[发明专利]层叠造形方法

说明书

在基于层叠轨道计划对层叠造形物进行造形的过程中，通过与焊炬一体地设置于机器人前端轴的非接触式形状传感器，测定已设的熔敷焊道的形状轮廓。从形状轮廓和焊炬的瞄准位置来提取焊道形状的第一几何信息，从层叠轨道计划来提取与第一几何信息对应的第二几何信息，算出第一几何信息与第二几何信息的偏差量。根据偏差量，变更层叠轨道计划中规定的熔敷焊道的焊道高度与焊道宽度的至少一者来更新层叠轨道计划，根据层叠轨道计划的更新结果来变更焊接条件。

技术领域

本发明涉及层叠造形方法。

背景技术

使焊接机器人对包含多层状的熔敷焊道的层叠造形物进行造形的控制技术的开发正在进行(例如，参照专利文献1、2、非专利文献1)。

专利文献1中记载了如下方法：在对建设用的铁柱进行焊接的情况下，由激光传感器实时地测量已焊接的熔敷焊道的形状，根据被测量的焊道形状从数据库中选定焊接条件，来调整焊炬的瞄准位置、焊接电流以及焊接电压等。

非专利文献1中记载了如下方法：在基于熔融线的层叠造形中，根据由激光传感器测量出的焊道形状，控制焊接电压和焊接速度从而调整所形成的熔敷焊道的高度和宽度。

专利文献2中记载了在进行多层焊接时调整接下来的焊道形成的瞄准位置的方法。该方法中，测量在平板上所形成的熔敷焊道的形状，根据其测量结果来求取焊道形状近似函数。然后，利用该焊道形状近似函数，求取在焊道两肋存在倾斜壁板的情况下形成的熔敷焊道的焊道形状预测函数。记载了根据求取的焊道形状预测函数，将焊道形成的瞄准位置设为焊道最小高度的位置或者焊道与倾斜壁板的交点的位置的任一位置。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平9-182962号公报

专利文献2：日本特开昭63-84776号公报

非专利文献

非专利文献1：Han Q.，Li Y.，Zhang G.(2018)Online Control of DepositedGeometry of Multi-layer Multi-bead Structure for Wire and Arc AdditiveManufacturing.In：Chen S.，Zhang Y.，Feng Z.(eds)Transactions on IntelligentWelding Manufacturing.Transactions on Intelligent WeldingManufacturing.Springer，Singapore

发明内容

-发明要解决的课题-

如上述，为了高精度地制造层叠造形物，需要正确地控制各熔敷焊道的宽度和高度。为此，如专利文献1、非专利文献1那样，在测量所形成的熔敷焊道的形状，对下一工序中的焊道形成位置、焊接条件等进行反馈控制的情况下，为了缩短工序的生产节拍时间，谋求实时且高速的测量。但是，一般在使用激光传感器来测量焊道形状的情况下，由于传感器的受光灵敏度、焊道的直线性等而导致检测值的偏差变大。因此，为了进行稳定的测量而耗费时间，难以实现高速化。

此外，在为了形成熔敷焊道而控制焊炬的前端位置时，在通常的坡口焊接中能够利用坡口来高精度地进行定位。但是，在将层叠造形物堆叠来造形的情况下，不存在坡口这种的绝对的定位基准。因此，无法如专利文献2那样将配置在焊道两肋的倾斜侧板的位置作为基准来求取焊道形状近似函数。此外，焊道形状的近似运算变得复杂，近似精度也降低，从而预测的焊道形状的精度降低。再有，所形成的熔敷焊道也根据从焊炬前端突出的焊丝(填充材料)的突出长度、与周围焊道的接近距离等的条件而变化，因此，在焊道形成的瞄准位置产生偏离，或者由于溅射的附着而焊接变得不稳定。

为此，本发明的目的在于，提供一种正确地求取焊道形成的瞄准位置、能够制造高精度的层叠造形物的层叠造形方法。