增材制造装置及其控制方法、控制程序和复合加工装置与流程

1.本发明涉及增材制造装置、复合加工装置、增材制造装置的控制方法和增材制造装置的控制程序。


背景技术：

2.专利文献1记载了一种利用光传感器检测粉末流量的增材制造装置，为了校正光传感器的精度，在喷嘴的下方设置秤，在校正作业后撤去秤。
3.专利文献1：美国专利第7045738号
4.在专利文献1记载的方法中，一旦校正结束后粉末供给装置或传感器中的任意一个产生异常时，必须在增材制造装置中撤去工件，放置秤并再次进行校正。因此，存在用于确认异常原因的增材制造装置的停止变长的问题。


技术实现要素：

5.本技术所公开的技术的课题在于提供一种缩短用于确认异常原因的增材制造装置的停止的增材制造装置、复合加工装置、增材制造装置的控制方法和增材制造装置的控制程序。
6.本公开的第一方式的增材制造装置包括粉末供给机、头部、第一流道、流道切换阀、储备箱、第二流道、第一传感器和第二传感器。粉末供给机构成为利用载气送出粉末。粉末经由头部喷出。第一流道连接粉末供给机和头部。粉末经由第一流道从粉末供给机向头部供给。流道切换阀设置在第一流道的中途。储备箱构成为接收从粉末供给机送出的粉末。第二流道连接流道切换阀和储备箱。使粉末经由第二流道从粉末供给机向储备箱流动。流道切换阀能够择一地选择将粉末从粉末供给机供给到头部或供给到储备箱。第一传感器在流道切换阀与头部之间设置于第一流道，构成为检测流向头部的粉末的第一流量。第二传感器设置于第二流道，构成为检测流向储备箱的粉末的第二流量。
7.根据本公开的第二方式，第一方式的增材制造装置还包括存储器和处理器。存储器构成为存储第一数学模型和第二数学模型。第一数学模型描述第一传感器的输出与粉末的第一流量之间的关系。第二数学模型描述第二传感器的输出与粉末的第二流量之间的关系。处理器构成为基于第一数学模型从第一传感器的输出计算出第一流量，并且基于第二数学模型从第二传感器的输出计算出第二流量。
8.根据本公开的第三方式，第二方式的增材制造装置还包括测量仪，所述测量仪能够测量蓄积在储备箱内的粉末的量。在该增材制造装置中，基于储备箱内的量的每单位时间的变化与对应于储备箱内的该变化的第二传感器的输出之间的对应关系，生成第二数学模型。
9.根据本公开的第四方式，在第二方式或第三方式的增材制造装置中，测量从头部向与头部的喷出口相对配置的接收粉末的容器喷出的粉末的量，基于容器内的量的每单位时间的变化与对应于储备箱内的该变化的第一传感器的输出之间的对应关系，生成第一数
学模型。
10.根据本公开的第五方式，在第二方式至第四方式中的任意一种方式的增材制造装置中，处理器构成为通过比较使粉末从以预定的运转条件运转的粉末供给机向第一流道流动时的第一传感器的输出、以及使粉末从以预定的运转条件运转的粉末供给机向第二流道流动时的第二传感器的输出，从而判定增材制造装置是否存在异常。
11.根据本公开的第六方式，在第二方式至第四方式中的任意一种方式的增材制造装置中，处理器构成为执行更新处理，所述更新处理在利用流道切换阀将从粉末供给机流通粉末的流道切换为第二流道之后，取得检测到在第二流道内流动的粉末的第二传感器的输出，利用该输出、第一数学模型和第二数学模型，更新第一数学模型。或者在第五方式的增材制造装置中，处理器也可以构成为执行判定处理。判定处理包括：在利用流道切换阀将从粉末供给机流通粉末的流道切换为第二流道之后，取得检测到在第二流道内流动的粉末的第二传感器的输出；利用该输出、第一数学模型和第二数学模型，计算出在与粉末供给机向第二流道送出了粉末时相同的运转条件下粉末供给机向第一流道送出粉末时的第一传感器的预测输出；以及在利用流道切换阀将从粉末供给机流通粉末的流道切换为第一流道之后，通过比较检测到在第一流道内流动的粉末的第一传感器的输出和预测输出，从而判定增材制造装置是否存在异常。
12.根据本公开的第七方式，在第六方式的增材制造装置中，处理器构成为以预定的周期反复进行更新处理。处理器也可以构成为以预定的周期反复进行判定处理。
13.根据本公开的第八方式，在第五方式至第七方式中的任意一种方式的增材制造装置中，处理器构成为在从以一定的运转条件运转的粉末供给机向头部供给粉末的期间第一传感器的输出偏离正常变动范围内时，利用流道切换阀将从粉末供给机流通粉末的流道切换为第二流道，取得检测到从以该一定的运转条件运转的粉末供给机向储备箱流动的粉末的第二传感器的输出。在该增材制造装置中，处理器构成为基于第一传感器的输出和第二传感器的输出，判定是粉末供给机的异常、还是第一流道和第一传感器中的至少一个装置的异常。
14.根据本公开的第九方式，在第八方式的增材制造装置中，处理器构成为在从第一传感器的输出计算出的第一流量与从第二传感器的输出计算出的第二流量之差的绝对值大于预定的阈值时，判定为第一传感器和第一流道中的至少一个装置产生异常。
15.根据本公开的第十方式，在第八方式或第九方式的增材制造装置中，处理器构成为在从第一传感器的输出计算出的第一流量与从第二传感器的输出计算出的第二流量之差的绝对值为预定的阈值以下时，判定为粉末供给机产生异常。
16.根据本公开的第十一方式，第五方式至第十方式中的任意一种方式的增材制造装置还包括用于向用户提供信息的通知装置。在该增材制造装置中，处理器构成为在判定为产生异常时，控制通知装置以发出警报，或者使增材制造装置紧急停止。
17.根据本公开的第十二方式，在第一方式至第十一方式中的任意一种方式的增材制造装置中，第一传感器和第二传感器是光传感器，第一流道具有用于使第一传感器的光透射的第一透射窗，第二流道具有用于使第二传感器的光透射的第二透射窗。
18.本公开的第十三方式的复合加工装置包括：第一方式至第十一方式中的任意一种方式的增材制造装置；以及切削加工装置，构成为进行切削加工。
19.本公开的第十四方式的增材制造装置的控制方法包括：为了从头部喷出粉末，从设定为预定的运转条件的粉末供给机向连接粉末供给机和头部的第一流道供给粉末。该控制方法包括利用第一传感器检测在第一流道内流动的粉末。该控制方法包括基于第一传感器的输出计算出流向头部的粉末的第一流量。该控制方法包括将从粉末供给机流通粉末的流道从第一流道切换为连接粉末供给机和储备箱的第二流道。该控制方法包括从设定为预定的运转条件的粉末供给机经由第二流道向储备箱送出粉末。该控制方法包括利用第二传感器检测在第二流道内流动的粉末。该控制方法包括基于第二传感器的输出计算出流向储备箱的粉末的第二流量。
20.本公开的第十五方式的增材制造装置的控制程序使处理器执行如下处理：为了从头部喷出粉末，使设定为预定的运转条件的粉末供给机向连接粉末供给机和头部的第一流道供给粉末。该控制程序使处理器执行如下处理：取得检测在第一流道内流动的粉末的第一传感器的输出。该控制程序使处理器执行如下处理：基于第一传感器的输出，计算出流向头部的粉末的第一流量。该控制程序使处理器执行如下处理：将从粉末供给机流通粉末的流道从第一流道切换为连接粉末供给机和储备箱的第二流道。该控制程序使处理器执行如下处理：使设定为预定的运转条件的粉末供给机向第二流道送出粉末。该控制程序使处理器执行如下处理：取得检测在第二流道内流动的粉末的第二传感器的输出。该控制程序使处理器执行如下处理：基于第二传感器的输出，计算出流向储备箱的粉末的第二流量。
21.根据本公开的第十六方式，第十四方式的控制方法包括：基于描述第一传感器的输出与粉末的第一流量之间的关系的第一数学模型，从第一传感器的输出计算出第一流量，并且基于描述第二传感器的输出与粉末的第二流量之间的关系的第二数学模型，从第二传感器的输出计算出第二流量。
22.根据本公开的第十七方式，第十六方式的控制方法包括：测量蓄积在储备箱内的粉末的量，基于储备箱内的量的每单位时间的变化与对应于储备箱内的该变化的第二传感器的输出之间的对应关系，生成第二数学模型。
23.根据本公开的第十八方式，第十六方式或第十七方式的控制方法包括：测量从头部向与头部的喷出口相对配置的接收粉末的容器喷出的粉末的量，基于容器内的量的每单位时间的变化与对应于容器内的该变化的第一传感器的输出之间的对应关系，生成第一数学模型。
24.根据本公开的第十九方式，第十六方式至第十八方式中的任意一种方式的控制方法包括：通过比较使粉末从以预定的运转条件运转的粉末供给机向第一流道流动时的第一传感器的输出、以及使粉末从以该预定的运转条件运转的粉末供给机向第二流道流动时的第二传感器的输出，从而判定增材制造装置是否存在异常。
25.根据本公开的第二十方式，第十六方式至第十八方式中的任意一种方式的控制方法包括更新处理，所述更新处理在利用流道切换阀将从粉末供给机流通粉末的流道切换为第二流道之后，取得检测到在第二流道内流动的粉末的第二传感器的输出，利用该输出、第一数学模型和第二数学模型，更新第一数学模型。或者，第十九方式的控制方法也可以包括判定处理。判定处理包括：在利用流道切换阀将从粉末供给机流通粉末的流道切换为第二流道之后，取得检测到在第二流道内流动的粉末的第二传感器的输出；利用该输出、第一数学模型和第二数学模型，计算出在与粉末供给机向第二流道送出了粉末时相同的运转条件
下粉末供给机向第一流道送出粉末时的第一传感器的预测输出；以及在利用流道切换阀将从粉末供给机流通粉末的流道切换为第一流道之后，通过比较检测到在第一流道内流动的粉末的第一传感器的输出和预测输出，从而判定增材制造装置是否存在异常。
26.根据本公开的第二十一方式，第二十方式的控制方法以预定的周期反复进行该更新处理。该控制方法也可以以预定的周期反复进行该判定处理。
27.根据本公开的第二十二方式，第十九方式至第二十一方式中的任意一种方式的控制方法包括：在从以一定的运转条件运转的粉末供给机向头部供给粉末的期间第一传感器的输出偏离正常变动范围时，利用流道切换阀将从粉末供给机流通粉末的流道切换为第二流道，取得检测到从以一定的运转条件运转的粉末供给机向储备箱流动的粉末的第二传感器的输出。该控制方法包括：基于第一传感器的输出和第二传感器的输出，判定是粉末供给机的异常、还是第一流道和第一传感器中的至少一个装置的异常。
28.根据本公开的第二十三方式，第二十二方式的控制方法包括：在从第一传感器的输出计算出的第一流量与从第二传感器的输出计算出的第二流量之差的绝对值大于预定的阈值时，判定为第一传感器和第一流道中的至少一个装置产生异常。
29.根据本公开的第二十四方式，第二十二方式或第二十三方式的控制方法包括：在从第一传感器的输出计算出的第一流量与从第二传感器的输出计算出的第二流量之差的绝对值为预定的阈值以下时，判定为粉末供给机产生异常。
30.根据本公开的第二十五方式，第十九方式至第二十四方式中的任意一种方式的控制方法包括：在判定为产生异常时，控制用于向用户提供信息的通知装置以发出警报，或者使增材制造装置紧急停止。
31.根据本公开的第二十六方式，第十五方式的控制程序使处理器执行如下处理：基于描述第一传感器的输出与粉末的第一流量之间的关系的第一数学模型，从第一传感器的输出计算出第一流量，并且基于描述第二传感器的输出与粉末的第二流量之间的关系的第二数学模型，从第二传感器的输出计算出第二流量。
32.根据本公开的第二十七方式，第二十六方式的控制程序使处理器执行如下处理：基于蓄积在储备箱内的粉末的量的每单位时间的变化与对应于储备箱内的该变化的第二传感器的输出之间的对应关系，生成第二数学模型。
33.根据本公开的第二十八方式，第二十六方式或第二十七方式的控制程序使处理器执行如下处理：取得从头部向与头部的喷出口相对配置的接收粉末的容器喷出的粉末的量的测量值，基于容器内的量的每单位时间的变化与对应于容器内的该变化的第一传感器的输出之间的对应关系，生成第一数学模型。
34.根据本公开的第二十九方式，第二十六方式至第二十八方式中的任意一种方式的控制程序使处理器执行如下处理：通过比较使粉末从以预定的运转条件运转的粉末供给机向第一流道流动时的第一传感器的输出、以及使粉末从以预定的运转条件运转的粉末供给机向第二流道流动时的第二传感器的输出，从而判定增材制造装置是否存在异常。
35.根据本公开的第三十方式，第二十六方式至第二十八方式中的任意一种方式的控制程序使处理器执行更新处理，所述更新处理在利用流道切换阀将从粉末供给机流通粉末的流道切换为第二流道之后，取得检测到在第二流道内流动的粉末的第二传感器的输出，利用该输出、第一数学模型和第二数学模型，更新第一数学模型。或者第二十九方式的控制
程序也可以使处理器执行判定处理。判定处理包括：在利用流道切换阀将从粉末供给机流通粉末的流道切换为第二流道之后，取得检测到在第二流道内流动的粉末的第二传感器的输出；利用该输出、第一数学模型和第二数学模型，计算出在与粉末供给机向第二流道送出了粉末时相同的运转条件下粉末供给机向第一流道送出粉末时的第一传感器的预测输出；以及在利用流道切换阀将从粉末供给机流通粉末的流道切换为第一流道之后，通过比较检测到在第一流道内流动的粉末的第一传感器的输出和预测输出，从而判定增材制造装置是否存在异常。
36.根据本公开的第三十一方式，第三十方式的控制程序也可以使处理器执行以预定的周期反复进行该更新处理的处理。该控制程序也可以使处理器执行以预定的周期反复进行该判定处理的处理。
37.根据本公开的第三十二方式，第二十九方式至第三十一方式中的任意一种方式的控制程序使处理器执行如下处理：在从以一定的运转条件运转的粉末供给机向头部供给粉末的期间第一传感器的输出偏离正常变动范围时，利用流道切换阀将从粉末供给机流通粉末的流道切换为第二流道，取得检测到从以一定的运转条件运转的粉末供给机向储备箱流动的粉末的第二传感器的输出。该控制程序使处理器执行如下处理：基于第一传感器的输出和第二传感器的输出，判定是粉末供给机的异常、还是第一流道和第一传感器中的至少一个装置的异常。
38.根据本公开的第三十三方式，第三十二方式的控制程序使处理器执行如下处理：在从第一传感器的输出计算出的第一流量与从第二传感器的输出计算出的第二流量之差的绝对值大于预定的阈值时，判定为第一传感器和第一流道中的至少一个装置产生异常。
39.根据本公开的第三十四方式，第三十二方式或第三十三方式的控制程序使处理器执行如下处理：在从第一传感器的输出计算出的第一流量与从第二传感器的输出计算出的第二流量之差的绝对值为预定的阈值以下时，判定为粉末供给机产生异常。
40.根据本公开的第三十五方式，第二十九方式至第三十四方式的控制程序使处理器执行如下处理：在判定为产生异常时，控制用于向用户提供信息的通知装置以发出警报，或者使增材制造装置紧急停止。
41.在第一方式的增材制造装置、第十三方式的复合加工装置、第十四方式的控制方法和第十五方式的控制程序中，从连接粉末供给机和头部的第一流道切换为连接粉末供给机和储备箱的第二流道，计算出流向头部的粉末的第一流量和流向储备箱的粉末的第二流量。因此，即使增材制造装置产生异常，也能够不从增材制造装置撤去工件而查明异常的原因。此外，在增材制造装置中，在工件移送中等非加工时间，能够进行粉末供给机的正常动作确认、传感器的校正。
42.在第二方式的增材制造装置、第十三方式的复合加工装置、第十六方式的控制方法和第二十六方式的控制程序中，利用数学模型从传感器输出计算出粉末的流量，因此运算的处理速度快，适合于实时处理。此外，与利用表的近似值计算相比，所需的存储量较小。
43.在第三方式的增材制造装置、第十三方式的复合加工装置、第十七方式的控制方法和第二十七方式的控制程序中，能够校正第二数学模型。
44.在第四方式的增材制造装置、第十三方式的复合加工装置、第十八方式的控制方法和第二十八方式的控制程序中，能够校正第一数学模型。
45.在第五方式的增材制造装置、第十三方式的复合加工装置、第十九方式的控制方法和第二十九方式的控制程序中，能够基于第一传感器的输出和第二传感器的输出自动地判定增材制造装置是否存在异常。
46.在第六方式的增材制造装置、第十三方式的复合加工装置、第二十方式的控制方法和第三十方式的控制程序中，利用更新处理，即使不从增材制造装置撤去工件，也能够更新第一数学模型。此外，利用判定处理，即使不从增材制造装置撤去工件，也能够判定增材制造装置是否存在异常。
47.在第七方式的增材制造装置、第十三方式的复合加工装置、第二十一方式的控制方法和第三十一方式的控制程序中，在增材制造装置中，在每隔一定间隔产生的工件移送中等非加工时间，能够进行增材制造装置的正常动作确认、传感器的校正。
48.在第八方式的增材制造装置、第十三方式的复合加工装置、第二十二方式的控制方法和第三十二方式的控制程序中，即使不从增材制造装置撤去工件，也能够判定是粉末供给机的异常、还是第一传感器和第一流道中的至少一个装置的异常。
49.在第九方式的增材制造装置、第十三方式的复合加工装置、第二十三方式的控制方法和第三十三方式的控制程序中，即使不从增材制造装置撤去工件，也能够判定第一传感器和第一流道中的至少一个装置的异常。
50.在第十方式的增材制造装置、第十三方式的复合加工装置、第二十四方式的控制方法和第三十四方式的控制程序中，即使不从增材制造装置撤去工件，也能够判定粉末供给机的异常。
51.在第十一方式的增材制造装置、第十三方式的复合加工装置、第二十五方式的控制方法和第三十五方式的控制程序中，能够向用户通知异常，或者使增材制造装置的制造中断。
52.在第十二方式的增材制造装置和第十三方式的复合加工装置中，由于第一传感器和第二传感器是不与粉末直接接触的光传感器，所以不易发生故障。
53.按照本技术公开的技术，即使增材制造装置产生异常，也能够不从增材制造装置撤去工件而查明异常的原因。此外，在增材制造装置中，在工件移送中等非加工时间，能够进行粉末供给机的正常动作确认、传感器的校正。
附图说明
54.图1是表示实施方式的复合加工装置的外观结构的图。
55.图2是表示复合加工装置的罩内部的结构的简要结构图。
56.图3是表示复合加工装置的罩内部的结构的另一简要结构图。
57.图4是增材制造装置的简要结构图。
58.图5是用于表示光传感器的流量测量原理的光传感器周边的放大图。
59.图6是用于表示光传感器的流量测量原理的光传感器周边的放大图。
60.图7是表示控制器的内部结构的框图。
61.图8是表示定期校正处理的流程的流程图。
62.图9是表示异常判定处理的流程的一例的流程图。
63.图10是表示异常判定处理的流程的另一例的流程图。
64.图11是表示异常部位的判定处理的流程的一例的流程图。
具体实施方式
65.下面，基于表示本实施方式的附图对本发明进行具体说明。另外，图中相同的附图标记表示对应或实质上相同的结构。
66.《实施方式》
67.《复合加工装置100的结构》
68.图1表示本发明实施方式的复合加工装置100的外观结构图。本实施方式中的复合加工装置100是能够对工件进行多种加工的复合加工装置中的、能够一并进行增材制造(additive manufacturing)和切削加工的装置。复合加工装置100包括操作面板102、以及覆盖进行增材制造和切削加工的设备类的罩101。操作面板102包括用于向用户提供信息的通知装置103。具体地说，通知装置103包括通过图像向用户显示信息的显示器、通过声音向用户提供信息的扬声器。除此以外，操作面板102还包括用于控制复合加工装置100的控制器cl、接受来自用户的输入的输入装置。在后面说明控制器cl的详细结构。
69.图2是表示复合加工装置100的罩101的内部结构的简要结构图。参照图2，复合加工装置100包括保持机构105、切削加工装置106、增材制造装置10、第一移动机构107和第二移动机构108。保持机构105构成为保持工件w。切削加工装置106构成为对工件w进行切削加工。增材制造装置10构成为对工件w进行增材制造。第一移动机构107构成为使切削加工装置106相对于工件w相对移动。第二移动机构108构成为使增材制造装置10相对于工件w相对移动。
70.图2表示由切削加工装置106对工件w进行加工时的切削加工装置106和增材制造装置10的配置。保持机构105构成为使工件w相对于与图中的z轴平行的旋转轴旋转。切削加工装置106所进行的切削加工包括：车削加工，使安装于加工头的车削用刀具与利用保持机构105而旋转的工件w接触来进行加工；以及铣削加工，使安装于加工头的铣削用刀具边旋转边与利用保持机构105而静止的工件w接触来进行加工。但是，切削加工装置106也可以进行上述以外的切削加工。此外，复合加工装置100也可以包括激光切割机这样的特殊加工机、研磨加工机等其他加工装置。
71.第一移动机构107使切削加工装置106除了能够在图2的z轴方向上移动以外，还能够在x轴方向、y轴方向上移动。x轴方向与z轴方向实质上垂直，并且是铅垂方向。y轴方向与x轴方向和z轴方向实质上垂直，并且是水平方向。第一移动机构107还能够使切削加工装置106围绕相对于y轴水平的旋转轴转动。
72.图3表示由增材制造装置10对工件w进行加工时的切削加工装置106和增材制造装置10的配置。增材制造装置10所进行的增材制造是指如下技术：通过向工件w供给增材材料并使激光束等能量线集中来控制热的产生位置，并且选择性地使上述增材材料熔融并结合于工件w。在本实施方式中，增材材料是指金属粉末或陶瓷粉末。另外，在以后的说明中，将增材材料记载为粉末。参照图2和图3，增材制造装置10包括头部12和传送机构14。头部12构成为输出粉末和激光束。传送机构14构成为将粉末、能量线和用于增材制造的载气传送到头部12。另外，增材制造装置10还具有除此以外的结构，在后面说明其他结构。
73.第二移动机构108使增材制造装置10除了能够在图2的z轴方向上移动以外，还能
够在x轴方向、y轴方向上移动。第二移动机构108还能够使增材制造装置10围绕相对于y轴水平的旋转轴转动。在将增材制造装置10和切削加工装置106互换时，第二移动机构108将增材制造装置10抬起到切削加工装置106的上方(x轴正向)。由此，能够以增材制造装置10与切削加工装置106相互不干扰的方式进行配置变更。
74.《增材制造装置10的结构》
75.图4是增材制造装置10的简要结构图。如图4所示，增材制造装置10包括粉末供给机11、头部12、第一传感器13、第一流道15、流道切换阀16、储备箱17、第二流道18和第二传感器19。粉末供给机11构成为利用载气送出粉末。具体地说，粉末供给机11包括接收从粉末储存容器落下的粉末的旋转计量盘，通过使预定流量的载气流向旋转计量盘而送出粉末。载气的流量是每单位时间流动的气体的体积。载气的流量的单位例如是l/min。粉末供给机11能够利用旋转计量盘的转速来控制所送出的粉末的流量。在本实施方式中，粉末的流量是每单位时间分别流过第一流道15和第二流道18的粉末的重量。粉末的重量单位例如是g/min或mg/min。另外，粉末供给机11的详细结构是公知的，因此省略详细说明。
76.在增材制造装置10中，如上所述，粉末经由头部12喷出。第一流道15是上述传送机构14的一部分，连接粉末供给机11和头部12。粉末经由第一流道15从粉末供给机11向头部12供给。流道切换阀16设置在第一流道15的中途。储备箱17构成为接收从粉末供给机11送出的粉末。增材制造装置10也可以还包括能够测量蓄积于储备箱17的粉末的量的测量仪sc1。例如，测量仪sc1是测定蓄积于储备箱17的粉末的重量的重量计。
77.第二流道18连接流道切换阀16和储备箱17。粉末经由第二流道18从粉末供给机11向储备箱17流动。流道切换阀16能够择一地选择将粉末从粉末供给机11供给到头部12或供给到储备箱17。另外，在图4中图示了流道切换阀16位于粉末供给机11的外部，但是流道切换阀16也可以位于粉末供给机11的内部。例如，粉末供给机11也可以在连接于第一流道15的第一端口和连接于第二流道18的第二端口与收容有上述旋转计量盘的粉末供给机11的内部空间之间设置流道切换阀16。在这种情况下，从粉末供给机11的该内部空间到第一端口的路径也可以被理解为第一流道15的一部分。
78.第一传感器13在流道切换阀16与头部12之间设置于第一流道15，构成为检测流向头部12的粉末的第一流量。第二传感器19设置于第二流道18，构成为检测流向储备箱17的粉末的第二流量。第一传感器13和第二传感器19优选为光传感器。但是，第一传感器13和第二传感器19也可以是能够测量粉末的流量的其他种类的传感器。例如，第一传感器13和第二传感器19也可以是超声波式流量计、叶轮式流量计等。在第一传感器13和第二传感器19为光传感器的情况下，优选在第一流道15的配置有第一传感器13的部位以及第二流道18的配置有第二传感器19的部位设置使光传感器的光透射的透射窗。另外，第一流道15和第二流道18也可以是由该光透射的材质构成的管，在这种情况下，第一流道15的部位以及第二流道18的配置有第二传感器19的部位的管的部分与上述透射窗等效。
79.图5和图6表示光传感器周边的放大图。如图5和图6所示，第一传感器13包括光发送器131和光接收器132。第二传感器19包括光发送器191和光接收器192。光发送器131、191分别构成为放射测量用的光lo1、lo2。第一流道15具有用于使第一传感器13的光透射的第一透射窗w1。第二流道18具有用于使第二传感器19的光透射的第二透射窗w2。此外，第一流道15具有用于使第一流道15内部的光透射到第一流道15外部的第三透射窗w3。第二流道18
具有用于使第二流道18内部的光透射到第二流道18外部的第四透射窗w4。
80.如图5和图6所示，第一透射窗w1构成为使测量用的光lo1透射到第一流道15的内部。第二透射窗w2构成为使测量用的光lo2透射到第二流道18的内部。光lo1和光lo2的波长优选为难以被在第一流道15和第二流道18中流动的粉末的颗粒吸收的波长。第一透射窗w1和第二透射窗w2只要能够透射光lo1和光lo2即可。但是，优选第一透射窗w1透射光lo1的透射率高。优选第二透射窗w2透射光lo2的透射率高。光lo1和光lo2优选为实质上相同性质的光且实质上为相同强度。实质上相同性质的光是指峰值波长、波段实质上相同。实质上相同强度是指该波段的各波长下的强度实质上相同。例如，第一传感器13和第二传感器19是相同的产品，如果正常动作，则可以认为光lo1和光lo2为实质上相同性质的光且实质上为相同强度。如果光lo1和光lo2的峰值波长、波段的偏差在相同产品的偏差范围内，则可以说峰值波长、波段实质上相同。同样，如果光lo1和光lo2的该波段的各波长下的强度的偏差在相同产品的偏差范围内，则可以说该波段的各波长下的强度实质上相同。
81.第三透射窗w3构成为使第一流道15内部的光lr1透射到第一流道15的外部。第四透射窗w4构成为使第二流道18内部的光lr2透射到第二流道18的外部。第三透射窗w3和第四透射窗w4只要能够透射光lr1和光lr2即可。但是，优选第三透射窗w3透射光lr1的透射率高。优选第四透射窗w4透射光lr2的透射率高。第一透射窗w1的材质优选与第三透射窗w3的材质实质上相同。第一透射窗w1的厚度优选与第三透射窗w3的厚度实质上相同。第二透射窗w2的材质优选与第四透射窗w4的材质实质上相同。第二透射窗w2的厚度优选与第四透射窗w4的厚度实质上相同。第一透射窗w1、第二透射窗w2、第三透射窗w3和第四透射窗w4的材质实质上相同，更优选光lo1、光lo2、光lr1和光lr2的透射率高。例如，第一透射窗w1、第二透射窗w2、第三透射窗w3和第四透射窗w4的材质优选为相对于光lo1、光lo2、光lr1和光lr2的波长的光具有90％以上的透射率的材质。第一透射窗w1、第二透射窗w2、第三透射窗w3和第四透射窗w4的厚度实质上相同，更优选较薄。因此，第一流道15和第二流道18也可以由相同产品的光透射式管构成，在这种情况下，第一流道15的部位以及第二流道18的配置有第二传感器19的部位的光透射式管的部分与上述第一透射窗w1、第二透射窗w2、第三透射窗w3和第四透射窗w4等效。
82.接着，对光传感器的测量原理进行说明。如图5所示，在粉末不在第一流道15中流动的情况下，光lo1几乎不衰减地到达光接收器132。同样，在粉末不在第二流道18中流动的情况下，光lo2几乎不衰减地到达光接收器192。即，光lo1的强度与光lr1的强度之差较小。光lo2的强度与光lr2的强度之差较小。但是，如图6所示，在粉末p流动的情况下，由于光与粉末p接触而散射，所以光的强度降低。即，光lo1的强度与光lr1的强度之差变大，光lo2的强度与光lr2的强度之差变大。由于粉末p不一定均匀地流动，所以随着时间经过，光接收器132和光接收器192的信号产生偏差。但是，如果对光接收器132和光接收器192的信号进行移动平均等滤波处理，则处理后的信号相对于在第一流道15中流动的粉末的流量以及在第二流道18中流动的粉末的流量大致线性变化。
83.因此，能够由数学模型描述第一传感器13的输出与在第一流道15中流动的粉末的第一流量之间的关系。在以后的说明中，将该数学模型称为第一数学模型md1。同样，能够由数学模型描述第二传感器19的输出与在第二流道18中流动的粉末的第二流量之间的关系。在以后的说明中，将该数学模型称为第二数学模型md2。另外，更严格地说，第一数学模型
md1是描述对第一传感器13的输出进行滤波处理所得的值与在第一流道15中流动的粉末的第一流量之间的关系的模型。第二数学模型md2是描述对第二传感器19的输出进行滤波处理所得的值与在第二流道18中流动的粉末的第二流量之间的关系的模型。
84.《控制器cl的内部结构》
85.图7是表示控制器cl的内部结构的框图。参照图7，控制器cl包括处理器31和存储器32。即，增材制造装置10还包括处理器31和存储器32。存储器32构成为存储描述第一传感器13的输出与粉末的第一流量之间的关系的第一数学模型md1、以及描述第二传感器19的输出与粉末的第二流量之间的关系的第二数学模型md2。此外，存储器32构成为还存储用于控制增材制造装置10的控制程序pg。通过由处理器31执行控制程序pg，从而执行粉末供给机11的运转条件的设定、流道切换阀16对流通粉末的流道的切换等。
86.具体地说，处理器31构成为通过执行控制程序pg，从而基于第一数学模型md1从第一传感器13的输出计算出第一流量，并且基于第二数学模型md2从第二传感器19的输出计算出第二流量。即，增材制造装置10的控制方法包括：基于描述第一传感器13的输出与粉末的第一流量之间的关系的第一数学模型md1，从第一传感器13的输出计算出第一流量，并且基于描述第二传感器19的输出与粉末的第二流量之间的关系的第二数学模型md2，从第二传感器19的输出计算出第二流量。控制程序pg使处理器31执行如下处理：基于描述第一传感器13的输出与粉末的第一流量之间的关系的第一数学模型md1，从第一传感器13的输出计算出第一流量，并且基于描述第二传感器19的输出与粉末的第二流量之间的关系的第二数学模型md2，从第二传感器19的输出计算出第二流量。
87.此外，处理器31构成为通过执行控制程序pg，从而比较使粉末从以预定的运转条件运转的粉末供给机11向第一流道15流动时的第一传感器13的输出和使粉末从以该预定的运转条件运转的粉末供给机11向第二流道18流动时的第二传感器19的输出，由此判定增材制造装置10是否存在异常。即，增材制造装置10的控制方法包括：比较使粉末从以预定的运转条件运转的粉末供给机11向第一流道15流动时的第一传感器13的输出和使粉末从以预定的运转条件运转的粉末供给机11向第二流道18流动时的第二传感器19的输出，由此判定增材制造装置10是否存在异常。控制程序pg使处理器31执行如下处理：比较使粉末从以预定的运转条件运转的粉末供给机11向第一流道15流动时的第一传感器13的输出和使粉末从以预定的运转条件运转的粉末供给机11向第二流道18流动时的第二传感器19的输出，由此判定增材制造装置10是否存在异常。
88.此外，控制器cl还包括第一输入输出接口33、第二输入输出接口34、总线35和未图示的电源等。第一输入输出接口33连接于通知装置103。第一输入输出接口33例如是影像输出接口或声音输出接口。第二输入输出接口连接于第一传感器13、第二传感器19、测量仪sc1和后述的增材测量仪sc2，接收来自这些设备的输出信号。第二输入输出接口例如是usb等串行接口或rs-232c、scsi等并行接口。总线35将处理器31、存储器32、第一输入输出接口33和第二输入输出接口34彼此连接。总线35将来自第一传感器13、第二传感器19、测量仪sc1和增材测量仪sc2的输出信号传送到处理器31，并传送处理器31与存储器32之间的信号，并且将从处理器31输出的表示第一流量、第二流量和增材制造装置10的异常等的信号传送到第一输入输出接口33。在图7中，将表示第一流量、第二流量等的信号图示为d1，将表示增材制造装置10的异常的信号图示为d2。
89.接着，说明第一数学模型md1和第二数学模型md2。如上所述，根据经验可知，如果对光接收器132和光接收器192的信号进行移动平均等滤波处理，则处理后的信号相对于在第一流道15中流动的粉末的流量以及在第二流道18中流动的粉末的流量大致线性变化。因此，表示在第一流道15中流动的粉末的第一流量f1与对光接收器132的输出进行滤波处理后的信号s1之间的关系的第一数学模型md1由数学式s1＝k1*f1+a1表示。同样，表示在第二流道18中流动的粉末的第二流量f2与对光接收器192的输出进行滤波处理后的信号s2之间的关系的第二数学模型md2由数学式s2＝k2*f2+a2表示。另外，第一数学模型md1和第二数学模型md2也可以不由这样的一次函数表示。此外，在第一传感器13和第二传感器19是相同产品的情况下，a1≈a2。此外，根据经验也可知a1≈a2≈0。
90.《第一数学模型md1、第二数学模型md2的生成》
91.第一数学模型md1以如下方式生成。设定流道切换阀16，以使来自粉末供给机11的粉末在第一流道15中流动。如图4所示，在头部12的下方配置包括容器21的增材测量仪sc2。容器21例如是托盘。增材测量仪sc2是测定蓄积于容器21的粉末的重量的重量计。并且，改变粉末供给机11的旋转计量盘的转速，在以两种以上的流量将粉末从头部12喷出的同时，测量此时的第一传感器13的输出和增材测量仪sc2的重量的随时间变化。基于对第一传感器13的输出进行滤波处理所得的值和与其对应的增材测量仪sc2的重量的随时间变化，利用最小二乘法等最大似然估计，能够估计k1和a1。即，测量从头部12向与头部12的喷出口相对配置的接收粉末的容器21喷出的粉末的量，基于容器21内的量的每单位时间的变化与对应于容器21内的变化的第一传感器13的输出之间的对应关系，生成第一数学模型md1。即，增材制造装置10的控制方法包括：测量从头部12向与头部12的喷出口相对配置的接收粉末的容器21喷出的粉末的量，基于容器21内的量的每单位时间的变化与对应于容器21内的该变化的第一传感器13的输出之间的对应关系，生成第一数学模型md1。控制程序pg使处理器31执行如下处理：取得从头部12向与头部12的喷出口相对配置的接收粉末的容器21喷出的粉末的量的测量值，基于容器21内的量的每单位时间的变化与对应于容器21内的该变化的第一传感器13的输出之间的对应关系，生成第一数学模型md1。在生成第一数学模型md1之后，从增材制造装置10拆下容器21和增材测量仪sc2。
92.第二数学模型md2以如下方式生成。设定流道切换阀16，以使来自粉末供给机11的粉末在第二流道18中流动。并且，改变粉末供给机11的旋转计量盘的转速，在以两种以上的流量将粉末向储备箱17喷出的同时，测量此时的第二传感器19的输出和测量仪sc1的重量的随时间变化。基于对第二传感器19的输出进行滤波处理所得的值和与其对应的测量仪sc1的重量的随时间变化，利用最小二乘法等最大似然估计，能够估计k2和a2。即，基于储备箱17内的量的每单位时间的变化与对应于储备箱17内的变化的第二传感器19的输出之间的对应关系，生成第二数学模型md2。即，增材制造装置10的控制方法包括：测量蓄积在储备箱17内的粉末的量，基于储备箱17内的量的每单位时间的变化与对应于储备箱17内的该变化的第二传感器19的输出之间的对应关系，生成第二数学模型md2。控制程序pg使处理器31执行如下处理：取得蓄积在储备箱17内的粉末的量的测量值，基于储备箱17内的量的每单位时间的变化与对应于储备箱17内的该变化的第二传感器19的输出之间的对应关系，生成第二数学模型md2。另外，为了后述的定期校正，优选处理器31求出k2与k1的比值β＝k1/k2，将值β存储于存储器32。k1和k2的差异是由于第一传感器13与第二传感器19的个体差、以及
头部12与第一流道15连接对喷出的影响等而产生的，但是即使长期使用增材制造装置10，比值β也基本不变。以此为前提，增材制造装置10进行以下处理。
93.《增材制造装置10的运用-定期校正》
94.在增材制造装置10的通常的运用中，设定流道切换阀16，以使来自粉末供给机11的粉末在第一流道15中流动，通过将第一传感器13的检测值应用于第一数学模型md1，从而由处理器31求出流向头部12的粉末的第一流量。所求出的第一流量被输出到通知装置103，例如显示于操作面板102的显示器。并且，在增材制造装置10中制造的工件w被更换为新的工件w的时机、或一天的作业开始前后的时机等定期的时机，执行图8所示的定期校正处理。参照图8，首先在步骤s11中，处理器31判定是否为更新时机、即是否为上述的定期的时机。在不是更新时机时(在步骤s11中为“否”)，处理器31等待至成为更新时机为止。在是更新时机时(在步骤s11中为“是”)，在步骤s12中，处理器31进行控制，以便利用流道切换阀16将从粉末供给机11流通粉末的流道切换为第二流道18。
95.接着，在步骤s13中，处理器31在利用流道切换阀16将从粉末供给机11流通粉末的流道切换为第二流道18之后，取得检测到在第二流道18内流动的粉末的第二传感器19的输出，利用该输出、第一数学模型md1和第二数学模型md2，执行更新第一数学模型md1的更新处理。即，增材制造装置10的控制方法包括更新处理，该更新处理在利用流道切换阀16将从粉末供给机11流通粉末的流道切换为第二流道18之后，取得检测到在第二流道18内流动的粉末的第二传感器19的输出，利用该输出、第一数学模型md1和第二数学模型md2，更新第一数学模型md1。控制程序pg使处理器31执行更新处理，所述更新处理在利用流道切换阀16将从粉末供给机11流通粉末的流道切换为第二流道18之后，取得检测到在第二流道18内流动的粉末的第二传感器19的输出，利用该输出、第一数学模型md1和第二数学模型md2，更新第一数学模型md1。
96.在步骤s13中，具体地说，在步骤s131中，处理器31在利用流道切换阀16将从粉末供给机11流通粉末的流道切换为第二流道18之后，取得检测到在第二流道18内流动的粉末的第二传感器19的输出。同时，处理器31还取得安装于储备箱17的测量仪sc1的重量的随时间变化，将其作为粉末的流量来更新第二数学模型md2的参数。即，增材制造装置10的控制方法包括：在利用流道切换阀16将从粉末供给机11流通粉末的流道切换为第二流道18之后，取得检测到在第二流道18内流动的粉末的第二传感器19的输出。此外，该控制方法包括：与此同时还取得安装于储备箱17的测量仪sc1的重量的随时间变化，并更新第二数学模型md2的参数。此外，控制程序pg使处理器31执行如下处理：在利用流道切换阀16将从粉末供给机11流通粉末的流道切换为第二流道18之后，取得检测到在第二流道18内流动的粉末的第二传感器19的输出。此外，控制程序pg使处理器31执行如下处理：与此同时还取得安装于储备箱17的测量仪sc1的重量的随时间变化，并更新第二数学模型md2的参数。另外，第二数学模型md2的参数是上述参数k2。在以后的说明中，将该更新后的参数k2设为k2’。
97.在步骤s132中，处理器31基于第一数学模型md1与第二数学模型md2之间的对应关系，更新第一数学模型md1的参数。更具体地说，处理器31使用上述比值β来更新第一数学模型md1的参数k1。即，增材制造装置10的控制方法包括：基于第一数学模型md1与第二数学模型md2之间的对应关系，更新第一数学模型md1的参数。更具体地说，增材制造装置10的控制方法包括使用上述比值β来更新第一数学模型md1的参数k1。控制程序pg使处理器31执行如
下处理：基于第一数学模型md1与第二数学模型md2之间的对应关系，更新第一数学模型md1的参数。更具体地说，控制程序pg使处理器31执行如下处理：使用上述比值β来更新第一数学模型md1的参数k1。另外，如果将更新后的k1设为k1’，则k1’＝β*k2’。
98.由于上述更新处理以定期的时机执行，所以处理器31构成为以预定的周期反复进行更新处理。增材制造装置10的控制方法以预定的周期反复进行更新处理。控制程序pg使处理器31执行以预定的周期反复进行更新处理的处理。利用以上的更新处理，即使不从增材制造装置10撤去工件w，也能够更新第一数学模型md1。
99.《增材制造装置10的异常检测》
100.处理器31通过比较以相同的运转条件使粉末供给机11运转时的第一传感器13的输出和第二传感器19的输出，从而能够判定增材制造装置10的异常。粉末供给机11的运转条件由旋转计量盘的转速、载气的流量定义。另外，在确定粉末供给机11的异常部位时，优选第一流道15的管截面形状和第二流道18的管截面形状实质上相同。这是因为，如果粉末供给机11的运转条件相同，则在第一流道15中流动的粉末的第一流量与在第二流道18中流动的粉末的第二流量变得实质相等。该异常的判定方法可以考虑各种方法，以下以两种异常判定方法为例进行说明。
101.图9是表示异常判定处理的流程的一例的流程图。图9表示与图8的定期校正处理组合时的异常判定处理的例子。本异常判定处理到步骤s132为止与更新处理相同。在步骤s14中，处理器31利用第二传感器19的输出、第一数学模型md1和第二数学模型md2，计算出在与粉末供给机11向第二流道18送出了粉末时相同的运转条件下粉末供给机11向第一流道15送出粉末时的第一传感器13的预测输出。具体地说，由于在步骤s132中更新了第一数学模型md1的参数，所以利用该参数，计算出成为步骤s131中由测量仪sc1测量出的粉末的流量的运转条件下，粉末供给机11向第一流道15送出粉末的情况下的第一传感器13的预测输出。即，增材制造装置10的控制方法包括：利用第二传感器19的输出、第一数学模型md1和第二数学模型md2，计算出在与粉末供给机11向第二流道18送出了粉末时相同的运转条件下，粉末供给机11向第一流道15送出粉末时的第一传感器13的预测输出。增材制造装置10的控制方法包括：利用在步骤s132中更新后的第一数学模型md1的参数，计算出成为步骤s131中由测量仪sc1测量出的粉末的流量的运转条件下，粉末供给机11向第一流道15送出粉末的情况下的第一传感器13的预测输出。控制程序pg使处理器31执行如下处理：利用第二传感器19的输出、第一数学模型md1和第二数学模型md2，计算出在与粉末供给机11向第二流道18送出了粉末时相同的运转条件下，粉末供给机11向第一流道15送出粉末时的第一传感器13的预测输出。控制程序pg使处理器31执行如下处理：利用在步骤s132中更新后的第一数学模型md1的参数，计算出成为步骤s131中由测量仪sc1测量出的粉末的流量的运转条件下，粉末供给机11向第一流道15送出粉末的情况下的第一传感器13的预测输出。
102.在步骤s15中，处理器31将流通粉末的流道切换为第一流道15，取得与成为步骤s131中由测量仪sc1测量出的粉末的流量的运转条件相同的运转条件下使粉末供给机11运转时的第一传感器13的输出。即，增材制造装置10的控制方法包括：将流通粉末的流道切换为第一流道15，取得与成为步骤s131中由测量仪sc1测量出的粉末的流量的运转条件相同的运转条件下使粉末供给机11运转时的第一传感器13的输出。控制程序pg使处理器31执行如下处理：将流通粉末的流道切换为第一流道15，取得与成为步骤s131中由测量仪sc1测量
出的粉末的流量的运转条件相同的运转条件下使粉末供给机11运转时的第一传感器13的输出。
103.在步骤s16中，处理器31通过比较预测输出、以及在利用流道切换阀16将从粉末供给机11流通粉末的流道切换为第一流道15之后检测到在第一流道15内流动的粉末的第一传感器13的输出，从而执行判定增材制造装置10是否存在异常的判定处理。增材制造装置10的控制方法包括判定处理，该判定处理通过比较预测输出、以及在利用流道切换阀16将从粉末供给机11流通粉末的流道切换为第一流道15之后检测到在第一流道15内流动的粉末的第一传感器13的输出，从而判定增材制造装置10是否存在异常。控制程序pg使处理器31执行判定处理，该判定处理通过比较预测输出、以及在利用流道切换阀16将从粉末供给机11流通粉末的流道切换为第一流道15之后检测到在第一流道15内流动的粉末的第一传感器13的输出，从而判定增材制造装置10是否存在异常。例如，在第一传感器13的输出与预测输出之差的绝对值大于预先确定的阈值时，判定为增材制造装置10产生异常。
104.在判定为增材制造装置10未产生异常时(在步骤s16中为“否”)，在步骤s17中继续增材制造装置10的运转，处理返回到步骤s11。即，处理器31构成为以预定的周期反复进行该判定处理。增材制造装置10的控制方法以预定的周期反复进行该判定处理。控制程序pg使处理器31执行以预定的周期反复进行该判定处理的处理。
105.在判定为增材制造装置10产生异常时(在步骤s16中为“是”)，在步骤s18中，处理器31控制通知装置103以发出警报，或者使增材制造装置10紧急停止。即，增材制造装置10的控制方法包括：如果判定为产生异常，则控制用于向用户提供信息的通知装置103以发出警报，或者使增材制造装置10紧急停止。控制程序pg使处理器31执行如下处理：如果判定为产生异常，则控制用于向用户提供信息的通知装置103以发出警报，或者使增材制造装置10紧急停止。
106.利用以上的处理，增材制造装置10不停止增材制造装置10对工件w的制造，就能够利用更换工件w等空闲时间定期地判定是否进行正常动作。另外，不限于上述空闲时间，也可以在增材制造的每个工序进行该判定。
107.图10是表示异常判定处理的流程的另一例的流程图。在步骤s21中，处理器31为了从头部12喷出粉末，将粉末从设定为预定的运转条件的粉末供给机11供给到连接粉末供给机11和头部12的第一流道15。即，增材制造装置10的控制方法包括：为了从头部12喷出粉末，将粉末从设定为预定的运转条件的粉末供给机11供给到连接粉末供给机11和头部12的第一流道15。控制程序pg使处理器31执行如下处理：为了从头部12喷出粉末，将粉末从设定为预定的运转条件的粉末供给机11供给到连接粉末供给机11和头部12的第一流道15。
108.在步骤s22中，处理器31取得检测在第一流道15内流动的粉末的第一传感器13的输出。即，增材制造装置10的控制方法包括利用第一传感器13检测在第一流道15内流动的粉末。控制程序pg使处理器31执行如下处理：取得检测在第一流道15内流动的粉末的第一传感器13的输出。在步骤s23中，处理器31基于第一传感器13的输出计算出流向头部12的粉末的第一流量。即，增材制造装置10的控制方法包括基于第一传感器13的输出计算出流向头部12的粉末的第一流量。控制程序pg使处理器31执行如下处理：基于第一传感器13的输出计算出流向头部12的粉末的第一流量。
109.在步骤s24中，处理器31在从以一定的运转条件运转的粉末供给机11向头部12供
给粉末的期间，判定第一传感器13的输出是否偏离了正常变动范围。即，增材制造装置10的控制方法包括：在从以一定的运转条件运转的粉末供给机11向头部12供给粉末的期间，判定第一传感器13的输出是否偏离了正常变动范围。控制程序pg使处理器31执行如下处理：在从以一定的运转条件运转的粉末供给机11向头部12供给粉末的期间，判定第一传感器13的输出是否偏离了正常变动范围。该正常变动范围是指根据第一数学模型md1和粉末供给机11的运转条件而视为第一传感器13的输出正常的范围，在生成第一数学模型md1时一并求出并存储于存储器32。例如，也可以在生成第一数学模型md1时，在相同的运转条件下多次启动粉末供给机11，将第一传感器13的最大输出加上偏移量所得的值作为上限，并且将从第一传感器13的最小输出减去偏移量所得的值作为下限，来确定正常变动范围。在第一传感器13的输出处于正常变动范围内的情况下(在步骤s24中为“否”)，处理返回到步骤s21。
110.如果第一传感器13的输出偏离了正常变动范围(在步骤s24中为“是”)，则在步骤s25中，处理器31将从粉末供给机11流通粉末的流道从第一流道15切换为连接粉末供给机11和储备箱17的第二流道18。即，增材制造装置10的控制方法包括：将从粉末供给机11流通粉末的流道从第一流道15切换为连接粉末供给机11和储备箱17的第二流道18。控制程序pg使处理器31执行如下处理：将从粉末供给机11流通粉末的流道从第一流道15切换为连接粉末供给机11和储备箱17的第二流道18。
111.在步骤s26中，处理器31使设定为该预定的运转条件的粉末供给机11向第二流道18送出粉末。即，增材制造装置10的控制方法包括：从设定为该预定的运转条件的粉末供给机11经由第二流道18向储备箱17送出粉末。控制程序pg使处理器31执行如下处理：使设定为该预定的运转条件的粉末供给机11向第二流道18送出粉末。另外，步骤s21中的粉末供给机11的运转条件与步骤s26中的粉末供给机11的运转条件相同。
112.在步骤s27中，处理器31取得检测在第二流道18内流动的粉末的第二传感器19的输出。即，增材制造装置10的控制方法包括利用第二传感器19检测在第二流道18内流动的粉末。控制程序pg使处理器31执行如下处理：取得检测在第二流道18内流动的粉末的第二传感器19的输出。在步骤s28中，处理器31基于第二传感器19的输出计算出流向储备箱17的粉末的第二流量。即，增材制造装置10的控制方法包括基于第二传感器19的输出计算出流向储备箱17的粉末的第二流量。控制程序pg使处理器31执行如下处理：基于第二传感器19的输出计算出流向储备箱17的粉末的第二流量。
113.在步骤s29中，处理器31基于第一传感器13的输出和第二传感器19的输出，判定是粉末供给机11的异常、还是第一流道15和第一传感器13中的至少一个装置的异常。即，增材制造装置10的控制方法包括：基于第一传感器13的输出和第二传感器19的输出，判定是粉末供给机11的异常、还是第一流道15和第一传感器13中的至少一个装置的异常。控制程序pg使处理器31执行如下处理：基于第一传感器13的输出和第二传感器19的输出，判定是粉末供给机11的异常、还是第一流道15和第一传感器13中的至少一个装置的异常。
114.图11是表示步骤s29的详细处理的流程的流程图。在步骤s291中，处理器31判定从第一传感器13的输出计算出的第一流量与从第二传感器19的输出计算出的第二流量之差的绝对值是否大于预定的阈值。增材制造装置10的控制方法包括：判定从第一传感器13的输出计算出的第一流量与从第二传感器19的输出计算出的第二流量之差的绝对值是否大
于预定的阈值。控制程序pg使处理器31执行如下处理：判定从第一传感器13的输出计算出的第一流量与从第二传感器19的输出计算出的第二流量之差的绝对值是否大于预定的阈值。该预定的阈值预先确定并存储于存储器32。
115.在第一流量与第二流量之差的绝对值大于预定的阈值时(在步骤s291中为“是”)，在步骤s292中，处理器31判定为第一传感器13和第一流道15中的至少一个装置产生异常。即，增材制造装置10的控制方法包括：在第一流量与第二流量之差的绝对值大于预定的阈值时，判定为第一传感器13和第一流道15中的至少一个装置产生异常。控制程序pg使处理器31执行如下处理：在第一流量与第二流量之差的绝对值大于预定的阈值时，判定为第一传感器13和第一流道15中的至少一个装置产生异常。
116.在第一流量与第二流量之差的绝对值为预定的阈值以下时(在步骤s291中为“否”)，在步骤s293中，处理器31判定为粉末供给机11产生异常。即，增材制造装置10的控制方法包括：在第一流量与第二流量之差的绝对值为预定的阈值以下时，判定为粉末供给机11产生异常。控制程序pg使处理器31执行如下处理：在第一流量与第二流量之差的绝对值为预定的阈值以下时，判定为粉末供给机11产生异常。
117.《实施方式的作用和效果》
118.在本实施方式的增材制造装置10、复合加工装置100、增材制造装置10的控制方法和增材制造装置10的控制程序pg中，从连接粉末供给机11和头部12的第一流道15切换为连接粉末供给机11和储备箱17的第二流道18，计算出流向头部12的粉末的第一流量和流向储备箱17的粉末的第二流量。因此，即使增材制造装置10产生异常，也能够不从增材制造装置10撤去工件w而查明异常的原因。此外，在增材制造装置10中，在工件w的移送中等非加工时间，能够进行粉末供给机11的正常动作确认、第一传感器13的校正。
119.《变形例》
120.本实施方式所示的异常判定方法只是一例，只要是利用了实施方式记载的增材制造装置10的结构的异常判定方法即可，也可以是其他方法。此外，测量仪sc1和增材测量仪sc2不限于重量计，也可以是测定粉末的体积的测量仪。在这种情况下，粉末的流量也可以是每单位时间分别在第一流道15和第二流道18中流动的粉末的体积。
121.如果将对本实施方式所示的定期校正处理和异常判定处理进行上位概念化的方法称为增材控制装置10的控制方法，则增材控制装置10的控制方法至少包括图10的步骤s21～23和步骤s21～27的处理。此外，增材控制装置10的控制程序pg至少使处理器31执行图10的步骤s21～23和步骤s21～27的处理。但是，在上述定期校正处理和异常判定处理中，对于除此以外的处理也可以代替为其他处理。
122.上述控制程序pg不限于存储在内置于控制器cl的存储器32，也可以存储于软盘、光盘、cd-rom和磁盘等盘，以及sd卡、usb存储器、外置硬盘等能够从控制器cl拆下且控制器cl可读取的存储介质。
123.在本技术中，“包括”及其衍生词是说明构成要素的存在的非限制性术语，不排除未记载的其他构成要素的存在。这也适用于“具有”、“包含”和它们的衍生词。
[0124]“～构件”、“～部”、“～要素”、“～体”和“～结构”这样的术语可以具有单一部分或多个部分这样的多种含义。
[0125]“第一”或“第二”等序数仅是用于识别结构的术语，并不具有其他含义(例如特定
的顺序等)。例如，虽然具有“第一要素”但并不意味着存在“第二要素”，并且虽然具有“第二要素”但并不意味着存在“第一要素”。
[0126]
只要在实施方式中没有特别的说明，表示程度的“实质上”、“大约”和“大致”等术语可以意味着最终结果没有大幅变化的合理偏差。本技术中记载的所有数值可以被解释为包含“实质上”、“大约”和“大致”等术语。
[0127]
在本技术中“a和b中的至少一方”这样的术语应解释为仅包含a、仅包含b以及包含a和b双方。
[0128]
从上述的公开内容考虑，明显可知能够进行本发明的各种变更或修正。因此，也可以在不脱离本发明宗旨的范围内通过与本技术的具体公开内容不同的方法来实施本发明。

技术特征：
1.一种增材制造装置，其中包括：粉末供给机，构成为利用载气送出粉末；头部，用于喷出所述粉末；第一流道，连接所述粉末供给机和所述头部，用于从所述粉末供给机向所述头部供给所述粉末；流道切换阀，设置在所述第一流道的中途；储备箱，用于接收从所述粉末供给机送出的所述粉末；以及第二流道，连接所述流道切换阀和所述储备箱，用于使所述粉末从所述粉末供给机向所述储备箱流动，所述流道切换阀能够择一地选择将所述粉末从所述粉末供给机供给到所述头部或供给到所述储备箱，所述增材制造装置包括：第一传感器，在所述流道切换阀与所述头部之间设置于所述第一流道，构成为检测流向所述头部的所述粉末的第一流量；以及第二传感器，设置于所述第二流道，构成为检测流向所述储备箱的所述粉末的第二流量。2.根据权利要求1所述的增材制造装置，其中还包括：存储器，用于存储描述所述第一传感器的输出与所述粉末的所述第一流量之间的关系的第一数学模型、以及描述所述第二传感器的输出与所述粉末的所述第二流量之间的关系的第二数学模型；以及处理器，构成为基于所述第一数学模型从所述第一传感器的输出计算出所述第一流量，并且基于所述第二数学模型从所述第二传感器的输出计算出所述第二流量。3.根据权利要求2所述的增材制造装置，其中，所述增材制造装置还包括测量仪，所述测量仪能够测量蓄积在所述储备箱内的所述粉末的量，基于所述储备箱内的所述量的每单位时间的变化与对应于所述储备箱内的所述变化的所述第二传感器的输出之间的对应关系，生成所述第二数学模型。4.根据权利要求2或3所述的增材制造装置，其中，测量从所述头部向与所述头部的喷出口相对配置的接收所述粉末的容器喷出的所述粉末的量，基于所述容器内的所述量的每单位时间的变化与对应于所述容器内的所述变化的所述第一传感器的输出之间的对应关系，生成所述第一数学模型。5.根据权利要求2至4所述的增材制造装置，其中，所述处理器构成为通过比较使所述粉末从以预定的运转条件运转的所述粉末供给机向所述第一流道流动时的第一传感器的输出、以及使所述粉末从以所述预定的运转条件运转的所述粉末供给机向所述第二流道流动时的第二传感器的输出，从而判定所述增材制造装置是否存在异常。6.根据权利要求2至4中任意一项所述的增材制造装置，其中，所述处理器构成为执行更新处理，所述更新处理在利用所述流道切换阀将从所述粉末供给机流通所述粉末的流道切换为所述第二流道之后，取得检测到在所述第二流道内流动
的所述粉末的所述第二传感器的输出，利用该输出、所述第一数学模型和所述第二数学模型，更新所述第一数学模型。7.根据权利要求6所述的增材制造装置，其中，所述处理器构成为以预定的周期反复进行所述更新处理。8.根据权利要求5至7中任意一项所述的增材制造装置，其中，所述处理器构成为在从以一定的运转条件运转的所述粉末供给机向所述头部供给所述粉末的期间所述第一传感器的输出偏离了正常变动范围时，利用所述流道切换阀将从所述粉末供给机流通所述粉末的流道切换为所述第二流道，取得检测到从以所述一定的运转条件运转的所述粉末供给机向所述储备箱流动的所述粉末的所述第二传感器的输出，基于所述第一传感器的输出和所述第二传感器的输出，判定是粉末供给机的异常、还是所述第一流道和所述第一传感器中的至少一个装置的异常。9.根据权利要求8所述的增材制造装置，其中，所述处理器构成为在从所述第一传感器的输出计算出的所述第一流量与从所述第二传感器的输出计算出的所述第二流量之差的绝对值大于预定的阈值时，判定为所述第一传感器和所述第一流道中的至少一个装置产生异常。10.根据权利要求8或9所述的增材制造装置，其中，所述处理器构成为在从所述第一传感器的输出计算出的所述第一流量与从所述第二传感器的输出计算出的所述第二流量之差的绝对值为预定的阈值以下时，判定为所述粉末供给机产生异常。11.根据权利要求5至10中任意一项所述的增材制造装置，其中，所述增材制造装置还包括用于向用户提供信息的通知装置，所述处理器构成为在判定为所述异常时，控制所述通知装置以发出警报，或者使所述增材制造装置紧急停止。12.根据权利要求1至11中任意一项所述的增材制造装置，其中，所述第一传感器和所述第二传感器是光传感器，所述第一流道具有用于使所述第一传感器的光透射的第一透射窗，所述第二流道具有用于使所述第二传感器的光透射的第二透射窗。13.一种复合加工装置，其中包括：权利要求1至12中任意一项所述的增材制造装置；以及切削加工装置，构成为进行切削加工。14.一种增材制造装置的控制方法，其中，为了从头部喷出粉末，从设定为预定的运转条件的粉末供给机向连接所述粉末供给机和所述头部的第一流道供给所述粉末，利用第一传感器检测在所述第一流道内流动的所述粉末，基于所述第一传感器的输出，计算出流向所述头部的所述粉末的第一流量，将从所述粉末供给机流通所述粉末的流道从所述第一流道切换为连接所述粉末供给机和储备箱的第二流道，从设定为所述预定的运转条件的所述粉末供给机经由所述第二流道向所述储备箱送出所述粉末，
利用第二传感器检测在所述第二流道内流动的所述粉末，基于所述第二传感器的输出，计算出流向所述储备箱的所述粉末的第二流量。15.一种增材制造装置的控制程序，其中，使处理器执行如下处理：为了从头部喷出粉末，使设定为预定的运转条件的粉末供给机向连接所述粉末供给机和所述头部的第一流道供给所述粉末；取得检测在所述第一流道内流动的所述粉末的第一传感器的输出；基于所述第一传感器的输出，计算出流向所述头部的所述粉末的第一流量；将从所述粉末供给机流通所述粉末的流道从所述第一流道切换为连接所述粉末供给机和储备箱的第二流道；使设定为所述预定的运转条件的所述粉末供给机向所述第二流道送出所述粉末；取得检测在所述第二流道内流动的所述粉末的第二传感器的输出；以及基于所述第二传感器的输出，计算出流向所述储备箱的所述粉末的第二流量。

技术总结
本发明提供增材制造装置及其控制方法、控制程序和复合加工装置。增材制造装置包括：粉末供给机，构成为利用载气送出粉末；头部，用于喷出粉末；第一流道，用于从粉末供给机向头部供给粉末；流道切换阀，设置在第一流道的中途；储备箱，用于接收从粉末供给机送出的粉末；以及第二流道，连接流道切换阀和储备箱，用于使粉末从粉末供给机向储备箱流动。流道切换阀能够择一地选择将粉末从粉末供给机供给到头部或供给到储备箱。第一传感器在流道切换阀与头部之间设置于第一流道，构成为检测流向头部的粉末的第一流量。第二传感器设置于第二流道，构成为检测流向储备箱的粉末的第二流量。构成为检测流向储备箱的粉末的第二流量。构成为检测流向储备箱的粉末的第二流量。


技术研发人员：大内诚悟 浅野孝平
受保护的技术使用者：山崎马扎克公司
技术研发日：2020.11.06
技术公布日：2023/7/7