專利名稱：光成形方法，光成形系統(tǒng)，和光成形程序的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及由粉末材料制造三維對象的光成形技術(shù)，特別是，涉及通過用光束照射到粉末材料層的指定位置，使粉末層燒結(jié)，去除在重復形成燒結(jié)層期間目前形成的三維對象的外面，來獲得目標三維對象的光成形方法，和實施光成形方法的光成形系統(tǒng)和光成形程序。
背景技術(shù)：
日本專利申請公開No.2002-115004(專利文獻1)中公開了一種傳統(tǒng)的光成形方法。在該方法中，光束照射到粉末材料層的指定位置，使粉末材料層的對應部分燒結(jié)(包括曾經(jīng)熔化的情況)，以形成燒結(jié)層。然后，用新的粉末材料層覆蓋燒結(jié)層，用光束照射其指定位置，以使新的粉末材料層的對應部分燒結(jié)，從而形成與下面的燒結(jié)層結(jié)合成一體的新燒結(jié)層。在重復該燒結(jié)層形成過程的同時，在形成燒結(jié)層的重復步驟期間，對通過層疊的燒結(jié)層獲得的形成體的外面進行去除加工。
在這種傳統(tǒng)的光成形方法中，如專利文獻1所揭示的，根據(jù)從要生成的三維對象的三維CAD模型數(shù)據(jù)獲得的STL模型數(shù)據(jù)，為了由光束照射裝置和去除加工裝置執(zhí)行光束照射處理和去除加工而計算兩個裝置的加工路徑，以便根據(jù)獲得的加工路徑數(shù)據(jù)來驅(qū)動光束照射裝置和去除加工裝置。
在該過程中，即使是在傳統(tǒng)的CAD中，通過在高度(垂直)方向順序地指定加工范圍能夠獲得在層疊燒結(jié)層以形成對象過程中要插入的去除加工中使用的加工路徑(即，第二路徑)。然而，當沿高度方向的分割數(shù)量增加時，要花費大量勞力和時間，并且操作人員很容易出現(xiàn)錯誤。
例如，當以0.05mm的層疊間距每層疊10層時執(zhí)行去除加工的情況下，如果成形體的高度是100mm，分割數(shù)量則是200，如果使用5種去除工具，總的分割數(shù)量變?yōu)?000。如果在設置和進入高度范圍中以這樣的次數(shù)來計算第二路徑，這將導致操作者的勞動過多，并且很容易出現(xiàn)錯誤。另外，必須通過按加工順序安排第二路徑的數(shù)量來產(chǎn)生程序，將該程序傳送到去除加工裝置，在用手工進行時，該項工作也要占用大量時間和勞力。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題，已經(jīng)做出了本發(fā)明，本發(fā)明的目的是提供一種光成形方法，光成形系統(tǒng)，和光成形程序，能夠有效地執(zhí)行光成形，包括在重復層疊燒結(jié)層的步驟期間的去除加工。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種光成形方法，包括由光成形機與計算設備執(zhí)行的計算過程一起對目標對象進行光成形的過程，所述光成形過程包括步驟將光束照射到粉末材料層的指定位置，以使粉末材料的所需部分燒結(jié)，形成燒結(jié)層；用新的粉末材料層覆蓋燒結(jié)層；將光束照射到新的粉末材料層的指定位置，使新的粉末材料粉末的所需部分燒結(jié)，與下面的燒結(jié)層整體地形成新燒結(jié)層，重復該過程形成層疊的燒結(jié)層，和包括在重復形成燒結(jié)層的過程期間去除處于層疊的燒結(jié)層的形成體的外面的步驟。
該方法的特征在于，由計算設備執(zhí)行的計算過程包括步驟將各種參數(shù)的第一參數(shù)數(shù)據(jù)存儲于在光成形過程中用于光照射處理的第一參數(shù)數(shù)據(jù)庫中；將各種參數(shù)的第二參數(shù)數(shù)據(jù)存儲在用于去除加工的第一參數(shù)數(shù)據(jù)庫中；根據(jù)以要形成的目標對象的三維CAD模型數(shù)據(jù)的指定間距切開的每個斷面的輪廓數(shù)據(jù)，和所述第一參數(shù)數(shù)據(jù)庫中存儲的第一參數(shù)數(shù)據(jù)，產(chǎn)生第一路徑，作為用于光照射處理的光束照射路徑；根據(jù)三維CAD模型數(shù)據(jù)，所述第二參數(shù)數(shù)據(jù)庫中存儲的第二參數(shù)數(shù)據(jù)，和指示執(zhí)行去除加工的定時的去除定時數(shù)據(jù)，產(chǎn)生第二路徑，作為用于去除加工的去除加工路徑；根據(jù)第一路徑數(shù)據(jù)，第二路徑數(shù)據(jù)和去除定時數(shù)據(jù)產(chǎn)生驅(qū)動光成形機的驅(qū)動程序，所述驅(qū)動程序執(zhí)行包括光束照射和去除加工的光成形過程，從而根據(jù)驅(qū)動程序進行光成形和去除加工。
本發(fā)明還提供一種光成形系統(tǒng)，包括與計算設備一起對目標對象進行光成形的光成形機，所述光成形機具有光照射裝置，用于將光束照射到粉末材料層的指定位置，以使粉末材料的所需部分燒結(jié)，形成燒結(jié)層；用新的粉末材料層覆蓋燒結(jié)層，將光束照射到新的粉末材料層的指定位置，使新的粉末材料粉末的所需部分燒結(jié)，與下面的燒結(jié)層整體地形成新的燒結(jié)層，重復該過程形成層疊的燒結(jié)層，和具有去除加工裝置，用于去除在重復形成燒結(jié)層的過程期間去除層疊的燒結(jié)層的形成體的外面。
該系統(tǒng)的特征在于，所述計算設備包括第一參數(shù)數(shù)據(jù)庫，用于存儲在由所述光照射裝置執(zhí)行的光成形過程中使用的各種參數(shù)；第二參數(shù)數(shù)據(jù)庫，用于存儲在由所述去除加工裝置執(zhí)行的去除加工中使用的各種參數(shù)；第一路徑產(chǎn)生裝置，用于根據(jù)以要形成的目標對象的三維CAD模型數(shù)據(jù)的指定間距切開的每個斷面的輪廓數(shù)據(jù)，和所述第一參數(shù)數(shù)據(jù)庫中存儲的參數(shù)數(shù)據(jù)，產(chǎn)生第一路徑，作為用于所述光照射裝置的光束照射路徑；第二路徑產(chǎn)生裝置，用于根據(jù)三維CAD模型數(shù)據(jù)，所述第二參數(shù)數(shù)據(jù)庫中存儲的參數(shù)數(shù)據(jù)，和指示執(zhí)行去除加工的定時的去除定時數(shù)據(jù)，產(chǎn)生第二路徑，作為用于所述去除加工裝置的去除加工路徑；驅(qū)動程序產(chǎn)生裝置，根據(jù)所述第一路徑數(shù)據(jù)，第二路徑數(shù)據(jù)和去除定時數(shù)據(jù)產(chǎn)生用于驅(qū)動所述光成形機和所述去除加工裝置的驅(qū)動程序，從而使所述光成形機和所述去除加工裝置根據(jù)驅(qū)動程序進行光成形和去除加工。
第二路徑產(chǎn)生裝置根據(jù)三維CAD模型數(shù)據(jù)和所述第二參數(shù)數(shù)據(jù)庫中存儲的參數(shù)數(shù)據(jù)來確定由去除加工裝置執(zhí)行的去除加工中使用的去除工具。由此，能夠利用適合于模型成形的適當工具進行去除加工。
優(yōu)選的是，所述第二路徑產(chǎn)生裝置根據(jù)三維CAD模型數(shù)據(jù)和所述第二參數(shù)數(shù)據(jù)庫中存儲的參數(shù)數(shù)據(jù)產(chǎn)生去除定時數(shù)據(jù)，和在產(chǎn)生所述去除定時數(shù)據(jù)中參考的參數(shù)數(shù)據(jù)包含與切削深度的向下重疊量有關(guān)的數(shù)據(jù)。由此，能夠根據(jù)工具的形狀自動地設置適合的去除定時，并且與去除總是在相同去除定時的情況相比，能夠減少去除次數(shù)，有效地利用工具的切削齒的長度，能夠減少換工具的次數(shù)，減少重疊量，節(jié)省浪費過程，和縮短加工時間。
所述第二路徑產(chǎn)生裝置在去除定時沿高度方向分割針對整個對象模型產(chǎn)生的第二路徑。只需要一次耗時的模型形狀識別過程，能夠縮短計算加工時間。
這種情況下，優(yōu)選的是，所述第二路徑產(chǎn)生裝置產(chǎn)生連貫地連接相鄰的第二路徑的空中線路路徑，忽略產(chǎn)生的第二路徑的對象范圍之上的形狀。由此，能夠忽略浪費的干擾檢驗，并進一步縮短計算過程。
所述第二路徑產(chǎn)生裝置根據(jù)預定的去除定時數(shù)據(jù)，沿高度方向分割三維CAD模型，和根據(jù)分割的模型形狀，和存儲在用于去除加工的所述第二參數(shù)數(shù)據(jù)庫中的參數(shù)數(shù)據(jù)來產(chǎn)生第二路徑。由此，能夠?qū)?yōu)化的去除工具用于每個分割的模型，能夠獲得無浪費的第二路徑。
所述第二路徑產(chǎn)生裝置構(gòu)造在光成形中產(chǎn)生的剩余硬化部分的模型，和由所獲得的剩余硬化模型確定去除范圍，和根據(jù)去除范圍產(chǎn)生第二路徑。由此，能夠獲得更有效的第二路徑。
所述第二路徑產(chǎn)生裝置在由去除定時指定的范圍的最低輪廓，和從所述最低輪廓向外側(cè)偏移指定量的偏移輪廓之間的區(qū)域中確定去除范圍，和根據(jù)所述去除范圍產(chǎn)生第二路徑。這種情況下，能夠獲得更有效的第二路徑。
如果所述第二路徑產(chǎn)生裝置在分割模型間的每個不連貫區(qū)域中產(chǎn)生第二路徑，和產(chǎn)生鏈接所述第二路徑的空中線路路徑，很容易識別所謂的島的一部份，能夠獲得無浪費的第二路徑。
優(yōu)選的是，所述第二路徑產(chǎn)生裝置在用作切削裝置的去除加工裝置執(zhí)行的去除加工中，依據(jù)第二參數(shù)數(shù)據(jù)庫中包含的工具形狀來確定與去除對象部分接觸的接觸開始位置，和根據(jù)所述接觸開始位置產(chǎn)生第二路徑。
本發(fā)明還提供一種光成形程序，生成由計算機執(zhí)行的驅(qū)動程序，用于對由光成形機與計算過程一起執(zhí)行的目標對象執(zhí)行光成形過程，所述光成形過程包括步驟將光束照射到粉末材料層的指定位置，以使粉末材料的所需部分燒結(jié)，形成燒結(jié)層；用新的粉末材料層覆蓋燒結(jié)層；將光束照射到新的粉末材料層的指定位置，使新的粉末材料粉末的所需部分燒結(jié)，與下面的燒結(jié)層整體地形成新燒結(jié)層，重復該過程形成層疊的燒結(jié)層，和包括在重復形成燒結(jié)層的過程期間去除層疊的燒結(jié)層的形成體的外面的步驟。
該程序的特征在于，由計算機執(zhí)行的計算過程包括步驟將各種參數(shù)的第一參數(shù)數(shù)據(jù)存儲在用于光照射處理的第一參數(shù)數(shù)據(jù)庫中；將各種參數(shù)的第二參數(shù)數(shù)據(jù)存儲在用于去除加工的第一參數(shù)數(shù)據(jù)庫中；根據(jù)以要形成的目標對象的三維CAD模型數(shù)據(jù)的指定間距切開的每個斷面的輪廓數(shù)據(jù)，和所述第一參數(shù)數(shù)據(jù)庫中存儲的第一參數(shù)數(shù)據(jù)，產(chǎn)生第一路徑，作為用于光照射處理的光束照射路徑；根據(jù)三維CAD模型數(shù)據(jù)，所述第二參數(shù)數(shù)據(jù)庫中存儲的第二參數(shù)數(shù)據(jù)，和指示執(zhí)行去除加工的定時的去除定時數(shù)據(jù)，產(chǎn)生第二路徑，作為用于去除加工的去除加工路徑；根據(jù)第一路徑數(shù)據(jù)，第二路徑數(shù)據(jù)和去除定時數(shù)據(jù)產(chǎn)生驅(qū)動光成形機的驅(qū)動程序，使所述光成形機執(zhí)行包括光束照射和去除加工的光成形過程，從而根據(jù)所述驅(qū)動程序進行光成形和去除加工。
根據(jù)本發(fā)明，能夠從包含用于光成形的各種參數(shù)的第一參數(shù)數(shù)據(jù)庫中存儲的參數(shù)數(shù)據(jù)、包含用于去除加工的各種參數(shù)的第二參數(shù)數(shù)據(jù)庫中存儲的參數(shù)數(shù)據(jù)、去除定時數(shù)據(jù)、和模型數(shù)據(jù)獲得第一路徑和第二路徑，能夠獲得依次執(zhí)行這些第一路徑和第二路徑的驅(qū)動程序。由此，能夠明顯節(jié)省操作者執(zhí)行光成形過程的勞動和時間，和通過在重復層疊燒結(jié)層的步驟期間執(zhí)行去除加工來有效地執(zhí)行光成形過程。


圖1A、1B是根據(jù)本發(fā)明的光成形系統(tǒng)實施例的方框圖。
圖2A、2B是第一參數(shù)數(shù)據(jù)庫中包含的參數(shù)數(shù)據(jù)的解釋示意圖。
圖3A、3B是第二參數(shù)數(shù)據(jù)庫中包含的參數(shù)數(shù)據(jù)的解釋示意圖。
圖4A、4B是接受模型數(shù)據(jù)的解釋示意圖。
圖5是第一路徑的解釋示意圖。
圖6A、6B是第二參數(shù)數(shù)據(jù)庫中包含的參數(shù)數(shù)據(jù)的另一個實例的解釋示意圖。
圖7是表示干擾檢驗的流程圖。
圖8是表示剩余硬化部分和工具的側(cè)視圖。
圖9是第二路徑的分割的解釋示意圖。
圖10A、10B是表示空中線路路徑的解釋示意圖，圖10A是側(cè)視圖，圖10B是平面圖。
圖11是表示伴隨有分割過程的第二路徑產(chǎn)生過程的流程圖。
圖12是模型分割的解釋示意圖。
圖13是表示伴隨有分割過程的第二路徑產(chǎn)生過程的另一個實例的流程圖。
圖14A是模型的一個實例的透視圖，圖14B是具有重疊的分割模型的解釋示意圖。
圖15A是模型的一個實例的側(cè)視圖，圖15B是同一模型的制造中間狀態(tài)的側(cè)視圖，圖15C是剩余硬化部分的模型的側(cè)視圖。
圖16是表示剩余硬化部分的模型的制成過程的解釋示意圖。
圖17是表示產(chǎn)生第二路徑范圍的確定過程的另一個實例的解釋示意圖。
圖18是表示干擾檢驗的參考范圍的解釋示意圖。
圖19A是使用圓頭槽銑刀為工具時的問題的側(cè)視圖，圖19B是表示解決該問題的手段的放大側(cè)視圖。
圖20A是光成形機的一個實例的切開透視圖，圖20B是其局部透視圖。
具體實施例方式
本申請基于2004年10月26日在日本提交的日本專利申請No.2004-311506(新授權(quán)為日本專利3687677)，在此清楚地引入該申請的整體內(nèi)容作為參考。
下面參考附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。圖20A和20示出了根據(jù)本發(fā)明的光成形系統(tǒng)的一個實例，所述光成形系統(tǒng)主要包括光成形機10，計算設備1及CAD(計算機輔助設計)部分，和其它外圍設備。光成形機10本身與專利文獻1中揭示的光成形機類似。更具體地講，光成形機10包括粉末層形成裝置6，光束照射裝置7。去除加工裝置8，和將粉末層形成裝置6，去除加工裝置8和其它裝置安裝在其中的容器。粉末層形成裝置6將來自粉末罐63的金屬粉末提供給平臺(stage)60。通過在圍繞外圓周的空間內(nèi)移動圓柱體來上、下驅(qū)動平臺。由擠壓葉片(squeezing blade)61均勻地層化供給的金屬粉末，以便在平臺60上形成具有指定厚度的粉末層F。
光束照射裝置7把從激光振蕩器70發(fā)射的激光束通過掃描光系統(tǒng)照射到粉末層F。掃描光系統(tǒng)由束形校正部分75，電鏡(galvano-mirror)71等構(gòu)成。光束照射裝置7被設置在容器28的外部，來自光束照射裝置7的光束通過容器28中設置的透光窗口29照射到粉末層F上。去除加工裝置8具有銑刀頭81，銑刀頭81設置在位于粉末層形成裝置6的基部之上的XY驅(qū)動機構(gòu)80上。
從粉末罐63溢出的金屬粉末被提供到平臺60的基面上，同時由葉片61均勻地整平，以形成粉末層F的第一層。諸如激光束LB之類的光束照射到要硬化的粉末層F的所需部分，以使金屬粉末燒結(jié)，形成與基部結(jié)成一體的第一燒結(jié)層。然后，使平臺略微下降，再次從粉末罐63提供新的金屬粉末，并由葉片61整平，以便在第一粉末層F和第一燒結(jié)層二者上形成第二粉末層F。諸如激光束LB之類的光束照射到要硬化的第二粉末層F的所需部分，以使粉末燒結(jié)，形成與下面的第一燒結(jié)層結(jié)成一體的第二燒結(jié)層。
通過在降低平臺60時重復上述形成新粉末層F的過程，并將光束照射到指定位置形成燒結(jié)層。以層疊的方式堆疊起多個燒結(jié)層。當層疊的燒結(jié)層厚度達到根據(jù)例如去除加工裝置8的銑刀頭81的工具長度預先指定的預定值時，對去除加工裝置8進行一次驅(qū)動，以切除直到目前為止堆疊的形成體的表面(即，銑去側(cè)面)，從而使其外面受到去除加工，以便完成其整個表面。
優(yōu)選的是，可以使用顆粒大小為10至100mm的、大致為球形的鐵粉末作為粉末，用二氧化碳激光束作為光束，但本發(fā)明不限于僅使用他們。另外，去除加工裝置8不限于使用銑刀頭81，而是可以使用其它切削裝置。
下面參考圖1A和1B描述執(zhí)行計算過程的計算設備1的構(gòu)成。如圖1A所示，計算設備1包括包含用于進行光成形的各種參數(shù)的第一參數(shù)數(shù)據(jù)庫2，和包含用于執(zhí)行去除和切削加工的各種參數(shù)的第二數(shù)據(jù)庫3。計算設備1還包括模型數(shù)據(jù)接受單元11，切開處理單元12，用于為光成形過程產(chǎn)生第一路徑P1的第一路徑產(chǎn)生單元13，用于為去除或切削加工產(chǎn)生第二路徑P2的第二路徑產(chǎn)生單元14，還包括驅(qū)動程序產(chǎn)生單元15。應該指出，在該構(gòu)造中，第一和第二參數(shù)數(shù)據(jù)庫(2，3)可以被形成為單個數(shù)據(jù)庫。
如圖1B所示，包括CPU、RAM和ROM的計算設備1通過I/O接口101與存儲單元102、通信單元103(103’)、鼠標105、鍵盤106、顯示單元104、和控制器107相連。
下面參考圖1A和1B描述根據(jù)本發(fā)明的光成形系統(tǒng)的加工操作。
當通過操作鍵盤和/或鼠標提供規(guī)定指令時，CPU根據(jù)該指令讀出ROM中存儲的、或記錄在存儲單元102中的程序，并將要執(zhí)行的程序加載到RAM。作為替換，也可以由從通信單元103(103’)接收的信息來指令程序的執(zhí)行。然后，CPU按照需要發(fā)出加工結(jié)果，和在由諸如LCD或CRT構(gòu)成的顯示單元104上顯示該加工結(jié)果，或?qū)⒓庸そY(jié)果發(fā)送到打印機(未示出)，或通過通信單元發(fā)送到外部設備，或存儲在存儲單元102中。
并不總是需要按照加工的時間序列描述計算設備(計算機)1執(zhí)行各種過程的程序的步驟，可以并行或單獨處理這些步驟。計算設備1不限于單個單元，而是可以使用多個計算設備分開處理該程序。此外，計算設備可以位于遠端位置，而可以將程序傳送到該遠端計算設備來執(zhí)行。
存儲單元102不限于特別指定的類型，只要能夠存儲由CPU執(zhí)行的程序和數(shù)據(jù)即可，可以使用計算機能夠讀取的任何類型的記錄介質(zhì)和存儲器件作為存儲單元102，例如，諸如內(nèi)部硬盤和可移動盤之類的磁盤，磁光盤，光盤，非易失性存儲器，EPROM，EEPROM，諸如閃存器件之類的半導體存儲器件，和任何其它記錄介質(zhì)。
當與能夠從記錄介質(zhì)讀出要執(zhí)行的光成形程序的計算設備1一起使用時，記錄有本發(fā)明的光成形程序的計算機可讀記錄介質(zhì)能夠顯示出本發(fā)明的特定效果。
如圖1A所示，當計算設備1處理和執(zhí)行本發(fā)明的光成形程序時，模型數(shù)據(jù)接受單元11從要生產(chǎn)的目標對象的三維CAD獲取三維模型數(shù)據(jù)。切開處理單元12以指定的間距切分模型數(shù)據(jù)，以獲得每個斷面的輪廓數(shù)據(jù)。第一路徑產(chǎn)生單元13根據(jù)每個斷面的輪廓數(shù)據(jù)和第一參數(shù)數(shù)據(jù)庫2中存儲的參數(shù)數(shù)據(jù)形成光束照射線路的第一路徑P1。第二路徑產(chǎn)生單元14根據(jù)三維CAD模型數(shù)據(jù)，第二參數(shù)數(shù)據(jù)庫3中存儲的參數(shù)數(shù)據(jù)，和表示去除加工定時的去除定時數(shù)據(jù)產(chǎn)生形成去除加工線路的第二路徑P2。驅(qū)動程序產(chǎn)生單元15根據(jù)上面獲得的第一路徑P1，第二路徑P2的數(shù)據(jù)，和去除定時數(shù)據(jù)，產(chǎn)生用于驅(qū)動光成形機10和設置在光成形機中的去除加工裝置8的驅(qū)動程序P3。這意味著可以用在計算設備1中執(zhí)行操作的計算機程序(即，應用軟件)來實施模型接受單元11和各種加工單元12至15。
第一參數(shù)數(shù)據(jù)庫2存儲光成形機本身的各種數(shù)據(jù)，如圖2A的表中所示，和與成形過程有關(guān)的各種參數(shù)，如圖2B的表中所示。圖2B所示的后面的數(shù)據(jù)表包括諸如光束照射點直徑，光束照射功率，照射速度，照射圖案(固態(tài)描繪圖案片段)，和照射間隔之類的各種數(shù)據(jù)，關(guān)于要燒結(jié)的每種粉末材料。圖2B示出了后面數(shù)據(jù)表的一個實例，其中在每個燒結(jié)粉末材料和后面提到的每個切開間距中描述了數(shù)據(jù)。
第二參數(shù)數(shù)據(jù)庫3存儲與去除加工裝置8有關(guān)的各種數(shù)據(jù)(參數(shù))，用于進行光成形機中提供的銑和切削加工。如圖3A所示，數(shù)據(jù)庫3包括存儲工具直徑和可在每種工作材料中使用的工具的首下(underhead)長度數(shù)據(jù)和工具材料的數(shù)據(jù)的標準工具數(shù)據(jù)部分，夾具直徑，諸如球型和平面型之類的類型數(shù)據(jù)，或其它規(guī)范。如圖3B所示，切削條件數(shù)據(jù)部分存儲可在每個結(jié)束模式中使用的搜集工具，和其驅(qū)動條件。
接下來，下面描述由計算設備1進行的計算操作。首先，模型數(shù)據(jù)接受單元11從三維CAD獲取要生產(chǎn)的目標對象的三維模型數(shù)據(jù)，作為至少描述表面的面部和背部的三維固態(tài)模型或表面模型(例如，STL模型)。
模型數(shù)據(jù)的表達形式可以被規(guī)定為諸如NURBS之類的曲率表達式，和由三角等表示的多邊形近似表達式。在所希望的模型需要曲率表達式時，優(yōu)選曲率表達式，而當加工時間更重要時，優(yōu)選多邊形近似表達式。
在由激光掃描進行的燒結(jié)過程中，不需要嚴格的精度，可以使用圖4A所示的大致多邊形近似精度的模型數(shù)據(jù)。在通過銑或切削進行的去除加工中，由于要求高精度的模型，可以應用如圖4B中所示的精確的多邊形近似模型(例如，STL表達式)數(shù)據(jù)或曲率顯示模型數(shù)據(jù)。就是說，模型數(shù)據(jù)的類型在為成形加工產(chǎn)生第一路徑P1時的情況與在為去除加工產(chǎn)生第二路徑P2時的情況之間可以不同。然而，在此應該指出，在兩種模型數(shù)據(jù)中，定義其位置的坐標系統(tǒng)應該匹配。
接下來，切開處理單元12以規(guī)定間距切分模型數(shù)據(jù)，以便獲得每個斷面的輪廓數(shù)據(jù)。該切開處理可以通過，例如，日本專利申請公開No.2001-277369中公開的已知技術(shù)來實現(xiàn)，在此為了簡單起見而不再具體描述。在該切開處理中，如圖5所示，在公開中描述的偏移過程中的偏移量OFST不限于激光束光點直徑的值，而是可以預設為指定量。該指定量優(yōu)選的是參考例如在第一參數(shù)數(shù)據(jù)庫2中初步描述的值，或者也可以是在加工期間由操作者輸入的值。偏移加工方向不限于輪廓線的內(nèi)側(cè)，而是該偏移也可以從輪廓線移到外側(cè)，以便可以在去除加工中為去除提供較大的容差。
可以由操作者輸入，或者根據(jù)粉末材料，模型形狀，或所需的精度自動確定切開間距。
當在切開過程中獲得每個斷面的形狀時，第一路徑產(chǎn)生單元13參考第一參數(shù)數(shù)據(jù)庫3中存儲的參數(shù)數(shù)據(jù)，和根據(jù)每個斷面的輪廓數(shù)據(jù)在每個斷面形狀中產(chǎn)生用于形成光束照射路線的第一路徑P1。在該第一路徑產(chǎn)生步驟中，如圖5所示，順序地描述由光束LB對模型的切開斷面M1的輪廓掃描時的位置坐標，和順序地描述切開斷面內(nèi)的固態(tài)描繪路徑坐標。因此，以可用作NC控制的光成形機的NC數(shù)據(jù)的格式來產(chǎn)生第一路徑P1。優(yōu)選的是，應該在第一路徑P1的數(shù)據(jù)中描述光束LB的光點直徑，照射速度v，照射間隔p，照射功率和其它照射條件。因此，在開始加工時，不需要分開設置這些條件，能夠減少操作錯誤。
在用于成形的第一路徑產(chǎn)生步驟之后，或與其并行，第二路徑產(chǎn)生單元4根據(jù)分開給定的模型數(shù)據(jù)和去除定時數(shù)據(jù)，以可用作NC控制的去除加工裝置的格式產(chǎn)生第二路徑P2。關(guān)于要使用的工具，操作者可以從第二參數(shù)數(shù)據(jù)庫3中存儲的工具中選擇，或者第二路徑產(chǎn)生單元14可以通過參考如下面提到的模型形狀，自動確定要使用的工具。
當確定了要使用的工具時，確定加工方法和要加工的區(qū)域。加工方法可以包括諸如輪廓線加工，表面復制加工，角落跳過(corner skip)加工，和其他加工之類的傳統(tǒng)切削加工，雖然不限于此。
當確定了工具，加工方法，和加工區(qū)域時，為去除加工產(chǎn)生第二路徑P2。該加工可以利用偏移方法，預留偏移方法，和用于切削加工的傳統(tǒng)CAM中采用的Z_map方法，或其他方法來實現(xiàn)，但本發(fā)明不限于此。
然而，應該根據(jù)對此進行參考的去除定時數(shù)據(jù)的值，在高度方向分割第二路徑P2。例如，在規(guī)定去除定時數(shù)據(jù)以致每當按5mm的厚度堆疊燒結(jié)層時執(zhí)行去除加工的情況下，應該在高度方向按每隔5mm分割路徑?？梢杂刹僮髡咭?guī)定去除定時數(shù)據(jù)，或者根據(jù)第二參數(shù)數(shù)據(jù)庫3中的預設值來規(guī)定去除定時數(shù)據(jù)。另外，可以構(gòu)成第二路徑產(chǎn)生單元14根據(jù)模型數(shù)據(jù)和第二參數(shù)數(shù)據(jù)庫3中存儲的第二參數(shù)數(shù)據(jù)來產(chǎn)生去除定時數(shù)據(jù)。另外，如下面提到的，可以根據(jù)要使用的根據(jù)自動選擇去除定時數(shù)據(jù)。這種情況下，稍后描述分割方法。
當由第一路徑產(chǎn)生單元13產(chǎn)生第一路徑P1和由第二路徑產(chǎn)生單元14產(chǎn)生第二路徑P2時，驅(qū)動程序產(chǎn)生單元15產(chǎn)生用于監(jiān)督第一路徑P1，第二路徑P2，和去除定時數(shù)據(jù)的驅(qū)動程序P3。
程序P3用于與作為子程序的第一和第二路徑P1和P2一起來驅(qū)動光成形機10和去除定時裝置8。就是說，用第一路徑P1作為光成形機的NC數(shù)據(jù)，用第二路徑P2作為去除加工裝置的NC數(shù)據(jù)。驅(qū)動程序P3，第一路徑P1和第二路徑P2被傳送到控制器107。控制器107控制光成形機和其去除加工裝置的操作。當操作者發(fā)出執(zhí)行控制器中存儲的驅(qū)動程序P3的指令時，程序P3依次獲取所需的第一路徑P1和第二路徑P2，以便驅(qū)動光成形機和其去除加工裝置。結(jié)果是，光成形機和其去除加工裝置通過根據(jù)第一路徑P1照射光束，從而形成要層疊的燒結(jié)層，然后每當去除定時數(shù)據(jù)指定的定時，根據(jù)用于執(zhí)行去除加工的第二路徑P2來操作去除加工裝置。于是，通過重復上述過程來制造光成形產(chǎn)品的目標對象。
為了自動選擇在去除加工中使用的根據(jù)，例如，根據(jù)波動、曲率選擇合適根據(jù)的數(shù)據(jù)，把要切掉的對象表面的水平狀態(tài)和垂直狀態(tài)記錄在如圖6A的表中所示的第二參數(shù)數(shù)據(jù)庫3中，或者在能夠使用多個工具的情況下記錄工具的優(yōu)先數(shù)據(jù)，如圖6B的表中所示。
于是，如圖7所示，當?shù)诙窂疆a(chǎn)生單元14產(chǎn)生第二路徑P2時，從模型數(shù)據(jù)獲取表面形狀信息和鄰近干擾表面區(qū)的信息(步驟S3)，根據(jù)取決于表面形狀的數(shù)據(jù)來選擇工具(步驟S4，S5)，檢驗與鄰近表面的干擾(步驟S6)，和檢測是否干擾，選擇低優(yōu)先的工具(通常是直徑較小的工具)。
去除工具的自動選擇是一種常規(guī)技術(shù)，而不是新技術(shù)，但是，為了在本實施例中的堆疊燒結(jié)層的層疊過程中執(zhí)行去除加工，本實施例中的選擇算法與常規(guī)算法的區(qū)別在于以下幾點。就是說，在本發(fā)明中執(zhí)行去除加工時，在比目前要受到去除加工的堆疊燒結(jié)層的高度高的位置沒有層疊的燒結(jié)層。因此，能夠跳過檢驗工具、工具夾具和主軸與要受到去除的形成體之間的干擾。而在常規(guī)方法中，當對完成的產(chǎn)品進行去除加工時，該檢驗步驟是必須的。因此，本發(fā)明能夠明顯縮短工具選擇加工時間。
此外，如上所述，當?shù)诙窂疆a(chǎn)生單元14根據(jù)模型數(shù)據(jù)和第二參數(shù)數(shù)據(jù)庫3中的第二參數(shù)數(shù)據(jù)產(chǎn)生去除定時數(shù)據(jù)時，可以根據(jù)工具9的首下長度L和端部直徑R來確定去除定時數(shù)據(jù)(切削深度)T。然而，實際上應該優(yōu)先考慮以下幾點。就是說，在執(zhí)行光成形過程中，如圖8所示，在目前層疊和燒結(jié)部分5的一側(cè)形成燒結(jié)部分50的下垂余量，除了工具9的首下長度L和端部直徑R，和從工具9的首下長度L減去重疊量“ovr”和端部直徑R的值之外，第二參數(shù)數(shù)據(jù)庫3中必須包括去除過量燒結(jié)部分50的下垂部分所需的重疊量“ovr”。作為替換，將比該值小的值設置為去除定時數(shù)據(jù)T。當在層疊和燒結(jié)步驟期間實施的一次去除步驟中使用多個工具9時，通過與工具9的最短首下長度L相符來確定去除定時數(shù)據(jù)T。當使用多個工具9時，通過施加每個工具9的切削定時數(shù)據(jù)，在達到該定時時能夠由工具9執(zhí)行去除加工。
下面描述在產(chǎn)生第二路徑P2的過程中，根據(jù)去除定時數(shù)據(jù)T執(zhí)行的分割過程。在該分割中，在一種情況下，首先針對整個模型數(shù)據(jù)計算第二路徑P2，然后根據(jù)去除定時數(shù)據(jù)T分割針對整個模型數(shù)據(jù)的第二路徑P2。作為替換，在另一種情況下，首先根據(jù)去除定時數(shù)據(jù)T沿高度方向分割模型數(shù)據(jù)，然后可以根據(jù)各個分割的模型數(shù)據(jù)產(chǎn)生單獨的第二路徑P2。
在前一種情況下，如圖9所示，首先產(chǎn)生整個模型的第二路徑P2，從整個第二路徑P2順序提取與按去除定時數(shù)據(jù)T分割的每個去除高度范圍對應的部分，以便獲得分割的第二路徑P2。這種情況下，能夠確認整個模型的第二路徑P2，并且能夠確認遺漏的加工步驟和路徑。在計算第二路徑P2時，雖然需要模型形狀識別過程，并且該過程要消耗時間，然而只需要一次模型識別過程，并且能夠縮短總的消耗時間。
如上所述，在去除加工中，優(yōu)選的是重疊到下側(cè)，在從整個模型的第二路徑P2提取與去除高度范圍對應的提取部分時，在重疊和設置按去除定時數(shù)據(jù)T分割的每個去除高度范圍后提取第二路徑P2。
在計算第二路徑P2時，如果如圖10所示在特定去除高度范圍內(nèi)的不同位置有要去除的部分(島)，針對這些部分(島)產(chǎn)生多個去除第二路徑P2a，P2b，P2c，并且同時或在該產(chǎn)生之后產(chǎn)生用于鏈接這些多個第二路徑P2a，P2b的空中第二路徑P2’，以便創(chuàng)建一個第二路徑P2。
與上面提到的為去除加工自動選擇工具的情況相同，由于在去除時要連接的第二路徑P2a，P2b，P2c的對象部分上沒有形成任何對象，因此很容易計算空中線路路徑P2’。因此，在該部分上沒有干擾對象，實際上不需要考慮干擾來計算空中線路路徑P2’。據(jù)此，盡管是從整體模型計算第二路徑P2，通過在第二路徑P2a，P2b，P2c略微偏移來產(chǎn)生空中線路路徑P2’，以使工具可以在例如比要連接的第二路徑P2a，P2b，P2c的對象部分的上側(cè)略微高0.1mm到1mm之上處經(jīng)過。在該加工中，能夠在目前計算第二路徑P2的部分上忽略由圖10A中的虛線指示的模型形狀。由于幾乎不需要考慮干擾，可以只由方便的路徑，例如由最短距離鏈接的空中線路路徑P2’來鏈接要連接的第二路徑P2a，P2b，P2c。圖11是表示產(chǎn)生包括空中線路路徑P2’的上述第二路徑P2的操作。
當如圖12所示根據(jù)去除定時數(shù)據(jù)T分割模型數(shù)據(jù)以便為分割的模型數(shù)據(jù)單獨產(chǎn)生第二路徑P2時，不需要獲得分割的模型數(shù)據(jù)的最上表面的第二路徑P2，并從第二路徑P2的計算范圍中排除對其計算。圖13示出了這種情況中的流程圖。根據(jù)需要，能夠如上所述產(chǎn)生空中線路路徑P2’。
由于針對多個模型數(shù)據(jù)單獨地計算第二路徑P2，優(yōu)選的是，啟動多個第二路徑產(chǎn)生裝置，以便將分割的多個模型數(shù)據(jù)并行地傳送到要加工的第二路徑P2產(chǎn)生裝置，由此縮短消耗的時間。
此外，另一個優(yōu)點是能夠根據(jù)分割的模型形狀使用適當?shù)墓ぞ攉@得經(jīng)濟的第二路徑P2。例如，在圖12中，形狀(Ma)的模型只在一側(cè)的垂直平面上具有去除表面，并選擇大直徑的平頭銑刀為工具，對于圖12中具有曲率和斜面的形狀(Mb)，(Mc)，(Md)和(Me)的模型，可以選擇圓頭槽銑刀為工具，以平滑地完成該表面。另外，在圖12的形狀(Mc)和(Me)的模型中，由于沒有臺階部分，可以使用大直徑圓頭槽銑刀為工具，以便迅速加工。在圖12的形狀(Mb)和(Md)的模型中，由于有臺階部分，選擇小直徑的圓頭槽銑刀為工具來有效地加工臺階部分。
如圖12所示，當把形狀(Me)的模型分割成多個島時，為了便于識別，很容易伴隨某個島的切削深度的改變而產(chǎn)生第二路徑P2a，伴隨另一個島的切削深度的改變而產(chǎn)生第二路徑P2b，和用于鏈接這些第二路徑P2a，P2b的一個空中線路路徑P2’。這種情況下，與通過用空中線路路徑鏈接某個島的高度部分的第二路徑和另一個島的高度部分的第二路徑，改變切削深度，和進一步重復相同的步驟來產(chǎn)生多個空中線路路徑的情況相比，能夠以更短的時間，并且容易地產(chǎn)生路徑。
如上所述，在產(chǎn)生第二路徑P2的過程中，由于優(yōu)選的是重疊對下側(cè)的去除加工，在分割模型時，如圖14所示，根據(jù)由去除定時數(shù)據(jù)T指示的量，從按第二參數(shù)數(shù)據(jù)庫3中存儲的重疊量“ovr”的一部分延伸到下側(cè)的分割的模型來計算各個第二路徑P2。
此外，在根據(jù)分割模型產(chǎn)生去除經(jīng)過P2時，很容易在產(chǎn)生重疊到下側(cè)的第二路徑P2的情況下解決下列問題。就是說，如圖15A所示，在模型的形狀具有中度斜面部分的情況下，對圖15B中所示的部分進行去除，和將燒結(jié)層層疊在其上。此后，在下一次去除時，在上面計算第二路徑P2的過程中，由于中度斜面部分的整個區(qū)域處在重疊量“ovr”的范圍中，在該整個區(qū)域中設置第二路徑P2。然而，如圖15C所示，下垂的剩余硬化部分50確實只與一部分中度斜面部分重疊，其它部分是被前面的去除加工切去的部分，剩余硬化部分50不存在。因此，該部分不需要另一次去除加工，如果僅按重疊量“ovr”從延伸到下側(cè)的分割模型產(chǎn)生第二路徑P2，在消耗浪費時間的同時產(chǎn)生第二路徑P2。
然而，通過生成添加有最初預測的剩余硬化部分50的模型的剩余硬化部分附加模型，并產(chǎn)生想要去除該剩余硬化部分附加模型的第二路徑P2能夠解決該問題。
如圖16所示，獲得此次剩余硬化部分50的模型。具體地講，通過在按去除定時數(shù)據(jù)T截開的模型中向要去除的表面添加偏移量α，將偏移部分的下側(cè)向下延伸重疊量“ovr”的部分或分開給定的剩余硬化部分50的下垂量作為參數(shù)數(shù)據(jù)，和從它們包圍的區(qū)域排除與初始模型(該模型是與下層側(cè)的模型組合的去除定時數(shù)據(jù)T分割的模型)重疊的部分。
如圖17所示，通過從由去定時數(shù)據(jù)T分割的模型最低部分的輪廓向外側(cè)添加偏移量γ伽馬，將添加該添加偏移量γ的輪廓的內(nèi)側(cè)和只有未與最初模型重疊的范圍設置為工具的可移動范圍Ω，只在與從去除定時數(shù)據(jù)T和重疊量“ovr”確定的去除范圍Z和工具可移動范圍Ω二者相符的區(qū)域中產(chǎn)生第二路徑P2。于是，能夠消除產(chǎn)生不需要的第二路徑P2的問題。
最初根據(jù)要使用的粉末材料和其燒結(jié)條件來確定這些偏移量α，γ和向下延伸量(例如，重疊量“ovr”)，這些量存儲在第二參數(shù)數(shù)據(jù)庫3中。
另外，當基于按照去除定時數(shù)據(jù)T分割的每個模型確定第二路徑P2時，當計算第二路徑P2時，在把下層側(cè)的模型形狀作為對工具的干擾檢驗區(qū)的情況下，優(yōu)選的是，參考與由去除定時數(shù)據(jù)T和重疊量“ovr”確定的第二路徑P2的計算范圍遠的下層側(cè)的模型形狀。
如圖18所示，當由作為圓頭槽銑刀的工具9的邊緣切削和去除對象范圍Z的局部開口9a時，由于工具9的前端可能與下層側(cè)造成干擾，把從去除對象范圍Z起的下部9b傳送到第二路徑產(chǎn)生單元14作為參考區(qū)域。要參考的模型的范圍可以是比去除對象范圍Z低的全部模型形狀，但是，考慮到速度，可以是與工具9的半徑R對應的范圍。
當針對整個模型確定第二路徑P2，然后根據(jù)去除定時數(shù)據(jù)T分割路徑P2時存在類似問題。然而，由于用于切削的模型和要產(chǎn)生的第二路徑P2是整個模型，不需要將其作為參考范圍分開添加，可以直接檢驗干擾。
當以兩種方式中的任何一種分割時，如果要使用的工具9是圓頭槽銑刀，優(yōu)選的是考慮以下幾點來計算第二路徑P2。就是說，當根據(jù)去除定時數(shù)據(jù)T產(chǎn)生第二路徑P2時，如果工具9是圓頭槽銑刀，由于工具9的前端是半球狀的，切削開始位置來到圖19A中所示的點，并且在輪廓線處理中的最初路徑中，可以根本不與剩余硬化部分5接觸，可能導致加工失敗。
因此，根據(jù)第二參數(shù)數(shù)據(jù)庫3中存儲的工具9的端半徑R和剩余硬化部分5的寬度w的預測數(shù)據(jù)來確定工具9的接觸高度，并且通過從該高度開始切削，能夠消除由失敗造成的加工時間損失。
通過從模型中要去除的部分的上表面下降距離ΔH來計算帶有剩余硬化部分5的工具9的接觸高度作為位置值，其中由如下的公式獲得ΔH
(R-ΔH)2+(R-W)2＝R2(R-ΔH)2＝W(2R-W)ΔH＝R-(W(2R-W))1/2當然，當工具9是平頭銑刀時，通過假設R＝0來確定切削開始位置工業(yè)實用性由此，本發(fā)明能夠從包含用于光成形的各種參數(shù)的第一參數(shù)數(shù)據(jù)庫中存儲的參數(shù)數(shù)據(jù)，包含用于去除加工的各種參數(shù)的第二數(shù)據(jù)庫中存儲的參數(shù)數(shù)據(jù)，去除定時數(shù)據(jù)，和模型數(shù)據(jù)來獲得第一路徑和第二路徑，能夠獲得用于順序執(zhí)行這些第一路徑和第二路徑的驅(qū)動程序。因此，能夠明顯節(jié)省操作者執(zhí)行光成形加工的體力和時間，通過在層疊燒結(jié)層的重復步驟期間執(zhí)行去除加工能夠有效地執(zhí)行光成形加工。
權(quán)利要求
1.一種光成形方法，包括由光成形機(10)與計算設備(1)執(zhí)行的計算過程一起對目標對象進行光成形的過程，所述光成形過程包括步驟將光束照射到粉末材料層的指定位置，以使粉末材料的所需部分燒結(jié)，形成燒結(jié)層；用新的粉末材料層覆蓋燒結(jié)層；將光束照射到新的粉末材料層的指定位置，使新的粉末材料粉末的所需部分燒結(jié)，與下面的燒結(jié)層整體地形成新燒結(jié)層；重復該過程形成層疊的燒結(jié)層；所述光成形過程還包括在重復形成燒結(jié)層的過程期間去除處于層疊的燒結(jié)層的形成體的外面的步驟，其特征在于，由計算設備(1)執(zhí)行的計算過程包括步驟將各種參數(shù)的第一參數(shù)數(shù)據(jù)存儲于在光成形過程中用于光照射處理的第一參數(shù)數(shù)據(jù)庫(2)中；將各種參數(shù)的第二參數(shù)數(shù)據(jù)存儲在用于去除加工的第一參數(shù)數(shù)據(jù)庫中(2)；根據(jù)以要形成的目標對象的三維CAD模型數(shù)據(jù)的指定間距切開的每個斷面的輪廓數(shù)據(jù)，和所述第一參數(shù)數(shù)據(jù)庫(2)中存儲的第一參數(shù)數(shù)據(jù)，產(chǎn)生第一路徑(P1)，作為用于光照射處理的光束照射路徑；根據(jù)三維CAD模型數(shù)據(jù)，所述第二參數(shù)數(shù)據(jù)庫(3)中存儲的第二參數(shù)數(shù)據(jù)，和指示執(zhí)行去除加工的定時的去除定時數(shù)據(jù)，產(chǎn)生第二路徑(P2)，作為用于去除加工的去除加工路徑；根據(jù)第一路徑數(shù)據(jù)，第二路徑數(shù)據(jù)和去除定時數(shù)據(jù)，產(chǎn)生驅(qū)動用于執(zhí)行光成形過程的光成形機(10)的驅(qū)動程序，所述光成形過程執(zhí)行包括光束照射和去除加工，從而根據(jù)驅(qū)動程序進行光成形和去除加工。
2.一種光成形系統(tǒng)，包括與計算設備(1)一起對目標對象進行光成形的光成形機(10)，所述光成形機具有光照射裝置(8)，用于將光束照射到粉末材料層的指定位置，以使粉末材料的所需部分燒結(jié)，形成燒結(jié)層；用新的粉末材料層覆蓋燒結(jié)層，將光束照射到新的粉末材料層的指定位置，使新的粉末材料粉末的所需部分燒結(jié)，與下面的燒結(jié)層整體地形成新的燒結(jié)層；重復該過程形成層疊的燒結(jié)層；所述光成形機還具有去除加工裝置(8)，用于去除在重復形成燒結(jié)層的過程期間去除層疊的燒結(jié)層的形成體的外面，其特征在于，所述計算設備(1)包括第一參數(shù)數(shù)據(jù)庫(2)，用于存儲在由所述光照射裝置(7)執(zhí)行的光成形過程中使用的各種參數(shù)；第二參數(shù)數(shù)據(jù)庫(3)，用于存儲在由所述去除加工裝置(8)執(zhí)行的去除加工中使用的各種參數(shù)；第一路徑產(chǎn)生裝置(13)，用于根據(jù)以要形成的目標對象的三維CAD模型數(shù)據(jù)的指定間距切開的每個斷面的輪廓數(shù)據(jù)，和所述第一參數(shù)數(shù)據(jù)庫(2)中存儲的參數(shù)數(shù)據(jù)，產(chǎn)生第一路徑(P1)，作為用于所述光照射裝置的光束照射路徑；第二路徑產(chǎn)生裝置(14)，用于根據(jù)三維CAD模型數(shù)據(jù)，所述第二參數(shù)數(shù)據(jù)庫(3)中存儲的參數(shù)數(shù)據(jù)，和指示執(zhí)行去除加工的定時的去除定時數(shù)據(jù)，產(chǎn)生第二路徑(P2)，作為用于所述去除加工裝置的去除加工路徑；驅(qū)動程序產(chǎn)生裝置(15)，根據(jù)所述第一路徑數(shù)據(jù)，第二路徑數(shù)據(jù)和去除定時數(shù)據(jù)產(chǎn)生用于驅(qū)動所述光成形機(10)和所述去除加工裝置(8)的驅(qū)動程序(P3)，從而使所述光成形機(10)和所述去除加工裝置(8)根據(jù)驅(qū)動程序進行光成形和去除加工。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光成形系統(tǒng)，其中第二路徑產(chǎn)生裝置(14)根據(jù)三維CAD模型數(shù)據(jù)和所述第二參數(shù)數(shù)據(jù)庫(3)中存儲的參數(shù)數(shù)據(jù)來確定由去除加工裝置(8)執(zhí)行的去除加工中使用的去除工具。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的光成形系統(tǒng)，其中所述第二路徑產(chǎn)生裝置(14)根據(jù)三維CAD模型數(shù)據(jù)和所述第二參數(shù)數(shù)據(jù)庫(3)中存儲的參數(shù)數(shù)據(jù)產(chǎn)生去除定時數(shù)據(jù)，在產(chǎn)生所述去除定時數(shù)據(jù)時所參考的參數(shù)數(shù)據(jù)包含與切削深度的向下重疊量(ovr)有關(guān)的數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2至4中的任何一項所述的光成形系統(tǒng)，其中所述第二路徑產(chǎn)生裝置(14)在去除定時沿高度方向分割針對整個對象模型產(chǎn)生的第二路徑(P2)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光成形系統(tǒng)，其中所述第二路徑產(chǎn)生裝置(14)產(chǎn)生連貫地連接相鄰的第二路徑的空中線路路徑，忽略所產(chǎn)生的第二路徑的對象范圍之上的形狀。
7.根據(jù)權(quán)利要求2至4中的任何一項所述的光成形系統(tǒng)，其中所述第二路徑產(chǎn)生裝置(14)根據(jù)預定的去除定時數(shù)據(jù)，沿高度方向分割三維CAD模型，根據(jù)分割的模型形狀和存儲在用于去除加工的所述第二參數(shù)數(shù)據(jù)庫(3)中的參數(shù)數(shù)據(jù)來產(chǎn)生第二路徑。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光成形系統(tǒng)，其中所述第二路徑產(chǎn)生裝置構(gòu)造在光成形中產(chǎn)生的剩余硬化部分的模型，依據(jù)所獲得的剩余硬化模型確定去除范圍，根據(jù)去除范圍產(chǎn)生第二路徑。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光成形系統(tǒng)，其中所述第二路徑產(chǎn)生裝置(14)在由去除定時指定的范圍的最低輪廓，和從所述最低輪廓向外側(cè)偏移指定量的偏移輪廓之間的區(qū)域中確定去除范圍，根據(jù)所述去除范圍產(chǎn)生第二路徑。
10.根據(jù)權(quán)利要求7至9中的任何一項所述的光成形系統(tǒng)，其中所述第二路徑產(chǎn)生裝置(14)在分割模型間的每個不連貫區(qū)域中產(chǎn)生第二路徑，產(chǎn)生鏈接所述第二路徑的空中線路路徑。
11.根據(jù)權(quán)利要求2至10中的任何一項所述的光成形系統(tǒng)，其中所述第二路徑產(chǎn)生裝置(14)在用作切削裝置的去除加工裝置(8)執(zhí)行的去除加工中，依據(jù)第二參數(shù)數(shù)據(jù)庫(3)中包含的工具形狀來確定與去除對象部分接觸的接觸開始位置，根據(jù)所述接觸開始位置產(chǎn)生第二路徑。
全文摘要
在由光成形機(10)與計算設備(1)一起對目標對象執(zhí)行光成形的過程中，根據(jù)以要形成的目標對象的三維CAD模型數(shù)據(jù)的指定間距切開的每個斷面的輪廓數(shù)據(jù)，和第一參數(shù)數(shù)據(jù)，產(chǎn)生第一路徑(P1)，作為光束照射路徑。根據(jù)三維CAD模型數(shù)據(jù)，第二參數(shù)數(shù)據(jù)，和指示執(zhí)行去除加工的定時的去除定時數(shù)據(jù)，產(chǎn)生第二路徑(P2)，作為去除加工路徑。根據(jù)第一路徑數(shù)據(jù)，第二路徑數(shù)據(jù)和去除定時數(shù)據(jù)產(chǎn)生驅(qū)動程序(P3)，所述驅(qū)動程序執(zhí)行包括光束照射和去除加工的光成形過程，從而根據(jù)驅(qū)動程序進行光成形和去除加工。
文檔編號B22F3/10GK101048273SQ20058003675
公開日2007年10月3日 申請日期2005年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月26日
發(fā)明者阿部諭, 新開弘一 申請人:松下電工株式會社