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JP2021024260A - Production system of laminate molded article and production method of laminate molded article - Google Patents

Production system of laminate molded article and production method of laminate molded article Download PDF

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JP2021024260A
JP2021024260A JP2019147012A JP2019147012A JP2021024260A JP 2021024260 A JP2021024260 A JP 2021024260A JP 2019147012 A JP2019147012 A JP 2019147012A JP 2019147012 A JP2019147012 A JP 2019147012A JP 2021024260 A JP2021024260 A JP 2021024260A
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伸志 佐藤
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Takeshi Yamada
岳史 山田
正俊 飛田
Masatoshi Hida
正俊 飛田
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Tatsuya Fujii
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Abstract

To easily acquire a laminate molded article according to required characteristics, when producing a laminate molded article by laminating a plurality of beads.SOLUTION: A metal laminate molding system 1 comprises: a first lamination device 10 for forming a first bead using a first wire 14 having a first wire diameter; a second lamination device 20 for forming a second bead using a second wire 24 having a second wire diameter smaller than the first wire diameter; and a control unit 30 for controlling operations of the first lamination device 10 and the second lamination device 20 for forming a laminate molded article 120 by laminating one or more first beads and one or more second beads on a base material 110.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、積層造形物の製造システム、積層造形物の製造方法に関する。 The present invention relates to a system for manufacturing a laminated model and a method for manufacturing a laminated model.

近年、3Dプリンタの生産手段としてのニーズが高まっており、特に金属材料での適用については航空機業界等で実用化に向けて研究開発が行われている。金属材料による3Dプリンタは、レーザやアーク等の熱源を用いて、金属粉体や金属ワイヤを溶融させ、溶融金属を積層させて造形物を造形する。 In recent years, the needs for 3D printers as a means of production have been increasing, and research and development have been carried out for practical use in the aircraft industry and the like, especially for application to metal materials. A 3D printer made of a metal material uses a heat source such as a laser or an arc to melt a metal powder or a metal wire, and laminate the molten metal to form a modeled object.

例えば特許文献1には、金型の形状を表現する形状データを生成する工程と、生成された形状データに基づいて、金型を等高線に沿った積層体に分割する工程と、得られた積層体の形状データに基づいて、溶加材を供給する溶接トーチの移動経路を作成する工程とを備える金型の製造方法が記載されている。 For example, Patent Document 1 describes a step of generating shape data expressing the shape of a mold, a step of dividing a mold into laminates along contour lines based on the generated shape data, and the obtained lamination. A method for manufacturing a mold including a step of creating a moving path of a welding torch for supplying a filler material based on body shape data is described.

また、例えば特許文献2には、先端軸にトーチを有する溶接ヘッドが設けられた溶接ロボットを使用するとともに、アークを用いて溶加材を溶融および固化してなる積層造形物の形成を行うことが記載されている。 Further, for example, in Patent Document 2, a welding robot provided with a welding head having a torch on the tip shaft is used, and a laminated model formed by melting and solidifying a filler metal material by using an arc is performed. Is described.

特許第3784539号公報Japanese Patent No. 3784539 特開2019−98381号公報JP-A-2019-98381

ここで、アークを用いて溶加材を溶融および固化してなるビードを複数重ねることによって、積層造形物の製造を行う場合、数多くのビードを繰り返し形成することが必要となる。また、積層造形物に対しては様々な要求特性があるため、例えば一種類の溶加材を用いて積層造形物を製造した場合には、得られる積層造形物が、要求される特性を満たさなくなるおそれがあった。 Here, when manufacturing a laminated model by stacking a plurality of beads formed by melting and solidifying a filler metal using an arc, it is necessary to repeatedly form a large number of beads. Further, since the laminated model has various required characteristics, for example, when the laminated model is manufactured using one kind of filler metal, the obtained laminated model satisfies the required characteristics. There was a risk that it would disappear.

本発明は、複数のビードを積層することによって積層造形物の製造を行う場合に、要求される特性に応じた積層造形物をより容易に得ることを目的とする。 An object of the present invention is to more easily obtain a laminated model according to required characteristics when a laminated model is manufactured by laminating a plurality of beads.

かかる目的のもと、本発明は、第1直径を有する第1溶加材を用い、当該第1溶加材の溶融および固化してなる第1ビードを形成する第1形成装置と、前記第1直径よりも小さい第2直径を有する第2溶加材を用い、当該第2溶加材を溶融および固化してなる第2ビードを形成する第2形成装置と、母材上に、前記第1ビードと前記第2ビードとを積層してなる積層造形物を形成するよう、前記第1形成装置および前記第2形成装置の動作を制御する制御装置とを含む積層造形物の製造システムを提供する。
ここで、前記制御装置は、前記第1形成装置によって2つの第1ビードを並べて形成させた後、2つの当該第1ビードの間に、前記第2形成装置によって前記第2ビードを形成させること、としてもよい。
また、前記制御装置は、前記第2形成装置が前記第2ビードの形成で前記第2溶加材に供給する第2入熱量を、前記第1形成装置が前記第1ビードの形成で前記第1溶加材に供給する第1入熱量よりも高くすること、としてもよい。
また、前記制御装置は、前記第2ビードの形成において、前記母材に対し前記第2溶加材の先端が進退するように、前記第2形成装置を制御すること、としてもよい。
また、前記制御装置は、前記第2形成装置によって2つの前記第2ビードを並べて形成させた後、2つの当該第2ビードの間に、前記第1形成装置によって前記第1ビードを形成させること、としてもよい。
また、前記制御装置は、前記第2形成装置が前記第2ビードの形成で前記第2溶加材に供給する第2入熱量を、前記第1形成装置が前記第1ビードの形成で前記第1溶加材に供給する第1入熱量よりも低くすること、としてもよい。
また、前記第1形成装置は、前記第1溶加材を保持する第1トーチと、当該第1トーチを保持しながら運動する第1ロボットとを備え、前記第2形成装置は、前記第2溶加材を保持する第2トーチと、当該第2トーチを保持しながら運動する第2ロボットとを備えること、としてもよい。
また、前記第1形成装置は、前記第1トーチを介して前記第1溶加材に溶接電流を供給する第1電源を備えるとともに、前記第2形成装置は、前記第2トーチを介して前記第2溶加材に溶接電流を供給する第2電源を備えており、前記第1電源の特性と前記第2電源の特性とが異なること、としてもよい。
また、前記第1電源がパルス電源であり、前記第2電源がCMT(Cold Metal Transfer)電源であること、としてもよい。
For this purpose, the present invention uses a first filler metal having a first diameter to form a first bead formed by melting and solidifying the first filler metal, and the first forming apparatus described above. Using a second filler metal having a second diameter smaller than one diameter, a second forming apparatus for forming a second bead formed by melting and solidifying the second filler metal, and the first Provided is a system for manufacturing a laminated model including a first forming device and a control device for controlling the operation of the second forming device so as to form a laminated model formed by laminating one bead and the second bead. To do.
Here, in the control device, after the two first beads are formed side by side by the first forming device, the second bead is formed between the two first beads by the second forming device. , May be.
Further, in the control device, the second forming device supplies the second heat input amount to the second filler metal in the formation of the second bead, and the first forming device forms the first bead. 1 The amount of heat input to the filler metal may be higher than the first heat input amount.
Further, the control device may control the second forming device so that the tip of the second filler metal advances and retreats with respect to the base material in the formation of the second bead.
Further, in the control device, the two second beads are formed side by side by the second forming device, and then the first bead is formed between the two second beads by the first forming device. , May be.
Further, in the control device, the second forming device supplies the second heat input amount to the second filler metal in the formation of the second bead, and the first forming device forms the first bead. 1 The amount of heat input to the filler metal may be lower than the first heat input amount.
Further, the first forming apparatus includes a first torch that holds the first filler material and a first robot that moves while holding the first torch, and the second forming apparatus includes the second torch. A second torch that holds the filler metal and a second robot that moves while holding the second torch may be provided.
Further, the first forming apparatus includes a first power source for supplying a welding current to the first filler metal through the first torch, and the second forming apparatus is said to be via the second torch. A second power source for supplying a welding current to the second filler metal may be provided, and the characteristics of the first power source and the characteristics of the second power source may be different.
Further, the first power supply may be a pulse power supply and the second power supply may be a CMT (Cold Metal Transfer) power supply.

また、本発明は、導電性を有する母材を準備する準備工程と、前記母材上に、第1直径を有する第1溶加材を用い且つ当該第1溶加材を溶融および固化してなる第1ビードと、当該第1直径よりも小さい第2直径を有する第2溶加材を用い且つ当該第2溶加材を溶融および固化してなる第2ビードとを形成することで、当該第1ビードと当該第2ビードとを積層してなる積層造形物を形成する形成工程とを有する積層造形物の製造方法を提供する。
ここで、前記形成工程は、前記第1溶加材を用い、複数の前記第1ビードを並べて形成する第1形成工程と、前記第2溶加材を用い、隣接する2つの前記第1ビードの間に存在する隙間を埋めるように前記第2ビードを形成する第2形成工程とを有すること、としてもよい。
また、前記第2形成工程で前記第2溶加材に供給する第2入熱量を、前記第1形成工程で前記第1溶加材に供給する第1入熱量よりも高くすること、としてもよい。
また、前記第2形成工程では、前記母材に対し前記第2溶加材の先端を進退させながら、前記第2ビードを形成すること、としてもよい。
また、前記形成工程は、前記第2溶加材を用い、複数の前記第2ビードを並べて形成する前側形成工程と、前記第1溶加材を用い、隣接する2つの前記第2ビードの間に存在する隙間を埋めるように前記第1ビードを形成する後側形成工程とを有すること、としてもよい。
また、前記後側形成工程で前記第1溶加材に供給する第1入熱量を、前記前側形成工程で前記第2溶加材に供給する第2入熱量よりも高くすること、としてもよい。
Further, in the present invention, a preparatory step for preparing a base material having conductivity and a first filler material having a first diameter are used on the base material, and the first filler metal is melted and solidified. By forming a second bead formed by using a second filler material having a second diameter smaller than the first diameter and melting and solidifying the second filler metal. Provided is a method for producing a laminated model having a forming step of forming a laminated model formed by laminating a first bead and the second bead.
Here, in the forming step, a first forming step of forming a plurality of the first beads side by side using the first filler material and two adjacent first beads using the second filler material are used. It may have a second forming step of forming the second bead so as to fill the gap existing between the two.
Further, the amount of the second heat input supplied to the second filler metal in the second forming step may be made higher than the amount of the first heat input supplied to the first filler metal in the first forming step. Good.
Further, in the second forming step, the second bead may be formed while advancing and retreating the tip of the second filler metal with respect to the base material.
Further, in the forming step, between the front side forming step of forming a plurality of the second beads side by side using the second filler material and the two adjacent second beads using the first filler metal. It may have a rear side forming step of forming the first bead so as to fill the gap existing in.
Further, the first heat input amount supplied to the first filler metal in the rear side forming step may be higher than the second heat input amount supplied to the second filler metal material in the front side forming step. ..

本発明によれば、複数のビードを積層することによって積層造形物の製造を行う場合に、要求される特性に応じた積層造形物をより容易に得ることができる。 According to the present invention, when a laminated model is manufactured by laminating a plurality of beads, it is possible to more easily obtain a laminated model according to the required characteristics.

本発明の実施の形態における金属積層造形システムの概略構成例を示した図である。It is a figure which showed the schematic structure example of the metal laminated modeling system in embodiment of this invention. 第1ロボット装置の概略構成を示した斜視図である。It is a perspective view which showed the schematic structure of the 1st robot apparatus. (a)は第1ワイヤを、(b)は第2ワイヤを、それぞれ示す図である。(A) is a diagram showing a first wire, and (b) is a diagram showing a second wire. 制御装置の機能構成例を示した図である。It is a figure which showed the functional configuration example of a control device. 計画作成装置のハードウェア構成例を示した図である。It is a figure which showed the hardware configuration example of the planning apparatus. 計画作成装置の機能構成例を示した図である。It is a figure which showed the functional configuration example of a plan making apparatus. 計画作成装置の動作例を示したフローチャートである。It is a flowchart which showed the operation example of the plan making apparatus. 制御装置の制御に基づく、第1積層装置および第2積層装置の動作例を示したフローチャートである。It is a flowchart which showed the operation example of the 1st stacking apparatus and the 2nd stacking apparatus based on the control of a control apparatus. 具体例における構造体の形状を説明するための斜視図である。It is a perspective view for demonstrating the shape of the structure in a specific example. (a)は三次元形状データの一例を、(b)は層形状データの一例を、それぞれ説明するための図である。(A) is a diagram for explaining an example of three-dimensional shape data, and (b) is a diagram for explaining an example of layer shape data. 実施の形態1の具体例における振分済層形状データを、層毎の観点から説明するための図である。It is a figure for demonstrating the distributed layer shape data in the specific example of Embodiment 1 from the viewpoint of each layer. 実施の形態1の具体例における振分済層形状データを、ワイヤ径毎の観点から説明するための図である。It is a figure for demonstrating the distributed layer shape data in the specific example of Embodiment 1 from the viewpoint of each wire diameter. 出力データのデータ構造を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the data structure of output data. 実施の形態1の具体例における複数のビードの形成順番を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the formation order of a plurality of beads in the specific example of Embodiment 1. FIG. 実施の形態1の具体例における積層計画を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the stacking plan in the specific example of Embodiment 1. FIG. (a)、(b)は、実施の形態1の具体例における第1層状体の形成手順を説明するための斜視図である。(A) and (b) are perspective views for explaining the procedure for forming the first layered body in the specific example of the first embodiment. 実施の形態1の具体例における第1層状体の断面構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the cross-sectional structure of the 1st layer body in the specific example of Embodiment 1. FIG. 実施の形態1の具体例で得られる第1ブロックの構成を説明するための斜視図である。It is a perspective view for demonstrating the structure of the 1st block obtained in the specific example of Embodiment 1. FIG. (a)は第1ビードを形成する際の第1ワイヤの移動軌跡を、(b)は第2ビードを形成する際の第2ワイヤの移動軌跡を、それぞれ説明するための図である。(A) is a diagram for explaining the movement locus of the first wire when forming the first bead, and (b) is a diagram for explaining the movement locus of the second wire when forming the second bead. 実施の形態2の具体例における振分済層形状データを、層毎の観点から説明するための図である。It is a figure for demonstrating the distributed layer shape data in the specific example of Embodiment 2 from the viewpoint of each layer. 実施の形態2の具体例における振分済層形状データを、ワイヤ径毎の観点から説明するための図である。It is a figure for demonstrating the distributed layer shape data in the specific example of Embodiment 2 from the viewpoint of each wire diameter. 実施の形態2の具体例における複数のビードの形成順番を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the formation order of a plurality of beads in the specific example of Embodiment 2. FIG. 実施の形態2の具体例における積層計画を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the stacking plan in the specific example of Embodiment 2. (a)、(b)は、実施の形態2の具体例における第1層状体の形成手順を説明するための斜視図である。(A) and (b) are perspective views for explaining the procedure for forming the first layered body in the specific example of the second embodiment. 実施の形態2の具体例における第1層状体の断面構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the cross-sectional structure of the 1st layer body in the specific example of Embodiment 2. 実施の形態2の具体例で得られる第1ブロックの構成を説明するための斜視図である。It is a perspective view for demonstrating the structure of the 1st block obtained in the specific example of Embodiment 2.

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、以下の説明で参照する図面における各部の大きさや厚さ等は、実際の寸法とは異なっている場合がある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The size, thickness, and the like of each part in the drawings referred to in the following description may differ from the actual dimensions.

<実施の形態1>
[金属積層造形システム]
図1は、本発明の実施の形態における金属積層造形システム1の概略構成例を示した図である。
積層造形物の製造システムの一例としての金属積層造形システム1は、所謂アーク溶接の手法を用いて、母材110上に、複数のビードを積層してなる積層造形物120を形成することで、母材110と積層造形物120とを含む構造体100を製造する。なお、構造体100の詳細については後述する。
<Embodiment 1>
[Metal lamination modeling system]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration example of a metal laminated molding system 1 according to an embodiment of the present invention.
The metal laminated modeling system 1 as an example of a laminated model manufacturing system is formed by forming a laminated model 120 formed by laminating a plurality of beads on a base material 110 by using a so-called arc welding method. A structure 100 including a base material 110 and a laminated model 120 is manufactured. The details of the structure 100 will be described later.

本実施の形態の金属積層造形システム1は、第1積層装置10と、第2積層装置20と、制御装置30と、計画作成装置40とを備えている。これらのうち、計画作成装置40は、複数のビードを順次積層することによって積層造形物120を形成するための計画(以下では、「積層計画」と称する)に関する、制御プログラム等の作成を行う。また、制御装置30は、計画作成装置40によって、メモリカード等のリムーバブルな記録媒体50もしくは通信ケーブル等を介して自身に設けられた内部記録媒体(図示せず)に書き込まれた制御プログラム等を、読み出して実行する。さらに、第1積層装置10および第2積層装置20は、制御装置30が上記制御プログラム等を実行することに伴い、協働して積層造形物120の形成を行う。換言すれば、制御装置30は、上記制御プログラム等を実行することにより、積層造形物120の形成で使用される、第1積層装置10および第2積層装置20の両者の動作を制御する。 The metal laminating modeling system 1 of the present embodiment includes a first laminating device 10, a second laminating device 20, a control device 30, and a planning device 40. Among these, the plan creation device 40 creates a control program and the like related to a plan for forming the laminated model 120 by sequentially laminating a plurality of beads (hereinafter, referred to as a “stacking plan”). Further, the control device 30 transmits a control program or the like written by the plan creation device 40 to a removable recording medium 50 such as a memory card or an internal recording medium (not shown) provided in the control device 30 via a communication cable or the like. , Read and execute. Further, the first laminating device 10 and the second laminating device 20 cooperate with each other to form the laminated model 120 as the control device 30 executes the control program and the like. In other words, the control device 30 controls the operations of both the first laminating device 10 and the second laminating device 20 used in the formation of the laminated model 120 by executing the control program or the like.

また、金属積層造形システム1に設けられた計画作成装置40には、CAD(Computer Aided Design)装置2が接続されている。このCAD装置2は、コンピュータを用いて、造形物を三次元座標で表した設計を行うとともに、設計によって得られた三次元データ(以下では、「三次元CADデータ」と称する)を保持する機能を有している。なお、ここでは、CAD装置2が金属積層造形システム1の外部に設置されるものとして説明を行うが、金属積層造形システム1の内部にCAD装置2を設けてもかまわない。 Further, a CAD (Computer Aided Design) device 2 is connected to the planning device 40 provided in the metal laminated modeling system 1. This CAD device 2 has a function of designing a modeled object in three-dimensional coordinates using a computer and holding three-dimensional data (hereinafter, referred to as "three-dimensional CAD data") obtained by the design. have. Although the description is made here assuming that the CAD device 2 is installed outside the metal laminated modeling system 1, the CAD device 2 may be provided inside the metal laminated modeling system 1.

では次に、金属積層造形システム1を構成する第1積層装置10、第2積層装置20、制御装置30および計画作成装置40のそれぞれについて、説明を行う。
ここで、本実施の形態の金属積層造形システム1では、第1積層装置10および第2積層装置20として、ともに、ガスシールドアーク溶接方式を採用したロボット溶接装置を転用したものを用いている。
Next, each of the first laminating device 10, the second laminating device 20, the control device 30, and the planning device 40 constituting the metal laminating modeling system 1 will be described.
Here, in the metal laminating molding system 1 of the present embodiment, both the first laminating device 10 and the second laminating device 20 are diverted robot welding devices adopting the gas shielded arc welding method.

(第1積層装置)
第1形成装置の一例としての第1積層装置10は、所謂産業用ロボットで構成された第1ロボット装置11と、第1ロボット装置11に取り付けられ、溶接プロセスで使用される第1ワイヤ14の供給等を行う第1溶接トーチ12と、溶接プロセスで使用される電源装置である第1電源13とを備えている。なお、第1積層装置10は、この他に、シールドガスを供給するガス供給装置や第1ワイヤ14を供給するワイヤ供給装置等をさらに有しているのであるが、ここではその詳細な説明を省略する。
(1st laminating device)
The first laminating device 10 as an example of the first forming device is a first robot device 11 configured by a so-called industrial robot and a first wire 14 attached to the first robot device 11 and used in a welding process. It includes a first welding torch 12 for supplying and the like, and a first power supply 13 which is a power supply device used in the welding process. In addition to this, the first laminating device 10 further includes a gas supply device for supplying the shield gas, a wire supply device for supplying the first wire 14, and the like. Here, a detailed description thereof will be given. Omit.

〔第1ロボット装置〕
図2は、第1積層装置10に設けられた第1ロボット装置11の概略構成を示した図である。以下では、図1に加えて図2も参照しつつ、第1ロボット装置11の構成について説明を行う。
[First robot device]
FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of a first robot device 11 provided in the first stacking device 10. Hereinafter, the configuration of the first robot device 11 will be described with reference to FIG. 2 in addition to FIG.

第1ロボットの一例としての第1ロボット装置11は、一般的な6つの駆動軸を有する6軸の垂直多関節ロボットである。ただし、第1ロボット装置11は垂直多関節ロボットに限られるものではなく、他の構成であってもかまわない。また、第1ロボット装置11が垂直多関節ロボットを採用する場合であっても、その軸数は、6軸に限定されるものではなく、5軸以下であってもよいし、7軸以上であってもかまわない。 The first robot device 11 as an example of the first robot is a 6-axis vertical articulated robot having 6 general drive axes. However, the first robot device 11 is not limited to the vertical articulated robot, and may have other configurations. Further, even when the first robot device 11 adopts a vertical articulated robot, the number of axes is not limited to 6 axes, and may be 5 axes or less, or 7 axes or more. It doesn't matter if there is one.

この第1ロボット装置11は、床等の設置対象に固定される基部11aと、基部11a上で鉛直方向に沿った第1駆動軸S1回りに旋回可能に設けられた旋回部11bと、水平方向に沿った第2駆動軸S2を介して一端部が旋回部11bと連結され、第2駆動軸S2回りに回転可能な下腕部11cとを備えている。また、第1ロボット装置11は、下腕部11cの他端部に第2駆動軸S2と平行な第3駆動軸S3を介して接続された上腕部11dと、上腕部11dに設けられ、第4駆動軸S4によりアーム軸線回りに回転可能な手首旋回部11eとを備えている。さらに、第1ロボット装置11は、手首旋回部11eに第5駆動軸S5を介して接続される手首曲げ部11fと、手首曲げ部11fの先端に第6駆動軸S6を介して接続される手首回転部11gとを備えている。この第1ロボット装置11では、これら下腕部11c、上腕部11d、手首旋回部11e、手首曲げ部11fおよび手首回転部11gが、多関節アームを構成している。 The first robot device 11 includes a base portion 11a fixed to an installation target such as a floor, a swivel portion 11b provided on the base portion 11a so as to be rotatable around the first drive shaft S1 along the vertical direction, and a horizontal direction. One end portion is connected to the swivel portion 11b via the second drive shaft S2 along the second drive shaft S2, and the lower arm portion 11c that can rotate around the second drive shaft S2 is provided. Further, the first robot device 11 is provided on the upper arm portion 11d and the upper arm portion 11d connected to the other end of the lower arm portion 11c via a third drive shaft S3 parallel to the second drive shaft S2. It is provided with a wrist swivel portion 11e that can be rotated around the arm axis by the four drive shafts S4. Further, the first robot device 11 has a wrist bending portion 11f connected to the wrist turning portion 11e via the fifth drive shaft S5, and a wrist connected to the tip of the wrist bending portion 11f via the sixth drive shaft S6. It is provided with a rotating portion of 11 g. In the first robot device 11, the lower arm portion 11c, the upper arm portion 11d, the wrist turning portion 11e, the wrist bending portion 11f, and the wrist rotating portion 11g constitute an articulated arm.

そして、多関節アームの最先端軸となる手首回転部11gには、所謂エンドエフェクタとして機能することで、第1溶接トーチ12を保持する保持部11hが取り付けられている。 A holding portion 11h for holding the first welding torch 12 is attached to the wrist rotating portion 11g, which is the most advanced axis of the articulated arm, by functioning as a so-called end effector.

〔第1溶接トーチ〕
第1トーチの一例としての第1溶接トーチ12は、アルゴンガスや炭酸ガス等のシールドガスが供給される略筒状のシールドノズルと、シールドノズルの内部に配置されたコンタクトチップ(ともに図示せず)とを有している。そして、コンタクトチップには、送給されてくる第1ワイヤ14が保持されるようになっている。この第1溶接トーチ12は、第1ワイヤ14を送給しつつ、シールドガスを流しながらアークを発生させて第1ワイヤ14を溶融および固化させることで、母材110上に複数のビード(以下では、「第1ビード」と称する)を形成且つ積層し、後述する第2溶接トーチ22とともに、積層造形物120の形成を行うようになっている。そして、ここでは、第1ワイヤ14自身が電極且つ溶加材となる「溶極式」を例として説明を行うが、「非溶極式」を採用することも可能である。
[First welding torch]
The first welding torch 12 as an example of the first torch has a substantially tubular shield nozzle to which a shield gas such as argon gas or carbon dioxide gas is supplied, and a contact tip arranged inside the shield nozzle (both not shown). ) And. Then, the first wire 14 to be fed is held in the contact tip. The first welding torch 12 causes a plurality of beads (hereinafter, hereinafter) on the base metal 110 by generating an arc while feeding the first wire 14 and flowing a shield gas to melt and solidify the first wire 14. (Referred to as "first bead") is formed and laminated, and the laminated model 120 is formed together with the second welding torch 22 described later. Then, although the description will be given here by taking as an example a "welding type" in which the first wire 14 itself is an electrode and a filler material, a "non-melting type" can also be adopted.

〔第1電源〕
第1電源13は、第1溶接トーチ12に設けられたコンタクトチップを介して、第1ワイヤ14に溶接電流を供給するための電源装置である。そして、第1電源13としては、直流電源および交流電源のどちらを用いてもよく、また、直流電源を用いる場合、その外部特性は、垂下特性、定電流特性および定電圧特性のいずれであってもよい。
[First power supply]
The first power supply 13 is a power supply device for supplying a welding current to the first wire 14 via a contact tip provided on the first welding torch 12. Either a DC power supply or an AC power supply may be used as the first power supply 13, and when a DC power supply is used, the external characteristics thereof are any of a drooping characteristic, a constant current characteristic, and a constant voltage characteristic. May be good.

〔第1ワイヤ〕
第1溶加材の一例としての第1ワイヤ14としては、ソリッドワイヤおよびフラックス入りワイヤのどちらも用いることができる。また、第1ワイヤ14としては、形成する積層造形物120の仕様に応じて、各種鉄鋼用(軟鋼用、高張力鋼用、低温用鋼用等)、各種ステンレス鋼用、各種アルミニウム合金(純アルミニウムを含む)用および各種チタン合金(純チタンを含む)用などから、適宜選択することができる。さらに、第1ワイヤ14のワイヤ径(直径)についても、適宜選択することが可能である。
[First wire]
As the first wire 14 as an example of the first filler metal, both a solid wire and a flux-cored wire can be used. Further, as the first wire 14, various steels (for mild steel, high-strength steel, low-temperature steel, etc.), various stainless steels, and various aluminum alloys (pure) are used according to the specifications of the laminated model 120 to be formed. It can be appropriately selected from those for (including aluminum) and various titanium alloys (including pure titanium). Further, the wire diameter (diameter) of the first wire 14 can be appropriately selected.

(第2積層装置)
第2形成装置の一例としての第2積層装置20は、所謂産業用ロボットで構成された第2ロボット装置21と、第2ロボット装置21に取り付けられ、溶接プロセスで使用される第2ワイヤ24の供給等を行う第2溶接トーチ22と、溶接プロセスで使用される電源装置である第2電源23とを備えている。なお、第2積層装置20は、上述した第1積層装置10と同様に、この他に、シールドガスを供給するガス供給装置や第2ワイヤ24を供給するワイヤ供給装置等をさらに有しているのであるが、ここではその詳細な説明を省略する。
(Second stacking device)
The second laminating device 20 as an example of the second forming device is a second robot device 21 composed of a so-called industrial robot and a second wire 24 attached to the second robot device 21 and used in a welding process. It includes a second welding torch 22 for supplying and the like, and a second power supply 23 which is a power supply device used in the welding process. In addition, the second laminating device 20 further includes a gas supply device for supplying the shield gas, a wire supply device for supplying the second wire 24, and the like, similarly to the first laminating device 10 described above. However, the detailed description thereof will be omitted here.

〔第2ロボット装置〕
第2ロボットの一例としての第2ロボット装置21は、上述した第1ロボット装置11と同様の構成を有しており、6軸の垂直多関節ロボットで構成されている(図2参照)。ただし、これに限られるものではなく、第2ロボット装置21が、第1ロボット装置11と異なる構造を有していてもかまわない。
[Second robot device]
The second robot device 21 as an example of the second robot has the same configuration as the first robot device 11 described above, and is composed of a 6-axis vertical articulated robot (see FIG. 2). However, the present invention is not limited to this, and the second robot device 21 may have a structure different from that of the first robot device 11.

〔第2溶接トーチ〕
第2トーチの一例としての第2溶接トーチ22は、上述した第1溶接トーチ12と同様の構成を有しており、アルゴンガスや炭酸ガス等のシールドガスが供給される略筒状のシールドノズルと、シールドノズルの内部に配置されたコンタクトチップ(ともに図示せず)とを有している。そして、コンタクトチップには、送給されてくる第2ワイヤ24が保持されるようになっている。この第2溶接トーチ22は、第2ワイヤ24を送給しつつ、シールドガスを流しながらアークを発生させて第2ワイヤ24を溶融および固化させることで、母材110上に複数のビード(以下では、「第2ビード」と称する)を形成且つ積層し、上述した第1溶接トーチ12とともに、積層造形物120の形成を行うようになっている。ただし、これに限られるものではなく、第2溶接トーチ22が、第1溶接トーチ12と異なる構造を有していてもかまわない。そして、ここでは、第1ワイヤ14自身が電極且つ溶加材となる「溶極式」を例として説明を行うが、「非溶極式」を採用することも可能である。また、一方を「溶極式」とし、他方を「非溶極式」としてもかまわない。
[Second welding torch]
The second welding torch 22 as an example of the second torch has the same configuration as the first welding torch 12 described above, and has a substantially tubular shield nozzle to which a shield gas such as argon gas or carbon dioxide gas is supplied. And a contact tip (both not shown) arranged inside the shield nozzle. Then, the second wire 24 to be fed is held in the contact tip. The second welding torch 22 sends a second wire 24 and generates an arc while flowing a shield gas to melt and solidify the second wire 24, whereby a plurality of beads (hereinafter referred to as “beads”) are formed on the base metal 110. (Referred to as "second bead") is formed and laminated, and the laminated model 120 is formed together with the first welding torch 12 described above. However, the present invention is not limited to this, and the second welding torch 22 may have a structure different from that of the first welding torch 12. Then, although the description will be given here by taking as an example a "welding type" in which the first wire 14 itself is an electrode and a filler material, a "non-melting type" can also be adopted. Further, one may be a "polarized type" and the other may be a "non-polarized type".

〔第2電源〕
第2電源23は、第2溶接トーチ22に設けられたコンタクトチップを介して、第2ワイヤ24に溶接電流を供給するための電源装置である。そして、第2電源23は、上述した第1電源13と同様の構成を有している。ただし、第2電源23としては、上述した第1電源13と同様に、直流電源および交流電源のどちらを用いてもよく、また、直流電源を用いる場合、その外部特性は、垂下特性、定電流特性および定電圧特性のいずれであってもよい。
[Second power supply]
The second power supply 23 is a power supply device for supplying a welding current to the second wire 24 via a contact tip provided on the second welding torch 22. The second power supply 23 has the same configuration as the first power supply 13 described above. However, as the second power supply 23, either a DC power supply or an AC power supply may be used as in the case of the first power supply 13 described above, and when a DC power supply is used, its external characteristics are drooping characteristics and constant current. It may be either a characteristic or a constant voltage characteristic.

〔第2ワイヤ〕
第2溶加材の一例としての第2ワイヤ24としては、ソリッドワイヤおよびフラックス入りワイヤのどちらも用いることができる。また、第2ワイヤ24としては、形成する積層造形物120の特性に応じて、各種鉄鋼用(軟鋼用、高張力鋼用、低温用鋼用等)、各種ステンレス鋼用、各種アルミニウム合金(純アルミニウムを含む)用および各種チタン合金(純チタンを含む)用などから、適宜選択することができる。さらに、第2ワイヤ24のワイヤ径(直径)についても、後述する第1ワイヤ14のワイヤ径との関係を満足する範囲内において、適宜選択することが可能である。
[2nd wire]
As the second wire 24 as an example of the second filler metal, both a solid wire and a flux-cored wire can be used. The second wire 24 includes various types of steel (for mild steel, high-strength steel, low-temperature steel, etc.), various stainless steels, and various aluminum alloys (pure), depending on the characteristics of the laminated model 120 to be formed. It can be appropriately selected from those for (including aluminum) and various titanium alloys (including pure titanium). Further, the wire diameter (diameter) of the second wire 24 can be appropriately selected within a range that satisfies the relationship with the wire diameter of the first wire 14 described later.

(第1ワイヤと第2ワイヤとの関係)
ではここで、第1積層装置10で用いられる第1ワイヤ14と、第2積層装置20で用いられる第2ワイヤ24との関係について説明しておく。
図3は、これら第1ワイヤ14および第2ワイヤ24を説明するための図であって、図3(a)は第1ワイヤ14を、図3(b)は第2ワイヤ24を、それぞれ示している。
(Relationship between the first wire and the second wire)
Here, the relationship between the first wire 14 used in the first laminating device 10 and the second wire 24 used in the second laminating device 20 will be described.
3A and 3B are views for explaining the first wire 14 and the second wire 24, FIG. 3A shows the first wire 14, and FIG. 3B shows the second wire 24, respectively. ing.

図3(a)に示す第1ワイヤ14の直径を第1ワイヤ径φ1(第1直径の一例)とし、図3(b)に示す第2ワイヤ24の直径を第2ワイヤ径φ2(第2直径の一例)としたとき、本実施の形態では、これらがφ1>φ2の関係を満たすようになっている。すなわち、本実施の形態では、第2ワイヤ24の第2ワイヤ径φ2が、第1ワイヤ14の第1ワイヤ径φ1よりも小さくなるように、第1ワイヤ14および第2ワイヤ24の選択が行われている。 The diameter of the first wire 14 shown in FIG. 3 (a) is defined as the first wire diameter φ1 (an example of the first diameter), and the diameter of the second wire 24 shown in FIG. 3 (b) is defined as the second wire diameter φ2 (second). As an example of the diameter), in the present embodiment, these satisfy the relationship of φ1> φ2. That is, in the present embodiment, the first wire 14 and the second wire 24 are selected so that the second wire diameter φ2 of the second wire 24 is smaller than the first wire diameter φ1 of the first wire 14. It has been broken.

そして、本実施の形態における第1ワイヤ14および第2ワイヤ24は、直径の大小関係を除く各種特性(フラックスの有無や仕様)が共通となっているもの(例えば「軟鋼用のソリッドワイヤ」)を用いている。 The first wire 14 and the second wire 24 in the present embodiment share various characteristics (presence or absence of flux and specifications) except for the magnitude relationship of the diameter (for example, "solid wire for mild steel"). Is used.

(第1ロボット装置と第2ロボット装置との関係)
次に、第1積層装置10で用いられる第1ロボット装置11と、第2積層装置20で用いられる第2ロボット装置21との関係について説明しておく。
本実施の形態では、第1ロボット装置11および第2ロボット装置21として、上述したように、同一仕様のものを用いている。
ただし、これに限られるものではなく、例えば、相対的に細い第2ワイヤ24が使用される側となる第2ロボット装置21を、相対的に太い第1ワイヤ14が使用される側となる第1ロボット装置11よりも小型にする、というような設計を行ってもかまわない。
(Relationship between the first robot device and the second robot device)
Next, the relationship between the first robot device 11 used in the first stacking device 10 and the second robot device 21 used in the second stacking device 20 will be described.
In the present embodiment, as the first robot device 11 and the second robot device 21, those having the same specifications are used as described above.
However, the present invention is not limited to this, and for example, the second robot device 21 on which the relatively thin second wire 24 is used is on the side where the relatively thick first wire 14 is used. 1 The design may be made to be smaller than the robot device 11.

(第1溶接トーチと第2溶接トーチとの関係)
次に、第1積層装置10で用いられる第1溶接トーチ12と、第2積層装置20で用いられる第2溶接トーチ22との関係について説明しておく。
本実施の形態では、第1溶接トーチ12および第2溶接トーチ22として、上述したように、同一仕様のものを用いている。なお、コンタクトチップについては、第1溶接トーチ12で使用するものよりも、第2溶接トーチ22で使用するものの内径が小さくなっている。
ただし、これに限られるものではなく、例えば、相対的に細い第2ワイヤ24が使用される第2溶接トーチ22を、相対的に太い第1ワイヤ14が使用される第1溶接トーチ12よりも小型にする、というような設計を行ってもかまわない。
(Relationship between the first welding torch and the second welding torch)
Next, the relationship between the first welding torch 12 used in the first laminating device 10 and the second welding torch 22 used in the second laminating device 20 will be described.
In the present embodiment, as the first welding torch 12 and the second welding torch 22, those having the same specifications are used as described above. The inner diameter of the contact tip used in the second welding torch 22 is smaller than that used in the first welding torch 12.
However, the present invention is not limited to this, and for example, the second welding torch 22 in which the relatively thin second wire 24 is used is larger than the first welding torch 12 in which the relatively thick first wire 14 is used. You may design it to be smaller.

(第1電源と第2電源との関係)
続いて、第1積層装置10で用いられる第1電源13と、第2積層装置20で用いられる第2電源23との関係について説明しておく。
本実施の形態では、上述したように、第1電源13および第2電源23として、上述したように、同一仕様のものを用いている。
ただし、これに限られるものではなく、例えば相対的に細い第2ワイヤ24が使用される側となる第2電源23として定電圧電源を用い、相対的に太い第1ワイヤ14が使用される側となる第1電源13として定電流電源を用いる、というような設計を行ってもかまわない。
(Relationship between the first power supply and the second power supply)
Subsequently, the relationship between the first power supply 13 used in the first stacking device 10 and the second power supply 23 used in the second stacking device 20 will be described.
In the present embodiment, as described above, as the first power source 13 and the second power source 23, those having the same specifications are used.
However, the present invention is not limited to this, and for example, a constant voltage power source is used as the second power source 23 on the side where the relatively thin second wire 24 is used, and the side where the relatively thick first wire 14 is used. A design may be made such that a constant current power source is used as the first power source 13.

(制御装置)
図4は、制御装置30の機能構成例を示した図である。以下では、図1に加えて図4も参照しつつ、制御装置30の構成について説明を行う。
(Control device)
FIG. 4 is a diagram showing a functional configuration example of the control device 30. Hereinafter, the configuration of the control device 30 will be described with reference to FIG. 4 in addition to FIG.

本実施の形態の制御装置30は、受付部301と、全体制御部302と、第1ロボット制御部303および第1溶接制御部304と、第2ロボット制御部305および第2溶接制御部306とを有している。 The control device 30 of the present embodiment includes a reception unit 301, an overall control unit 302, a first robot control unit 303 and a first welding control unit 304, and a second robot control unit 305 and a second welding control unit 306. have.

〔受付部〕
受付部301は、計画作成装置40から、記録媒体50を介して、第1積層装置10および第2積層装置20を連動して動作させるための制御プログラム等を含む出力データの入力を受け付ける。
[Reception Department]
The reception unit 301 receives input of output data including a control program for operating the first stacking device 10 and the second stacking device 20 in conjunction with each other from the plan creation device 40 via the recording medium 50.

〔全体制御部〕
全体制御部302は、受付部301が受け付けた制御プログラムにしたがい、第1積層装置10および第2積層装置20を連動して動作させるための全体的な制御を行う。また、全体制御部302は、このとき、第1積層装置10を構成する第1ロボット装置11および第1溶接トーチ12を連動して動作させ、且つ、第2積層装置20を構成する第2ロボット装置21および第2溶接トーチ22を連動して動作させるための制御を実行する。
[Overall control unit]
The overall control unit 302 performs overall control for operating the first stacking device 10 and the second stacking device 20 in conjunction with each other according to the control program received by the receiving unit 301. At this time, the overall control unit 302 operates the first robot device 11 and the first welding torch 12 constituting the first stacking device 10 in conjunction with each other, and the second robot constituting the second stacking device 20. Control is performed to operate the device 21 and the second welding torch 22 in conjunction with each other.

〔第1ロボット制御部〕
第1ロボット制御部303は、全体制御部302による制御のもと、第1ロボット装置11を構成する各部を動作させることにより、第1ロボット装置11に保持された第1溶接トーチ12の位置制御および姿勢制御等を行う。
[1st robot control unit]
The first robot control unit 303 controls the position of the first welding torch 12 held by the first robot device 11 by operating each unit constituting the first robot device 11 under the control of the overall control unit 302. And attitude control, etc.

〔第1溶接制御部〕
第1溶接制御部304は、全体制御部302による制御のもと、第1溶接トーチ12に対する第1電源13を用いた給電動作、ワイヤ送給動作およびガス供給動作等に関する制御を行う。
[First welding control unit]
The first welding control unit 304 controls the first welding torch 12 with respect to a power feeding operation, a wire feeding operation, a gas supply operation, and the like using the first power source 13 under the control of the overall control unit 302.

〔第2ロボット制御部〕
第2ロボット制御部305は、全体制御部302による制御のもと、第2ロボット装置21を構成する各部を動作させることにより、第2ロボット装置21に保持された第2溶接トーチ22の位置制御および姿勢制御等を行う。
[Second robot control unit]
The second robot control unit 305 controls the position of the second welding torch 22 held by the second robot device 21 by operating each unit constituting the second robot device 21 under the control of the overall control unit 302. And attitude control, etc.

〔第2溶接制御部〕
第2溶接制御部306は、全体制御部302による制御のもと、第2溶接トーチ22に対する第2電源23を用いた給電動作、ワイヤ送給動作およびガス供給動作等に関する制御を行う。
[Second welding control unit]
The second welding control unit 306 controls the second welding torch 22 with respect to the power feeding operation, the wire feeding operation, the gas supply operation, and the like using the second power supply 23 under the control of the overall control unit 302.

(計画作成装置)
続いて、計画作成装置40の詳細について説明を行う。
〔ハードウェア構成〕
図5は、計画作成装置40のハードウェア構成例を示した図である。
本実施の形態の計画作成装置40は、例えば汎用のPC(Personal Computer)等により実現される。なお、具体的な説明は行わなかったが、上述した制御装置30も、以下に説明する計画作成装置40と同様のハードウェア構成を有している。
(Planning device)
Subsequently, the details of the plan creation device 40 will be described.
[Hardware configuration]
FIG. 5 is a diagram showing a hardware configuration example of the plan creation device 40.
The planning device 40 of the present embodiment is realized by, for example, a general-purpose PC (Personal Computer) or the like. Although no specific description has been given, the control device 30 described above also has the same hardware configuration as the planning device 40 described below.

この計画作成装置40は、OSや各種アプリケーション等のプログラムを読み出して実行するCPU(Central Processing Unit)41と、CPU41が実行するプログラムやプログラムを実行する際に使用するデータ等を記憶するROM(Read Only Memory)42と、プログラムを実行する際に一時的に生成されるデータ等を記憶するRAM(Random Access Memory)43とを備えている。また、計画作成装置40は、各種プログラムや各種データ等を記憶するHDD(Hard Disk Drive)44と、計画作成装置40の外部に設けられたCAD装置2や制御装置30等の機器との間でデータの送受信を行うNIC(Network Interface Card)45と、操作者からの入力を受け付ける入力装置46と、表示画面に画像を表示する表示装置47と、これらを接続するバス48とをさらに備えている。そして、計画作成装置40に設けられたCPU41が実行するプログラムは、予めROM42やHDD44に記憶させておく形態の他、例えばCD−ROM等の記憶媒体に格納してCPU41に提供したり、あるいは、ネットワーク(図示せず)を介してCPU41に提供したりすることも可能である。 The plan creation device 40 has a CPU (Central Processing Unit) 41 that reads and executes programs such as an OS and various applications, and a ROM (Read) that stores programs executed by the CPU 41 and data used when executing the programs. It includes a Only Memory) 42 and a RAM (Random Access Memory) 43 that stores data and the like that are temporarily generated when the program is executed. Further, the plan creation device 40 is located between an HDD (Hard Disk Drive) 44 that stores various programs, various data, and the like, and devices such as a CAD device 2 and a control device 30 provided outside the plan creation device 40. It further includes a NIC (Network Interface Card) 45 for transmitting and receiving data, an input device 46 for receiving input from an operator, a display device 47 for displaying an image on a display screen, and a bus 48 for connecting them. .. The program executed by the CPU 41 provided in the plan creation device 40 is stored in the ROM 42 or HDD 44 in advance, stored in a storage medium such as a CD-ROM, or provided to the CPU 41. It is also possible to provide the CPU 41 via a network (not shown).

〔機能構成〕
図6は、本実施の形態の計画作成装置40の機能構成例を示した図である。
本実施の形態の計画作成装置40は、取得部401と、変換部402と、切断部403と、振分部404と、作成部405と、付加部406と、出力部407とを有している。以下では、図1に加えて図6も参照しつつ、計画作成装置40の構成について説明を行う。
[Functional configuration]
FIG. 6 is a diagram showing a functional configuration example of the plan creation device 40 of the present embodiment.
The planning device 40 of the present embodiment includes an acquisition unit 401, a conversion unit 402, a cutting unit 403, a distribution unit 404, a creation unit 405, an addition unit 406, and an output unit 407. There is. In the following, the configuration of the plan creation device 40 will be described with reference to FIG. 6 in addition to FIG.

{取得部}
取得部401は、CAD装置2から、積層造形物120のもととなる造形物の三次元CADデータD3d(後述する図10(a)も参照)を取得する。
{Acquisition part}
The acquisition unit 401 acquires the three-dimensional CAD data D3d of the modeled object that is the basis of the laminated modeled object 120 (see also FIG. 10A described later) from the CAD device 2.

{変換部}
変換部402は、上記取得部401から、三次元CADデータD3dを受け取る。また、変換部402は、受け取った三次元CADデータD3dを、計画作成装置40での各種データ加工に用いられる内部データDiに変換する。
{Conversion part}
The conversion unit 402 receives the three-dimensional CAD data D3d from the acquisition unit 401. Further, the conversion unit 402 converts the received three-dimensional CAD data D3d into internal data Di used for various data processing in the plan creation device 40.

{切断部}
切断部403は、上記変換部402から、内部データDiを受け取る。また、切断部403は、受け取った内部データDiを、複数の層(例えばn層)の積層体となるように切断(スライス)することで、層形状データDs(具体的には、1層目の層形状データDs(1)〜n層目の層形状データDs(n)を含むn層分のデータ:後述する図10(b)も参照)を作成する。
{Cut part}
The cutting unit 403 receives the internal data Di from the conversion unit 402. Further, the cutting unit 403 cuts (slices) the received internal data Di so as to form a laminated body of a plurality of layers (for example, n layers), thereby forming layer shape data Ds (specifically, the first layer). Data for n layers including the layer shape data Ds (1) to the nth layer shape data Ds (n): See also FIG. 10 (b) described later).

{振分部}
振分部404は、切断部403から層形状データDsを受け取る。また、振分部404は、受け取った層形状データDsに対し、層毎に、「第1ワイヤ14に対応する大径用」と「第2ワイヤ24に対応する小径用」とに振り分けを行うことで、振分済層形状データDd(具体的には、1層目の振分済層形状データDd(1)〜n層目の振分済層形状データDd(n)を含むn層分のデータ:後述する図11および図12も参照)を作成する。
{Distribution section}
The distribution unit 404 receives the layer shape data Ds from the cutting unit 403. Further, the distribution unit 404 distributes the received layer shape data Ds into "for a large diameter corresponding to the first wire 14" and "for a small diameter corresponding to the second wire 24" for each layer. As a result, the distributed layer shape data Dd (specifically, the n layers including the distributed layer shape data Dd (1) to the nth layer distributed layer shape data Dd (n) of the first layer. Data: (See also FIGS. 11 and 12 described later).

{作成部}
作成部405は、振分部404から振分済層形状データDdを受け取る。また、作成部405は、受け取った振分済層形状データDdに基づき、制御装置30が積層造形物120を製造する際に実行する制御プログラムDpと、この制御プログラムDpで使用される制御データDcとを作成する。
{Creation department}
The creation unit 405 receives the distributed layer shape data Dd from the distribution unit 404. Further, the creation unit 405 has a control program Dp executed by the control device 30 when manufacturing the laminated model 120 based on the received sorted layer shape data Dd, and a control data Dc used in the control program Dp. And create.

{付加部}
付加部406は、振分部404から振分済層形状データDdを受け取り、作成部405から、制御プログラムDpおよび制御データDcを受け取る。また、付加部406は、受け取った制御プログラムDpに、受け取った制御データDcと振分済層形状データDdとを付加することで、出力データDoを作成する。
{Additional part}
The addition unit 406 receives the distributed layer shape data Dd from the distribution unit 404, and receives the control program Dp and the control data Dc from the creation unit 405. Further, the addition unit 406 creates output data Do by adding the received control data Dc and the distributed layer shape data Dd to the received control program Dp.

{出力部}
出力部407は、付加部406から出力データDoを受け取る。また、出力部407は、受け取った出力データDoを、記録媒体50(図1参照)に書き込むことによって出力する。
{Output section}
The output unit 407 receives the output data Do from the additional unit 406. Further, the output unit 407 outputs the received output data Do by writing it on the recording medium 50 (see FIG. 1).

[構造体]
ここで、本実施の形態の金属積層造形システム1によって製造される構造体100に関する説明を行っておく。
本実施の形態の構造体100は、積層対象となる母材110と、第1積層装置10が第1ワイヤ14を用いて形成した第1ビードおよび第2積層装置20が第2ワイヤ24を用いて形成した第2ビードを、混在させた状態で積層することで得られた積層造形物120とを備えている。
[Structure]
Here, the structure 100 manufactured by the metal laminated molding system 1 of the present embodiment will be described.
In the structure 100 of the present embodiment, the base material 110 to be laminated and the first bead and the second laminating device 20 formed by the first laminating device 10 using the first wire 14 use the second wire 24. It is provided with a laminated model 120 obtained by laminating the second beads formed in the above manner in a mixed state.

なお、本実施の形態では、母材110と積層造形物120とを含む構造体100が、最終的な製品となることがある。また、構造体100から母材110を取り除くことで得られた積層造形物120が、最終的な製品となることもある。さらに、いずれの場合においても、積層造形物120に切削加工を含む各種機械加工を施した加工物が、最終的な製品となることがある。 In the present embodiment, the structure 100 including the base material 110 and the laminated model 120 may be the final product. Further, the laminated model 120 obtained by removing the base material 110 from the structure 100 may be the final product. Further, in any case, a processed product obtained by subjecting the laminated model 120 to various machining including cutting may be the final product.

(母材)
母材110は、積層造形物120の土台となるものである。母材110には、所謂溶接プロセスによる積層造形物120の形成が可能な金属材を用いることができる。また、積層造形時の安定性の確保等を考慮すれば、積層造形物120として、図1に示すような板材を使用することが望ましい。
(Base material)
The base material 110 serves as a base for the laminated model 120. As the base material 110, a metal material capable of forming the laminated model 120 by a so-called welding process can be used. Further, in consideration of ensuring stability during laminated modeling, it is desirable to use a plate material as shown in FIG. 1 as the laminated model 120.

(積層造形物)
積層造形物120は、上述したように、第1ワイヤ14を溶融・固化してなる第1ビードと、第2ワイヤ24を溶融・固化してなる第2ビードとを含むものであって、これらを例えば鉛直方向上側に向かって順次積み重ねた構造を有している。なお、積層造形物120における第1ビードと第2ビードとの比率(体積比あるいは重量比)や、第1ビードおよび第2ビードの配列および積層順番等については、両者が混在しているのであれば、特に制限はない。
(Laminated model)
As described above, the laminated model 120 includes a first bead obtained by melting and solidifying the first wire 14 and a second bead formed by melting and solidifying the second wire 24. For example, it has a structure in which the wires are sequentially stacked toward the upper side in the vertical direction. Regarding the ratio (volume ratio or weight ratio) of the first bead to the second bead in the laminated model 120, the arrangement of the first bead and the second bead, the stacking order, etc., both are mixed. For example, there are no particular restrictions.

[金属積層造形システムの動作]
続いて、上述した図1等を参照しつつ、本実施の形態の金属積層造形システム1の動作について説明を行う。
本実施の形態の金属積層造形システム1では、まず、計画作成装置40が、積層造形物120の形成で使用する、制御プログラムDpおよび各種データ(振分済層形状データDdおよび制御データDc)を含む出力データDoの作成を行うとともに、作成した出力データDoを記録媒体50に書き込む。続いて、制御装置30が、記録媒体50から読み出した出力データDoに含まれる制御プログラムDpおよび各種データにしたがって動作する。より具体的に説明すると、制御装置30は、読み出した制御プログラムDpおよび各種データにしたがって、第1積層装置10および第2積層装置20の動作を制御する。そして、第1積層装置10に設けられた第1溶接トーチ12(第1ワイヤ14)を用いた、母材110上への第1ビードの形成と、第2積層装置20に設けられた第2溶接トーチ22(第2ワイヤ24)を用いた、母材110上への第2ビードの形成とを実行することにより、複数のビードを積層してなる積層造形物120の形成を行う。以上により、目的とする構造体100が得られる。
[Operation of metal laminated molding system]
Subsequently, the operation of the metal laminated molding system 1 of the present embodiment will be described with reference to FIG. 1 and the like described above.
In the metal laminated modeling system 1 of the present embodiment, first, the planning device 40 uses the control program Dp and various data (sorted layer shape data Dd and control data Dc) used in the formation of the laminated model 120. The output data Do to be included is created, and the created output data Do is written to the recording medium 50. Subsequently, the control device 30 operates according to the control program Dp and various data included in the output data Do read from the recording medium 50. More specifically, the control device 30 controls the operations of the first stacking device 10 and the second stacking device 20 according to the read control program Dp and various data. Then, the first bead is formed on the base metal 110 by using the first welding torch 12 (first wire 14) provided in the first laminating device 10, and the second bead provided in the second laminating device 20 is formed. By performing the formation of the second bead on the base metal 110 using the welding torch 22 (second wire 24), the laminated model 120 formed by laminating a plurality of beads is formed. From the above, the target structure 100 can be obtained.

次に、上述した金属積層造形システム1の動作の詳細について説明を行う。ここでは、最初に計画作成装置40の動作について説明を行い、続いて制御装置30を介した第1積層装置10および第2積層装置20の動作について説明を行う。 Next, the details of the operation of the metal laminated modeling system 1 described above will be described. Here, the operation of the plan creation device 40 will be described first, and then the operations of the first stacking device 10 and the second stacking device 20 via the control device 30 will be described.

(計画作成装置の動作)
図7は、計画作成装置40の動作例を示したフローチャートである。なお、ここでは、これから製造しようとする積層造形物120のもととなる造形物に関する三次元CADデータD3dが、既にCAD装置2によって作成されているものとする。
(Operation of planning device)
FIG. 7 is a flowchart showing an operation example of the plan creation device 40. Here, it is assumed that the three-dimensional CAD data D3d relating to the modeled object that is the basis of the laminated modeled object 120 to be manufactured has already been created by the CAD device 2.

計画作成装置40の動作が開始されると、まず、取得部401が、CAD装置2から三次元CADデータD3dを取得する(ステップ10)。 When the operation of the plan creation device 40 is started, the acquisition unit 401 first acquires the three-dimensional CAD data D3d from the CAD device 2 (step 10).

次に、変換部402が、取得部401から受け取った三次元CADデータD3dを、内部データDiに変換する(ステップ20)。 Next, the conversion unit 402 converts the three-dimensional CAD data D3d received from the acquisition unit 401 into the internal data Di (step 20).

続いて、切断部403が、変換部402から受け取った内部データDiを用いて、層形状データDsを作成する(ステップ30)。 Subsequently, the cutting unit 403 creates layer shape data Ds using the internal data Di received from the conversion unit 402 (step 30).

さらに、振分部404が、切断部403から受け取った層形状データDsを用いて、振分済層形状データDdを作成する(ステップ40)。 Further, the distribution unit 404 creates the distributed layer shape data Dd using the layer shape data Ds received from the cutting unit 403 (step 40).

また、作成部405が、振分部404が作成した振分済層形状データDdを用いて、制御プログラムDpおよび制御データDcを作成する(ステップ50)。 Further, the creation unit 405 creates the control program Dp and the control data Dc using the distributed layer shape data Dd created by the distribution unit 404 (step 50).

また、付加部406が、振分部404から受け取った振分済層形状データDdと、作成部405から受け取った制御プログラムDpおよび制御データDcとを用いて、出力データDoを作成する(ステップ60)。 Further, the addition unit 406 creates output data Do using the distributed layer shape data Dd received from the distribution unit 404 and the control program Dp and control data Dc received from the creation unit 405 (step 60). ).

そして、出力部407が、付加部406から受け取った出力データDoを、記録媒体50に書き込むことによって出力する(ステップ70)。
以上により、計画作成装置40の動作が完了する。
Then, the output unit 407 outputs the output data Do received from the additional unit 406 by writing it on the recording medium 50 (step 70).
As described above, the operation of the planning device 40 is completed.

(積層造形装置の動作)
図8は、制御装置30の制御に基づく、第1積層装置10および第2積層装置20の動作例を示したフローチャートである。なお、図8に示す手順に従ってこれらが動作を開始する前に、第1ロボット装置11よび第2ロボット装置21周辺のうちの予め定められた位置には、母材110が固定された状態で位置決めされているものとする(「準備工程」の一例)。
(Operation of laminated modeling equipment)
FIG. 8 is a flowchart showing an operation example of the first stacking device 10 and the second stacking device 20 based on the control of the control device 30. Before they start operating according to the procedure shown in FIG. 8, the base metal 110 is positioned at a predetermined position around the first robot device 11 and the second robot device 21 in a fixed state. (An example of "preparation process").

制御装置30が動作を開始すると、まず、受付部301が、記録媒体50から読み出された、出力データDoの入力を受け付ける(ステップ110)。 When the control device 30 starts operation, first, the reception unit 301 receives the input of the output data Do read from the recording medium 50 (step 110).

次に、全体制御部302は、ステップ110で受け取った出力データDoに含まれる制御プログラムDpを、同じくステップ110で受け取った出力データDoに含まれる各種データ(振分済層形状データDdおよび制御データDc)を参照しながら実行する。また、全体制御部302は、変数xを1に設定する(ステップ120)。 Next, the overall control unit 302 uses the control program Dp included in the output data Do received in step 110 as various data (sorted layer shape data Dd and control data) included in the output data Do also received in step 110. Execute while referring to Dc). Further, the overall control unit 302 sets the variable x to 1 (step 120).

続いて、全体制御部302は、得たい積層造形物120のうちのx層目(最初は1層目)の層状体を形成するための指示(層形成指示)を作成する(ステップ130)。ここで、x層目の層状体は、第1ワイヤ14を用いた第1ビードのみによって形成される場合と、第2ワイヤ24を用いた第2ビードのみによって形成される場合と、これら第1ビードと第2ビードとを混在させた状態で形成される場合とが存在し得る。 Subsequently, the overall control unit 302 creates an instruction (layer formation instruction) for forming a layered body of the xth layer (first layer at first) of the desired laminated model 120 (step 130). Here, the layered body of the x-th layer is formed only by the first bead using the first wire 14, or is formed only by the second bead using the second wire 24, and these first. There may be a case where the bead and the second bead are mixed and formed.

次いで、全体制御部302は、第1積層装置10および第2積層装置20に、上記ステップ130で作成した、x層目の層形成指示を出力する(ステップ140)。より具体的に説明すると、このとき、全体制御部302は、第1ロボット制御部303および第1溶接制御部304を介して、第1積層装置10に対する指示を出力するとともに、第2ロボット制御部305および第2溶接制御部306を介して、第2積層装置20に対する指示を出力する。これに伴い、第1積層装置10に設けられた第1ロボット装置11、第1溶接トーチ12および第1電源13と、第2積層装置20に設けられた第2ロボット装置21、第2溶接トーチ22および第2電源23とは、x層目の層形成指示に基づいて協働して動作し、第1ビードおよび/または第2ビードの形成を行う。 Next, the overall control unit 302 outputs the layer formation instruction of the xth layer created in step 130 to the first stacking device 10 and the second stacking device 20 (step 140). More specifically, at this time, the overall control unit 302 outputs an instruction to the first laminating device 10 via the first robot control unit 303 and the first welding control unit 304, and at the same time, the second robot control unit 302. An instruction to the second laminating device 20 is output via the 305 and the second welding control unit 306. Along with this, the first robot device 11, the first welding torch 12, and the first power supply 13 provided in the first stacking device 10, and the second robot device 21, the second welding torch, provided in the second stacking device 20 The 22 and the second power supply 23 operate in cooperation with each other based on the layer formation instruction of the x-th layer to form the first bead and / or the second bead.

それから、全体制御部302は、変数xが得たい積層造形物120の総層数nと等しくなったか否かを判断する(ステップ150)。 Then, the overall control unit 302 determines whether or not the variable x is equal to the total number of layers n of the desired laminated model 120 (step 150).

ステップ150で否定の判断(No)を行った場合、全体制御部302は、変数xをx+1に更新し(ステップ160)、ステップ130に戻って次の層に関する処理を続行する。 When a negative determination (No) is made in step 150, the overall control unit 302 updates the variable x to x + 1 (step 160), returns to step 130, and continues processing related to the next layer.

一方、ステップ150で肯定の判断(Yes)を行った場合、すなわち、第1ビードおよび第2ビードを含むn層のビードを積層することで、母材110上に対する積層造形物120の形成が完了すると、第1積層装置10および第2積層装置20の動作が完了する。 On the other hand, when a positive judgment (Yes) is made in step 150, that is, by laminating the n-layer beads including the first bead and the second bead, the formation of the laminated model 120 on the base material 110 is completed. Then, the operations of the first laminating device 10 and the second laminating device 20 are completed.

[実施の形態1の具体例]
では、図1に示す金属積層造形システム1を用いた構造体100の製造に関し、具体的な例を挙げて説明を行う。
[Specific Example of Embodiment 1]
Then, the manufacture of the structure 100 using the metal laminated modeling system 1 shown in FIG. 1 will be described with reference to specific examples.

(構造体の形状)
図9は、具体例における構造体100の形状を説明するための図である。
この例における構造体100は、上述したように母材110と積層造形物120とを有している。そして、積層造形物120は、第1ブロック120aと第2ブロック120bとを備えている。
(Shape of structure)
FIG. 9 is a diagram for explaining the shape of the structure 100 in the specific example.
The structure 100 in this example has a base material 110 and a laminated model 120 as described above. The laminated model 120 includes a first block 120a and a second block 120b.

この例において、母材110は、鋼板等からなる板状の部材であって、上方からみたときに矩形状を呈するようになっている。
また、第1ブロック120aおよび第2ブロック120bの両者は、同一形状となる直方体状を呈するようになっており、母材110における矩形状の面の上に、並べて配置されている。そして、母材110上において、第1ブロック120aの一面と第2ブロック120bの一面とが対向するようになっており、両者の間には溝130が形成されている。このようにして第1ブロック120aと第2ブロック120bとの間に形成される溝130は、例えば構造体100に水等の流体を流すための流路として機能させることが可能である。
In this example, the base material 110 is a plate-shaped member made of a steel plate or the like, and has a rectangular shape when viewed from above.
Further, both the first block 120a and the second block 120b have a rectangular parallelepiped shape having the same shape, and are arranged side by side on the rectangular surface of the base material 110. Then, on the base material 110, one surface of the first block 120a and one surface of the second block 120b face each other, and a groove 130 is formed between the two. The groove 130 formed between the first block 120a and the second block 120b in this way can function as a flow path for flowing a fluid such as water through the structure 100, for example.

(各種データ)
次に、このような積層造形物120の製造に用いられる、各種データに関する説明を行う。なお、この例における積層造形物120に関しては、第1ブロック120aおよび第2ブロック120bの両者をまとめて製造したり、第1ブロック120aを製造した後に第2ブロック120bを製造したり、第2ブロック120bを製造した後に第1ブロック120aを製造したりすることが可能である。ただし、ここでは、第1ブロック120aを製造した後に第2ブロック120bを製造する場合を例とするとともに、一方のブロック(ここでは第1ブロック120a)を製造する場合に用いられる各種データについて説明を行う。
(Various data)
Next, various data used in the production of such a laminated model 120 will be described. Regarding the laminated model 120 in this example, both the first block 120a and the second block 120b may be manufactured together, the first block 120a may be manufactured and then the second block 120b may be manufactured, or the second block may be manufactured. It is possible to manufacture the first block 120a after manufacturing the 120b. However, here, the case where the second block 120b is manufactured after the first block 120a is manufactured is taken as an example, and various data used when one block (here, the first block 120a) is manufactured will be described. Do.

図10(a)、(b)、図11乃至図13は、積層造形物120(第1ブロック120a)の製造に際して、計画作成装置40で用いられる各種データの概念を説明するための図である。なお、ここで説明する各種データは、実際には、バイナリ形式やアスキー形式等によって表現されるものであるが、ここでは、理解を助けるために模式的な表記を行っている。そして、これら図10(a)、(b)、図11および図12では、各データを斜視図として表記している。 10 (a), 10 (b), and 11 to 13 are diagrams for explaining the concept of various data used in the planning apparatus 40 in manufacturing the laminated model 120 (first block 120a). .. The various data described here are actually expressed in binary format, ASCII format, etc., but here, in order to aid understanding, a schematic notation is used. Then, in these FIGS. 10 (a), 10 (b), 11 and 12, each data is represented as a perspective view.

〔三次元形状データ〕
図10(a)は、三次元CADデータD3dの一例を示している。
図10(a)に示す三次元CADデータD3dは、上述したように、CAD装置2が作成し、計画作成装置40の取得部401が取得する。なお、ここには記載していないが、計画作成装置40の変換部402が作成する内部データDiも、表現形式が異なるだけで、表現しようとする形状そのものは、三次元CADデータD3dと同じである。
[3D shape data]
FIG. 10A shows an example of three-dimensional CAD data D3d.
As described above, the three-dimensional CAD data D3d shown in FIG. 10A is created by the CAD device 2 and acquired by the acquisition unit 401 of the plan creation device 40. Although not described here, the internal data Di created by the conversion unit 402 of the plan creation device 40 is also different in the expression format, and the shape itself to be expressed is the same as the three-dimensional CAD data D3d. is there.

〔層形状データ〕
図10(b)は、層形状データDsの一例を示している。
図10(b)に示す層形状データDsは、上述したように、計画作成装置40の切断部403が作成する。そして、この例では、層形状データDsが、1層目の層形状データDs(1)〜4層目の層形状データDs(4)を含む4層構成(n=4)となっている。なお、以下の説明では、「x層目の層形状データDs(x)」のことを、「第x層形状データDs(x)」と呼ぶことにする。この例において、第1層形状データDs(1)〜第4層形状データDs(4)は共通の形状を有しており、それぞれが直方体状を呈するようになっている。なお、ここでは、説明を簡略化するために層形状データDsを4層構成としているが、実際には、5層以上となることが多い。
[Layer shape data]
FIG. 10B shows an example of layer shape data Ds.
As described above, the layer shape data Ds shown in FIG. 10B is created by the cutting portion 403 of the planning apparatus 40. Then, in this example, the layer shape data Ds has a four-layer structure (n = 4) including the layer shape data Ds (1) of the first layer to the layer shape data Ds (4) of the fourth layer. In the following description, the "x-th layer shape data Ds (x)" will be referred to as the "x-th layer shape data Ds (x)". In this example, the first layer shape data Ds (1) to the fourth layer shape data Ds (4) have a common shape, and each of them has a rectangular parallelepiped shape. Here, the layer shape data Ds has a four-layer structure for the sake of simplification of the description, but in reality, the number of layers is often five or more.

〔振分済層形状データ〕
次に、振分済層形状データDdについて説明を行う。
図11および図12は、実施の形態1の具体例における振分済層形状データDdの一例を示している。ここで、図11は、実施の形態1の具体例における振分済層形状データDdを、層毎の観点から説明するための図である。また、図12は、実施の形態1の具体例における振分済層形状データDdを、ワイヤ径毎の観点から説明するための図である。なお、図11および図12は、分類手法を異ならせただけであって、振分済層形状データDdの内容については同一である。
図11および図12に示す振分済層形状データDdは、上述したように、計画作成装置40の振分部404が作成する。
[Distributed layer shape data]
Next, the sorted layer shape data Dd will be described.
11 and 12 show an example of the sorted layer shape data Dd in the specific example of the first embodiment. Here, FIG. 11 is a diagram for explaining the sorted layer shape data Dd in the specific example of the first embodiment from the viewpoint of each layer. Further, FIG. 12 is a diagram for explaining the sorted layer shape data Dd in the specific example of the first embodiment from the viewpoint of each wire diameter. Note that FIGS. 11 and 12 differ only in the classification method, and the contents of the sorted layer shape data Dd are the same.
As described above, the distributed layer shape data Dd shown in FIGS. 11 and 12 is created by the distribution unit 404 of the plan creation device 40.

最初に、図11を参照しながら、実施の形態1の具体例における振分済層形状データDdの説明を行う。
図11に示す例では、振分済層形状データDdが、1層目の振分済層形状データDd(1)〜4層目の振分済層形状データDd(4)を含む4層構成となっている。なお、以下の説明においては、「x層目の振分済層形状データDd(x)」のことを、「第x振分済データDd(x)」と呼ぶことにする。
First, the distributed layer shape data Dd in the specific example of the first embodiment will be described with reference to FIG.
In the example shown in FIG. 11, the sorted layer shape data Dd has a four-layer configuration including the sorted layer shape data Dd (1) to the fourth layer sorted layer shape data Dd (4). It has become. In the following description, the "xth layer sorted layer shape data Dd (x)" will be referred to as the "xth sorted data Dd (x)".

そして、第1振分済データDd(1)は、3つの「1層目の大径用データDdA(1)」と、2つの「1層目の小径用データDdB(1)」とを含んでいる。すなわち、第1振分済データDd(1)は、5つのデータで構成されている。ここで、「1層目の大径用データDdA(1)」は、相対的に太い第1ワイヤ14に対応するものとなっており、「1層目の小径用データDdB(1)」は相対的に細い第2ワイヤ24に対応するものとなっている。なお、以下の説明では、「x層目の大径用データDdA(x)」のことを、「第x大径用データDdA(x)」と呼び、「x層目の小径用データDdB(x)」のことを、「第x小径用データDdB(x)」と呼ぶことにする。 Then, the first sorted data Dd (1) includes three "first layer large diameter data DdA (1)" and two "first layer small diameter data DdB (1)". I'm out. That is, the first distributed data Dd (1) is composed of five data. Here, the "first layer large diameter data DdA (1)" corresponds to the relatively thick first wire 14, and the "first layer small diameter data DdB (1)" is It corresponds to the relatively thin second wire 24. In the following description, the "xth layer large diameter data DdA (x)" is referred to as the "xth large diameter data DdA (x)", and the "xth layer small diameter data DdB (x)" "x)" will be referred to as "xth small diameter data DdB (x)".

第1振分済データDd(1)において、第1大径用データDdA(1)と第2小径用データDdB(1)とは、交互に並び且つそれぞれが平行となるように配置されている。このとき、隣接する2つの第1大径用データDdA(1)の間には隙間が存在し、その隙間を埋める位置に、1つの第1小径用データDdB(1)が配置されている。そして、この例では、横方向の両端部に第1大径用データDdA(1)が配置されるようになっている。 In the first sorted data Dd (1), the first large-diameter data DdA (1) and the second small-diameter data DdB (1) are arranged so as to be alternately arranged and parallel to each other. .. At this time, there is a gap between two adjacent first large diameter data DdA (1), and one first small diameter data DdB (1) is arranged at a position to fill the gap. Then, in this example, the first large diameter data DdA (1) is arranged at both ends in the lateral direction.

また、第2振分済データDd(2)も、3つの第2大径用データDdA(2)と、2つの第2小径用データDdB(2)とを含んでおり、これらが交互に並べて配置され、且つ、両端部に第2大径用データDdA(2)が配置されるようになっている。 Further, the second sorted data Dd (2) also includes three second large diameter data DdA (2) and two second small diameter data DdB (2), which are arranged alternately. The data DdA (2) for the second large diameter is arranged at both ends.

さらに、第3振分済データDd(3)も、3つの第3大径用データDdA(3)と、2つの第3小径用データDdB(3)とを含んでおり、これらが交互に並べて配置され、且つ、両端部に第3大径用データDdA(3)が配置されるようになっている。 Further, the third sorted data Dd (3) also includes three third large diameter data DdA (3) and two third small diameter data DdB (3), which are arranged alternately. It is arranged, and the third large diameter data DdA (3) is arranged at both ends.

さらにまた、第4振分済データDd(4)も、3つの第4大径用データDdA(4)と、2つの第4小径用データDdB(4)とを含んでおり、これらが交互に並べて配置され、且つ、両端部に第4大径用データDdA(4)が配置されるようになっている。なお、ここでは、説明を簡略化するために各層を5つのデータで構成しているが、実際には、6つ以上となることが多い。 Furthermore, the fourth sorted data Dd (4) also includes three fourth large diameter data DdA (4) and two fourth small diameter data DdB (4), which are alternately arranged. It is arranged side by side, and the fourth large diameter data DdA (4) is arranged at both ends. Here, in order to simplify the explanation, each layer is composed of five data, but in reality, it is often six or more.

次に、図12を参照しながら、実施の形態1の具体例における振分済層形状データDdの別の観点からの説明を行う。
図12に示す例では、振分済層形状データDdが、相対的に太い第1ワイヤ14に対応する大径用データDdAと、相対的に細い第2ワイヤ24に対応する小径用データDdBとを含んでいる。
Next, with reference to FIG. 12, the distributed layer shape data Dd in the specific example of the first embodiment will be described from another viewpoint.
In the example shown in FIG. 12, the sorted layer shape data Dd includes a large diameter data DdA corresponding to the relatively thick first wire 14 and a small diameter data DdB corresponding to the relatively thin second wire 24. Includes.

そして、大径用データDdAは、1層目に対応する3つの第1大径用データDdA(1)と、2層目に対応する3つの第2大径用データDdA(2)と、3層目に対応する3つの第3大径用データDdA(3)と、4層目に対応する3つの第4大径用データDdA(4)とを含んでいる。 The large diameter data DdA includes three first large diameter data DdA (1) corresponding to the first layer, three second large diameter data DdA (2) corresponding to the second layer, and 3 It includes three third large diameter data DdA (3) corresponding to the layer layer and three fourth large diameter data DdA (4) corresponding to the fourth layer.

一方、小径用データDdBは、1層目に対応する2つの第1小径用データDdB(1)と、2層目に対応する2つの第2小径用データDdB(2)と、3層目に対応する2つの第3小径用データDdB(3)と、4層目に対応する2つの第4小径用データDdB(4)とを含んでいる。 On the other hand, the small diameter data DdB includes two first small diameter data DdB (1) corresponding to the first layer, two second small diameter data DdB (2) corresponding to the second layer, and a third layer. It contains two corresponding third small diameter data DdBs (3) and two fourth small diameter data DdBs (4) corresponding to the fourth layer.

〔出力データ〕
図13は、出力データDoのデータ構造を説明するための図である。
図13に示す出力データDoは、上述したように、出力部407が作成する。
そして、この例では、出力データDoが、作成部405によって作成される制御プログラムDpと、振分部404によって作成される振分済層形状データDdと、作成部405によって作成される制御データDcとを含んでいる。また、振分済層形状データDdは、上述したように、相対的に太い第1ワイヤ14に対応する大径用データDdAと、相対的に細い第2ワイヤ24に対応する小径用データDdBとを含んでいる。さらに、制御データDcは、相対的に太いワイヤ14を使用する第1積層装置10で用いられる第1制御データDc1と、相対的に細い第2ワイヤ24を使用する第2積層装置20で用いられる第2制御データDc2とを含んでいる。
〔output data〕
FIG. 13 is a diagram for explaining the data structure of the output data Do.
As described above, the output data Do shown in FIG. 13 is created by the output unit 407.
Then, in this example, the output data Do is the control program Dp created by the creation unit 405, the distributed layer shape data Dd created by the distribution unit 404, and the control data Dc created by the creation unit 405. And is included. Further, the sorted layer shape data Dd includes, as described above, the large diameter data DdA corresponding to the relatively thick first wire 14 and the small diameter data DdB corresponding to the relatively thin second wire 24. Includes. Further, the control data Dc is used in the first control data Dc1 used in the first stacking device 10 using the relatively thick wire 14 and the second stacking device 20 using the relatively thin second wire 24. The second control data Dc2 is included.

なお、以下の説明では、第1積層装置10および第1ワイヤ14に関連する第1制御データDc1および大径用データDdAを、まとめて「第1データD1」と呼び、また、第2積層装置20および第2ワイヤ24に関連する第2制御データDc2および小径用データDdBを、まとめて「第2データD2」と呼ぶことにする。 In the following description, the first control data Dc1 and the large-diameter data DdA related to the first stacking device 10 and the first wire 14 are collectively referred to as "first data D1", and the second stacking device. The second control data Dc2 and the small diameter data DdB related to the 20 and the second wire 24 will be collectively referred to as "second data D2".

(積層計画)
では、実施の形態1の具体例における積層計画について説明を行う。
図14は、実施の形態1の具体例における複数のビードの形成順番を説明するための図である。ここで、図14は、積層造形物120における第1ブロック120aの断面を示しており、括弧内に示す数字が、それぞれのビードの形成順番を示している。
また、図15は、上述した形成順番を含む、実施の形態1の具体例における積層計画を説明するための図である。
この積層計画は、上述したように、計画作成装置40が作成し、記録媒体50を介して、制御装置30に伝達される。
(Lamination plan)
Then, the lamination plan in the specific example of Embodiment 1 will be described.
FIG. 14 is a diagram for explaining the formation order of a plurality of beads in the specific example of the first embodiment. Here, FIG. 14 shows a cross section of the first block 120a in the laminated model 120, and the numbers shown in parentheses indicate the formation order of the respective beads.
Further, FIG. 15 is a diagram for explaining a lamination plan in a specific example of the first embodiment, including the above-mentioned formation order.
As described above, this stacking plan is created by the plan creation device 40 and transmitted to the control device 30 via the recording medium 50.

図15に示す「積層計画」は、上述した「形成順番」(図には「順番」と記載)と、各順番で使用する「使用装置」と、各順番で使用する「制御データDc」および「振分済層形状データDd」と、各順番での形成対象となる「形成層」とを含んでいる。なお、この例では、図14に示したように、第1ブロック120aが、母材110上に積層される第1層状体1201と、第1層状体1201上に積層される第2層状体1202と、第2層状体1202上に積層される第3層状体1203と、第3層状体1203上に積層される第4層状体1204とによって構成されるものとする。この例において、第1ブロック120aは、第1層状体1201、第2層状体1202、第3層状体1203および第4層状体1204の順番で製造される。ここで、第1層状体1201〜第4層状体1204は、上述した第1振分済データDd(1)〜第4振分済データDd(4)のそれぞれに対応している。 The "lamination plan" shown in FIG. 15 includes the above-mentioned "formation order" (described as "order" in the figure), "devices used" used in each order, "control data Dc" used in each order, and The "sorted layer shape data Dd" and the "forming layer" to be formed in each order are included. In this example, as shown in FIG. 14, the first block 120a has a first layered body 1201 laminated on the base material 110 and a second layered body 1202 laminated on the first layered body 1201. And the third layered body 1203 laminated on the second layered body 1202, and the fourth layered body 1204 laminated on the third layered body 1203. In this example, the first block 120a is manufactured in the order of the first layered body 1201, the second layered body 1202, the third layered body 1203, and the fourth layered body 1204. Here, the first layered body 1201 to the fourth layered body 1204 correspond to each of the above-mentioned first sorted data Dd (1) to fourth sorted data Dd (4).

なお、図15および上述した図13からも明らかなように、第1積層装置10は、第1制御データDc1および大径用データDdAを含む第1データD1に基づいて動作する。また、同様に、第2積層装置20は、第2制御データDc2および小径用データDdBを含む第2データD2に基づいて動作する。換言すれば、制御装置30は、第1データD1を用いて第1積層装置10の動作を制御するとともに、第2データD2を用いて第2積層装置20の動作を制御する。このとき、第1積層装置10では、第1制御データDc1を用いて第1ロボット装置11の動作が制御され、大径用データDdA(各種溶接条件)を用いて第1溶接トーチ12の動作が制御される。また、このとき、第2積層装置20では、第2制御データDc2を用いて第2ロボット装置21の動作が制御され、小径用データDdB(各種溶接条件)を用いて第2溶接トーチ22の動作が制御される。 As is clear from FIG. 15 and FIG. 13 described above, the first stacking device 10 operates based on the first data D1 including the first control data Dc1 and the large diameter data DdA. Similarly, the second stacking device 20 operates based on the second data Dc2 including the second control data Dc2 and the small diameter data DdB. In other words, the control device 30 uses the first data D1 to control the operation of the first stacking device 10, and the second data D2 to control the operation of the second stacking device 20. At this time, in the first laminating device 10, the operation of the first robot device 11 is controlled by using the first control data Dc1, and the operation of the first welding torch 12 is performed by using the large diameter data DdA (various welding conditions). Be controlled. At this time, in the second laminating device 20, the operation of the second robot device 21 is controlled by using the second control data Dc2, and the operation of the second welding torch 22 is controlled by using the small diameter data DdB (various welding conditions). Is controlled.

(第1層状体の形成)
次に、この例における第1層状体1201の形成について、より具体的に説明を行う。
図16は、実施の形態1の具体例における第1層状体1201の形成手順を説明するための斜視図である。ここで、図16(a)は、第1層状体1201の形成における前半部分の手順を示しており、図16(b)は、第1層状体1201の形成における後半部分の手順を示している。以下では、図16に加え、上述した図14および図15も参照しながら説明を行う。
(Formation of the first layer)
Next, the formation of the first layered body 1201 in this example will be described more specifically.
FIG. 16 is a perspective view for explaining a procedure for forming the first layered body 1201 in the specific example of the first embodiment. Here, FIG. 16A shows the procedure of the first half part in the formation of the first layered body 1201, and FIG. 16B shows the procedure of the second half part in the formation of the first layered body 1201. .. In the following, the description will be given with reference to FIGS. 14 and 15 described above in addition to FIG.

〔第1工程〕
最初に、形成順番(1)に対応する第1工程が実行される。
第1工程では、第1積層装置10が、第1制御データDc1および第1大径用データDdA(1)に基づき、相対的に太い第1ワイヤ14を用いて、母材110上に1つ目の第1ビード121(例えば図16(a)において左側)を形成していく。
[First step]
First, the first step corresponding to the formation order (1) is executed.
In the first step, one stacking device 10 is placed on the base material 110 by using the relatively thick first wire 14 based on the first control data Dc1 and the first large diameter data DdA (1). The first bead 121 of the eye (for example, the left side in FIG. 16A) is formed.

〔第2工程〕
第1工程が終了すると、次に、形成順番(2)に対応する第2工程が実行される。
第2工程では、第1積層装置10が、第1制御データDc1および第1大径用データDdA(1)に基づき、相対的に太い第1ワイヤ14を用いて、母材110上に2つ目の第1ビード121(例えば図16(a)において中側)を形成していく。このとき、1つ目の第1ビード121と、2つ目の第1ビード121との間に所定の隙間が生じるように、予め積層計画を作成しておく。
[Second step]
When the first step is completed, the second step corresponding to the formation order (2) is then executed.
In the second step, the first laminating apparatus 10 uses the relatively thick first wire 14 based on the first control data Dc1 and the first large diameter data DdA (1), and two on the base material 110. The first bead 121 of the eye (for example, the middle side in FIG. 16A) is formed. At this time, a stacking plan is created in advance so that a predetermined gap is formed between the first first bead 121 and the second first bead 121.

〔第3工程〕
第2工程が終了すると、続いて、形成順番(3)に対応する第3工程が実行される。
第3工程では、第1積層装置10が、第1制御データDc1および第1大径用データDdA(1)に基づき、相対的に太い第1ワイヤ14を用いて、母材110上に3つ目の第1ビード121(例えば図16(a)において右側)を形成していく。このとき、2つ目の第1ビード121と、3つ目の第1ビード121との間に所定の隙間が生じるように、予め積層計画を作成しておく。
[Third step]
When the second step is completed, the third step corresponding to the formation order (3) is subsequently executed.
In the third step, the first laminating apparatus 10 uses the relatively thick first wire 14 based on the first control data Dc1 and the first large diameter data DdA (1), and three on the base material 110. The first bead 121 of the eye (for example, the right side in FIG. 16A) is formed. At this time, a stacking plan is created in advance so that a predetermined gap is formed between the second first bead 121 and the third first bead 121.

以上により、第1層状体1201の形成において、第1積層装置10を使用する前半部分が終了する。その結果、図16(a)に示すように、母材110上には、3つの第1ビード121が、横方向に、略平行となるように隙間を空けて並べて配列される。なお、この例における第1工程〜第3工程が、「第1形成工程」に対応している。 As described above, in the formation of the first layered body 1201, the first half portion using the first laminating device 10 is completed. As a result, as shown in FIG. 16A, the three first beads 121 are arranged side by side on the base material 110 with a gap so as to be substantially parallel in the lateral direction. The first to third steps in this example correspond to the "first forming step".

〔第4工程〕
第3工程が終了すると、次いで、形成順番(4)に対応する第4工程が実行される。
第4工程では、第2積層装置20が、第2制御データDc2および第1小径用データDdB(1)に基づき、相対的に細い第2ワイヤ24を用いて、1つ目の第1ビード121と2つ目の第1ビード121との間に存在する隙間に沿って、1つ目の第2ビード122(図16(b)において左側)を形成していく。このとき、1つ目の第1ビード121と2つ目の第1ビード121との間を、1つ目の第2ビード122で埋めていくように、予め積層計画を作成しておく。
[Fourth step]
When the third step is completed, the fourth step corresponding to the formation order (4) is then executed.
In the fourth step, the second laminating apparatus 20 uses the relatively thin second wire 24 based on the second control data Dc2 and the first small diameter data DdB (1), and the first first bead 121 Along the gap existing between the first bead 121 and the second bead 121, the first second bead 122 (left side in FIG. 16B) is formed. At this time, a stacking plan is created in advance so that the space between the first first bead 121 and the second first bead 121 is filled with the first second bead 122.

〔第5工程〕
第4工程が終了すると、こんどは、形成順番(5)に対応する第5工程が実行される。
第5工程では、第2積層装置20が、第2制御データDc2および第1小径用データDdB(1)に基づき、相対的に細い第2ワイヤ24を用いて、2つ目の第1ビード121と3つ目の第1ビード121との間に存在する隙間に沿って、2つ目の第2ビード122(図16(b)において右側)を形成していく。このとき、2つ目の第1ビード121と3つ目の第1ビード121との間を、2つ目の第2ビード122で埋めていくように、予め積層計画を作成しておく。
[Fifth step]
When the fourth step is completed, the fifth step corresponding to the formation order (5) is executed.
In the fifth step, the second laminating apparatus 20 uses the relatively thin second wire 24 based on the second control data Dc2 and the first small diameter data DdB (1), and the second first bead 121 A second second bead 122 (on the right side in FIG. 16B) is formed along the gap existing between the first bead 121 and the third bead 121. At this time, a stacking plan is created in advance so that the space between the second first bead 121 and the third first bead 121 is filled with the second second bead 122.

以上により、第1層状体1201の形成において、第2積層装置20を使用する後半部分が終了する。その結果、図16(b)に示すように、母材110上には、3つの第1ビード121と2つの第2ビード122とが交互に並べて配列された第1層状体1201が形成された状態となる。なお、この例における第4工程〜第5工程が、「第2形成工程」に対応している。 As described above, in the formation of the first layered body 1201, the latter half portion using the second laminating device 20 is completed. As a result, as shown in FIG. 16B, a first layered body 1201 in which three first beads 121 and two second beads 122 are alternately arranged side by side was formed on the base material 110. It becomes a state. The fourth to fifth steps in this example correspond to the "second forming step".

なお、図16では、各第1ビード121および各第2ビード122を理想的に表現していたが、実際は、通常の溶接時と同じく、各ビードの断面は角柱状とはならない。
図17は、実施の形態1の具体例における第1層状体1201の断面構成を説明するための図である。
このように、実際の第1層状体1201の断面形状は、ビードの垂れ等が生じることに伴い、ある程度変形した状態となる。なお、ここには表記していないが、実際には、母材110、各第1ビード121および各第2ビード122が互いに隣接する領域には、所謂溶込みが生じ得ることになる。
In FIG. 16, each first bead 121 and each second bead 122 are ideally represented, but in reality, the cross section of each bead is not prismatic as in the case of normal welding.
FIG. 17 is a diagram for explaining the cross-sectional structure of the first layered body 1201 in the specific example of the first embodiment.
As described above, the actual cross-sectional shape of the first layered body 1201 is deformed to some extent due to the occurrence of bead sagging and the like. Although not shown here, in reality, so-called penetration may occur in the region where the base metal 110, the first beads 121, and the second beads 122 are adjacent to each other.

また、詳細は説明しないが、その後、第1層状体1201の製造と同様の手順にて、第2層状体1202〜第4層状体1204の製造が順次行われる。その結果、母材110上に、第1層状体1201〜第4層状体1204を含む第1ブロック120aが形成されることになる。なお、この例では、第1層状体1201〜第4層状体1204を含む第1ブロック120aの製造工程が、「形成工程」に対応している。 Further, although details will not be described, thereafter, the second layered body 1202 to the fourth layered body 1204 are sequentially manufactured by the same procedure as the production of the first layered body 1201. As a result, the first block 120a including the first layered body 1201 to the fourth layered body 1204 is formed on the base material 110. In this example, the manufacturing process of the first block 120a including the first layered body 1201 to the fourth layered body 1204 corresponds to the “forming step”.

なお、この例では、上記第1層状体1201の形成に続いて、それぞれが上記形成順番(1)〜(5)に対応する、形成順番(6)〜(10)によって第2層状体1202が形成され、形成順番(11)〜(15)によって第3層状体1203が形成され、形成順番(16)〜(20)によって第4層状体1204が形成される。 In this example, following the formation of the first layered body 1201, the second layered body 1202 is formed according to the formation order (6) to (10), each of which corresponds to the formation order (1) to (5). The third layered body 1203 is formed according to the forming order (11) to (15), and the fourth layered body 1204 is formed according to the forming order (16) to (20).

(得られる第1ブロックの構成)
図18は、実施の形態1の具体例で得られる第1ブロック120aの構成を説明するための斜視図である。
上述したように、第1ブロック120aは、第1層状体1201〜第4層状体1204を積層して構成される。そして、第1層状体1201〜第4層状体1204のそれぞれは、第1積層装置10が第1ワイヤ14を用いて形成した第1ビード121と、第2積層装置20が第2ワイヤ24を用いて形成した第2ビード122とを、混在させた状態となっている。
(Structure of the first block obtained)
FIG. 18 is a perspective view for explaining the configuration of the first block 120a obtained in the specific example of the first embodiment.
As described above, the first block 120a is formed by laminating the first layered bodies 1201 to the fourth layered body 1204. Then, in each of the first layered body 1201 to the fourth layered body 1204, the first bead 121 formed by the first laminating device 10 using the first wire 14 and the second laminating device 20 using the second wire 24. The second bead 122 formed in the above is in a mixed state.

特に、この例では、相対的に太い第1ワイヤ14を用いて形成される2つの第1ビード121の間に、相対的に細い第2ワイヤ24を用いて形成される1つの第2ビード122を配置するようにしている。これにより、どちらか一方の径のワイヤを用いて層形成を行った場合と比較して、隣接するビード間に存在する隙間を埋めやすく(充填しやすく)することができる。これにより、得られる第1ブロック120a(積層造形物120)における巣(空隙)の発生を抑制することができる。 In particular, in this example, one second bead 122 formed using the relatively thin second wire 24 between the two first beads 121 formed using the relatively thick first wire 14. Is arranged. As a result, it is possible to easily fill (easily fill) the gap existing between the adjacent beads as compared with the case where the layer is formed by using the wire having either diameter. As a result, the generation of nests (voids) in the obtained first block 120a (laminated model 120) can be suppressed.

(変形例)
なお、上述した実施の形態1では、第1ワイヤ14を用いた第1積層装置10での溶接条件と、上述した説明では、第2ワイヤ24を用いた第2積層装置20での溶接条件とに関し、具体的な説明を行わなかった。ただし、例えば以下に説明する関係を採用することが可能である。
(Modification example)
In the first embodiment described above, the welding conditions in the first laminating device 10 using the first wire 14 and the welding conditions in the second laminating device 20 using the second wire 24 in the above description. No specific explanation was given regarding this. However, for example, the relationship described below can be adopted.

まず、各ビードを形成する際の入熱量については、第2ワイヤ24に対する入熱量である第2入熱量H2(J/cm)を、第1ワイヤ14に対する入熱量である第1入熱量H1(J/cm)よりも高く(H1<H2)することができる。第1ワイヤ14および第2ワイヤ24として同系統の材料を含むものを用いる場合に、このような関係を採用すると、第2ワイヤ24を用いて第2ビード122を形成する際に生じる溶融池の粘度を、第1ワイヤ14を用いて第1ビード121を形成する際に生じる溶融池の粘度よりも低くすることが可能となる。これにより、第2ビード122には、第1ビード121と比べて、重力に起因するビードの垂れが生じやすくなる。その結果、隣接する2つの第1ビード121の間に存在する隙間を、1つの第2ビード122で埋めていくことがより容易となり、空隙等も生じにくくなる。 First, regarding the amount of heat input when forming each bead, the amount of heat input to the second wire 24 is the second amount of heat input H2 (J / cm), and the amount of heat input to the first wire 14 is the first amount of heat input H1 ( It can be higher (H1 <H2) than J / cm). When such a relationship is adopted when the first wire 14 and the second wire 24 contain materials of the same type, the molten pool generated when the second wire 24 is used to form the second bead 122. It is possible to make the viscosity lower than the viscosity of the molten pool generated when the first bead 121 is formed by using the first wire 14. As a result, the second bead 122 is more likely to have a bead sagging due to gravity than the first bead 121. As a result, it becomes easier to fill the gap existing between the two adjacent first beads 121 with one second bead 122, and gaps and the like are less likely to occur.

また、第1積層装置10で用いる第1電源13としてパルス電源を採用し、第2積層装置20で用いる第2電源23としてCMT(Cold Metal Transfer)電源を採用することができる。このような構成を採用すると、第1積層装置10で用いられる相対的に太い第1ワイヤ14を、パルス電源を用いて溶接することにより、第1ビード121を高効率に形成することができる。また、第2積層装置20で用いられる相対的に細い第2ワイヤ24を、CMT電源を用いて溶接することにより、第2ビード122を高精度に形成することができる。 Further, a pulse power supply can be adopted as the first power supply 13 used in the first stacking device 10, and a CMT (Cold Metal Transfer) power supply can be adopted as the second power supply 23 used in the second stacking device 20. When such a configuration is adopted, the first bead 121 can be formed with high efficiency by welding the relatively thick first wire 14 used in the first laminating device 10 using a pulse power source. Further, the second bead 122 can be formed with high accuracy by welding the relatively thin second wire 24 used in the second laminating device 20 using a CMT power supply.

また、第1積層装置10で用いる第1ワイヤ14の運棒法と、第2積層装置20で用いる第2ワイヤ24の運棒法とを異ならせることができる。
図19は、第1ビード121および第2ビード122を形成する際の各ワイヤの移動軌跡を説明するための図である。ここで、図19(a)は、第1ビード121を形成する際の第1ワイヤ14の移動軌跡を示しており、図19(b)は、第2ビード122を形成する際の第2ワイヤ24の移動軌跡を示している。
Further, the rod method of the first wire 14 used in the first stacking device 10 and the rod method of the second wire 24 used in the second stacking device 20 can be different from each other.
FIG. 19 is a diagram for explaining the movement locus of each wire when forming the first bead 121 and the second bead 122. Here, FIG. 19A shows the movement locus of the first wire 14 when forming the first bead 121, and FIG. 19B shows the second wire when forming the second bead 122. It shows 24 movement loci.

最初に、図19(a)を参照しつつ、第1積層装置10(第1溶接トーチ12)を用いた、第1ワイヤ14の挙動について説明を行う。ただし、ここでは、第1層状体1201を形成する場合を例とする。 First, the behavior of the first wire 14 using the first laminating device 10 (first welding torch 12) will be described with reference to FIG. 19A. However, here, the case of forming the first layered body 1201 is taken as an example.

第1積層装置10の場合、第1ワイヤ14の先端部は、水平方向には、母材110の被積層面(この場合は上面)に沿って移動する。また、第1ワイヤ14が一定速度で送給される。そして、発生したアークによって第1ワイヤ14が順次溶融していくことから、第1ワイヤ14の先端部は、母材110の被積層面に対し、略平行となる移動軌跡Lwに沿って移動していくこととなる。 In the case of the first laminating device 10, the tip of the first wire 14 moves horizontally along the laminated surface (in this case, the upper surface) of the base metal 110. Further, the first wire 14 is fed at a constant speed. Then, since the first wire 14 is sequentially melted by the generated arc, the tip portion of the first wire 14 moves along the movement locus Lw which is substantially parallel to the laminated surface of the base material 110. I will go.

なお、詳細については説明を省略するが、第2層状体1202〜第4層状体1204の形成においても、第1ワイヤ14の先端部は、この場合と同様の挙動(移動軌跡)を示すことになる。 Although the details will be omitted, the tip portion of the first wire 14 exhibits the same behavior (movement locus) as in this case even in the formation of the second layered body 1202 to the fourth layered body 1204. Become.

次に、図19(b)を参照しつつ、第2積層装置20(第2溶接トーチ22)を用いた、第2ワイヤ24の挙動について説明を行う。ただし、ここでは、第1層状体1201を形成する場合を例とする。 Next, the behavior of the second wire 24 using the second laminating device 20 (second welding torch 22) will be described with reference to FIG. 19B. However, here, the case of forming the first layered body 1201 is taken as an example.

第2積層装置20の場合、第2ワイヤ24の先端部は、水平方向には、母材110の被積層面(この場合は上面)に沿って移動する。ただし、こちらの場合、第2ワイヤ24が周期的に加減速された状態で送給される。そして、発生したアークによって第2ワイヤ24が順次溶融していくことから、第2ワイヤ24の先端部は、母材110の被積層面に対し、周期的に進退することでジグザグ状となる移動軌跡Lwに沿って移動していくことになる。 In the case of the second laminating device 20, the tip of the second wire 24 moves horizontally along the laminated surface (in this case, the upper surface) of the base material 110. However, in this case, the second wire 24 is supplied in a state of being periodically accelerated and decelerated. Then, since the second wire 24 is sequentially melted by the generated arc, the tip portion of the second wire 24 moves in a zigzag shape by periodically advancing and retreating with respect to the laminated surface of the base material 110. It will move along the locus Lw.

ここで、相対的に太い第1ワイヤ14に対し、図19(a)に示すような運棒法を採用して第1ビード121を形成した場合、得られる第1ビード121の上面は、略凸状となりやすい。これに対し、相対的に細い第2ワイヤ24に対し、図19(b)に示すような運棒法を採用して第2ビード122を形成した場合、得られる第2ビード122の上面は、略凹状となりやすい。 Here, when the first bead 121 is formed by adopting the rod movement method as shown in FIG. 19A with respect to the relatively thick first wire 14, the upper surface of the obtained first bead 121 is substantially formed. It tends to be convex. On the other hand, when the second bead 122 is formed by adopting the rod movement method as shown in FIG. 19B with respect to the relatively thin second wire 24, the upper surface of the obtained second bead 122 is formed. It tends to be substantially concave.

その結果、例えば母材110上に形成される第1層状体1201における上面が、図17に示す状態と比べて、平面により近づくことになる。また、第1層状体1201の上に形成される第2層状体1202〜第4層状体1204のそれぞれにおける上面も、平面により近づく。したがって、得られる第1ブロック120aの上面(=第4層状体1204の上面)も、平面により近づくこととなり、得られる第1ブロック120aの外観形状を、目的とするものにより近づけることが可能になる。 As a result, for example, the upper surface of the first layered body 1201 formed on the base material 110 is closer to the plane as compared with the state shown in FIG. Further, the upper surfaces of the second layered bodies 1202 to the fourth layered body 1204 formed on the first layered body 1201 are also closer to the plane. Therefore, the upper surface of the obtained first block 120a (= the upper surface of the fourth layered body 1204) is also closer to the flat surface, and the appearance shape of the obtained first block 120a can be made closer to the target object. ..

また、本実施の形態では、第1層状体1201〜第4層状体1204のそれぞれを形成する際に、まず、第1積層装置10を用いて3つの第1ビード121を形成し、続いて、第2積層装置20を用いて2つの第2ビード122を形成するようにしていたが、これに限られるものではない。例えば、第1層状体1201〜第4層状体1204のそれぞれについて、まず、第1積層装置10を用いて1つ目の第1ビード121および2つ目の第1ビード121を形成し、続いて、第2積層装置20を用いて1つめの第2ビード122を形成し、それから、第1積層装置10を用いて3つ目の第1ビード121を形成し、最後に、第2積層装置20を用いて2つ目の第2ビード122を形成する、という手順を採用してもよい。また、層毎(例えば奇数層および偶数層)に、層状体の形成手順を異ならせるようにしてもかまわない。 Further, in the present embodiment, when each of the first layered bodies 1201 to the fourth layered body 1204 is formed, first, three first beads 121 are formed by using the first laminating device 10, and then three first beads 121 are formed. The second stacking device 20 was used to form the two second beads 122, but the present invention is not limited to this. For example, for each of the first layered bodies 1201 to the fourth layered body 1204, first, the first bead 121 and the second bead 121 are formed by using the first laminating device 10, and then the first bead 121 is formed. , The second stacking device 20 is used to form the first second bead 122, then the first stacking device 10 is used to form the third first bead 121, and finally the second stacking device 20. May be adopted to form a second second bead 122 using. Further, the procedure for forming the layered body may be different for each layer (for example, odd-numbered layer and even-numbered layer).

<実施の形態2>
実施の形態1では、各層状体の形成に際して、まず、相対的に太い第1ワイヤ14を用いて複数の第1ビード121を形成し、続いて、形成した複数の第1ビード121の間の隙間を埋めるように、相対的に細い第2ワイヤ24を用いて第2ビード122を形成するようにしていた。これに対し、本実施の形態では、まず、相対的に細い第2ワイヤ24を用いて複数の第2ビード122を形成し、続いて、形成した複数の第2ビード122の間の隙間を埋めるように、相対的に太い第1ワイヤ14を用いて第1ビード121を形成するようにしたものである。ここで、本実施の形態では、実施の形態1と同じ構成を有する金属積層造形システム1を用いている。なお、本実施の形態において、実施の形態1と同様のものについては、同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。
<Embodiment 2>
In the first embodiment, when forming each layered body, first, a plurality of first beads 121 are formed by using the relatively thick first wire 14, and then between the formed plurality of first beads 121. The second bead 122 was formed by using a relatively thin second wire 24 so as to fill the gap. On the other hand, in the present embodiment, first, a plurality of second beads 122 are formed by using the relatively thin second wire 24, and then the gap between the formed plurality of second beads 122 is filled. As described above, the first bead 121 is formed by using the relatively thick first wire 14. Here, in the present embodiment, the metal laminated modeling system 1 having the same configuration as that of the first embodiment is used. In the present embodiment, the same reference numerals as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

[実施の形態2の具体例]
では、図1に示す金属積層造形システム1を用いた構造体100の製造に関し、具体的な例を挙げて説明を行う。ただし、ここでは、実施の形態1と同じく、図9に示す構造体100のうち、母材110上に、積層造形物120の一部を構成する第1ブロック120aを形成する場合を例として説明を行う。
[Specific Example of Embodiment 2]
Then, the manufacture of the structure 100 using the metal laminated modeling system 1 shown in FIG. 1 will be described with reference to specific examples. However, here, as in the first embodiment, the case where the first block 120a forming a part of the laminated model 120 is formed on the base material 110 of the structure 100 shown in FIG. 9 will be described as an example. I do.

(各種データ)
この例の場合、三次元CADデータD3dおよび層形状データDsは、実施の形態1と同じである(図10(a)、(b)参照)。そのため、これらについては、その詳細な説明を省略する。
(Various data)
In the case of this example, the three-dimensional CAD data D3d and the layer shape data Ds are the same as those in the first embodiment (see FIGS. 10A and 10B). Therefore, detailed description of these will be omitted.

〔振分済層形状データ〕
次に、振分済層形状データDdについて説明を行う。
図20および図21は、実施の形態2の具体例における振分済層形状データDdの一例を示している。ここで、図20は、実施の形態2の具体例における振分済層形状データDdを、層毎の観点から説明するための図である。また、図21は、実施の形態2の具体例における振分済層形状データDdを、ワイヤ径毎の観点から説明するための図である。なお、図20および図21は、分類手法を異ならせただけであって、振分済データDdの内容については同一である。
図20および図21に示す振分済層形状データDdは、上述したように、計画作成装置40の振分部404が作成する。
[Distributed layer shape data]
Next, the sorted layer shape data Dd will be described.
20 and 21 show an example of the sorted layer shape data Dd in the specific example of the second embodiment. Here, FIG. 20 is a diagram for explaining the sorted layer shape data Dd in the specific example of the second embodiment from the viewpoint of each layer. Further, FIG. 21 is a diagram for explaining the distributed layer shape data Dd in the specific example of the second embodiment from the viewpoint of each wire diameter. Note that FIGS. 20 and 21 differ only in the classification method, and the contents of the sorted data Dd are the same.
As described above, the distributed layer shape data Dd shown in FIGS. 20 and 21 is created by the distribution unit 404 of the plan creation device 40.

最初に、図20を参照しながら、実施の形態2の具体例における振分済層形状データDdの説明を行う。
図20に示す例では、振分済層形状データDdが、実施の形態1と同じく、第1振分済データDd(1)〜第4振分済データDd(4)を含む4層構成となっている。
First, the distributed layer shape data Dd in the specific example of the second embodiment will be described with reference to FIG.
In the example shown in FIG. 20, the sorted layer shape data Dd has a four-layer configuration including the first sorted data Dd (1) to the fourth sorted data Dd (4) as in the first embodiment. It has become.

ただし、第1振分済データDd(1)は、実施の形態1とは異なり、3つの第1大径用データDdA(1)と、4つの第1小径用データDdB(1)とを含んでいる。 However, unlike the first embodiment, the first sorted data Dd (1) includes three first large diameter data DdA (1) and four first small diameter data DdB (1). I'm out.

第1振分済データDd(1)において、3つの第1大径用データDdA(1)は、横方向に並び且つそれぞれが平行となるように配置されている。また、第1振分済データDd(1)において、4つの第1小径用データDdB(1)は、並べて配置された3つの第1大径用データDdA(1)の両端部に位置するように。2つずつに分けて配置されている。そして、一端側および他端側のそれぞれにおいて、2つの第1小径用データDdB(1)は、縦方向に積み重なった状態で配置されている。 In the first sorted data Dd (1), the three first large diameter data DdA (1) are arranged so as to be arranged in the horizontal direction and parallel to each other. Further, in the first sorted data Dd (1), the four first small diameter data DdB (1) are located at both ends of the three first large diameter data DdA (1) arranged side by side. To. It is arranged in two parts. Then, on each of the one end side and the other end side, the two first small diameter data DdBs (1) are arranged in a vertically stacked state.

また、第2振分済データDd(2)も、3つの第2大径用データDdA(2)と、4つの第2小径用データDdB(2)とを含んでおり、3つの第2大径用データDdA(2)が横方向に並べて配置されるとともに、その両端部に2つの第2小径用データDdB(2)が、2つずつ縦方向に並べて配置されている。 Further, the second distributed data Dd (2) also includes three second large diameter data DdA (2) and four second small diameter data DdB (2), and includes three second large diameter data DdB (2). The diameter data DdA (2) is arranged side by side in the horizontal direction, and two second small diameter data DdB (2) are arranged vertically side by side at both ends thereof.

さらに、第3振分済データDd(3)も、3つの第3大径用データDdA(3)と、4つの第3小径用データDdB(3)とを含んでおり、3つの第3大径用データDdA(3)が横方向に並べて配置されるとともに、その両端部に2つの第3小径用データDdB(3)が、2つずつ縦方向に並べて配置されている。 Further, the third distributed data Dd (3) also includes three third large diameter data DdA (3) and four third small diameter data DdB (3), and the three third large diameter data Dd (3). The diameter data DdA (3) is arranged side by side in the horizontal direction, and two third small diameter data DdB (3) are arranged vertically side by side at both ends thereof.

さらにまた、第4振分済データDd(4)も、3つの第4大径用データDdA(4)と、4つの第4小径用データDdB(4)とを含んでおり、3つの第4大径用データDdA(4)が横方向に並べて配置されるとともに、その両端部に2つの第4小径用データDdB(4)が、2つずつ縦方向に並べて配置されている。 Furthermore, the fourth sorted data Dd (4) also includes three fourth large diameter data DdA (4) and four fourth small diameter data DdB (4), and three fourth data. The large-diameter data DdA (4) is arranged side by side in the horizontal direction, and two fourth small-diameter data DdB (4) are arranged vertically side by side at both ends thereof.

次に、図21を参照しながら、実施の形態2の具体例における振分済層形状データDdの別の観点からの説明を行う。
図21に示す例では、振分済層形状データDdが、相対的に太い第1ワイヤ14に対応する大径用データDdAと、相対的に細い第2ワイヤ24に対応する小径用データDdBとを含んでいる。
Next, with reference to FIG. 21, the sorted layer shape data Dd in the specific example of the second embodiment will be described from another viewpoint.
In the example shown in FIG. 21, the sorted layer shape data Dd includes a large diameter data DdA corresponding to the relatively thick first wire 14 and a small diameter data DdB corresponding to the relatively thin second wire 24. Includes.

そして、大径用データDdAは、1層目に対応する3つの第1大径用データDdA(1)と、2層目に対応する3つの第2大径用データDdA(2)と、3層目に対応する3つの第3大径用データDdA(3)と、4層目に対応する3つの第4大径用データDdA(4)とを含んでいる。 The large diameter data DdA includes three first large diameter data DdA (1) corresponding to the first layer, three second large diameter data DdA (2) corresponding to the second layer, and 3 It includes three third large diameter data DdA (3) corresponding to the layer layer and three fourth large diameter data DdA (4) corresponding to the fourth layer.

一方、小径用データDdBは、1層目に対応する4つの第1小径用データDdB(1)と、2層目に対応する4つの第2小径用データDdB(2)と、3層目に対応する4つの第3小径用データDdB(3)と、4層目に対応する4つの第4小径用データDdB(4)とを含んでいる。
なお、出力データDoのデータ構造については、実施の形態1で説明したものと同じである(図13参照)。
On the other hand, the small diameter data DdB includes four first small diameter data DdB (1) corresponding to the first layer, four second small diameter data DdB (2) corresponding to the second layer, and the third layer. It contains four corresponding third small diameter data DdBs (3) and four fourth small diameter data DdBs (4) corresponding to the fourth layer.
The data structure of the output data Do is the same as that described in the first embodiment (see FIG. 13).

(積層計画)
では、実施の形態2の具体例における積層計画について説明を行う。
図22は、実施の形態2の具体例における複数のビードの形成順番を説明するための図である。ここで、図22は、積層造形物120における第1ブロック120aの断面を示しており、括弧内に示す数字が、それぞれのビードの形成順番を示している。
また、図23は、上述した形成順番を含む、実施の形態2の具体例における積層計画を説明するための図である。この例においても、第1ブロック120aは、第1層状体1201、第2層状体1202、第3層状体1203および第4層状体1204の順番で製造される。そして、第1層状体1201〜第4層状体1204は、上述した第1振分済データDd(1)〜第4振分済データDd(4)のそれぞれに対応している。
(Lamination plan)
Then, the lamination plan in the specific example of Embodiment 2 will be described.
FIG. 22 is a diagram for explaining the formation order of a plurality of beads in the specific example of the second embodiment. Here, FIG. 22 shows a cross section of the first block 120a in the laminated model 120, and the numbers shown in parentheses indicate the formation order of the respective beads.
Further, FIG. 23 is a diagram for explaining a lamination plan in a specific example of the second embodiment including the above-mentioned formation order. Also in this example, the first block 120a is manufactured in the order of the first layered body 1201, the second layered body 1202, the third layered body 1203, and the fourth layered body 1204. The first layered body 1201 to the fourth layered body 1204 correspond to each of the above-mentioned first sorted data Dd (1) to fourth sorted data Dd (4).

(第1層状体の形成)
次に、この例における第1層状体1201の形成について、より具体的に説明を行う。
図24は、実施の形態2の具体例における第1層状体1201の形成手順を説明するための斜視図である。ここで、図24(a)は、第1層状体1201の形成における前半部分の手順を示しており、図24(b)は、第1層状体1201の形成における後半部分の手順を示している。以下では、図24に加え、上述した図22および図23も参照しながら説明を行う。
(Formation of the first layer)
Next, the formation of the first layered body 1201 in this example will be described more specifically.
FIG. 24 is a perspective view for explaining the procedure for forming the first layered body 1201 in the specific example of the second embodiment. Here, FIG. 24A shows the procedure of the first half part in the formation of the first layered body 1201, and FIG. 24B shows the procedure of the second half part in the formation of the first layered body 1201. .. Hereinafter, the description will be given with reference to FIGS. 22 and 23 described above in addition to FIG. 24.

〔第1工程〕
最初に、形成順番(1)に対応する第1工程が実行される。
第1工程では、第2積層装置20が、第2制御データDc2および第1小径用データDdB(1)に基づき、相対的に細い第2ワイヤ24を用いて、母材110上に1つ目の第2ビード122(例えば図24(a)において左側且つ下側)を形成していく。
[First step]
First, the first step corresponding to the formation order (1) is executed.
In the first step, the second laminating apparatus 20 uses the relatively thin second wire 24 based on the second control data Dc2 and the first small diameter data DdB (1), and is the first on the base material 110. The second bead 122 (for example, the left side and the lower side in FIG. 24A) is formed.

〔第2工程〕
第1工程が終了すると、次に、形成順番(2)に対応する第2工程が実行される。
第2工程では、第2積層装置20が、第2制御データDc2および第1小径用データDdB(1)に基づき、相対的に細い第2ワイヤ24を用いて、母材110上に2つ目の第2ビード122(例えば図24(a)において右側且つ下側)を形成していく。このとき、1つ目の第2ビード122と2つ目の第2ビード122との間に大きな隙間が生じるように、予め積層計画を作成しておく。
[Second step]
When the first step is completed, the second step corresponding to the formation order (2) is then executed.
In the second step, the second laminating apparatus 20 uses the relatively thin second wire 24 based on the second control data Dc2 and the first small diameter data DdB (1), and is second on the base material 110. The second bead 122 (for example, the right side and the lower side in FIG. 24A) is formed. At this time, a stacking plan is created in advance so that a large gap is formed between the first second bead 122 and the second second bead 122.

〔第3工程〕
第2工程が終了すると、続いて、形成順番(3)に対応する第3工程が実行される。
第3工程では、第2積層装置20が、第2制御データDc2および第1小径用データDdB(1)に基づき、相対的に細い第2ワイヤ24を用いて、1つ目の第2ビード122上に3つ目の第2ビード122(例えば図24(a)において左側且つ上側)を形成していく。このとき、3つ目の第2ビード122が1つ目の第2ビードの上に積み重なるように、予め積層計画を作成しておく。
[Third step]
When the second step is completed, the third step corresponding to the formation order (3) is subsequently executed.
In the third step, the second laminating apparatus 20 uses the relatively thin second wire 24 based on the second control data Dc2 and the first small diameter data DdB (1), and the first second bead 122. A third second bead 122 (for example, the left side and the upper side in FIG. 24A) is formed on the top. At this time, a stacking plan is created in advance so that the third second bead 122 is stacked on the first second bead.

〔第4工程〕
第3工程が終了すると、次いで、形成順番(4)に対応する第4工程が実行される。
第4工程では、第2積層装置20が、第2制御データDc2および第1小径用データDdB(1)に基づき、相対的に細い第2ワイヤ24を用いて、2つ目の第2ビード122上に4つ目の第2ビード122(例えば図24(a)において右側且つ上側)を形成していく。このとき、4つ目の第2ビード122が2つ目の第2ビードの上に積み重なるように、予め積層計画を作成しておく。
[Fourth step]
When the third step is completed, the fourth step corresponding to the formation order (4) is then executed.
In the fourth step, the second laminating apparatus 20 uses the relatively thin second wire 24 based on the second control data Dc2 and the first small diameter data DdB (1), and the second second bead 122. A fourth second bead 122 (for example, the right side and the upper side in FIG. 24A) is formed on the top. At this time, a stacking plan is created in advance so that the fourth second bead 122 is stacked on the second second bead.

以上により、第1層状体1201の形成において、第2積層装置20を使用する前半部分が終了する。その結果、図24(a)に示すように、母材110上には、2つの第2ビード122が、横方向に、略平行となるように隙間を空けて並べて配列され、また、それぞれにおいて、2つの第2ビード122が、縦方向に、略平行となるように隙間を空けずに並べて配列される。なお、この例における第1工程〜第4工程が、「前側形成工程」に対応している。 As described above, in the formation of the first layered body 1201, the first half portion using the second laminating device 20 is completed. As a result, as shown in FIG. 24A, two second beads 122 are arranged side by side on the base metal 110 with a gap so as to be substantially parallel in the lateral direction, and in each of them. The two second beads 122 are arranged side by side in the vertical direction so as to be substantially parallel to each other without any gaps. The first to fourth steps in this example correspond to the "front side forming step".

〔第5工程〕
第4工程が終了すると、今度は、形成順番(5)に対応する第5工程が実行される。
第5工程では、第1積層装置10が、第1制御データDc1および第1大径用データDdA(1)に基づき、相対的に太い第1ワイヤ14を用いて、母材110上に1つ目の第1ビード121(例えば図24(b)において左側)を形成していく。このとき、1つ目の第1ビード121が、1つ目および2つ目の第2ビード122によって形成される第1の側壁に沿うように、予め積層計画を作成しておく。
[Fifth step]
When the fourth step is completed, the fifth step corresponding to the formation order (5) is executed this time.
In the fifth step, the first laminating apparatus 10 is one on the base material 110 using the relatively thick first wire 14 based on the first control data Dc1 and the first large diameter data DdA (1). The first bead 121 of the eye (for example, the left side in FIG. 24 (b)) is formed. At this time, a stacking plan is prepared in advance so that the first first bead 121 is along the first side wall formed by the first and second second beads 122.

〔第6工程〕
第5工程が終了すると、次に、形成順番(6)に対応する第6工程が実行される。
第6工程では、第1積層装置10が、第1制御データDc1および第1大径用データDdA(1)に基づき、相対的に太い第1ワイヤ14を用いて、母材110上に2つ目の第1ビード121(例えば図24(b)において中側)を形成していく。このとき、2つ目の第1ビード121が、1つ目の第1ビード121に沿うように、予め積層計画を作成しておく。
[Sixth step]
When the fifth step is completed, the sixth step corresponding to the formation order (6) is then executed.
In the sixth step, the first laminating apparatus 10 uses the relatively thick first wire 14 based on the first control data Dc1 and the first large diameter data DdA (1), and two on the base material 110. The first bead 121 of the eye (for example, the middle side in FIG. 24 (b)) is formed. At this time, a stacking plan is created in advance so that the second first bead 121 is aligned with the first first bead 121.

〔第7工程〕
第6工程が終了すると、続いて、形成順番(7)に対応する第7工程が実行される。
第7工程では、第1積層装置10が、第1制御データDc1および第1大径用データDdA(1)に基づき、相対的に太い第1ワイヤ14を用いて、母材110上に3つ目の第1ビード121(例えば図24(b)において右側)を形成していく。このとき、3つ目の第1ビード121が、2つ目および4つ目の第2ビード122によって形成される第2の側壁と、2つ目の第1ビード121とに沿うように、予め積層計画を作成しておく。
[7th step]
When the sixth step is completed, the seventh step corresponding to the formation order (7) is subsequently executed.
In the seventh step, the first laminating apparatus 10 uses the relatively thick first wire 14 based on the first control data Dc1 and the first large diameter data DdA (1), and three on the base material 110. The first bead 121 of the eye (for example, the right side in FIG. 24 (b)) is formed. At this time, the third first bead 121 is preliminarily along the second side wall formed by the second and fourth second beads 122 and the second first bead 121. Create a stacking plan.

以上により、第1層状体1201の形成において、第1積層装置10を使用する後半部分が終了する。その結果、図24(b)に示すように、母材110上には、3つの第1ビード121と4つの第2ビード122とが並べて配列された第1層状体1201が形成された状態となる。なお、この例における第5工程〜第7工程が、「後側形成工程」に対応している。 As described above, in the formation of the first layered body 1201, the latter half portion using the first laminating device 10 is completed. As a result, as shown in FIG. 24 (b), a first layered body 1201 in which three first beads 121 and four second beads 122 are arranged side by side is formed on the base material 110. Become. The fifth to seventh steps in this example correspond to the "rear side forming step".

なお、図24では、各第1ビード121および各第2ビード122を理想的に表現していたが、実際は、通常の溶接時と同じく、各ビードの断面は角柱状とはならない。
図25は、実施の形態2の具体例における第1層状体1201の断面構成を説明するための図である。
このように、実際の第1層状体1201の断面形状は、ビードの垂れ等が生じることに伴い、ある程度変形した状態となる。なお、ここには表記していないが、実際には、母材110、各第1ビード121および各第2ビード122が互いに隣接する領域には、所謂溶込みが生じ得ることになる。
In FIG. 24, each first bead 121 and each second bead 122 were ideally represented, but in reality, the cross section of each bead is not prismatic as in the case of normal welding.
FIG. 25 is a diagram for explaining the cross-sectional structure of the first layered body 1201 in the specific example of the second embodiment.
As described above, the actual cross-sectional shape of the first layered body 1201 is deformed to some extent due to the occurrence of bead sagging and the like. Although not shown here, in reality, so-called penetration may occur in the region where the base metal 110, the first beads 121, and the second beads 122 are adjacent to each other.

また、詳細は説明しないが、その後、第1層状体1201の製造と同様の手順にて、第2層状体1202〜第4層状体1204の製造が順次行われる。その結果、母材110上に、第1層状体1201〜第4層状体1204を含む第1ブロック120aが形成されることになる。なお、この例では、第1層状体1201〜第4層状体1204を含む第1ブロック120aの製造工程が、「形成工程」に対応している。 Further, although details will not be described, thereafter, the second layered body 1202 to the fourth layered body 1204 are sequentially manufactured by the same procedure as the production of the first layered body 1201. As a result, the first block 120a including the first layered body 1201 to the fourth layered body 1204 is formed on the base material 110. In this example, the manufacturing process of the first block 120a including the first layered body 1201 to the fourth layered body 1204 corresponds to the “forming step”.

なお、この例では、上記第1層状体1201の形成に続いて、それぞれが上記形成順番(1)〜(7)に対応する、形成順番(8)〜(14)によって第2層状体1202が形成され、形成順番(15)〜(21)によって第3層状体1203が形成され、形成順番(22)〜(28)によって第4層状体1204が形成される。 In this example, following the formation of the first layered body 1201, the second layered body 1202 is formed according to the formation order (8) to (14), each of which corresponds to the formation order (1) to (7). The third layered body 1203 is formed according to the forming order (15) to (21), and the fourth layered body 1204 is formed according to the forming order (22) to (28).

(得られる第1ブロックの構成)
図26は、実施の形態2の具体例で得られる第1ブロック120aの構成を説明するための斜視図である。
この例でも、実施の形態1と同様に、第1ブロック120aは、第1層状体1201〜第4層状体1204を積層して構成される。そして、第1層状体1201〜第4層状体1204のそれぞれは、第1積層装置10が第1ワイヤ14を用いて形成した第1ビード121と、第2積層装置20が第2ワイヤ24を用いて形成した第2ビード122とを、混在させた状態となっている。
(Structure of the first block obtained)
FIG. 26 is a perspective view for explaining the configuration of the first block 120a obtained in the specific example of the second embodiment.
In this example as well, as in the first embodiment, the first block 120a is configured by laminating the first layered bodies 1201 to the fourth layered body 1204. Then, in each of the first layered body 1201 to the fourth layered body 1204, the first bead 121 formed by the first laminating device 10 using the first wire 14 and the second laminating device 20 using the second wire 24. The second bead 122 formed in the above is in a mixed state.

特に、この例では、相対的に細い第2ワイヤ24を用いて形成される4つの第2ビード122による側壁(第1側壁および第2側壁)の間に、相対的に太い第1ワイヤ14を用いて形成される複数(ここでは3つ)の第1ビード121を配置するようにしている。これにより、例えば相対的に細い第2ワイヤ24を用いてすべての層形成を行った場合と比較して、生産効率を向上させることができる。また、第1ブロック120aにおける第1側壁および第2側壁が、相対的に細い第2ワイヤ24を用いた第2ビード122によって形成されるため、外観の凹凸が少なくなる分、これらの部位における見栄えがよくなる。特に、第1側壁または第2側壁を溝130の形成箇所に設ければ、これらを第1ビード121で形成した場合と比較して、流体の流路抵抗の増加を抑制することが容易になる。 In particular, in this example, a relatively thick first wire 14 is placed between the side walls (first side wall and second side wall) of the four second beads 122 formed by using the relatively thin second wire 24. A plurality of (three in this case) first beads 121 formed by using the first beads 121 are arranged. As a result, the production efficiency can be improved as compared with the case where all the layers are formed by using, for example, the relatively thin second wire 24. Further, since the first side wall and the second side wall of the first block 120a are formed by the second bead 122 using the relatively thin second wire 24, the unevenness of the appearance is reduced, and the appearance of these parts is reduced. Will improve. In particular, if the first side wall or the second side wall is provided at the formed portion of the groove 130, it becomes easy to suppress an increase in the flow path resistance of the fluid as compared with the case where these are formed by the first bead 121. ..

(変形例)
なお、上述した実施の形態2でも、第1ワイヤ14を用いた第1積層装置10での溶接条件と、第2ワイヤ24を用いた第2積層装置20での溶接条件とに関し、具体的な説明を行わなかった。ただし、例えば以下に説明する関係を採用することが可能である。
(Modification example)
It should be noted that also in the second embodiment described above, the welding conditions in the first laminating device 10 using the first wire 14 and the welding conditions in the second laminating device 20 using the second wire 24 are specific. No explanation was given. However, for example, the relationship described below can be adopted.

まず、各ビードを形成する際の入熱量については、実施の形態1とは逆に、第2入熱量H2(J/cm)を、第1入熱量H1(J/cm)よりも低く(H1>H2)することができる。第1ワイヤ14および第2ワイヤ24として同系統の材料を含むものを用いる場合に、このような関係を採用すると、第2ワイヤ24を用いて第2ビード122を形成する際に生じる溶融池の粘度を、第1ワイヤ14を用いて第1ビード121を形成する際に生じる溶融池の粘度よりも高くすることが可能となる。これにより、第2ビード122には、第1ビード121と比べて、重力に起因するビードの垂れが生じにくくなる。その結果、複数の第2ビード122を用いて形成される2つの側壁の変形を抑制することができるようになり、得られる第1ブロック120aの外観形状を、目的とするものにより近づけることが可能になる。 First, regarding the amount of heat input when forming each bead, contrary to the first embodiment, the second amount of heat input H2 (J / cm) is lower than the first amount of heat input H1 (J / cm) (H1). > H2) can be done. When such a relationship is adopted when the first wire 14 and the second wire 24 contain materials of the same type, the molten pool generated when the second wire 24 is used to form the second bead 122. The viscosity can be made higher than the viscosity of the molten pool generated when the first bead 121 is formed by using the first wire 14. As a result, the second bead 122 is less likely to sag due to gravity than the first bead 121. As a result, it becomes possible to suppress the deformation of the two side walls formed by using the plurality of second beads 122, and it is possible to make the appearance shape of the obtained first block 120a closer to the target one. become.

また、本実施の形態では、複数の第2ビード122を積層することで2つの側壁を形成した後に、両側壁の間を複数の第1ビード121で埋める、という手順を採用していたが、これに限られるものではない。例えば、複数の第2ビード122を積層することで例えば矩形状を呈する枠を形成した後に、この枠の内側を複数の第1ビード121で埋める、という手順を採用してもかまわない。この場合、例えば、最上層となる第4層状体1204の上に、複数の第2ビード122を並べて形成することもでき、このような構成を採用すれば、第1ブロック120aの外周面を、すべて第2ビード122で覆うことが可能になる。 Further, in the present embodiment, a procedure is adopted in which two side walls are formed by laminating a plurality of second beads 122, and then the space between both side walls is filled with a plurality of first beads 121. It is not limited to this. For example, a procedure may be adopted in which a frame having a rectangular shape is formed by laminating a plurality of second beads 122, and then the inside of the frame is filled with the plurality of first beads 121. In this case, for example, a plurality of second beads 122 can be formed side by side on the fourth layered body 1204 which is the uppermost layer, and if such a configuration is adopted, the outer peripheral surface of the first block 120a can be formed. All can be covered with the second bead 122.

また、本実施の形態では、第1層状体1201〜第4層状体1204のそれぞれを形成する際に、まず、第2積層装置20を用いて4つの第2ビード122を形成し、続いて、第1積層装置10を用いて3つの第1ビード121を形成するようにしていたが、これに限られるものではない。例えば、第1層状体1201〜第4層状体1204のそれぞれについて、まず、第1積層装置10を用いて3つの第1ビード121を形成し、続いて、第2積層装置20を用いて4つの第2ビード122を形成する、という手順を採用してもよい。この場合は、並べて形成された3つの第1ビード121の外周面を、4つの第2ビード122を用いて覆うことになる。換言すれば、3つの第1ビード121に対し、4つの第2ビード122を用いて化粧ビードを施す、ということになる。また、この場合は、第1層状体1201〜第4層状体1204をこの順で作成せずに、まず、第1積層装置10を用いてすべての第1ビード121の形成を行い、続いて、複数の第1ビード121によって形成された直方体状の塊の外周面に対し、第2積層装置20を用いてすべての第2ビード122の形成を行う、という手順を採用することもできる。 Further, in the present embodiment, when each of the first layered body 1201 to the fourth layered body 1204 is formed, first, four second beads 122 are formed by using the second laminating device 20, and then four second beads 122 are formed. The first stacking device 10 was used to form the three first beads 121, but the present invention is not limited to this. For example, for each of the first layered bodies 1201 to the fourth layered body 1204, first, the first stacking device 10 is used to form three first beads 121, and then the second stacking device 20 is used to form four. The procedure of forming the second bead 122 may be adopted. In this case, the outer peripheral surfaces of the three first beads 121 formed side by side are covered with the four second beads 122. In other words, the cosmetic beads are applied to the three first beads 121 using the four second beads 122. Further, in this case, all the first beads 121 are first formed by using the first laminating device 10 without creating the first layered bodies 1201 to the fourth layered bodies 1204 in this order, and then, It is also possible to adopt a procedure in which all the second beads 122 are formed on the outer peripheral surface of the rectangular parallelepiped mass formed by the plurality of first beads 121 by using the second stacking device 20.

<その他>
なお、上述した各実施の形態では、第1ワイヤ14を用いる第1積層装置10と、第2ワイヤ24を用いる第2積層装置20とを用いて、積層造形物120の形成を行っていた。ただし、これに限られるものではなく、例えば1台のロボット装置(例えば第1ロボット装置11)に対し、2つの溶接トーチ(第1溶接トーチ12および第2溶接トーチ22)を付け替え自在とし、ロボット装置に装着する溶接トーチを交換しながら、積層造形物120の形成を行うようにしてもかまわない。
<Others>
In each of the above-described embodiments, the laminated model 120 is formed by using the first laminating device 10 using the first wire 14 and the second laminating device 20 using the second wire 24. However, the present invention is not limited to this, and for example, two welding torch (first welding torch 12 and second welding torch 22) can be freely replaced with one robot device (for example, the first robot device 11), and the robot The laminated model 120 may be formed while exchanging the welding torch attached to the apparatus.

また、上述した各実施の形態では、母材110に対する積層造形物120の形成において、第1積層装置10が動作しているときには第2積層装置20を停止させ、第2積層装置20が動作しているときには第1積層装置10を停止させるようにしていた。すなわち、第1積層装置10および第2積層装置20のいずれか一方を、選択的に動作させるようにしていた。ただし、これに限られるものではなく、例えば第1ロボット装置11と第2ロボット装置21とが動作的に干渉しない範囲において、また、第1ワイヤ14に流す溶接電流と第2ワイヤ24に流す溶接電流とが不具合を生じさせない範囲において、第1積層装置10および第2積層装置20を並行して動作させるようにしてもかまわない。 Further, in each of the above-described embodiments, in the formation of the laminated model 120 with respect to the base material 110, when the first laminating device 10 is operating, the second laminating device 20 is stopped and the second laminating device 20 operates. At that time, the first laminating device 10 was stopped. That is, either one of the first laminating device 10 and the second laminating device 20 was selectively operated. However, the present invention is not limited to this, for example, in a range where the first robot device 11 and the second robot device 21 do not interfere with each other in operation, and the welding current flowing through the first wire 14 and the welding flowing through the second wire 24. The first stacking device 10 and the second stacking device 20 may be operated in parallel as long as the current does not cause a problem.

また、上述した各実施の形態では、x層目の層状体を、第1ビード121および第2ビード122を混在させた状態で形成していたが、これに限られるものではない。例えば、奇数番目の層状体(ここでは第1層状体1201および第3層状体1203)を第1ビード121のみで形成するとともに、偶数番目の層状体(ここでは第2層状体1202および第4層状体1204)を第2ビード122のみで形成する、といった構成を採用してもかまわない。 Further, in each of the above-described embodiments, the layered body of the x-th layer is formed in a state in which the first bead 121 and the second bead 122 are mixed, but the present invention is not limited to this. For example, the odd-numbered layered bodies (here, the first layered body 1201 and the third layered body 1203) are formed only by the first bead 121, and the even-numbered layered bodies (here, the second layered body 1202 and the fourth layered body) are formed. A configuration such that the body 1204) is formed only by the second bead 122 may be adopted.

また、上述した各実施の形態では、それぞれにおける第1層状体1201〜第4層状体1204の構成を共通なものとしていたが、これに限られるものではない、例えば、奇数番目の層状体(ここでは第1層状体1201および第3層状体1203)を実施の形態1に記載した構造とするとともに、偶数番目の層状体(ここでは第2層状体1202および第4層状体1204)を実施の形態2に記載した構造とする、といった構成を採用してもかまわない。 Further, in each of the above-described embodiments, the configurations of the first layered body 1201 to the fourth layered body 1204 are common, but the present invention is not limited to this, for example, an odd-numbered layered body (here). The first layered body 1201 and the third layered body 1203) have the structure described in the first embodiment, and the even-numbered layered bodies (here, the second layered body 1202 and the fourth layered body 1204) have the same embodiment. A configuration such as the structure described in 2 may be adopted.

また、上述した各実施の形態では、第1ブロック120aの外周面に、第1ビード121および第2ビード122の両者が露出するようになっていたが、これに限られるものではない。例えば、第1ブロック120aの外周面のすべてを、第1ビード121または第2ビード122のいずれかのみによって覆うようにしてもかまわない。 Further, in each of the above-described embodiments, both the first bead 121 and the second bead 122 are exposed on the outer peripheral surface of the first block 120a, but the present invention is not limited to this. For example, the entire outer peripheral surface of the first block 120a may be covered only with either the first bead 121 or the second bead 122.

また、上述した各実施の形態では、第1ブロック120aを構成する各第1ビード121および各第2ビード122をすべて直線状に形成していたが、これに限られるものではない。例えば、曲線状、階段状あるいはループ状など、適宜選択してかまわない。 Further, in each of the above-described embodiments, the first bead 121 and the second bead 122 constituting the first block 120a are all formed in a straight line, but the present invention is not limited to this. For example, a curved shape, a stepped shape, a loop shape, or the like may be appropriately selected.

また、上述した各実施の形態では、第1ビード121が第2ビード122よりも太い(断面積が大きい)ものとして説明を行っていたが、これに限られるものではない。例えば、各種溶接条件の選定によっては、第1ビード121と第2ビード122とが略同じ太さ(断面積)となったり、第1ビード121が第2ビード122よりも細く(断面積が小さく)なったりすることもあり得る。 Further, in each of the above-described embodiments, the first bead 121 has been described as being thicker (larger in cross-sectional area) than the second bead 122, but the present invention is not limited to this. For example, depending on the selection of various welding conditions, the first bead 121 and the second bead 122 may have substantially the same thickness (cross-sectional area), or the first bead 121 may be thinner than the second bead 122 (smaller cross-sectional area). ) It is possible that it will become.

1…金属積層造形システム、2…CAD装置、10…第1積層装置、11…第1ロボット装置、12…第1溶接トーチ、13…第1電源、14…第1ワイヤ、20…第2積層装置、21…第2ロボット装置、22…第2溶接トーチ、23…第2電源、24…第2ワイヤ、30…制御装置、40…計画作成装置、50…記録媒体、100…構造体、110…母材、120…積層造形物、120a…第1ブロック、120b…第2ブロック、121…第1ビード、122…第2ビード、130…溝、D3d…三次元CADデータ、Di…内部データ、Ds…層形状データ、Dd…振分済層形状データ、Dc…制御データ、Dp…制御プログラム、Do…出力データ、φ1…第1ワイヤ径、φ2…第2ワイヤ径 1 ... Metal laminating modeling system, 2 ... CAD device, 10 ... 1st laminating device, 11 ... 1st robot device, 12 ... 1st welding torch, 13 ... 1st power supply, 14 ... 1st wire, 20 ... 2nd laminating Device, 21 ... 2nd robot device, 22 ... 2nd welding torch, 23 ... 2nd power supply, 24 ... 2nd wire, 30 ... control device, 40 ... planning device, 50 ... recording medium, 100 ... structure, 110 ... Base material, 120 ... Laminated model, 120a ... 1st block, 120b ... 2nd block, 121 ... 1st bead, 122 ... 2nd bead, 130 ... Groove, D3d ... 3D CAD data, Di ... Internal data, Ds ... layer shape data, Dd ... sorted layer shape data, Dc ... control data, Dp ... control program, Do ... output data, φ1 ... first wire diameter, φ2 ... second wire diameter

Claims (15)

第1直径を有する第1溶加材を用い、当該第1溶加材の溶融および固化してなる第1ビードを形成する第1形成装置と、
前記第1直径よりも小さい第2直径を有する第2溶加材を用い、当該第2溶加材を溶融および固化してなる第2ビードを形成する第2形成装置と、
母材上に、前記第1ビードと前記第2ビードとを積層してなる積層造形物を形成するよう、前記第1形成装置および前記第2形成装置の動作を制御する制御装置と
を含む積層造形物の製造システム。
A first forming apparatus using a first filler having a first diameter to form a first bead formed by melting and solidifying the first filler.
A second forming apparatus for forming a second bead formed by melting and solidifying the second filler material using a second filler metal having a second diameter smaller than the first diameter.
Lamination including the first forming device and a control device for controlling the operation of the second forming device so as to form a laminated model formed by laminating the first bead and the second bead on the base material. Model manufacturing system.
前記制御装置は、前記第1形成装置によって2つの第1ビードを並べて形成させた後、2つの当該第1ビードの間に、前記第2形成装置によって前記第2ビードを形成させることを特徴とする請求項1記載の積層造形物の製造システム。 The control device is characterized in that after the two first beads are formed side by side by the first forming device, the second bead is formed between the two first beads by the second forming device. The manufacturing system for a laminated model according to claim 1. 前記制御装置は、前記第2形成装置が前記第2ビードの形成で前記第2溶加材に供給する第2入熱量を、前記第1形成装置が前記第1ビードの形成で前記第1溶加材に供給する第1入熱量よりも高くすることを特徴とする請求項2記載の積層造形物の製造システム。 In the control device, the second forming device supplies the second heat input amount to the second filler metal in the formation of the second bead, and the first forming device receives the first melting amount in the formation of the first bead. The manufacturing system for a laminated model according to claim 2, wherein the amount of heat input is higher than that of the first heat input to the material. 前記制御装置は、前記第2ビードの形成において、前記母材に対し前記第2溶加材の先端が進退するように、前記第2形成装置を制御することを特徴とする請求項2または3記載の積層造形物の製造システム。 2. Or 3 according to claim 2, wherein the control device controls the second forming device so that the tip of the second filler metal advances and retreats with respect to the base material in forming the second bead. The manufacturing system for the described laminated model. 前記制御装置は、前記第2形成装置によって2つの前記第2ビードを並べて形成させた後、2つの当該第2ビードの間に、前記第1形成装置によって前記第1ビードを形成させることを特徴とする請求項1記載の積層造形物の製造システム。 The control device is characterized in that the two second beads are formed side by side by the second forming device, and then the first bead is formed by the first forming device between the two second beads. The manufacturing system for a laminated model according to claim 1. 前記制御装置は、前記第2形成装置が前記第2ビードの形成で前記第2溶加材に供給する第2入熱量を、前記第1形成装置が前記第1ビードの形成で前記第1溶加材に供給する第1入熱量よりも低くすることを特徴とする請求項5記載の積層造形物の製造システム。 In the control device, the second forming device supplies the second heat input amount to the second filler metal in the formation of the second bead, and the first forming device receives the first melting amount in the formation of the first bead. The manufacturing system for a laminated model according to claim 5, wherein the amount of heat input to the material is lower than that of the first heat input. 前記第1形成装置は、前記第1溶加材を保持する第1トーチと、当該第1トーチを保持しながら運動する第1ロボットとを備え、
前記第2形成装置は、前記第2溶加材を保持する第2トーチと、当該第2トーチを保持しながら運動する第2ロボットとを備えること
を特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項記載の積層造形物の製造システム。
The first forming apparatus includes a first torch that holds the first filler metal material, and a first robot that moves while holding the first torch.
Any one of claims 1 to 6, wherein the second forming apparatus includes a second torch that holds the second filler metal material and a second robot that moves while holding the second torch. The manufacturing system for a laminated model according to item 1.
前記第1形成装置は、前記第1トーチを介して前記第1溶加材に溶接電流を供給する第1電源を備えるとともに、
前記第2形成装置は、前記第2トーチを介して前記第2溶加材に溶接電流を供給する第2電源を備えており、
前記第1電源の特性と前記第2電源の特性とが異なることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項記載の積層造形物の製造システム。
The first forming apparatus includes a first power source that supplies a welding current to the first filler metal through the first torch, and also includes a first power source.
The second forming apparatus includes a second power source that supplies a welding current to the second filler metal via the second torch.
The manufacturing system for a laminated model according to any one of claims 1 to 7, wherein the characteristics of the first power supply and the characteristics of the second power supply are different.
前記第1電源がパルス電源であり、前記第2電源がCMT(Cold Metal Transfer)電源であることを特徴とする請求項8記載の積層造形物の製造システム。 The manufacturing system for a laminated model according to claim 8, wherein the first power source is a pulse power source, and the second power source is a CMT (Cold Metal Transfer) power source. 導電性を有する母材を準備する準備工程と、
前記母材上に、第1直径を有する第1溶加材を用い且つ当該第1溶加材を溶融および固化してなる第1ビードと、当該第1直径よりも小さい第2直径を有する第2溶加材を用い且つ当該第2溶加材を溶融および固化してなる第2ビードとを形成することで、当該第1ビードと当該第2ビードとを積層してなる積層造形物を形成する形成工程と
を有する積層造形物の製造方法。
The preparatory process for preparing the base material with conductivity and
A first bead formed by melting and solidifying the first filler metal using a first filler metal having a first diameter on the base metal, and a second bead having a second diameter smaller than the first diameter. By using 2 filler materials and forming a second bead formed by melting and solidifying the second filler metal, a laminated model formed by laminating the first bead and the second bead is formed. A method for producing a laminated model having a forming step.
前記形成工程は、
前記第1溶加材を用い、複数の前記第1ビードを並べて形成する第1形成工程と、
前記第2溶加材を用い、隣接する2つの前記第1ビードの間に存在する隙間を埋めるように前記第2ビードを形成する第2形成工程と
を有することを特徴とする請求項10記載の積層造形物の製造方法。
The forming step is
A first forming step of arranging a plurality of the first beads using the first filler material, and
10. The claim 10, wherein the second filler metal is used to have a second forming step of forming the second bead so as to fill a gap existing between two adjacent first beads. Manufacturing method of laminated model.
前記第2形成工程で前記第2溶加材に供給する第2入熱量を、前記第1形成工程で前記第1溶加材に供給する第1入熱量よりも高くすることを特徴とする請求項11記載の積層造形物の製造方法。 A claim characterized in that the second heat input amount supplied to the second filler metal in the second forming step is higher than the first heat input amount supplied to the first filler metal material in the first forming step. Item 10. The method for manufacturing a laminated model according to Item 11. 前記第2形成工程では、前記母材に対し前記第2溶加材の先端を進退させながら、前記第2ビードを形成することを特徴とする請求項11または12記載の積層造形物の製造方法。 The method for producing a laminated model according to claim 11 or 12, wherein in the second forming step, the second bead is formed while advancing and retreating the tip of the second filler metal with respect to the base material. .. 前記形成工程は、
前記第2溶加材を用い、複数の前記第2ビードを並べて形成する前側形成工程と、
前記第1溶加材を用い、隣接する2つの前記第2ビードの間に存在する隙間を埋めるように前記第1ビードを形成する後側形成工程と
を有することを特徴とする請求項10記載の積層造形物の製造方法。
The forming step is
A front-side forming step of forming a plurality of the second beads side by side using the second filler metal, and
10. The tenth aspect of the invention, wherein the first filler metal is used to have a rear forming step of forming the first bead so as to fill a gap existing between two adjacent second beads. Manufacturing method of laminated model.
前記後側形成工程で前記第1溶加材に供給する第1入熱量を、前記前側形成工程で前記第2溶加材に供給する第2入熱量よりも高くすることを特徴とする請求項11記載の積層造形物の製造方法。 The claim is characterized in that the first heat input amount supplied to the first filler metal in the rear side forming step is higher than the second heat input amount supplied to the second filler metal material in the front side forming step. 11. The method for producing a laminated model according to 11.
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