特開 2023-164292 付加加工装置、付加加工装置の制御方法、および付加加工装置の制御プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023164292

(43)【公開日】2023-11-10

(54)【発明の名称】付加加工装置、付加加工装置の制御方法、および付加加工装置の制御プログラム

(51)【国際特許分類】

   B22F 10/31 20210101AFI20231102BHJP

   B22F 10/20 20210101ALI20231102BHJP

   B22F 12/41 20210101ALI20231102BHJP

   B22F 12/90 20210101ALI20231102BHJP

   B29C 64/153 20170101ALI20231102BHJP

   B29C 64/268 20170101ALI20231102BHJP

   B29C 64/393 20170101ALI20231102BHJP

   B33Y 50/02 20150101ALI20231102BHJP

   B33Y 10/00 20150101ALI20231102BHJP

   B33Y 30/00 20150101ALI20231102BHJP

   B23K 26/34 20140101ALI20231102BHJP

   B23K 26/21 20140101ALI20231102BHJP

   B23K 26/046 20140101ALI20231102BHJP

【ＦＩ】

B22F10/31

B22F10/20

B22F12/41

B22F12/90

B29C64/153

B29C64/268

B29C64/393

B33Y50/02

B33Y10/00

B33Y30/00

B23K26/34

B23K26/21 Z

B23K26/046

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023029197

(22)【出願日】2023-02-28

(31)【優先権主張番号】63/336,279

(32)【優先日】2022-04-28

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】63/389,773

(32)【優先日】2022-07-15

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】17/889,815

(32)【優先日】2022-08-17

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用申請有り （１）電気通信回線を通じて発表 掲載年月日 令和４年３月２日 掲載アドレス ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｊｓｔａｇｅ．ｊｓｔ．ｇｏ．ｊｐ／ａｒｔｉｃｌｅ／ｐｓｃｊｓｐｅ／２０２２Ｓ／０／２０２２Ｓ＿３６５／＿ａｒｔｉｃｌｅ／－ｃｈａｒ／ｊａ／ （２）電気通信回線を通じて発表 掲載年月日 令和４年５月５日 掲載アドレス ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｊｓｔａｇｅ．ｊｓｔ．ｇｏ．ｊｐ／ａｒｔｉｃｌｅ／ｊｊｓｐｅ／８８／５／８８＿４０９／＿ａｒｔｉｃｌｅ／－ｃｈａｒ／ｊａ／

(71)【出願人】

【識別番号】300035331

【氏名又は名称】インテリジェント マニュファクチャリング システムズ インターナショナル

(71)【出願人】

【識別番号】000146847

【氏名又は名称】ＤＭＧ森精機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100185719

【弁理士】

【氏名又は名称】北原 悠樹

(74)【代理人】

【識別番号】100150072

【弁理士】

【氏名又は名称】藤原 賢司

(72)【発明者】

【氏名】青山 英樹

(72)【発明者】

【氏名】山崎 和雄

(72)【発明者】

【氏名】岡本 絵里香

(72)【発明者】

【氏名】相澤 研吾

(72)【発明者】

【氏名】上田 真広

【テーマコード（参考）】

4E168

4F213

4K018

【Ｆターム（参考）】

4E168BA35

4E168BA81

4E168CA06

4E168CB03

4E168CB07

4E168CB15

4E168CB22

4E168FA01

4E168FB01

4F213AC04

4F213WA25

4F213WB01

4F213WL03

4F213WL45

4F213WL76

4F213WL80

4F213WL85

4F213WL92

4K018CA44

4K018EA51

4K018KA53

(57)【要約】

【課題】認識したワークの高さに基づいて従来よりも造形精度を改善するための技術を提供する。
【解決手段】供給される粉末材料を融解して積層することによりワークを造形することが可能な付加加工装置は、ワークに粉末材料を供給するとともにワークにレーザ光を照射するレーザヘッドと、レーザヘッドを駆動するための駆動部と、レーザヘッドがワークのＮ層目（Ｎは自然数）を造形している最中において、積層方向におけるワークの高さを認識するための認識部と、認識された高さに基づいて、ワークのＮ＋１層目の造形時におけるレーザヘッドの駆動パスを生成するための生成部と、駆動パスに基づいて駆動部を制御するための制御部とを備える。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

供給される粉末材料を融解して積層することによりワークを造形することが可能な付加加工装置であって、
前記ワークに前記粉末材料を供給するとともに前記ワークにレーザ光を照射するレーザヘッドと、
前記レーザヘッドを駆動するための駆動部と、
前記レーザヘッドが前記ワークのＮ層目（Ｎは自然数）を造形している最中において、積層方向における前記ワークの高さを認識するための認識部と、
前記認識された高さに基づいて、前記ワークのＮ＋１層目の造形時における前記レーザヘッドの駆動パスを生成するための生成部と、
前記駆動パスに基づいて前記駆動部を制御するための制御部とを備える、付加加工装置。

【請求項2】

前記付加加工装置は、さらに、カメラを備え、前記カメラは、当該カメラの光軸が前記レーザヘッドの光軸と交差するように前記付加加工装置に設けられており、
前記認識部は、
前記レーザヘッドが前記ワークのＮ層目を造形している最中に前記カメラから得られた画像内において前記粉末材料の溶融池の位置を特定し、
前記画像内における前記溶融池の位置に基づいて、前記ワークの積層方向における高さを認識する、請求項１に記載の付加加工装置。

【請求項3】

前記カメラには、遮光プレートが設けられている、請求項２に記載の付加加工装置。

【請求項4】

前記生成部は、
前記ワークの完成形状を表わす３次元モデルを取得し、
前記認識された高さに基づいて、Ｎ＋１層目の造形時における前記ワークの高さを推定し、
当該推定された高さに相当する平面であり、かつ前記積層方向に垂直な平面を第１平面とした場合、当該第１平面と前記３次元モデルとの交差部分の形状に基づいて、前記駆動パスを生成する、請求項２または３に記載の付加加工装置。

【請求項5】

前記生成部は、前記積層方向に平行でかつ等間隔に並べられた平面群を第２平面群とした場合、前記３次元モデルと、前記第１平面と、前記第２平面群との交線に基づいて、前記駆動パスを生成する、請求項４に記載の付加加工装置。

【請求項6】

前記付加加工装置は、さらに、前記レーザヘッドが前記ワークのＮ層目を造形している最中に前記カメラから得られた画像内で前記溶融池のサイズを特定するための特定部を備え、
前記生成部は、前記溶融池のサイズが大きいほど前記第２平面群を構成する各平面の間隔を広くする、請求項５に記載の付加加工装置。

【請求項7】

前記認識部は、前記ワークのＮ層目における複数箇所において積層方向における前記ワークの高さを認識し、
前記制御部は、さらに、前記複数箇所の第１箇所における前記高さが前記複数箇所の第２箇所における前記高さよりも低い場合には、前記ワークのＮ＋１層目の造形時において当該第１箇所の積層量が当該第２箇所の積層量よりも多くなるように前記レーザヘッドを制御する、請求項１または２に記載の付加加工装置。

【請求項8】

供給される粉末材料を融解して積層することによりワークを造形することが可能な付加加工装置の制御方法であって、
前記付加加工装置は、
前記ワークに前記粉末材料を供給するとともに当該ワークにレーザ光を照射するレーザヘッドと、
前記レーザヘッドを駆動するための駆動部とを備え、
前記制御方法は、
前記レーザヘッドが前記ワークのＮ層目（Ｎは自然数）を造形している最中において、積層方向における前記ワークの高さを認識するステップと、
前記認識するステップで認識された高さに基づいて、前記ワークのＮ＋１層目の造形時における前記レーザヘッドの駆動パスを生成するステップと、
前記駆動パスに基づいて前記駆動部を制御するステップとを備える、制御方法。

【請求項9】

供給される粉末材料を融解して積層することによりワークを造形することが可能な付加加工装置の制御プログラムであって、
前記付加加工装置は、
前記ワークに前記粉末材料を供給するとともに当該ワークにレーザ光を照射するレーザヘッドと、
前記レーザヘッドを駆動するための駆動部とを備え、
前記制御プログラムは、前記付加加工装置に、
前記レーザヘッドが前記ワークのＮ層目（Ｎは自然数）を造形している最中において、積層方向における前記ワークの高さを認識するステップと、
前記認識するステップで認識された高さに基づいて、前記ワークのＮ＋１層目の造形時における前記レーザヘッドの駆動パスを生成するステップと、
前記駆動パスに基づいて前記駆動部を制御するステップとを実行させる、制御プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、付加加工装置、付加加工装置の制御方法、および付加加工装置の制御プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、供給される粉末材料を融解して積層することによりワーク（造形物）を造形することが可能な付加加工装置が普及している。このような造形方式は、ＤＥＤ（Directed Energy Deposition）方式と呼ばれる。ＤＥＤ方式の付加加工装置は、レーザヘッドを有する。レーザヘッドは、移動しながら粉末材料をワークに吐出するとともに、ワークに向けてレーザ光を照射する。これにより、ワーク上におけるレーザ光の照射部分が融解する。粉末材料は、当該融解部分に供給されることで融解および凝固し、ワーク上に積層される。

【0003】

レーザヘッドは、一層の付加加工が終了すると、その層の厚さの分だけ積層方向に駆動されることが好ましい。このとき、一層の実際の高さと、レーザヘッドの移動量とに誤差があると、当該誤差は、積層の度に累積される。この誤差が大きくなるにつれて、レーザ光の焦点位置がワークの表面からずれていき、結果として、造形精度が落ちる。

【0004】

センサによって実際に認識したワークの高さに基づいて、上記誤差を補正する方法がある。当該方法に関し、日本国で公開された特開２０１８－８４０３号公報は、造形速度優先モードと造形精度優先モードとを有する立体物製造装置を開示している。当該立体物製造装置は、造形速度優先モードにおいては、５層ごとに、ワークの高さを認識する。一方で、当該立体物製造装置は、造形精度優先モードにおいては、１層ごとに、ワークの高さ認識する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１８－８４０３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上記公報に開示される立体物製造装置は、認識したワークの高さに基づいて、当該ワークの造形精度を評価する。このように、当該立体物製造装置は、ワークの造形精度を評価するだけで、ワークの造形精度を改善することはできない。したがって、認識したワークの高さに基づいて従来よりも造形精度を改善するための技術が望まれている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示の一例では、供給される粉末材料を融解して積層することによりワークを造形することが可能な付加加工装置は、上記ワークに上記粉末材料を供給するとともに上記ワークにレーザ光を照射するレーザヘッドと、上記レーザヘッドを駆動するための駆動部と、上記レーザヘッドが上記ワークのＮ層目（Ｎは自然数）を造形している最中において、積層方向における上記ワークの高さを認識するための認識部と、上記認識された高さに基づいて、上記ワークのＮ＋１層目の造形時における上記レーザヘッドの駆動パスを生成するための生成部と、上記駆動パスに基づいて上記駆動部を制御するための制御部とを備える。

【0008】

本開示の他の例では、供給される粉末材料を融解して積層することによりワークを造形することが可能な付加加工装置の制御方法が提供される。上記付加加工装置は、上記ワークに上記粉末材料を供給するとともに当該ワークにレーザ光を照射するレーザヘッドと、上記レーザヘッドを駆動するための駆動部とを備える。上記制御方法は、上記レーザヘッドが上記ワークのＮ層目（Ｎは自然数）を造形している最中において、積層方向における上記ワークの高さを認識するステップと、上記認識するステップで認識された高さに基づいて、上記ワークのＮ＋１層目の造形時における上記レーザヘッドの駆動パスを生成するステップと、上記駆動パスに基づいて上記駆動部を制御するステップとを備える。

【0009】

本開示の他の例では、供給される粉末材料を融解して積層することによりワークを造形することが可能な付加加工装置の制御プログラムを格納したコンピュータ読取可能な記録媒体が提供される。上記付加加工装置は、上記ワークに上記粉末材料を供給するとともに当該ワークにレーザ光を照射するレーザヘッドと、上記レーザヘッドを駆動するための駆動部とを備える。上記制御プログラムは、上記付加加工装置に、上記レーザヘッドが上記ワークのＮ層目（Ｎは自然数）を造形している最中において、積層方向における上記ワークの高さを認識するステップと、上記認識するステップで認識された高さに基づいて、上記ワークのＮ＋１層目の造形時における上記レーザヘッドの駆動パスを生成するステップと、上記駆動パスに基づいて上記駆動部を制御するステップとを実行させる。

【0010】

本発明の上記および他の目的、特徴、局面および利点は、添付の図面と関連して理解される本発明に関する次の詳細な説明から明らかとなるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】付加加工装置の装置構成の一例を示す図である。

【図2】付加加工機の装置構成の一例を示す図である。

【図3】付加加工中におけるレーザヘッドの断面図を示す。

【図4】ワークの造形処理の流れを概略的に示す図である。

【図5】制御装置のハードウェア構成の一例を示す模式図である。

【図6】付加加工機の駆動機構の一例を示すブロック図である。

【図7】ＣＮＣ（Computer Numerical Control）装置のハードウェア構成の一例を示す図である。

【図8】付加加工装置の機能構成を説明するための図である。

【図9】付加加工機のレーザヘッドと、ワークとの位置関係の一例を示す図である。

【図10】カメラから得られた画像の一例を示す図である。

【図11】生成された画像の一例を示す図である。

【図12】図１１に示される距離「ｄ」と、ＳＯＤ（Standoff Distance）との関係を示す図である。

【図13】レーザヘッドの駆動パスの生成方法を説明するための図である。

【図14】駆動パスの生成方法をさらに詳細に説明するための図である。

【図15】付加加工装置による造形処理の流れを示すフローチャートである。

【図16】実験１，２を行った際におけるワークの造形条件を示す図である。

【図17】実験１に従う実験結果と、実験２に従う実験結果とを示す図である。

【図18】提案手法を用いて実験１を行った際に造形されたワークを示す図である。

【図19】関連手法を用いて実験１を行った際に造形されたワークを示す図である。

【図20】実験１に従う実験結果を示す図である。

【図21】提案手法を用いて実験２を行った際に造形されたワークを示す図である。

【図22】関連手法を用いて実験２を行った際に造形されたワークを示す図である。

【図23】実験２に従う実験結果を示す図である。

【図24】変形例１に従う付加加工装置の機能構成を説明するための図である。

【図25】積層方向におけるワークの断面図を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、図面を参照しつつ、本発明に従う各実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品および構成要素には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、これらについての詳細な説明は繰り返さない。なお、以下で説明される各実施の形態および各変形例は、適宜選択的に組み合わされてもよい。

【0013】

＜Ａ．付加加工装置１０＞
まず、図１を参照して、付加加工装置１０の装置構成について説明する。図１は、付加加工装置１０の装置構成の一例を示す図である。

【0014】

図１に示されるように、付加加工装置１０は、制御装置１００と、付加加工機２００とを含む。

【0015】

制御装置１００は、付加加工機２００に制御指令を逐次的に出力し、付加加工機２００を制御する。制御装置１００は、たとえば、デスクトップ型のＰＣ（Personal Computer）、ノート型のＰＣ、タブレット端末、または、通信機能を備えたその他のコンピュータである。

【0016】

付加加工機２００は、たとえば、ワークの付加加工（ＡＭ（Additive manufacturing）加工）と、ワークの除去加工（ＳＭ（Subtractive manufacturing）加工）とが可能なＡＭ／ＳＭハイブリッド加工機である。付加加工機２００が有するＳＭ加工機能は、たとえば、ミーリング機能と、固定工具を用いた旋削機能との少なくとも一方を含む。なお、付加加工機２００は、ＳＭ機能を有さない装置であってもよい。

【0017】

制御装置１００および付加加工機２００は、たとえば、工場内に設置されており、互いに通信可能に構成される。制御装置１００および付加加工機２００は、たとえば、産業通信データ交換のための通信規格に従って互いに通信を行う。当該通信規格としては、国際標準規格ＯＰＣＵＡ（Object Linking and Embedding for Process Control Unified Architecture）などが挙げられる。付加加工機２００は、制御装置１００からの制御指令に従ってワークの付加加工を行う。

【0018】

なお、図１には、付加加工装置１０が１つの制御装置１００で構成されている例が示されているが、付加加工装置１０を構成する制御装置１００の数は、２つ以上であってもよい。

【0019】

また、上述では、制御装置１００が工場内に設置されている例が示されているが、制御装置１００は、工場外に設置されてもよい。

【0020】

また、図１には、付加加工装置１０が１つの付加加工機２００で構成されている例が示されているが、付加加工装置１０を構成する付加加工機２００の数は、２つ以上であってもよい。

【0021】

＜Ｂ．付加加工機２００の装置構成＞
次に、図２を参照して、図１に示される付加加工機２００の装置構成の一例について説明する。図２は、付加加工機２００の装置構成の一例を示す図である。

【0022】

説明の便宜のために、以下では、水平面上の一方向を「Ｘ方向」と称する。また、Ｘ方向に直交する水平面上の方向を「Ｙ方向」と称する。また、Ｘ方向およびＹ方向の両方に直交する方向（すなわち、重力方向）を「Ｚ方向」と称する。

【0023】

付加加工機２００は、機械ベッド２１１を備える。機械ベッド２１１上には、旋回テーブル２１２が設けられている。旋回テーブル２１２は、回転テーブル２１３を有する。回転テーブル２１３は、旋回テーブル２１２に回転可能に取り付けられている。回転テーブル２１３上には、付加加工対象のワークＷがクランプされる。

【0024】

一例として、付加加工機２００は、回転テーブル２１３上にクランプされたワークＷの回転に関して制御可能な２つの軸線（旋回軸線および回転軸線）を有する。旋回軸線は、機械ベッド２１１の上面に平行な軸線である。回転軸線は、旋回テーブル２１２の上面に直交する軸線である。回転テーブル２１３は、旋回軸線回りおよび回転軸線回りに回転可能に構成される。

【0025】

付加加工機２００は、第１スライド機構２１４を有する。第１スライド機構２１４は、機械ベッド２１１の後側の機械コラムに配置される。第１スライド機構２１４は、当該機械コラムに取り付けられたスライドガイドに沿ってＹ方向に移動可能に構成される。

【0026】

第１スライド機構２１４には、Ｘ方向にアライメントされた複数のスライドガイドが配置される。第２スライド機構２１５は、当該複数のスライドガイドに沿ってＸ方向に移動可能に構成される。

【0027】

第２スライド機構２１５には、除去加工用ヘッド２１６が設けられている。除去加工用ヘッド２１６は、第２スライド機構２１５に沿ってＺ方向に駆動可能に構成される。付加加工機２００は、Ｙ方向における第１スライド機構２１４の駆動と、Ｘ方向における第２スライド機構２１５の駆動と、Ｚ方向における除去加工用ヘッド２１６の駆動とを制御することにより、Ｘ方向、Ｙ方向、およびＺ方向の任意の位置に除去加工用ヘッド２１６を駆動する。これらの駆動は、たとえば、サーボモータなどにより駆動される。

【0028】

付加加工機２００は、工具２１８Ａなどの様々なユニットを収容するマガジン２１８と、自動工具交換装置（ＡＴＣ：Automatic Tool Changer）２１９とを有する。工具２１８Ａは、未使用時には、マガジン２１８に収容されている。自動工具交換装置２１９は、工具交換指示を受け付けたことに基づいて、装着対象のユニットをマガジン２１８から引き抜き、当該ユニットを主軸２２４に装着する。

【0029】

付加加工機２００は、ＤＥＤ方式により付加加工を行なうためのレーザヘッド２３１をさらに有する。レーザヘッド２３１は、付加加工中のワークＷに粉末材料を供給するとともに、ワーク表面にレーザ光を照射する。当該粉末材料は、金属粉末であってもよいし、樹脂粉末であってもよいし、レーザ光によって融解するその他の種類の粉末であってもよい。

【0030】

レーザヘッド２３１は、ヘッド本体２３２と、レーザノズル２３６とを有する。ヘッド本体２３２には、ケーブルＣＢを介して粉末材料が供給される。レーザノズル２３６は、ワークに向けてレーザ光を照射するとともに、ワークにおけるレーザ光の照射領域を定める。レーザヘッド２３１に供給された粉末材料は、レーザノズル２３６を通じてワークＷに向けて吐出される。

【0031】

レーザヘッド２３１は、第３スライド機構２３４に設けられる。第３スライド機構２３４は、スライドガイド２３３に設けられ、Ｘ方向に駆動可能に構成される。レーザヘッド２３１は、第３スライド機構２３４の駆動に連動してＸ方向の任意の位置に駆動される。レーザヘッド２３１は、付加加工時において、主軸２２４の下方に位置するように駆動され、主軸２２４に取り付けられる。主軸２２４に装着されたレーザヘッド２３１は、除去加工用ヘッド２１６と連動して、Ｘ方向、Ｙ方向、およびＺ方向に駆動される。

【0032】

＜Ｃ．レーザヘッド２３１＞
次に、図３を参照して、レーザヘッド２３１による付加加工について説明する。図３は、付加加工中におけるレーザヘッド２３１の断面図を示す。

【0033】

図３には、付加加工中のワークＷが基準面ＢＳ上に示されている。基準面ＢＳは、任意の物体の表面を表わす。一例として、基準面ＢＳは、基板の表面であってもよいし、付加加工中のワークの表面であってもよい。

【0034】

レーザヘッド２３１は、ＸＹ平面上に移動しながらワークＷの表面にレーザ光３１１を照射する。その結果、レーザ光３１１の照射部分が融解し、溶融池ＭＰがワークＷの表面上に形成される。並行して、レーザヘッド２３１は、粉末材料３１２を溶融池ＭＰに供給する。粉末材料３１２は、レーザヘッド２３１から吐出されるガス３１３によって溶融池ＭＰに導かれる。その結果、粉末材料３１２は、溶融池ＭＰにおいて融解および液状化する。その後、溶融池ＭＰが固まることで、ワークＷ上に層ＳＬが形成される。なお、ガス３１３は、シールドガスとしての機能も有し、積層物であるワークＷの酸化を防ぐ。

【0035】

層ＳＬの付加加工が終了すると、レーザヘッド２３１は、ワークＷの積層方向に駆動される。「積層方向」とは、各層に直交する方向に相当する。異なる言い方をすれば、「積層方向」とは、層を積み重ねる方向に相当する。以下では、積層方向がＺ方向（すなわち、重力方向）であることを前提として説明を行なうが、積層方向は、Ｚ方向に限定されない。

【0036】

ＸＹ平面上の駆動とＺ方向との駆動とが繰り返されることで、粉末材料３１２が積層されていく。Ｚ方向におけるレーザヘッド２３１の駆動量が、形成した層ＳＬの高さと一致していない場合、レーザ光３１１の焦点位置は、積層の度にワーク表面からずれることになる。その結果、造形精度が低下する。一方で、Ｚ方向におけるレーザヘッド２３１の駆動量が、形成した層ＳＬの高さと一致している場合には、レーザ光３１１の焦点が常にワーク表面上に位置することになり、造形精度が低下しない。そのため、レーザヘッド２３１とワーク表面との間の距離は、常に一定であることが好ましい。

【0037】

＜Ｄ．概要＞
次に、図４を参照して、本実施の形態に従う造形処理の概要について説明する。図４は、ワークの造形処理の流れを概略的に示す図である。

【0038】

ステップＳ１１０において、付加加工装置１０は、上述のレーザヘッド２３１を制御することでワークＷのＮ層目を造形する。「Ｎ」は、自然数である。「Ｎ」の初期値は、「１」である。

【0039】

一例として、付加加工装置１０は、ワークの１層目（すなわち、Ｎ＝１）の造形時においては、予め準備されている制御プログラムに従ってレーザヘッド２３１を駆動する。一方で、付加加工装置１０は、ワークの２層目以降（すなわち、Ｎ≧２）の造形時においては、後述のステップＳ１１４で生成された駆動パスに従ってレーザヘッド２３１を駆動する。

【0040】

ステップＳ１１２において、付加加工装置１０は、レーザヘッド２３１がワークのＮ層目を造形している最中に、積層方向におけるワークＷの高さ（以下、「現ワーク高さ」ともいう。）を認識する。現ワーク高さは、たとえば、所定の基準面と、ワークＷのＮ層目の上面との間の距離で示される。当該所定の基準面は、上述の基準面ＢＳであってもよいし、レーザノズル２３６における粉末材料の吐出口を含む水平面であってもよい。

【0041】

ステップＳ１１４において、付加加工装置１０は、ステップＳ１１２で認識された現ワーク高さに基づいて、ワークＷのＮ＋１層目の造形時におけるレーザヘッド２３１の駆動パスを生成する。当該駆動パスは、上述のレーザヘッド２３１がワークのＮ層目を造形している最中に生成される。

【0042】

ステップＳ１１６において、付加加工装置１０は、「Ｎ」をインクリメントする。すなわち、付加加工装置１０は、「Ｎ」に１を加算する。

【0043】

その後、付加加工装置１０は、ステップＳ１１０，Ｓ１１２，Ｓ１１４，Ｓ１１６の処理を再び実行する。当該処理は、現ワーク高さが予め設定されている目標高さに達するまで繰り返し実行される。付加加工装置１０は、現ワーク高さが予め定められた目標高さに達した場合、図４に示される処理を終了する。

【0044】

以上のように、付加加工装置１０は、Ｎ層目の造形時における現ワーク高さに基づいて、ワークＷのＮ＋１層目の造形時におけるレーザヘッド２３１の駆動パスを逐次生成する。これにより、付加加工装置１０は、予め定められた制御プログラムに従ってレーザヘッド２３１を駆動するよりもワークの造形精度を改善することができる。

【0045】

＜Ｅ．制御装置１００のハードウェア構成＞
次に、図５を参照して、制御装置１００のハードウェア構成について説明する。図５は、制御装置１００のハードウェア構成の一例を示す模式図である。

【0046】

制御装置１００は、制御回路１０１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０３と、通信インターフェイス１０４と、表示インターフェイス１０５と、入力インターフェイス１０７と、補助記憶装置１２０とを含む。これらのコンポーネントは、バス１１０に接続される。

【0047】

制御回路１０１は、たとえば、少なくとも１つの集積回路によって構成される。集積回路は、たとえば、少なくとも１つのＣＰＵ（Central Processing Unit）、少なくとも１つのＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、少なくとも１つのＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、少なくとも１つのＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、またはそれらの組み合わせなどによって構成され得る。

【0048】

制御回路１０１は、制御プログラム１２２やオペレーティングシステムなどの各種プログラムを実行することで制御装置１００の動作を制御する。制御プログラム１２２は、実施の形態に従う各種機能を実現するためのプログラムである。制御回路１０１は、制御プログラム１２２の実行命令を受け付けたことに基づいて、補助記憶装置１２０またはＲＯＭ１０２からＲＡＭ１０３に制御プログラム１２２を読み出す。ＲＡＭ１０３は、ワーキングメモリとして機能し、制御プログラム１２２の実行に必要な各種データを一時的に格納する。

【0049】

通信インターフェイス１０４は、付加加工機２００などの各種装置と通信を実現するためのインターフェイスである。一例として、制御装置１００は、通信インターフェイス１０４を介して上述のネットワークＮＷ（図１参照）に接続される。これにより、制御装置１００は、付加加工機２００とデータをやり取りする。

【0050】

表示インターフェイス１０５には、ディスプレイ１０６が接続される。表示インターフェイス１０５は、制御回路１０１などからの指令に従って、ディスプレイ１０６に対して、画像を表示するための画像信号を送出する。ディスプレイ１０６は、たとえば、液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイ、またはその他の表示機器である。なお、ディスプレイ１０６は、制御装置１００と一体的に構成されてもよいし、制御装置１００とは別に構成されてもよい。

【0051】

入力インターフェイス１０７には、入力デバイス１０８が接続される。入力デバイス１０８は、たとえば、マウス、キーボード、タッチパネル、またはユーザの操作を受け付けることが可能なその他の装置である。なお、入力デバイス１０８は、制御装置１００と一体的に構成されてもよいし、制御装置１００とは別に構成されてもよい。

【0052】

補助記憶装置１２０は、たとえば、ハードディスクやフラッシュメモリなどの記憶媒体である。補助記憶装置１２０は、制御プログラム１２２、およびワークの完成形状を表わす３次元モデル１２４などを格納する。補助記憶装置１２０に記憶される各種データの格納場所は、補助記憶装置１２０に限定されない。当該各種データは、制御回路１０１の記憶領域（たとえば、キャッシュメモリなど）、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、外部機器（たとえば、付加加工機２００や外部サーバー）などに格納されていてもよい。

【0053】

なお、制御プログラム１２２は、単体のプログラムとしてではなく、任意のプログラムの一部に組み込まれて提供されてもよい。このような一部のモジュールを含まないプログラムであっても、本実施の形態に従う制御プログラム１２２の趣旨を逸脱するものではない。さらに、制御プログラム１２２によって提供される機能の一部または全部は、専用のハードウェアによって実現されてもよい。さらに、少なくとも１つのサーバーが制御プログラム１２２の処理の一部を実行する所謂クラウドサービスのような形態で制御装置１００が構成されてもよい。

【0054】

＜Ｆ．付加加工機２００の駆動機構＞
次に、図６を参照して、付加加工機２００の駆動機構の一例について説明する。図６は、付加加工機２００の駆動機構の一例を示すブロック図である。

【0055】

付加加工機２００は、ＣＮＣ装置２００Ａと、駆動部２４０と、上述の第１スライド機構２１４と、上述の第２スライド機構２１５と、上述の除去加工用ヘッド２１６と、上述の主軸２２４とを含む。

【0056】

ＣＮＣ装置２００Ａは、後述の制御プログラム２２２（図７参照）など各種プログラムを実行することで駆動部２４０の動作を制御する。

【0057】

駆動部２４０は、付加加工機２００内の各種機構を駆動するための機構である。駆動部２４０の装置構成は、任意である。駆動部２４０は、単体の駆動ユニットで構成されてもよいし、複数の駆動ユニットで構成されてもよい。図６の例では、駆動部２４０は、サーボドライバ２４１Ａ～２４１Ｄと、サーボモータ２４２Ａ～２４２Ｄと、エンコーダ２４３Ａ～２４３Ｄとで構成されている。

【0058】

サーボドライバ２４１Ａは、ＣＮＣ装置２００Ａから目標回転数（または目標位置）の入力を逐次的に受け、サーボモータ２４２Ａが目標回転数で回転するようにサーボモータ２４２Ａを制御し、第１スライド機構２１４をＹ方向に駆動する。

【0059】

より具体的には、サーボドライバ２４１Ａは、エンコーダ２４３Ａのフィードバック信号からサーボモータ２４２Ａの実回転数（または実位置）を算出し、当該実回転数が目標回転数よりも小さい場合にはサーボモータ２４２Ａの回転数を上げ、当該実回転数が目標回転数よりも大きい場合にはサーボモータ２４２Ａの回転数を下げる。このように、サーボドライバ２４１Ａは、サーボモータ２４２Ａの回転数のフィードバックを逐次的に受けながらサーボモータ２４２Ａの回転数を目標回転数に近付ける。サーボドライバ２４１Ａは、第１スライド機構２１４をＹ方向に移動し、主軸２２４に取り付けられたレーザヘッド２３１をＹ方向の任意の位置に移動する。

【0060】

サーボドライバ２４１Ｂは、サーボドライバ２４１Ａと同様のモータ制御により、ＣＮＣ装置２００Ａからの制御指令に従って第２スライド機構２１５をＸ方向に移動し、主軸２２４に取り付けられたレーザヘッド２３１をＸ方向の任意の位置に移動する。

【0061】

サーボドライバ２４１Ｃは、サーボドライバ２４１Ａと同様のモータ制御により、ＣＮＣ装置２００Ａからの制御指令に従って除去加工用ヘッド２１６をＺ軸方向に移動し、主軸２２４に取り付けられたレーザヘッド２３１をＺ軸方向の任意の位置に移動する。

【0062】

サーボドライバ２４１Ｄは、サーボドライバ２４１Ａと同様のモータ制御により、ＣＮＣ装置２００Ａからの制御指令に従って、主軸２２４の回転速度を制御する。

【0063】

付加加工機２００は、さらに、上述の回転テーブル２１３（図２参照）を旋回軸線周りに駆動するための第１駆動機構（図示しない）を含む。当該旋回軸線は、機械ベッド２１１（図２参照）の上面に平行な軸線である。第１駆動機構は、たとえば、サーボドライバ、サーボモータ、およびエンコーダなどで構成される。当該サーボドライバは、サーボドライバ２４１Ａと同様のモータ制御により、ＣＮＣ装置２００Ａからの制御指令に従って、回転テーブル２１３の旋回軸周りの回転角度を制御する。

【0064】

付加加工機２００は、さらに、上述の回転テーブル２１３（図２参照）を回転軸線周りに駆動するための第２駆動機構（図示しない）を含む。当該回転軸線は、旋回テーブル２１２の上面に直交する軸線である。第２駆動機構は、たとえば、サーボドライバ、サーボモータ、およびエンコーダなどで構成される。当該サーボドライバは、サーボドライバ２４１Ａと同様のモータ制御により、ＣＮＣ装置２００Ａからの制御指令に従って、回転テーブル２１３の回転軸周りの回転角度を制御する。

【0065】

＜Ｇ．ＣＮＣ装置２００Ａのハードウェア構成＞
次に、図７を参照して、図６に示されるＣＮＣ装置２００Ａのハードウェア構成について説明する。図７は、ＣＮＣ装置２００Ａのハードウェア構成の一例を示す図である。

【0066】

ＣＮＣ装置２００Ａは、制御回路２０１と、ＲＯＭ２０２と、ＲＡＭ２０３と、通信インターフェイス２０４と、フィールドバスコントローラ２０５と、補助記憶装置２２０とを含む。これらのコンポーネントは、内部バス２０９に接続される。

【0067】

制御回路２０１は、たとえば、少なくとも１つの集積回路によって構成される。集積回路は、たとえば、少なくとも１つのＣＰＵ、少なくとも１つのＧＰＵ、少なくとも１つのＡＳＩＣ、少なくとも１つのＦＰＧＡ、またはそれらの組み合わせなどによって構成され得る。

【0068】

制御回路２０１は、制御プログラム２２２などの各種プログラムを実行することでＣＮＣ装置２００Ａの動作を制御する。制御プログラム２２２は、ワークの付加加工を実現するためのプログラムである。制御回路２０１は、制御プログラム２２２の実行命令を受け付けたことに基づいて、ＲＯＭ２０２からＲＡＭ２０３に制御プログラム２２２を読み出す。ＲＡＭ２０３は、ワーキングメモリとして機能し、制御プログラム２２２の実行に必要な各種データを一時的に格納する。

【0069】

通信インターフェイス２０４は、制御装置１００などの各種装置と通信を実現するためのインターフェイスである。一例として、付加加工機２００は、通信インターフェイス２０４を介して上述のネットワークＮＷ（図１参照）に接続される。これにより、付加加工機２００は、制御装置１００とデータをやり取りする。

【0070】

フィールドバスコントローラ２０５は、フィールドバスに接続される各種ユニットとの通信を実現するための通信ユニットである。当該フィールドバスに接続されるユニットの一例として、ワークの付加加工を実現するための各種駆動ユニット（たとえば、上述のサーボドライバ２４１Ａ～２４１Ｄなど）が挙げられる。

【0071】

補助記憶装置２２０は、たとえば、ハードディスクやフラッシュメモリなどの記憶媒体である。補助記憶装置２２０は、制御プログラム２２２などを格納する。制御プログラム２２２の格納場所は、補助記憶装置２２０に限定されず、制御回路２０１の記憶領域（たとえば、キャッシュメモリ）、ＲＯＭ２０２、ＲＡＭ２０３、外部機器（たとえば、サーバー）などに格納されていてもよい。

【0072】

＜Ｈ．付加加工装置１０の機能構成＞
次に、図８～図１４を参照して、ワークの造形処理を実現するための機能構成について説明する。図８は、付加加工装置１０の機能構成を説明するための図である。

【0073】

上述のように、付加加工装置１０は、制御装置１００と、付加加工機２００とを含む。制御装置１００は、機能構成として、認識部１５２と、生成部１５４とを含む。付加加工機２００は、上述のＣＮＣ装置２００Ａと、上述の回転テーブル２１３と、上述のレーザヘッド２３１と、上述の駆動部２４０とを含む。ＣＮＣ装置２００Ａは、機能構成として、制御部２５２を含む。また、ＣＮＣ装置２００Ａには、ワークの付加加工を行うための制御プログラム２２２が格納されている。

【0074】

以下では、認識部１５２の機能と、生成部１５４の機能と、制御部２５２の機能とについて順に説明する。

【0075】

なお、認識部１５２および生成部１５４は、必ずしも制御装置１００に実装される必要はない。一例として、認識部１５２または生成部１５４は、ＣＮＣ装置２００Ａに実装されてもよいし、その他の装置に実装されてもよい。

【0076】

また、制御部２５２は、必ずしもＣＮＣ装置２００Ａに実装される必要はない。一例として、制御部２５２は、制御装置１００に実装されてもよいし、その他の装置に実装されてもよい。

【0077】

（Ｈ１．認識部１５２）
まず、図９～図１２を参照して、図８に示される認識部１５２の機能について説明する。図９は、付加加工機２００のレーザヘッド２３１と、ワークＷとの位置関係の一例を示す図である。

【0078】

認識部１５２は、レーザヘッド２３１がワークＷのＮ層目（Ｎは自然数）を造形している最中において、積層方向におけるワークＷの高さ（すなわち、現ワーク高さ）を認識する。現ワーク高さは、任意の方法で認識され得る。

【0079】

一例として、現ワーク高さは、カメラ２５０を用いて認識される。カメラ２５０は、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）カメラであってもよいし、その他の種類のカメラであってもよい。

【0080】

カメラ２５０は、レーザヘッド２３１と連動するように構成される。好ましくは、カメラ２５０は、その光軸ＡＸＣがレーザヘッド２３１の光軸ＡＸＬと交差するように付加加工機２００に設けられている。レーザヘッド２３１の光軸ＡＸＬは、レーザの照射方向に相当する。カメラ２５０の光軸ＡＸＣは、レンズ２５５の光学中心と、カメラ２５０の結像面の中心とを結ぶ軸に相当する。

【0081】

カメラ２５０のレンズ２５５には、溶接用の遮光プレート２５７が設けられている。ＤＥＤ方式での造形では、溶融池の輝度が非常に高く、スパッタが多く飛散する。そのため、撮影画像内の溶融池部分の輝度は、非常に高くなる傾向にあり、白飛びが発生する。遮光プレート２５７がレンズ２５５に設けられることで、溶融池部分の輝度が低くなり、白飛びを防ぐことができる。なお、遮光プレート２５７の代わりに、減光可能なその他の部材がレンズ２５５に設けられてもよい。

【0082】

認識部１５２は、レーザヘッド２３１がワークＷのＮ層目（Ｎは自然数）を造形している最中において、溶融池ＭＰを写す画像をカメラ２５０から取得する。図１０は、カメラ２５０から得られた画像ＩＭ１の一例を示す図である。図１０の例では、画像ＩＭ１内に溶融池ＭＰが写っている。

【0083】

画像ＩＭ１は、レーザヘッド２３１がワークＷのＮ層目を造形している最中の任意のタイミングに取得される。一例として、認識部１５２は、付加加工機２００からレーザヘッド２３１の座標値（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を定期的に取得し、当該座標値が予め定められた座標値に達したタイミングにおいてカメラ２５０に撮影指示を出力する。当該予め定められた座標値は、層ごとに設定されている。カメラ２５０は、当該撮影指示を受けたことに基づいて、ワーク表面の溶融池ＭＰを撮影し、画像ＩＭ１を認識部１５２に送信する。

【0084】

認識部１５２とカメラ２５０との間の通信は、有線で実現されてもよいし、無線で実現されてもよい。一例として、カメラ２５０には、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）２．０などの通信インターフェイスが設けられており、画像ＩＭ１は、当該通信インターフェイスを介して認識部１５２に送られる。画像ＩＭ１は、静止画像であってもよいし、動画像であってもよい。

【0085】

認識部１５２は、画像ＩＭ１に対して二値化処理を実行することで、図１１に示される画像ＩＭ２を生成する。図１１は、画像ＩＭ１から生成された画像ＩＭ２の一例を示す図である。

【0086】

画像ＩＭ１がカラー画像である場合、認識部１５２は、画像ＩＭ１内の各画素のＲＧＢ値を二値化処理する。このとき、認識部１５２は、ＲＧＢ値のそれぞれが所定閾値（たとえば、１００）以上である画素に「０」（黒色）を割り当て、それ以外の画素に「２５５」（白色）を割り当てる。当該閾値は、溶融池の融点温度に応じて予め決められる。これにより、認識部１５２は、画像ＩＭ１から画像ＩＭ２を生成する。

【0087】

次に、認識部１５２は、画像ＩＭ２内において粉末材料の溶融池ＭＰの位置を特定し、当該特定した位置に基づいて現ワーク高さを認識する。より具体的な処理として、認識部１５２は、まず、下記式（１）に基づいて、レーザヘッド２３１と溶融池との間の距離（以下、「ＳＯＤ」ともいう。）を算出する。

【0088】

図９を参照して、溶融池ＭＰがカメラ２５０で斜めから撮影される場合、溶融池ＭＰが理想的な位置Ｐ０にあるときと、溶融池ＭＰが位置Ｐ０から「ｘ」ｍｍずれた位置Ｐ１にあるときとで、画像ＩＭ２内における溶融池ＭＰの位置が変わる。そこで、認識部１５２は、三角測量法を用いた下記式（１）に基づいて、ＳＯＤを算出する。

【0089】

ｘ＝（ｄ・Ｄ）／（ｆ・ｓｉｎθ＋ｄ・ｃｏｓθ）・・・（１）
式（１）に示される「ｄ」は、カメラ２５０撮影素子中心から、カメラ２５０の撮影素子上に結像している溶融池ＭＰまでの距離を示す。異なる言い方をすれば、距離「ｄ」は、画像内における予め定められた基準点と、画像内における溶融池の位置との間の距離に相当する。「ｄ」の単位は、「pixel」で示される。

【0090】

「Ｄ」は、基準となる溶融池ＭＰの位置Ｐ０と、カメラ２５０のレンズ２５５との間の距離を示す。「Ｄ」の単位は、「ｍｍ」で示される。「Ｄ」は、既知の値であり、予め定められている。一例として、「Ｄ」は、７０ｍｍである。

【0091】

「ｆ」は、カメラ２５０のレンズ２５５カメラと、カメラ２５０の撮影素子との間の距離を示す。「ｆ」の単位は、「ｍｍ」で示される。「ｆ」は、既知の値であり、予め定められている。一例として、「ｆ」は、８．８ｍｍである。

【0092】

「θ」は、カメラ２５０の光軸ＡＸＣとレーザヘッド２３１の光軸ＡＸＬとが成す角度を示す。「θ」の単位は、「°」で示される。「θ」は、既知の値であり、予め定められている。一例として、「θ」は、６０°である。

【0093】

距離「ｄ」は、たとえば、画像ＩＭ２に基づいて算出される。より具体的には、まず、認識部１５２は、予め定められた画像ＩＭ２内から楕円形状を探索する。楕円形状の探索アルゴリズムには、ハフ変換などの種々の画像処理アルゴリズムが用いられ得る。その後、認識部１５２は、楕円形状の中心点を溶融池の位置として認識し、当該位置と予め定められた基準位置との間の距離を「ｄ」として算出する。

【0094】

認識部１５２は、算出した距離「ｄ」を上記式（１）に代入することで、距離「ｘ」を特定する。次に、認識部１５２は、理想のＳＯＤである「Ａｍｍ」から距離「ｘ」を差分することで、現在のＳＯＤ（以下、「現ＳＯＤ」ともいう。）を算出する。理想のＳＯＤは、予め設定されている。一例として、理想のＳＯＤは、１１ｍｍである。

【0095】

その後、認識部１５２は、Ｎ層目の造形時におけるレーザヘッド２３１のＺ座標から現ＳＯＤを差分することで、現ワーク高さを算出する。レーザヘッド２３１のＺ座標は、たとえば、画像ＩＭ１の撮影タイミングにおいてＣＮＣ装置２００Ａから取得される。

【0096】

以上のように、認識部１５２は、レーザヘッド２３１がワークＷのＮ層目を造形している最中にカメラ２５０から得られた画像内において粉末材料の溶融池の位置を特定し、当該位置に基づいて、積層方向における現ワーク高さを認識する。認識された現ワーク高さは、生成部１５４に出力される。

【0097】

なお、上述では、カメラ２５０は、その光軸ＡＸＣがレーザヘッド２３１の光軸ＡＸＬと交差するように配置されている例について説明を行ったが、カメラ２５０は、その他の位置に配置されてもよい。一例として、カメラ２５０は、その光軸ＡＸＣがレーザヘッド２３１の光軸ＡＸＬと平行になるように配置されてもよい。

【0098】

また、上述では、カメラ２５０がレーザヘッド２３１と連動するように構成されている例について説明を行ったが、カメラ２５０は、レーザヘッド２３１とは別に設けられてもよい。一例として、カメラ２５０は、付加加工機２００内の天井に設けられていてもよい。

【0099】

また、上述では、現ＳＯＤおよび現ワーク高さがカメラ２５０を用いて認識される例について説明を行ったが、現ＳＯＤおよび現ワーク高さは、カメラ２５０以外のその他のセンサ（たとえば、距離センサなど）を用いて認識されてもよい。

【0100】

また、上述では、現ＳＯＤが上記式（１）に基づいて算出される例について説明を行ったが、現ＳＯＤは、予め定められた近似式から算出されてもよい。

【0101】

図１２は、図１１に示される距離「ｄ」と、ＳＯＤとの関係を示す図である。図１２に示されるグラフの横軸は、現ＳＯＤを示す。図１２に示されるグラフの縦軸は、上述の距離「ｄ」を示す。

【0102】

図１２に示されるグラフＧ１は、実測値である。当該実測値の測定時には、「ｆ」が「８．８ｍｍ」、理想のＳＯＤが「１１ｍｍ」、「Ｄ」が「７０ｍｍ」、「θ」が「６０°」である条件下で、現ＳＯＤと「ｄ」との関係が測定された。現ＳＯＤは、「９ｍｍ」～「１３ｍｍ」の範囲内で「１ｍｍ」単位で変えられた。

【0103】

グラフＧ１は、決定係数が０．９９となる直線（グラフＧ２）で近似され得る。図１２の例では、グラフＧ２は、「ｙ＝４０．２ｘ－４５１．４」で表わされる。「ｘ」は上述の「現ＳＯＤ」に対応し、「ｙ」は上述の「ｄ」に対応する。認識部１５２は、グラフＧ２の近似式に対して上記「ｄ」を代入することで、現ＳＯＤを算出することができる。

【0104】

このように、現ＳＯＤと「ｄ」との関係は、予め特定され得るので、現ＳＯＤは、予め定められた近似式から算出されてもよい。

【0105】

（Ｈ２．生成部１５４）
次に、図１３および図１４を参照して、図８に示される生成部１５４の機能について説明する。生成部１５４は、認識部１５２によって認識された現ワーク高さに基づいて、ワークのＮ＋１層目の造形時におけるレーザヘッド２３１の駆動パスを生成する。

【0106】

当該駆動パスは、たとえば、図１３に示される３次元モデル１２４を用いて生成される。図１３は、レーザヘッド２３１の駆動パスの生成方法を説明するための図である。

【0107】

３次元モデル１２４は、ワークの完成形状を表わすＣＡＤ（Computer Aided Design）データである。３次元モデル１２４は、制御装置１００に格納されていてもよいし、ＣＮＣ装置２００Ａに格納されていてもよい。

【0108】

３次元モデル１２４のデータ形式は、任意である。一例として、３次元モデル１２４は、３次元形状が点および線の組み合わせで規定されるワイヤーフレームモデルであってもよいし、３次元形状が面の組み合わせで規定されるサーフェイスモデルであってもよいし、物体の有無または種別を示す情報が３次元上の各座標値に関連付けられた空間格子モデルであってもよいし、粉末材料を吐出すべき３次元の座標値を識別することが可能なその他の３Ｄモデルであってもよい。

【0109】

より具体的な処理として、まず、生成部１５４は、認識部１５２によって認識されたＮ層目の現ワーク高さに基づいて、Ｎ＋１層目のワーク高さを推定する。一例として、生成部１５４は、認識されたＮ層目の現ワーク高さに所定値を加算し、当該加算結果をＮ＋１層目のワーク高さとして推定する。当該所定値は、理想的なＳＯＤにおいて積層可能な一層の厚みに応じて予め決められている。あるいは、当該所定値は、Ｎ層目の現ワーク高さからＮ－１層目のワーク高さを差分することで算出されてもよい。

【0110】

次に、生成部１５４は、平面ＨＰ（第１平面）を３次元モデル１２４に対して仮想的に設定する。平面ＨＰは、Ｎ＋１層目のワーク高さに相当する平面であり、かつ積層方向に垂直な平面である。その後、生成部１５４は、３次元モデル１２４と平面ＨＰとの交差部分ＣＳの形状に基づいて、駆動パスを生成する。当該駆動パスは、交差部分ＣＳの輪郭内において粉末材料が吐出され、かつ、レーザの焦点が当該輪郭内で合うように規定される。

【0111】

なお、交差部分ＣＳの輪郭内に粉末材料が吐出されるような経路であれば、駆動パスのパターンは任意である。図１４は、駆動パスの生成方法をさらに詳細に説明するための図である。

【0112】

好ましくは、生成部１５４は、３次元モデル１２４に対して平面ＨＰを仮想的に設定するだけでなく、さらに、３次元モデル１２４に対して平面群ＶＰ（第２平面群）を仮想的に設定する。平面群ＶＰは、積層方向に平行でかつ等間隔ΔＹに並べられた平面群である。また、平面群ＶＰは、平面ＨＰに直交する平面群である。生成部１５４は、３次元モデル１２４と、平面ＨＰと、平面群ＶＰとの交線に基づいて、駆動パスを生成する。

【0113】

平面群ＶＰを構成する各平面の間隔ΔＹは、予め設定されていてもよいし、自動で設定されてもよい。一例として、間隔ΔＹは、ビームスポットが５０％オーバーラップする間隔（たとえば、１．５ｍｍ）に設定される。

【0114】

図１４の例では、３次元モデル１２４と平面ＨＰと平面群ＶＰとの交線が駆動パスＰＡとして示されている。このように、生成部１５４は、当該交線に粉末材料が吐出され、かつ、レーザの焦点が当該交線上で合うように駆動パスＰＡを規定する。

【0115】

なお、図１４の例では、交差部分ＣＳ内を走査するような駆動パスＰＡが生成される例について説明を行ったが、駆動パスＰＡのパターンは、これに限定されない。他の例として、生成部１５４は、交差部分ＣＳの中心から渦巻き状に駆動される駆動パスＰＡを生成してもよい。さらに他の例として、生成部１５４は、交差部分ＣＳの外周から交差部分ＣＳの中心に向けて渦巻き状に駆動されるパスを生成してもよい。

【0116】

好ましくは、駆動パスＰＡのパターンは、交差部分ＣＳの輪郭形状別に予めデータベース化されていてもよい。当該データベースに規定される形状は、たとえば、「円形状」と、「円形状以外」とを含む。「円形状」に対しては、同心円経路、一方向経路、またはジグザグ経路などのパターンが対応付けられる。「円形状以外」に対しては、たとえば、一方向経路、またはジグザグ経路が対応付けられる。

【0117】

生成部１５４は、上記データベースを参照して、交差部分ＣＳの輪郭形状に対応する駆動パスのパターンを特定する。なお、交差部分ＣＳが造形平面内に複数ある場合には、駆動パスのパターンは、交差部分ＣＳの輪郭線の各形状に応じて選択される。

【0118】

（Ｈ３．制御部２５２）
次に、図８に示される制御部２５２の機能について説明する。

【0119】

制御部２５２は、生成部１５４によって生成された駆動パスに基づいて、レーザヘッド２３１の駆動部２４０を制御する。

【0120】

典型的には、ＣＮＣ装置２００Ａは、制御パターンごとにシーケンス番号が付与されている制御プログラム２２２を準備する。各制御パターンは、外部から指定することが可能なＲ変数を含む。Ｒ変数は、たとえば、レーザノズル２３６の移動座標値（たとえば、早送りＧ００、直線補間Ｇ０１，円弧補間Ｇ０２・Ｇ０３による移動点）と、レーザノズル２３６の移動速度（たとえば、送り速度）と、レーザのオン／オフを示す変数との少なくとも１つで定義される。

【0121】

上述の生成部１５４は、シーケンス番号を指定するとともに、駆動パスＰＡに応じたＲ変数をＣＮＣ装置２００Ａに送信する。ＣＮＣ装置２００Ａの制御部２５２は、生成部１５４から受信したシーケンス番号とＲ変数とに基づいて、制御プログラム２２２を逐次的に生成する。

【0122】

これにより、Ｎ＋１層目の造形経路点の算出と、制御装置１００からＣＮＣ装置２００ＡへのＲ変数の送信と、ＣＮＣ装置２００Ａ内でＮ＋１層目の造形プログラムの生成とがＮ層目の造形中に行われる。

【0123】

＜Ｉ．制御フロー＞
図１５を参照して、付加加工装置１０の制御フローについて説明する。図１５は、付加加工装置１０による造形処理の流れを示すフローチャートである。

【0124】

図１５に示される処理は、制御装置１００の制御回路１０１で実行されてもよいし、ＣＮＣ装置２００Ａで実行されてもよい。

【0125】

ステップＳ１５０において、付加加工装置１０は、ワークＷのＮ層目の造形を開始する。「Ｎ」は、自然数である。「Ｎ」の初期値は、「１」である。

【0126】

付加加工装置１０は、ワークの１層目（すなわち、Ｎ＝１）の造形時においては、予め準備されている制御プログラムに従ってレーザヘッド２３１を駆動する。一方で、付加加工装置１０は、ワークの２層目以降（すなわち、Ｎ≧２）の造形時においては、後述のステップＳ１６６，Ｓ１６８に示される処理の出力結果に従って、レーザヘッド２３１を駆動する。

【0127】

ステップＳ１６０において、付加加工装置１０は、上述の認識部１５２（図８参照）として機能し、ワークの撮影タイミングが到来したか否かを判断する。当該撮影タイミングは、たとえば、レーザヘッド２３１の座標値（Ｘ，Ｙ，Ｚ）が予め定められた座標値に達したタイミングにおいて到来する。当該予め定められた座標値は、層ごとに設定されている。付加加工装置１０は、ワークの撮影タイミングが到来したと判断した場合（ステップＳ１６０においてＹＥＳ）、制御をステップＳ１６２に切り替える。そうでない場合には（ステップＳ１６０においてＮＯ）、付加加工装置１０は、ステップＳ１６０の処理を再び実行する。

【0128】

ステップＳ１６２において、付加加工装置１０は、上述の認識部１５２として機能し、カメラ２５０に撮影指示を出力する。カメラ２５０は、当該撮影指示を受けたことに基づいて、ワーク表面の溶融池を撮影する。付加加工装置１０は、カメラ２５０から得られた上述の画像ＩＭ１に基づいて、現ＳＯＤを認識する。現ＳＯＤの認識方法については上述の通りであるので、その説明については繰り返さない。

【0129】

ステップＳ１６４において、付加加工装置１０は、上述の認識部１５２として機能し、レーザヘッド２３１の現在のＺ座標を取得し、当該Ｚ座標から現ＳＯＤを差分する。付加加工装置１０は、当該差分結果を現ワーク高さとして認識する。

【0130】

ステップＳ１６６において、付加加工装置１０は、上述の生成部１５４（図８参照）として機能し、ステップＳ１６２で認識した現ＳＯＤに基づいて、ワークのＮ＋１層目を造形する際におけるレーザヘッド２３１のＺ座標を算出する。このとき、当該Ｚ座標は、各層の造形時におけるＳＯＤが常に一定になるように算出される。なお、実際の造形時には、ＳＯＤは、厳密に一定である必要は無く、理想のＳＯＤを基準とする所定範囲内に収まればよい。

【0131】

ステップＳ１６８において、付加加工装置１０は、上述の生成部１５４として機能し、ステップＳ１６４で認識した現ワーク高さに基づいて、ワークのＮ＋１層目を造形する際におけるレーザヘッド２３１の駆動パスを算出する。当該駆動パスは、ＸＹ平面上におけるレーザヘッド２３１の経路を示す。当該駆動パスの生成方法については上述の通りであるので、その説明については繰り返さない。

【0132】

ステップＳ１７０において、付加加工装置１０は、ワークのＮ層目の造形が完了したか否かを判断する。一例として、付加加工装置１０は、レーザヘッド２３１の座標値がＮ層目の駆動パスの終端に到達したことに基づいて、ワークのＮ層目の造形が完了したと判断する。付加加工装置１０は、ワークのＮ層目の造形が完了したと判断した場合（ステップＳ１７０においてＹＥＳ）、制御をステップＳ１８０に切り替える。そうでない場合には（ステップＳ１７０においてＮＯ）、付加加工装置１０は、ステップＳ１７０の処理を再び実行する。

【0133】

ステップＳ１８０において、付加加工装置１０は、現ワーク高さが予め定められた目標高さに達したか否かを判断する。付加加工装置１０は、現ワーク高さが予め定められた目標高さに達したと判断した場合（ステップＳ１８０においてＹＥＳ）、図１５に示される処理を終了する。そうでない場合には（ステップＳ１８０においてＮＯ）、付加加工装置１０は、制御をステップＳ１８２に切り替える。

【0134】

ステップＳ１８２において、付加加工装置１０は、「Ｎ」をインクリメントする。すなわち、付加加工装置１０は、「Ｎ」に１を加算する。

【0135】

＜Ｊ．実験結果＞
発明者らは、上述の実施の形態に従う造形処理の有効性を実験により確認した。以下では、図１６～図２３を参照して、当該実験の結果について説明する。

【0136】

説明の便宜のために、以下では、上述の実施の形態に従う造形手法を「提案手法」とも称し、比較対象の造形手法を「関連手法」とも称する。提案手法では、ＳＯＤが常に一定になるようにレーザヘッド２３１が駆動される。関連手法では、積層方向における駆動量が常に一定になるようにレーザヘッド２３１が駆動される。

【0137】

まず、発明者らは、実験１，２を行った。図１６は、実験１，２を行った際におけるワークの造形条件を示す図である。図１７は、実験１に従う実験結果１Ａ，１Ｂと、実験２に従う実験結果２Ａ，２Ｂとを示す図である。

【0138】

実験１では、発明者らは、ウォール状のワークを造形した。当該ワークのサイズは、幅１ライン×長さ４０ｍｍ×高さ２０ｍｍである。また、実験１における関連手法では、積層方向におけるレーザヘッド２３１の駆動量が０．４ｍｍに設定された。また、実験１においては、各層におけるレーザの走査方向が一方向に設定された。

【0139】

図１８は、提案手法を用いて実験１を行った際に造形されたワークを示す図である。図１９は、関連手法を用いて実験１を行った際に造形されたワークを示す図である。

【0140】

図２０は、実験１に従う実験結果Ｇ１Ａ，Ｇ１Ｂを示す図である。図２０に示されるグラフの横軸は、ワークの層番号を示す。図２０に示されるグラフの縦軸は、１層目を基準とするレーザヘッド２３１のＺ座標を示す。実験結果Ｇ１Ａは、提案手法を用いた際におけるレーザヘッド２３１のＺ座標の推移を示す。実験結果Ｇ１Ｂは、関連手法を用いた際におけるレーザヘッド２３１のＺ座標の推移を示す。

【0141】

図１７～図２０を参照して、提案手法では、２０．８１ｍｍのワークが３８層の積層で造形されている。一方で、関連手法では、２２．３６ｍｍのワークが５０層の積層で造形されている。これらの結果は、提案手法の造形効率が関連手法の造形効率よりも改善されていることを示す。

【0142】

実験２では、発明者らは、円錐形状のワークを造形した。当該ワークの底面の直径は、２０ｍｍである。また、当該ワークの高さは、２０ｍｍである。また、実験２における関連手法では、積層方向におけるレーザヘッド２３１の駆動量が０．５ｍｍに設定された。また、実験２においては、各層におけるレーザの走査方向がジグザグに設定された。

【0143】

図２１は、提案手法を用いて実験２を行った際に造形されたワークを示す図である。図２２は、関連手法を用いて実験２を行った際に造形されたワークを示す図である。

【0144】

図２３は、実験２に従う実験結果Ｇ２Ａ，Ｇ２Ｂを示す図である。図２３に示されるグラフの横軸は、ワークの層番号を示す。図２３に示されるグラフの縦軸は、１層目を基準とするレーザヘッド２３１のＺ座標を示す。実験結果Ｇ２Ａは、提案手法を用いた際におけるレーザヘッド２３１のＺ座標の推移を示す。実験結果Ｇ２Ｂは、関連手法を用いた際におけるレーザヘッド２３１のＺ座標の推移を示す。

【0145】

図１７および図２１～図２３を参照して、提案手法では、２０．９８ｍｍのワークが２２層の積層で造形されている。一方で、関連手法では、ワーク高さが目標の２０ｍｍに到達せずに、１３．５８ｍｍとなった。この理由は、最適なＳＯＤが１１ｍｍであるのに対して、１４層目の積層時においてＳＯＤが３．９２ｍｍになったためである。このように、提案手法では要求形状のワークが造形されたが、関連手法では要求形状のワークが造形されなかった。この結果は、提案手法の造形精度が関連手法の造形精度よりも改善されていることを示す。

【0146】

＜Ｋ．変形例１＞
次に、図２４を参照して、変形例１に従う付加加工装置１０について説明する。

【0147】

上述の図１４の例では、付加加工装置１０は、３次元モデル１２４と平面ＨＰと平面群ＶＰとの交線を駆動パスＰＡとして生成していた。このとき、平面群ＶＰを構成する各平面の間隔ΔＹは、一定であった。これに対して、本変形例に従う付加加工装置１０は、画像内に写る溶融池のサイズに応じて間隔ΔＹを決定する。

【0148】

図２４は、変形例１に従う付加加工装置１０の機能構成を説明するための図である。図２４に示される付加加工装置１０は、特定部１５６をさらに備える点で図８に示される付加加工装置１０とは異なる。特定部１５６以外の構成については図８で説明した通りであるので、それらの説明については繰り返さない。

【0149】

特定部１５６は、レーザヘッド２３１がワークのＮ層目（Ｎは自然数）を造形している最中にカメラ１５０から得られた画像内で溶融池のサイズを特定する。当該サイズは、画像内における溶融池の面積で示されてもよいし、画像内における溶融池の幅で示されてもよいし、その他の指標で示されてもよい。溶融池の幅は、たとえば、レーザヘッド２３１の駆動方向に対応する溶融池の幅と、当該駆動方向の直交方向に対応する溶融池の幅との少なくとも一方で示される。

【0150】

特定部１５６によって特定された溶融池のサイズは、生成部１５４に出力される。生成部１５４は、溶融池のサイズが大きいほど平面群ＶＰ（第２平面群）を構成する各平面の間隔ΔＹを広くする。異なる言い方をすれば、生成部１５４は、溶融池のサイズが小さいほど平面群ＶＰを構成する各平面の間隔ΔＹを狭くする。これにより、生成部１５４は、溶融池のサイズに応じた適切な駆動パスＰＡを生成することができる。結果として、ワークの造形精度が改善される。

【0151】

溶融池のサイズと間隔ΔＹとの関係は、テーブル形式で規定されてもよいし、所定の算出式で規定されていてもよい。当該算出式は、溶融池のサイズを説明変数とし、間隔ΔＹを目的変数とする。

【0152】

＜Ｌ．変形例２＞
次に、図２５を参照して、変形例２に従う付加加工装置１０について説明する。

【0153】

上述の付加加工装置１０は、ワークのＮ層目の造形時において１箇所の現ワーク高さを認識していた。これに対して、本変形例に従う付加加工装置１０は、ワークのＮ層目の造形時において複数箇所の現ワーク高さを認識する。そして、付加加工装置１０の制御部２５２は、各箇所の現ワーク高さに応じて、Ｎ＋１層目の造形時における当該箇所の積層量を変える。

【0154】

図２５は、積層方向におけるワークＷの断面図を示す図である。図２５に示されるように、付加加工装置１０は、Ｎ層目の造形時おいて、箇所Ｐ１（第１箇所）における現ワーク高さＨ１と、箇所Ｐ２（第２箇所）における現ワーク高さＨ２とを認識したとする。このとき、箇所Ｐ１における現ワーク高さＨ１は、箇所Ｐ２における現ワーク高さＨ２よりも低かったとする。この場合、付加加工装置１０は、ワークＷのＮ＋１層目の造形時において箇所Ｐ１の積層量ΔＡ１が箇所Ｐ２の積層量ΔＡ２よりも多くなるようにレーザヘッド２３１を制御する。これにより、付加加工装置１０は、Ｎ＋１層目の造形時においてワーク高さを均一にすることができる。

【0155】

積層量ΔＡ１，Ａ２は、種々の方法で変えられる。一例として、積層量ΔＡ１，Ａ２は、粉末材料の吐出量に応じて変えられる。他の例として、積層量ΔＡ１，Ａ２は、レーザヘッド２３１の移動速度に応じて変えられる。さらに他の例として、積層量ΔＡ１，Ａ２は、箇所Ｐ１，Ｐ２におけるレーザヘッド２３１の通過回数に応じて変えられる。さらに他の例として、積層量ΔＡ１，Ａ２は、レーザヘッド２３１の出力に応じて変えられる。

【0156】

好ましくは、付加加工装置１０は、箇所Ｐ１と箇所Ｐ２との間における現ワーク高さを、現ワーク高さＨ１，Ｈ２を用いて補間することで推定し、当該推定結果に応じて箇所Ｐ１と箇所Ｐ２との間における積層量を決定する。

【0157】

なお、上述では、２つの箇所Ｐ１，Ｐ２の現ワーク高さＨ１，Ｈ２が認識される例について説明を行ったが、３つ以上の箇所の現ワーク高さが認識されてもよい。この場合、付加加工装置１０は、認識された各箇所における現ワーク高さに基づいて、Ｎ＋１層目の造形時におけるレーザヘッド２３１の駆動パスを生成する。

【0158】

＜Ｍ．変形例３＞
次に、変形例３に従う付加加工装置１０について説明する。

【0159】

上述の図８などでは、制御装置１００がＣＮＣ装置２００Ａの外部に設けられている例について説明を行ったが、制御装置１００は、ＣＮＣ装置２００Ａの内部に設けられてもよい。

【0160】

＜Ｏ．付記＞
以上のように、本実施形態は以下のような開示を含む。

【0161】

［構成１］
供給される粉末材料を融解して積層することによりワークを造形することが可能な付加加工装置であって、
前記ワークに前記粉末材料を供給するとともに前記ワークにレーザ光を照射するレーザヘッドと、
前記レーザヘッドを駆動するための駆動部と、
前記レーザヘッドが前記ワークのＮ層目（Ｎは自然数）を造形している最中において、積層方向における前記ワークの高さを認識するための認識部と、
前記認識された高さに基づいて、前記ワークのＮ＋１層目の造形時における前記レーザヘッドの駆動パスを生成するための生成部と、
前記駆動パスに基づいて前記駆動部を制御するための制御部とを備える、付加加工装置。

【0162】

［構成２］
前記付加加工装置は、さらに、カメラを備え、前記カメラは、当該カメラの光軸が前記レーザヘッドの光軸と交差するように前記付加加工装置に設けられており、
前記認識部は、
前記レーザヘッドが前記ワークのＮ層目を造形している最中に前記カメラから得られた画像内において前記粉末材料の溶融池の位置を特定し、
前記画像内における前記溶融池の位置に基づいて、前記ワークの積層方向における高さを認識する、構成１に記載の付加加工装置。

【0163】

［構成３］
前記カメラには、遮光プレートが設けられている、構成２に記載の付加加工装置。

【0164】

［構成４］
前記生成部は、
前記ワークの完成形状を表わす３次元モデルを取得し、
前記認識された高さに基づいて、Ｎ＋１層目の造形時における前記ワークの高さを推定し、
当該推定された高さに相当する平面であり、かつ前記積層方向に垂直な平面を第１平面とした場合、当該第１平面と前記３次元モデルとの交差部分の形状に基づいて、前記駆動パスを生成する、構成２または３に記載の付加加工装置。

【0165】

［構成５］
前記生成部は、前記積層方向に平行でかつ等間隔に並べられた平面群を第２平面群とした場合、前記３次元モデルと、前記第１平面と、前記第２平面群との交線に基づいて、前記駆動パスを生成する、構成４に記載の付加加工装置。

【0166】

［構成６］
前記付加加工装置は、さらに、前記レーザヘッドが前記ワークのＮ層目を造形している最中に前記カメラから得られた画像内で前記溶融池のサイズを特定するための特定部を備え、
前記生成部は、前記溶融池のサイズが大きいほど前記第２平面群を構成する各平面の間隔を広くする、構成５に記載の付加加工装置。

【0167】

［構成７］
前記認識部は、前記ワークのＮ層目における複数箇所において積層方向における前記ワークの高さを認識し、
前記制御部は、さらに、前記複数箇所の第１箇所における前記高さが前記複数箇所の第２箇所における前記高さよりも低い場合には、前記ワークのＮ＋１層目の造形時において当該第１箇所の積層量が当該第２箇所の積層量よりも多くなるように前記レーザヘッドを制御する、構成１～構成６のいずれか１項に記載の付加加工装置。

【0168】

［構成８］
供給される粉末材料を融解して積層することによりワークを造形することが可能な付加加工装置の制御方法であって、
前記付加加工装置は、
前記ワークに前記粉末材料を供給するとともに当該ワークにレーザ光を照射するレーザヘッドと、
前記レーザヘッドを駆動するための駆動部とを備え、
前記制御方法は、
前記レーザヘッドが前記ワークのＮ層目（Ｎは自然数）を造形している最中において、積層方向における前記ワークの高さを認識するステップと、
前記認識するステップで認識された高さに基づいて、前記ワークのＮ＋１層目の造形時における前記レーザヘッドの駆動パスを生成するステップと、
前記駆動パスに基づいて前記駆動部を制御するステップとを備える、制御方法。

【0169】

［構成９］
供給される粉末材料を融解して積層することによりワークを造形することが可能な付加加工装置の制御プログラムであって、
前記付加加工装置は、
前記ワークに前記粉末材料を供給するとともに当該ワークにレーザ光を照射するレーザヘッドと、
前記レーザヘッドを駆動するための駆動部とを備え、
前記制御プログラムは、前記付加加工装置に、
前記レーザヘッドが前記ワークのＮ層目（Ｎは自然数）を造形している最中において、積層方向における前記ワークの高さを認識するステップと、
前記認識するステップで認識された高さに基づいて、前記ワークのＮ＋１層目の造形時における前記レーザヘッドの駆動パスを生成するステップと、
前記駆動パスに基づいて前記駆動部を制御するステップとを実行させる、制御プログラム。

【0170】

今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0171】

１Ａ 実験結果、１Ｂ 実験結果、２Ａ 実験結果、２Ｂ 実験結果、１０ 付加加工装置、１００ 制御装置、１０１ 制御回路、１０２ ＲＯＭ、１０３ ＲＡＭ、１０４ 通信インターフェイス、１０５ 表示インターフェイス、１０６ ディスプレイ、１０７ 入力インターフェイス、１０８ 入力デバイス、１１０ バス、１２０ 補助記憶装置、１２２ 制御プログラム、１２４ ３次元モデル、１５０ カメラ、１５２ 認識部、１５４ 生成部、１５６ 特定部、２００ 付加加工機、２００Ａ ＣＮＣ装置、２０１ 制御回路、２０２ ＲＯＭ、２０３ ＲＡＭ、２０４ 通信インターフェイス、２０５ フィールドバスコントローラ、２０９ 内部バス、２１１ 機械ベッド、２１２ 旋回テーブル、２１３ 回転テーブル、２１４ 第１スライド機構、２１５ 第２スライド機構、２１６ 除去加工用ヘッド、２１８ マガジン、２１８Ａ 工具、２１９ 自動工具交換装置、２２０ 補助記憶装置、２２２ 制御プログラム、２２４ 主軸、２３１ レーザヘッド、２３２ ヘッド本体、２３３ スライドガイド、２３４ 第３スライド機構、２３６ レーザノズル、２４０ 駆動部、２４１Ａ サーボドライバ、２４１Ｂ サーボドライバ、２４１Ｃ サーボドライバ、２４１Ｄ サーボドライバ、２４２Ａ サーボモータ、２４２Ｂ サーボモータ、２４２Ｃ サーボモータ、２４２Ｄ サーボモータ、２４３Ａ エンコーダ、２４３Ｂ エンコーダ、２４３Ｃ エンコーダ、２４３Ｄ エンコーダ、２５０ カメラ、２５２ 制御部、２５５ レンズ、２５７ 遮光プレート、３１１ レーザ光、３１２ 粉末材料、３１３ ガス。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】