作物が構築される向き、工作物が構築体積内に構築される位置、ならびに材料タイプおよび特性に関するデータを含むことができる。走査パラメータは、ポイント距離、露出時間、層内に材料を圧密するために使用されるエネルギービームのスポットサイズおよび出力、蛇行、ストライプ、格子じまなどの走査方法、ならびにハッチ距離を含むことができる。
【００１３】
少なくとも１つの別の機械は、製造チェーン内の付加製造機械の上流側に配置された機械を含むことができる。例えば、別の機械は、粉体および／または付加製造機械で使用するための構築基板などの材料を供給および／または製造し、かつ材料および／または構築基板の特性を付加構築設計に基づいて変更することができる。例えば、ＳＬＭなどの粉体床付加製造機械では、付加構築についての選択された層厚さが、構築で使用される粉体の必要な粒子サイズ分布に影響を及ぼすことがある。付加構築での工作物の向き、形状、および／またはサイズは、構築中に生じる応力、したがってこれらの力に抵抗するために必要な構築基板の厚さに影響を及ぼすことがある。
【００１４】
少なくとも１つの別の機械は、製造チェーン内の付加製造機械の下流側に配置された機械を含むことができる。別の機械は、工作機械などのサブトラクティブ機械、研磨機械、例えば電気化学的または熱的研磨機械、サポート除去機械、例えばワイヤＥＤＭ、ＣＭＭなどの測定機械を備えることができ、別の付加製造機械、例えば製造チェーンは、異なる材料のための付加製造機械、熱および／もしくは圧力処理などを通じて中間工作物生成物内の熱応力を軽減するための機械、ならびに／または研削機械などの構築基板を再調整するための機械を備えることができる。
【００１５】
プロセッサは、中間工作物生成物の予想寸法と、ＭＢＤで工作物について指定される必要な公差とに基づいて、サブトラクティブ機械に対して別の命令を生成するように構成することができる。付加構築での工作物の表面の向きは、付加構築が公称工作物設計にどのくらい近いかということに影響を及ぼすことがある。プロセッサは、予想中間工作物生成物の寸法と、ＭＢＤで指定される幾何学的寸法との違いに基づいて、ＭＢＤで指定される公称工作物設計を達成するために、少なくとも１つのサブトラクティブ機械が中間工作物生成物から材料を除去するための別の命令を生成するように構成することができる。
【００１６】
プロセッサは、付加構築設計で工作物のＭＢＤに加えられる特徴に基づいて、サブトラクティブ機械に対する別の命令を生成するように構成することができる。
【００１７】
付加構築設計は、例えば、工作物を付加製造機械で製造することができるように、工作物に対する許容値の追加を含むことができる。プロセッサは、許容値が追加されたかどうかを決定し、中間工作物生成物から許容値を除去するための少なくとも１つのサブトラクティブ機械に対する別の命令を生成するように構成することができる。付加構築設計は、付加製造機械の下流側の製造チェーンの機械と共に使用すべき特徴の追加を含むことができる。例えば、特徴は、付加製造機械の下流側の製造チェーンの機械内に中間工作物生成物を取り付けるための取付けフォーメーション、測定プロセスでの基準として使用するためのランドマーク特徴、および／または製造チェーン内の工作物を追跡するために使用される識別タグでよい。プロセッサは、特徴がもはや必要ではなくなった後に特徴を除去するために、製造チェーンのサブトラクティブ機械に対する別の命令を生成するように構成することができる。プロセッサは、製造チェーン内の機械の要件の知識に基づいて、付加構築設計にそのような特徴を追加するように構成することができる。
【００１８】
プロセッサは、研磨機械によって除去されるべき付加構築内に組み込まれる許容値に基づいて、研磨機械に対する別の命令を生成するように構成することができる。
【００１９】
プロセッサは、付加構築設計内に含まれるサポートに基づいて、サポート除去機械に対する別の命令を生成するように構成することができる。付加製造構築で必要なサポートは、構築内の工作物の向きの変化と共に変動する。したがって、サポートを除去するための機械の動作は、サポートの数、位置、およびタイプに応じて異なることがある。
【００２０】
一実施形態では、サポートは、各サポート（例えば、特許文献４参照。）に指定の方向に力を加えることによって除去されるサポートである。プロセッサは、後続の機械がサポートの除去のために指定の方向の各サポートに対する力を生成するように、付加構築設計のサポートに基づいて後続の機械に対する命令を構成することができる。
【００２１】
プロセッサは、サポートなどの付加的に構築された要素が後続の付加構築のために構築基板上にとどまることができるかどうかに基づいて、構築基板を再調整するための機械に対する別の命令を生成するように構成することができる。例えば、別の命令は、工作物が構築基板から切り離された後に研削機械が構築基板を研削する範囲を設定することができる。
【００２２】
プロセッサは、付加構築中に工作物に追加されたランドマーク特徴に基づいて、測定機械に対する別の命令を生成するように構成することができる。別の命令は、測定機械に各ランドマーク特徴の位置を見つけさせることができる。
【００２３】
本発明の第２の態様によれば、その上に記憶された機械可読命令を有するデータキャリアが提供され、機械可読命令は、プロセッサによって実行されるとき、プロセッサに、幾何学的寸法および公差を含む工作物のモデルベースの定義（ＭＢＤ）を受け取らせ、幾何学的寸法に基づいて工作物を構築するための付加構築設計を設定する入力を受け取らせ、付加構築設計に基づいて製造チェーンの付加製造機械に対する付加命令を生成させ、付加構築設計に従って付加構築から予想される予想中間工作物を決定させ、予想中間工作物生成物と、工作物のモデルベースの定義との違いを決定させ、違いに基づいて、製造チェーンの少なくとも１つの別の機械についての、Ｇ−ｃｏｄｅなどの別の命令を生成させる。
【００２４】
本発明の第３の態様によれば、工作物を製造するために使用される製造チェーンの付加製造機械に対する命令を生成するための装置が提供され、装置は、幾何学的寸法および公差を含む工作物のモデルベースの定義（ＭＢＤ）を受け取り、製造チェーン内の他の機械の幾何学的寸法、入力、および既知の特性、ならびに／または製造チェーン内の他の機械によって実施されるべきプロセスに基づいて、工作物を構築するための付加構築設計を生成し、付加構築設計に基づいて製造チェーンの付加製造機械に対する付加命令を生成するように構成されたプロセッサを備える。
【００２５】
本発明の第４の態様によれば、その上に記憶された機械可読命令を有するデータキャリアが提供され、機械可読命令は、プロセッサによって実行されるとき、プロセッサに、幾何学的寸法および公差を含む工作物のモデルベースの定義（ＭＢＤ）を受け取らせ、付加製造チェーン内の他の機械の幾何学的寸法、入力、および既知の特性、ならびに／または製造チェーン内の他の機械によって実施されるべきプロセスに基づいて、工作物を構築するための付加構築設計を生成させ、付加構築設計に基づいて製造チェーンの付加製造機械に対する付加命令を生成させる。
【００２６】
プロセッサは、製造チェーンの後続の機械によって実施される、機械加工などのプロセスで材料除去を施すべき工作物の表面に基づいて付加構築設計を生成するように構成することができる。プロセッサは、材料除去を施すべき表面を考慮に入れて走査パターンを生成することができる。走査方法は、材料除去を施すべき表面についての境界（ハル）走査を生成しないことを含むことができる。コア走査と比較して相対的に低速である境界走査を実施しないことは、付加構築を実施するのにかかる時間を削減することができる。
【００２７】
本発明の第５の態様によれば、工作物を製造するための製造チェーンが提供され、製造チェーンは、付加製造機械と、少なくとも１つの別の機械と、付加製造機械および少なくとも１つの別の機械に対する命令を生成するための本発明の第１および／または第３の態様による装置とを備える。
【００２８】
データキャリアは、揮発性メモリ、例えばＲＡＭ、不揮発性メモリ、例えばＲＯＭ、フラッシュメモリ、およびハードディスク、光ディスクなどのデータ記憶装置などの非一時的データキャリア、または電子信号や光信号などの一時的データキャリアでよい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
次に、添付の図面を参照しながら、単に例として本発明の実施形態を説明する。
【図１】工作物を製造するための、付加製造機械を含む製造チェーンの概略図である。
【図２】付加構築設計の概略図である。
【図３】製造チェーンの機械を制御するための命令を生成するための本発明の一実施形態による製造ソフトウェアの設計の概略図である。
【図４】製造チェーン内の後のプロセスで機械加工すべき表面の識別に基づいて生成される工作物のスライスを形成するための走査経路を示す図である。
【図５】製造チェーンの付加製造装置に対する命令を生成するための本発明の一実施形態による装置によって実施される方法を記述するフローチャートである。
【図６】本発明の一実施形態による特徴解析の方法を記述するフローチャートである。
【図７】製造チェーンのサブトラクティブ製造装置に対する命令を生成するための本発明の一実施形態による装置によって実施される方法を記述するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
図１を参照すると、本発明による製造チェーン１０１は、付加製造機械１０３ａ、１０３ｂ、および１０３ｃに相異なる特性を有する粉体を供給するための粉体供給源１０２を備える。付加製造機械は、特許文献５に記載されているようなものでよい。粉体供給源は、相異なる材料の粉体、および／または同一の材料の粉体であるが、相異なる粒子サイズ分布および／または形態などの相異なる粉体特性の粉体を供給することができる。
【００３１】
移送コンベヤ１０４は、付加製造機械１０３ａ、１０３ｂ、および１０３ｃから、別の機械１０５から１１０の間で中間工作物生成物を移送するためのカルーセル１１３に中間工作物生成物を移送する。移送コンベヤ１０４はまた、次の構築のために、カルーセル１１３から付加製造機械１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃに再調整済み基板を移送する。
【００３２】
機械１０５は、工作物から熱応力を軽減するための熱処理ステーションである。機械１０６は、中間工作物からの材料を機械加工するためのＣＮＣ機械である。機械１０７は、工作物の研磨のためのものである。機械１０８は、ＥＤＭ機械などの、構築基板およびサポートからの工作物の除去のためのものである。機械１０９は、工作物の検査のためのものであり、機械１１０は、構築基板を再調整するための研削工具である。
【００３３】
矢印１１１は、製造チェーンからの、完成した工作物の除去を示し、矢印１１２は、製造プロセス中に生成された工作物の製造に関する検証データの供給を示す。検証データは、製造チェーンのいくつかの機械１０３および１０５から１１０によって生成することができる。
【００３４】
コンピュータ１３０が、機械１０２から１１０およびカルーセル１１３に接続され、以下で説明するように、命令を生成し、機械１０２から１１０に送ることによって機械を制御する。コンピュータ１３０は、ユーザインターフェース、この実施形態ではユーザ入力のためのキーボード１３４、ディスプレイ１３３、メモリ１３２、およびプロセッサ１３１を備える。メモリ１３２上のコンピュータプログラムが、プロセッサ１３１によって実行されるとき、以下で説明するステップをコンピュータ１３０に実行させる。
【００３５】
図２および３を参照すると、コンピュータプログラムは、付加構築を設計し、工作物を構築するために付加製造機械１０３ａから１０３ｃのうちの１つが従う命令３０６を生成するためのソフトウェアモジュール３０５を含む。コンピュータプログラムは、ＣＡＤデータ３０２内で指定されるＡＭ構築設計および設計意図に基づいて、最終的な工作物の製造のための、別の機械１０２および１０４から１１０に対する別の命令３０８から３１４を生成するためのソフトウェアモジュール３０７をさらに含む。
【００３６】
製造チェーン１０１を使用して工作物を構築するために、ユーザは、構築すべき工作物２１８を定義するＭＢＤデータ３０２の形式などの幾何学データをコンピュータ１３０上にロードする。コンピュータ１０３は、ＭＢＤデータから標準テッセレーションファイル（ＳＴＬファイル）を生成し、ＳＴＬファイルは工作物２１８の表面幾何形状を記述する。
【００３７】
工作物２１８は、図２に示されるようにユーザインターフェースで表現される。そのようなユーザインターフェースは、ディスプレイ１３３上に表示することができる。ユーザインターフェースは、構築プラットフォーム／基板２０４の、および利用可能な構築体積２１７のグラフィカル表現を含む。ユーザは、構築体積２１７内の工作物２１８を配向および配置するために、入力装置１３４を通じてコンピュータ１３０と対話する。
【００３８】
構築プロセスには、設計、セクショニング、走査経路の決定、および構築を制御するためのデータの出力という４つのステージがある。ユーザは、工作物２１８を選択し、次いでポインティングデバイスで、またはタッチスクリーンをタッチすることによってアイコン／グラフィカルボタン２２２、２２３、２２４、および２２５を選択することによって、各工作物についての各ステージ間を切り換えることができる。ボタン２２２から２２５は、特定の工作物について選択されたプロセスのステージをユーザに示すために、色を変更し、あるいは外観を変更することができる。
【００３９】
設計段階では、ユーザは、構築体積２１７内に工作物を配置および配向することができる。このことは、工作物を選択するためのポインティングデバイス／タッチと、工作物を配向および配置するためのボタン／キー操作の適切な組合せおよび工作物を配向および配置するためのポインタ／フィンガの移動とを使用して達成することができる。ユーザが構築体積内の工作物の配向および位置に満足すると、ユーザは、工作物、次いで「セクション」ボタン２２３を選択することができ、そのことは、プロセッサ１３１に、工作物および任意のサポートを、層ごとの選択的レーザ溶融プロセスで構築すべきセクションにスライスさせる。このステージを切り換えることによって、選択された工作物の向き、場合によっては位置も固定することができ、ユーザは、向きおよび位置を変更するために「設計」ステージに再び切り換えなければならない。工作物の再配向は、工作物を再スライスすることを必要とし、従来のデスクトップコンピュータでは工作物をスライスするのにかかる時間（工作物の形状およびサイズに依存するが、通常は数十秒）は、工作物の再配向と共にリアルタイムに再スライシングが実施された場合、ユーザフレンドリな体験を提供するには長過ぎることになる。しかしながら、適切に高速なコンピュータは、受け入れられる時間枠内に工作物のリアルタイム再スライシングを実施することができ、したがって、向きの変化に伴う「リアルタイム」の工作物の再スライシングが、受け入れられるユーザ体験を提供することができる。そのようなシナリオでは、ユーザがセクショニングステージに切り換えるとき、工作物の向きを固定する必要はないことになる。ｚ軸の周りの工作物の回転の向きおよび工作物の位置は、工作物に対するセクショニングに影響を及ぼさない。したがって、一実施形態では、ユーザは、スライシング操作後にこれらの属性を変更することができる。
【００４０】
ユーザは、区間ステージの層厚さを選択することができ、工作物のスライスは、選択された層厚さに従って決定される。
【００４１】
次いでユーザは、「セクション」ステージにある１つまたは複数の工作物を選択し、ボタン２２４を使用して走査経路ステージに切り換えることができる。このステージの間に、プロセッサ１３１は、選択された工作物およびサポートの各セクションを形成するときの、レーザについての走査経路を決定する。走査経路は、工作物について選択されたパラメータセットに従って決定される。パラメータセットは、レーザ出力、ポイント距離、ポイント露出時間、スポットサイズ、ハッチ距離、および場合によっては、境界走査、層間の走査の方向の回転、格子じま走査パターンの正方形、および／またはストライプ走査パターンのストライプを定義することのできる他のパラメータを含む。
【００４２】
ユーザは、工作物／走査経路の他のスライスをまだ決定しようとする間に、既に決定された工作物および／または走査経路のスライスを閲覧することができる（例えば、特許文献６参照。）。
【００４３】
最終ステージでは、走査経路および他の幾何学データが、工作物の構築を制御するために付加製造装置に出力される。ユーザは、ボタン２２５を選択することによってこの操作を活動化する。
【００４４】
設計ステージ、セクショニングステージ、および走査経路ステージの間に、ユーザは、構築中の工作物を支持するためのサポート２３８を生成することができる。
【００４５】
工作物およびサポートについてのデータ構造が説明されている（例えば、参照により本明細書に組み込まれる特許文献５参照。）。具体的には、操作が、ある工作物に対して実施すべきスライスおよび／または走査パラメータ、例えば走査経路を、共通の構築体積内に配置される別の工作物に対する操作を実施することなく決定することを可能にするデータ構造が説明されている（例えば、特許文献５参照。）。
【００４６】
付加製造のための設計の間に、ユーザは、機械チェーンの後続の製造ステップで使用するために、工作物に特徴を追加することを望むことがある。ユーザインターフェースは、構築にそれぞれ特徴２３２から２３６を追加するためにユーザによって選択することのできるアイコン２２７から２３１を含む。
【００４７】
特徴２３５ａおよび２３５ｂは、ｚ軸Ｚｍと共に、工作機械１０６などでの後続の処理のために工作物を取り付けるための取付けフォーメーションである。取付けフォーメーションは、軸によって工作物２１８に接続された３つのボール（そのうちの２つだけが図示されている）を備え、ボールは、工作機械上のマウントの溝で受けられるように構成される。例えば、溝を受ける各ボールは、１対の平行ローラによって定義することができ、溝は、工作物の位置を６つの自由度で定義するために様々な方向に向く。このようにして、ローラと組み合わせたボールは、工作機械上の反復可能な位置に工作物２１８を配置するための運動マウントを形成する。ユーザは、工作機械内の工作物２１８の所望の向きＺｍを定義することができ、プロセッサ１３１は、工作物が工作機械に対してこの向きを有するように、工作物２１８上の各取付けフォーメーション２３５ａ、２３５ｂについての位置、したがって構築体積内の位置を自動的に決定することができる。
【００４８】
特徴２３３は、工作物を識別するための識別タグである。構築の各工作物についての、場合によっては付加製造機械１０３ａから１０３ｃ上の一連の構築にわたる一意識別子を有する識別タグを生成するためのアルゴリズムが提供される。識別子は、機械１０５から１１０上のリーダによって読み取ることのできる英数字文字、１Ｄまたは２Ｄバーコードなどでよい。識別タグは、製造チェーンを通じて工作物２１８の追跡を可能にすることができる。
【００４９】
特徴２３４は、工作機械や研磨機械などの後続のサブトラクティブ製造プロセスによって除去すべき工作物２１８の要素２３７の公称寸法を超える材料である。工作物の要素２３７が、付加製造プロセスを使用して製造するには小さ過ぎる／脆弱過ぎると見なされるので、材料２３４が追加されることがあり、または材料２３４は、ＭＢＤ／ＳＴＬファイルで指定される寸法に対する、特徴を生成するための付加製造機械の限界の結果であることがある。
【００５０】
特徴２３６ａ、２３６ｂ、２３６ｃは、測定機械１０９によって実施される測定プロセスでの基準、および場合によっては工作機械１０６に取り付けられたプローブとして使用するためのランドマーク特徴である。この実施形態では、ランドマーク特徴２３６ａ、２３６ｂ、２３６ｃは、球体の中心を決定するために接触プローブまたは光学プローブで測定することのできる球体である。測定された球体の中心の位置は、６つの自由度で工作物の位置を決定するために使用することができる。後続のサブトラクティブ製造プロセスは、ランドマーク特徴を測定して、サブトラクティブプロセスの前、またはサブトラクティブプロセス中の工作物の位置を決定することを含むことができる。機械加工すべき工作物の要素の位置、またはランドマーク特徴に対して除去すべき、許容値などの他の特徴を、付加製造プロセスを駆動するために使用される幾何学データから推論することができ、すなわちランドマーク特徴と機械加工すべき要素／特徴の両方が付加製造プロセスを使用して構築されたので、その相対位置は、付加製造プロセスで達成可能な公差以内で知られている。
【００５１】
各スライスを形成する際に行うレーザビームについての走査経路などの付加命令が、必要とされる付加製造機械１０３ａから１０３ｃに送られる。モジュール３０５によって決定された付加構築の特徴を指定する、付加命令を含むことのできるファイル３０６が、工作物３１８についてのＭＢＤデータ３０２と共にモジュール３０７に送られる。
【００５２】
モジュール３０７は、付加構築データおよびＭＢＤデータに基づいて、製造チェーンの別の機械１０２および１０５から１１０に対する別の命令を決定する。モジュール３０７は、構築データに従って付加構築で生成される中間工作物生成物、およびこの中間工作物生成物がＭＢＤで定義される工作物とどれほど異なるかを決定し、これらの違いに基づいて別の命令１０２を生成する。
【００５３】
モジュール３０７は、付加構築の特徴およびＭＢＤデータ３０２の特徴から、粉体供給源１０２によって送達すべき、粒子サイズおよび／またはバージン粉体もしくは回収された粉体などの量、粉体タイプ、および粉体特性を決定し、粉体供給源１０２にそのような粉体を供給させる命令３０８を生成するように構成される。モジュール３０７は、付加構築で圧密されている材料の体積から、送達すべき粉体量を決定する。後続の粉体層が形成されるとき、圧密された材料の上に形成される空洞を充填する必要があるので、圧密されていない粉体に対する圧密された材料の層厚さの違いの結果、必要な粉体量の、構築に依存する変動が生じるからである。圧密された材料と粉体層の厚さの間の既知の違い、および圧密される材料の面積から、モジュール３０７は、構築のために必要な粉体量を決定することができる。モジュール３０７は、ＭＢＤデータ３０２から粉体タイプを決定する。モジュール３０７は、付加構築について指定される層厚さ、およびＭＢＤデータで指定される、材料純度などの品質要件から、必要とされる粉体特性を決定する。例えば、ユーザがより薄い層と共に構築を実施することを選ぶ場合、より小さい粒子サイズを有する粉体が必要とされることがある。高い材料純度がＭＢＤデータで指定される場合、回収された粉体ではなく、バージン粉体が必要とされることがある。
【００５４】
ソフトウェアは、工作物を製造するための様々なオプションをユーザに表示する。例えば、付加機械を使用してＭＢＤデータで指定される公称寸法により近い工作物を構築するために、ユーザがより薄い層を選ぶ場合、この結果、構築がより低速となり、粉体に対する要件がより厳しくなることがある。しかしながら、ユーザがより厚い層を選ぶ場合、この結果、付加的に製造された工作物が公称寸法からより大きい変動を伴うことがあり、したがって、工作機械１０６内の工作物の後続の機械加工でより多くの材料を除去しなければならないが、付加構築がより高速となり、粉体に対する要件の厳しさが低くなる。例えば、影の特徴２３４は、公称特徴２３７に比べて、付加製造プロセスで構築される実際の特徴を示すことがある。ソフトウェアは、ユーザが層厚さ、レーザ出力、スポットサイズ、ポイント距離、および露出時間または走査速度などの付加構築のパラメータを変更し、これらのパラメータの変動に応答して、これらの新しいパラメータと共に付加製造機械で構築される中間工作物生成物についての予想寸法を再計算することを可能にすることができる。コンピュータ１３０はまた、後続の機械加工などの後続の処理に対する影響をユーザに表示することができる。次いでユーザは、製造チェーン１０１に対するこれらの予測される効果に基づいて、付加構築について使用されるパラメータを選択することができる。
【００５５】
付加構築の設計は、いくつかの方式で工作機械１０６によって実施すべき機械加工プロセスに影響を及ぼすことがある。第１に、ユーザは、サポート２３８、取付けフォーメーション２３５ａ、２３５ｂ、ランドマーク特徴２３６ａ、２３６ｂ、２３６ｃなどの特徴を、製造チェーンで使用するために工作物に追加することを選択することができる。これらの特徴は、後続のステップで除去する必要があることがある。特徴の除去は、工作機械１０６を使用して実施することができる。第２に、付加構築中に形成された望ましくない材料を除去するために、工作物を機械加工することができる。例えば、付加製造機械１０３は、ＭＢＤデータで指定される公称寸法に工作物を構築することができないことがある。モジュール３０７は、工作機械１０６についてのＧ−ｃｏｄｅなどの命令３０９を生成して、工作物からこの材料を工作機械１０６に除去させる。
【００５６】
工作機械１０６によって過剰な材料を機械加工して除去し、ＭＢＤデータに準拠する（例えば、ＭＢＤデータと名目上同一の）工作物を形成することができる。モジュール３０７は、構築体積内の工作物の層厚さおよび向きなどの付加構築パラメータから、過剰な材料の発生を予測することができる。具体的には、垂直線に対してある角度で構築された表面が、層厚さによって規定される階段状プロファイルを含むことになる。モジュール３０７は、付加構築データ３０６から表面の階段状プロファイルを決定し、工作機械１０６が材料を除去して、ＭＢＤデータで定義される、より平坦な表面プロファイルに階段状表面プロファイルを修正するための命令３０９を生成することができる。
【００５７】
さらに、工作物の特徴に対する追加のサポートを提供するなどの目的に有利であることがあるように、付加的に構築された工作物に材料の許容値を意図的に追加することができる。例えば、工作物の小さい構造を、これらの特徴が付加製造プロセス中に変形しないことを保証するように拡大することができる。モジュール３０７は、工作機械１０６がそのような許容値を除去するための命令３０９を生成することができる。
【００５８】
モジュールは、工作物が処理される時間の長さや温度などのパラメータを指定する、熱処理工具１０５に送るべき命令３１０を決定する。例えば、このことは、部品のサイズ、および熱モデルから決定される、ＡＭ構築部品内に生じると予想される熱応力に基づくことができる。
【００５９】
モジュール３０７は、工作物の研磨のために機械１０７に送るべき命令３１１を決定する。工作物が研磨を必要とする範囲は、工作物の表面への粉体粒子の焼結に影響を及ぼす付加パラメータによって実施することができる。モジュール３０７は、工作物の表面で生じる可能性がある焼結量を予測し、工作物の表面に焼結された材料の予測厚さに基づいて研磨機械１０７への命令を生成するために、熱モデルなどのモデルを使用することができる。
【００６０】
モジュール３０７は、構築基板およびサポートからの工作物の除去のためにＥＤＭ機械１０８に送るべき命令３１２を決定する。モジュール３０７は、付加構築で構築される支持構造３２３に基づいて、ＥＤＭ機械３０８に対する命令３１２を決定する。
【００６１】
モジュール３０７は、工作物の検査のために機械１０９に送るべき命令３１２を決定する。工作物は、製造チェーン内の製造の様々なステージで測定することができる。測定すべき寸法は、前述の実施すべき機械加工ステップおよび研磨ステップに依存することがあり、機械加工ステップおよび研磨ステップは付加構築の設計に依存する。
【００６２】
モジュール３０７は、構築基板を再調整するために研削工具１１０に送るべき命令３１２を決定する。後続の付加構築のために構築基板が再調整を必要とする範囲は、構築基板上に何が構築されていたかに依存することがある。例えば、底部支持構造が２つの連続する付加構築で同一であるべきである場合、元の付加的に構築された支持構造を、後続の付加構築で使用することができる。これを決定するために、モジュール３０７は、製造すべき後続の工作物に関するデータ３０３を受信することができる。例えば、モジュール３０７は、工作物が製造チェーンによって製造すべき複数の名目上同一の工作物のうちの１つであるかどうかに関するデータ３０３を受信することができる。
【００６３】
上記に加えて、工作物の製造は、中間工作物生成物上に材料を付加的に圧密する別のステップを含むことができる。例えば、工作物は、相異なる材料の相異なる部分を含むことができる。モジュール３０７は、工作物の先に付加的に構築された部分についての構築設計に基づいて、工作物の後で付加的に構築される部分の構築を適合することができる。各付加機械１０３ａ、１０３ｂ、および１０３ｃは、相異なる材料を処理するためのものでよく、工作物は、工作物を製造するために、コンベヤ１０４を使用して各付加機械１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃに適宜に移送される。
【００６４】
付加構築のための走査経路は、後続の機械１０５から１１０によって中間工作物生成物に対して実施すべき後続のステップに基づいて適合することができる。図４は、工作物４０１のスライスを示し、表面４０５が、製造チェーン内の後のプロセスで機械加工すべき表面と識別されている。
【００６５】
例えば、機械加工すべき表面４０５をユーザ選択によって識別することができる。プロセッサは、材料を凝固させてスライスを形成するときにレーザビームがたどる走査経路４０２、４０３、および４０４を生成するように構成される。走査経路は、境界（ハル）走査経路４０２および４０３ならびにコア走査経路４０３を含む。表面４０５が後で機械加工すべき表面と識別されているとき、プロセッサは、この表面４０３についての境界走査経路４０２、４０３を生成しない。
【００６６】
図５は、コンピュータ１３０などの本発明の装置によって実施される方法を示す。製造チェーンを使用して製造すべき工作物のＣＡＤモデルが、コンピュータ１３０によって受け取られる（５０１）。ＣＡＤモデルは、工作物についての幾何学的寸法および公差を含む。コンピュータ１３０は、ＣＡＤモデルをチェックして、製造チェーンを使用して工作物を製造することができるかどうかを決定し、能力レポート（または、図６を参照して以下で説明するような、特徴ごとの一連のレポート）を生成する。レポートは、工作物の特徴を、ｉ）付加製造によって生成することのできる特徴、ｉｉ）サブトラクティブ製造によって生成することのできる特徴、ｉｉｉ）例えば研磨によって、変形可能に生成することのできる特徴、およびｖｉ）製造チェーンの能力の外部にある特徴に分類する。
【００６７】
例えばディスプレイ１３３上に表示される警報としてレポートの生成に応答して、工作物を生成するための製造チェーンの識別された能力に基づいて、製造プロセスの設計を続行することが受け入れられるかどうかを示すためにユーザ入力が要求される。例えば、ユーザは、特徴の製造が、特徴を生成するために使用することのできる製造チェーンの外部の他のプロセスにユーザが気付いているときなど、製造チェーンの能力の外部にあると識別される状況でも、製造を続行することに同意することがある。
【００６８】
ユーザ入力が、工作物を製造するための製造チェーンの能力に関するレポートが受け入れられないことを特定する場合、ユーザは、製造チェーンを使用して製造することのできるように工作物のＣＡＤモデルを再設計することができる。受け入れられるＣＡＤモデル（いわゆる「Ｆｉｎａｌ  ＣＡＤ  Ｍｏｄｅｌ（ＦＣＭ）」）が達成されるまで、このプロセスを反復することができる。
【００６９】
次いで、ＦＣＭが、製造チェーンのサブトラクティブ／変形可能機械と共に形成される／仕上げられるべき特徴に材料（許容値）を追加し、製造チェーンの下流側機械１０５から１０９のうちの１つまたは複数内の固定具（ほとんどの状況では、ＣＮＣ機械１０６の固定具であるが、他の機械も中間工作物生成物を取り付けるための固定具を有することができる）内に付加的に構築される工作物を取り付けるための固定特徴を追加し、後で機械加工すべき工作物のコーナにフィレット半径を追加するように修正される。
【００７０】
ステップ５０４では、付加構築が、修正後モデルおよびユーザ入力に基づいて設計される。付加構築の設計は、付加構築中に工作物を支持するためのサポート、工作物の複製およびネスティング、および構築基板２０４からの工作物のｚ軸オフセットの設計を含む。（以下でより詳細に説明するように）能力レポートを生成するために、工作物を構築すべき向き、層厚さ、走査パラメータなどの他の構築パラメータを先に指定しなければならないことがある。これらの設定から、エネルギービームの走査経路を前述のように計算し、付加製造機械１０３に対する命令を含む構築ファイル５０５を生成することができる。
【００７１】
付加ＣＡＤモデル（ＡＣＭ）が、付加構築によって生成されるべき予想中間工作物生成物を記述するために、ＦＣＭに対する修正、およびサポートが工作物に接続する位置に基づいて生成される（５０６）。一実施形態では、ＡＣＭは、サポート自体のＣＡＤ記述を含まず、サポートが工作物に接続する位置だけを含むことがある。この情報は、後続のサポート除去のために十分であることがあるからである。しかしながら、別の実施形態では、ＡＣＭはサポートのＣＡＤ記述を含む。
【００７２】
図６は、工作物の特徴を生成するための製造チェーンの能力がどのように評価されるかをより詳細に示す。
【００７３】
工作物のＣＡＤモデルを受け取るとき、特徴認識モジュールが、工作物の特徴を識別し、ボア、ボス、自由形式表面などの特定のタイプに特徴を分類する。そのような特徴の認識は、従来のソフトウェアを使用して実施することができる。
【００７４】
次いで、製造チェーンを使用してＣＡＤモデルで記述される工作物の各特徴を製造することができるかどうかに関して、特徴ごとに評価が行われる。ステップ６０１では、特徴について、この特徴タイプが製造チェーンによってサポートされるかどうかが決定される。このことは、識別された特徴タイプを、データベース６０２内に記憶される、サポートされる特徴のセットと比較することによって達成することができる。特徴が非サポートである場合、コンピュータ１３０は、特徴が未知のタイプであるというフラグ６０３を生成する。これは、最終能力レポートの部分を形成することができ、または特徴特有のレポートとして生成することができる。
【００７５】
特徴が製造チェーンによってサポートされる場合、システムは、付加製造装置１０３を使用して特徴の設計意図を達成することができるかどうかを決定する（６０４）。システムは、公差や表面仕上げ（表面あらさＳおよび／またはうねりＷ）などの、付加製造装置１０３を使用して達成可能な寸法精度を指定するデータベース６０５を備える。データベース６０５内で指定される公差は、サイズ公差および位置公差を含む。データベースは、付加構築の様々なセットアップについて達成可能な寸法精度についての様々な値のセット（または関数）を提供する。例えば、データベースは、特徴タイプ、層厚さ、および走査パラメータの様々な向きについての達成可能な寸法精度についての様々な値のセットを含むことができる。したがって、能力レポートの生成は、付加構築について選択されたパラメータに依存し、したがって、特徴を付加的に製造することができるかどうかに関する評価が行われる前に、付加構築についてのこれらのパラメータを指定しなければならないことがある。システムは、ユーザが能力レポートに応答して構築パラメータを変更し、新しい構築パラメータに基づいて再評価を実施することを可能にすることができる。
【００７６】
付加製造装置だけを使用して特徴を生成することができる場合、特徴が、付加製造装置１０３を使用して構築すべきであると識別される（６０６）。そうでない場合、次いで、特徴が評価され（６０７）、機械１０５から１０９上で実施される操作によって設計意図を達成することができるかどうかが決定される。
【００７７】
システムは、サブトラクティブ／変形可能機械１０５から１０９を使用して達成可能な公差および表面仕上げ（表面あらさおよび／またはうねり）を指定するデータベース６０８を備える。データベース６０５と同様に、データベース６０８内で指定される公差は、サイズ公差および位置公差を含む。ステップ６０７では、ＣＡＤモデル内の特徴について指定される公差および必要とされる表面仕上げが、データベース６０８内で指定される達成可能な公差および表面仕上げと比較され、サブトラクティブ／変形可能機械１０５から１０９を使用して特徴についての設計意図を達成することができるかどうかが決定される。そうである場合、特徴が、サブトラクティブ／変形可能機械１０５から１０９のうちの少なくとも１つと、機械１０５から１０９を使用して特徴を製造することを可能にするように許容値、基準、および／または固定を含むように修正された（６１０）ＣＡＤモデルとを使用して構築すべきであると識別される。
【００７８】
機械１０５から１０９を使用して特徴の設計意図を達成することができない場合、製造チェーンが特徴を製造する能力を有さないというフラグが生成される（６０９）。これは、最終能力レポートの部分を形成することができ、または特徴特有のレポートとして生成することができる。
【００７９】
このプロセスが工作物の各特徴について反復され、最終出力は、工作物の能力レポートおよび修正後ＣＡＤモデルを含む。付加プロセスで構築されるサポートの位置の修正後ＣＡＤモデルへの追加は、付加ＣＡＤモデル（ＡＣＭ）を与える。
【００８０】
次いで、ＦＣＭおよびＡＣＭが使用され、各機械１０５から１０９に対する命令が生成される。図７は、ＣＮＣ機械１０６に対する命令を生成するための方法を示すが、類似の方法を使用して、他の機械１０５および１０７から１０９に対する命令を生成することができる。
【００８１】
コンピュータ１３０は、ＣＮＣ機械１０６で使用される固定具のＣＡＤモデルを（例えば、メモリ１３２から）インポート／取得する（７０２）。ソフトウェアでは、付加的に製造された中間生成物がどのように固定具上に取り付けられるか（これは、工作物上に構築される固定具に依存する）に基づいて、ＦＣＭおよびＡＣＭモデルが固定具モデルと位置合せされる（７０３）。初期工作機械座標系が確立される（７０４）。プロービングモジュールおよびＦＣＭを使用して、ＣＮＣ機械１０６に取り付けられたプローブなどのプローブについてのプロービングシーケンスが作成され（７０５）、工作物の座標系をＣＮＣ機械の座標系と位置合せするために実施される。この実施形態では、このことは、Ｍｅｔｒｏｌｏｇｙ  Ｓｏｆｔｗａｒｅ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ  Ｌｔｄによって供給されるＮＣ−Ｐｅｒｆｅｃｔ  Ｐａｒｔ（例えば、特許文献７参照。）を使用して、ＣＮＣ機械１０６内の中間工作物生成物の測定された向きに基づいてＣＮＣ機械１０６の座標系を再配向することによって達成される。このステップの間にＡＣＭを使用して、（例えば、追加された許容値または固定具に基づいてプローブについてのバックオフ距離を設定することによって）最終工作物の部品を形成しない、固定や許容値などの中間工作物生成物の特徴との望ましくない衝突を回避する走査シーケンスを確立することができる。
【００８２】
付加的に製造された部品の表面仕上げのために、特徴についてのＣＮＣ機械を使用して達成すべき必要な公差が達成可能ではないような、ＣＮＣ機械１０６内の工作物の向きの著しい不確定性があることがある。したがって、部品位置合せがＣＮＣ機械１０６内の工作物位置の不確定性を考慮に入れた後、必要とされる公差が達成可能であるかどうかの判定７０６が行われる。必要とされる公差が達成可能ではない場合、次いで、ＦＣＭ、ＡＣＭ、およびコンピュータ支援製造（ＣＡＭ）を使用して、機械操作のシーケンスが生成され（７０７）、改良型の位置合せのために特徴が工作物に機械加工される。例えば、１つまたは複数の表面を機械加工して、表面仕上げを改善することができる。プロービングモジュールを再び使用して、移動をプローブするシーケンスを作成し（７０８）、機械加工された表面を測定して、工作機械内の工作物の位置の不確定性を減らすことができる。ＣＮＣ機械１０６で工作物について必要とされる公差を達成することができるまで、これらのステップを繰り返すやり方で反復することができる。
【００８３】
次いで、コンピュータ支援製造（ＣＡＭ）がＦＣＭおよびＡＣＭと共に使用され、機械加工操作のシーケンスが作成され（７０９）、工作物上に必要とされる特徴が生成される。このステップは、ＡＣＭをＦＣＭと比較して、ＡＣＭによって定義される予想中間工作物生成物と、ＦＣＭによって定義される工作物の所期の最終幾何形状との違いを決定することを含む。ＣＮＣ機械に対する命令が、違いに基づいて生成される。
【００８４】
次いで、コンピュータ支援製造（ＣＡＭ）がＦＣＭおよびＡＣＭと共に使用され、機械加工操作のシーケンスが作成され（７１０）、ＣＮＣプロセスの間に使用される固定や基準などのサポートおよびツーリング特徴が除去される（サポート自体は、ＡＣＭで定義されないことがあるが、サポートが工作物に接続する位置は定義され、この情報は、サポートを除去するためのＣＮＣ機械１０６またはＥＤＭ機械１０８の命令を生成するのに十分であることがある）。
【００８５】
次いで、ＣＮＣ操作後の工作物を、機械１０７を使用して研磨し、ポストプロセス検証のためにＣＮＣ機械１０６に接続された検査機械１０９またはプローブを使用して測定することができる（７１１）。
【００８６】
特許請求の範囲で定義される本発明から逸脱することなく、本発明の前述の実施形態に修正および変更を行えることを理解されよう。例えば、ＣＮＣ操作などのポスト付加製造操作は、ＡＣＭとＦＣＭとの違いと、ＣＮＣ機械加工操作の前またはＣＮＣ機械加工操作中に測定された違いの両方に基づくことができる。
【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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【国際調査報告】
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