本發(fā)明涉及控制金屬粉的供給量的層壓造形。

背景技術(shù)：

一直以來(lái)，作為對(duì)金屬進(jìn)行層壓造形加工的技術(shù)，已知，鋪設(shè)金屬粉并照射光束，來(lái)形成硬化層(固化層)的粉末頭(powderhead)方式、或一邊照射光束一邊同時(shí)噴涂金屬粉，來(lái)形成硬化層的粉末噴涂方式等。作為公開(kāi)與粉末噴涂方式有關(guān)的技術(shù)的文獻(xiàn)，例如有專利文獻(xiàn)1和專利文獻(xiàn)2。在專利文獻(xiàn)1中記載了，將陶瓷或金屬等的粉末排列于母材表面，通過(guò)激光來(lái)加熱燒結(jié)，并對(duì)以上步驟進(jìn)行重復(fù)的激光加工所相關(guān)的技術(shù)。在專利文獻(xiàn)2中記載了如下技術(shù)：在制造將多層的燒結(jié)層進(jìn)行層壓一體化后的立體造形物的方法中，一邊使供給粉末材料的部位移動(dòng)，一邊通過(guò)高密度能量熱源對(duì)該供給的粉末材料加熱并燒結(jié)。

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本專利第2798281號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本特開(kāi)2006-200030號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

通常，將能夠得到與程序指令路徑一致(平行)的加工面的加工物作為高精度加工物。但是，在從加工頭照射激光并噴涂金屬粉，并對(duì)溶解層進(jìn)行層壓的粉末噴涂方式的層壓加工中，有時(shí)通過(guò)加工頭的移動(dòng)速度或噴涂金屬粉的面的凹凸，無(wú)法得到按照程序指令路徑的加工面。

圖1是對(duì)彎曲行進(jìn)的加工頭路徑的一例進(jìn)行示意性表示的圖。圖1中通過(guò)xy坐標(biāo)(平面)來(lái)表示在使路徑n1直進(jìn)后，改變方向而在路徑n2上彎曲的加工頭路徑。在從路徑n1向路徑n2彎曲的拐角，進(jìn)行加工頭速度的減速。圖2是對(duì)因加工速度的變化而無(wú)法得到按照程序指令路徑的加工面的例子進(jìn)行示意性表示的圖。如圖2所示，若在拐角處加工頭移動(dòng)的速度減速，則供給至每個(gè)單位面積的金屬粉增多，從而相應(yīng)地溶解層變厚。

圖3是對(duì)直線行進(jìn)的加工頭的路徑的一例進(jìn)行示意性表示的圖。圖3中示出了直線的路徑n3，加工頭以一定速度沿路徑n3移動(dòng)。圖4是對(duì)由于噴涂金屬粉的面的凹凸而無(wú)法得到按照程序指令路徑的加工面的例子進(jìn)行示意性表示的圖。如圖4所示，在表面凹陷的部分所得到的加工面也凹陷，在表面膨起的位置所得到的加工面也膨起。這樣，即使是以一定速度在直線的路徑n3上行進(jìn)的情況下，如果在噴涂金屬粉的面存在凹凸，則也無(wú)法得到按照程序指令路徑的加工面。

在專利文獻(xiàn)1和專利文獻(xiàn)2中公開(kāi)的現(xiàn)有技術(shù)中，均無(wú)法充分應(yīng)對(duì)上述無(wú)法得到按照程序指令路徑的加工面的狀況。例如，在專利文獻(xiàn)2中公開(kāi)了在要得到的立體造形物的表層側(cè)部位減小粉末材料的供給速度，在要得到的立體造形物的內(nèi)層側(cè)部位增大粉末材料的供給速度，但是并未考慮加工速度的變化或表面的凹凸。

本發(fā)明的目的在于，提供一種能夠進(jìn)行激光照射并控制噴涂金屬粉的供給量，得到按照程序指令路徑的高精度層壓造形加工物的層壓造形加工方法及層壓造形加工裝置。

技術(shù)方案(1)：本發(fā)明涉及一邊供給金屬粉(例如，后述的金屬粉5)一邊使照射激光(例如，后述的激光4)的加工部(例如，后述的加工頭10)移動(dòng)來(lái)進(jìn)行層壓造形的層壓造形加工方法，該層壓造形加工方法包含：設(shè)定步驟，其對(duì)表示所述加工部的速度的速度指令值(例如，后述的速度指令值fc)、以及表示對(duì)應(yīng)于所述速度指令值的所述金屬粉的供給量的金屬粉供給量指令值(例如，后述的金屬粉供給量指令值mc)進(jìn)行設(shè)定；取得步驟，其取得反映實(shí)際移動(dòng)的所述加工部的速度的實(shí)際速度信息(例如，后述的速度f(wàn))或表示所述加工部與噴涂金屬粉的面之間的實(shí)際距離的實(shí)際距離信息(例如，后述的實(shí)際距離g)、或者實(shí)際速度信息及實(shí)際距離信息這兩者；以及供給量計(jì)算步驟，其以程序指令路徑與加工面一致的方式，基于所述實(shí)際速度信息及所述實(shí)際距離信息中的至少1個(gè)來(lái)修正所述金屬粉供給量指令值并計(jì)算金屬粉供給量(例如，后述的金屬粉供給量mout)。

技術(shù)方案(2)：在技術(shù)方案(1)所述的層壓造形加工方法中，也可以對(duì)所述金屬粉供給量預(yù)先設(shè)定供給量最小值(例如，后述的最小箝位值mmin)，當(dāng)基于所述實(shí)際速度信息而計(jì)算出的所述金屬粉供給量低于所述供給量最小值時(shí)，將所述供給量最小值設(shè)定給所述金屬粉供給量。

技術(shù)方案(3)：在技術(shù)方案(1)或(2)所述的層壓造形加工方法中，也可以包含金屬粉調(diào)整量計(jì)算步驟，其根據(jù)所述取得步驟中取得的所述實(shí)際距離信息與預(yù)先設(shè)定的距離信息(例如，后述的假定距離gc)的差來(lái)計(jì)算金屬粉調(diào)整量(例如，后述的金屬粉調(diào)整量a)，在所述供給量計(jì)算步驟中，使用所述金屬粉調(diào)整量來(lái)計(jì)算所述金屬粉供給量。

技術(shù)方案(4)：在技術(shù)方案(3)所述的層壓造形加工方法中，也可以對(duì)所述金屬粉調(diào)整量預(yù)先設(shè)定調(diào)整量最小值(例如，后述的最小箝位值amin)及調(diào)整量最大值(例如，后述的最大箝位值amax)，當(dāng)所述金屬粉調(diào)整量低于所述調(diào)整量最小值時(shí)，將所述調(diào)整量最小值設(shè)定給所述金屬粉調(diào)整量，當(dāng)所述金屬粉調(diào)整量高于所述調(diào)整量最大值時(shí)，將所述調(diào)整量最大值設(shè)定給所述金屬粉調(diào)整量。

技術(shù)方案(5)：在技術(shù)方案(1)至(4)中任一項(xiàng)所述的層壓造形加工方法中，所述層壓造形加工方法也可以包含激光輸出計(jì)算步驟，其根據(jù)所述供給量計(jì)算步驟中計(jì)算出的所述金屬粉供給量來(lái)修正預(yù)先設(shè)定的激光輸出指令值(例如，后述的激光輸出指令值pc)，并計(jì)算激光輸出值(例如，后述的激光輸出值pout)。

技術(shù)方案(6)：在技術(shù)方案(5)所述的層壓造形加工方法中，優(yōu)選包含激光調(diào)整量計(jì)算步驟，其根據(jù)所述供給量計(jì)算步驟中計(jì)算出的所述金屬粉供給量與所述金屬粉供給量指令值的差來(lái)計(jì)算激光輸出調(diào)整量(例如，后述的激光輸出調(diào)整量b)，在所述激光輸出計(jì)算步驟中，使用所述激光輸出調(diào)整量來(lái)計(jì)算所述激光輸出值。

技術(shù)方案(7)：在技術(shù)方案(6)所述的層壓造形加工方法中，優(yōu)選對(duì)所述激光輸出調(diào)整量預(yù)先設(shè)定輸出調(diào)整量最小值(例如，后述的最小箝位值bmin)及輸出調(diào)整量最大值(例如，后述的最大箝位值bmax)，當(dāng)所述激光輸出調(diào)整量低于所述輸出調(diào)整量最小值時(shí)，將所述輸出調(diào)整量最小值設(shè)定給所述激光輸出調(diào)整量，當(dāng)所述激光輸出調(diào)整量高于所述輸出調(diào)整量最大值時(shí)，將所述輸出調(diào)整量最大值設(shè)定給所述激光輸出調(diào)整量。

技術(shù)方案(8)：本發(fā)明涉及一種層壓造形加工裝置(例如，后述的層壓造形加工裝置)，其具備：加工部(例如，后述的加工頭10)，其一邊供給金屬粉(例如，后述的金屬粉5)一邊照射激光(例如，后述的激光4)；以及控制裝置(例如，后述的控制裝置20)，其對(duì)表示所述加工部的速度的速度指令值(例如，后述的速度指令值fc)、以及表示與所述速度指令值相對(duì)應(yīng)的所述金屬粉的供給量的金屬粉供給量指令值(例如，后述的金屬粉供給量指令值mc)進(jìn)行設(shè)定，所述控制裝置取得反映實(shí)際移動(dòng)的所述加工部的速度的實(shí)際速度信息(例如，后述的速度f(wàn))、或表示所述加工部與噴涂金屬粉的面之間的實(shí)際距離的實(shí)際距離信息(例如，后述的實(shí)際距離g)、或者實(shí)際速度信息及實(shí)際距離信息這兩者，并以程序指令路徑與加工面一致的方式，基于所述實(shí)際速度信息及所述實(shí)際距離信息中的至少1個(gè)來(lái)修正所述金屬粉供給量指令值并計(jì)算金屬粉供給量(例如，后述的金屬粉供給量mout)。

根據(jù)本發(fā)明的層壓造形加工方法及層壓造形加工裝置，能夠使程序指令路徑與加工面一致，并得到高精度的層壓造形加工物。

附圖說(shuō)明

圖1是對(duì)彎曲地行進(jìn)的加工頭的路徑的一例進(jìn)行示意性表示的圖。

圖2是對(duì)由于加工速度的變化而使程序指令路徑與加工面不一致的例子進(jìn)行示意性表示的圖。

圖3是對(duì)直線行進(jìn)的加工頭的路徑的一例進(jìn)行示意性表示的圖。

圖4是對(duì)由于噴涂金屬粉的面的凹凸而使程序指令路徑與加工面不一致的例子進(jìn)行示意性表示的圖。

圖5是對(duì)本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的層壓造形加工裝置的加工頭進(jìn)行示意性表示的圖。

圖6是對(duì)層壓造形加工裝置的電連接關(guān)系進(jìn)行示意性表示的框圖。

圖7是表示基準(zhǔn)金屬粉供給量相對(duì)于加工頭速度的關(guān)系的圖表。

圖8是表示金屬粉調(diào)整量相對(duì)于從加工頭到噴涂金屬粉的面為止的理想距離與加工中的距離之間的差的關(guān)系的圖表。

圖9是表示設(shè)定金屬粉供給量的處理的流程的流程圖。

圖10是表示激光輸出調(diào)整量相對(duì)于金屬粉供給量指令值與金屬粉供給量之間的差的關(guān)系的圖表。

圖11是表示設(shè)定激光輸出值的處理的流程的流程圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明

1層壓造形加工裝置

2溶解層

4激光

5金屬粉

10加工頭(加工部)

20控制裝置

a金屬粉調(diào)整量

amax最大箝位值(調(diào)整量最大值)

amin最小箝位值(調(diào)整量最小值)

b激光輸出調(diào)整量

bmax最大箝位值(調(diào)整量最大值)

bmin最小箝位值(調(diào)整量最小值)

f速度(實(shí)際速度信息)

g實(shí)際距離(實(shí)際距離信息)

fc速度指令值

mout金屬粉供給量

mc金屬粉供給量指令值

mmin最小箝位值(供給量最小值)

pc激光輸出指令值

pout激光輸出值

具體實(shí)施方式

下面，一邊參照附圖一邊進(jìn)行說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。

圖5是對(duì)本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的層壓造形加工裝置1的加工頭10進(jìn)行示意性表示的圖。本實(shí)施方式的層壓造形加工裝置1用于，通過(guò)在照射激光4的同時(shí)噴涂金屬粉5的粉末噴涂方式的加工頭10來(lái)形成硬化層(固化層)的層壓造形加工。本實(shí)施方式的加工頭10構(gòu)成為可調(diào)整金屬粉5的供給量，通過(guò)后述的控制裝置20的控制來(lái)調(diào)整在激光照射時(shí)噴涂的金屬粉5的供給量。

圖6是對(duì)層壓造形加工裝置1的電連接關(guān)系進(jìn)行示意性表示的框圖。如圖6所示，層壓造形加工裝置1具備：上述加工頭10、連接加工頭10的光纖激光裝置40、使加工頭10移動(dòng)的加工頭移動(dòng)裝置11、間隙傳感器12、以及進(jìn)行層壓造形加工裝置1的各種控制的控制裝置20。

光纖激光裝置40為用于輸出激光4的光纖激光振蕩器，并連接至加工頭10。光纖激光裝置40與后述的控制裝置20電連接，并由該控制裝置20來(lái)控制。

加工頭移動(dòng)裝置11為具有多個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)15的機(jī)械臂型機(jī)器人，在前端安裝有加工頭10。多個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)15經(jīng)由伺服放大器(圖示省略)連接至后述的控制裝置20。多個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)15分別與作為左右方向移動(dòng)軸的x軸、作為前后方向移動(dòng)軸的y軸、作為加工頭10的上下方向移動(dòng)軸的z軸相對(duì)應(yīng)，可以使加工頭10三維移動(dòng)。此外，加工頭移動(dòng)裝置11并不局限于機(jī)械臂型機(jī)器人，可以使用使加工頭10移動(dòng)的適當(dāng)?shù)膯卧?。此外，雖然在圖2中圖示了3個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)15，但是并不是對(duì)伺服電動(dòng)機(jī)15的數(shù)量或配置有所限定，可以根據(jù)情況進(jìn)行適當(dāng)變更。

間隙傳感器12是對(duì)從加工頭10前端到噴涂金屬粉的面為止的實(shí)際距離g進(jìn)行檢測(cè)的距離檢測(cè)部。間隙傳感器12例如被安裝在加工頭10的前端。此外，在以下的說(shuō)明中，簡(jiǎn)單地將加工頭10與噴涂金屬粉的面的距離這樣的情況設(shè)為表示從加工頭10的前端到噴涂金屬粉的面為止的實(shí)際距離g。

控制裝置20為具有控制激光照射及加工頭10的移動(dòng)的功能的cnc(數(shù)值控制裝置)。

本實(shí)施方式的控制裝置20具備：進(jìn)行加工頭10的移動(dòng)控制的數(shù)值控制部21、控制金屬粉5的供給量的金屬粉供給量設(shè)定部23、控制激光4的輸出的激光輸出控制部24、以及存儲(chǔ)各種程序及數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)部30。

數(shù)值控制部21作為控制加工頭移動(dòng)裝置11的軸方向以及不同配置的各伺服電動(dòng)機(jī)15的數(shù)值控制裝置來(lái)發(fā)揮作用，以便于基于經(jīng)由接口(圖示省略)設(shè)定的程序指令路徑來(lái)移動(dòng)加工頭10。程序指令路徑為對(duì)要進(jìn)行層壓的加工面的路徑，但是也是根據(jù)加工對(duì)象或加工目的來(lái)設(shè)定的加工頭10的路徑，加工頭10形成與該程序指令路徑平行的移動(dòng)軌跡。

另外，數(shù)值控制部21基于由程序設(shè)定的速度指令值fc，來(lái)進(jìn)行加工頭移動(dòng)裝置11的各軸的伺服電動(dòng)機(jī)15的控制，控制加工頭10移動(dòng)的速度。

金屬粉供給量設(shè)定部23基于加工頭10的速度及從加工頭10到噴涂金屬粉的面為止的實(shí)際距離g，來(lái)設(shè)定金屬粉供給量mout。針對(duì)金屬粉供給量mout的設(shè)定方法來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。

在本實(shí)施方式中，基于加工頭10的實(shí)際移動(dòng)速度來(lái)計(jì)算基準(zhǔn)金屬粉供給量m，通過(guò)在該基準(zhǔn)金屬粉供給量m的基礎(chǔ)上加上基于加工頭10與噴涂金屬粉的面之間的實(shí)際距離g而設(shè)定的金屬粉調(diào)整量a，來(lái)設(shè)定表示由加工頭10實(shí)際供給的金屬粉5的量的金屬粉供給量mout。金屬粉供給量mout可以通過(guò)下面的數(shù)學(xué)式來(lái)表示。

mout＝m+a···(1)

mout：金屬粉供給量(mout＞0)，

m：基準(zhǔn)金屬粉供給量，

a：金屬粉調(diào)整量。

針對(duì)基準(zhǔn)金屬粉供給量m的設(shè)定來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。圖7是表示基準(zhǔn)金屬粉供給量m相對(duì)于加工頭10的速度的關(guān)系的圖表。基準(zhǔn)金屬粉供給量m是表示反映了考慮后述金屬粉調(diào)整量之前的實(shí)際速度的金屬粉供給量的值，通過(guò)下面的數(shù)學(xué)式來(lái)計(jì)算。

m＝m0+(mc-m0)×(f/fc)···(2)

mc：與速度指令值fc相對(duì)應(yīng)的金屬粉供給量指令值，

m0：加工頭的速度為0時(shí)的金屬粉供給量，

f：根據(jù)向各軸輸出的速度指令值計(jì)算出的加工頭的速度，

fc：由程序指定的速度指令值。

速度f(wàn)是根據(jù)數(shù)值控制部21輸出至各軸的速度指令值，作為排出金屬粉5并且照射激光4的加工頭10前端的實(shí)際的速度(實(shí)際速度信息)而計(jì)算出的值。如數(shù)學(xué)式(2)所示，基準(zhǔn)金屬粉供給量m是在速度指令值fc的值中反映了加工頭10的速度f(wàn)的值，并計(jì)算為與實(shí)際速度f(wàn)相對(duì)應(yīng)的值。如圖7所示，金屬粉供給量指令值mc是與速度指令值fc對(duì)應(yīng)設(shè)定的值。加工頭10的速度f(wàn)是基于加工頭移動(dòng)裝置11的各伺服電動(dòng)機(jī)(圖示省略)的輸出數(shù)值、例如x軸、y軸及z軸的輸出值而設(shè)定的速度，并表示加工頭10的實(shí)際移動(dòng)速度的值。

在本實(shí)施方式中，作為切片而預(yù)先設(shè)定了表示加工頭10的速度為0時(shí)的金屬粉的供給量的m0，并且設(shè)定了最小箝位值mmin。最小箝位值mmin比m0設(shè)定得大。當(dāng)基準(zhǔn)金屬粉供給量m為最小箝位值mmin以下時(shí)，最小箝位值mmin被設(shè)定為基準(zhǔn)金屬粉供給量m。

針對(duì)金屬粉調(diào)整量a來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。圖8是表示金屬粉調(diào)整量a相對(duì)于從加工頭10到噴涂金屬粉的面為止的理想假定距離gc與加工中的實(shí)際距離g之間的差的關(guān)系的圖表。金屬粉調(diào)整量a通過(guò)下面的數(shù)學(xué)式來(lái)計(jì)算。

a＝aadj×(g-gc)···(3)

aadj：決定對(duì)應(yīng)于實(shí)際距離g與假定距離gc之間的差的金屬粉調(diào)整量a的斜率，

g：加工頭與噴涂金屬粉的面的實(shí)際距離，

gc：加工頭與噴涂金屬粉的面的假定距離。

如數(shù)學(xué)式(3)所示，金屬粉調(diào)整量a基于預(yù)定的斜率aadj，反映從加工頭10到溶解層2的表面為止的實(shí)際的實(shí)際距離g，并設(shè)定為與實(shí)際距離g相對(duì)應(yīng)的值。實(shí)際距離g是通過(guò)間隙傳感器12檢測(cè)的加工頭與噴涂金屬粉的面的實(shí)際距離(參照?qǐng)D5)。假定距離gc是被設(shè)定為加工頭與噴涂金屬粉的面的理想距離的距離，并且是由程序預(yù)先設(shè)定的值。

aadj是用于決定對(duì)應(yīng)于實(shí)際距離g與假定距離gc之間的差的金屬粉調(diào)整量a的斜率，基于加工頭10與噴涂金屬粉的面之間的距離和金屬粉供給量的關(guān)系而預(yù)先設(shè)定aadj。利用數(shù)學(xué)式(3)來(lái)計(jì)算對(duì)應(yīng)于實(shí)際距離g與假定距離gc的差的金屬粉調(diào)整量a。

如圖8所示，對(duì)金屬粉調(diào)整量a分別設(shè)定最小箝位值amin及最大箝位值amax。當(dāng)計(jì)算出的金屬粉調(diào)整量a低于最小箝位值amin時(shí)將該最小箝位值amin設(shè)定為金屬粉調(diào)整量a。當(dāng)計(jì)算出的金屬粉調(diào)整量a高于最大箝位值amax時(shí)將該最大箝位值amax設(shè)定為金屬粉調(diào)整量a。

圖9是表示設(shè)定金屬粉供給量mout的處理的流程的流程圖。如圖9所示，若開(kāi)始設(shè)定金屬粉供給量mout的處理，則控制裝置20的金屬粉供給量設(shè)定部23取得由程序設(shè)定的加工頭10的速度指令值fc(步驟s101)。接著，取得與所取得的速度指令值fc對(duì)應(yīng)的金屬粉供給量指令值mc(步驟s102)。

金屬粉供給量設(shè)定部23基于數(shù)值控制部21向各軸的伺服電動(dòng)機(jī)15輸出的速度指令值，取得加工頭10的速度f(wàn)。該速度f(wàn)是由實(shí)際的伺服電動(dòng)機(jī)15控制的加工頭10的實(shí)際速度信息，也反映了程序指令路徑彎曲時(shí)等的速度的減速或加速。并且，基于作為實(shí)際速度信息的速度f(wàn)及數(shù)學(xué)式(2)來(lái)計(jì)算基準(zhǔn)金屬粉供給量m(步驟s103)。

接著，基于間隙傳感器12的檢測(cè)值來(lái)取得加工頭10與噴涂金屬粉的面的實(shí)際距離g(步驟s104)，并基于數(shù)學(xué)式(3)來(lái)計(jì)算金屬粉調(diào)整量a(步驟s105)。并且，基于步驟s103中計(jì)算出的基準(zhǔn)金屬粉供給量m、以及步驟s105中計(jì)算出的金屬粉調(diào)整量a，來(lái)計(jì)算金屬粉供給量mout(步驟s106)。

通過(guò)以上的處理，計(jì)算金屬粉供給量mout作為反映了加工頭10的實(shí)際移動(dòng)速度并且反映了加工對(duì)象的工件3的表面凹凸的值，該金屬粉供給量mout在加工作業(yè)中實(shí)際由加工頭10供給。

接著，針對(duì)基于金屬粉供給量mout來(lái)進(jìn)行激光輸出的調(diào)整的激光輸出控制部24進(jìn)行說(shuō)明。激光輸出控制部24設(shè)定與實(shí)際供給的金屬粉5的量相對(duì)應(yīng)的最合適的激光輸出。

在本實(shí)施方式中，通過(guò)反映實(shí)際的實(shí)際距離g的激光輸出調(diào)整量b來(lái)調(diào)整預(yù)先設(shè)定的激光輸出指令值pc，由此設(shè)定實(shí)際輸出的激光輸出值pout。激光輸出值pout可以通過(guò)下面的數(shù)學(xué)式來(lái)表示。

pout＝pc+b···(4)

pout：激光輸出值，

b：激光輸出調(diào)整量。

圖10是表示激光輸出調(diào)整量b相對(duì)于金屬粉供給量指令值mc與金屬粉供給量mout之間的差的關(guān)系的圖表。激光輸出值pout通過(guò)下面的數(shù)學(xué)式來(lái)計(jì)算。如數(shù)學(xué)式(5)所示，計(jì)算激光輸出值pout，以反映實(shí)際供給的金屬粉供給量。

b＝badj×(mout-mc)···(5)

badj：用于根據(jù)金屬粉供給量mout與金屬粉供給量指令值mc的差來(lái)決定激光輸出調(diào)整量b的斜率,

mout：實(shí)際供給的金屬粉供給量,

mc：金屬粉供給量指令值。

另外，可以根據(jù)數(shù)學(xué)式(4)及數(shù)學(xué)式(5)表現(xiàn)為下面的數(shù)學(xué)式。

pout＝pc+(badj×(mout-mc))···(6)

badj是用于根據(jù)金屬粉供給量mout與金屬粉供給量指令值mc的差來(lái)決定激光輸出調(diào)整量b的斜率，并基于金屬粉供給量與激光輸出的關(guān)系而被預(yù)先設(shè)定?；趯?shí)際供給的金屬粉供給量mout與金屬粉供給量指令值mc的差來(lái)設(shè)定激光輸出調(diào)整量b。因此，即使在金屬粉供給量指令值mc被修正為金屬粉供給量mout時(shí)，仍設(shè)定與該修正后的金屬粉供給量mout相對(duì)應(yīng)的激光輸出值pout。

如圖10所示，對(duì)激光輸出調(diào)整量b分別設(shè)定最小箝位值bmin及最大箝位值bmax。當(dāng)計(jì)算出的激光輸出調(diào)整量b低于最小箝位值bmin時(shí)，將該最小箝位值bmin設(shè)定為激光輸出調(diào)整量b。當(dāng)計(jì)算出的激光輸出調(diào)整量b高于最大箝位值bmax時(shí)，將該最大箝位值bmax設(shè)定為激光輸出調(diào)整量b。

圖11是表示設(shè)定激光輸出值pout的處理的流程的流程圖。針對(duì)設(shè)定激光輸出值pout的處理的流程來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。

如圖11所示，在設(shè)定激光輸出值pout的處理中，首先取得實(shí)際供給的金屬粉供給量mout(步驟s201)。接著，根據(jù)金屬粉供給量指令值mc及金屬粉供給量mout并基于數(shù)學(xué)式(5)來(lái)計(jì)算激光輸出調(diào)整量b(步驟s202)。并且，基于步驟s202的處理中計(jì)算出的激光輸出調(diào)整量b和數(shù)學(xué)式(4)來(lái)計(jì)算激光輸出值pout(步驟s203)

根據(jù)以上說(shuō)明的實(shí)施方式的層壓造形加工方法，將實(shí)現(xiàn)如下效果。

即，層壓造形加工方法包含：設(shè)定步驟(步驟s101～s102)，對(duì)表示加工頭10的速度的速度指令值fc及表示與速度指令值fc相對(duì)應(yīng)的金屬粉5的供給量的金屬粉供給量指令值mc進(jìn)行設(shè)定；取得步驟(步驟s103～s105)，取得表示實(shí)際移動(dòng)的加工頭10的速度的速度f(wàn)、以及表示加工頭10與噴涂金屬粉的面之間的實(shí)際距離的實(shí)際距離g這兩者；以及供給量計(jì)算步驟(步驟s106)，以程序指令路徑與加工面一致的方式，基于速度f(wàn)及實(shí)際距離g來(lái)修正金屬粉供給量指令值mc，計(jì)算金屬粉供給量mout。

由此，能夠以程序指令路徑與加工面一致的方式，根據(jù)加工頭10的實(shí)際移動(dòng)速度及加工頭10與噴涂金屬粉的面之間的實(shí)測(cè)距離(實(shí)際距離g)，來(lái)調(diào)整噴涂在工件3上的金屬粉5的供給量，因此可以得到高精度的層壓造形加工物。

對(duì)金屬粉供給量mout預(yù)先設(shè)定最小箝位值mmin，當(dāng)基于表示實(shí)際移動(dòng)的加工頭10的速度的速度f(wàn)而計(jì)算出的金屬粉供給量mout低于最小箝位值mmin時(shí)，將最小箝位值mmin設(shè)定給金屬粉供給量mout。

由此，由于反映實(shí)際移動(dòng)速度的速度f(wàn)變?yōu)檩^低的值，因此可以可靠地防止沒(méi)有以所需要量來(lái)供給金屬粉供給量mout的情況，從而能夠兼顧使程序指令路徑與加工面一致、以及使金屬粉供給量mout的供給量穩(wěn)定化。

包含根據(jù)取得步驟中取得的實(shí)際距離g與預(yù)先設(shè)定的假定距離gc之間的差來(lái)計(jì)算金屬粉調(diào)整量a的金屬粉調(diào)整量計(jì)算步驟(步驟s105)，在供給量計(jì)算步驟中使用金屬粉調(diào)整量a來(lái)計(jì)算金屬粉供給量mout。

由此，通過(guò)利用實(shí)際距離g與假定距離gc的差，可以通過(guò)簡(jiǎn)單處理而高精度地在金屬粉供給量mout的計(jì)算中反映實(shí)際狀況。

對(duì)金屬粉調(diào)整量a預(yù)先設(shè)定最小箝位值amin及最大箝位值amax，當(dāng)金屬粉調(diào)整量a低于最小箝位值amin時(shí)將最小箝位值amin設(shè)定給金屬粉調(diào)整量a，當(dāng)金屬粉調(diào)整量a高于最大箝位值amax時(shí)將最大箝位值amax設(shè)定給金屬粉調(diào)整量a。

由此，即使是在實(shí)際距離g與假定距離gc的差過(guò)大、或者過(guò)小的情況下，也不會(huì)過(guò)剩地設(shè)定金屬粉調(diào)整量a，從而能夠可靠地防止金屬粉供給量mout超出適當(dāng)范圍的情況。

本實(shí)施方式的層壓造形加工方法包含激光輸出計(jì)算步驟(步驟s201～s203)，其根據(jù)供給量計(jì)算步驟中計(jì)算出的金屬粉供給量mout來(lái)修正預(yù)先設(shè)定的激光輸出指令值pc，計(jì)算激光輸出值pout。

由此，由于激光輸出對(duì)應(yīng)于根據(jù)實(shí)際狀況調(diào)整而得的金屬粉供給量mout，因此可以進(jìn)一步提高層壓造形的精度。

包含激光調(diào)整量計(jì)算步驟(步驟s202)，其根據(jù)供給量計(jì)算步驟中計(jì)算出的金屬粉供給量mout與金屬粉供給量指令值mc的差來(lái)計(jì)算激光輸出調(diào)整量b，在激光輸出計(jì)算步驟中使用激光輸出調(diào)整量b來(lái)計(jì)算激光輸出值pout。

由此，通過(guò)利用金屬粉供給量mout與金屬粉供給量指令值mc的差，能夠通過(guò)簡(jiǎn)單的處理，在激光輸出中高精度地反映實(shí)際供給的金屬粉供給量mout。

對(duì)激光輸出調(diào)整量b預(yù)先設(shè)定最小箝位值bmin及最大箝位值bmax，當(dāng)激光輸出調(diào)整量b低于最小箝位值bmin時(shí)將最小箝位值bmin設(shè)定給激光輸出調(diào)整量b，當(dāng)激光輸出調(diào)整量b高于最大箝位值bmax時(shí)將最大箝位值bmax設(shè)定給激光輸出調(diào)整量b。

由此，即使在金屬粉供給量mout與金屬粉供給量指令值mc的差變得過(guò)大或過(guò)小的情況下，也不會(huì)過(guò)剩地設(shè)定激光輸出調(diào)整量b，能夠可靠地防止激光輸出上升過(guò)度或下降過(guò)度而無(wú)法適當(dāng)進(jìn)行層壓造形的情況。

另外，本實(shí)施方式的層壓造形加工裝置1具備：一邊供給金屬粉5一邊照射激光4的加工頭10、以及對(duì)表示加工頭10的速度的速度指令值fc及表示對(duì)應(yīng)于所述速度指令值fc的金屬粉5的供給量的金屬粉供給量指令值mc進(jìn)行設(shè)定的控制裝置20。并且，控制裝置20取得表示實(shí)際移動(dòng)的加工頭10的速度的速度f(wàn)及表示加工頭10與噴涂金屬粉的面之間的距離的實(shí)際距離g，并以程序指令路徑與加工面一致的方式，基于速度f(wàn)及實(shí)際距離g來(lái)修正金屬粉供給量指令值mc，計(jì)算金屬粉供給量mout。根據(jù)該構(gòu)成，能夠以程序指令路徑與加工面一致的方式，根據(jù)加工頭10的實(shí)際移動(dòng)速度及加工頭10與噴涂金屬粉的面之間的實(shí)測(cè)距離，來(lái)調(diào)整噴涂至工件3的金屬粉5的供給量，因此可以得到高精度的層壓造形加工物。

以上，對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行了說(shuō)明，但是本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施方式，可以進(jìn)行適當(dāng)變更。

在上述實(shí)施方式中，雖然構(gòu)成為基于作為實(shí)際速度信息的速度f(wàn)及作為實(shí)際距離信息的實(shí)際距離g這兩者來(lái)修正金屬粉供給量指令值mc并計(jì)算金屬粉供給量mout，但是并不局限于該構(gòu)成。例如，也可以省略計(jì)算金屬粉調(diào)整量a的處理，基于速度f(wàn)來(lái)計(jì)算金屬粉供給量mout、或者省略取得速度f(wàn)來(lái)計(jì)算金屬粉供給量mout的處理，而基于實(shí)際距離g來(lái)計(jì)算金屬粉供給量mout。即，也可以構(gòu)成為基于反映實(shí)際移動(dòng)的加工部的速度的實(shí)際速度信息或表示加工部與噴涂金屬粉的面之間的實(shí)際距離的實(shí)際距離信息中的某一個(gè)，來(lái)計(jì)算金屬粉供給量mout。另外，在上述實(shí)施方式中，雖然基于金屬粉供給量mout來(lái)計(jì)算激光輸出值pout，但是也可以省略基于金屬粉供給量mout來(lái)調(diào)整激光輸出值的處理。

在上述實(shí)施方式中，雖然將加工頭10與噴涂金屬粉的面的距離作為從加工頭10的前端到噴涂金屬粉的面為止的實(shí)際距離g來(lái)進(jìn)行了說(shuō)明，但是關(guān)于實(shí)際距離信息只要能夠掌握加工頭10與噴涂金屬粉的面的位置關(guān)系即可，測(cè)定距離的基準(zhǔn)位置可以根據(jù)情況來(lái)適當(dāng)變更。

在上述實(shí)施方式中，基于來(lái)自數(shù)值控制部21的指令來(lái)計(jì)算速度f(wàn)，但是也可以構(gòu)成為通過(guò)其他方法來(lái)檢測(cè)加工頭10的速度。

在上述實(shí)施方式中，構(gòu)成為通過(guò)作為距離檢測(cè)部的間隙傳感器12來(lái)計(jì)算實(shí)際距離g，但是檢測(cè)加工頭10與噴涂金屬粉的面的距離的方法可以根據(jù)情況來(lái)適當(dāng)變更。

在上述實(shí)施方式中，示出了控制裝置20兼用激光控制裝置及數(shù)值控制裝置的例子，但是并不局限于該結(jié)構(gòu)。也可以構(gòu)成為激光控制裝置與數(shù)值控制裝置分別獨(dú)立。另外，還可以構(gòu)成為通過(guò)與數(shù)值控制不同的方法來(lái)控制加工頭10。