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(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】P2024098250
(43)【公開日】2024-07-23
(54)【発明の名称】形成支援システム、形成支援方法及び形成支援プログラム
(51)【国際特許分類】
B28B 1/30 20060101AFI20240716BHJP
【ＦＩ】
B28B1/30
【審査請求】未請求
【請求項の数】4
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023001638
(22)【出願日】2023-01-10
(71)【出願人】
【識別番号】000000549
【氏名又は名称】株式会社大林組
(74)【代理人】
【識別番号】100105957
【弁理士】
【氏名又は名称】恩田 誠
(74)【代理人】
【識別番号】100068755
【弁理士】
【氏名又は名称】恩田 博宣
(72)【発明者】
【氏名】大川 悠奈
(72)【発明者】
【氏名】坂上 肇
(72)【発明者】
【氏名】北村 勇斗
(72)【発明者】
【氏名】石関 嘉一
(72)【発明者】
【氏名】山下 力蔵
(72)【発明者】
【氏名】宍倉 知広
(72)【発明者】
【氏名】三城 健一
【テーマコード（参考）】
4G052
【Ｆターム（参考）】
4G052DA01
4G052DB12
4G052DC06
(57)【要約】
【課題】効率的に構造物を形成するための形成支援システム、形成支援方法及び形成支援プログラムを提供する。
【解決手段】作成支援サーバ４０は、ノズルを移動させながらノズルから吐出される造形材で形成される層を積み上げることにより、ノード間を結ぶリンクからなるレイヤを積層させた構造物を形成する吐出経路を生成する制御部を備える。制御部４１は、先行リンクにおいて、下位階層を形成する第１吐出経路を生成し、先行リンクにおいて、下位階層の上側の上位階層を形成する第２吐出経路を生成する。制御部４１は、先行リンクに繋がる後続リンクにおいて、第２吐出経路に繋がる下位階層を形成する第３吐出経路を生成し、第１吐出経路、第２吐出経路及び第３吐出経路を組み合わせて一巡の吐出経路を生成する。
【選択図】図１
【解決手段】作成支援サーバ４０は、ノズルを移動させながらノズルから吐出される造形材で形成される層を積み上げることにより、ノード間を結ぶリンクからなるレイヤを積層させた構造物を形成する吐出経路を生成する制御部を備える。制御部４１は、先行リンクにおいて、下位階層を形成する第１吐出経路を生成し、先行リンクにおいて、下位階層の上側の上位階層を形成する第２吐出経路を生成する。制御部４１は、先行リンクに繋がる後続リンクにおいて、第２吐出経路に繋がる下位階層を形成する第３吐出経路を生成し、第１吐出経路、第２吐出経路及び第３吐出経路を組み合わせて一巡の吐出経路を生成する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ノズルを移動させながら前記ノズルから吐出される造形材で形成される層を積み上げることにより、ノード間を結ぶリンクからなるレイヤを積層させた構造物を形成する吐出経路を生成する制御部を備えたシステムであって、
前記制御部が、
先行リンクにおいて、下位階層を形成する第１吐出経路を生成し、
前記先行リンクにおいて、前記下位階層の上側の上位階層を形成する第２吐出経路を生成し、
前記先行リンクに繋がる後続リンクにおいて、前記第２吐出経路に繋がる前記下位階層を形成する第３吐出経路を生成し、
前記第１吐出経路、前記第２吐出経路及び前記第３吐出経路を組み合わせて一巡の吐出経路を生成することを特徴とする形成支援システム。
前記制御部が、
先行リンクにおいて、下位階層を形成する第１吐出経路を生成し、
前記先行リンクにおいて、前記下位階層の上側の上位階層を形成する第２吐出経路を生成し、
前記先行リンクに繋がる後続リンクにおいて、前記第２吐出経路に繋がる前記下位階層を形成する第３吐出経路を生成し、
前記第１吐出経路、前記第２吐出経路及び前記第３吐出経路を組み合わせて一巡の吐出経路を生成することを特徴とする形成支援システム。
【請求項2】
前記制御部が、複数のリンクが接続された分岐ノードにおいて、下位階層の吐出経路が生成されていないリンクにおいて、前記第３吐出経路を生成することを特徴とする請求項１に記載の形成支援システム。
【請求項3】
ノズルを移動させながら前記ノズルから吐出される造形材で形成される層を積み上げることにより、ノード間を結ぶリンクからなるレイヤを積層させた構造物を形成する吐出経路を生成する制御部を備えたシステムを用いて、構造物の形成を支援する方法であって、
前記制御部が、
先行リンクにおいて、下位階層を形成する第１吐出経路を生成し、
前記先行リンクにおいて、前記下位階層の上側の上位階層を形成する第２吐出経路を生成し、
前記先行リンクに繋がる後続リンクにおいて、前記第２吐出経路に繋がる前記下位階層を形成する第３吐出経路を生成し、
前記第１吐出経路、前記第２吐出経路及び前記第３吐出経路を組み合わせて一巡の吐出経路を生成することを特徴とする形成支援方法。
前記制御部が、
先行リンクにおいて、下位階層を形成する第１吐出経路を生成し、
前記先行リンクにおいて、前記下位階層の上側の上位階層を形成する第２吐出経路を生成し、
前記先行リンクに繋がる後続リンクにおいて、前記第２吐出経路に繋がる前記下位階層を形成する第３吐出経路を生成し、
前記第１吐出経路、前記第２吐出経路及び前記第３吐出経路を組み合わせて一巡の吐出経路を生成することを特徴とする形成支援方法。
【請求項4】
ノズルを移動させながら前記ノズルから吐出される造形材で形成される層を積み上げることにより、ノード間を結ぶリンクからなるレイヤを積層させた構造物を形成する吐出経路を生成する制御部を備えたシステムを用いて、構造物の形成を支援するプログラムであって、
前記制御部を、
先行リンクにおいて、下位階層を形成する第１吐出経路を生成し、
前記先行リンクにおいて、前記下位階層の上側の上位階層を形成する第２吐出経路を生成し、
前記先行リンクに繋がる後続リンクにおいて、前記第２吐出経路に繋がる前記下位階層を形成する第３吐出経路を生成し、
前記第１吐出経路、前記第２吐出経路及び前記第３吐出経路を組み合わせて一巡の吐出経路を生成する手段として機能させることを特徴とする形成支援プログラム。
前記制御部を、
先行リンクにおいて、下位階層を形成する第１吐出経路を生成し、
前記先行リンクにおいて、前記下位階層の上側の上位階層を形成する第２吐出経路を生成し、
前記先行リンクに繋がる後続リンクにおいて、前記第２吐出経路に繋がる前記下位階層を形成する第３吐出経路を生成し、
前記第１吐出経路、前記第２吐出経路及び前記第３吐出経路を組み合わせて一巡の吐出経路を生成する手段として機能させることを特徴とする形成支援プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、移動するノズルから吐出される造形材を積層させて形成する構造物の形成支援システム、形成支援方法及び形成支援プログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
建築物等の立体の構造物を形成する場合、３次元（３Ｄ）プリンタを利用することがある。この３Ｄプリンタにおいては、ノズルから材料を吐出させながらノズルを移動させて各レイヤを形成する。そして、各レイヤを積み重ねることにより立体形状を有する構造物を形成する。このような３Ｄプリンタを用いて製造する構造物を効率的に設計するための技術が検討されている（例えば、特許文献１参照。）。この文献に記載の設計システムの制御部は、取得した分割位置に応じて新規ノードを特定する。そして、新規ノードを結ぶ線によって図形を分割することにより閉図形を生成して図形情報を生成する。これにより、一筆書きの経路を有する構造物を設計する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１７－２２７９７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、この３Ｄプリンタを用いて、構造物をレイヤ毎に形成して積層する場合、各レイヤの経路が一筆書きできることが条件となる。一筆書きができるためには、以下の条件を満たす必要がある。
【0005】
条件（１）すべての頂点が、辺の本数が偶数になる偶点であること。
条件（２）すべての頂点の中で、辺の本数が奇数になる奇点は２つだけであること。それ以外はすべて偶点であること。
上記２つの条件を満たさない場合、各レイヤを１本の巡回経路（一筆書き）により構造物を形成することができない。例えば、平面視でＨ形状の場合、同じレイヤで、縦と横とを分けて形成する必要がある。この場合、モルタルの吐出の中断等が必要になる。ここで、モルタルの吐出量を変更するためのポンプの制御は困難である。
条件（２）すべての頂点の中で、辺の本数が奇数になる奇点は２つだけであること。それ以外はすべて偶点であること。
上記２つの条件を満たさない場合、各レイヤを１本の巡回経路（一筆書き）により構造物を形成することができない。例えば、平面視でＨ形状の場合、同じレイヤで、縦と横とを分けて形成する必要がある。この場合、モルタルの吐出の中断等が必要になる。ここで、モルタルの吐出量を変更するためのポンプの制御は困難である。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決する形成支援システムは、ノズルを移動させながら前記ノズルから吐出される造形材で形成される層を積み上げることにより積層させた構造物を形成する吐出経路を生成する制御部を備える。そして、前記制御部は、先行リンクにおいて、下位階層を形成する第１吐出経路を生成し、前記先行リンクにおいて、前記下位階層の上側の上位階層を形成する第２吐出経路を生成し、前記先行リンクに繋がる後続リンクにおいて、前記第２吐出経路に繋がる前記下位階層を形成する第３吐出経路を生成し、前記第１吐出経路、前記第２吐出経路及び前記第３吐出経路を組み合わせて一巡の吐出経路を生成する。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、効率的に構造物を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】実施形態における形成支援システムの構造の説明図である。
【図2】実施形態における構造物の斜視図である。
【図3】実施形態におけるハードウェア構成の説明図である。
【図4】実施形態における処理手順の説明図である。
【図5】実施形態における吐出経路生成処理の説明図であって、（ａ）は吐出経路Ｒ１１、（ｂ）は吐出経路Ｒ２１、（ｃ）は吐出経路Ｒ１２の生成の説明図である。
【図6】実施形態における吐出経路生成処理の説明図であって、（ａ）は吐出経路Ｒ２２、（ｂ）は吐出経路Ｒ１３，Ｒ１４，Ｒ２４、（ｃ）は吐出経路Ｒ１５，Ｒ２５，Ｒ２３の生成の説明図である。
【図7】実施形態における積層処理の説明図であって、（ａ）はモルタルＭ１１、（ｂ）はモルタルＭ２１、（ｃ）はモルタルＭ１２、（ｄ）はモルタルＭ２２、（ｅ）はモルタルＭ１３、（ｆ）はモルタルＭ１４、（ｇ）はモルタルＭ２４、（ｈ）はモルタルＭ１５、（ｉ）はモルタルＭ２５、（ｊ）はモルタルＭ２３の積層の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、図１～図７を用いて、形成支援システム、形成支援方法及び形成支援プログラムを具体化した一実施形態を説明する。
図１に示すように、本実施形態の形成支援方法には、３Ｄプリンタ２０、制御装置３０及び作成支援サーバ４０を用いる。
図１に示すように、本実施形態の形成支援方法には、３Ｄプリンタ２０、制御装置３０及び作成支援サーバ４０を用いる。
【0010】
図２に示すように、本実施形態では、各レイヤＬ１において、ノードＮ０～Ｎ５が、リンクＬＫ１～ＬＫ５で接続されているＨ形状を積層することにより構造物Ｃ１を形成する。この場合、ノードＮ０～Ｎ５は６個の奇点となるため、平面（２次元）での一筆書きはできない。
このため、本実施形態では、下位階層を形成する第１吐出経路を生成し、下位階層の上側の上位階層を形成する第２吐出経路を生成する。そして、複数のリンクが接続された分岐ノードにおいて、第２吐出経路に繋がる下位階層を形成する第３吐出経路を生成する。そして、第１吐出経路、第２吐出経路及び第３吐出経路を組み合わせて一巡の吐出経路を生成する。
すなわち、レイヤＬ１は、複数のリンクが接続された分岐ノードを有し、分岐ノードにおいて、下位階層が吐出経路を生成されていないリンクの吐出経路を優先的に生成することにより、一巡の吐出経路を生成する。
このため、本実施形態では、下位階層を形成する第１吐出経路を生成し、下位階層の上側の上位階層を形成する第２吐出経路を生成する。そして、複数のリンクが接続された分岐ノードにおいて、第２吐出経路に繋がる下位階層を形成する第３吐出経路を生成する。そして、第１吐出経路、第２吐出経路及び第３吐出経路を組み合わせて一巡の吐出経路を生成する。
すなわち、レイヤＬ１は、複数のリンクが接続された分岐ノードを有し、分岐ノードにおいて、下位階層が吐出経路を生成されていないリンクの吐出経路を優先的に生成することにより、一巡の吐出経路を生成する。
【0011】
（ハードウェア構成例）
図３は、制御装置３０及び作成支援サーバ４０等として機能する情報処理装置Ｈ１０のハードウェア構成例である。
図３は、制御装置３０及び作成支援サーバ４０等として機能する情報処理装置Ｈ１０のハードウェア構成例である。
【0012】
情報処理装置Ｈ１０は、通信装置Ｈ１１、入力装置Ｈ１２、表示装置Ｈ１３、記憶装置Ｈ１４、プロセッサＨ１５を有する。なお、このハードウェア構成は一例であり、他のハードウェアを有していてもよい。
【0013】
通信装置Ｈ１１は、他の装置との間で通信経路を確立して、データの送受信を実行するインタフェースであり、例えばネットワークインタフェースや無線インタフェース等である。
【0014】
入力装置Ｈ１２は、利用者等からの入力を受け付ける装置であり、例えばマウスやキーボード等である。表示装置Ｈ１３は、各種情報を表示するディスプレイやタッチパネル等である。
【0015】
記憶装置Ｈ１４は、制御装置３０及び作成支援サーバ４０の各種機能を実行するためのデータや各種プログラムを格納する記憶部である。記憶装置Ｈ１４の一例としては、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスク等がある。
【0016】
プロセッサＨ１５は、記憶装置Ｈ１４に記憶されるプログラムやデータを用いて、ユーザ端末（図示せず）、制御装置３０及び作成支援サーバ４０における各処理を制御する。プロセッサＨ１５の一例としては、例えばＣＰＵやＭＰＵ等がある。このプロセッサＨ１５は、ＲＯＭ等に記憶されるプログラムをＲＡＭに展開して、各種処理に対応する各種プロセスを実行する。例えば、プロセッサＨ１５は、制御装置３０及び作成支援サーバ４０のアプリケーションプログラムが起動された場合、後述する各処理を実行するプロセスを動作させる。
【0017】
プロセッサＨ１５は、自身が実行するすべての処理についてソフトウェア処理を行なうものに限られない。例えば、プロセッサＨ１５は、自身が実行する処理の少なくとも一部についてハードウェア処理を行なう専用のハードウェア回路（例えば、特定用途向け集積回路：ＡＳＩＣ）を備えてもよい。すなわち、プロセッサＨ１５は、以下で構成し得る。
【0018】
（１）コンピュータプログラム（ソフトウェア）に従って動作する１つ以上のプロセッサ
（２）各種処理のうち少なくとも一部の処理を実行する１つ以上の専用のハードウェア回路、或いは
（３）それらの組み合わせ、を含む回路（ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ）
プロセッサは、ＣＰＵ並びに、ＲＡＭ及びＲＯＭ等のメモリを含み、メモリは、処理をＣＰＵに実行させるように構成されたプログラムコード又は指令を格納している。メモリすなわちコンピュータ可読媒体は、汎用又は専用のコンピュータでアクセスできるあらゆる利用可能な媒体を含む。
（２）各種処理のうち少なくとも一部の処理を実行する１つ以上の専用のハードウェア回路、或いは
（３）それらの組み合わせ、を含む回路（ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ）
プロセッサは、ＣＰＵ並びに、ＲＡＭ及びＲＯＭ等のメモリを含み、メモリは、処理をＣＰＵに実行させるように構成されたプログラムコード又は指令を格納している。メモリすなわちコンピュータ可読媒体は、汎用又は専用のコンピュータでアクセスできるあらゆる利用可能な媒体を含む。
【0019】
（３Ｄプリンタ２０の構成）
図１に示すように、３Ｄプリンタ２０は、吐出部としてのノズル２１、ロボットアーム２５及び制御装置３０を備える。
図１に示すように、３Ｄプリンタ２０は、吐出部としてのノズル２１、ロボットアーム２５及び制御装置３０を備える。
【0020】
ノズル２１は、その先端部が開口した吐出口２１ａを有している。本実施形態では、吐出口２１ａは、下方を向いている。ノズル２１の吐出口２１ａと反対側の端部には、ホース２２の端部が接続されている。ホース２２は、圧送ポンプ２７に接続されている。この圧送ポンプ２７の圧力により、ホース２２を介してノズル２１に供給されたモルタルは、吐出口２１ａから下方に吐出される。
【0021】
ノズル２１には、取付部２４を介してロボットアーム２５が取り付けられる。ノズル２１は、このロボットアーム２５に支持され、このロボットアーム２５の動きに従って水平方向や上下方向に移動する。ロボットアーム２５は、制御装置３０の制御部３１からの指示によって移動が制御される。本実施形態の制御部３１は、移動時においてもノズル２１からのモルタルの吐出方向が常に下方になるように、ロボットアーム２５を制御する。
【0022】
（制御装置３０の構成）
制御装置３０は、構造物形成処理を実行する制御部３１を備える。そのため、記憶部に格納された構造物形成プログラムを実行することにより、制御部３１は、積層管理部３１１、移動制御部３１２及び吐出量制御部３１３として機能する。
制御装置３０は、構造物形成処理を実行する制御部３１を備える。そのため、記憶部に格納された構造物形成プログラムを実行することにより、制御部３１は、積層管理部３１１、移動制御部３１２及び吐出量制御部３１３として機能する。
【0023】
積層管理部３１１は、構造物Ｃ１を形成するために、積層させるモルタルの経路及び高さを管理する処理を実行する。積層管理部３１１は、積み上げたレイヤＬ１の数をカウントし、現在のモルタルの積層数を記憶し、構造物の最終的な積層数になった場合にノズル２１の移動を停止する。
【0024】
移動制御部３１２は、経路に応じてノズル２１を移動させるロボットアーム２５の動きを制御する処理を実行する。
吐出量制御部３１３は、モルタルの圧送ポンプ２７を制御して、ノズル２１から吐出されるモルタルの吐出量を制御する処理を実行する。
吐出量制御部３１３は、モルタルの圧送ポンプ２７を制御して、ノズル２１から吐出されるモルタルの吐出量を制御する処理を実行する。
【0025】
（作成支援サーバ４０の構成）
作成支援サーバ４０は、ノズル２１の移動経路やノズル２１からのモルタルの吐出量を決定するコンピュータ装置である。この作成支援サーバ４０は、制御部４１及び吐出経路記憶部４２を備える。作成支援サーバ４０は、３Ｄプリンタ２０の制御装置３０に接続され、作成が完了した吐出経路データを制御装置３０に送信する。
作成支援サーバ４０は、ノズル２１の移動経路やノズル２１からのモルタルの吐出量を決定するコンピュータ装置である。この作成支援サーバ４０は、制御部４１及び吐出経路記憶部４２を備える。作成支援サーバ４０は、３Ｄプリンタ２０の制御装置３０に接続され、作成が完了した吐出経路データを制御装置３０に送信する。
【0026】
制御部４１は、記憶部に格納された形成支援プログラムを実行することにより、取得部４１１及び設定部４１２として機能する。
取得部４１１は、形成する構造物Ｃ１の形状及び設計によって決められた幅を取得する。
設定部４１２は、吐出経路を生成する。
取得部４１１は、形成する構造物Ｃ１の形状及び設計によって決められた幅を取得する。
設定部４１２は、吐出経路を生成する。
【0027】
吐出経路記憶部４２には、構造物を形成するノズル２１の吐出経路データが記録される。この吐出経路データは、設定部４１２により経路及び経路吐出幅を決定した場合に記録される。吐出経路データには、構造物識別子、巡回回数毎の吐出経路、経路吐出幅に関するデータが含まれる。
【0028】
構造物識別子データ領域には、各構造物を特定するための識別子に関するデータが記録される。
巡回回数データ領域には、各巡回（一筆書き）で始点から終点までの各巡回経路の巡回回数に関するデータが記録される。
巡回回数データ領域には、各巡回（一筆書き）で始点から終点までの各巡回経路の巡回回数に関するデータが記録される。
【0029】
吐出経路データ領域には、この巡回経路における３次元座標が記録される。
経路吐出幅データ領域には、一方向に移動するノズル２１から吐出されるモルタルにより形成される経路部の幅に関するデータが記録される。
経路吐出幅データ領域には、一方向に移動するノズル２１から吐出されるモルタルにより形成される経路部の幅に関するデータが記録される。
【0030】
（経路作成処理）
次に、図２、図４～図６を用いて、経路作成処理について説明する。
図２に示す構造物Ｃ１を形成する場合、各レイヤＬ１には６個の奇点となるノードＮ０～Ｎ５があるため、平面での一筆書きができない。そこで、２階層のレイヤを用いて、始点から終点までの巡回経路を生成する。２階層のレイヤを用いることにより、各部分が２重となるため、２階層で閉じた経路（一筆書き経路）を生成することができる。
次に、図２、図４～図６を用いて、経路作成処理について説明する。
図２に示す構造物Ｃ１を形成する場合、各レイヤＬ１には６個の奇点となるノードＮ０～Ｎ５があるため、平面での一筆書きができない。そこで、２階層のレイヤを用いて、始点から終点までの巡回経路を生成する。２階層のレイヤを用いることにより、各部分が２重となるため、２階層で閉じた経路（一筆書き経路）を生成することができる。
【0031】
まず、作成支援サーバ４０の制御部４１は、構造物形状の取得処理を実行する（ステップＳ１１）。具体的には、制御部４１の取得部４１１は、形成する構造物Ｃ１の設計図面を取得する。次に、積層する各レイヤの形状及び各部分の設計幅を取得する。次に、構造物Ｃ１の高さを、モルタルの階層高さで除算して、各レイヤの形状（ノード、リンク）を生成し、積層数を算出する。そして、設定部４１２は、任意のノードを始点として決定し、この始点から各リンクを経由して全ノードを巡回するルートを生成する。このルートにおいては、同じリンクを異なるレイヤで２回通過することを許容する。この場合、分岐ノードにおいて、吐出経路が設定されていない第（ｉ）階層、第（ｉ＋１）階層が存在する場合には、下位階層である第（ｉ）階層に進む吐出経路を生成する。なお、本実施形態では、２階層で吐出経路が一巡するため、積層数が偶数になるように、構造物Ｃ１の高さ、或いはモルタルの階層高さを調節する。
【0032】
次に、作成支援サーバ４０の制御部４１は、第（ｉ）階層の生成処理を実行する（ステップＳ１２）。具体的には、制御部４１の設定部４１２は、始点から次のノードまでのリンクにおいて、第（ｉ）階層の吐出経路（第１吐出経路）を生成する。そして、設定部４１２は、生成した吐出経路を吐出経路記憶部４２に記録する。
図５に示すように、始点であるノードＮ０～ノードＮ１までのリンクＬＫ１（先行リンク）において、吐出経路Ｒ１１を設定する。
図５に示すように、始点であるノードＮ０～ノードＮ１までのリンクＬＫ１（先行リンク）において、吐出経路Ｒ１１を設定する。
【0033】
次に、作成支援サーバ４０の制御部４１は、次のノードまで第（ｉ）階層を生成済かどうかについての判定処理を実行する（ステップＳ１３）。具体的には、制御部４１の設定部４１２は、次のノードまでのすべてのリンクにおいて、第（ｉ）階層の吐出経路を生成しているかどうかを判定する。
図５（ａ）に示すように、ノードＮ１においては、ノードＮ０に戻るリンクＬＫ１のみなので、第（ｉ）階層の吐出経路Ｒ１１は設定済みと判定する。
図５（ａ）に示すように、ノードＮ１においては、ノードＮ０に戻るリンクＬＫ１のみなので、第（ｉ）階層の吐出経路Ｒ１１は設定済みと判定する。
【0034】
次のノードまで第（ｉ）階層を生成済と判定した場合（ステップＳ１３において「ＹＥＳ」の場合）、作成支援サーバ４０の制御部４１は、第（ｉ＋１）階層の生成処理を実行する（ステップＳ１４）。具体的には、制御部４１の設定部４１２は、生成済みの第（ｉ）階層の吐出経路に対して、第（ｉ＋１）階層の吐出経路（第２吐出経路）を生成する。この場合には、ノズル２１の高さを１階層分、高くした位置で吐出経路を生成する。そして、設定部４１２は、生成した吐出経路を吐出経路記憶部４２に記録する。
図５（ｂ）に示すように、リンクＬＫ１において、第（ｉ）階層の吐出経路Ｒ１１が設定済みの場合には、第（ｉ＋１）階層の吐出経路Ｒ２１を生成する。
図５（ｂ）に示すように、リンクＬＫ１において、第（ｉ）階層の吐出経路Ｒ１１が設定済みの場合には、第（ｉ＋１）階層の吐出経路Ｒ２１を生成する。
【0035】
一方、次のノードまで第（ｉ）階層を生成済でないと判定した場合（ステップＳ１３において「ＮＯ」の場合）、作成支援サーバ４０の制御部４１は、第（ｉ）階層の生成処理を実行する（ステップＳ１５）。具体的には、制御部４１の設定部４１２は、第（ｉ）階層の高さ位置で吐出経路（第３吐出経路）を生成する。そして、設定部４１２は、生成した吐出経路を吐出経路記憶部４２に記録する。
【0036】
図５（ｂ）に示すように、ノードＮ０において、ノードＮ１までのリンクＬＫ１は吐出経路が設定済みである。一方、ノードＮ２までのリンクＬＫ２、ノードＮ３までのリンクＬＫ３は、いずれも吐出経路が設定されていない。このため、リンクＬＫ２，ＬＫ３のいずれのリンクも選択可能である。
ここでは、図５（ｃ）に示すように、リンクＬＫ２（後続リンク）において、第（ｉ）階層の吐出経路Ｒ１２を生成する。
ここでは、図５（ｃ）に示すように、リンクＬＫ２（後続リンク）において、第（ｉ）階層の吐出経路Ｒ１２を生成する。
【0037】
次に、作成支援サーバ４０の制御部４１は、一巡かどうかについての判定処理を実行する（ステップＳ１６）。具体的には、制御部４１の設定部４１２は、すべてのリンクについて、２階層の吐出経路を設定して、始点に戻った場合には、一巡と判定する。
【0038】
一巡していないと判定した場合（ステップＳ１６において「ＮＯ」の場合）、作成支援サーバ４０の制御部４１は、次のノードまで第（ｉ）階層を生成済かどうかについての判定処理（ステップＳ１３）以降を繰り返す。
【0039】
図６（ａ）に示すように、ノードＮ２～ノードＮ０までのリンクＬＫ２において、第（ｉ＋１）階層の吐出経路Ｒ２２を生成する。
図６（ｂ）に示すように、ノードＮ０において、ノードＮ１までのリンクＬＫ２（先行リンク）は吐出経路Ｒ１１，Ｒ２１を設定済みである。このため、吐出経路を設定していないノードＮ３までのリンクＬＫ３（後続リンク）において、第（ｉ）階層の吐出経路Ｒ１３（第３吐出経路）を生成する。この場合には、ノードＮ０において、ノズル２１の高さを１階層分、低くした位置で吐出経路を生成する。
更に、ノードＮ３において、ノードＮ４までのリンクＬＫ４、ノードＮ５までのリンクＬＫ５は、いずれも吐出経路が設定されていない。このため、いずれのリンクも選択可能であるため、ここでは、ノードＮ４までのリンクＬＫ４において、第（ｉ）階層の吐出経路Ｒ１４（第１吐出経路）を生成する。
更に、ノードＮ４～Ｎ３までのリンクＬＫ４において、第（ｉ＋１）階層の吐出経路Ｒ２４（第２吐出経路）を生成する。
図６（ｂ）に示すように、ノードＮ０において、ノードＮ１までのリンクＬＫ２（先行リンク）は吐出経路Ｒ１１，Ｒ２１を設定済みである。このため、吐出経路を設定していないノードＮ３までのリンクＬＫ３（後続リンク）において、第（ｉ）階層の吐出経路Ｒ１３（第３吐出経路）を生成する。この場合には、ノードＮ０において、ノズル２１の高さを１階層分、低くした位置で吐出経路を生成する。
更に、ノードＮ３において、ノードＮ４までのリンクＬＫ４、ノードＮ５までのリンクＬＫ５は、いずれも吐出経路が設定されていない。このため、いずれのリンクも選択可能であるため、ここでは、ノードＮ４までのリンクＬＫ４において、第（ｉ）階層の吐出経路Ｒ１４（第１吐出経路）を生成する。
更に、ノードＮ４～Ｎ３までのリンクＬＫ４において、第（ｉ＋１）階層の吐出経路Ｒ２４（第２吐出経路）を生成する。
【0040】
そして、ノードＮ３において、ノードＮ０までのリンクＬＫ３において第（ｉ＋１）階層の吐出経路、ノードＮ５までのリンクＬＫ５において第（ｉ）階層の吐出経路が設定されていない。
この場合には、図６（ｃ）に示すように、リンクＬＫ４（先行リンク）に対して、下位階層であるリンクＬＫ５（後続リンク）を優先して、第（ｉ）階層の吐出経路Ｒ１５（第３吐出経路）を生成する。そして、ノードＮ５～ノードＮ３、ノードＮ３～Ｎ０までのリンクＬＫ５，ＬＫ３において、第（ｉ＋１）階層の吐出経路Ｒ２５，Ｒ２３（第２吐出経路）を生成する。
このように、第（ｉ＋１）階層のリンクにおいて吐出経路を作成後に、第（ｉ）階層のリンクにおける吐出経路を生成することにより、すべてのリンクを一巡する。
この場合には、図６（ｃ）に示すように、リンクＬＫ４（先行リンク）に対して、下位階層であるリンクＬＫ５（後続リンク）を優先して、第（ｉ）階層の吐出経路Ｒ１５（第３吐出経路）を生成する。そして、ノードＮ５～ノードＮ３、ノードＮ３～Ｎ０までのリンクＬＫ５，ＬＫ３において、第（ｉ＋１）階層の吐出経路Ｒ２５，Ｒ２３（第２吐出経路）を生成する。
このように、第（ｉ＋１）階層のリンクにおいて吐出経路を作成後に、第（ｉ）階層のリンクにおける吐出経路を生成することにより、すべてのリンクを一巡する。
【0041】
そして、すべてのリンクにおいて、第（ｉ）階層、第（ｉ＋１）階層の吐出経路を生成した場合には、一巡と判定する。
一巡と判定した場合（ステップＳ１６において「ＹＥＳ」の場合）、作成支援サーバ４０の制御部４１は、積層終了かどうかについての判定処理を実行する（ステップＳ１７）。具体的には、制御部４１の設定部４１２は、構造物Ｃ１の高さに応じた積層数に到達した場合には、積層終了と判定する。
一巡と判定した場合（ステップＳ１６において「ＹＥＳ」の場合）、作成支援サーバ４０の制御部４１は、積層終了かどうかについての判定処理を実行する（ステップＳ１７）。具体的には、制御部４１の設定部４１２は、構造物Ｃ１の高さに応じた積層数に到達した場合には、積層終了と判定する。
【0042】
積層終了と判定した場合（ステップＳ１７において「ＹＥＳ」の場合）、作成支援サーバ４０の制御部４１は、経路作成処理を終了する。
一方、積層終了でないと判定した場合（ステップＳ１７において「ＮＯ」の場合）、作成支援サーバ４０の制御部４１は、「ｉ」をインクリメントして、第（ｉ）階層の生成処理（ステップＳ１２）以降を繰り返す。
一方、積層終了でないと判定した場合（ステップＳ１７において「ＮＯ」の場合）、作成支援サーバ４０の制御部４１は、「ｉ」をインクリメントして、第（ｉ）階層の生成処理（ステップＳ１２）以降を繰り返す。
【0043】
（積層処理）
次に、図７を用いて、積層処理について説明する。具体的には、制御部３１の積層管理部３１１は、吐出経路記憶部４２に記録された吐出経路データを用いて、移動制御部３１２及び吐出量制御部３１３を制御する。
次に、図７を用いて、積層処理について説明する。具体的には、制御部３１の積層管理部３１１は、吐出経路記憶部４２に記録された吐出経路データを用いて、移動制御部３１２及び吐出量制御部３１３を制御する。
【0044】
ここでは、移動制御部３１２は、ノズル２１からモルタルを吐出させながらロボットアーム２５を移動させる。この場合、移動制御部３１２は、吐出経路記憶部４２に記録された吐出経路に沿ってノズル２１を移動させて、モルタルの積層を行なう。
【0045】
まず、図７（ａ）に示すように、モルタルＭ１１を形成する。そして、図７（ｂ）に示すように、ノズル２１を一階層、上げてモルタルＭ２１を形成する。
次に、図７（ｃ）に示すように、ノズル２１を一階層、下げてモルタルＭ２１を形成する。次に、図７（ｄ）に示すように、ノズル２１を一階層、上げてモルタルＭ２２を形成する。
次に、図７（ｃ）に示すように、ノズル２１を一階層、下げてモルタルＭ２１を形成する。次に、図７（ｄ）に示すように、ノズル２１を一階層、上げてモルタルＭ２２を形成する。
【0046】
【0047】
次に、図７（ｈ）に示すように、ノズル２１を一階層、下げてモルタルＭ１５を形成する。そして、図７（ｉ）、（ｊ）に示すように、ノズル２１を一階層、上げてモルタルＭ２５，Ｍ２３を形成する。これにより、上下２階層を用いて、すべてのリンクを一巡する。
【0048】
（作用）
本実施形態では、上下２階層を用いて吐出経路を生成することにより、平面で一筆書きできない形状においても、３次元で吐出経路が一巡する。
本実施形態では、上下２階層を用いて吐出経路を生成することにより、平面で一筆書きできない形状においても、３次元で吐出経路が一巡する。
【0049】
本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）本実施形態では、作成支援サーバ４０の制御部４１は、次のノードまで第（ｉ）階層を生成済かどうかについての判定処理を実行する（ステップＳ１３）。これにより、次のノードまでのリンクにおける積層状況を判定することができる。
（１）本実施形態では、作成支援サーバ４０の制御部４１は、次のノードまで第（ｉ）階層を生成済かどうかについての判定処理を実行する（ステップＳ１３）。これにより、次のノードまでのリンクにおける積層状況を判定することができる。
【0050】
（２）本実施形態では、次のノードまで第（ｉ）階層を生成済と判定した場合（ステップＳ１３において「ＹＥＳ」の場合）、作成支援サーバ４０の制御部４１は、第（ｉ＋１）階層の生成処理を実行する（ステップＳ１４）。これにより、第（ｉ＋１）階層を含めて、一巡の吐出経路を生成することができる。
【0051】
（３）本実施形態では、次のノードまで第（ｉ）階層を生成済でないと判定した場合（ステップＳ１３において「ＮＯ」の場合）、作成支援サーバ４０の制御部４１は、第（ｉ）階層の生成処理を実行する（ステップＳ１５）。これにより、第（ｉ）階層を含めて、一巡の吐出経路を生成することができる。ここで、分岐ノードにおいて、吐出経路が設定されていない第（ｉ）階層、第（ｉ＋１）階層が存在する場合には、下位階層である第（ｉ）階層に進む吐出経路を生成する。これにより、下位階層を優先して生成することができる。
【0052】
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・上記実施形態では、作成支援サーバ４０の制御部４１は、下位階層及び上位階層を用いて吐出経路を生成する。ここで、作成支援サーバ４０の制御部４１は、各階層を平面内で一筆書きが可能かどうかを判定するようにしてもよい。そして、作成支援サーバ４０の制御部４１は、平面内で一筆書きできないと判定した場合に、下位階層及び上位階層を用いて吐出経路を生成する。
・上記実施形態では、作成支援サーバ４０の制御部４１は、下位階層及び上位階層を用いて吐出経路を生成する。ここで、作成支援サーバ４０の制御部４１は、各階層を平面内で一筆書きが可能かどうかを判定するようにしてもよい。そして、作成支援サーバ４０の制御部４１は、平面内で一筆書きできないと判定した場合に、下位階層及び上位階層を用いて吐出経路を生成する。
【0053】
・上記実施形態では、吐出経路Ｒ１１、Ｒ２１、…の順番で、一巡の経路を生成するが、吐出経路の順番は、これに限定されるものではない。
・上記実施形態では、作成支援サーバ４０が吐出経路を生成する。これに代えて、人手で吐出経路を生成してもよい。この場合には、制御装置３０は、吐出経路記憶部４２に記録された吐出経路に基づいて、第１、第２、第３吐出経路を生成する。
・上記実施形態では、作成支援サーバ４０が吐出経路を生成する。これに代えて、人手で吐出経路を生成してもよい。この場合には、制御装置３０は、吐出経路記憶部４２に記録された吐出経路に基づいて、第１、第２、第３吐出経路を生成する。
【0054】
・上記実施形態では、分岐ノードであるノードＮ０を始点とするが、始点はノードＮ０に限定されるものではない。
・上記実施形態では、複数のリンクが接続された分岐ノードを有し、分岐ノードにおいて、下位階層が吐出経路を生成されていないリンクの吐出経路を優先的に生成する。分岐ノードを有しないレイヤにおいて、上下階層を用いた積層を適用してもよい。例えば、１本のリンクにおいて、途中にノードを設け、このノードを始点とする。この場合、一端部ノードまでの第１吐出経路（下位階層）、端部ノードで折り返して第２吐出経路（上位階層）を生成する。次に、始点で、第２吐出経路に繋がる下位階層を形成する第３吐出経路を生成する。そして、第３吐出経路の上方に、始点に戻る上位階層を形成する第４吐出経路を生成する。これにより、例えば、ノードをリンクの中央部に配置することにより、下位階層の形成タイミングと上位階層の形成タイミングとの時間差を短くすることができる。この結果、モルタルが硬化した状態での積層（コールドジョイント）を抑制して、下位階層と上位階層の結合を強固にすることができる。
・上記実施形態では、複数のリンクが接続された分岐ノードを有し、分岐ノードにおいて、下位階層が吐出経路を生成されていないリンクの吐出経路を優先的に生成する。分岐ノードを有しないレイヤにおいて、上下階層を用いた積層を適用してもよい。例えば、１本のリンクにおいて、途中にノードを設け、このノードを始点とする。この場合、一端部ノードまでの第１吐出経路（下位階層）、端部ノードで折り返して第２吐出経路（上位階層）を生成する。次に、始点で、第２吐出経路に繋がる下位階層を形成する第３吐出経路を生成する。そして、第３吐出経路の上方に、始点に戻る上位階層を形成する第４吐出経路を生成する。これにより、例えば、ノードをリンクの中央部に配置することにより、下位階層の形成タイミングと上位階層の形成タイミングとの時間差を短くすることができる。この結果、モルタルが硬化した状態での積層（コールドジョイント）を抑制して、下位階層と上位階層の結合を強固にすることができる。
【0055】
・上記実施形態では、ノードＮ０、ノードＮ３で、ノズル２１の高さ位置を変更して、第（ｉ）階層、第（ｉ＋１）階層の吐出経路を生成する。ここで、吐出経路の交差領域である分岐ノードにおいて、モルタルの重なりを低減するように、積層条件を変更するようにしてもよい。例えば、ノズル２１の移動速度を上げることにより、積層厚を小さくすることにより、モルタルの重なりを低減する。
また、分岐ノードにおいて、相互のリンクの接続位置を離すようにしてもよい。
また、分岐ノードにおいて、相互のリンクの接続位置を離すようにしてもよい。
【0056】
・上記実施形態では、形成する材料としてモルタルを用いた。構造物の積層に用いる造形材は、モルタルに限らず、ノズル２１から吐出可能な流動性と積層可能な固さとを有する材料であれば、例えば、合成樹脂等、他の材料であってもよい。
【0057】
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について、以下に追記する。
（ａ）前記制御部が、前記第２吐出経路と前記第３吐出経路との交差領域において、積層条件を変更することを特徴とする請求項１に記載の形成支援システム。
（ｂ）前記制御部が、前記一巡の吐出経路による積層高さが所定高さになった場合に、前記吐出経路の生成を終了することを特徴とする請求項１、前記（ａ）に記載の形成支援システム。
（ａ）前記制御部が、前記第２吐出経路と前記第３吐出経路との交差領域において、積層条件を変更することを特徴とする請求項１に記載の形成支援システム。
（ｂ）前記制御部が、前記一巡の吐出経路による積層高さが所定高さになった場合に、前記吐出経路の生成を終了することを特徴とする請求項１、前記（ａ）に記載の形成支援システム。
【0058】
（ｃ）前記制御部が、各階層を平面内の一筆書きできないと判定した場合に、前記下位階層及び前記上位階層を用いて吐出経路を生成することを特徴とする請求項１、前記（ａ）又は前記（ｂ）に記載の形成支援システム。
【0059】
（ｄ）ノズルを移動させながら前記ノズルから吐出される造形材で形成される層を積み上げることにより、ノード間を結ぶリンクからなるレイヤを積層させた構造物を形成する吐出経路を生成する制御部を備えたシステムであって、
前記レイヤは、複数のリンクが接続された分岐ノードを有し、
前記制御部が、前記分岐ノードにおいて、下位階層が吐出経路を生成されていないリンクの吐出経路を優先的に生成することにより、一巡の吐出経路を生成することを特徴とする形成支援システム。
（ｅ）前記分岐ノードにおいて、積層条件を変更することを特徴とする前記（ｄ）に記載の形成支援システム。
前記レイヤは、複数のリンクが接続された分岐ノードを有し、
前記制御部が、前記分岐ノードにおいて、下位階層が吐出経路を生成されていないリンクの吐出経路を優先的に生成することにより、一巡の吐出経路を生成することを特徴とする形成支援システム。
（ｅ）前記分岐ノードにおいて、積層条件を変更することを特徴とする前記（ｄ）に記載の形成支援システム。
【符号の説明】
【0060】
Ｃ１…構造物、ＬＫ１～ＬＫ５…リンク、Ｍ１１～Ｍ２５…モルタル、Ｎ０～Ｎ５…ノード、Ｒ１１～Ｒ２５…吐出経路、２０…３Ｄプリンタ、２１…ノズル、２１ａ…吐出口、２２…ホース、２４…取付部、２５…ロボットアーム、３０…制御装置、３１，４１…制御部、４０…作成支援サーバ、４２…吐出経路記憶部、３１１…積層管理部、３１２…移動制御部、３１３…吐出量制御部、４１１…取得部、４１２…設定部。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】