[发明专利]层积条件控制装置

说明书

一种层积条件控制装置(100)，其对一边将金属材料供给至母材的被加工部、一边使激光照射位置移动而进行层积造形的工作机械(11)的层积条件进行控制，该层积条件控制装置(100)具有：加工程序解析部(101)，其基于加工程序(10)而求出激光照射位置处的激光束的扫描速度；数据取得部(103)，其取得激光束的输出值、金属材料的供给量及熔融状态的被加工部的温度；熔接状态判定部(104)，其基于扫描速度、输出值、供给量及温度，对金属材料的熔接状态是否是熔接量稳定状态进行判定；层积条件调整部(105)，其对输出值及供给量进行调整，以使得熔接状态判定部(104)的判定结果成为熔接量稳定状态；以及层积条件输出部(106)，其将由层积条件调整部(105)调整后的输出值的指令值及供给量的指令值输出至工作机械(11)。

技术领域

本发明涉及一种用于利用工作机械而进行由金属材料实现的层积造形的层积条件控制装置。

背景技术

指向性能量沉积(DED：Direct Energy Deposition)方式中的金属层积造形，是使激光束照射至金属粉或者金属线条这样的金属材料而局部地使其熔融，并供给金属材料，从而在加工区域使金属熔接的工艺。该方法以造形自由度高为特征，因此能够容易地制作通过切削加工法制造困难的形状。

在金属层积造形中，将对诸如激光输出、金属粉或者金属线条的供给量、进而熔融池的温度这样的工艺参数进行调整的数控(NC：Numerical Control)装置称为层积条件控制装置。另外，将母材熔融而成的熔融金属的堆积处称为熔融池。在使用层积条件控制装置进行金属层积造形的情况下，一般是通过CAM(Computer Aided Manufacturing)创建加工程序。在加工程序中记述有加工形状的信息、激光输出、金属粉或者金属线条的供给量。层积条件控制装置读入该加工程序，进行被激光束照射的母材的一部分即被加工部的移动路径的运算。并且，层积条件控制装置进行以加减速为开始的处理，进行每单位时间的移动路径上的指令点即插补点的运算。通过运算出的插补点数据对数控的工作机械的各驱动轴进行控制，使被加工部或者激光照射位置移动至目标的位置，由此将加工程序记载的激光输出值的激光束照射至被加工部。母材的一部分即被加工部熔融而形成熔融池，金属粉末或者金属线条以在加工程序中记载的速度供给至该熔融池。如果经过了一定时间，则被加工部会以将金属熔接的状态而再次凝固，因此进行层积造形。此时，为了得到目标的形状或者微细构造，需要使被加工部或者激光照射位置移动至目标的位置，并且对诸如针对被加工部的激光照射量、金属粉或者金属线条的供给量、进而熔融池的温度这样的工艺参数进行调整，例如在专利文献1中，考虑熔融池的温度而进行了激光输出及金属粉或者金属线条的供给量的调整。

专利文献1：日本特表2005－537934号公报

发明内容

但是，即使考虑熔融池的温度而进行了激光输出及金属粉或者金属线条的供给量的调整，由于不是考虑了熔融池的温度下的金属粉或者金属线条的熔接状态而进行的调整，因此存在无法得到作为目标的层积形状这样的问题点。

本发明就是鉴于上述情况而提出的，其目的在于得到能够以高精度得到作为目标的层积形状的层积条件控制装置。

为了解决上述的课题，并达到目的，本发明是一种层积条件控制装置，其对一边将金属材料供给至母材的被加工部、一边使激光照射位置移动而进行层积造形的工作机械的层积条件进行控制，该层积条件控制装置的特征在于，具有：加工程序解析部，其基于加工程序而求出激光照射位置处的激光束的扫描速度；数据取得部，其取得激光束的输出值、金属材料的供给量及熔融状态的被加工部的温度；以及熔接状态判定部，其基于扫描速度、输出值、供给量及温度，对金属材料的熔接状态是否是熔接量稳定状态进行判定。本发明具有：层积条件调整部，其对输出值及供给量进行调整，以使得熔接状态判定部的判定结果成为熔接量稳定状态；以及层积条件输出部，其将由层积条件调整部调整后的输出值的指令值及供给量的指令值输出至工作机械。

发明的效果