JP2001277369A

JP2001277369A - 光造形機用データ作成方法及びその装置

Info

Publication number: JP2001277369A
Application number: JP2000089921A
Authority: JP
Inventors: Kenichirou Yomogihara; 健一郎艾原; Koichi Shinkai; 弘一新開
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2000-03-28
Filing date: 2000-03-28
Publication date: 2001-10-09
Anticipated expiration: 2020-03-28
Also published as: JP3873571B2

Abstract

(57)【要約】【課題】モデルの全体形状及び断面輪郭線形状の特徴
に合致した造形条件を自動的に決定する。【解決手段】造形する形状を所定の形式のデータとし
て取り込み、取り込んだモデルの概観形状を投影形状と
して認識するとともに所望の間隔で輪切りにして複数の
断面輪郭線データを作成し、得られた断面輪郭線の形状
を認識し、得られた断面輪郭線データを輪郭線の構成に
応じてレーザーのスポット径に応じた寸法だけ内または
外側にオフセットし、オフセット処理された断面輪郭線
の内側領域に塗り潰し処理を行い、さらにスライス処理
直後の断面輪郭線やオフセット直後の断面輪郭線を画面
上に表示して対話的に編集・修正作業を行う。また、モ
デルまたは断面輪郭線の形状パターンや面積、形状特徴
などに対応する造形条件との関係を格納した造形条件決
定知識ベースを参照して、認識したモデルや断面輪郭線
の形状パターンや面積、形状特徴などに対応する造形条
件を導く。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は三次元モデルを光造
形機で造形するために上記三次元モデルのデータから光
造形機用のデータを作成する光造形機用データ作成方法
及びその装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】レーザー光を用いて造形を行う光造形機
を作動させるための光造形機用データは、ＣＡＤにおい
て作成した造形しようとする物体の三次元形状モデルを
取り込んでスライス処理を行い、得られた等高線断面の
輪郭線で囲まれた領域をレーザー光を照射すべき塗り潰
し面とすることで作成するわけであるが、この時、特開
平６−２５４９７３号公報には造形時に光線が入射する
方向の造形物の厚みを入力された補正値で補正すること
で厚みの方向について寸法精度の高い造形物を得られる
ようにする技術が開示されている。また、特開平８−３
４０６４号公報には、樹脂の収縮による形状変更を補正
するための三次元モデルの変形を行い、その補正後のモ
デルを均一な厚さで高精度に且つ高速度で造形するため
に、走査速度、照射方向、積層間隔（スライスピッチ）
を部分的に変更する旨の開示があるが、スライスピッチ
の具体的な決定方法については開示されていない。

【０００３】また、特開平５−３１８６０３号公報に
は、三次元モデルを複数の層に分割して層別に造形パラ
メータを設定することで、断面が異なっている場合には
異なった造形パラメータを設定することが記載されてい
るが、異なる断面の認識方法については記述がなく、細
かい箇所がある場合にはスキャンピッチを小さくする程
度の記述があるだけとなっている。また、造形パラメー
タの設定も層単位でできるに過ぎない。

【０００４】さらに特開平４−１６９２２１号公報や特
開平５−２７８１２４号公報にはオフセット量の決定、
殊に傾斜部分のオフセット量の決定についての提案が示
されているが、これはレーザー光のスポット径が一定の
元でのオフセット量の変更であり、スポット径そのもの
を変更することについての記述はない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような点
に鑑みなされたものであって、その目的とするところは
設計者の造形条件の入力とは別に、モデルの全体形状及
び断面輪郭線形状の特徴を自動的に認識把握し、その形
状に対応した造形条件決定知識ベースを参照すること
で、モデルの形状だけでなく断面の輪郭線の一つ一つに
最適な造形条件を自動的に決定することができる光造形
機用データ作成方法及びその装置を提供するにあり、他
の目的とするところは、層単位ではなく、任意の層内の
各断面輪郭線単位で造形条件の自動設定が可能であるた
めに、より高精度且つ高速度での造形を可能とした光造
形機用データ作成方法を提供するにあり、さらに他の目
的とするとこは、断面輪郭線の形状特徴に対する最適な
スポット径を決定することができる光造形機用データ作
成方法を提供するにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】しかして本発明に係る光
造形機用データ作成方法は、造形する形状を所定の形式
のデータとして取り込むモデル取り込みを行うステップ
と、取り込んだモデルの概観形状を正面と背面と左側面
と右側面への投影形状として認識するモデル認識処理ス
テップと、取り込んだモデルを所望の間隔で輪切りにし
て複数の断面輪郭線データを作成するスライス処理ステ
ップと、得られた断面輪郭線の形状を認識する断面輪郭
線形状認識ステップと、得られた断面輪郭線データを輪
郭線の構成に応じてレーザーのスポット径に応じた寸法
だけ内または外側にオフセットさせるオフセット処理ス
テップと、オフセット処理された断面輪郭線の内側領域
に塗り潰し処理を行うハッチング処理ステップと、スラ
イス処理直後の断面輪郭線やオフセット直後の断面輪郭
線を画面上に表示して対話的に編集・修正作業を行う対
話編集処理ステップとを備えている光造形機用データ作
成方法であって、前記モデル認識ステップまたは断面輪
郭線形状認識ステップで認識されたモデルまたは断面輪
郭線の形状パターンや面積、形状特徴などに対応する造
形条件との関係を格納した造形条件決定知識ベースを備
えて、上記スライス処理ステップとオフセット処理ステ
ップとハッチング処理ステップでは、モデル認識処理ス
テップまたは断面輪郭線形状認識ステップで認識された
モデルや断面輪郭線の形状パターンや面積、形状特徴な
どに対応する造形条件を、上記造形条件決定知識ベース
を参照して導いていることに特徴を有している。

【０００７】ある特定のスライス層における断面輪郭線
とその上下のスライス層の断面輪郭線との比較において
上記特定のスライス層の断面輪郭線の良否を判定する断
面輪郭線判定ステップを備えたものとするのも好まし
い。

【０００８】上記スライス処理ステップでは、取り込ん
だモデルについてモデル認識処理ステップで投影作成し
たモデル形状からモデルの傾斜度または微細度に対応す
るスライスピッチを、造形条件決定知識ベースを参照し
て導いたり、取り込んだモデルについてモデル認識処理
ステップで投影作成したモデル寸法値から仮決定される
スライス分割値によって分割するとともにこのスライス
線分と投影形状とで囲まれた領域の面積と投影形状の外
殻輪郭線長との比率に対応するスライスピッチを、造形
条件決定知識ベースを参照して導いていたり、取り込ん
だモデルについてモデル認識処理ステップで投影作成し
た投影形状の外殻線の傾き角度に対応するスライスピッ
チを、造形条件決定知識ベースを参照して導いたり、さ
らには取り込んだモデルについてモデル認識処理ステッ
プで投影作成した投影形状の外殻線を構成する線分のベ
クトル方向から近似した特徴図形を求めて、この特徴図
形に対応するスライスピッチを、造形条件決定知識ベー
スを参照して導くことが好ましい。

【０００９】また、オフセット処理ステップでは、断面
輪郭線形状認識ステップで認識された断面輪郭線の形状
パターンに対応する光造形加工用レーザーのスポット径
を造形条件決定知識ベースを参照して導いたり、断面輪
郭線形状認識ステップで認識された断面輪郭線で囲まれ
る領域の面積に対応する光造形加工用レーザーのスポッ
ト径を造形条件決定知識ベースを参照して導いたり、断
面輪郭線形状認識ステップで認識された断面輪郭線で囲
まれる領域の面積と断面輪郭線長とに対応する光造形加
工用レーザーのスポット径を造形条件決定知識ベースを
参照して導いたり、断面輪郭線形状認識ステップで認識
された断面輪郭線を構成する線分のベクトル方向から近
似した近似断面輪郭線を求めて、近似断面輪郭線中の隣
接する線分がなす角度に対応する光造形加工用レーザー
のスポット径を造形条件決定知識ベースを参照して導い
たりすればよい。ただし、これらは断面輪郭線が孔を構
成しないものである場合にのみ適用することが好まし
い。

【００１０】オフセット処理ステップは、スポット径を
半径とするとともに断面輪郭線形状認識ステップで認識
された断面輪郭線を構成する線分のコーナーを中心とし
てとする第１の円と、同じくスポット径を半径とすると
ともに上記コーナーに隣接する他のコーナーに円弧を位
置させる第２の円との交点を通る第１の円の接線を、コ
ーナー部のオフセット経路の補完路とするのも好まし
い。

【００１１】ハッチング処理ステップは、断面輪郭線形
状認識ステップで認識された断面輪郭線で囲まれる領域
の形状に対応するハッチングパターンやハッチングピッ
チやハッチング方向等のハッチングパラメータを、造形
条件決定知識ベースを参照して導いたり、断面輪郭線形
状認識ステップで認識された断面輪郭線で囲まれる領域
の面積に対応するハッチングピッチを、造形条件決定知
識ベースを参照して導いたり、断面輪郭線形状認識ステ
ップで認識された断面輪郭線を構成する各線分を一定の
範囲で近似することにより輪郭線形状の形状特徴を抽出
して、該形状特徴に対応するハッチング方向を造形条件
決定知識ベースを参照して導いたり、断面輪郭線形状認
識ステップで認識された断面輪郭線を構成する各線分を
一定の範囲で近似することにより輪郭線形状の形状特徴
を抽出して、該形状特徴に対応するハッチングパターン
を造形条件決定知識ベースを参照して導いたり、断面輪
郭線形状認識ステップで認識された断面輪郭線で囲まれ
る領域の内部の製品部分と穴部分とを認識し、製品部分
と穴部分との関係に対応するハッチングパターンを造形
条件決定知識ベースを参照して導いたりするものがよ
い。

【００１２】さらに前記断面輪郭線判定ステップは、あ
る特定のスライス層における断面輪郭線とその上下のス
ライス層の断面輪郭線との比較において一致しない輪郭
線で囲まれる領域の面積が設定値より小さい時、その断
面輪郭線を削除するのが好ましく、断面輪郭線判定ステ
ップは、スライス処理ステップで作成された断面輪郭線
の破れをその上下層の断面輪郭線形状から判断して閉じ
る補正を行うことが望ましい。

【００１３】そして本願の光造形機用データ作成装置
は、造形する形状を所定の形式のデータとして取り込む
モデル取り込み部と、取り込んだモデルの概観形状を正
面と背面と左側面と右側面への投影形状として認識する
モデル認識処理部と、取り込んだモデルを所望の間隔で
輪切りにして複数の断面輪郭線データを作成するスライ
ス処理部と、得られた断面輪郭線の形状を認識する断面
輪郭線形状認識部と、得られた断面輪郭線データを輪郭
線の構成に応じてレーザーのスポット径に応じた寸法だ
け内または外側にオフセットさせるオフセット処理部
と、オフセット処理された断面輪郭線の内側領域に塗り
潰し処理を行うハッチング処理部と、スライス処理直後
の断面輪郭線やオフセット直後の断面輪郭線を画面上に
表示して対話的に編集・修正作業を行う対話編集処理部
と、前記モデル認識部または断面輪郭線形状認識部で認
識されたモデルまたは断面輪郭線の形状パターンや面
積、形状特徴などに対応する造形条件との関係を格納し
た造形条件決定知識ベースとを備えているとともに、上
記スライス処理部とオフセット処理部とハッチング処理
部は、モデル認識処理部で認識されたモデルまたは断面
輪郭線形状認識部で認識された断面輪郭線の形状パター
ンや面積、形状特徴などに対応する造形条件を上記造形
条件決定知識ベースを参照して自動決定するものである
ことに特徴を有している。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下本発明を実施の形態の一例に
基づいて詳述すると、図２は本発明に係る光造形機用デ
ータ作成装置である光造形ＣＡＭ装置を示しており、マ
ウスやキーボード、ＣＲＴ等が接続されるとともに外部
記憶装置２が接続された制御回路１内には、ユーザーイ
ンターフェースのほか、モデル取込部１１、モデル認識
部１２、スライス処理部１３、断面輪郭線形状認識部１
４、オフセット処理部１５、ハッチング処理部１６、対
話編集処理部１７、上下層判定部１８等を備えて、ＣＡ
Ｄで作成された三次元モデルのデータをＳＴＬ（Ｓｔｅ
ｒｅｏＬｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）形式のデータとして
取り込み、作成した光造形機用の光造形データを光造型
機に出力することができるものとなっている。また、上
記外部記憶装置２は、取り込んだＳＴＬ形式のモデルデ
ータや上記造形データのための蓄積部を備えるほか、造
形条件知識ベース３を納めている。

【００１５】この光造形ＣＡＭ装置における処理につい
てその概略から説明すると、図１に示すように、造形す
るモデルをＳＴＬ形式データとしてモデル取込部１１で
取り込み、取り込んだモデルの概観形状をモデル認識処
理部１２において正面と背面と左側面と右側面への投影
形状として認識する。次いで、取り込んだモデルをスラ
イス処理部１３において所望の間隔で輪切りにして複数
の断面輪郭線データを作成し、得られた断面輪郭線の形
状を断面輪郭線形状認識部１４において認識するととも
に、オフセット処理部１５において上記断面輪郭線デー
タから輪郭線の構成とレーザーのスポット径とに応じた
寸法だけ内または外側にオフセットさせるオフセット処
理ステップを実行し、さらにハッチング処理部１６にお
いて上記オフセット処理された断面輪郭線の内側領域に
塗り潰し処理を行う。また、スライス処理直後の断面輪
郭線やオフセット直後の断面輪郭線については、画面Ｃ
ＲＴ上に表示して対話編集処理部１７において対話的に
編集・修正作業を行うことができるようにしている。

【００１６】そして、本発明においては、前記モデル認
識部１２によるモデル処理ステップまたは断面輪郭線形
状認識部１４による断面輪郭線形状認識ステップで認識
されたモデルまたは断面輪郭線の形状パターンや面積、
形状特徴などと、これらに対応する好ましい造形条件と
の関係を予め前記造形条件決定知識ベース３に格納して
おり、上記スライス処理部１３によるところのスライス
処理ステップや、オフセット処理部１５によるオフセッ
ト処理ステップ、あるいはハッチング処理部１６におけ
るハッチング処理ステップに際して、上記モデル認識処
理ステップまたは断面輪郭線形状認識ステップで認識さ
れたモデルや断面輪郭線の形状パターンや面積、形状特
徴などに対応する造形条件を、上記造形条件決定知識ベ
ース３を参照して自動的に決定するようにしてある。

【００１７】前記モデル認識処理部１２は、取り込んだ
モデルＭの概観形状を図３に示すように正面Ｍｆと背面
Ｍｂと左側面Ｍｌと右側面Ｍｒへの各投影形状とし、各
投影図の外形を構成する線分のベクトル方向を一定の範
囲内で近似（図４参照）することで、各投影図の形状特
徴を抽出し、予め登録してある基本形状パターンとのマ
ッチングをとることで、形状パターンの判断（たとえば
図４(a)に示すものは細肉部無し凹型、図４(b)に示すも
のは鋭角三角形）を行ったり、面積を取得するものであ
る。

【００１８】スライス処理部１３は図５に示すように、
ＳＴＬデータモデルＭ（図は投影モデルを示している）
から任意のｚ座標値のｘ−ｙ平面でモデルを輪切りする
ことで、断面輪郭線Ｗ１〜Ｗｎの各データを作成するも
ので、この断面輪郭線データとしては、たとえば、総層数層１、構成輪郭線数輪郭線１、方向、構成ポイント数ポイント１座標ｘ，ｙ、ポイント２座標ｘ，ｙ、…ポイ
ントｎ座標ｘ，ｙ輪郭線２、方向、構成ポイント数ポイント１座標ｘ，ｙ、ポイント２座標ｘ，ｙ、…ポイ
ントｎ座標ｘ，ｙ… 層２、構成輪郭線数 … 層ｎ、構成輪郭線数輪郭線１、方向、構成ポイント数ポイント１座標ｘ，ｙ、ポイント２座標ｘ，ｙ、…ポイ
ント３座標ｘ，ｙ… 輪郭線ｍ、方向、構成ポイント数ポイント１座標ｘ，ｙ、ポイント２座標ｘ，ｙ、…ポイ
ントｎ座標ｘ，ｙという形式のものを用いる。

【００１９】断面輪郭線形状認識部１４は、取り込んだ
断面輪郭線を構成する各線分のベクトル方向を一定の範
囲内で近似することで輪郭線の形状特徴を抽出し、予め
登録してある基本形状パターンとのマッチングをとるこ
とで形状パターンの判定を行ったり面積を取得するもの
であり、また輪郭線同士の内外の関係を抽出すること
で、製品の輪郭線か穴部分の輪郭線かを判断する（最外
周の輪郭線は製品の輪郭線、その内側の輪郭線は穴部分
の輪郭線、さらにその内側の輪郭線は製品の輪郭線）。

【００２０】次にオフセット処理部１５は、図６に示す
ように、断面輪郭線Ｗから使用するレーザー光のスポッ
ト径ｒ（半径、厳密にはレーザースポット光の照射で溶
融硬化する部分の半径）分だけオフセットしてオフセッ
ト輪郭線ＯＷを形成するものであり、輪郭線Ｗが製品の
外側か内側かを判別するために、ここではオフセット輪
郭線ＯＷの回転方向に対して左側が製品の内側となるよ
うにしている。

【００２１】さらにハッチング処理部１６は、製品の内
側となる領域であってレーザー光を照射することになる
領域をレーザー光で塗りつぶす経路を生成するもので、
レーザー光の走査線と一致することになる図中のハッチ
ング線による塗りつぶしにあたって、図７に示す全面走
査、領域を帯状に分割して各分割された帯状領域うちを
塗りつぶす帯状走査（図８(a)参照）、領域を縦横のセ
ル状に分割して各セル領域を塗りつぶすセル走査（図８
(b)参照）などのハッチングパターンや、走査方向（図
７(a)(b)(c)）、ハッチングピッチ（レーザー走査線ピ
ッチ）などのハッチングパラメータを決定して、該ハッ
チングパラメータに基づく塗りつぶし処理を行う。

【００２２】上記の各処理に加えて、図９に示すよう
に、ある特定のスライス層における断面輪郭線とその上
下のスライス層の断面輪郭線との比較において上記特定
のスライス層の断面輪郭線の良否を判定する断面輪郭線
上下層判定部１９を設けてもよい。図１０に断面輪郭線
上下層判定部１９による断面輪郭線上下層判定処理ステ
ップの処理概要を、図１１に処理フローを示す。ｎ層目
の輪郭線Ｗ（ＯＷ）とその上下の層（ｎ−１層、ｎ＋１
層）の輪郭線Ｗ（ＯＷ）とを比較して、ｎ層目の輪郭線
Ｗ（ＯＷ）が正しいかどうかを判定するものであり、無
くなった輪郭線Ｗ１があればこれを追加し、変形した輪
郭線Ｗ２があればこれを補正し、ｎ層目にだけ存在する
輪郭線Ｗ３はこれを削除するといった処理を行う。この
処理は自動で行わせるのではなく、対話編集処理部１７
での対話編集で行うようにしてもよいが、対話編集での
操作ミスや操作者の見落とし等の虞を考えれば、上記上
下層判定部１９による自動処理機能を付加しておくこと
が望ましい。

【００２３】次に、各処理ステップにおいて、造形条件
決定知識ベース３を参照して好ましい光造形機用データ
を作成している点について説明すると、スライス処理ス
テップでのスライスピッチについては、取り込んだモデ
ルについてモデル認識処理ステップで投影作成したモデ
ル形状からモデルの傾斜度または微細度に対応する値を
造形条件決定知識ベースを参照して導いている。図１２
に示すように、傾斜部がある場合、スライスピッチＳＰ
を小さくするほど造形精度が向上するとともに傾斜が緩
やかなほどスライスピッチＳＰが造形精度に与える影響
が大きくなる。また、スライスピッチＳＰを小さくする
ほど、造形速度が遅くなる。

【００２４】このために、スライス処理ステップにおい
ては、仮スライスピッチをいったん設定し、モデル認識
処理ステップでの認識結果としてのモデル形状から微細
形状や傾斜部分の有無の判定及び有りと判断した時の微
細形状の度合いや傾斜度合いを計算を行い、これらの計
算結果を造形条件決定知識ベース３におけるたとえば表
１に示すような知識ベースを参照して、スライスピッチ
ＳＰを決定する。

【００２５】

【表１】

【００２６】スライスピッチＳＰの決定にあたっては、
図１４及び図１５に示すように、取り込んだモデルにつ
いてモデル認識処理ステップで投影作成したモデル寸法
値から仮決定されるスライス分割値によって分割（図１
５(b)）するとともにこのスライス線分と投影形状とで
囲まれた領域の面積と投影形状の外殻輪郭線長との比率
に対応するスライスピッチを造形条件決定知識ベース３
を参照して導くようにしてもよい。つまり、図１６及び
図１７に示すような投影図がある場合、投影形状の外殻
輪郭線長をスライス線分と投影形状とで囲まれた領域
（図中のハッチング部）の面積で割った値を求めて、こ
の値と設定すべきスライスピッチＳＰとの相関を造形条
件決定知識ベース３のたとえば表２に示すような知識ベ
ースを参照して、スライスピッチＳＰを決定する。ちな
みに図１６に示すモデルでは、すべて比率が３未満であ
るが、図１７に示すモデルでは、底部側が比率３未満と
なるものの頂部側は比率３以上となるために０．０１ｍ
ｍのスライスピッチＳＰが頂部側の部分において採用さ
れる。

【００２７】

【表２】

【００２８】そして、上記知識ベースを参照することで
各部形状に応じて決定したスライスピッチＳＰで再度ス
ライス処理を行う（図１５(d)参照）。図１８は上記処
理のフローチャートを示す。

【００２９】スライスピッチＳＰの決定にあたっては、
図１９及び図２０に示すように、取り込んだモデルにつ
いてモデル認識処理ステップで投影作成したモデル寸法
値から仮決定されるスライス分割値によって分割して分
割して得られた一つの層における投影形状外殻線の最小
傾き角度（図中のＫ部）に対応するスライスピッチＳＰ
を造形条件決定知識ベース３を参照して導くようにして
もよい。この場合の造形条件決定知識ベース３の知識ベ
ースの一例を表３に、フローチャートを図２１に示す。

【００３０】

【表３】

【００３１】このほか、図２２及び図２３に示すよう
に、取り込んだモデルについてモデル認識処理ステップ
で投影作成した投影形状の外殻線を構成する線分のベク
トル方向から近似した特徴図形を求めて、この特徴図形
に対応するスライスピッチを造形条件決定知識ベース３
を参照して導くようにしてもよい。この場合の知識ベー
スの一例を表４に、フローチャートを図２４に示す。な
お、ここでは３６０°を４分割するベクトル近似を行っ
ているが、さらに細かく分割してベクトル近似を行って
もよいのはもちろんである。

【００３２】

【表４】

【００３３】次にオフセット処理ステップでの造形条件
決定知識ベースを参照する処理について説明すると、断
面輪郭線形状認識ステップで認識された断面輪郭線Ｗに
微細な部分がある場合に大きなスポット径のレーザー光
Ｂを採用した場合、図２５(a)に示すように、塗り残し
部分Ｕの面積が大きくなり、小さなスポット径のレーザ
ー光Ｂを採用した方が塗り残し部分Ｕの面積が小さくな
って造形精度を高くすることができる。しかし、スポッ
ト径を小さくすれば、レーザーエネルギーが小さくなる
ために長い時間照射する必要があり、走査時間が長くな
って造形時間が多大となる。つまりは、精度と造形時間
とのトレードオフの関係で、対象となる輪郭線に最適な
スポット径を設定する必要がある。このために、図２６
に示すフローチャートから明らかなように、断面輪郭線
形状認識ステップで認識された断面輪郭線Ｗの形状パタ
ーンから抽出演算した微細度に対応する光造形加工用レ
ーザーのスポット径を表５に示すような造形条件決定知
識ベースを参照して導くのである。

【００３４】

【表５】

【００３５】また、図２７(a)(b)に示すように、断面輪
郭線Ｗでの微細度が同じでも囲まれた領域の面積が小さ
ければ、大きい面積の場合と同じスポット径のレーザー
光Ｂで走査したのでは精度が悪くなってしまい、図２７
(c)に示すように、スポット径を絞る必要がある。この
点についても、図２８のフローチャートに示すように、
断面輪郭線形状認識ステップで認識された断面輪郭線で
囲まれる領域の面積を計算してこの面積を条件に造形条
件決定知識ベースを参照して最適スポット径を導いてい
る。この場合の知識ベースの一例を表６に示す。

【００３６】

【表６】

【００３７】さらには断面輪郭線Ｗで囲まれる面積が大
きくとも、図２９に示すような形状であれば、面積が小
さい場合と同様にスポット径を小さくしなくては精度を
保つことができないことから、図３０及び表７の知識ベ
ースの一例に示すように断面輪郭線の全長を面積で割っ
た値に応じてスポット径を設定することが望ましい。

【００３８】

【表７】

【００３９】また、断面輪郭線で囲まれる面積あるいは
面積と断面輪郭線の全長との比に応じてレーザー光Ｂの
スポット径を設定しても、断面輪郭線中の隣接する線分
がなす角度が小さければ、図３１に示すように、上記角
度が大きいものよりもスポット径を小さくしなくては精
度を保つことができない。このために、図３２に示すよ
うに、形状認識ステップで認識された断面輪郭線を構成
する線分のベクトル方向から近似した近似断面輪郭線を
求め、近似断面輪郭線中の隣接する線分がなす角度に対
応する光造形加工用レーザー光Ｂのスポット径をたとえ
ば表８に示すような造形条件決定知識ベースを参照する
のも好ましい。

【００４０】

【表８】

【００４１】もっとも、同じ輪郭線を走査する場合で
も、対象が製品部か穴部かによってオフセット方向が逆
となるだけでなく、穴部の場合にはオフセット輪郭線が
大きくなる方向であるために、たとえ微細形状を有して
いたり面積が小さかったりしても、レーザー光Ｂのスポ
ット径をさほど小さくしなくても精度的な問題は生じな
い（領域面積と輪郭線長との比から判断する場合を除
く）。このために、穴部を有するものについては、図２
８及び図３２に示したフローは、図３３及び図３４に示
すように、穴部である場合にはスポット径として知識ベ
ースから参照することなく所定値を与えてしまうものと
するのが好ましい。なお、知識ベースに穴部である場合
のスポット径を加えておき、知識ベースの参照で穴部で
ある場合のスポット径を導くようにしてもよい。

【００４２】このほか、断面輪郭線を構成する各線分の
ベクトル方向を一定の範囲内で近似することによって得
た近似断面輪郭線においてスポット径未満の微小な段差
があるコーナー部では、通常であれば、図３５(a)に示
すように、段差を挟んで連続する直線状輪郭線Ｗ１，Ｗ
２と平行なオフセット輪郭線ＯＷ１，ＯＷ２同士を、ス
ポット径を半径とするとともに内隅コーナー部Ｃｉｎに
周縁が接する円Ｃ１の接線によって直角に結んでいる
が、この場合、塗り残し部Ｕの面積が大きくなってしま
う。オフセット輪郭線ＯＷ１，ＯＷ２間を図３５(b)に
示すように円弧で補完すれば、塗り残しＵは少なくなる
が、内隅コーナー部Ｃｉｎを支点にレーザーが回ること
になるために、内隅コーナー部Ｃｉｎにエネルギーが集
中してしまうことになる。

【００４３】このために、上記のような微小段差のコー
ナー部では、図３６に示すように、段差を挟んで連続す
る直線状輪郭線Ｗ１，Ｗ２と平行なオフセット輪郭線Ｏ
Ｗ１，ＯＷ２同士を、スポット径を半径とするとともに
内隅コーナー部Ｃｉｎを中心とする円Ｃ２と、同じくス
ポット径を半径とするとともに直線状輪郭線Ｗ２上に中
心があり且つ外隅コーナー部Ｃｏｕｔに周縁が接する円
Ｃ３との交点での円Ｃ２の接線Ｔ１で結ぶようにするこ
とが望ましい。このようにすれば、塗り残しＵの面積を
小さくすることができると同時に、内隅コーナー部Ｃｉ
ｎにレーザーエネルギーが集中してしまうこともない。
図３７に示すように、上記接線Ｔ１ともう一つの接線Ｔ
２とで補完するようにしてもよい。

【００４４】次にハッチング処理ステップについて説明
すると、ここでのハッチング線に従って光造形機でのレ
ーザー光の走査がなされることから、図３８(a)に示す
ように、全面走査、帯状分割走査、セル状分割走査とい
ったハッチングパターン、分割走査を行う場合には図３
８(b)に示すＸ方法分割とＹ方向分割という分割方法や
図３８(c)に示す狭い広いの分割ピッチ、また図３８(d)
に示すようにＸ方向、Ｙ方向、斜方向、ＸＹ両方向とい
ったハッチング方向、ハッチングピッチ等をハッチング
処理ステップで決定しなくてはいけない。

【００４５】また、上記分割は、造形物のレーザーエネ
ルギーによる歪みを軽減させるために行うことから、塗
り潰し領域の面積が小さい場合には分割する必要がな
く、図３９に示すような横長矩形の領域をＸ方向走査で
分割して塗り潰す場合は、同図(a)に示すようなＹ方向
分割ではなく、同図(b)に示すＸ方向分割とすることが
望ましく、走査にかかる時間の点からは、塗り潰し面積
が大きい時にはハッチングピッチを大きくすることが望
ましく、塗り潰し領域が図４０に示すように、縦横比の
差が大きいものである場合、その長手方向と直交する方
向がハッチング方向となるようにすることが望ましい。

【００４６】このために、ここでは断面輪郭線で囲まれ
る領域の形状や面積と、ハッチングパターンやハッチン
グピッチやハッチング方向等のハッチングパラメータと
の好ましい関係を造形条件決定知識ベースに予め登録し
てある。

【００４７】そして、ハッチング処理ステップにおいて
は、たとえば図４１に示すように、断面輪郭線形状認識
ステップで認識された断面輪郭線で囲まれる領域の面積
に対応する走査方式（ハッチングパターン）と上記断面
輪郭線で囲まれる領域の縦横比に対応する分割方向とを
表９及び表１０に示す知識ベースを参照して決定する。

【００４８】

【表９】

【００４９】

【表１０】

【００５０】図４２は断面輪郭線形状認識ステップで認
識された断面輪郭線で囲まれる領域の面積に対応するハ
ッチングピッチを表１１に示すような知識ベースから参
照して決定する場合のフローを示しており、図４３は断
面輪郭線形状認識ステップで認識された断面輪郭線を構
成する各線分を一定の範囲で近似することにより輪郭線
形状の形状特徴を抽出して、該形状特徴に対応するハッ
チング方向を表１２に示すような造形条件決定知識ベー
スを参照して導く場合を示している。この場合、図４０
に示すものに対しては長手方向と直交する方向のハッチ
ング方向が選択される。

【００５１】

【表１１】

【００５２】

【表１２】

【００５３】さらに図４４は断面輪郭線形状認識ステッ
プで認識された断面輪郭線を構成する各線分を一定の範
囲で近似することにより輪郭線形状の形状特徴（縦横比
Ｙ／Ｘ）を抽出して、該形状特徴に対応するハッチング
パターンを表１３に示すような造形条件決定知識ベース
を参照して導く場合を示しており、面積が小さい場合に
は全面走査を、面積が所定値（１００ｍｍ²）以上で縦
長であれば、図４５(a)に示すようにＹ方向の帯状分
割、横長であれば図４５(b)に示すようにＸ方向の帯状
分割、縦横比がほぼ１（ここでは０．１〜１０）であれ
ば、セル状分割とする。

【００５４】

【表１３】

【００５５】また、穴部分を有するものに対して、図４
６(a)に示すように帯状分割を行っても、穴部分の面積
が大きいために、その効果は期待できず、データ量のみ
が増えてしまうことになる。図４６(b)に示すように、
穴部が存在するものの全体の面積に対する穴部の面積が
小さいものでは、その影響は小さい。このために、図４
７に示すように、断面輪郭線形状認識ステップで認識さ
れた断面輪郭線で囲まれる領域の内部の製品部分と穴部
分とを認識し、穴部分の面積割合に対応するハッチング
パターンを表１４に示すような造形条件決定知識ベース
を参照して導いたりするのもよい。なお、表中の「設定
値」とは、ユーザーが明示的に選択したものを指す。

【００５６】

【表１４】

【００５７】さらに前記断面輪郭線判定ステップは、あ
る特定のスライス層における断面輪郭線とその上下のス
ライス層の断面輪郭線との比較において一致しない輪郭
線で囲まれる領域の面積が設定値より小さい時、その断
面輪郭線を削除するのが好ましい。

【００５８】たとえば、図４８に示す３層の断面輪郭線
において、１層目は前層が存在せず、３層目も後層が存
在しないために処理対象外とするが、前後層が存在する
２層目の断面輪郭線に対して、前後層に存在する各断面
輪郭線を調べて、対応する断面輪郭線が存在せず、しか
も領域面積が小さいもの（図中のＣＷで示す断面輪郭
線）については削除するのである。図４９にこの処理の
フローチャートを示す。

【００５９】ところで、光造形における標準的な形状表
現方法である前述のＳＴＬは、三次元形状を三角形のパ
ッチ（平面）の集まりで近似した形状表現方法であり、
モデルの不完全性や形状誤差によってパッチの重なり、
あるいは抜けといった不具合が生じると、これをスライ
スした場合、図５０(a)に示すように、パッチの重なり
でその部分の三角形がそのまま輪郭線形状となってしま
うことによる微小領域ＳＡが発生したり、図５０(b)に
示すように、パッチの抜けによって輪郭線形状が閉じず
に開いたままになってしまうことがある。図４８に示し
た削除すべき微小面積の断面輪郭線も、この微小領域Ｓ
Ａが原因で生じるのであるが、パッチの抜けによって輪
郭線形状が開いた（破れた）状態となってしまっている
ものに対しては、図５１に示すように、断面輪郭線判定
ステップにおいて、スライス処理ステップで作成された
断面輪郭線の破れをその上下層の断面輪郭線形状から判
断して閉じる補正を行うものとする。

【００６０】たとえば、図５２(a)に示すように、２層
目に破れた断面輪郭線がある場合、その開いた点の座標
が３層目の断面輪郭線上に存在することから、３層面の
断面輪郭線を複写して破れた断面輪郭線に置き換える処
理を行うのである。

【００６１】

【発明の効果】以上のように本発明においては、造形す
る形状を所定の形式のデータとして取り込むモデル取り
込みを行うステップと、取り込んだモデルの概観形状を
正面と背面と左側面と右側面への投影形状として認識す
るモデル認識処理ステップと、取り込んだモデルを所望
の間隔で輪切りにして複数の断面輪郭線データを作成す
るスライス処理ステップと、得られた断面輪郭線の形状
を認識する断面輪郭線形状認識ステップと、得られた断
面輪郭線データを輪郭線の構成に応じてレーザーのスポ
ット径に応じた寸法だけ内または外側にオフセットさせ
るオフセット処理ステップと、オフセット処理された断
面輪郭線の内側領域に塗り潰し処理を行うハッチング処
理ステップと、スライス処理直後の断面輪郭線やオフセ
ット直後の断面輪郭線を画面上に表示して対話的に編集
・修正作業を行う対話編集処理ステップとを備えている
光造形機用データ作成方法であって、前記モデル認識ス
テップまたは断面輪郭線形状認識ステップで認識された
モデルまたは断面輪郭線の形状パターンや面積、形状特
徴などに対応する造形条件との関係を格納した造形条件
決定知識ベースを備えて、上記スライス処理ステップと
オフセット処理ステップとハッチング処理ステップで
は、モデル認識処理ステップまたは断面輪郭線形状認識
ステップで認識されたモデルや断面輪郭線の形状パター
ンや面積、形状特徴などに対応する造形条件を、上記造
形条件決定知識ベースを参照して導くものであり、設計
者の造形条件の入力とは別にモデルの全体形状及び断面
輪郭線の形状の特徴を自動的に認識把握してその形状に
対応した造形条件決定知識ベースを参照することでモデ
ルの形状だけでなく断面輪郭線の一つ一つに最適な造形
条件を自動的に決定することができるものであり、加え
るに、定量的な形状特徴に対する造形条件の決定であ
り、層単位ではなく、任意の層内の各断面輪郭線単位で
造形条件の自動設定が可能であることから、短時間で造
形データを作成することができるにもかかわらず、きわ
めて高精度であるとともに造形時間が短くてすむ光造形
データを生成することができるものである。

【００６２】ある特定のスライス層における断面輪郭線
とその上下のスライス層の断面輪郭線との比較において
上記特定のスライス層の断面輪郭線の良否を判定する断
面輪郭線判定ステップを備えたものとすれば、誤った断
面輪郭線に基づく処理を行ってしまうことを避けること
ができるとともに、不具合のある断面輪郭線を調べる工
数及び不具合修正工数の低減を図ることができる。

【００６３】上記スライス処理ステップでは、取り込ん
だモデルについてモデル認識処理ステップで投影作成し
たモデル形状からモデルの傾斜度または微細度に対応す
るスライスピッチを、造形条件決定知識ベースを参照し
て導いたり、取り込んだモデルについてモデル認識処理
ステップで投影作成したモデル寸法値から仮決定される
スライス分割値によって分割するとともにこのスライス
線分と投影形状とで囲まれた領域の面積と投影形状の外
殻輪郭線長との比率に対応するスライスピッチを、造形
条件決定知識ベースを参照して導いていたり、取り込ん
だモデルについてモデル認識処理ステップで投影作成し
た投影形状の外殻線の傾き角度に対応するスライスピッ
チを、造形条件決定知識ベースを参照して導いたり、さ
らには取り込んだモデルについてモデル認識処理ステッ
プで投影作成した投影形状の外殻線を構成する線分のベ
クトル方向から近似した特徴図形を求めて、この特徴図
形に対応するスライスピッチを、造形条件決定知識ベー
スを参照して導くことで、造形精度と造形精度とに影響
するスライスピッチを適切に設定することができる。

【００６４】また、オフセット処理ステップでは、断面
輪郭線形状認識ステップで認識された断面輪郭線の形状
パターンに対応する光造形加工用レーザーのスポット径
を造形条件決定知識ベースを参照して導いたり、断面輪
郭線形状認識ステップで認識された断面輪郭線で囲まれ
る領域の面積に対応する光造形加工用レーザーのスポッ
ト径を造形条件決定知識ベースを参照して導いたり、断
面輪郭線形状認識ステップで認識された断面輪郭線で囲
まれる領域の面積と断面輪郭線長とに対応する光造形加
工用レーザーのスポット径を造形条件決定知識ベースを
参照して導いたり、断面輪郭線形状認識ステップで認識
された断面輪郭線を構成する線分のベクトル方向から近
似した近似断面輪郭線を求めて、近似断面輪郭線中の隣
接する線分がなす角度に対応する光造形加工用レーザー
のスポット径を造形条件決定知識ベースを参照して導く
ことで、トレードオフ関係となっている造形精度と走査
時間とに応じた適切なスポット径を設定することができ
る。この時、上記に基づくスポット径設定は断面輪郭線
が孔を構成しないものである場合にのみ適用すること
で、無用に小さいスポット径を設定しまう事態を避ける
ことができて、走査時間（造形時間）を短縮することが
できる。

【００６５】オフセット処理ステップは、スポット径を
半径とするとともに断面輪郭線形状認識ステップで認識
された断面輪郭線を構成する線分のコーナーを中心とし
てとする第１の円と、同じくスポット径を半径とすると
ともに上記コーナーに隣接する他のコーナーに円弧を位
置させる第２の円との交点を通る第１の円の接線を、コ
ーナー部のオフセット経路の補完路とすることで、スポ
ット径以下の段差がある部分の塗り残し面積を少なくす
ることができると同時に、一点にレーザーが集中してし
まう事態が生じるのを避けることができる。

【００６６】ハッチング処理ステップは、断面輪郭線形
状認識ステップで認識された断面輪郭線で囲まれる領域
の形状に対応するハッチングパターンやハッチングピッ
チやハッチング方向等のハッチングパラメータを、造形
条件決定知識ベースを参照して導いたり、断面輪郭線形
状認識ステップで認識された断面輪郭線で囲まれる領域
の面積に対応するハッチングピッチを、造形条件決定知
識ベースを参照して導いたり、断面輪郭線形状認識ステ
ップで認識された断面輪郭線を構成する各線分を一定の
範囲で近似することにより輪郭線形状の形状特徴を抽出
して、該形状特徴に対応するハッチング方向を造形条件
決定知識ベースを参照して導いたり、断面輪郭線形状認
識ステップで認識された断面輪郭線を構成する各線分を
一定の範囲で近似することにより輪郭線形状の形状特徴
を抽出して、該形状特徴に対応するハッチングパターン
を造形条件決定知識ベースを参照して導いたり、断面輪
郭線形状認識ステップで認識された断面輪郭線で囲まれ
る領域の内部の製品部分と穴部分とを認識し、製品部分
と穴部分との関係に対応するハッチングパターンを造形
条件決定知識ベースを参照して導いたりするものがよ
く、このような処理を行うことで、形状や面積等に応じ
た最適なハッチング処理を行うことができる。

【００６７】さらに前記断面輪郭線判定ステップは、あ
る特定のスライス層における断面輪郭線とその上下のス
ライス層の断面輪郭線との比較において一致しない輪郭
線で囲まれる領域の面積が設定値より小さい時、その断
面輪郭線を削除することで、誤った断面輪郭線を確実に
削除することができ、スライス処理ステップで作成され
た断面輪郭線の破れをその上下層の断面輪郭線形状から
判断して閉じる補正を行うことで、断面輪郭線の不具合
を確実に直すことができる。

【００６８】そして本願の光造形機用データ作成装置
は、造形する形状を所定の形式のデータとして取り込む
モデル取り込み部と、取り込んだモデルの概観形状を正
面と背面と左側面と右側面への投影形状として認識する
モデル認識処理部と、取り込んだモデルを所望の間隔で
輪切りにして複数の断面輪郭線データを作成するスライ
ス処理部と、得られた断面輪郭線の形状を認識する断面
輪郭線形状認識部と、得られた断面輪郭線データを輪郭
線の構成に応じてレーザーのスポット径に応じた寸法だ
け内または外側にオフセットさせるオフセット処理部
と、オフセット処理された断面輪郭線の内側領域に塗り
潰し処理を行うハッチング処理部と、スライス処理直後
の断面輪郭線やオフセット直後の断面輪郭線を画面上に
表示して対話的に編集・修正作業を行う対話編集処理部
と、前記モデル認識部または断面輪郭線形状認識部で認
識されたモデルまたは断面輪郭線の形状パターンや面
積、形状特徴などに対応する造形条件との関係を格納し
た造形条件決定知識ベースとを備えているとともに、上
記スライス処理部とオフセット処理部とハッチング処理
部は、モデル認識処理部で認識されたモデルまたは断面
輪郭線形状認識部で認識された断面輪郭線の形状パター
ンや面積、形状特徴などに対応する造形条件を上記造形
条件決定知識ベースを参照して自動決定するものである
ために、前記光造形機用データ作成方法を実施すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の一例における概略フロー
チャートである。

【図２】同上のブロック図である。

【図３】同上の投影の説明図である。

【図４】(a)(b)は同上のモデルのベクトル近似の説明図
である。

【図５】同上のスライスについての説明図である。

【図６】(a)は同上のスポット径の説明図、(b)はオフセ
ット輪郭線の説明図、(c)は輪郭線の回転方向について
の説明図である。

【図７】同上の全面走査の例を示す説明図である。

【図８】同上の分割走査の例を示す説明図である。

【図９】他例における概略フローチャートである。

【図１０】輪郭線の不具合判定についての説明図であ
る。

【図１１】同上のフローチャートである。

【図１２】スライスピッチの説明図である。

【図１３】スライス処理についてのフローチャートであ
る。

【図１４】スライス処理についての他のフローチャート
である。

【図１５】スライス処理についての説明図である。

【図１６】他のスライス処理についての説明図である。

【図１７】スライス処理についての説明図である。

【図１８】スライス処理についてのフローチャートであ
る。

【図１９】他のスライス処理についてのフローチャート
である。

【図２０】スライス処理についての説明図である。

【図２１】スライス処理についてのフローチャートであ
る。

【図２２】スライス処理についての別のフローチャート
である。

【図２３】スライス処理についての説明図である。

【図２４】スライス処理についてのさらに他のフローチ
ャートである。

【図２５】(a)(b)はスポット径に関する説明図である。

【図２６】スポット径設定についてのフローチャートで
ある。

【図２７】(a)(b)(c)は領域面積とスポット径とに関す
る説明図である。

【図２８】スポット径設定についての他のフローチャー
トである。

【図２９】形状についての説明図である。

【図３０】スポット径設定についてのさらに他のフロー
チャートである。

【図３１】(a)(b)は形状とスポット径とについての説明
図である。

【図３２】スポット径設定についての別のフローチャー
トである。

【図３３】スポット径設定についてのさらに別のフロー
チャートである。

【図３４】スポット径設定についてのさらに別のフロー
チャートである。

【図３５】補完処理の一例の説明図である。

【図３６】補完処理に他の例の説明図である。

【図３７】補完処理についての説明図である。

【図３８】(a)(b)(c)(d)はハッチングの各種パラメータ
についての説明図である。

【図３９】(a)(b)は分割方向についての説明図である。

【図４０】(a)(b)はハッチング方向についての説明図で
ある。

【図４１】ハッチング処理についてのフローチャートで
ある。

【図４２】ハッチング処理についての他のフローチャー
トである。

【図４３】ハッチング処理についての更に他のフローチ
ャートである。

【図４４】ハッチング処理についての別のフローチャー
トである。

【図４５】(a)(b)(c)はハッチングパターンについての
説明図である。

【図４６】(a)(b)は穴がある場合のハッチングパターン
についての説明図である。

【図４７】ハッチング処理についての更に別のフローチ
ャートである。

【図４８】断面輪郭線の補正についての説明図である。

【図４９】断面輪郭線の補正についてのフローチャート
である。

【図５０】(a)(b)は断面輪郭線の不具合についての説明
図である。

【図５１】断面輪郭線の補正についての他のフローチャ
ートである。

【図５２】断面輪郭線の補正についての説明図である。

【符号の説明】

３造形条件決定知識ベースＷ断面輪郭線ＯＷオフセット輪郭線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4F213 WA25 WA97 WL02 WL67 WL85 WL87 WL92 WL95 5B050 BA09 BA10 CA07 EA06 EA07 EA28 FA19 GA02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】造形する形状を所定の形式のデータとし
て取り込むモデル取り込みを行うステップと、取り込ん
だモデルの概観形状を正面と背面と左側面と右側面への
投影形状として認識するモデル認識処理ステップと、取
り込んだモデルを所望の間隔で輪切りにして複数の断面
輪郭線データを作成するスライス処理ステップと、得ら
れた断面輪郭線の形状を認識する断面輪郭線形状認識ス
テップと、得られた断面輪郭線データを輪郭線の構成に
応じてレーザーのスポット径に応じた寸法だけ内または
外側にオフセットさせるオフセット処理ステップと、オ
フセット処理された断面輪郭線の内側領域に塗り潰し処
理を行うハッチング処理ステップと、スライス処理直後
の断面輪郭線やオフセット直後の断面輪郭線を画面上に
表示して対話的に編集・修正作業を行う対話編集処理ス
テップとを備えている光造形機用データ作成方法であっ
て、前記モデル認識ステップまたは断面輪郭線形状認識
ステップで認識されたモデルまたは断面輪郭線の形状パ
ターンや面積、形状特徴などに対応する造形条件との関
係を格納した造形条件決定知識ベースを備えて、上記ス
ライス処理ステップとオフセット処理ステップとハッチ
ング処理ステップでは、モデル認識処理ステップまたは
断面輪郭線形状認識ステップで認識されたモデルや断面
輪郭線の形状パターンや面積、形状特徴などに対応する
造形条件を、上記造形条件決定知識ベースを参照して導
いていることを特徴とする光造形機用データ作成方法。
【請求項２】ある特定のスライス層における断面輪郭
線とその上下のスライス層の断面輪郭線との比較におい
て上記特定のスライス層の断面輪郭線の良否を判定する
断面輪郭線上下層判定ステップを備えていることを特徴
とする請求項１記載の光造形機用データ作成方法。
【請求項３】スライス処理ステップは、取り込んだモ
デルについてモデル認識処理ステップで投影作成したモ
デル形状からモデルの傾斜度または微細度に対応するス
ライスピッチを、造形条件決定知識ベースを参照して導
いていることを特徴とする請求項１記載の光造形機用デ
ータ作成方法。
【請求項４】スライス処理ステップは、取り込んだモ
デルについてモデル認識処理ステップで投影作成したモ
デル寸法値から仮決定されるスライス分割値によって分
割するとともにこのスライス線分と投影形状とで囲まれ
た領域の面積と投影形状の外殻輪郭線長との比率に対応
するスライスピッチを、造形条件決定知識ベースを参照
して導いていることを特徴とする請求項１記載の光造形
機用データ作成方法。
【請求項５】スライス処理ステップは、取り込んだモ
デルについてモデル認識処理ステップで投影作成した投
影形状の外殻線の傾き角度に対応するスライスピッチ
を、造形条件決定知識ベースを参照して導いていること
を特徴とする請求項１記載の光造形機用データ作成方
法。
【請求項６】スライス処理ステップは、取り込んだモ
デルについてモデル認識処理ステップで投影作成した投
影形状の外殻線を構成する線分のベクトル方向から近似
した特徴図形を求めて、この特徴図形に対応するスライ
スピッチを、造形条件決定知識ベースを参照して導いて
いることを特徴とする請求項１記載の光造形機用データ
作成方法。
【請求項７】オフセット処理ステップは、断面輪郭線
形状認識ステップで認識された断面輪郭線の形状パター
ンに対応する光造形加工用レーザーのスポット径を造形
条件決定知識ベースを参照して導いていることを特徴と
する請求項１記載の光造形機用データ作成方法。
【請求項８】オフセット処理ステップは、断面輪郭線
形状認識ステップで認識された断面輪郭線で囲まれる領
域の面積に対応する光造形加工用レーザーのスポット径
を造形条件決定知識ベースを参照して導いていることを
特徴とする請求項１記載の光造形機用データ作成方法。
【請求項９】オフセット処理ステップは、断面輪郭線
形状認識ステップで認識された断面輪郭線で囲まれる領
域の面積と断面輪郭線長とに対応する光造形加工用レー
ザーのスポット径を造形条件決定知識ベースを参照して
導いていることを特徴とする請求項１記載の光造形機用
データ作成方法。
【請求項１０】オフセット処理ステップは、断面輪郭
線形状認識ステップで認識された断面輪郭線を構成する
線分のベクトル方向から近似した近似断面輪郭線を求め
て、近似断面輪郭線中の隣接する線分がなす角度に対応
する光造形加工用レーザーのスポット径を造形条件決定
知識ベースを参照して導いていることを特徴とする請求
項１記載の光造形機用データ作成方法。
【請求項１１】断面輪郭線が孔を構成しないものであ
る場合にのみ適用することを特徴とする請求項７〜１０
のいずれかの項に記載の光造形機用データ作成方法。
【請求項１２】オフセット処理ステップは、スポット
径を半径とするとともに断面輪郭線形状認識ステップで
認識された断面輪郭線を構成する線分のコーナーを中心
としてとする第１の円と、同じくスポット径を半径とす
るとともに上記コーナーに隣接する他のコーナーに円弧
を位置させる第２の円との交点を通る第１の円の接線
を、コーナー部のオフセット経路の補完路とすることを
特徴とする請求項７記載の光造形機用データ作成方法。
【請求項１３】ハッチング処理ステップは、断面輪郭
線形状認識ステップで認識された断面輪郭線で囲まれる
領域の形状に対応するハッチングパターンやハッチング
ピッチやハッチング方向等のハッチングパラメータを、
造形条件決定知識ベースを参照して導いていることを特
徴とする請求項１記載の光造形機用データ作成方法。
【請求項１４】ハッチング処理ステップは、断面輪郭
線形状認識ステップで認識された断面輪郭線で囲まれる
領域の面積に対応するハッチングピッチを、造形条件決
定知識ベースを参照して導いていることを特徴とする請
求項１３記載の光造形機用データ作成方法。
【請求項１５】ハッチング処理ステップは、断面輪郭
線形状認識ステップで認識された断面輪郭線を構成する
各線分を一定の範囲で近似することにより輪郭線形状の
形状特徴を抽出して、該形状特徴に対応するハッチング
方向を造形条件決定知識ベースを参照して導いているこ
とを特徴とする請求項１３記載の光造形機用データ作成
方法。
【請求項１６】ハッチング処理ステップは、断面輪郭
線形状認識ステップで認識された断面輪郭線を構成する
各線分を一定の範囲で近似することにより輪郭線形状の
形状特徴を抽出して、該形状特徴に対応するハッチング
パターンを造形条件決定知識ベースを参照して導いてい
ることを特徴とする請求項１３記載の光造形機用データ
作成方法。
【請求項１７】ハッチング処理ステップは、断面輪郭
線形状認識ステップで認識された断面輪郭線で囲まれる
領域の内部の製品部分と穴部分とを認識し、製品部分と
穴部分との関係に対応するハッチングパターンを造形条
件決定知識ベースを参照して導いていることを特徴とす
る請求項１３記載の光造形機用データ作成方法。
【請求項１８】断面輪郭線上下層判定ステップは、あ
る特定のスライス層における断面輪郭線とその上下のス
ライス層の断面輪郭線との比較において一致しない輪郭
線で囲まれる領域の面積が設定値より小さい時、その断
面輪郭線を削除することを特徴とする請求項２記載の光
造形機用データ作成方法。
【請求項１９】断面輪郭線上下判定ステップは、スラ
イス処理ステップで作成された断面輪郭線の破れをその
上下層の断面輪郭線形状から判断して閉じる補正を行う
ことを特徴とする請求項２記載の光造形機用データ作成
方法。
【請求項２０】造形する形状を所定の形式のデータと
して取り込むモデル取り込み部と、取り込んだモデルの
概観形状を正面と背面と左側面と右側面への投影形状と
して認識するモデル認識処理部と、取り込んだモデルを
所望の間隔で輪切りにして複数の断面輪郭線データを作
成するスライス処理部と、得られた断面輪郭線の形状を
認識する断面輪郭線形状認識部と、得られた断面輪郭線
データを輪郭線の構成に応じてレーザーのスポット径に
応じた寸法だけ内または外側にオフセットさせるオフセ
ット処理部と、オフセット処理された断面輪郭線の内側
領域に塗り潰し処理を行うハッチング処理部と、スライ
ス処理直後の断面輪郭線やオフセット直後の断面輪郭線
を画面上に表示して対話的に編集・修正作業を行う対話
編集処理部と、前記モデル認識部または断面輪郭線形状
認識部で認識されたモデルまたは断面輪郭線の形状パタ
ーンや面積、形状特徴などに対応する造形条件との関係
を格納した造形条件決定知識ベースとを備えているとと
もに、上記スライス処理部とオフセット処理部とハッチ
ング処理部は、モデル認識処理部で認識されたモデルま
たは断面輪郭線形状認識部で認識された断面輪郭線の形
状パターンや面積、形状特徴などに対応する造形条件を
上記造形条件決定知識ベースを参照して自動決定するも
のであることを特徴とする光造形機用データ作成装置。