[发明专利]三维流体射流切割中射流取向参数的自动确定

权利要求书

1.一种在流体射流设备控制系统中用于自动确定和生成运动指令以控制流体射流切割头利用流体射流在一个或多个指定容差内切割三维目标零件的方法，包括：

接收所述三维目标零件的几何形状的指示，该几何形状指示与射流出射轮廓不同的射流入射轮廓，从而所述流体射流将以不同的速度和/或不同的方向从工件切割所述射流入射轮廓和所述射流出射轮廓；

接收期望表面光洁度、质量和/或速度的指示；

通过在所述射流穿透所述工件时检查沿所述射流的预期切割的长度的速度和/或方向变化，自动确定：如果所述射流以对应于所指示的期望表面光洁度、质量和/或速度的速度行进以切割所述目标零件，所述射流是否将产生具有在所述指定容差之外的三维曲率特征的切割；

当确定所述切割曲率特征将在所述指定容差之外时，自动确定偏离校正角以将所述射流的取向调节为产生将在所述指定容差之内的切割；以及

自动生成并存储指示所述切割头沿所确定的取向调节的期望移动的一个或多个运动指令和/或数据。

2.根据权利要求1所述的方法，其中通过检查沿所述射流的预期切割的长度的速度和/或方向变化自动确定所述射流是否将产生具有在所述指定容差之外的三维曲率特征的切割确定在沿所述射流的预期切割的长度的若干位置处的非线性回迹和/或径向偏转。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中通过检查沿所述射流的预期切割的长度的速度和/或方向变化自动确定所述射流是否将产生具有在所述指定容差之外的三维曲率特征的切割还包括：

确定预期切割的预测切割前沿；以及

将所述预测切割前沿与指定容差体积比较，以确定所述射流是否将产生具有在所述指定容差之外的三维曲率特征的切割。

4.根据前述权利要求中至少一项所述的方法，其中自动确定在所述射流沿所述射流入射轮廓和射流出射轮廓行进时所述射流是否将产生具有在所述指定容差之外的三维曲率特征的切割还包括：

将目标零件几何形状分割为零件几何形状矢量，每个零件几何形状矢量抽象地连接所述射流入射轮廓上的假想点和所述射流出射轮廓上的对应假想点，从而在入射轮廓和出射轮廓上的点的数目之间存在一一对应关系；

沿所述零件几何形状矢量中的一个或多个零件几何形状矢量检查沿所述射流的预期切割的长度的速度和/或方向变化；以及

对于所述一个或多个零件几何形状矢量确定在所述射流沿所述射流入射轮廓和射流出射轮廓行进时所述射流是否将产生具有在所述指定容差之外的三维曲率特征的切割。

5.根据前述权利要求中至少一项所述的方法，其中自动确定在所述射流沿所述射流入射轮廓和射流出射轮廓行进时所述射流是否将产生具有在所述指定容差之外的三维曲率特征的切割还包括：

将目标零件几何形状分为多个层；

在所述多个层中的一个或多个处检查沿所述射流的预期切割的长度的速度和/或方向变化；以及

在每层确定：当所述射流沿所述射流入射轮廓和射流出射轮廓行进时，将用于生成该层处的目标零件的切割是否将产生在所述指定容差之外的三维曲率特征。

6.根据前述权利要求中至少一项所述的方法，其中所述三维曲率特征是回迹或径向偏转中的一个或多个。

7.根据前述权利要求中至少一项所述的方法，其中所述三维曲率特征包括切口宽度。

8.根据前述权利要求中至少一项所述的方法，其中所述指定容差能够被表达为围绕从所述射流入射轮廓上的一个或多个点到所述射流出射轮廓上的对应点的射流的长度的指定体积。

9.根据前述权利要求中至少一项所述的方法，其中，当确定即使在调节所述射流的取向之后所述三维切割曲率特征将继续处于所述指定容差之外时，对切割过程的部分分配至少一个较慢速度，并重新评估自动确定所述射流是否将产生具有在所述指定容差之外的三维切割曲率特征的切割是否包括自动确定偏离校正角以调节所述射流的取向以产生将落入所述指定容差内的切割。

10.根据前述权利要求中至少一项所述的方法，还包括将包括取向调节的运动指令和/或数据传输给所述切割头以控制切割过程。

11.根据前述权利要求中至少一项所述的方法，其中所述运动指令和/或数据包括所述偏离校正角或相当的逆运动学值。