ES2259941T3

ES2259941T3 - Procedimiento y sistema para control de software automatizado de parámetros de orientación de chorro de agua.

Info

Publication number: ES2259941T3
Application number: ES02763538T
Authority: ES
Inventors: Michael Knaupp; Jiannan Zhou; Mira K. Sahney; Mohamed A. Hashish; Charles D. Burnham; Glenn A. Erichsen
Original assignee: Flow International Corp
Current assignee: Flow International Corp
Priority date: 2001-08-27
Filing date: 2002-08-26
Publication date: 2011-11-02
Anticipated expiration: 2022-08-26
Also published as: CA2458884C; DE02763538T9; US20040236461A1; JP5266002B2; EP2258516B1; JP5266169B2; JP2009028898A; MXPA04001965A; CA2458884A1; JP2009291936A; US20060149410A1; EP2258516A3; EP1423236B1; WO2003018260A1; DE02763538T1; DE60237620D1; TW546190B; JP2005500176A; EP2258516A2; US20030167104A2

Abstract

Un método, en un sistema de ordenador, para controlar automática y dinámicamente la orientación de un cabezal de corte de un aparato de chorro de fluido con relación a un material en proceso de corte, para definir una pieza objetivo cuya geometría posee una pluralidad de entidades geométricas, teniendo el aparato de chorro de fluido una pluralidad de parámetros de proceso, que comprende: recibir una indicación de la velocidad de cada una de la pluralidad de entidades geométricas que componen la geometría, en el que al menos dos entidades geométricas están asociadas con velocidades diferentes; determinar automática y dinámicamente un parámetro de orientación para cada entidad geométrica, de acuerdo con la velocidad indicada y la pluralidad de parámetros de proceso; y controlar automáticamente el movimiento del cabezal de corte de acuerdo con el parámetro de orientación determinado automáticamente, para cortar el material a fin de producir la pieza objetivo.

Description

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Campo de la invención

La presente invención se refiere a un procedimiento y sistema para controlar automáticamente un chorro de fluido, y, en particular, a procedimientos y sistemas para controlar automáticamente avance, ahusamiento y otros parámetros de orientación y del procedimiento de un chorro de agua a alta presión usando modelos predictivos.

Antecedentes

Los chorros de fluidos de alta presión, incluidos los chorros de agua abrasivos de alta presión, se usan para cortar una amplia variedad de materiales en muchas industrias diferentes. Los chorros de agua abrasivos han demostrado ser especialmente útiles en el corte de materiales difíciles, gruesos o agregados, como metales gruesos, vidrio o materiales cerámicos. En la actualidad se dispone de chorros de agua abrasivos de alta presión, por ejemplo el sistema Paser 3 fabricado por Flow Internacional Corporation, el cesionario de la presente invención. Un sistema de corte por chorro abrasivo de este tipo se muestra y se describe en la patente de EE.UU. nº 5.643.058 para Flow. Debe entenderse que los términos “chorro de fluido a alta presión” y “chorro” usados en la misma incorporan todos los tipos de chorros de fluido a alta presión, incluyendo pero sin limitarse a, chorros de agua de alta presión y chorros de agua abrasivos de alta presión. En dichos sistemas, el fluido de alta presión, normalmente agua, fluye a través de un orificio en un cabezal cortador para formar un chorro de alta presión, en el que las partículas abrasivas se combinan cuando el chorro fluye a través de un tubo de mezclado. El chorro de agua abrasivo de alta presión se descarga desde el tubo de mezclado y se dirige hacia una pieza de trabajo para cortar la pieza de trabajo a lo largo de una trayectoria designada.

En el documento FR-A-2.699.852 se enseña un procedimiento de control del funcionamiento de un aparato de chorro de fluido en el que el control se basa en información almacenada antes del funcionamiento real del aparato y en relación con la naturaleza misma y el grosor del material que se va a cortar. Según la enseñanza del documento FR-A

2.699.852 la orientación de una boquilla de fluido del aparato de chorro de fluido que proporciona fluido a presión se controla de forma automática y dinámica. El movimiento de traslación de la boquilla está controlado automáticamente de acuerdo con la información almacenada previamente.

El documento FR-A-2.699.852 también desvela un sistema de control de chorro de fluido dinámico que controla un aparato de chorro de fluido para producir a partir de un material una pieza objeto con una geometría que tiene una pluralidad de segmentos geométricos. El aparato tiene una boquilla que se orienta de forma automática y dinámica con respecto a una pluralidad de ejes basándose en la información almacenada previamente en una unidad de memoria con el fin de cortar una pieza objeto.

Existen varios sistemas disponibles actualmente para mover un chorro de fluido a alta presión a lo largo de una trayectoria designada. Dichos sistemas se refieren comúnmente como máquinas de tres ejes y de cinco ejes. Las máquinas de tres ejes convencionales montan el ensamblaje del cabezal cortador de tal forma que puede moverse a lo largo de un plano x-y y perpendicular a lo largo de un eje z, es decir, hacia y desde la pieza de trabajo. De esta manera, el chorro de fluido a alta presión generado por el ensamblaje del cabezal cortador se mueve a lo largo de la trayectoria designada en un plano x-y, y se eleva y se rebaja con respecto a la pieza de trabajo, según pueda desearse. Las máquinas de cinco ejes convencionales funcionan de una manera similar pero proporcionan movimiento alrededor de dos ejes de rotación adicionales, normalmente alrededor de un eje horizontal y de un eje vertical de manera que consigan en combinación con los otros ejes, ciertos grados de inclinación y basculamiento.

La manipulación de un chorro alrededor de cinco ejes puede ser útil por una diversidad de razones, por ejemplo, para cortar una forma tridimensional. Dicha manipulación también puede desearse para corregir las características de corte del chorro o las características del resultado del corte. Más en particular, según comprenderá un experto en la materia, un corte producido por un chorro, por ejemplo un chorro de agua abrasivo, tiene características que difieren de los cortes producidos por procedimientos de mecanizado más tradicionales. Dos de las características de corte que pueden obtenerse del uso de un chorro de fluido a alta presión se refieren como “ahusamiento” y “corte posterior”. La fig. 1 es una ilustración de ejemplo de ahusamiento. Ahusamiento se refiere al ángulo de un plano de la pared de corte con respecto a un plano vertical. El ahusamiento produce normalmente una pieza objeto que tiene dimensiones diferentes en la superficie superior (en la que el chorro entra en la pieza de trabajo) que en la superficie inferior (en la que el chorro sale de la pieza de trabajo). La fig. 2 es una ilustración de ejemplo de corte posterior. El corte posterior, también referido como arrastre, identifica los fenómenos en que el chorro de fluido a alta presión sale de la pieza de trabajo en un punto por detrás del punto de entrada del chorro en la pieza de trabajo, con respecto a la dirección de desplazamiento. Estas dos características de corte, es decir, ahusamiento y corte posterior, pueden o no ser aceptables, dado el producto final deseado. El ahusamiento y el corte posterior varían dependiendo de la velocidad del corte; así, una forma conocida de controlar un ahusamiento y/o corte posterior excesivo consiste en ralentizar la velocidad de corte del sistema. En situaciones en que es deseable reducir al mínimo o eliminar el ahusamiento y el corte posterior, se han usado sistemas convencionales de cinco ejes, principalmente a través de prueba y error manual, para aplicar correcciones de ángulos de ahusamiento y de avance al chorro conforme se mueve a lo largo de la trayectoria de corte.

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RESUMEN DE LA INVENCIÓN

Se proporciona un procedimiento para control automático y dinámico de orientación de un cabezal cortador de un aparato de chorro de fluido con respecto a un material que se va a cortar, para producir una pieza objeto que tiene una geometría con una pluralidad de entidades geométricas, que comprende:

recepción de una indicación de un valor de velocidad para cada una de la pluralidad de entidades geométricas de la geometría, en la que al menos dos entidades geométricas se asocian con diferentes valores de velocidad;

determinación de forma automática y dinámica de un parámetro de orientación para cada entidad geométrica de acuerdo con el valor de velocidad indicado y otros parámetros del procedimiento; y

control automático del movimiento del cabezal cortador de acuerdo con el parámetro de orientación determinado automáticamente para cortar el material para producir la pieza objeto.

Además, se proporciona un sistema de control de chorro de fluido dinámico que controla un aparato de chorro de fluido para producir a partir de un material una pieza objeto con una geometría que tiene una pluralidad de segmentos geométricos, teniendo el aparato de chorro de fluido un cabezal cortador que gira en una pluralidad de ejes, que comprende:

interfaz de control del cabezal cortador que comunica una pluralidad de parámetros de orientación con el cabezal cortador del aparato de chorro de fluido para orientar el cabezal cortador con respecto a la pluralidad de ejes para cortar la pieza objeto; y

componente de modelización de avance y ahusamiento que determina de forma automática y dinámica un valor de orientación para cada uno de la pluralidad de segmentos de la geometría de acuerdo con un valor determinado de una velocidad de cabezal cortador asociada con ese segmento, teniendo al menos dos segmentos valores asociados de velocidad que son diferentes; y

envío de la pluralidad de valores de orientación determinada para cada segmento a la interfaz de control del cabezal cortador para controlar la orientación del cabezal cortador.

En particular, los procedimientos y sistemas de la presente invención proporcionan el control automático de parámetros de orientación de un chorro de fluido para conseguir un mayor control sobre el contorno del corte producido y la pieza resultante. Estos procedimientos y sistemas pueden emplearse con diferentes tipos de aparatos de chorro, como los que controlan un cabezal cortador usando movimiento alrededor de un número diferente de ejes. Las formas de realización de ejemplo proporcionan un Sistema Dinámico de Control de Chorro de Agua (“SDCCA”) para controlar dinámicamente la orientación de un chorro con respecto al material que se va a cortar en función de la velocidad y otros parámetros del procedimiento. Los parámetros de orientación incluyen, por ejemplo, la posición x-y del chorro a lo largo de la trayectoria de corte, así como tres parámetros de orientación tridimensional del chorro, como los valores de compensación de separación y los ángulos de ahusamiento y de avance del cabezal cortador. En una forma de realización, el SDCCA usa un conjunto de modelos predictivos para determinar automáticamente los parámetros de orientación apropiados para una geometría arbitraria como funciones de la velocidad. De esta manera, estos modelos hacen corresponder dinámicamente, para cada entidad geométrica, la velocidad del cabezal cortador con los ángulos de avance y ahusamiento apropiados en diferentes condiciones de procesamiento del cabezal cortador. Por ejemplo, cuando se va a cortar una esquina, normalmente el cabezal cortador se ralentiza. En algunos casos, usando las técnicas de determinación automatizadas de los ángulos de avance y ahusamiento de la presente invención, puede aminorarse la deceleración, mientras el cabezal cortador consigue un corte más preciso.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

La fig. 1 es una ilustración de ejemplo de ahusamiento;

la fig. 2 es una ilustración de ejemplo de corte posterior;

la fig. 3 es un diagrama de bloques que ilustra el uso de un Sistema Dinámico de Control de Chorro de Agua para producir una pieza objeto;

la fig. 4 es un diagrama de bloques de una forma de realización de ejemplo de un Sistema Dinámico de Control de Chorro de Agua;

la fig. 5 es un diagrama de flujo de ejemplo de etapas ejecutadas mediante una forma de realización de ejemplo de un Sistema Dinámico de Control de Chorro de Agua para cortar una pieza objeto;

la fig. 6 es una captura de pantalla de ejemplo de la interfaz de usuario de un módulo CAD de ejemplo de un Sistema Dinámico de Control de Chorro de Agua;

la fig. 7 es una captura de pantalla de ejemplo de un diálogo de introducción de una interfaz de usuario de ejemplo de un módulo de corte de un Sistema Dinámico de Control de Chorro de Agua;

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la fig. 8 es una captura de pantalla de ejemplo de un diálogo de configuración de una interfaz de usuario de ejemplo de un módulo de corte de un Sistema Dinámico de Control de Chorro de Agua;

la fig. 9 es una captura de pantalla de ejemplo de un diálogo de configuración avanzado de una interfaz de usuario de ejemplo de un módulo de corte de un Sistema Dinámico de Control de Chorro de Agua;

la fig. 10 es una captura de pantalla de ejemplo de un diálogo de modelo de aplicación de los diálogos de configuración del modelo;

la fig. 11 es una captura de pantalla de ejemplo de un diálogo de modelo de selección de los diálogos de configuración del modelo;

la fig. 12 es una captura de pantalla de ejemplo de un diálogo de edición de esquina a medida de los diálogos de configuración del modelo;

la fig. 13 es una captura de pantalla de ejemplo de un diálogo de avance y ahusamiento a medida de los diálogos de configuración del modelo;

la fig. 14 es una captura de pantalla de ejemplo de un diálogo de realimentación y control de un controlador de chorro de una

interfaz de usuario de ejemplo de un módulo de corte de un Sistema Dinámico de Control de Chorro de

Agua;

la fig. 15 es una captura de pantalla de ejemplo que muestra la posición x, y de la posición actual de la punta de herramienta del chorro con respecto a la trayectoria;

la fig. 16 es una captura de pantalla de ejemplo que muestra valores de compensación de separación del cabezal cortador;

la fig. 17 es una captura de pantalla de ejemplo que muestra los valores de compensación de avance y ahusamiento del cabezal cortador;

la fig. 18 es un diagrama de bloques de un sistema informático de propósito general para practicar formas de realización del Sistema Dinámico de Control de Chorro de Agua;

la fig. 19 es un diseño de ejemplo de una pieza objeto, que se usa para ilustrar el modo en que el Sistema Dinámico de

Control de Chorro de Agua automatiza la determinación de los parámetros de orientación y corte del

procedimiento;

la fig. 20 es un diagrama de flujo de ejemplo del procedimiento automatizado de determinación de los parámetros de orientación de un Sistema Dinámico de Control de Chorro de Agua de ejemplo;

la fig. 21 es un diagrama de flujo de ejemplo de las etapas ejecutadas por el Sistema Dinámico de Control de Chorro de Agua para construir una estructura de datos de programa de movimiento;

la fig. 22 es un diagrama de flujo de ejemplo de las etapas ejecutadas por el Sistema Dinámico de Control de Chorro de Agua para iniciar el ciclo de corte.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

Las formas de realización de la presente invención proporcionan procedimientos y sistemas basados en ordenador y en red para controlar automáticamente ángulos de avance y ahusamiento y otros parámetros de orientación de un chorro de agua para conseguir un control superior sobre el contorno del corte y la pieza resultante generados por el chorro de agua. Las formas de realización de ejemplo de la presente invención proporcionan un Sistema Dinámico de Control de Chorro de Agua (“SDCCA”) para controlar dinámicamente la orientación de un chorro con respecto al material que se va a cortar en función de la velocidad y/u otros parámetros del procedimiento. El SDCCA controla automáticamente la posición en el eje x, eje y (bidimensional) del chorro a lo largo de la trayectoria de corte, así como la orientación tridimensional del chorro, como la posición de separación y la inclinación y basculamiento del cabezal cortador cuando es apropiado, usando un conjunto de modelos predictivos. Los modelos predictivos indican ajustes apropiados para estos parámetros de orientación para conseguir las características deseadas del contorno del corte y la pieza resultante. Las extensas capacidades de control del SDCCA permiten a los operadores usar la maquinaria de chorro de agua de un modo automático sin intervención manual para controlar manualmente la orientación del chorro según el conocimiento y la pericia anteriores del operador con respecto a la pieza de trabajo específica que se va a cortar. La capacidad de automatización del SDCCA apoya así un tiempo de producción reducido, así como un control preciso sobre el procedimiento de corte.

Aunque se expone en la presente memoria descriptiva en términos de chorros de agua, y de chorros de agua abrasivos en particular, el experto en la materia reconocerá que las técnicas de la presente invención pueden aplicarse a cualquier tipo de chorro de fluido, generado por alta presión o baja presión, ya se usen o no aditivos o abrasivos. Además, el experto en la materia reconocerá que estas técnicas pueden modificarse para controlar los parámetros de orientación del chorro de separación en el eje x y el eje y, el ángulo de inclinación y el ángulo de avance como funciones de parámetros del procedimiento distintas de la velocidad, ya que se desarrollan e incorporan modelos predictivos diferentes.

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La fig. 3 es un diagrama de bloques que ilustra el uso de un Sistema Dinámico de Control de Chorro de Agua para producir una pieza objeto. En funcionamiento típico, un operador 301 usa un programa o paquete de Diseño Asistido por Ordenador (“CAD”) en una estación de trabajo informática 302, para especificar un diseño de una pieza 310 (por ejemplo, una pieza fabricada) que se cortará a partir del material de la pieza de trabajo 303. La estación de trabajo informática 302 es adyacente a o está conectada de forma remota o directa con un aparato de corte de chorro de agua abrasiva (CAA) 320, como el aparato de chorro de fluido de alta presión descrito y reivindicado en la solicitud de patente de EE.UU. registrada concurrentemente con nº serie 09/940.689, titulada “APARATO PARA GENERAR Y MANIPULAR UN CHORRO DE FLUIDO A ALTA PRESIÓN”. Puede usarse cualquier programa o paquete CAD bien conocido para especificar el diseño de pieza 310. Además, el paquete de diseño CAD también puede incorporarse en el Sistema Dinámico de Control de Chorro de Agua en sí. A continuación se introduce el diseño generado en el SDCCA 304, que genera después automáticamente, según se expone en más detalle en las figuras restantes, un programa de movimiento 305 que especifica el modo en que el aparato de chorro 320 debe controlarse para cortar el material de la pieza de trabajo 303. Cuando es especificado por el operador, el SDCCA 304 envía el programa de movimiento 305 a un controlador de hardware/software 321 (por ejemplo, un Controlador Numérico Informático, “CNC”), que acciona el aparato de chorro 320 para cortar el material de la pieza de trabajo según las instrucciones contenidas en el programa de movimiento 305 para producir la pieza objeto 310. Usado de esta manera, el SDCCA proporciona un procedimiento de Fabricación Asistida por Ordenador (un “CAM”) para producir piezas objeto.

Aunque el SDCCA descrito en la fig. 3 se muestra como residente en una estación de trabajo informática separada de, pero conectada a, el aparato de chorro, el experto en la materia reconocerá que, dependiendo de la configuración real del aparato de chorro y los ordenadores u otros controladores (el sistema de chorro), el SDCCA puede situarse alternativamente en otros dispositivos dentro del sistema de chorro global. Por ejemplo, el SDCCA puede estar integrado en el controlador del aparato de chorro en sí (como parte del software/firmware/hardware asociado con la máquina). En este caso, el programa de movimiento se reduce y, más bien, la determinación de los ajustes automáticos en los parámetros de orientación del chorro están integrados en el código del controlador en sí. O, por ejemplo, el SDCCA puede residir en un sistema informático conectado directamente al controlador. Todas estas combinaciones o permutaciones son contempladas por los procedimientos y sistemas de la presente invención, y las modificaciones apropiadas al SDCCA descrito, como las especificidades del programa de movimiento y su forma, se contemplan basándose en las particularidades del sistema de chorro de fluido y el hardware y el software de control asociados.

La fig. 4 es un diagrama de bloques de una forma de realización de ejemplo de un Sistema Dinámico de Control de Chorro de Agua. El SDCCA 401 comprende un generador de programa de movimiento/núcleo 402, una interfaz de usuario 403, como una interfaz gráfica de usuario (“IGU”), un módulo de diseño CAD 404, uno o más modelos de orientación o procedimiento sustituibles 405, y una interfaz con el controlador del aparato de chorro 409. El generador de programa de movimiento 402 recibe la entrada del módulo de diseño CAD 404 y la interfaz de usuario 403 para construir un programa de movimiento que puede enviarse y ser ejecutado por el controlador (el CNC) para controlar el chorro. El experto en la materia reconocerá que se contemplan igualmente disposiciones y combinaciones alternativas de estos componentes para su uso con técnicas de la presente invención. Por ejemplo, el módulo de diseño CAD 404 puede incorporarse en la interfaz de usuario

403. En una forma de realización, la interfaz de usuario 403 está entrelazada con el generador de programa de movimiento 402 de manera que la interfaz de usuario 403 controla el flujo del programa y genera el programa de movimiento. En otra forma de realización el flujo de programa de núcleo se segrega en un módulo de núcleo, que se separa del generador de programa de movimiento 402. Los modelos sustituibles 405 proporcionan el generador de programa de movimiento 402 con acceso a conjuntos de modelos matemáticos 406, 407, 408 y 409 que se usan para determinar parámetros apropiados de orientación del chorro y corte del procedimiento. Cada modelo matemático 406, 407, 408 y 409 comprende uno o más conjuntos de ecuaciones o tablas que son usadas por el generador de programa de movimiento 402 para generar valores particulares para las órdenes resultantes en el programa de movimiento para producir características o comportamiento de corte deseados. Por ejemplo, en un entorno de máquina de 5 ejes, estas ecuaciones se usan para generar la posición x, la posición y, el valor de compensación de separación z, el ángulo de avance y el ángulo de ahusamiento de cada orden si resulta apropiado. Los modelos sustituibles 405 proporcionan preferentemente modelos matemáticos múltiples y dinámicamente sustituibles. Por ejemplo, en una forma de realización preferida, los modelos 405 incluyen un conjunto de ecuaciones para generar valores de ángulos de avance y ahusamiento 406; un conjunto de ecuaciones para generar valores de velocidad y aceleración 407; un conjunto de ecuaciones para generar valores de parámetros del procedimiento de corte modificados para cortar curvas, esquinas, etc., 408; y otros modelos 409. Los modelos matemáticos 406, 407, 408 y 409 se crean normalmente de forma experimental y teórica basándose en observaciones empíricas y análisis anteriores de datos de corte. En particular, según se expondrá en más detalle más adelante, el modelo de avance y ahusamiento 406 es un modelo predictivo que puede usarse para generar valores de ángulos de avance y ahusamiento para una forma arbitraria. En una forma de realización, el SDCCA también comprende una interfaz con el controlador 409, que proporciona funciones para comunicación bidireccional entre el controlador y el SDCCA. Estas funciones del controlador se usan, por ejemplo, para visualizar la trayectoria de corte en curso mientras la pieza objeto se está cortando desde la pieza de trabajo. También se usan para obtener valores del aparato de corte, como el estado actual de los dispositivos mecánicos y eléctricos anexos.

El experto en la materia reconocerá que son posibles muchas disposiciones y divisiones de funcionalidad diferentes de los componentes de un SDCCA. Además, aunque se describen detalles específicos con respecto a esta forma de realización de ejemplo del SDCCA, como formatos de datos, pantallas de interfaz de usuario, diagramas de flujo de códigos, opciones de menú, etc., el experto en la materia reconocerá que las técnicas de la presente invención pueden practicarse sin algunos de los detalles específicos descritos en la presente memoria descriptiva, o con otros detalles específicos, como cambios con respecto a la ordenación de los diagramas del flujo de código, o las características específicas mostradas en las pantallas de la interfaz de usuario. Las estructuras y etapas bien conocidas pueden no mostrarse o describirse en detalle con el fin de evitar oscurecer la presente invención.

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La fig. 5 es un diagrama de flujo de ejemplo de etapas ejecutadas por una forma de realización de ejemplo de un Sistema Dinámico de Control de Chorro de Agua para cortar una pieza objeto. En la etapa 501, el SDCCA reúne una diversidad de datos de entrada del operador, incluyendo un diseño (una especificación de geometría) para una pieza objeto en un formato CAD, o equivalente. Además, los requisitos del cliente para la pieza objeto también han de especificarse y reunirse, como una indicación del acabado de superficie, o, como a veces se hace referencia, una indicación de la calidad del corte. Pueden usarse diversas técnicas para indicar esta información al SDCCA. En una forma de realización de ejemplo, el paquete CAD permite a un operador especificar diferentes acabados de superficie para cada entidad de dibujo. Estos acabados de superficie pueden indicarse, por ejemplo, mediante una escala de velocidad porcentual; sin embargo, el experto en la materia reconocerá que pueden usarse otras escalas para indicar el acabado de superficie o la calidad del corte. Por ejemplo, pueden usarse escalas alternativas que indiquen velocidad relativa, o indicaciones de calidad como “acabado basto”, “acabado medio” y “acabado liso”. La velocidad normalmente se compensa con el acabado de superficie (o calidad del corte); así, la velocidad y la calidad del acabado pueden inferirse de cualquier escala que se use. Sin embargo, debe observarse que el SDCCA puede apoyar la producción de más piezas precisas dimensionalmente mientras se hace funcionar el aparato de chorro a velocidades más elevadas, debido a las compensaciones automáticas de los ángulos de ahusamiento y de avance.

En la etapa 502, el SDCCA reúne parámetros del procedimiento, normalmente de un operador, aunque estos parámetros pueden tener valores por omisión o algunos pueden ser aptos para su consulta por el controlador del aparato de chorro. En una forma de realización de ejemplo, mostrada más adelante en la fig. 8, el SDCCA determina valores para el tipo de material que se va a cortar; el grosor del material; la presión del agua; el diámetro del orificio; la velocidad del flujo abrasivo; el tipo de abrasivo; el diámetro del tubo de mezclado; y la longitud del tubo de mezclado como parámetros del procedimiento.

En la etapa 503, el SDCCA usa los parámetros de entrada del procedimiento para calcular automáticamente la trayectoria de desplazamiento. La trayectoria de desplazamiento es la trayectoria que debe seguirse cuando la pieza objeto se corta para tener en cuenta cualquier anchura que asume el chorro en la realidad (la anchura del corte debida al chorro). Así se evita la producción de piezas que sean más pequeñas o más grandes de lo especificado. Como las características del chorro cambian con el tiempo, por ejemplo, debido al desgaste, los parámetros del procedimiento del chorro deben modificarse de forma correspondiente con el fin de computar el desplazamiento correcto. En algunas formas de realización, la trayectoria de desplazamiento está determinada por el controlador y se realizan transformaciones apropiadas de los parámetros de orientación del programa de movimiento por acción del controlador.

Las etapas 504-507 construyen un programa de movimiento mediante el almacenamiento incremental de valores de programa determinados en una estructura de datos de programa de movimiento. Preferentemente, las entradas en la estructura de datos corresponden a instrucciones almacenadas del programa de movimiento que son ejecutables por el controlador del chorro. En la etapa 504, el SDCCA determina las entidades de dibujo de componentes del diseño de la pieza objeto mediante “segmentación” de la geometría en entidades que son apropiadas para asignar velocidades de corte. Esta etapa puede realizarse en este momento o en cualquier otro del procedimiento, por ejemplo, usando sistemas de software estándar conocidos que proporcionan segmentación del diseño mediante la modificación del archivo CAD/CAM. Una vez realizada la segmentación, entonces en la etapa 505, el SDCCA asigna un valor de velocidad a cada entidad de dibujo basándose en modelos conocidos de velocidad y aceleración (por ejemplo, modelo de velocidad 407 en la fig. 4) y modelos de esquinas conocidos (por ejemplo, modelo de esquina 408 en la fig. 4), que tienen en cuenta disminuciones de velocidad que son preferidas para cortar entidades como círculos, arcos y esquinas. En la actualidad se dispone de formas de realización de estos modelos, por ejemplo, en sistemas de corte de forma controlada FlowMaster™, fabricados actualmente por Flow International Corporation, y generalmente en la técnica se conocen equivalentes de estos modelos o modelos similares. Para los fines del SDCCA, puede usarse cualquier modelo de velocidad y aceleración y/o modelo de esquina siempre y cuando las velocidades puedan indicarse para una entidad de dibujo en particular. En general, el modelo de velocidad y aceleración proporciona acceso a ecuaciones y pruebas que generan una escala de velocidad (por ejemplo, un porcentaje de la velocidad del aparato de chorro capaz máxima) basándose en geometrías conocidas, como líneas, arcos, círculos, y las características de la máquina en particular. Por ejemplo, el experto en la materia sabe que arcos de radio más estrechos requieren que el corte del chorro tenga lugar a velocidades más lentas que el máximo. Además, el modelo de velocidad y aceleración se usa para ajustar velocidades para entidades de dibujo cuando se encuentran transiciones de velocidad basándose en las características de aceleración del aparato de chorro en particular.

En la etapa 506, el SDCCA determina automáticamente la inclinación y el basculamiento del cabezal cortador de chorro que es necesario para conseguir los requisitos designados por el cliente mediante la determinación automática de los ángulos de ahusamiento y de avance usando modelos predictivos (por ejemplo, modelo de avance y ahusamiento 406 en la fig. 4). Esta determinación se expondrá en detalle con referencia a la fig. 21. En resumen, el modelo del ángulo de ahusamiento y de avance genera, basándose en una serie de ecuaciones, valores óptimos para los ángulos de ahusamiento y de avance en cada punto final de cada entidad de dibujo en función de la velocidad del cabezal cortador en ese punto. Específicamente, si el modelo de avance y ahusamiento determina que un segmento de la pieza objeto va a cortar más despacio (por razones como deceleración de la máquina o necesidad de control de acabado de superficie), entonces los ángulos de avance y ahusamiento se ajustan automáticamente para compensar el cambio de velocidad. Así, los ángulos de avance y ahusamiento se ajustan para hacer corresponder automáticamente la velocidad del corte en cada punto final y para cada segmento. Dado que la velocidad del corte para una entidad de dibujo en particular se determina anteriormente en función de otros varios parámetros del procedimiento, por ejemplo, el grosor del material y las características del tubo de mezclado, los ángulos de ahusamiento y de avance son también indirectamente funciones de esos otros parámetros del procedimiento.

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En la etapa 507, el SDCCA construye el programa de movimiento final haciendo ajustes en la estructura de datos del programa de movimiento según se necesita para el controlador del chorro en particular en uso. Normalmente, los CNC y otros controladores del chorro de agua usan ecuaciones cinemáticas para calcular el movimiento de los motores del cabezal cortador que es necesario para producir una trayectoria deseada (es decir, para calcular el modo en que deben colocarse los motores para generar posiciones particulares de la punta de la herramienta de chorro). Preferentemente, antes de usar el cabezal cortador, el operador alinea el aparato del cabezal cortador usando el controlador, de manera que las ecuaciones cinemáticas producen posiciones de motor que generan el corte deseado. Algunos controladores son capaces de recibir programas de movimiento especificados en términos de la orientación del chorro y usan internamente cinemática inversa para determinar las posiciones de motor reales a partir de las posiciones de la punta de la herramienta de chorro. Otros, sin embargo, esperan recibir las instrucciones del programa de movimiento en términos de posiciones de motor, y no de posiciones x-y de la punta de la herramienta de chorro ni de coordenadas de ángulos. En este caso, cuando es preciso “traducir” las posiciones de la punta de la herramienta de chorro a posiciones de motor, el SDCCA en la etapa 507 realiza dichas traducciones usando ecuaciones cinemáticas y hace ajustes en los valores de los parámetros de orientación almacenados en la estructura de datos del programa de movimiento. Además, los valores de compensación de separación para el cabezal cortador de chorro se determinan usando ecuaciones cinemáticas y se almacenan con cada instrucción. Los valores de compensación de separación son las medidas en el “eje z” necesarias para asegurar que la punta de la herramienta de chorro permanece en una magnitud de separación concreta, centrada en la trayectoria de corte, con independencia de los ángulos de ahusamiento y de avance. Los valores de compensación de separación son normalmente función de la distancia del punto de giro de los motores de chorro a la punta de la herramienta de chorro.

En la etapa 508, el SDCCA establece y/o verifica la comunicación con el controlador del aparato de chorro. En la etapa 509, el SDCCA envía el programa de movimiento construido al controlador para su ejecución. El experto en la materia reconocerá que el término “controlador” incluye cualquier dispositivo/software/firmware capaz de dirigir el movimiento del motor basándose en el programa de movimiento. El experto en la materia también reconocerá que el término “programa de movimiento” se usa en la presente memoria descriptiva para indicar un conjunto de instrucciones que el aparato de chorro y/o el controlador en uso en particular comprende. Las etapas precedentes pueden alterarse consiguientemente para dar cabida a las necesidades de cualquiera de dichas instrucciones.

Según se ha mencionado, en una forma de realización, la interfaz de usuario del SDCCA es una interfaz gráfica de usuario (“IGU”) que controla todo el procedimiento de corte. Las fig. 6 a 17 son capturas de pantalla de ejemplo de varios aspectos de una forma de realización de ejemplo de la interfaz de usuario del SDCCA. El experto en la materia reconocerá que existen muchas variantes de estas capturas de pantalla, incluyendo la entrada solicitada, la salida visualizada y el flujo de control y su uso se contempla mediante las técnicas de la presente invención.

La fig. 6 es una captura de pantalla de ejemplo de la interfaz de usuario de un módulo CAD de ejemplo del Sistema Dinámico de Control de Chorro de Agua. Un operador usa las herramientas de diseño 604 para introducir un diseño de una pieza (parte) deseada, que incluye el orden de los segmentos que se cortarán, en el área de dibujo 601. En el área de entrada de la geometría 602, el módulo CAD recibe la entrada de la entidad de dibujo del operador para el diseño que se presenta en el área de dibujo 601. Preferentemente, el módulo CAD permite al operador indicar también los requisitos de acabado de superficie (o cualquier otra representación de los requisitos del cliente) para los segmentos del diseño. Los botones de especificación de la velocidad 603 se usan para designar los requisitos de velocidad (y con ello los requisitos de calidad de superficie) para un segmento en particular. En el módulo CAD ilustrado, el color de cada segmento (no mostrado) corresponde a un porcentaje de velocidad máxima. Así, por ejemplo, mientras se dibuja el rectángulo por ejemplo, en azul, para corresponderse con el 40% de velocidad máxima, se dibuja el círculo de corte, por ejemplo, en verde claro, para corresponderse con el 20% de velocidad máxima. El experto en la materia reconocerá que puede usarse cualquier tipo de sistema de claves, incluyendo diferentes incrementos y designaciones distintos que el color.

La fig. 7 es una captura de pantalla de ejemplo de un diálogo de introducción de una interfaz de usuario de ejemplo de un módulo de corte de un Sistema Dinámico de Control de Chorro de Agua. El área de visualización de dibujo 701 contiene una vista del diseño actual de la pieza objeto. En esta forma de realización en particular, las líneas están codificadas por colores para corresponderse con los requisitos de acabado de superficie del cliente según se especificaron cuando se introdujo el diseño en el programa CAD. Los botones de ajuste de velocidad 707 pueden usarse para cambiar manualmente los ajustes de cualquier entidad de dibujo en particular. Entre otras capacidades, el diálogo de introducción proporciona acceso a opciones de configuración por medio de la selección del botón de Configuración 702, que se expone adicionalmente más adelante con respecto a la fig. 8. Cuando se selecciona el botón Vista previa 703, el SDCCA proporciona una vista previa simulada de la dirección y la trayectoria del cabezal cortador a lo largo del dibujo mostrado en el área de presentación del dibujo 701. Cuando se selecciona el botón Ejecutar 704, el SDCCA realiza una miríada de actividades relacionadas con la construcción del programa de movimiento, una forma de realización de la cual se describe en detalle en relación con las fig. 20 y 21. Después de que el SDCCA ha terminado de construir el programa de movimiento y de establecer la comunicación con el controlador del aparato de chorro, la interfaz de usuario del módulo de corte visualiza el diálogo de realimentación y control del controlador (el “diálogo del controlador”) para ejecutar realmente el procedimiento de corte. El diálogo del controlador se expone adicionalmente más adelante en relación con las fig. 14 a 17. Existen otros campos disponibles en el diálogo de introducción para ajustar y visualizar los valores de otros parámetros del procedimiento. Por ejemplo, los atributos del material de la pieza de trabajo pueden ajustarse en cuadros de edición 705. Además, el radio de la herramienta de chorro puede ajustarse en el cuadro de edición 706. El radio de la herramienta de chorro se usa para determinar el desplazamiento del chorro que es necesario para producir la trayectoria de corte objeto. Normalmente, es necesario un desplazamiento para asegurar la precisión del corte debido a que el chorro en sí tiene una anchura, que no forma parte de la trayectoria de corte.

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La fig. 8 es una captura de pantalla de ejemplo de un diálogo de configuración de una interfaz de usuario de ejemplo de un módulo de corte de un Sistema Dinámico de Control de Chorro de Agua. El diálogo de configuración 801, que sustenta el ajuste de varios parámetros del procedimiento, se visualiza como respuesta a la selección del botón de Configuración 702 en la fig. 7. Varios parámetros del procedimiento como las características de la bomba y los procedimientos activos/inactivos abrasivos son ajustables mediante campos del diálogo 801. Normalmente, un operador invocaría el diálogo de configuración 801 antes de cortar el primer elemento de la pieza objeto y a continuación guardaría los valores para cortes posteriores.

La fig. 9 es una captura de pantalla de ejemplo de un diálogo de configuración avanzado de una interfaz de usuario de ejemplo de un módulo de corte de un Sistema Dinámico de Control de Chorro de Agua. El diálogo de configuración avanzado 901 es invocado cuando un operador selecciona el elemento de menú “Avanzado” en la barra de herramientas del diálogo de introducción (por ejemplo, véase fig. 7). El operador indica una longitud de herramienta y un valor de separación para el aparato del cabezal cortador. El valor de separación es la distancia desde la punta del cabezal cortador al material. La longitud de la herramienta es la longitud desde el centro del eje de rotación del cabezal cortador a la punta del cabezal cortador. Estos valores se usan con las ecuaciones cinemáticas para determinar las transformaciones desde los ángulos de avance y ahusamiento determinados automáticamente y los valores de compensación de separación a los valores numéricos que controlan los motores del cabezal cortador.

En el diálogo de introducción de ejemplo expuesto con referencia a la fig. 7, cuando el operador selecciona el botón de Ejecución 704, entonces el SDCCA determina si el operador ya ha indicado qué modelos usar (por ejemplo, uno de los modelos sustituibles 405 de la fig. 4). Por ejemplo, si es la primera vez que se va a cortar la pieza objeto, entonces el SDCCA supone que el operador todavía no ha configurado los modelos y presenta un diálogo para recibir la entrada relativa a los modelos que el operador desea usar. Las fig. 10 a 13 son capturas de pantalla de ejemplo de diálogos de configuración de modelos de una interfaz de usuario de ejemplo de un módulo de corte de un Sistema Dinámico de Control de Chorro de Agua. Los diálogos de configuración del modelo proporcionan un espectro de control desde completamente manual a completamente automatizado. Por ejemplo, permiten que el operador seleccione si usar el modelo de avance y ahusamiento para determinar automáticamente los ángulos de avance y ahusamiento o si proporcionar valores específicos para sustituir los ángulos de avance y ahusamiento para cada entidad de dibujo. El experto en la materia reconocerá que son posibles otras combinaciones, incluyendo la de proporcionar una parte de valores de sustitución manual para un procedimiento por lo demás automatizado. En una forma de realización, se proporcionan “esquemas” o combinaciones de configuraciones de modelo por omisión.

La fig. 10 es una captura de pantalla de ejemplo de un diálogo de modelo de aplicación de los diálogos de configuración del modelo. El diálogo de modelo de aplicación 1001 se usa para ajustar varios parámetros del procedimiento que son usados por los modelos. Una vez que se selecciona el botón “OK” 1002, entonces el SDCCA procede a construir el programa de movimiento.

La fig. 11 es una captura de pantalla de ejemplo de un diálogo de modelo de selección de los diálogos de configuración del modelo. El operador usa el diálogo de modelo de selección 1101 para seleccionar los modelos que se usarán para una sesión de corte en particular. El botón de modelo “estándar” 1102 (con el texto en inglés “Standard”) se usa para especificar qué combinaciones de los modelos sustituibles (por ejemplo, modelos 405 de la fig. 4) usar. Preferentemente proporciona un conjunto de modelos por omisión. El operador puede seleccionar preferentemente uno o más de los modelos disponibles actualmente seleccionando las casillas de verificación apropiadas del modelo 1103. Pueden añadirse elecciones de diferentes versiones de estos modelos cuando existe más de uno de un tipo de modelo. Por ejemplo, pueden seleccionarse diferentes modelos de esquinas en un menú desplegable (no mostrado) u otro elemento de la IGU si se dispone de más de un modelo de esquina. Seleccionando la casilla de verificación de Control de Avance y Ahusamiento 1105 (con el texto en inglés “Lead and Taper Control”), el operador puede indicar un deseo de hacer que el SDCCA determine automáticamente ángulos de avance y ahusamiento.

La fig. 12 es una captura de pantalla de ejemplo de un diálogo de edición de esquina de cliente de los diálogos de configuración del modelo. Este diálogo es visualizado por el SDCCA en respuesta a la selección del botón de Edición 1106 (con el texto en inglés “Edit”) en la fig. 11. El diálogo de edición de esquina del cliente 1201 se usa para controlar manualmente los cálculos de la velocidad en las esquinas. El operador puede especificar la velocidad real alrededor de la esquina, así como el modo de segmentación en que deben ajustarse las entidades de dibujo para tener en cuenta la deceleración y aceleración alrededor de las esquinas.

La fig. 13 es una captura de pantalla de ejemplo de un diálogo de avance y ahusamiento a medida de los diálogos de configuración del modelo. Usando el diálogo de control de avance y ahusamiento a medida 1301, un operador puede especificar un esquema de avance y ahusamiento, con valores ya determinados, por ejemplo, usando el campo de entrada del esquema 1302. O el operador puede especificar los valores de avance y ahusamiento particulares que se usarán con cada incremento de velocidad especificado, por ejemplo introduciendo valores en el campo de tabla de ángulos de avance y ahusamiento 1303. Los incrementos de velocidad se especifican en el campo de incrementos 1304. Así, un operador podría especificar de forma concebible el avance y el ahusamiento para todas las velocidades que pueden aplicarse mediante el cabezal cortador usando un incremento del 1%.

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La fig. 14 es una captura de pantalla de ejemplo de un diálogo de realimentación y control del controlador de chorro de una interfaz de usuario de ejemplo de un módulo de corte de un Sistema Dinámico de Control de Chorro de Agua. El área de visualización del corte 1401 contiene una vista de la pieza objeto. El diálogo de realimentación y control del controlador (diálogo del controlador) presenta la información de controlador actual al operador como la pieza que se va a cortar. El área de realimentación de parámetros de orientación 1402 visualiza los valores de los parámetros de orientación desde el punto de vista del controlador. Una vez que se inicia el procedimiento de corte, el operador puede elegir los parámetros que se visualizarán, según se expone con referencia a las fig. 15 a 17. El operador selecciona los botones de orientación de inicio 1403 para ajustar una posición de “origen” para el plano x-y, para la dirección z (que se usa para compensación de separación), y para las posiciones angulares de avance y ahusamiento del cabezal cortador. La posición de “inicio” puede ser una posición de origen de coordenadas 0,0 del aparato de chorro, o cualquier posición x-y ó z ó ángulos, ajustados por el operador usando los botones 1403. El área de realimentación de parámetros del procedimiento 1406 contiene valores actuales para parámetros relacionados con bomba y boquilla que incluyen si se va a usar o no un abrasivo y si la bomba está actuando a alta o a baja presión. Para iniciar el procedimiento real de corte, el operador selecciona el botón de inicio de ciclo 1404. En este momento, el SDCCA descarga el programa de movimiento para el controlador e instruye al controlador para que ejecute el programa. El botón de detención de ciclo 1405 se selecciona para detener el procedimiento de corte actual.

Las fig. 15 a 17 son capturas de pantalla de ejemplo de realimentación del controlador proporcionadas mientras el chorro está cortando la pieza de trabajo. La fig. 15 es una captura de pantalla de ejemplo que muestra la posición x-y de la posición actual de la punta de herramienta del chorro con respecto a la trayectoria. En la fig. 15, el área de visualización del corte 1501 muestra el corte que se está realizando de manera que el operador puede ver la posición actual (aproximada) del chorro y el progreso de la operación de corte. El área de realimentación del parámetro de orientación 1502 visualiza los valores actuales del parámetro de orientación particular seleccionado para visualización. En la fig. 15, estos valores son la posición x e y de la punta de la herramienta del chorro en relación con la posición de “inicio” del aparato de chorro.

La fig. 16 es una captura de pantalla de ejemplo que muestra valores de compensación de separación del cabezal cortador. El área de visualización del corte 1601 es similar a la descrita con referencia a la fig. 15. El área de realimentación de parámetros de orientación 1602 se muestra con visualización del valor de compensación de separación actual del cabezal cortador que corresponde a la posición actual de la punta de la herramienta de chorro. En la forma de realización ilustrada, estos valores se dan desde el punto de vista del controlador, y así reflejan las posiciones del motor.

La fig. 17 es una captura de pantalla de ejemplo que muestra los valores de compensación de avance y ahusamiento del cabezal cortador. El área de visualización del corte 1701 es similar a la descrita con referencia a la fig. 15. El área de realimentación de parámetros de orientación 1702 se muestra con la visualización de los valores actuales de compensación de avance y ahusamiento del cabezal cortador con respecto a una posición neutra vertical. En la forma de realización ilustrada, estos valores se dan desde el punto de vista del controlador (después de que se han aplicado las ecuaciones cinemáticas a los ángulos de avance y ahusamiento), y así reflejan las posiciones del motor.

En formas de realización de ejemplo, el Sistema Dinámico de Control de Chorro de Agua se implementa en un sistema informático que comprende una unidad central de procesamiento, una pantalla, una memoria y otros dispositivos de entrada/salida. Las formas de realización de ejemplo están diseñadas para funcionar en forma autónoma o en un entorno de red, como un sistema informático que está conectado a Internet, o en un entorno en el que la interfaz de usuario del SDCCA está controlada de forma remota, por una red física o, por ejemplo, por una conexión inalámbrica. Además, las formas de realización de ejemplo pueden estar integradas en un controlador numérico controlado por ordenador (un dispositivo CNC) que controla directamente el chorro o en una interfaz informática del dispositivo CNC. El experto en la materia reconocerá que las formas de realización del SDCCA pueden ponerse en práctica en otros entornos que sustentan la capacidad de generar órdenes que pueda comprender un dispositivo controlador del chorro de agua.

La fig. 18 es un diagrama de bloques de un sistema informático de propósito general para poner en práctica formas de realización del Sistema Dinámico de Control de Chorro de Agua. El sistema informático 1801 contiene una unidad central de procesamiento (UCP) 1802, una pantalla 1803, una memoria informática (memoria) 1805 u otro soporte de memoria legible por ordenador, y otros dispositivos de entrada/salida 1804. Los componentes del SDCCA 1806 residen normalmente en la memoria 1805 y se ejecutan en la UCP 1802. Según se describe en la fig. 4, el SDCCA 1806 comprende varios componentes, incluida una interfaz de usuario 1807, un módulo CAD 1808 (si no una parte de la interfaz de usuario 1807), un generador de programa de movimiento/núcleo SDCCA 1809, uno o más modelos sustituibles 1810 y una interfaz de controlador 1811. Estos componentes se muestran como residentes en la memoria 1805. Otros programas 1810 residen también en la memoria 1805.

El experto en la materia reconocerá que los SDCCA de ejemplo pueden implementarse como uno o más módulos de código y pueden implementarse en un entorno distribuido en el que los diversos programas mostrados como residentes actualmente en la memoria 1805 se distribuyen en cambio entre varios sistemas informáticos. Por ejemplo, los modelos sustituibles 1810, que contienen preferentemente el modelo de avance y ahusamiento, el modelo de velocidad y aceleración, el modelo de esquina y otros modelos, pueden cada uno o en cualquier combinación residir en un sistema informático diferente al sistema informático en el que residen el generador de programa de movimiento 1809 y/o la interfaz de usuario 1807 o en el que reside el módulo CAD 1808. También, según se expone anteriormente con respecto a la fig. 3, uno o más de estos componentes pueden residir y ejecutarse en un ordenador asociado con el controlador del aparato de chorro o en una tarjeta de controlador. En una forma de realización, el SDCCA se implementa usando un entorno de programación orientado a objetos como el lenguaje de programación C++ y los modelos sustituibles de orientación y procedimiento se implementan

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como diferentes tipos de objetos o clases.

La fig. 19 es un diseño de pieza objeto de ejemplo, que se usa para ilustrar el modo en que el Sistema Dinámico de Control de Chorro de Agua automatiza la determinación de los parámetros de orientación y corte del procedimiento. La fig. 19 muestra una forma rectangular, que debe cortar desde el punto marcado como “Inicio” para avanzar en sentido antihorario hasta el punto marcado como “Fin”. El diseño muestra cuatro entidades geométricas (líneas) marcadas como “a”, “b”, “c” y “d”. Cuando se corta, el aparato de chorro avanzará en orden alrededor de las esquinas marcadas como A, B y C. Al final del corte, el chorro llegará al punto marcado como “Fin”. Con fines de ilustración, la siguiente descripción supone que el operador ha comunicado su deseo de cortar la entidad “a” a una velocidad alta (acabado de superficie basto) y las restantes entidades “b”, “c” y “d” lentamente (acabado de superficie liso). También, la descripción supone que no se requiere desplazamiento de pieza para tener en cuenta la anchura del corte producido por el chorro.

Según se expone con referencia a la interfaz de usuario mostrada en la fig. 7, cuando un operador selecciona el botón de “Ejecución” desde el diálogo de introducción del módulo de corte de la interfaz de usuario (véase, por ejemplo, el botón 704), el SDCCA inicia el procedimiento automatizado de determinación de los parámetros de orientación. La fig. 20 es un diagrama de flujo de ejemplo del procedimiento automatizado de determinación de los parámetros de orientación de un Sistema Dinámico de Control de Chorro de Agua de ejemplo. En la etapa 2001, el SDCCA determina si es la primera vez que el software se ha ejecutado para cortar esta pieza objeto o si ha cambiado algún parámetro (del procedimiento) de entrada, y, en caso afirmativo, continúa en la etapa 2002, y en caso contrario continúa en la etapa 2003. En la etapa 2002, el SDCCA visualiza los diálogos de preferencia del modelo (véase, por ejemplo, fig. 10 a 13) y obtiene información del operador en relación con los modelos y/o los valores de sustitución que desea el operador. Por ejemplo, un operador puede usar estos diálogos de preferencia de modelos para sustituir el valor porcentual de velocidad para esquinas aun cuando otros parámetros puedan ser elegidos automáticamente por el sistema, por ejemplo los ángulos de avance y ahusamiento. En la etapa 2003, el SDCCA invoca una rutina de construcción de estructura de datos del programa de movimiento para preguntar en los diversos modelos los valores de los parámetros de orientación y procedimiento. En la etapa 2004, el SDCCA configura o verifica que se ha establecido una sesión de comunicación con el controlador del chorro. En la etapa 2005, el SDCCA visualiza el diálogo de controlador (por ejemplo, véase fig. 14), y vuelve a esperar más instrucciones del operador.

La fig. 21 es un diagrama de flujo de ejemplo de las etapas ejecutadas por el Sistema Dinámico de Control de Chorro de Agua para construir una estructura de datos del programa de movimiento. El SDCCA examina la geometría que se recibió para la pieza deseada y determina automáticamente, usando los modelos y los valores de los parámetros del procedimiento de corte sustituidos indicados por el operador, las velocidades y la orientación del chorro que se usará para cortar la pieza según los requisitos especificados por el cliente. Estos valores se almacenan en una estructura de datos que forma el programa de movimiento cuando está completa. El experto en la materia reconocerá que puede usarse cualquier estructura de datos apropiada, incluyendo una matriz o tabla simple, para almacenar los datos del programa de movimiento.

Específicamente, en la etapa 2101, el SDCCA segmenta la entrada CAD en las entidades de dibujo. Según se ha indicado anteriormente, esta etapa se ejecuta usando técnicas bien conocidas en la industria y/o programas estándar. En la etapa 2102, el SDCCA determina las velocidades de corte que se usarán para cada entidad de dibujo preguntando el modelo de aceleración y velocidad de corte. El modelo puede implementarse como una serie de funciones (ecuaciones) invocables o puede implementarse como una simple tabla de búsqueda basándose en el tipo de entidad de dibujo, las restricciones o requisitos del aparato de chorro y diversos valores de los parámetros del procedimiento. En cualquier caso, pueden usarse los modelos de velocidad y aceleración externos en conjunción con el modelo de avance y ahusamiento descrito en la presente memoria descriptiva. Preferentemente, cualquier modelo usado produce la velocidad de corte más rápida alcanzable para los parámetros dados del procedimiento (la “velocidad de separación”). Para un aparato de chorro y un SDCCA dados, el modelo de velocidad especifica una relación que relaciona requisitos del cliente “lentos” y “rápidos” con alguna velocidad dada. Por ejemplo, en una forma de realización de ejemplo, se considera que un corte rápido es al 100% mientras que un corte lento es normalmente al 20%. Otras formas de realización se refieren a “rápido” y “lento” en una escala deslizante, por ejemplo, de 1 a

10. Con fines de ilustración, esta exposición indica rápido como una velocidad del 100%.

Una vez que se determina la velocidad rápida (100%), el SDCCA puede asignar valores porcentuales de velocidad a otras velocidades requeridas. Por ejemplo, si el modelo de velocidad invocado por el SDCCA devuelve un valor de 10 pulgadas por minuto (in/min) para la velocidad del 100%, entonces, cuando el modelo especifica que una segunda entidad debe cortarse a 1 in/min, el SDCCA determina que la segunda entidad debe cortarse a una velocidad del 10%, ya que 1 in/min es la 10ª parte de 10 in/min.

En referencia de nuevo a los ejemplos mostrados en la fig. 19, la entidad geométrica “a” debe cortarse a velocidad rápida, así a la velocidad del 100%. Como el operador especificó una velocidad lenta para las restantes entidades, con fines de ilustración, a estas entidades se les asignará un valor de velocidad del 20%. Los valores de la estructura de datos del programa de movimiento que corresponden al diseño de la fig. 19 en este punto serán similares a los mostrados en la Tabla 1.

Característica: Velocidad porcentual

Inicio: 0

Primera pata a: 100

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Esquina A

Segunda pata b: 20

Esquina B

Tercera pata c: 20

Esquina C

Cuarta pata d: 20

Fin: 0

Tabla 1

Una vez que se calculan las velocidades de corte para entidades geométricas de la pieza designada, a continuación en la etapa 2103, el SDCCA verifica las restricciones de velocidad en cada esquina, si hay 15 esquinas presentes. Por

5 ejemplo, al igual que un conductor frena el coche al tomar una curva, el cabezal cortador de chorro también debe ralentizarse. La velocidad a la que debe ralentizarse el cabezal cortador para una esquina en particular está determinada mediante la entrada del operador o usando las ecuaciones matemáticas de un modelo de control de esquinas, como el modelo de esquina 408 de la fig. 4.

Una vez que se determinan las velocidades de esquina, se hacen corresponder todas las velocidades con sus 10 entidades geométricas respectivas. Los valores de estructura de datos del programa de movimiento que corresponden al diseño de la fig. 19 en este punto serán similares a los mostrados en la Tabla 2.

Característica: Velocidad porcentual

Inicio: 0

Primera pata a: 100

Esquina A: 10

Segunda pata b: 20

Esquina B: 10

Tercera pata c: 20

Esquina C: 10

Cuarta pata d: 20

Fin: 0

Tabla 2

15 En la etapa 2104, el SDCCA determina cómo hacer una transición de velocidad entre cada entidad de dibujo del diseño. Por ejemplo, en referencia a la fig. 19 y la Tabla 2, para cumplir con las restricciones de aceleración del procedimiento

o la máquina, el cabezal cortador puede necesitar 0.5 in para aumentar de una velocidad del 0% en el “Inicio” a la velocidad del 100% de la primera pata (entidad “a”). Transiciones como ésta son calculadas por el SDCCA para todas las entidades geométricas y se basan en las características del aparato de chorro y el tipo de entidad entre otros parámetros del

20 procedimiento.

Las transiciones de velocidad pueden realizarse ajustando los parámetros de aceleración en el controlador o “descomponiendo” el diseño CAD original en segmentos más pequeños. A continuación el SDCCA asigna a cada uno de estos segmentos un cambio incremental de velocidad que produce la transición de velocidad requerida. En una forma de realización de ejemplo, la técnica de descomposición en segmentos se usa a menudo.

25 En este punto, la estructura de datos del programa de movimiento incluye la posición x-y de cada entidad o característica y la velocidad asignada a cada entidad.

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En las etapas 2105 y 2106, el SDCCA usa el modelo de avance y ahusamiento para determinar el ángulo de avance y de ahusamiento de cada punto final. Un principio subyacente del modelo consiste en hacer corresponder los ángulos de avance y ahusamiento con la velocidad de corte de manera que el chorro pueda acelerarse a través de la pieza objeto con un borde recto resultante. Por otra parte, las técnicas empleadas por el modelo son preferentemente suficientemente generales para apoyar la determinación de ángulos de avance y ahusamiento para un diseño geométrico arbitrario, y no sólo para diseños para los que se han realizado pruebas anteriores. También, las técnicas descritas más adelante ilustran ángulos de avance y ahusamiento como funciones de la velocidad. El experto en la materia reconocerá que, como los valores de velocidad son en sí mismos funciones de otros parámetros del procedimiento, pueden usarse técnicas equivalentes que caractericen el avance y el ahusamiento en lugar de como funciones de esos otros parámetros del procedimiento.

El modelo de avance y ahusamiento puede implementarse como un objeto (o clase) con al menos un procedimiento, por ejemplo, un procedimiento “getLTAngle”. En una forma de realización, el procedimiento recibe tres parámetros de entrada: la velocidad de corte, el ángulo de una tangente a la trayectoria (en el punto de pregunta) y una indicación de la dirección del desplazamiento. El procedimiento getLTAngle incluye varias técnicas (por ejemplo, familias de ecuaciones o tablas de búsqueda) para determinar los ángulos de avance y ahusamiento, basándose en diferentes valores para los parámetros del procedimiento del cabezal cortador. Además, el procedimiento getLTAngle incorpora el ángulo tangente diseñado para ayudar a definir transiciones más suaves en casos en que se intersequen dos líneas rectas, por ejemplo, en esquinas. El ángulo tangente diseñado en la intersección/esquina es preferentemente un promedio de las tangentes de cada línea de intersección. El modelo usa este ángulo tangente para determinar los ángulos de avance y ahusamiento en intersecciones que darán lugar a transiciones más suaves del movimiento del cabezal cortador.

Específicamente, en la etapa 2105, el SDCCA usa el modelo de avance y ahusamiento y la estructura de datos del programa de movimiento compilados hasta ahora para determinar el ángulo de avance para cada punto final de entidad. En primer lugar, el modelo determina la longitud del arrastre. Una forma de ecuación para determinar la longitud del arrastre es la siguiente:

0,1445 t0,0539 

d U%  (1)

100

en la que d es la longitud de arrastre (por ejemplo, en pulgadas), U% es la velocidad porcentual asignada a la entidad y t es el grosor del material (por ejemplo, en pulgadas). Los coeficientes de la Ecuación 1 variarán dependiendo del intervalo de grosor del material pero esta es la forma general de una ecuación que puede ser usada por el modelo de avance y ahusamiento.

Una vez que se determina la longitud de arrastre, el modelo determina a continuación el ángulo de avance �L (por ejemplo, en grados) mediante la ecuación:

d



θ arctan (2)L 

t

en la que d y t son de nuevo la longitud de arrastre y el grosor del material, respectivamente. Pueden aplicarse varios factores de escala a la Ecuación 2 para materiales de menos de 0.25 in de grosor. Una vez que se determina el ángulo de avance para cada punto final, es almacenado por el SDCCA en la estructura de datos del programa de movimiento.

El experto en la materia reconocerá que pueden usarse otras ecuaciones de la forma general de las Ecuaciones 1 y 2 para determinar el ángulo de avance e incorporarse en el modelo de avance y ahusamiento. Cualquier forma de ecuación que evalúe los mismos valores o similares para grosores dados del material (incluyendo también una tabla de búsqueda de valores discretos) funcionará con los procedimientos y sistemas de la presente invención. En la práctica, habrá una familia de ecuaciones en la forma general mostrada que cubrirán diversos grosores del material. El SDCCA determina preferentemente qué familia de ecuaciones usar a partir del modelo basándose en los parámetros recibidos del procedimiento. Básicamente, puede usarse cualquier técnica para proporcionar un valor de ángulo de avance para una geometría arbitraria implementando el modelo de avance y ahusamiento del SDCCA.

En la etapa 2106, el SDCCA usa el modelo de avance y ahusamiento y la estructura de datos del programa de movimiento compilados hasta ahora para determinar el ángulo de ahusamiento para cada punto final de la entidad. En primer lugar, el modelo determina la anchura Wt (por ejemplo, en pulgadas) en la parte superior (el punto de entrada) del corte usando una ecuación similar a:

Wb 0,04628 0,00015  0,00125 t 9,06033E-07 2 

U%  U% (3)

en la que U% es la velocidad porcentual asignada a la entidad y t es el grosor del material. A continuación, el modelo determina la anchura Wb (por ejemplo, en pulgadas) en la parte inferior (el punto de salida) del corte usando una ecuación similar a:

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Wb  (4)

20, 391548 0,434775  U% 4,650149 t

Obsérvese que los coeficientes de las Ecuaciones 3 y 4 variarán dependiendo de los valores de los parámetros del procedimiento como la velocidad de flujo abrasivo, la longitud del tubo de mezclado, el material, etc. Las ecuaciones 3 y 4 pueden expresarse más generalmente como un polinomio de la forma:

2

Wt d  U% b  U%c  t a (4a)

en el que los coeficientes a, b, c y d se determinan teóricamente, experimentalmente o mediante una combinación de ambas formas. El experto en la materia reconocerá que pueden añadirse términos adicionales y que pueden usarse otras ecuaciones de la forma general de la Ecuación 4a para determinar el ángulo de ahusamiento e incorporarse en el modelo de avance y ahusamiento. Cualquier forma de ecuación que evalúe los mismos valores para los parámetros del procedimiento dados (incluyendo también una tabla de búsqueda de valores discretos) funcionará con los procedimientos y sistemas de la presente invención.

Una vez que se han determinado la anchura superior y la anchura inferior, el modelo devuelve el ángulo de ahusamiento ΘT (por ejemplo, en grados) usando una ecuación de la forma:

0, 5 Wt  Wb  

θT  arctan  (5)

t



Básicamente, puede usarse cualquier técnica para proporcionar un valor de ángulo de ahusamiento para una geometría arbitraria implementando el modelo de avance y ahusamiento del SDCCA.

En la etapa 2107, el SDCCA aplica opcionalmente una escala a los valores para avance y ahusamiento dependiendo de diversas entradas del operador. Por ejemplo, a velocidades muy altas (y dependiendo de las características del cabezal cortador), las correcciones del ángulo de avance pueden no tener ningún efecto práctico. En dicha situación, el SDCCA puede cambiar de escala el valor de ángulos de avance determinados por el modelo multiplicándolos por 0.

En este punto, la estructura de datos del programa de movimiento contiene todas las entidades geométricas, velocidades de corte y compensaciones de ángulos deseadas. En la etapa 2108, estos datos se convierten en instrucciones de un programa de movimiento. En una forma de realización, el SDCCA usa ecuaciones cinemáticas inversas para determinar las posiciones de junta de motor que hacen avanzar la punta de la herramienta a lo largo de la trayectoria deseada con los ángulos apropiados según se especifica en la estructura de datos. (Si existen arcos en el diseño, esta técnica requiere normalmente que los arcos se conviertan en segmentos lineales antes de aplicar las ecuaciones cinemáticas inversas). El programa de movimiento resultante está en una forma “compleja” en la que los ángulos de avance y ahusamiento están implícitos en el programa. La interfaz de usuario de ejemplo descrita anteriormente con referencia a las fig. 7 a 17 corresponde a esta forma de realización.

En otra forma de realización de la fig. 21, las cinemáticas inversas son ejecutadas por la tarjeta del controlador después de que se descarga el programa de movimiento. (No es preciso convertir los arcos en líneas). El programa de movimiento es más simple y tiene valores de avance y ahusamiento explícitos (y visibles) que son leídos por la tarjeta del controlador y pueden visualizarse en un diálogo de controlador correspondiente para fines de realimentación.

En otra forma de realización de la fig. 21, el SDCCA no ejecuta una o más de las etapas de segmentación del diseño (etapa 2101), o las otras etapas de asignación de valores de velocidad y ángulo a subentidades de la geometría. En su lugar, se descargan los diversos modelos en el controlador en sí. Cuando el controlador ejecuta la trayectoria x-y del dibujo, el controlador consulta internamente los modelos integrados, como el modelo de velocidad y aceleración y el modelo de esquina, para determinar una velocidad siguiente cuando detecta y encuentra una nueva entidad geométrica. El controlador también ajusta dinámicamente el avance y ahusamiento del cabezal cortador en respuesta a la realimentación de velocidad con respecto a la posición actual y a la posición inminente determinando valores apropiados a partir de un modelo de avance y ahusamiento integrado. Así, se proporciona un tipo de “anticipación”. Según se expone con referencia a la fig. 14, una vez que se muestra la pantalla de realimentación y control del controlador, un operador selecciona preferentemente el botón de inicio de ciclo (véase, por ejemplo, botón 1404) para hacer que el aparato de chorro empiece realmente a cortar la pieza de trabajo. La fig. 22 es un diagrama de flujo de ejemplo de las etapas ejecutadas por el Sistema Dinámico de Control de Chorro de Agua para iniciar el ciclo de corte. En la etapa 2201, el SDCCA descarga el programa de movimiento al controlador (por ejemplo, ordenador o tarjeta de controlador). En la etapa 2202, el SDCCA envía una instrucción al controlador para indicar que el controlador debe iniciar la ejecución del programa de movimiento, y después vuelve. Conforme el controlador avanza a través del programa de movimiento, experimenta transiciones suaves entre todos los ángulos y velocidades.

Aunque en la presente memoria descriptiva se describen formas de realización específicas de, y ejemplos para, la presente invención con fines ilustrativos, no se pretende que la invención se limite a estas formas de realización. Los procedimientos, estructuras, procesos, etapas y otras modificaciones equivalentes dentro del espíritu de la invención se

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encuadran dentro del ámbito de la invención. Por ejemplo, las enseñanzas proporcionadas en la presente memoria descriptiva

de la presente invención pueden aplicarse a las demás disposiciones de sistemas de chorro de fluido, como los sistemas en

los que una parte o la totalidad de la entrada, la automatización y la lógica de control están integradas en un controlador, o con

5 sistemas que tienen diferentes cabezales cortadores de eje. Además, las enseñanzas pueden aplicarse a otros tipos de

modelización o a modelos basándose en parámetros del procedimiento distintos de la velocidad. Además, las enseñanzas

pueden aplicarse a disposiciones de control alternativas como las residentes en un dispositivo de control remoto como un

dispositivo conectado al aparato de chorro por medio inalámbrico, en red o cualquier tipo de canal de comunicaciones. Estos y

otros cambios pueden realizarse en la invención a la luz de la descripción detallada anterior. En consecuencia, la invención no 10 está limitada por la descripción, sino que el ámbito de la presente invención estará determinado por las siguientes

reivindicaciones.

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Claims

REIVINDICACIONES

1. Un procedimiento para controlar de forma automática y dinámica la orientación de un cabezal cortador de un aparato de chorro de fluido con respecto a un material que se va a cortar, para producir una pieza objeto que tiene una geometría con una pluralidad de entidades geométricas, que comprende:

recepción de una indicación de un valor de velocidad para cada una de la pluralidad de entidades geométricas de la geometría, en la que al menos dos entidades geométricas se asocian con diferentes valores de velocidad;

determinación de forma automática y dinámica de un parámetro de orientación para cada entidad geométrica de acuerdo con el valor de velocidad indicado y otros parámetros del procedimiento; y

control automático del movimiento del cabezal cortador de acuerdo con el parámetro de orientación determinado automáticamente para cortar el material para producir la pieza objeto.
2.

El procedimiento según la reivindicación 1 en el que las al menos dos entidades geométricas asociadas con diferentes valores de velocidad se ordenan sucesivamente de manera que los dos valores diferentes de velocidad indican una aceleración o una deceleración.
3.

El procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes en el que la determinación de forma automática y dinámica del parámetro de orientación para cada entidad geométrica comprende:

determinación de forma automática y dinámica del parámetro de orientación de manera que la deceleración se aminora mientras el cabezal cortador consigue un corte más exacto.
4.

El procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes en el que el parámetro de orientación determinado automáticamente es un ángulo de avance y/o un ángulo de ahusamiento.
5.

El procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes en el que la determinación de forma automática y dinámica del parámetro de orientación para cada entidad geométrica comprende además:

determinación de forma automática y dinámica de al menos un ángulo de avance y/o un ángulo de ahusamiento para corte de cada entidad geométrica.
6.

El procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes en el que los parámetros de orientación para cada una de las dos entidades sucesivas son diferentes.
7.

El procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes que comprende además:

determinación automática de un segundo parámetro de orientación para cada velocidad determinada de acuerdo con la velocidad determinada y la pluralidad de parámetros del procedimiento; y

control del movimiento del cabezal cortador de acuerdo con los dos parámetros de orientación determinados automáticamente.
8.

El procedimiento según la reivindicación 7 en el que los parámetros de orientación primero y segundo determinados comprenden un ángulo de avance y un ángulo de ahusamiento.
9.

El procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes en el que el control automático y dinámico de la orientación del cabezal cortador comprende además:

generación de instrucciones de movimiento que indican el parámetro de orientación determinado automáticamente para cada entidad geométrica; y

envío de las instrucciones de movimiento a un controlador del cabezal cortador; y

orden al controlador para que ejecute las instrucciones de movimiento.
10.

El procedimiento según la reivindicación 9 en el que las instrucciones de movimiento generadas comprenden un programa de movimiento para un controlador para el cabezal cortador.
11.

El procedimiento según la reivindicación 9 ó 10 en el que el controlador del cabezal cortador está integrado en un controlador del propio aparato.
12.

El procedimiento según una de las reivindicaciones 9 a 11 en el que las instrucciones de movimiento están adaptadas al controlador del cabezal cortador.
13.

El procedimiento según una de las reivindicaciones 9 a 12 en el que las instrucciones de movimiento comprenden una pluralidad de secuencias de mando con una posición x-y y un valor de compensación del ángulo de ahusamiento y/o un valor de compensación del ángulo de avance, de manera que las correcciones al corte objeto se hacen transparentes para un

operador del aparato de chorro.
14.

El procedimiento según una de las reivindicaciones 9 a 12 en el que las instrucciones de movimiento comprenden una pluralidad de secuencias de mando que indican cinemática inversa para controlar el cabezal cortador según una posición x-y y un ángulo de ahusamiento y/o un ángulo de avance, de manera que es transparente para un operador del aparato de chorro.
15.

El procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes en el que se usa un modelo predictivo de un corte basado en el cambio de un valor de ángulo de avance y/o un valor de ángulo de ahusamiento para determinar automáticamente el parámetro de orientación para cada valor de velocidad indicado.
16.

El procedimiento según la reivindicación 15 en el que el modelo predictivo indica valores para el ángulo de avance y/o el ángulo de ahusamiento en función de valores de velocidad.
17.

El procedimiento según la reivindicación 15 ó 16 en el que la función de velocidad se define además en función de uno de los parámetros del procedimiento.
18.

El procedimiento según la reivindicación 17 en el que el parámetro del procedimiento es al menos uno entre velocidad de flujo del fluido abrasivo, diámetro del orificio de boquilla, características del tubo de mezclado, presión de fluido abrasivo, grosor del material y tipo de material.
19.

El procedimiento según una de las reivindicaciones 15 a 18 en el que el modelo predictivo indica valores para los ángulos de avance y/o ángulos de ahusamiento en función de los valores de aceleración.
20.

El procedimiento según una de las reivindicaciones 15 a 18 en el que el modelo predictivo indica valores para los ángulos de avance y/o ángulos de ahusamiento en función de los valores de deceleración.
21.

El procedimiento según una de las reivindicaciones 15 a 20 en el que los datos del modelo predictivo se almacenan en una biblioteca de código modificable dinámicamente.
22.

El procedimiento según una de las reivindicaciones 15 a 21 en el que el modelo predictivo se representa como una ecuación polinómica o se basa en una estructura de datos de búsqueda de valores discretos.
23.

El procedimiento según la reivindicación 22 en el que la ecuación polinómica es una ecuación expresada en función de la velocidad y que tiene coeficientes con valores basados en los valores de los parámetros del procedimiento.
24.

El procedimiento según la reivindicación 23 en el que los valores de los coeficientes varían con el grosor del material.
25.

El procedimiento según las reivindicaciones 15 a 24 en el que el modelo predictivo está representado por una ecuación polinómica.
26.

El procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes en el que el cabezal cortador está controlado mediante movimiento alrededor de al menos 4 ejes.
27.

El procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes en el que el cabezal cortador está controlado mediante movimiento alrededor de al menos 5 ejes.
28.

El procedimiento según las reivindicaciones 26 ó 27 en el que los ejes proporcionan movimiento de inclinación y basculamiento del cabezal cortador con respecto a la pieza objeto.
29.

El procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes en el que el aparato de chorro de fluido es un chorro de agua abrasiva.
30.

El procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes en el que el aparato de chorro de fluido es un chorro de fluido a alta presión.
31.

Un soporte de memoria legible por ordenador que contiene instrucciones para controlar un procesador informático según las etapas de una de las reivindicaciones de procedimiento precedentes para controlar de forma automática y dinámica la orientación de un cabezal cortador de un aparato de chorro de fluido con respecto a un material que se va a cortar, para producir una pieza objeto.
32.

Un sistema de control de chorro de fluido dinámico que controla un aparato de chorro de fluido para producir a partir de un material una pieza objeto con una geometría que tiene una pluralidad de segmentos geométricos, teniendo el aparato de chorro de fluido un cabezal cortador que gira sobre una pluralidad de ejes, que comprende:

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interfaz de control del cabezal cortador que comunica una pluralidad de parámetros de orientación con el cabezal cortador del aparato de chorro de fluido para orientar el cabezal cortador con respecto a la pluralidad de ejes para cortar la pieza objeto; y

componente de modelación de avance y ahusamiento que determina de forma automática y dinámica un valor de orientación para cada uno de la pluralidad de segmentos de la geometría de acuerdo con un valor determinado de una velocidad del cabezal cortador asociada con ese segmento, teniendo al menos dos segmentos valores de velocidad asociados que son diferentes; y

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envío de la pluralidad de valores de orientación determinados para cada segmento a la interfaz de control del cabezal cortador para controlar la orientación del cabezal cortador.
33.

El sistema según la reivindicación 32 en el que los al menos dos segmentos geométricos asociados con diferentes velocidades se ordenan sucesivamente de manera que los dos valores de velocidad diferentes indican una aceleración o una deceleración.
34.

El sistema según la reivindicación 32 ó 33 en el que el componente de modelización de avance y ahusamiento está estructurado para determinar de forma automática y dinámica el parámetro de orientación de manera que la deceleración se aminore mientras el cabezal cortador consigue un corte más exacto.
35.

El sistema según una de las reivindicaciones 32 a 34 en el que los valores de orientación determinados incluyen ángulos de avance y/o ángulos de ahusamiento.
36.

El sistema según la reivindicación 35 en el que los valores de orientación determinados también incluyen valores de compensación de separación.
37.

El sistema según las reivindicaciones 34 s 38 en el que el componente de modelización de avance y ahusamiento determina automáticamente la pluralidad de valores de orientación para cada uno de la pluralidad de segmentos de la geometría de acuerdo con la velocidad determinada del cabezal cortador y una pluralidad de otros parámetros del procedimiento.
38.

El sistema según la reivindicación 37 en el que los otros parámetros del procedimiento comprenden al menos uno entre velocidad de flujo del fluido abrasivo, diámetro del orificio de boquilla, características del tubo de mezclado, presión de fluido abrasivo, grosor del material y tipo de material.
39.

El sistema según una de las reivindicaciones 32 a 38 en el que el aparato de fluido a chorro es un sistema de más de tres ejes.
40.

El sistema según una de las reivindicaciones 32 a 39 en el que el aparato de chorro de fluido es un aparato de chorro de agua, un aparato de alta presión o un aparato de baja presión.
41.

El sistema según una de las reivindicaciones 32 a 40 en el que la interfaz de control del cabezal cortador y el componente de modelización de avance y ahusamiento están integrados en un controlador numérico informático del aparato de chorro de fluido.
42.

El sistema según las reivindicaciones 32 a 41 en el que el componente de modelización de avance y ahusamiento comprende una estructura de datos que tiene una función que determina los valores de ángulo de avance y ángulo de ahusamiento basándose en los parámetros del procedimiento.
43.

El sistema según las reivindicaciones 42 en el que la función determina los ángulos de avance y los ángulos de ahusamiento basándose en valores que representan al menos uno entre velocidad, aceleración y deceleración.
44.

El sistema según una de las reivindicaciones 32 a 41 en el que el componente de modelización de avance y ahusamiento comprende una estructura de datos que representa una tabla de búsqueda de valores discretos que puede usarse para predecir ángulos de avance y ángulos de ahusamiento basándose en los parámetros del procedimiento.
45.

Un aparato de chorro de fluido que comprende el sistema según una de las reivindicaciones 32 a 44.