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公開番号2025083749
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-02
出願番号2023197314
出願日2023-11-21
発明の名称工作機械装置
出願人株式会社ExtraBold
代理人弁理士法人白坂
主分類B29C 64/393 20170101AFI20250526BHJP(プラスチックの加工;可塑状態の物質の加工一般)
要約【課題】造形物の変形を防止するとともに、造形物の強度を高めることができる、工作機械装置を提供する。
【解決手段】工作機械装置は、吐出ノズルから材料を吐出して造形する造形装置と、造形装置を取り付ける、3次元の空間において位置が固定される取付部と、造形装置から吐出された材料を受けて造形される造形物を載置する載置台と、造形物を造形するための造形プログラムに応じて、載置台を空間において移動させる移動装置と、造形プログラムを実行する制御部と、を備える。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
吐出ノズルから材料を吐出して造形する造形装置と、
前記造形装置を取り付ける、３次元の空間において位置が固定される取付部と、
前記造形装置から吐出された材料を受けて造形される造形物を載置する載置台と、
前記造形物を造形するための造形プログラムに応じて、前記載置台を前記空間において移動させる移動装置と、
前記造形プログラムを実行する制御部と
を備える、工作機械装置。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記制御部は、
前記造形装置から吐出される材料の重量に基づき、造形過程における造形物の重量の変化量を算出し、
算出した前記重量の変化量に基づき、前記移動装置における前記載置台の荷重値を逐次補正する、請求項１に記載の工作機械装置。
【請求項３】
前記制御部は、
前記造形装置から吐出される材料の体積と、予め登録された複数の材料から選択された１つの材料の比重とに基づき前記重量を算出する、請求項２に記載の工作機械装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記造形装置から吐出される材料の前記載置台における吐出位置と、前記吐出位置に吐出される材料の重量とに基づき、造形過程における造形物の重心の変化量をさらに算出し、
算出した前記重量の変化量と前記重心の変化量とに基づき、前記移動装置における前記載置台の荷重値と重心位置とを逐次補正する、請求項２または３に記載の工作機械装置。
【請求項５】
前記造形装置の内部に滞留した材料を前記吐出ノズルからパージするパージ手段と、
前記パージ手段によってパージされた材料を受ける受け皿と、をさらに備え、
前記制御部は、前記造形装置における造形を行う前に、前記受け皿を前記移動装置によって前記吐出ノズルの近傍に移動させて、前記パージ手段によってパージされた材料を前記受け皿で受ける動作を実行させる、請求項１に記載の工作機械装置。
【請求項６】
前記受け皿は、前記移動装置によって移動可能にされて、
前記制御部は、前記移動装置を移動することにより、前記受け皿を前記吐出ノズルの近傍に移動させ、さらに前記パージ手段によって前記受け皿にパージされた材料を予め決められた位置に落下させる、請求項５に記載の工作機械装置。
【請求項７】
前記受け皿は、前記載置台に取り付けられて、前記移動装置が前記載置台を移動することにより移動される、請求項６に記載の工作機械装置。
【請求項８】
前記吐出ノズルに付着した材料を拭取る拭取り部をさらに備え、
前記制御部は、前記造形装置における造形を行う前に、前記拭取り部を前記吐出ノズルに接触させて前記吐出ノズルのクリーニング動作を実行させる、請求項１に記載の工作機械装置。
【請求項９】
前記拭取り部は、前記移動装置によって移動可能に取り付けられて、
前記制御部は、前記移動装置のフォースモードにおいて決められた力で前記拭取り部を前記吐出ノズルに接触させるとともに、前記力の方向とは異なる方向に前記拭取り部を移動することにより、前記クリーニング動作を実行させる、請求項８に記載の工作機械装置。
【請求項１０】
前記拭取り部は、前記載置台に取り付けられて、前記移動装置が前記載置台を移動することにより移動される、請求項９に記載の工作機械装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械装置に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、３Ｄ（Ｔｈｒｅｅ－Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ）－ＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ－ＡｉｄｅｄＤｅｓｉｇｎ）、または３ＤＣＧ（ｃｏｍｐｕｔｅｒｇｒａｐｈｉｃｓ）等において作成された３Ｄデータに基づき、材料を一層一層積層していき造形物（ワーク）を造形する３Ｄプリンタが知られている。３Ｄプリンタには様々な造形方式が用いられる。例えば、熱で融解した材料を積層していきワークを造形するＦＤＭ（ＦｕｓｅｄＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎＭｏｄｅｌｉｎｇ）方式の３Ｄプリンタがある。ＦＤＭ方式の３Ｄプリンタは、溶融した樹脂等の材料を吐出する吐出部を三次元（または二次元）で移動させる主軸を有し、主軸を制御する制御部が主軸を三次元に移動させることによりワークを造形する。
【０００３】
また、材料を吐出する造形装置をロボットアームにより３次元で移動させる３Ｄプリンタが知られている。特許文献１には、造形装置の位置、姿勢、向きのうちの少なくとも一つを変更するロボットアームと、ワーク保持台の位置、姿勢、向きのうちの少なくとも一つを変更するロボットアームが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２１－１８７０７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、造形装置を３次元で移動させて造形物を造形する３Ｄプリンタにおいては、造形装置の重量により慣性が増加すると、造形装置の移動により造形装置が振動等するため、造形装置の位置決め精度が低下して、造形物の造形精度が低下する場合があった。
【０００６】
また、造形装置を移動させるロボットアームの剛性を上げるためには、ロボットアームを構成する部品の剛性を上げる必要があるため、ロボットアームの大型化または重量化が必要となるため、３Ｄプリンタが大型化して装置コストが上昇してしまう場合があった。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、造形物の造形精度を向上させるとともに、装置コストの低減を図ることができる、工作機械装置を提供することを一つの目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するため、実施形態の工作機械装置は、吐出ノズルから材料を吐出して造形する造形装置と、造形装置を取り付ける、３次元の空間において位置が固定される取付部と、造形装置から吐出された材料を受けて造形される造形物を載置する載置台と、造形物を造形するための造形プログラムに応じて、載置台を前記空間において移動させる移動装置と、造形プログラムを実行する制御部と、を備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の一つの実施形態によれば、工作機械装置は、吐出ノズルから材料を吐出して造形する造形装置と、造形装置を取り付ける、３次元の空間において位置が固定される取付部と、造形装置から吐出された材料を受けて造形される造形物を載置する載置台と、造形物を造形するための造形プログラムに応じて、載置台を空間において移動させる移動装置と、造形プログラムを実行する制御部と、を備えることにより、造形物の造形精度を向上させるとともに、装置コストの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
実施形態における工作機械装置の外観の一例を示す図である。
実施形態における、（Ａ）主軸に対する工具装着時の一例、（Ｂ）主軸に対する造形装置装着時の一例を示す図である。
実施形態における造形装置を把持する把持装置の一例を示す図である。
実施形態における製作エリアの一例を示す図である。
実施形態における重量変化と重心変化の算出方法の一例を示す図である。
実施形態における材料のパージ方法の一例を示す図である。
実施形態におけるパージ材料の廃棄方法の一例を示す図である。
実施形態における吐出ノズルのクリーニング方法の一例を示す図である。
実施形態における造形装置の交換動作の一例を示すフローチャートである。
実施形態における材料のパージ動作の一例を示すフローチャートである。
実施形態における吐出ノズルのクリーニング動作の一例を示すフローチャートである。
実施形態における造形動作の一例を示すフローチャートである。
実施形態における造形制御の一例を示すフローチャートである。
実施形態における載置台の水平補正動作の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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