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公開番号2025159478
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-21
出願番号2024062065
出願日2024-04-08
発明の名称検査システム、検査方法、その検査方法を用いる製造方法並びに検査プログラム
出願人三菱重工業株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類B22F 10/80 20210101AFI20251014BHJP(鋳造;粉末冶金)
要約【課題】異常検知の検知結果について信頼性の向上を図ることができる検査システム、検査方法、その検査方法を用いる製造方法並びに検査プログラムを提供する。
【解決手段】基盤上に材料を積層して形成する造形物の検査システム60であって、積層された複数の層のうち、先行して形成された少なくとも1層からなる先行層の画像である先行画像と、先行層よりも後に形成された少なくとも1層からなる後行層の画像である後行画像とを取得する取得部61と、先行画像の輝度に関する先行輝度パラメータと、後行画像の輝度に関する後行輝度パラメータとをそれぞれ算出し、先行輝度パラメータと後行輝度パラメータとを用いて輝度変化に関する輝度変化パラメータを算出する算出部62と、輝度変化パラメータと所定の閾値とを比較することにより、造形物を造形する環境が正常であるか否かを判定する判定部63とを備える。
【選択図】図4

特許請求の範囲【請求項１】
基盤上に材料を積層して形成する造形物の検査システムであって、
積層された複数の層のうち、先行して形成された少なくとも１層からなる先行層の画像である先行画像と、前記先行層よりも後に形成された少なくとも１層からなる後行層の画像である後行画像とを取得する取得部と、
前記先行画像の輝度に関する先行輝度パラメータと、前記後行画像の輝度に関する後行輝度パラメータとをそれぞれ算出し、前記先行輝度パラメータと前記後行輝度パラメータとを用いて輝度変化に関する輝度変化パラメータを算出する算出部と、
前記輝度変化パラメータと所定の閾値とを比較することにより、前記造形物を造形する環境が正常であるか否かを判定する判定部と
を備える検査システム。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記先行層は、前記造形物を形成する全層における中間位置の層よりも前記基盤側に位置する層であり、
前記後行層は、前記中間位置の層よりも前記造形物の表面側に位置する層である請求項１に記載の検査システム。
【請求項３】
前記先行層は、前記先行輝度パラメータが所定の上限値以下である画像に対応する層である請求項２に記載の検査システム。
【請求項４】
前記判定部は、前記輝度変化パラメータに基づいて、前記環境におけるヒュームの発生量の傾向を判定する請求項１に記載の検査システム。
【請求項５】
前記先行輝度パラメータは、前記先行画像の平均輝度であり、
前記後行輝度パラメータは、前記後行画像の平均輝度であり、
前記輝度変化パラメータは、前記先行画像の平均輝度と前記後行画像の平均輝度との変化率である請求項１に記載の検査システム。
【請求項６】
前記所定の閾値は、前記造形物を造形する前記環境が正常である場合において造形面を撮影した画像である基準画像に基づいて設定される値である請求項１に記載の検査システム。
【請求項７】
前記画像は、層の表面において前記材料が敷設される造形範囲の画像である請求項１に記載の検査システム。
【請求項８】
前記算出部は、各前記層の画像の輝度に関する輝度パラメータを算出し、
前記判定部は、所定の上限値より大きい又は所定の下限値より小さい前記輝度パラメータが存在する場合に、前記輝度パラメータに対応する画像に異常があると判定する請求項１に記載の検査システム。
【請求項９】
前記上限値及び前記下限値は、前記造形物を造形する前記環境が正常である場合において造形面を撮影した画像である基準画像に基づいて設定される値である請求項８に記載の検査システム。
【請求項１０】
基盤上に材料を積層して形成する造形物の検査方法であって、
積層された複数の層のうち、先行して形成された少なくとも１層からなる先行層の画像である先行画像と、前記先行層よりも後に形成された少なくとも１層からなる後行層の画像である後行画像とを取得する取得工程と、
前記先行画像の輝度に関するパラメータである先行輝度パラメータ及び前記後行画像の輝度に関するパラメータである後行輝度パラメータをそれぞれ算出するとともに、前記先行輝度パラメータと前記後行輝度パラメータとを用いた輝度変化パラメータを算出する算出工程と、
前記輝度変化パラメータと所定の閾値とを比較することにより、前記造形物を造形する環境が正常であるか否かを判定する判定工程と
を有する検査方法。
（【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】
本開示は、検査システム、検査方法、その検査方法を用いる製造方法並びに検査プログラムに関するものである。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
ＡＭ（ＡｄｄｉｔｉｖｅＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ）製品は、材料を積層して製造される。ＡＭ製品の品質保証としては、Ｘ線検査などの非破壊検査が行われる場合がある。
【０００３】
特にＰＢＦ（ＰｏｗｄｅｒＢｅｄＦｕｓｉｏｎ：粉末床溶融結合法）では、造形中において、粉末敷設状態を確認することにより、検査が行われる場合もある（例えば特許文献１）。なお、層の造形は、粉末状の金属材料をベースプレート等のベッドに敷設し、金属材料に対してレーザ照射を行い、溶融と凝固とを繰り返すことにより行われる。この時、レーザ照射により発生した熱によって、ベッドに敷設された金属材料の一部である金属蒸気（ヒューム）が発生する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２２－１７９３４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＡＭ製品の品質保証として用いられるＸ線検査等の非破壊検査は、高コストである。このため、低コスト品質保証方法への代替が求められている。また、ＡＭ製品の造形において、敷設される粉体の状態や、レーザ照射状態を記録した画像を用いて粉体敷設の異常を確認する品質保証の方法（特許文献１参照）も存在するが、造形物の品質を十分に担保するまでに至っていない。
【０００６】
本開示は、このような事情に鑑みてなされたものであって、異常検知の検知結果について信頼性の向上を図ることができる検査システム、検査方法、その検査方法を用いる製造方法並びに検査プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の幾つかの実施形態における一態様に係る検査システムは、基盤上に材料を積層して形成する造形物の検査システムであって、積層された複数の層のうち、先行して形成された少なくとも１層からなる先行層の画像である先行画像と、前記先行層よりも後に形成された少なくとも１層からなる後行層の画像である後行画像とを取得する取得部と、前記先行画像の輝度に関する先行輝度パラメータと、前記後行画像の輝度に関する後行輝度パラメータとをそれぞれ算出し、前記先行輝度パラメータと前記後行輝度パラメータとを用いて輝度変化に関する輝度変化パラメータを算出する算出部と、前記輝度変化パラメータと所定の閾値とを比較することにより、前記造形物を造形する環境が正常であるか否かを判定する判定部とを備える。
【０００８】
本開示の幾つかの実施形態における一態様に係る検査方法は、基盤上に材料を積層して形成する造形物の検査方法であって、積層された複数の層のうち、先行して形成された少なくとも１層からなる先行層の画像である先行画像と、前記先行層よりも後に形成された少なくとも１層からなる後行層の画像である後行画像とを取得する取得工程と、前記先行画像の輝度に関するパラメータである先行輝度パラメータ及び前記後行画像の輝度に関するパラメータである後行輝度パラメータをそれぞれ算出するとともに、前記先行輝度パラメータと前記後行輝度パラメータとを用いた輝度変化パラメータを算出する算出工程と、前記輝度変化パラメータと所定の閾値とを比較することにより、前記造形物を造形する環境が正常であるか否かを判定する判定工程とを有する。
【０００９】
本開示の幾つかの実施形態における一態様に係る製造方法は、前記造形物の造形範囲に粉体の前記材料を敷設して粉体層を形成する粉体層形成工程と、前記粉体層にレーザを照射し、前記材料を溶解及び固着して造形層を形成する造形層形成工程と、前記造形層を上記の検査方法を用いて検査する検査工程とを有する。
【００１０】
本開示の幾つかの実施形態における一態様に係る検査プログラムは、基盤上に材料を積層して形成する造形物の検査プログラムであって、積層された複数の層のうち、先行して形成された少なくとも１層からなる先行層の画像である先行画像と、前記先行層よりも後に形成された少なくとも１層からなる後行層の画像である後行画像とを取得する取得処理と、前記先行画像の輝度に関するパラメータである先行輝度パラメータ及び前記後行画像の輝度に関するパラメータである後行輝度パラメータをそれぞれ算出するとともに、前記先行輝度パラメータと前記後行輝度パラメータとを用いた輝度変化パラメータを算出する算出処理と、前記輝度変化パラメータと所定の閾値とを比較することにより、前記造形物を造形する環境が正常であるか否かを判定する判定処理とをコンピュータに実行させる。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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