042]接着，参照流程图来说明本实施方式的加工系统1中的激光光源2和检流计扫描器3的控制方法。图6是表示激光光源2和检流计扫描器3的例示性的控制方法的过程的流程图。如图6所示，首先在步骤S601中，上级控制装置6生成针对检流计扫描器3的伺服电动机32的正弦波状的驱动指令(参照图5)。在步骤S601中生成的驱动指令被发送到动作控制装置4的偏差计算部41。接着，在步骤S602中，检测器7检测伺服电动机32的实际动作并发送到动作控制装置4的偏差计算部41。
[0043]接着，在步骤S603中，动作控制装置4的偏差计算部41计算从上级控制装置6获取到的驱动指令与从检测器7获取到的伺服电动机的实际动作之间的控制偏差。在步骤S603中计算出的偏差被发送到学习控制部42和加法器43。接着，在步骤S604中，动作控制装置4的学习控制部42生成使从偏差计算部41获取到的控制偏差极小的校正量。生成这样的校正量的方法如上所述。另外，JP5221735B中也公开了生成用于对伺服电动机的控制偏差进行校正的适当的校正量的方法。接着，在步骤S605中，动作控制装置4的伺服控制部44执行基于通过在步骤S604中生成的校正量进行校正后的控制偏差的伺服电动机32的反馈控制。接着，在步骤S606中，激光控制装置5根据检测器7所检测出的伺服电动机的实际动作来控制激光的强度。更具体地说，激光控制装置5对实际的转速乘以规定的输出系数来决定激光的强度。
[0044]接着，说明本实施方式的加工系统1中的控制偏差的数值仿真结果。图7是将基于上述的正弦波状的速度指令(参照图5)的位置偏差的数值仿真结果同与该速度指令对应的位置指令一起表示的曲线图。另一方面，图8是将基于以往的阶梯状的速度指令(参照图14)的控制偏差的数值仿真结果同与该速度指令对应的位置指令一起表示的曲线图。在图7和图8的数值仿真中，在激光在15msec内往返移动全长5_的行程这样的条件下计算位置偏差。因此，图7和图8的横轴(时间轴)的全长相当于15msec的期间。在后述的图9和图10的数值仿真中也同样采用上述的条件。此外，在图7和图8的数值仿真中，没有执行由学习控制部42进行的伺服电动机32的学习控制。
[0045]分别参照图7和图8，由左侧的纵轴(lmm/div)表示位置指令的曲线71、81上的各点的数值，由右侧的纵轴(l_/div)表示位置偏差的曲线72、82上的各点的数值。此外，由左侧的纵轴表示的位置指令的数值(_)相当于相对于激光的往返移动的起点B的、X方向的位移(参照图13)。根据图7和图8可知，在采用以往的阶梯状的速度指令的情况下，位置偏差的最大值(1_为500 μ m(参照图8)，与此相对，在采用上述的正弦波状的速度指令的情况下，位置偏差的最大值d_减少到200 μπι(参照图7)。可知通过像这样按照正弦波状的驱动指令来控制伺服电动机32的动作，能够大幅缩小伺服电动机32的控制偏差。
[0046]接着，图9和图10是分别与图7和图8对应的、表示控制偏差的数值仿真结果的曲线图。在图9和图10的数值仿真中，执行由学习控制部42进行的伺服电动机32的学习控制。其它的条件与上述的图7和图8的数值仿真相同。分别参照图9和图10，与图7和图8同样地，由左侧的纵轴(lmm/div)表示位置指令的曲线91、101上的各点的数值，由右侧的纵轴表示位置偏差的曲线92、102上的各点的数值。但是，需要注意的是图10中的右侧的纵轴的1刻度的大小与图7和图8同样为1_，与此相对地，图9中的右侧的纵轴的1刻度的大小为1 μπι。
[0047]根据图9和图10可知，在采用以往的阶梯状的速度指令的情况下，位置偏差的最大值(1_为230 μ m(参照图10)，与此相对，在采用上述的正弦波状的速度指令的情况下，位置偏差的最大值d_减少到0.2 μ m(参照图9)。在像这样采用正弦波状的驱动指令的基础上，用学习控制部42所生成的校正量对控制偏差进行校正后执行反馈控制，由此能够进一步大幅缩小伺服电动机32的位置偏差。
[0048]如以上那样，根据本实施方式的加工系统1，按照正弦波状的驱动指令(参照图5)来控制检流计扫描器3的伺服电动机32的动作，因此使激光往返移动的伺服电动机32的加减速顺畅。因而，根据本实施方式的加工系统1，能够维持激光的扫描精度并且使激光的扫描速度高速化，从结果而言，能够使利用激光烧结的造形加工的生产率提高。此外，图3和图4的框图以及图6的流程图等只示出了检流计扫描器3的一方的伺服电动机32的控制方法，但另一方的伺服电动机32也同样地被控制。
[0049]发明的效果
[0050]根据本发明的第一方式，按照正弦波状的驱动指令来控制检流计扫描器的伺服电动机的动作，因此使激光往返移动的伺服电动机的加减速顺畅。因而，根据第一方式，能够维持激光的扫描精度并且使激光的扫描速度高速化，从结果而言，能够使利用激光烧结的造形加工的生广率提尚。
[0051]根据本发明的第二方式，伺服电动机的控制偏差通过学习控制而被缩小，因此能够减轻由于在激光的移动停止时产生的偏差而导致的烧结不均。
[0052]根据本发明的第三方式，根据检流计扫描器的实际动作来控制激光的强度，因此能够减轻在激光往返运动的期间产生的烧结不均。
[0053]根据本发明的第四方式，激光光源的控制结构被简化，因此激光控制装置和加工系统的制作变得廉价且容易。
[0054]根据本发明的第五方式，由同一处理器执行伺服电动机和激光光源的控制，因此能够使将伺服电动机的反馈信息反映到激光的强度时的响应时间最小化。
[0055]本发明并不限定于上述的实施方式，能够在权利要求书所记载的范围内进行各种改变。例如，上述的实施方式的加工系统1是通过激光烧结工序的反复来形成三维的造形物的光造形加工机，但本发明的加工系统1只要是通过检流计扫描器3的动作来使激光反复地往返移动的加工机，则可以为任何加工机。另外，上述的实施方式所记载的加工系统1的各装置的结构和功能等只是一个例子，为了达到本发明的效果，能够采用多种结构和功能等。
【主权项】
1.一种加工系统，包括: 激光光源，其生成激光； 检流计扫描器，其具备反射上述激光的镜和对上述镜进行旋转驱动的伺服电动机，该检流计扫描器使上述激光照射到被加工物；以及 动作控制装置，其按照正弦波状的驱动指令来控制上述伺服电动机的动作。2.根据权利要求1所述的加工系统，其特征在于， 该加工系统还具备检测上述伺服电动机的实际动作的检测器， 上述动作控制装置具有: 偏差计算部，其以规定的周期计算上述驱动指令与上述检测器所检测出的上述伺服电动机的实际动作之间的偏差； 学习控制部，其采用上述偏差计算部在一个周期之前计算出的上述偏差来生成用于对上述偏差计算部新计算出的上述偏差进行校正的校正量；以及 伺服控制部，其基于通过上述校正量进行校正后的上述偏差来控制上述伺服电动机的动作。3.根据权利要求2所述的加工系统，其特征在于， 该加工系统还包括激光控制装置，该激光控制装置根据上述检测器所检测出的上述伺服电动机的转速来控制上述激光的强度。4.根据权利要求3所述的加工系统，其特征在于， 上述激光控制装置对上述检测器所检测出的上述伺服电动机的转速乘以规定的系数来决定上述激光的强度。5.根据权利要求3或4所述的加工系统，其特征在于， 上述动作控制装置与上述激光控制装置被组装到同一处理器中。
【专利摘要】加工系统包括：激光光源，其生成激光；检流计扫描器，其具备反射激光的镜和对镜进行旋转驱动的伺服电动机，该检流计扫描器使激光照射到被加工物；以及动作控制装置，其按照正弦波状的驱动指令来控制伺服电动机的动作。
【IPC分类】B23K26/082, B22F3/10, G02B26/10, B33Y30/00, B29C67/04
【公开号】CN105398061
【申请号】CN201510566144
【发明人】园田直人, 丰沢雪雄
【申请人】发那科株式会社
【公开日】2016年3月16日
【申请日】2015年9月8日
【公告号】DE102015114549A1, US20160070097