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用熱絲切割機(jī)生產(chǎn)測(cè)試組件的方法

文檔序號(hào):2366370閱讀:142來(lái)源:國(guó)知局
專利名稱:用熱絲切割機(jī)生產(chǎn)測(cè)試組件的方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種用于控制熱絲切割機(jī)的操作以便用原材料塊形成具有三維輪廓的組件的方法。而且,本發(fā)明涉及用于形成組件的熱絲切割機(jī)。此外,本發(fā)明涉及用于控制熱絲切割機(jī)的操作的控制單元、計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)和程序元件。
背景技術(shù)
傳統(tǒng)的熱絲泡沫切割機(jī)包括由細(xì)金屬絲連接的兩個(gè)塔部,所述細(xì)金屬絲通常由鎳鉻合金或不銹鋼制成。每個(gè)塔部都包括定位系統(tǒng),使得塔部可以在兩個(gè)維度的方向上移動(dòng)該絲(wire)。該絲可經(jīng)由電阻加熱到大約180°C到300°C。通過(guò)利用塔部的各自定位系統(tǒng)移動(dòng)熱絲,該絲移動(dòng)通過(guò)待切割的材料,諸如泡沫塊,使得來(lái)自于該絲的熱量切割或蒸發(fā)材料。在原型制造的領(lǐng)域和其他技術(shù)領(lǐng)域中(諸如在沖浪板構(gòu)造中)使用此類上述熱絲切割機(jī)。在原型制造領(lǐng)域中,可以由熱絲切割機(jī)用泡沫形成很多空氣動(dòng)力學(xué)組件(諸如渦輪機(jī)的葉片或翼)。對(duì)于由熱絲切割機(jī)形成組件,已知用于熱絲切割機(jī)的若干控制方法。一個(gè)已知控制方法是將泡沫塊放置于兩個(gè)塔部之間并且移動(dòng)塔部盡可能接近泡沫塊。通過(guò)盡可能接近泡沫塊來(lái)放置塔部,在塔部處絲的附接點(diǎn)與泡沫塊的邊緣之間總是存在小間隙。當(dāng)針對(duì)形成期望的形狀來(lái)計(jì)算絲的位置坐標(biāo)時(shí),必須考慮該間隙。通過(guò)使用該控制方法,難以修正塔部關(guān)于泡沫的距離的變化。因此,塔部和泡沫塊之間的間隙可以在塔部移動(dòng)期間改變,使得該間隙導(dǎo)致待形成組件的不準(zhǔn)確形狀,例如,可能形成必須手工變圓的銳角轉(zhuǎn)角。如果待形成組件的橫截面的幾何形狀大小不同,則該變形可能相當(dāng)嚴(yán)重。其他控制方法計(jì)算每個(gè)塔部與泡沫塊之間的間隙。該控制方法使用預(yù)定輪廓的點(diǎn)的預(yù)限定標(biāo)準(zhǔn)集合。例如,如果組件是翼面,則待形成的翼面可以由點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)集合限定,其中針對(duì)該翼面,限定了標(biāo)準(zhǔn)翼面形式。點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)集合可以僅通過(guò)縮放來(lái)改變,即,可以改變翼面的大小。標(biāo)準(zhǔn)輪廓的形狀通常是不可修改的。如果塔部到翼面之間的距離由于翼面的不同縮放而改變,則必須關(guān)于點(diǎn)的預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)集合來(lái)精確地調(diào)整泡沫塊。泡沫與塔部之間的距離變化可以導(dǎo)致變形的翼面。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的可以是提供一種針對(duì)熱絲切割機(jī)的適當(dāng)控制方法,從而形成各種不同的輪廓。該目的可以通過(guò)一種控制熱絲切割機(jī)的操作的方法、通過(guò)熱絲切割機(jī)、通過(guò)用于控制熱絲切割機(jī)的操作的控制單元、通過(guò)其上存儲(chǔ)有用于控制熱絲切割機(jī)的操作的計(jì)算機(jī)程序的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)以及通過(guò)用于控制根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求的熱絲切割機(jī)的操作的程序元件來(lái)解決。根據(jù)本發(fā)明的第一方面,提出了一種控制熱絲切割機(jī)的操作以用原材料塊形成具有三維輪廓的組件的方法。由該控制方法控制的熱絲切割機(jī)包括在第一附接點(diǎn)與第二附接點(diǎn)之間延伸的絲。而且,該熱絲切割機(jī)包括第一定位系統(tǒng),用于在由第一方向和第二方向跨越(span)的第一附接平面內(nèi)移動(dòng)第一附接點(diǎn)。而且,該熱絲切割機(jī)包括第二定位系統(tǒng),用于在與第一附接平面間隔分開并且被定向成與第一附接平面平行的第二附接平面內(nèi)移動(dòng)第二附接點(diǎn)。根據(jù)該控制方法,限定三維輪廓的第一橫截面,其中該第一橫截面被定向在原材料塊的第一表面平面內(nèi)。接下來(lái),限定三維輪廓的第二橫截面,其中該第二橫截面被定向在原材料塊的第二表面平面內(nèi)。兩個(gè)表面平面與第一附接平面平行并且沿第三方向彼此間隔分開。根據(jù)該控制方法,在第一橫截面的周長(zhǎng)上選擇第一參考點(diǎn)并且在第二橫截面的周長(zhǎng)上選擇第二參考點(diǎn)。兩個(gè)參考點(diǎn)之間的連接線指示絲通過(guò)原材料塊以便形成三維輪廓的期望行進(jìn)(rim)。而且,確定在第一表面平面內(nèi)的在第一參考點(diǎn)與第一附接點(diǎn)之間的第一偏移。此外,確定在第二表面平面內(nèi)的在第二參考點(diǎn)與第二附接點(diǎn)之間的第二偏移。根據(jù)確定的第一偏移與確定的第二偏移來(lái)控制第一附接點(diǎn)和第二附接點(diǎn)的移動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明的其他方面,提出一種用于用原材料塊形成具有三維輪廓的組件的熱絲切割機(jī)。該熱絲切割機(jī)可由上述控制方法控制。該熱絲切割機(jī)包括在第一附接點(diǎn)與第二附接點(diǎn)之間延伸的絲。此外,該熱絲切割機(jī)包括第一定位系統(tǒng),用于在由第一方向和第二方向跨越的第一附接平面內(nèi)移動(dòng)第一附接點(diǎn);第二定位系統(tǒng),用于在與第一附接平面間隔分開并且被定向成與第一附接平面平行的第二附接平面內(nèi)移動(dòng)第二附接點(diǎn)。根據(jù)本發(fā)明的其他方面,提出一種用于控制上述熱絲切割機(jī)的操作的控制單元。 控制設(shè)備包括數(shù)據(jù)處理器,其適于執(zhí)行和/或控制如上所述的方法。根據(jù)本發(fā)明的其他方面,提出一種其上存儲(chǔ)有用于控制如上所述的熱絲切割機(jī)的操作的計(jì)算機(jī)程序的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。在由數(shù)據(jù)處理器執(zhí)行時(shí),該計(jì)算機(jī)程序適于執(zhí)行如上所述的方法。此外,根據(jù)本發(fā)明的其他方面,提出一種用于控制如上所述的熱絲切割機(jī)的操作的程序元件。在由數(shù)據(jù)處理器執(zhí)行時(shí),該程序元件適于執(zhí)行如上所述的方法。原材料塊尤其可以包括具有兩個(gè)平行側(cè)表面的立方體形狀,其中每個(gè)側(cè)表面被定向到相應(yīng)的定位系統(tǒng)。側(cè)表面位于相應(yīng)的表面平面中。在定位系統(tǒng)與原材料塊的相應(yīng)的表面平面之間,存在具有預(yù)定或可測(cè)量距離的間隙。原材料塊的第一表面平面和第二表面平面可以位于原材料塊的相對(duì)側(cè)上。而且, 表面平面可以由平面部分限定,例如由塊的側(cè)表面的一部分限定,其中塊的其他部分包括例如非平面的交替(側(cè))表面。第一定位系統(tǒng)和第二定位系統(tǒng)適于在絲的各個(gè)端部即在其附接點(diǎn)處將該絲固定。 連接至第一定位系統(tǒng)的絲的第一附接點(diǎn)可沿第一二維平面移動(dòng),即沿第一附接平面移動(dòng)。 第二定位系統(tǒng)限定第二附接平面,絲的第二附接點(diǎn)可沿該第二附接平面移動(dòng)。第二附接平面與第一定位平面間隔開并且被定向成平行于第一附接平面。特別地,第二附接平面沿第三方向與第一附接平面間隔開。術(shù)語(yǔ)“第一橫截面”和“第二橫截面”表示待形成的三維組件的橫截面的期望最終形狀。特別地,第一橫截面可以與第一表面平面平行,并且第二橫截面可以與原材料塊的第二表面平面平行。
第一橫截面處的第一參考點(diǎn)和第二橫截面處的第二參考點(diǎn)限定了專用點(diǎn)對(duì),其中絲在這些點(diǎn)之間行進(jìn)。該絲的行進(jìn)限定了待形成組件的形狀。每個(gè)參考點(diǎn)可以由兩個(gè)坐標(biāo)限定,即,在原材料塊的二維表面平面內(nèi)限定,其中一個(gè)坐標(biāo)可以是沿第一方向的位置,并且第二坐標(biāo)可以沿從預(yù)定的參考點(diǎn)開始的第二方向限定位置。在熱絲切割機(jī)的操作狀態(tài)中,連接線限定了絲的期望行進(jìn)。如果絲沿期望的連接線跨越,并且如果絲圍繞第一橫截面和第二橫截面的周長(zhǎng)移動(dòng),則絲在移動(dòng)期間切割原材料塊,使得形成組件的期望形狀。為了提供對(duì)絲沿表面平面(即沿第一方向和第二方向)移動(dòng)的精確控制,必須精確地確定第一附接點(diǎn)和第二附接點(diǎn)關(guān)于原材料塊的位置和移動(dòng),使得定位系統(tǒng)可以精確地控制絲沿第一和第二橫截面的周長(zhǎng)的移動(dòng)。特別地,第一附接點(diǎn)包括關(guān)于第一參考點(diǎn)的第一偏移并且第二附接點(diǎn)包括關(guān)于第二參考點(diǎn)的第二偏移。為了利用第一定位系統(tǒng)和第二定位系統(tǒng)精確地控制絲的移動(dòng),必須精確地確定第一偏移和第二偏移,使得可以確定對(duì)于絲的第一和第二附接點(diǎn)的正確位置。 如果沒有精確地確定第一和第二附接點(diǎn),則連接線的期望行進(jìn)不同于絲的真實(shí)行進(jìn),使得形成組件的變形形狀。特別地,當(dāng)是泡沫塊時(shí),第一定位系統(tǒng)和第二定位系統(tǒng)包括關(guān)于彼此變化的距離, 必須適應(yīng)偏移,因?yàn)樵诘谌较蛏献兓木嚯x導(dǎo)致有必要調(diào)整第一和第二附接點(diǎn)。將要求保護(hù)的控制方法與傳統(tǒng)控制方法相比較,考慮第一偏移和第二偏移來(lái)控制第一和第二定位系統(tǒng)。第一偏移表示第一附接點(diǎn)與第一參考點(diǎn)之間沿第一和第二方向的距離。第二偏移表示第二參考點(diǎn)與第二附接點(diǎn)之間沿第一和第二方向的距離。因此,為了具有通過(guò)第一和第二參考點(diǎn)的行進(jìn),必須確定絲的附接點(diǎn)的位置,其中附接點(diǎn)到相應(yīng)參考點(diǎn)的位置差由第一和第二偏移限定。將定位系統(tǒng)定位成接近泡沫塊或在定位系統(tǒng)與原材料塊之間預(yù)限定固定的和不可改變的距離使得僅能夠形成傳統(tǒng)組件不再是必要的。通過(guò)上述發(fā)明,第一和第二定位系統(tǒng)關(guān)于原材料塊的距離可以不同,因?yàn)槿Q于該距離,控制方法確定經(jīng)修正的第一偏移和第二偏移,使得絲的行進(jìn)(即,附接點(diǎn)的位置)是能適應(yīng)的。在示例性實(shí)施例中,第一方向、第二方向和第三方向可以被定向成關(guān)于彼此正交。 方向之間,尤其是第一方向與第二方向之間的其他角也可以是可能的。在示例性實(shí)施例中, 第一方向、第二方向和第三方向限定笛卡爾坐標(biāo)系。第一參考點(diǎn)和第二參考點(diǎn)可以由兩個(gè)坐標(biāo)限定,一個(gè)坐標(biāo)指示第一方向并且第二坐標(biāo)指示第二方向。此外,參考點(diǎn)可以由指示第三方向的第三坐標(biāo)限定。根據(jù)其他示例性實(shí)施例,確定第一偏移包括基于以下各項(xiàng)確定在第一參考點(diǎn)與第一附接點(diǎn)之間沿第一方向的第一偏移投影
i)第一附接平面與第一表面平面之間沿第三方向的第一距離,以及
ii)沿第三方向行進(jìn)通過(guò)第一附接點(diǎn)的第一線與連接線到由第一方向和第三方向跨越的第一參考平面上的第一投影之間的第一角。確定第二偏移包括基于以下各項(xiàng)確定在第二參考點(diǎn)與第二附接點(diǎn)之間沿第一方向的第二偏移投影
i)第二附接平面與第二表面平面之間沿第三方向的第二距離,以及
ii)第一角。沿第一方向的第一偏移投影和第二偏移投影是第一偏移和第二偏移到第一參考平面上的投影。因此,通過(guò)本示例性實(shí)施例,通過(guò)到由第一和第三方向跨越的第一參考平面上的投影來(lái)確定第一偏移。第一偏移投影取決于第一角以及原材料塊與相應(yīng)附接平面之間的距離。取決于定位系統(tǒng)(即,附接點(diǎn))到原材料塊的距離,期望的連接線的角會(huì)改變,使得必須移動(dòng)并適應(yīng)附接點(diǎn),從而修正連接線通過(guò)第一參考點(diǎn)和第二參考點(diǎn)的行進(jìn)。因此,可以利用例如實(shí)時(shí)計(jì)算來(lái)應(yīng)用對(duì)第一偏移投影和第二偏移投影的確定,使得在熱絲切割機(jī)的操作期間也可以將附接點(diǎn)調(diào)整成定位系統(tǒng)與原材料塊之間變化的距離。因此,提供了靈活的能適應(yīng)控制方法。根據(jù)本發(fā)明的其他示例性實(shí)施例,確定第一偏移投影和/或確定第二偏移投影還包括確定第一角?;谝韵赂黜?xiàng)來(lái)確定第一角
i)第一表面平面與第二表面平面之間沿第三方向的距離,以及
ii)第一參考點(diǎn)與第二參考點(diǎn)之間沿第一方向的第三方向。通過(guò)該示例性實(shí)施例,第一角取決于第一表面平面與第二表面平面之間沿第三方向的距離,該距離也可以表示為泡沫塊沿第三方向的寬度。第一參考點(diǎn)與第二參考點(diǎn)之間在第一方向上的距離限定了連接線在第二方向上的傾斜。因此,實(shí)現(xiàn)了更靈活的控制方法,因?yàn)榭梢曰谧兓木嚯x來(lái)計(jì)算第一角。因此, 第一角不是必須預(yù)限定的,但是能夠適應(yīng)于變化的事件,所述變化的事件諸如改變?cè)牧蠅K的大小、組件的重新縮放等。因?yàn)樵摽刂品椒ɑ谧兓膮?shù)來(lái)重新計(jì)算第一角,所以可以適應(yīng)連接線的行進(jìn)以及因此絲的期望行進(jìn)。在下文中,也可以沿由第二方向和第三方向跨越的平面確定其他第一和第二偏移投影。根據(jù)其他示例性實(shí)施例,確定第一偏移還包括確定在第一參考點(diǎn)與第一附接點(diǎn)之間沿第二方向的其他第一偏移投影。其他第一偏移投影的確定基于
i)第一距離,以及
ii)第一線與連接線到由第二方向和第三方向跨越的第二參考平面上的第二投影之間的第二角。而且,確定第二偏移還包括確定在第二參考點(diǎn)與第二附接點(diǎn)之間沿第二方向的其他第二偏移投影。確定其他第二偏移投影基于第二距離和第二角。根據(jù)其他示例性實(shí)施例,確定其他第一偏移投影和/或確定其他第二偏移投影還包括確定第二角。第二角的確定基于
i)第一表面平面與第二表面平面之間沿第三方向的距離,以及
ii)第一參考點(diǎn)與第二參考點(diǎn)之間沿第二方向的第四距離。第二角取決于第一表面平面與第二表面平面之間沿第三方向的距離,該距離還可以表示為泡沫塊沿第三方向的寬度。第一參考點(diǎn)與第二參考點(diǎn)之間沿第二方向的距離限定了連接線在第二方向上的傾斜。根據(jù)其他示例性實(shí)施例,在第一橫截面的周長(zhǎng)上選擇其他第一參考點(diǎn),并且在第二橫截面的周長(zhǎng)上選擇其他第二參考點(diǎn)。兩個(gè)其他參考點(diǎn)之間的其他連接線指示絲通過(guò)原材料塊的其他期望行進(jìn)。確定在第一表面平面內(nèi)的在其他第一參考點(diǎn)與第一附接點(diǎn)之間的其他第一偏移。確定在第二表面平面內(nèi)的在其他第二參考點(diǎn)與第二附接點(diǎn)之間的其他第二偏移。根據(jù)確定的其他第一偏移與確定的其他第二偏移來(lái)控制第一附接點(diǎn)和第二附接點(diǎn)的移動(dòng)。通過(guò)上述示例性實(shí)施例,可以在第一橫截面的周長(zhǎng)上限定多個(gè)第一參考點(diǎn),并且在第二橫截面的第二周長(zhǎng)上限定多個(gè)專用第二參考點(diǎn)。在第一和第二橫截面上限定越多的第一和第二參考點(diǎn),則形成的組件的表面越平滑,因?yàn)閷?duì)絲在圍繞橫截面的周長(zhǎng)的切線方向上第一和第二參考點(diǎn)到其他第一參考點(diǎn)和其他第二參考點(diǎn)之間的移動(dòng)的更精確控制是可計(jì)算的。特別地,可以限定第一參考點(diǎn)與專用第二參考點(diǎn)的大約200個(gè)點(diǎn)對(duì)。在其他示例性實(shí)施例中,可以限定大約100個(gè)或更少的點(diǎn)對(duì),或可以限定大約300個(gè)和更多的點(diǎn)對(duì)。根據(jù)其他示例性實(shí)施例,控制第一附接點(diǎn)和第二附接點(diǎn)的移動(dòng)還包括基于確定的第一偏移和第二偏移來(lái)確定第一附接點(diǎn)和第二附接點(diǎn)的坐標(biāo)。將坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成用于控制熱絲切割機(jī)的G代碼,尤其轉(zhuǎn)換成用于控制CMC控制的熱絲切割機(jī)的G代碼。G代碼是數(shù)控編程語(yǔ)言中的標(biāo)準(zhǔn)。G代碼是定位熱絲切割機(jī)的代碼,使得可以通過(guò)控制機(jī)器來(lái)完成實(shí)際工作。通過(guò)G代碼,可以給出對(duì)熱絲切割機(jī)的操作,諸如移動(dòng)速度、以直線或圓弧的受控移動(dòng)方向、或絲關(guān)于第一或第二方向的移動(dòng)方向。第一或第二附接平面與相應(yīng)的第一和第二表面平面之間沿第三方向的距離可以被預(yù)限定或可以由傳感器測(cè)量。傳感器可以是安裝到第一定位系統(tǒng)和/或第二定位系統(tǒng)的距離傳感器。在下文中,通過(guò)以下步驟總結(jié)該方法的上述過(guò)程。1.限定待形成期望組件的二維第一橫截面和第二橫截面,其中第一和第二橫截面至少部分地定位在原材料塊的相應(yīng)第一表面平面和相應(yīng)第二表面平面中。2.測(cè)量或預(yù)定第一表面平面和第二表面平面之間的距離(即,原材料塊沿第三方向的寬度)。3.將該二維橫截面的周長(zhǎng)劃分為子弧形對(duì)以產(chǎn)生銳角轉(zhuǎn)角,由此每個(gè)銳角轉(zhuǎn)角由第一橫截面的第一周長(zhǎng)上的第一參考點(diǎn)和第二橫截面的周長(zhǎng)上的第二參考點(diǎn)限定。因此,例如可以在每個(gè)橫截面上限定200個(gè)點(diǎn)對(duì)。4.接下來(lái),每個(gè)點(diǎn)對(duì)由通過(guò)專用第一參考點(diǎn)和第二參考點(diǎn)繪制的連接線連接。5.使用從原材料塊到第一定位系統(tǒng)以及到第二定位系統(tǒng)的距離(由傳感器預(yù)定或測(cè)量),并且計(jì)算附接點(diǎn)與相應(yīng)的第一參考點(diǎn)和相應(yīng)的第二參考點(diǎn)之間的第一偏移和第二偏移。因此,通過(guò)使用計(jì)算的偏移來(lái)確定附接點(diǎn)的期望位置。6.取得附接點(diǎn)的位置坐標(biāo)(取決于確定的第一偏移和第二偏移)并且將坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成G代碼以驅(qū)動(dòng)熱絲切割機(jī)。而且,熱絲切割機(jī)可以單獨(dú)地并且彼此獨(dú)立地移動(dòng)每個(gè)第一定位系統(tǒng)和第二定位系統(tǒng),使得第一附接點(diǎn)和第二附接點(diǎn)可沿第一方向和第二方向關(guān)于彼此單獨(dú)地移動(dòng)。第一附接點(diǎn)和第二附接點(diǎn)沿第三方向的移動(dòng)也可以是可能的,使得可以提供適于在所有三個(gè)方向上移動(dòng)附接點(diǎn)的第一和第二定位系統(tǒng)的實(shí)施例。
在另一示例性實(shí)施例中,第一定位系統(tǒng)和第二定位系統(tǒng)之間沿第三方向的距離在空間上是固定的并且不能適應(yīng)的。而且,第一定位系統(tǒng)和第二定位系統(tǒng)可以以同步方式控制,使得附接點(diǎn)同時(shí)進(jìn)入并離開它們的位置,以便精確地預(yù)定絲的移動(dòng)。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)能夠由計(jì)算機(jī)或處理器讀取。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)例如可以是但不限于電、磁、光學(xué)、紅外線或半導(dǎo)體系統(tǒng)、設(shè)備或傳輸介質(zhì)。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以包括以下介質(zhì)中的至少一個(gè)計(jì)算機(jī)可分發(fā)介質(zhì)、程序存儲(chǔ)介質(zhì)、記錄介質(zhì)、計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器、可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器、計(jì)算機(jī)可讀軟件分發(fā)包、計(jì)算機(jī)可讀信號(hào)、計(jì)算機(jī)可讀通信信號(hào)、計(jì)算機(jī)可讀印刷品以及計(jì)算機(jī)可讀壓縮軟件包??梢砸匀魏魏线m的編程語(yǔ)言將程序元件實(shí)現(xiàn)為計(jì)算機(jī)可讀指令代碼,任何合適的編程語(yǔ)言諸如例如JAVA、C++,并且程序元件可以存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)(可移除盤、易失性或非易失性存儲(chǔ)器、嵌入式存儲(chǔ)器/處理器等)上。指令代碼可操作用于對(duì)計(jì)算機(jī)或任何其他可編程設(shè)備進(jìn)行編程,以執(zhí)行預(yù)期功能。程序元件可以從網(wǎng)絡(luò)獲得,所述網(wǎng)絡(luò)諸如世界萬(wàn)維網(wǎng),可以從其下載程序元件。本發(fā)明可以分別通過(guò)計(jì)算機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)為軟件。然而,本發(fā)明還可以分別通過(guò)一個(gè)或多個(gè)特定電子電路實(shí)現(xiàn)為硬件。此外,本發(fā)明還可以以混合形式實(shí)現(xiàn),即以軟件模塊和硬件模塊的組合實(shí)現(xiàn)。必須指出,已經(jīng)參考不同主題描述了本發(fā)明的實(shí)施例。特別地,已經(jīng)參考裝置類型權(quán)利要求描述了某些實(shí)施例,而已經(jīng)參考方法類型權(quán)利要求描述了其他實(shí)施例。然而,除非以其他方式指明,除屬于一種類型的主題的特征的任何組合以外,本領(lǐng)域技術(shù)人員還將從上面和下面的描述中推測(cè)到涉及不同主題的特征之間的任何組合,尤其是對(duì)于本申請(qǐng)而言被視為公開的裝置類型權(quán)利要求的特征與方法類型權(quán)利要求的特征之間的任何組合。


將根據(jù)要在下文描述的實(shí)施例的示例明白本發(fā)明的上文限定的方面和其他方面, 并且參考該實(shí)施例的示例解釋本發(fā)明的上文限定的方面和其他方面。將參考實(shí)施例的示例在下文更詳細(xì)地描述本發(fā)明,但是本發(fā)明不限于該實(shí)施例的示例。圖1示出了在由第一方向和第三方向跨越的第一參考平面內(nèi)的原材料塊和熱絲切割機(jī)的示意圖;以及
圖2示出了包括兩個(gè)橫截面的待形成組件的透視圖。
具體實(shí)施例方式圖中的圖示是示意性的。應(yīng)該指出,在不同的圖中,類似或相同的元件提供有相同的參考標(biāo)記。圖1示出了一種控制熱絲切割機(jī)100的操作以用原材料塊104形成具有三維輪廓的組件的方法。熱絲切割機(jī)100包括在第一附接點(diǎn)105與第二附接點(diǎn)106之間延伸的絲。 而且,熱絲切割機(jī)100包括第一定位系統(tǒng)101,用于在由第一方向χ和第二方向y跨越的第一附接平面內(nèi)移動(dòng)第一附接點(diǎn)105。而且,熱絲切割機(jī)100包括第二定位系統(tǒng)102,用于在與第一附接平面間隔分開并且被定向成與第一附接平面平行的第二附接平面內(nèi)移動(dòng)第二附接點(diǎn)106。
該方法包括限定三維輪廓的第一橫截面107,其中第一橫截面107以該塊104的第一表面平面定向。而且,限定三維輪廓的第二橫截面108,其中第二橫截面108被定向在原材料塊104的第二表面平面內(nèi)。該兩個(gè)表面平面與第一附接平面平行并且沿第三方向ζ彼此間隔分開。在第一橫截面107的周長(zhǎng)上選擇第一參考點(diǎn)P。在第二橫截面108的周長(zhǎng)上選擇第二參考點(diǎn)Q。該兩個(gè)參考點(diǎn)P、Q之間的連接線103指示絲通過(guò)原材料塊104的期望行進(jìn)。接下來(lái),確定在第一表面平面內(nèi)的在第一參考點(diǎn)P與第一附接點(diǎn)105之間的第一偏移a。此外,確定在第二表面平面內(nèi)的在第二參考點(diǎn)Q與第二附接點(diǎn)106之間的第二偏移 b。根據(jù)確定的第一偏移a與確定的第二偏移b來(lái)控制第一附接點(diǎn)105和第二附接點(diǎn)106 的位置和移動(dòng)。而且,在圖1中,示出了由第一方向χ和第三方向ζ跨越的第一參考平面。類似于圖1中所示的第一參考平面,可以繪出第二參考平面,其中第二參考平面由第二方向y和第三方向ζ跨越。在圖1中,示出了連接線103,其中連接線103是連接線103在第一參考平面上的投影。還以到第一參考平面上的投影示出了第一偏移a和第二偏移b。如圖1中所示,原材料塊104定位在第一定位系統(tǒng)101與第二定位系統(tǒng)102之間。 絲沿連接在第一附接點(diǎn)105與第二附接點(diǎn)106之間的預(yù)定和期望連接線103行進(jìn)。連接線 103行進(jìn)通過(guò)原材料塊(泡沫塊)104,使得第一附接點(diǎn)105與第二附接點(diǎn)106的移動(dòng)切割泡沫塊104,并且使得可以形成組件的期望三維輪廓。為了對(duì)絲的移動(dòng)實(shí)現(xiàn)更準(zhǔn)確和精確的控制,必須精確地預(yù)定連接線103的行進(jìn)。 連接線103的行進(jìn)由第一附接點(diǎn)106和第二附接點(diǎn)107的位置限定。實(shí)現(xiàn)對(duì)連接線103的精確控制的一個(gè)因素是確定第一偏移a和第二偏移b。第一偏移a表示第一附接點(diǎn)105與第一參考點(diǎn)P之間的距離。第二偏移表示第二參考點(diǎn)Q與第二附接點(diǎn)106之間的距離。第一偏移a和第二偏移b例如取決于第一角α、第一表面平面與第二表面平面之間沿第三方向ζ的距離《、以及各個(gè)附接平面與第一或第二相應(yīng)表面平面之間沿第三方向ζ的第一距離c或第二距離d。特別地,為了限定用于計(jì)算的基礎(chǔ),限定了由第一方向和第三方向跨越的第一參考平面(參見圖1)以及由第二方向和第三方向跨越的第二參考平面。偏移a、b提供到第一和第二參考平面上的相應(yīng)投影。例如,第一參考點(diǎn)P與第一附接點(diǎn)105之間沿第一方向χ的第一偏移投影a(其是到第一參考平面上的偏移投影)基于第一附接平面與第一表面平面之間沿第三方向ζ的第一距離C。而且,該第一偏移投影a基于沿第三方向ζ行進(jìn)通過(guò)第一附接點(diǎn)105的第一線 109與連接線103到第一參考平面上的第一投影之間的第一角α (如圖1所示)。沿第三方向延伸的線和距離(諸如第一線109)在第一參考平面和第二參考平面中未變形??梢酝ㄟ^(guò)考慮第二附接平面與第二表面平面之間沿第三方向ζ的第二距離d以及第一角α來(lái)確定第二偏移投影b。因此,如果,例如第一距離c和第二距離d在熱絲切割機(jī)沿供給方向移動(dòng)期間改變,則該控制方法可以靈活地適應(yīng)連接線103的行進(jìn),因?yàn)榭梢粤⒓从?jì)算經(jīng)修改的第一偏移a和經(jīng)修改的第二偏移b,使得也可以適應(yīng)第一附接點(diǎn)105和第二附接點(diǎn)106的位置。因此,連接線103的期望行進(jìn)可以保持沿著期望的行進(jìn)而無(wú)需對(duì)定位系統(tǒng)101、102的復(fù)雜重新調(diào)整。供給方向限定了熱絲切割機(jī)沿一個(gè)方向移動(dòng)的方向,該方向例如平行于第二方向。此外,可以可變地計(jì)算第一角α或第二角(圖1中未示出,其定位在第二參考平面中)。例如,第一角α基于第一表面平面與第二表面平面之間沿第三方向ζ的距離w以及第一參考點(diǎn)P與第二參考點(diǎn)Q之間沿第一方向χ的第三距離e。因此,如果在定位系統(tǒng)101、 102之間插入更小的原材料塊104或如果用戶重新縮放組件的三維輪廓,則實(shí)時(shí)地計(jì)算適應(yīng)的第一角α和適應(yīng)的第二角,使得該控制方法可以容易地適應(yīng)于待形成的新輪廓。熱絲切割機(jī)100耗時(shí)的調(diào)整步驟可以是過(guò)時(shí)的。在下文中,提出了用于計(jì)算偏移a、b的示例性計(jì)算步驟??梢匀缦掠?jì)算第一參考平面中的第一和第二偏移投影
偏移 a = tangent α Xb ;以及偏移 b = tangent α Xd0如果第一角α由于例如改變塊的大小而改變,則第一角α可以如下計(jì)算 tangent α = e/w??梢葬槍?duì)由第二方向y和第三方向ζ跨越的第二參考平面中的第二角完成相同的計(jì)算。然后,取得第一參考點(diǎn)P與第二參考點(diǎn)Q之間沿第二方向y的第四距離。圖2示出了完成期中的具有簡(jiǎn)單三維輪廓的組件的透視圖。圖2僅示出了簡(jiǎn)單三維輪廓的示例。通過(guò)限定更多的第一和第二參考點(diǎn)P、Q,也能夠形成更復(fù)雜的形狀。在左側(cè)示出了第一橫截面107并且在右側(cè)示出了第二橫截面108。每個(gè)橫截面 107,108由通過(guò)銳角轉(zhuǎn)角連接的子弧形劃分。每個(gè)轉(zhuǎn)角限定了參考點(diǎn)Pl、P2、Pn、Ql、Q2、Qn。 每個(gè)第一參考點(diǎn)Pl包括專用的第二參考點(diǎn)Ql,使得參考點(diǎn)Pl、Ql形成通過(guò)連接線103連接的點(diǎn)對(duì)。定位系統(tǒng)101、102移動(dòng)絲,該絲沿連接線103從點(diǎn)對(duì)PI、Ql向第二點(diǎn)對(duì)P2、Q2 行進(jìn),并且從而切割原材料塊104。每個(gè)參考點(diǎn)P、Q可以通過(guò)坐標(biāo)限定,該坐標(biāo)限定了參考點(diǎn)P、Q沿第一方向χ和第二方向y的位置。在第一橫截面107和第二橫截面108的周長(zhǎng)上限定越多的參考點(diǎn)P、Q, 則待形成組件的表面就越平滑。應(yīng)該指出,術(shù)語(yǔ)“包括”不排除其他元件或步驟,并且“一”或“一個(gè)”不排除多個(gè)。 也可以組合與不同實(shí)施例相關(guān)聯(lián)描述的元件。還應(yīng)該指出,權(quán)利要求書中的參考標(biāo)記不應(yīng)被解釋為限制權(quán)利要求書的范圍。
權(quán)利要求
1.控制熱絲切割機(jī)(100)的操作以用原材料塊(104)形成具有三維輪廓的組件的方法,其中所述熱絲切割機(jī)(100)包括絲,其在第一附接點(diǎn)(105)與第二附接點(diǎn)(106)之間延伸,第一定位系統(tǒng)(101),其用于在由第一方向(χ)和第二方向(y)跨越的第一附接平面內(nèi)移動(dòng)所述第一附接點(diǎn)(105),以及第二定位系統(tǒng)(102),其用于在與所述第一附接平面間隔分開并且被定向成與所述第一附接平面平行的第二附接平面內(nèi)移動(dòng)所述第二附接點(diǎn)(106), 所述方法包括限定所述三維輪廓的第一橫截面(107),其中所述第一橫截面(107)被定向在所述原材料塊(104)的第一表面平面內(nèi),限定所述三維輪廓的第二橫截面(108),其中所述第二橫截面(108)被定向在所述原材料塊(104)的第二表面平面內(nèi),其中兩個(gè)表面平面與所述第一附接平面平行并且沿第三方向(ζ)彼此間隔分開,在所述第一橫截面(107)的周長(zhǎng)上選擇第一參考點(diǎn)(P),在所述第二橫截面(108)的周長(zhǎng)上選擇第二參考點(diǎn)(Q),其中兩個(gè)參考點(diǎn)(P,Q)之間的連接線(103)指示所述絲通過(guò)所述原材料塊(104)的期望行進(jìn),確定在所述第一表面平面內(nèi)的在所述第一參考點(diǎn)(P)與所述第一附接點(diǎn)(105)之間的第一偏移(a),確定在所述第二表面平面內(nèi)的在所述第二參考點(diǎn)(Q)與所述第二附接點(diǎn)(106)之間的第二偏移(b),以及根據(jù)確定的第一偏移(a)與確定的第二偏移(b)來(lái)控制所述第一附接點(diǎn)(105)和所述第二附接點(diǎn)(106)的移動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法, 其中確定所述第一偏移(a)包括基于以下各項(xiàng)確定在所述第一參考點(diǎn)(P)與所述第一附接點(diǎn)(105)之間沿所述第一方向(χ)的第一偏移投影(a):i)所述第一附接平面與所述第一表面平面之間沿所述第三方向(ζ)的第一距離(c),以及ii)沿所述第三方向(ζ)行進(jìn)通過(guò)所述第一附接點(diǎn)(105)的第一線(109)與所述連接線(103)到由所述第一方向(χ)和所述第三方向(ζ)跨越的第一參考平面上的第一投影之間的第一角(α ),其中確定所述第二偏移(b)包括基于以下各項(xiàng)確定在所述第二參考點(diǎn)(Q)與所述第二附接點(diǎn)(106)之間沿所述第一方向(χ)第二偏移投影(b):i)所述第二附接平面與所述第二表面平面之間沿所述第三方向(ζ)的第二距離(d),以及ii)所述第一角(α)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法,其中確定所述第一偏移投影(a)和/或確定所述第二偏移投影(b)還包括基于以下各項(xiàng)來(lái)確定所述第一角(α )i)所述第一表面平面與所述第二表面平面之間沿所述第三方向(ζ)的距離(w),以及ii)所述第一參考點(diǎn)(P)與所述第二參考點(diǎn)(Q)之間沿所述第一方向(χ)的第三距離(e)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中的一項(xiàng)所述的方法, 其中確定所述第一偏移(a)還包括基于以下各項(xiàng)確定在所述第一參考點(diǎn)(P)與所述第一附接點(diǎn)(105)之間沿所述第二方向(y)的其他第一偏移投影i)所述第一距離(c),以及ii)所述第一線(109)與所述連接線(103)到由所述第二方向(y)和所述第三方向(ζ) 跨越的第二參考平面上的第二投影之間的第二角,其中確定所述第二偏移(b)還包括基于以下各項(xiàng)確定在所述第二參考點(diǎn)(Q)與所述第二附接點(diǎn)(106)之間沿所述第二方向(y)的其他第二偏移投影(b):i)所述第二距離(d),以及ii)所述第二角。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法,其中確定其他第一偏移投影(a)和/或確定其他第二偏移投影(b)還包括 基于以下各項(xiàng)來(lái)確定所述第二角i)所述第一表面平面與所述第二表面平面之間沿所述第三方向(ζ)的距離(w),以及ii)所述第一參考點(diǎn)(P)與所述第二參考點(diǎn)(Q)之間沿所述第二方向(y)的第四距離。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中的一項(xiàng)所述的方法,還包括 在所述第一橫截面(107)的周長(zhǎng)上選擇其他第一參考點(diǎn)(P),在所述第二橫截面(108)的周長(zhǎng)上選擇其他第二參考點(diǎn)(Q),其中兩個(gè)其他參考點(diǎn)(P, Q)之間的其他連接線(103)指示所述絲通過(guò)所述原材料塊(104)的其他期望行進(jìn),確定在所述第一表面平面內(nèi)的在所述其他第一參考點(diǎn)(P)與所述第一附接點(diǎn)(105)之間的其他第一偏移(a),確定在所述第二表面平面內(nèi)的在所述其他第二參考點(diǎn)(Q)與所述第二附接點(diǎn)(106)之間的其他第二偏移(b),以及根據(jù)確定的其他第一偏移(a)與確定的其他第二偏移(b)來(lái)控制所述第一附接點(diǎn) (105)和所述第二附接點(diǎn)(106)的移動(dòng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中的一項(xiàng)所述的方法,其中控制所述第一附接點(diǎn)(105)和所述第二附接點(diǎn)(106)的移動(dòng)還包括 基于確定的第一偏移(a)和第二偏移(b)來(lái)確定所述第一附接點(diǎn)(105)和所述第二附接點(diǎn)(106)的坐標(biāo),以及將所述坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成用于控制所述熱絲切割機(jī)(100 )的g代碼,尤其轉(zhuǎn)換成用于控制CNC 控制的熱絲切割機(jī)(100)的g代碼。
8.用于用原材料塊(104)形成具有三維輪廓的組件的熱絲切割機(jī)(100),其中所述熱絲切割機(jī)能夠由根據(jù)權(quán)利要求1至7中的一項(xiàng)的控制方法控制,所述熱絲切割機(jī)(100)包括絲,其在第一附接點(diǎn)(105)與第二附接點(diǎn)(106)之間延伸,第一定位系統(tǒng)(101),其用于在由第一方向(χ)和第二方向(y)跨越的第一附接平面內(nèi)移動(dòng)所述第一附接點(diǎn)(105),以及第二定位系統(tǒng)(102),其用于在與所述第一附接平面間隔分開并且被定向成與所述第一附接平面平行的第二附接平面內(nèi)移動(dòng)所述第二附接點(diǎn)(106)。
9. 一種用于控制權(quán)利要求8的熱絲切割機(jī)(100)的操作的控制單元,所述控制設(shè)備包括數(shù)據(jù)處理器,其適于執(zhí)行和/或控制如權(quán)利要求1至7中的一項(xiàng)所闡述的所述方法。
全文摘要
本發(fā)明涉及用熱絲切割機(jī)生產(chǎn)測(cè)試組件的方法。本發(fā)明涉及一種控制熱絲切割機(jī)(100)的操作以用原材料塊(104)形成三維輪廓組件的方法。該熱絲切割機(jī)包括在第一附接點(diǎn)(105)與第二附接點(diǎn)(106)之間延伸絲,其中通過(guò)該熱絲切割機(jī)的移動(dòng),該絲切割來(lái)自于該原材料塊的材料。該方法包括確定第一偏移(a)和第二偏移(b),其中每個(gè)偏移都限定各附接點(diǎn)之一與待形成組件的橫截面(107,108)的周長(zhǎng)處的相應(yīng)參考點(diǎn)(P,Q)之間的距離。因此,該方法包括根據(jù)確定的第一偏移和確定的第二偏移來(lái)控制第一附接點(diǎn)和第二附接點(diǎn)的移動(dòng)。
文檔編號(hào)B26D5/00GK102310433SQ20111017850
公開日2012年1月11日 申請(qǐng)日期2011年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月29日
發(fā)明者斯特格 J. 申請(qǐng)人:西門子公司
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