本发明涉及对工件制造中的包括增材制造机器的机器链的控制或与之相关的改进。本发明具体应用于用于生成控制包括增材制造机器的机器链的指令的设备和控制软件。
背景技术：
用于生产部件的增材制造或快速成型方法包括可流动材料的逐层固化。存在不同的增材制造方法，包括粉末床系统，诸如选择性激光熔化(slm)、选择性激光烧结(sls)、电子束熔化(ebeam)和光固化立体造型；以及非粉末床系统，诸如熔融沉积造型。
在选择性激光熔化中，将粉末层沉积在构建室中的粉末床上，并且激光束扫描粉末层的与正在构造的工件的截面(剖切面)相对应的部分。激光束将粉末熔化或烧结以形成固化的层。在对层进行选择性固化之后，粉末床降低了该新固化的层的厚度，并且根据需要将另外一层粉末在表面上摊开并固化。在单一构建中，可以构建多于一个工件，这些工件在粉末床中间隔开。
使用计算机程序来将定义工件的几何数据(诸如cad或stl文件格式)转换成定义增材制造设备如何操作以构建部件的扫描数据。扫描数据的生成可以包括确定该工件的与在每个层中将要固化的区域相对应的截面(切片)以及能量束如何扫描这些区域以固化材料来形成这些剖切面。诸如materializenv公司的magics等软件包括以光固化立体造型/标准镶嵌语言(stl)文件格式定义的用于对工件进行切片的操作，用于识别将要构建的工件切片并且用于定义激光或电子束的扫描路径和扫描参数。规划软件可以包括用于将部件定向以及用于在构建期间产生用于支撑工件的支撑件的操作。
将几何设计数据导入计算机程序中以便规划增材制造过程是已知的，该几何设计数据定义了部件，该部件与在增材制造过程之后进行的后续(诸如减材)过程中使用的固定装置整合。例如，wo2013/0167904披露了一种使用增材制造所构建的制品，该制品包括多个牙桥基，每个牙桥基通过连接杆附接到共同的位置中枢上。该中枢包括两个粗定向孔，用于确保在后续加工过程中制品在夹具中正确定向。随后可以对在后续加工中使用的机器进行适当编程，以便基于对将要使用增材制造过程构建的固定装置的现有了解来执行所需的减材过程。
us2010/0305742披露了一种将常规制造技术与增材制造技术相结合的一体式增材制造单元。取决于后续的机加工操作，增材过程允许在工件上生长特定的固定突片，以便简化处理。
us2015/0024233a1披露了用于利用过程中监测来制造增材制造部件的方法和设备。在逐层形成部件时，获取每个层或层组的3d测量。完工时的测量数据可以与期望部件形状的输入几何描述进行比较。比较通常包括计算几何描述与尺寸数据之间的测得差异。测得差异可以被用来影响进一步的处理。如果测得差异超出公差，则比较可以包括指示进行后处理的需要，诸如检查、去除虚假特征、分解、破坏、或标记所指示的已制造部件。
然而，可以在用于设计增材制造构建的软件中改变许多变量，此类改变对由增材制造过程产生的增材构建物体(工件加上其他元件，诸如支撑件和整合的固定装置)具有影响。例如，构建工件时的取向可以影响在增材制造过程中出现的应力和可实现的公差。此类变量的变化可以导致针对该制造链中的在增材制造过程之前和之后进行的过程的不同的要求。
技术实现要素：
根据本发明的一个方面，提供了一种为用于制造工件的制造链的机器生成指令的设备，该设备包括处理器，该处理器被布置成用于：接收工件的基于模型的定义(mbd)，该基于模型的定义包括几何尺寸和公差；接收设定增材构建设计的输入，用于基于该几何尺寸来构建该工件；基于该增材构建设计来为该制造链的增材制造机器生成增材指令；根据该增材构建设计来确定预期来自增材构建的预期中间工件产品；确定该预期中间工件产品与该工件的基于模型的定义之间的差异；并且基于该差异来为该制造链的至少一个另外的机器生成另外的指令，诸如g代码。
因此，为制造链的另外的机器生成的另外的指令考虑了增材构建设计如何影响由另外的机器进行的处理。该设备可以允许使用一个或多个制造链来制造一系列名义上相同的工件，甚至用于增材构建的参数针对不同的工件也不同，因为针对制造链的其他机器生成的指令将被适配成用于补偿针对这些不同参数的增材构建的不同结果。这可以增大使用者对增材构建的设置自由度，并且减少客户对使用不同的制造部门来生产工件将导致最终工件的不可接受的变化的担忧。
该增材构建设计可以包括：当在增材构建中构建工件时关于支撑工件的支撑件的数据；该工件的与在增材构建的层中的将要固化的区域相对应的层厚度、2维切片；用于参与固化这些区域的能量束的扫描参数和扫描路径；构建工件的取向；在构建体积中构建工件的位置；以及材料类型和性质。扫描参数可以包括点距离、曝光时间、用于对层中材料进行固化的能量束的光斑尺寸和功率、扫描策略(诸如曲折、条纹或棋盘)、以及影线距离。
该至少一个另外的机器可以包括在制造链中位于增材制造机器上游的机器。例如，另外的机器可以供应和/或制造供在增材制造机器中使用的材料(诸如粉末)和/或构建基底，并且可以基于增材构建设计来改变材料和/或构建基底的特性。例如，在粉末床增材制造机器(诸如slm)中，用于增材构建的选定层厚度可能影响在构建中使用的粉末的所需的粒度分布。在增材构建中工件的取向、形状和/或尺寸可能影响在构建过程中产生的应力，并且因此影响抵抗这些力所需的构建基底的厚度。
该至少一个另外的机器可以包括在该制造链中位于该增材制造机器下游的机器。该另外的机器可以包括减材机器(诸如机床)、抛光机器(例如电化学或热抛光机器)、支撑件移除机器(例如线切割edm)、测量机器(诸如cmm)、另外的增材制造机器，例如制造链可以包括针对不同材料的增材制造机器、用于诸如通过加热和/或压力处理减轻中间工件产品中的热应力的机器、和/或用于重建该构建基底的机器(诸如研磨机器)。
该处理器可以被布置成基于中间工件产品的预期尺寸和为mbd中的工件指明的所需公差来生成用于减材机器的另外的指令。在增材构建中工件表面的取向可能影响增材构建与标称工件设计的接近程度。该处理器可以被布置成用于基于预期中间工件产品的尺寸与mbd中指明的几何尺寸之间的差异来生成用于至少一个减材机器以从该中间工件产品去除材料从而实现mbd中指明的标称工件设计的另外的指令。
该处理器可以被布置成用于基于在增材构建设计中添加到工件的mbd的特征来生成用于减材机器的另外的指令。
例如，该增材构建设计可以包括向该工件添加余量以使得可以在该增材制造机器中制造工件。该处理器可以被布置成用于确定是否已经添加了余量并且生成用于至少一个减材机器以从该中间工件产品去除该余量的另外的指令。该增材构建设计可以包括添加将要与该制造链的在该增材制造机器下游的机器一起使用的特征。例如，该特征可以是用于将中间工件产品安装在制造链的在该增材制造机器下游的机器中的安装结构、在测量过程中用作基准的标志性特征和/或用于跟踪制造链中的工件的识别标签。该处理器可以被布置成用于生成用于该制造链的减材机器以便一旦不再需要该特征就移除该特征的另外的指令。该处理器可以被布置成用于基于对该制造链中的机器的需求的了解来将此类特征添加到该增材构建设计中。
该处理器可以被布置成用于基于被引入该增材构建中、将要由抛光机器移除的余量来生成用于该抛光机器的另外的指令。
该处理器可以被布置成用于基于该增材构建设计中所包括的支撑件来生成用于支撑件移除机器的另外的指令。该增材制造构建中所需的支撑件将随着构建中工件的取向的变化而变化。因此，用于移除支撑件的机器的动作可以根据支撑件的数量、位置和类型而不同。
在一个实施例中，支撑件是通过在特定方向上向每个支撑件施加力而移除的支撑件，诸如在wo2015/019070中披露的支撑件。该处理器可以被布置成用于基于增材构建设计的支撑件来生成用于后续机器的指令，使得后续机器在指定方向上向每个支撑件产生力以移除支撑件。
该处理器可以被布置成用于基于经增材构建的元件(例如支撑件)是否可以保留在构建基底上以进行随后的增材构建，来生成用于重建该构建基底的机器的另外的指令。例如，该另外的指令可以设定一旦工件已经从构建基底拆下时研磨机器就将该构建基底研磨到的程度。
该处理器可以被布置成用于基于在该增材构建期间添加到该工件的标志性特征来生成用于测量机器的另外的指令。该另外的指令可以致使测量机器找到每个标志性特征的位置。
根据本发明的第二方面，提供了一种其上存储有机器可读指令的数据载体，其中该机器可读指令在由处理器执行时致使该处理器：接收工件的基于模型的定义(mbd)，该基于模型的定义包括几何尺寸和公差；接收设定增材构建设计的输入，用于基于该几何尺寸来构建该工件；基于该增材构建设计来为制造链的增材制造机器生成增材指令；根据该增材构建设计来确定预期来自增材构建的预期中间工件产品；确定该预期中间工件产品与该工件的该基于模型的定义之间的差异；并且基于该差异来为该制造链的至少一个另外的机器生成另外的指令，诸如g代码。
根据本发明的第三方面，提供了一种为用于制造工件的制造链的增材制造机器生成指令的设备，该设备包括处理器，该处理器被布置成用于：接收工件的基于模型的定义(mbd)，该基于模型的定义具有几何尺寸和公差；基于该制造链中的其他机器执行的过程和/或已知特性、几何尺寸、输入来生成增材构建设计以用于构建该工件；并且基于该增材构建设计来为该制造链的增材制造机器生成增材指令。
根据本发明的第四方面，提供了一种其上存储有机器可读指令的数据载体，其中该机器可读指令在由处理器执行时致使该处理器：接收工件的基于模型的定义(mbd)，该基于模型的定义包括几何尺寸和公差；基于该制造链中的其他机器执行的过程和/或已知特性、几何尺寸、输入来生成增材构建设计以用于构建该工件；并且基于该增材构建设计来为该制造链的增材制造机器生成增材指令。
该处理器可以被布置成基于工件的表面来生成增材构建设计，该工件表面在由制造链的后续机器执行的过程(例如机加工)中将进行材料去除。该处理器可以生成考虑了待进行材料去除的表面的扫描图案。扫描策略可以包括对于待进行材料去除的表面不产生边界(外壳)扫描。不进行边界扫描(这与核心扫描相比相对慢)可以减少执行增材构建所需的时间。
根据本发明的第五方面，提供了一种用于制造工件的制造链，该制造链包括增材制造机器、至少一个另外的机器、以及根据本发明的第一和/或第三方面的用于为该增材制造机器和该至少一个另外的机器生成指令的设备。
该数据载体可以是非瞬态数据载体，诸如易失性存储器(例如ram)、非易失性存储器(例如rom)、闪存和数据存储装置(诸如硬盘、光盘)、或者瞬态数据载体(诸如电子信号或光信号)。
附图说明
现在将参考附图仅通过举例来描述本发明的实施例，在附图中：
图1是用于制造工件的制造链的示意图，该制造链包括增材制造机器；
图2是增材构建设计的示意图；
图3是根据本发明实施例的用于生成用于控制制造链的机器的指令的制造软件的设计的示意图；
图4示出了用于形成基于在制造链中的后续过程中将要机加工的表面的识别而产生的工件的剖切面的扫描路径；
图5是描述了由根据本发明实施例的设备执行的、用于生成用于制造链的增材制造设备的指令的方法的流程图；
图6是描述了根据本发明的实施例的特征分析的方法的流程图；并且
图7是描述了由根据本发明的实施例的设备执行的、用于生成用于制造链的减材制造设备的指令的方法的流程图。
具体实施方式
参考图1，根据本发明的制造链101包括粉末供应器102，其用于向增材制造机器103a、103b和103c供应具有不同特性的粉末。这些增材制造机器可以是如在wo2014/207454中所描述的。该粉末供应器可以供应不同材料的粉末、和/或相同材料但具有不同粉末特性(诸如不同的粒度分布和/或形态)的粉末。
传送输送机104将中间工件产品从增材制造机器103a、103b和103c传送到传送带113，以用于在另外的机器105至110之间传送该中间工件产品。传送输送机104还将重建的基底板从传送带113传送到增材制造机器103a、103b、103c以进行下一次构建。
机器105是用于减轻来自工件的热应力的热处理站。机器106是用于对来自中间工件的材料进行机加工的cnc机床。机器107用于对工件进行抛光。机器108用于从构建基底和支撑件移除工件，诸如edm机器。机器109用于检查工件，并且机器110是用于重建构建基底的研磨工具。
箭头111指示从制造链移除完整工件，并且箭头112指示提供与在制造过程期间产生的工件的制造相关的验证数据。该验证数据可以由制造链的多个机器103和105至110生成。
如下所述，计算机130连接到机器102至110和传送带113上，并且通过产生指令并将其发送至机器102至110来控制机器。计算机130包括用户界面(在该实施例中为用于用户输入的键盘134)、显示器133、存储器132、和处理器131。存储器132上的计算机程序在由处理器131执行时致使计算机130执行以下所描述的步骤。
参考图2和图3，该计算机程序可以包括软件模块305，该软件模块用于设计增材构建并且生成用于增材制造机器103a至103c中的一个所遵循的指令306以构建工件。该计算机程序进一步包括软件模块307，该软件模块用于生成用于另外的机器102和104至110的另外的指令308至314，以基于am构建设计和cad数据302中指明的设计意图来制造最终工件。
为了使用制造链101来构建一个/多个工件，使用者加载诸如呈mbd数据302形式的几何数据到计算机130上，该几何数据定义了将要构建的一个或多个工件218。计算机103根据mbd数据生成一个或多个标准镶嵌文件(一个或多个stl文件)，该stl文件描述了一个或多个工件218的表面几何形状。
如图2所示，工件218在用户界面中表示。此类用户界面可以在显示器133上显示。用户界面包括构建平台/基底204和可用构建体积217的图形描绘。使用者通过输入装置134与计算机130交互以将工件218定向并且定位在构建体积217中。
构建过程中存在四个阶段：即设计、分段、确定扫描路径、并且输出用于控制构建的数据。使用者可以通过选择工件218并且接着用定点装置或通过触摸触摸屏来选择图标/图形按钮222、223、224和225来在每个工件的每个阶段之间进行切换。按钮222至225可以改变颜色或以其他方式改变外观，以向使用者指示该过程的已针对特定工件选择的阶段。
在设计阶段中，使用者可以在构建体积217中对一个或多个工件进行定位并定向。这可以通过以下来实现：使用定点装置/触摸来选择工件、以及按钮/键盘操作和指示物/手指的移动的适当组合以对工件进行定向并定位。一旦使用者对构建体积中工件的取向和位置感到满意，使用者就可以选择一个或多个工件，并且接着选择“分段”按钮223，这将致使处理器131将该一个或多个工件和任何支撑件切片成将要在逐层选择性激光熔化过程中构建的区段。通过切换到这个阶段，所选工件的取向以及还可能的位置可以变成固定的，使用者不得不切换回“设计”阶段以改变取向和位置。工件的重新定向需要将工件重新切片，并且如果与工件的重新定向实时地进行重新切片，则很可能用常规的桌面计算机来将工件切片所花费的时间(通常为数十秒，但是取决于工件的形状和尺寸)太长而不能提供用户友好的体验。然而，合适的快速计算机可能能够在可接受的时间段内进行工件的实时重新切片，使得随着取向的改变“实时地”对工件进行重新切片可以提供可接受的用户体验。在此类情境下，当使用者切换到分段阶段时，将不需要锁定工件的取向。工件围绕z轴的旋转取向以及工件的位置不影响对工件的分段。因此，在一个实施例中，使用者能够在切片操作之后改变这些属性。
使用者可能能够在分段阶段处选择层厚度、根据所选择的层厚度来确定工件的切片。
使用者接着可以选择处于“分段”阶段的一个或多个工件并且使用按钮224切换到扫描路径阶段。在这个阶段的过程中，处理器131确定在形成一个或多个选定工件和多个支撑件的每个区段时激光器的扫描路径。根据针对工件而选择的参数集来确定扫描路径。该参数集包括激光功率、点距离、点曝光时间、光斑尺寸、影线距离以及可能的其他参数，该其他参数可以定义边界扫描、层之间的扫描方向的旋转、棋盘扫描图案的正方形和/或条纹扫描图案的条纹。
如pct/gb2016/051635中所描述的，使用者可能能够查看已经确定的工件和/或扫描路径的切片，而工件/扫描路径的其他切片仍待确定。
在最后阶段中，扫描路径和其他几何数据被输出到增材制造设备以控制工件的构建。使用者通过选择按钮225来启用该操作。
在设计阶段、分段阶段、以及扫描路径阶段过程中，使用者可以生成用于在构建过程中支撑一个或多个工件的支撑件238。
wo2014/207454描述了用于工件和支撑件的数据结构并且通过援引并入本文。具体地，wo2014/207454描述了数据结构，该数据结构允许操作来确定将要对一个工件执行的切片和/或扫描参数(例如扫描路径)，而不对位于共同构建体积内的另一个工件执行该操作。
在增材制造的设计过程中，使用者可能希望向工件添加特征以用于机器链的后续制造步骤。用户界面包括图标227至231，这些图标可以被使用者选择来用于分别向构建添加特征232至236。
特征235a和235b是具有z轴zm的安装结构、用于安装工件以进行后续处理，诸如在机床106中。该安装结构包括通过柄部连接到工件218上的三个球(仅示出其中的两个)，这些球被布置成被接纳在机床上的安装件的凹槽中。例如，每个球接纳凹槽可以由一对平行辊限定，这些凹槽沿不同方向定向以便限定工件在六个自由度中的位置。以此方式，这些球与这些辊结合形成用于将工件218定位在机床上的可重复位置中的运动学安装件。使用者可以限定工件218在机床中的希望取向zm，并且处理器131可以自动确定每个安装结构235a、235b在工件218上的位置并且因此确定在构建体积中的位置，以使得工件在机床上具有这个取向。
特征233是用于标识工件的标识标签。提供了一种用于生成具有独特标识符的标识标签的算法，该标识符用于该构建的每个工件、以及可能的在增材制造机器103a至103c上的一系列构建。标识符可以是可以由机器105至110上的读取器读取的字母数字字符、1-d或2-d条形码等。标识标签可以使得能够通过制造链来追踪工件218。
特征234是超出工件218的元件237的标称尺寸的材料，该材料将要通过随后的减材制造过程(诸如机床或抛光机器)来去除。可以添加材料234，因为工件的元件237被认为太小/易碎以至于无法使用增材制造过程来制造、或者可以是增材制造机器对产生mbd/stl文件中指明的尺寸的特征的限制的结果。
特征236a、236b、236c是标志性特征，这些标志性特征用作由测量机器109以及可能附接到机床106上的探针执行的测量过程中的基准。在该实施例中，标志性特征236a、236b、236c是球体，其可以用接触式探针或光学探针测量以确定球体的中心。球体中心的测得位置可以用于确定工件在6个自由度中的位置。随后的减材制造过程可以包括测量标志性特征以确定工件在减材过程之前或期间的位置。可以根据用于驱动增材制造过程的几何数据推导出待机加工的工件的元件的位置、或者相对于标志性特征待移除的其他特征(诸如余量)的位置，即当标志性特征和待机加工的元件/特征两者已使用增材制造过程来构建时，其相对位置在增材制造过程可实现的公差内是已知的。
向所需的增材制造机器103a至103c发送诸如激光束在形成每个切片时所采用的扫描路径等增材指令。文件306(其可以包括该增材指令、指明由模块305确定的增材构建的特征)连同用于工件318的mbd数据302一起被发送到模块307。
模块307基于增材构建数据和mbd数据来为制造链的另外的机器102和105至110确定另外的指令。模块307根据构建数据以及该中间工件产品如何不同于mbd中定义的工件来确定将以增材构建来生产的中间工件产品，并且基于这些差异来生成另外的指令102。
模块307被布置成用于根据增材构建的特征、以及mbd数据302的特征来确定有待由粉末供应器102递送的粉末量、粉末类型和粉末特性(诸如粒度和/或原始粉末或回收粉末)，并且生成致使粉末供应器102供应此类粉末的指令308。模块307根据在增材构建中被固化的材料的体积来确定待递送的粉末量，因为固化的材料的层厚度相对于未固化的粉末的差异导致当在该固化的材料上方形成的空隙在形成后续粉末层时需要被填充时所需的粉末量依赖于构建而变化。模块307可以根据固化的材料和粉末层以及固化的材料的区域的厚度之间的已知差异来确定构建所需的粉末量。模块307根据mbd数据302来确定粉末类型。模块307根据针对增材构建和mbd数据中指明的质量要求(诸如材料纯度)指明的层厚度来确定所需的粉末特性。例如，如果使用者选择用更薄的层进行构建，则可能需要具有更小粒度的粉末。如果在mbd数据中指明了高材料纯度，则可能需要原始粉末而不是回收粉末。
软件向用户显示用于制造工件的不同选项。例如，如果使用者选择较薄的层以使用增材机器来将工件构建成更接近mbd数据中指明的标称尺寸，则这可能导致较慢的构建和对粉末更严格的要求。然而，如果使用者选择较厚的层，则这可能导致增材制造的工件与标称尺寸具有较大差异，使得在机床106中对工件进行后续机加工时必须去除更多的材料，但是增材构建较快并且对粉末要求不太严格。例如，阴影特征234可以指示在增材制造过程中相对于标称特征237构建的实际特征。该软件可以允许使用者改变增材构建的参数，诸如层厚度、激光功率、光斑尺寸、点距离、以及曝光时间或扫描速度，并且响应于这些参数的变化来重新计算在增材制造机器中用这些新参数构建的中间工件产品的预期尺寸。计算机130还可以向使用者显示对后续处理(诸如后续机加工)的影响。使用者接着可以基于制造链101上的这些预测效果来选择用于增材构建的参数。
增材构建的设计可以以多种方式影响由机床106执行的机加工过程。首先，使用者可以选择将诸如支撑件238、安装结构235a、235b以及标志性特征236a、236b、236c等特征添加到工件以便用于制造链中。这些特征可能需要在后续步骤中移除。这些特征的移除可以使用机床106来执行。其次，可以对工件进行机加工以去除在增材构建过程中形成的不需要的材料。例如，增材制造机器103可能无法将工件构建成mbd数据中指明的标称尺寸。模块307生成用于机床106以致使机床106从工件上去除该材料的指令309(诸如g代码)。
可以通过机床106进行机加工来去除多余的材料以形成符合mbd数据(例如，与mbd数据名义上相同的)工件。模块307可以根据增材构建参数(诸如构建体积内的工件的层厚度和取向)来预测多余材料的产生。具体地，与竖直方向成一定角度构建的表面包括由层厚度决定的阶梯形轮廓。模块307可以根据增材构建数据306来确定表面的阶梯形轮廓，并且生成用于使机床106去除材料以将该阶梯形表面轮廓修改成如mbd数据中定义的更平坦表面轮廓的指令309。
此外，可以向增材构建的工件有意地添加材料余量，这可能有利于实现诸如为工件的特征提供额外的支撑等目的。例如，可以放大工件的较小结构以确保这些特征在增材制造过程中不变形。模块307可以生成用于机床106以去除此类余量的指令309。
该模块确定待发送到热处理工具105、指明了应处理工件的参数，诸如时长和温度的指令310。例如，这可以基于部件的尺寸以及如根据热模型确定的am构建部件中预期发生的热应力。
模块307确定将要发送到机器107用于对工件进行抛光的指令311。可以通过影响粉末颗粒到工件表面上的烧结的增材参数来实现工件需要抛光的程度。模块307可以使用诸如热模型等模型来预测在工件的表面处可能发生的烧结量，并且基于烧结到工件表面上的预测材料厚度来生成到抛光机器107的指令。
模块307确定待发送到edm机器108以从构建基底和支撑件移除工件的指令312。模块307基于在增材构建中构建的支撑结构323来确定用于edm机器308的指令312。
模块307确定待发送到机器109以检查工件的指令312。工件可以在制造链中在各个制造阶段进行测量。如上所述，待测量的尺寸可以取决于待进行的机加工步骤和抛光步骤，这进而取决于增材构建的设计。
模块307确定待发送到研磨工具110以重建构建基底的指令312。构建基底需要重建以进行后续增材构建的程度可以取决于在构建基底上已经构建的内容。例如，如果底部支撑结构在两个连续的增材构建中是相同的，则原始的增材构建支撑结构可以用于随后的增材构建中。为了确定这一点，模块307可以接收关于待制造的后续构建的数据303。例如，模块307可以接收关于工件是否是有待由制造链制造的多个名义上相同的工件之一的数据303。
除了上述内容之外，工件的制造可以包括将材料增材固化到中间工件产品上的另外步骤。例如，工件可以包括不同材料的不同部分。模块307可以基于工件的较早增材构建部分的构建设计来调整该工件的稍后增材构建部分的构建。每个增材机器103a、103b和103c可以用于处理不同的材料，该工件使用输送机104适当地传送到每个增材机器103a、103b、103c以制造工件。
可以基于有待由随后的机器105至110对中间工件产品执行的后续步骤来调整用于增材构建的扫描路径。图4示出了工件401的切片，其中表面405已经被标识为有待在制造链中在后续过程中进行机加工的表面。
例如，待机加工的表面405可以通过使用者选择来标识。该处理器被布置成用于生成在固化材料以形成切片时激光束所遵循的扫描路径402、403和404。该扫描路径包括边界(外壳)扫描路径402和403以及核心扫描路径403。由于表面405已经被标识为待稍后机加工的表面，因此该处理器不生成用于这个表面403的边界扫描路径402、403。
图5示出了由本发明的设备(诸如计算机130)执行的方法。由计算机130接收501使用制造链制造的工件的cad模型。cad模型包括用于工件的几何尺寸和公差。计算机130检查cad模型，以确定工件是否可以使用制造链来制造并且生成能力报告(或者在逐个特征的基础上的一系列报告，如以下参考图6所描述的)。一个或多个报告将工件的特征分为：i)可以通过增材制造生产的特征，ii)可以通过减材制造生产的特征，iii)可以转化地(例如通过抛光)生产的特征，以及vi)超出制造链的能力的特征。
响应于报告的生成，例如作为显示在显示器133上的警报，请求用户输入以指示，制造过程的设计是否可接受来继续基于制造链的所标识能力来生产工件。例如，使用者可能想要甚至在特征的制造被标识为超出制造链的能力的情况下、即在使用者得知在制造链之外的可以用于生产该特征的其他过程时继续制造。
如果用户输入标识了，关于制造链的制造工件的能力的报告是不可接受的，则使用者可以重新设计工件的cad模型，使得可以使用制造链来制造该工件。可以重复该过程，直到获得可接受的cad模型(所谓的“最终cad模型(fcm)”)。
接着对fcm进行修改以向通过制造链的减材机器/转化机器形成/完成的特征添加材料(余量)，从而添加固定特征来将增材构建的工件安装在制造链的下游机器105至109中的一个或多个中的固定装置中(在大多数情况下，cnc机器106的固定装置，但是其他机器也可以具有用于安装中间工件产品的固定装置)以及向工件的稍后进行机加工的拐角倒圆角半径。
在步骤504中，基于所修改的模型和用户输入来设计增材构建。增材构建的设计涉及用于在增材构建、工件的复制和嵌套以及工件与构建基底204的z轴偏移期间支撑工件的支撑件的设计。其他构建参数(诸如待构建的工件的取向、层厚度、以及扫描参数)可能必须提前指明以生成能力报告(如以下更详细描述的)。可以如上所述地根据这些设置来计算能量束的扫描路径，以生成包含用于增材制造机器103的指令的构建文件505。
基于对fcm的修改以及支撑件附接到工件上的位置来生成506增材cad模型(acm)，以便描述有待通过增材构建生成的期望的预期中间工件产品。在一个实施例中，acm可以不包括支撑件本身的cad描述，而仅包括支撑件附接到工件上的位置的描述，因为该信息可能足以用于随后的支撑件移除。然而，在另一个实施例中，acm包括支撑件的cad描述。
图6更详细地展示了如何评估制造链生产工件的特征的能力。
在接收工件的cad模型时，特征识别模块标识工件的特征并且将这些特征分类成特定类型，诸如孔、凸台、自由表面等。可以使用常规软件来执行此类特征的识别。
接着在逐个特征的基础上来进行评估，关于cad模型中描述的工件的每个特征是否可以使用制造链来制造。在步骤601中，针对特征来确定制造链是否支持该特征类型。这可以通过将所标识的特征类型与存储在数据库602中的一组支持特征进行比较来实现。如果该特征不被支持，则计算机130生成以下标记603：该特征为未知类型。这可以形成最终能力报告的一部分或者被生成为特征具体报告。
如果该特征被制造链支持，则系统确定604，是否可以使用增材制造设备103来实现该特征的设计意图。该系统包括数据库605，该数据库指明了使用增材制造设备103可实现的尺寸精度，诸如公差和表面光洁度(表面粗糙度s和/或波纹度w)。数据库605中指明的公差包括尺寸公差和位置公差。该数据库提供了针对增材构建的不同设置的可实现尺寸精度的不同值集(或函数)。例如，该数据库可以包括针对特征类型的不同取向、层厚度和扫描参数可实现的尺寸精度的不同值集。因此，能力报告的生成将取决于针对增材构建而选择的参数，并且因此，可能必须在进行关于是否可以增材地制造特征的评估之前指明这些用于增材构建的参数。系统可以允许使用者响应于能力报告来改变构建参数，并且基于新的构建参数来执行重新评估。
如果特征可以单独使用增材制造设备来生产，则特征被标识606为是使用增材制造设备103来构建的。如果不是，则随后对特征进行评估607以确定是否可以通过对机器105至109执行操作来实现该设计意图。
该系统包括数据库608，该数据库指明了使用减材机器/转化机器105至109可实现的公差和表面光洁度(表面粗糙度和/或波纹度)。类似于数据库605，数据库608中指明的公差包括尺寸公差和位置公差。在步骤607中，将针对cad模型中的特征指明的公差和所需的表面光洁度与数据库608中指明的可实现公差和表面光洁度进行比较，以确定是否可以使用减材机器/转化机器105至109来实现该特征的设计意图。如果是，则特征被标识为是使用减材机器/转化机器105至109中的至少一者来构建的，并且cad模型被修改610成包括余量、基准(datums)和/或固定装置以使得该特征能够使用机器105至109来制造。
如果使用机器105至109无法实现该特征的设计意图，则生成609以下标记：制造链不具有制造该特征的能力。这可以形成最终能力报告的一部分或者被生成为特征具体报告。
针对工件的每个特征重复该过程，其中最终输出包括能力报告和工件的修改的cad模型。对在增材过程中构建的支撑件的位置的经修改cad模型的添加给出了增材cad模型(acm)。
接着使用fcm和acm为每个机器105至109生成指令。图7示出了生成用于cnc机器106的指令的方法，但是可以使用类似的方法来生成用于其他机器105和107至109的指令。
计算机130(例如从存储器132)导入/获得702cnc机器106中使用的固定装置的cad模型。在软件中，fcm和acm模型基于增材制造的中间产品如何安装到固定装置上(取决于在工件上构建的固定装置)而与固定装置模型对准703。建立704初始机床坐标系。使用探测模块和fcm来创建705探针(诸如附接到cnc机器106上的探针)的探测顺序，并且执行该探测顺序来使工件的坐标系与cnc机器的坐标系对准。在该实施例中，这是通过使用由计量软件产品有限公司(metrologysoftwareproductsltd)提供并且在wo2006/024844中描述的nc-perfect部件、基于中间工件产品在cnc机器106的测得取向来重新定向cnc机器106的坐标系来实现的。在此步骤期间acm可以用于建立扫描序列，该扫描序列避免与中间工件产品的特征(诸如固定装置和余量)的不必要碰撞，这些特征将不形成最终工件的一部分(例如，通过基于添加的余量或固定装置来设置探针的后退距离)。
由于增材制造的部件的表面光洁度，工件在cnc机器106中的取向可能存在很大的不确定性，使得针对特征使用cnc机器实现的所需公差不可实现。因此，在考虑了cnc机器106中的工件位置的不确定性进行部件对准之后，确定706是否可实现所需公差。如果所需公差不可实现，则使用fcm、acm和计算机辅助制造(cam)来生成707一系列机器操作以便在工件中机加工特征从而获得改善的对准。例如，可以对一个或多个表面进行机加工来改善表面光洁度。可以再次使用探测模块来创建708一系列探测移动以便测量机加工表面，从而减小工件在机床中的位置的不确定性。这些步骤可以以迭代的方式重复，直到在cnc机器106中可以实现工件的所需公差。
接着将计算机辅助制造(cam)结合fcm和acm一起使用以创建709一系列机加工操作来在工件上产生所需特征。这个步骤包括将acm与fcm进行比较以确定如由acm定义的预期中间工件产品与如由fcm定义的工件的期望最终几何形状之间的差异。基于这些差异来生成用于cnc机器的指令。
接着将计算机辅助制造(cam)结合fcm和acm一起使用，以创建710一系列机加工操作来去除在cnc过程中使用的支撑件和工具特征，诸如固定装置和基准。(支撑件本身可以不在acm中定义，但是支撑件连接到工件上的位置被定义，并且该信息可能足以生成cnc机器106或edm机器108的指令以去除支撑件)。
随后可以在cnc操作之后使用机器107来抛光工件并且使用检查机器109或附接到cnc机器106上的探针来进行测量711以进行后处理验证。
应理解的是，在不背离如权利要求所限定的本发明的情况下可以对本发明的上述实施例进行修改和改变。例如，后增材制造操作(诸如cnc操作)可以基于acm与fcm之间的差异以及在cnc机加工操作之前或期间测得的差异两者。