TW546190B - Method and system for automated software control of waterjet orientation parameters - Google Patents

Description

546190 五 、發明説明（ 發明背景 本發明關於-自動控制流體嘴射之方法 關於利用預期模型，自動控制偏倚、錐形及二且特別 墨喷水程序參數之方法及系統。 /、匕位與高 背景 裝 線 包括高壓研磨喷水之高壓流體噴射在不同工 各種n研磨噴水已證明特別有用於切割困難、二 集材料，諸如厚金屬、玻璃或陶磁材料。用於產生高壓ς 磨喷水系統現在可利用自本發明讓受人，fi〇w國際公司所 製造之p隨3系統。此型式研磨切割系統如fi〇w公 5,643,〇58號美國專利所表示及揭露。全文中所使用之名稱 ，，高壓流體喷射，，及”喷射"必須瞭解其結合各種型式之高= 研磨喷射，包括，但不限制，高壓噴水及高壓研磨喷水。 在此系統中’高壓流體，典型為水，流動經過切割頭中之 孔口 ’用以形成一高壓流體’當該噴射流動通過一混合管 中時，研磨分子混合進入其中。該高壓研磨喷水混合管排 放及導引朝向一工件，用以沿一指定路徑切割該工件。 各種系統線在可利用沿著一指定路徑移動一高壓流體噴 射。此系統通常稱為三軸及五軸機械。一般三軸機械以能 夠沿一 x-y平面及垂直一 z-軸，即朝向及遠離該工件之方 式安裝該切割頭組件。如此，由該切割頭組件所產生之高 麼流體喷射沿一 x-y平面中之指定路徑移動，且如所須相 對於該工件升高及降低。一般五軸機械以相同方式工作， 適用中國國家標準(CNS) A4規格（210X 297公釐）

但提供用於沿-M _L 、一寸加旋轉軸，典型地沿一水平軸及一垂直 軸運動，以便在鱼甘 、 Μ”匕軸組合中，達成傾斜與回旋尺度。 沿五軸操縱—切器可用於各種理由，例如，切割三維 Η 1此操縱t可如所須用以校正該噴射切割特性或該切 割結果之特性。$ 4。f U 更特別地，如習於此技者所瞭解，由一喷 射’諸如一研磨哈士 ..., ^纪赁水，所產生之切割具有不同於較傳統加 工私序所產生之切割。可經使用高壓流體喷射所造成之二 種切割特性稱之為”錐形，，及”牽引，，。目1係-錐形之範例 圖式。錐形相關於切割壁平面相對於垂直平面之角度。錐 形典型地造成-目標段具有頂部表面（其間㈣射進入工 件）上之尺寸不同於底部表面（其間該噴射離開該工件）。 圖2係一牽引範例圖式。牽引也稱為拖良同等於該喷射進 入该工件入口點後方之一點，相對於行進方向，該高壓流 體喷射離開該工件之觀念。對於給定所須之最終產品，這 一切割特性，即錐形及牽引可接受或不可接受。錐形及牽 引依據切割速度而改變；如此，一習知方式控制過度錐形 及/或牽引係減緩該系統切割速度。在希望減少或消除錐 形及牽引之情形，主要透過錯誤償試方法，一般五軸系統 已使用於當其沿該切割路徑移動時，施加錐形及傾斜角产 至該喷射。 a 發明概論 在簡單概論中，本發明之方法及系統提供一流體喷射方 位參數之自動控制，用以達成所產生切割外型及合成段車八 佳之控制。這些方法及系統能使用不同型式喷射裝置，^ -6-本紙張尺度適用中國國家標準(^NS) A4規格(210 X 297公釐) 546190 B7 五、發明説明（3 如利用沿不同數目轴運動而控制切割頭之裝置。範例實施 例提供一動態喷水控制系統（"DWCS”）用以動態控制喷射相 對於所切割材料方位’其係速度及/或其它程序參數之函 數。方位參數包括’例如，沿該切割路徑喷射之”位 置以及。玄喷射之二維方位參數，諸如客觀補償值及該切 割頭^錐形與偏倚角。在一實施例中，該DWCS使用-組 預估模型來決定用於這些為速度函數之任意幾何的適當方 4 >數如此，對於各幾何實體，在切割頭不同程序條件 下&些杈式動悲地配合該切割頭速度至適當偏倚及錐形 角度。例如，當一彎部被切割肖，典型地該切割頭緩慢下 來°在某些情形’利用本發明自動偏倚及錐形角決定技 術4加速可減少，而該切割頭達到更精確之切割。 在一實施例中，該Dwcs包括—使用者介面；其可用作 -圖解式使用者介面（一"Gur); 一動作程式產生器；一 或夕可更換模式；及一通信介面至該切割頭之控制器。該 DWCS選擇性地提供指示該目標段之⑽能力或接收來自 ’、匕裝置CAD輸入。在一些實施例中，該DWcs該黯cS 居於一分離電腦工作站中；而在其它實施例中’該〇界以 居於控制器或其所關聯的電腦上。 0亥動作程式產生器動態地產生一動作程式用於一喷射裝 置之控制露。該所產生之動作指令依據控制器及/或該噴 射裝置需求，藉此該程式產生器能適應而產生不同型式控 制指令’用於各型式控制器。 該動作程式產生器自動地決定各幾何實體之偏倚與錐形 X 297公釐） 尺度適用中國國 546190 五、發明説明（4 角調整，其係該實體所決定速度之函數。在_實㈣中， 该偏倚與錐形角調整係其它程序參數之函數，諸如混合管 ^度或孔口直徑。在另-實施例中，—速度及加速模式係 由DWCS所使用，在決定該偏倚及錐形角調整前，決定實 體之速度。在一歧實施例中，兮伯:技n a ^ ^ J ^ β亥偏倚及錐形角調整係與速 度調整同時決定。 由本發明技術使用之模型塑造在各種條件下所能達到切 割的外型，如不同程序參數所指示。任何用於提供一任音 幾何傾斜或錐形值之技術’能用來輔助該偏倚及錐形模 型。在-些實施例中，該偏倚及錐形模型包含各組多項式 方程式。在其它實施例中，該偏倚及錐形模型包含一分離 值之查詢表，其塑造一組幾何之偏倚及錐形角。在一些實 施例中’該傾斜及錐形模型塑造偏倚及錐形角為速度：二 料厚度函數。此外，-實施例包括位於現在终點，正切該 路徑之一角度，用來支持決定沿實體諸如弯部或其它交點 之較平滑轉換。 ^ 在又一實施例，該偏倚及錐形角能人工由一操作者或整 個切割路徑所超越。此外，該自動偏倚及錐形角調整^以 有關某些參數，但非其它之人工超越方式操作。 在-些實施例中，-些或完全自動決定_或多個方位參 數及藉此控制該切割頭之程序係利用喷射裝置控制器戍直 接連接至該控制器軟體/硬體/韌體所實行。 圖式簡單說明 圖1係一錐形範例圖式。 -8- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210X297公釐） 546190 A7 B7 五、發明説明（5 ) 圖2係一牽引範例圖式。 圖3係一圖示動態噴水控制系統用途用以產生一目標段 之方塊圖。 圖4係一動態噴水控制系統範例實施例之方塊圖。 圖5係一由動悲喷水控制系統切割一目標我之範例實施 例所執行步驟之範例流程圖。 圖6係一範例動態喷水控制系統cAD模組之使用者介面 之範例螢幕顯示。 圖7係一範例動態噴水控制系統切割模組使用者介面之 介紹對話之範例螢幕顯示。 圖8係一範例動態噴水控制系統切割模組使用者介面之 設定對話之範例螢幕顯示。 圖9係-範例動態噴水控制系統切割模組使用者介面之 進階設定對話之範例螢幕顯示。 一圖ίο係^型δ又计對話之應用模型對話之範例螢幕顯 7[\ 〇 —圖11 ίτ ^型α 4對話之選擇模型對話之範例營幕顯 不 0 顯 圖12係-模型設計對話之專用㈣編輯對話之範例榮幕 不 螢 ，系-模型設計對話之專用偏倚及錐形對話之範例 恭顯不。 之 =係-範例動態噴水控制系統切龍組使用 噴射控制器及控制對話之範例螢幕顯示。

圖15係一表示該噴射工具端現在位置相 位置之範例螢幕顯示。 於路徑之X，y 圖16係一表示切割頭客觀補償之範例螢幕顯示。 圖17係一表示切割頭錐形補償之範例螢幕顯示 嶋-用於實施動態噴水控制系統實施例：通 系統之方塊圖。 ]<通用電腦 圖19係一用於圖示如何動態喷水控制系統自動決 及切割程序參數之範例目標段設計。 、疋位 圖2〇係-範例動態噴水控制系統之自動方位參 序之範例流程圖。 、疋知 圖2i係-由該動態喷水控制系統為建立動作 構所實行步驟之範例流程圖。 / 、° 圖2 2係-由該動態喷水控制系統開始該切割循環所實行 步驟之範例流程圖。 發明詳細敘述 本發明實施例提供電腦及網路基礎之方法與系統，用於 自動控制偏倚及錐形角及其它喷水方位參數，為達成卓越 控制該切割外型及噴水產生之合成段。本發明範例實施例 提供一動態噴水控制系統（”DWCS”），用以動態控制噴射相 對於所切割材料之方位，其係速度及/或其它程序參數之 函數。利用一組預期模型，當適當時，該DWCS自動控制 6玄喷射沿該切割路徑軸，y_軸（2_維）位置，以及該噴射 3-維方位，諸如該客觀位置及該切割之偏倚與迴旋。該預 期模型指示這些方位參數之適當設定，用以達成該切割與 _______ - 10- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(21〇x 297公釐）

發明説明 A7 B7 合成段外型之所須特 作者在自動模式中使 操作者相關於特定所 喷射方位。該DWCS 產時間以及精確控制 性。該DWCS延伸性控制能力容許操 用嘴水機械，而不需人力介入，依據 切割工件之知識與技藝，來人工控制 自_能力藉此提供切割程序減少之生 雖然在此以噴水，姓w、 、 符別以研磨性噴水來討論，習於此技 ^將瞭解本發明技藝能施加由高壓或低壓產生之任何型式 體噴射不卿疋否使用添加劑或研磨劑。此外，當不同 預期模型發展及结人，羽# 、、° I於此技者將瞭解這些技術能修正 控制3玄X -幸由、y _幸由、交驻日 Υ 客銳、傾斜角，及偏倚角喷射方位參 數’其不同於速度之程序參數。 圖3仏一圖不使用動態身水控制系統來產生一目標段之 方塊圖。在典型操作中，操作者301使用一電腦輔助設計 ("CAD”）程式或包裝於一電腦工作站3〇2，用以指示由該工 件材料303所切割之段件31〇(例如，一製造部）設計。該電 月匈工作站302緊鄰至，或遙端或直接連接至研磨噴水（awj) 切割裝置320，諸如同時由〇9/94〇,689號美國專利申請案提 出，標題為，，產生及操控一高壓流體喷射之裝置，，揭露及申 睛之南壓流體噴射裝置。任何習知CAd程式或包裝能用於 ό兒明段件3 10之設計。再者，該CAD設計包裝也可結合進 入其本身動態喷水控制系統。所產生設計接著輸入進入

DWCS，如後續圖型進一步詳細討論，其接著自動產生一 動作程式’且該程式指示如何該喷射裝置32〇受到控制， 用以切割遠工件材料303。當由操作這指示時，該DWCS -11 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公#) 546190 A7 _______ Β7 五、發明説明（8 ) 304傳送動作程式305至一硬體/軟體控制器321 (例如，一 電腦數位控制器，”CNC”）’其驅動噴射裝置320用以依據 動作程式305中所包含指令，切割工件材料，來產生目標 段310。使用此一方式，該DWCS提供一電腦輔助程序 (’’CAM”）用以產生目標段。 雖然圖3所敘述DWCS係表示居於電腦工作站其分離， 但連接至，噴射張置，習於此技者將瞭解，依據噴射裝置 及電腦或其它控制器（該喷射系統）實際結構，該DWCS變 換地可位於該整個喷射系統内其它裝置。例如，該Dwcs 可故入噴射裝置本身控制器（作為與該機械相關軟體/勃體 /硬版一部份）。在此情形，該動作程式減少，然而，自動 調整該噴射方位參數之決定嵌入控制器碼本身。或者，例 如，該DWCS可居於直接連接至該控制器之電腦系統。所 有此組合或排列係由本發明方法及系統所計劃，且適當修 正所敘述DWCS，諸如動作程式及其形式特性，將基於流 體噴射系統特色及相關控制硬體及軟體來計劃。 圖4係一動態噴水控制系統之範例實施例方塊圖。該 DWCS 401包含一動作程式產生器/核心4〇2、一使用者介 面403，諸如、圖解式使用者介面（ncui")、一 cad設計模 、’且 或夕可替換方位及程序模型405，及一介面至該喷 射裝置控制器409。該動作程式產生器4〇2接收來自CAD設 計模組404及使用者介面4〇3之輸入，用以建立能送至及由 4控制為（CNC)所執行之動作程式，來控制該喷射。習於 此技者將瞭解這些組件變換配置及組合均能計劃使用於本 -12- 本紙—張尺度iti國国家標準(CNg^規格(幻〇><297公爱〉--- 546190 五、發明説明（9 發明之技術。例如，該CAd設計模組404可結合該使用者 介面403 °在一實施例中，該使用者介面403纏結該動作程 式產生器402，使該使用者介面4〇3控制程式流量及產生動 作私式。在另一實施例中，該核心程式流量隔離於核心模 組’其與動作程式產生器分離。該可替換模型405提供該 動作式產生為402存取各組學模型406、407、408及 409，用於決定適當噴射方位及切割程序參數。各數學模 1 406 407 4⑽及409包含一或多組由動作程式計產生器 402所使用之方程式或表，用以產生動作程式產生器4〇2 中合成指令之特別值，使產生所須切割特性或行為。例 如，在一5-軸機械環境，這些方程式，如適當用於產生各 指令之X-位置、y_位置、z•客觀補償值、偏倚角，及錐形 角。該可替換模型405較佳地提供多重及動態地可替換數 學模型。例如，在較佳實施例中，該模型4〇5包括一組方 程式用於產生偏倚及錐形角值4〇6 ; 一組方程式用於產生 速度及加速度值；一組方程式用於些正切割程序參數值用 於切割曲線、f部，等等4〇8 ;及其它模型4〇9。該數學模 型406、407、408及409典型地在實驗方面及理論上，基於 經驗觀察及先前切割資料分析而產生。特別地，其將進一 步詳細討論如下，該偏倚及錐形模型4〇6係一預期模型， 其能用來產生偏倚及錐形角值用於任意之外型。在一實施 例中，該DWCS也包含一介面至控制器4〇9 ,其提供功能該 控制為及DWCS間二路通信功能。這些控制器功能例如當 該目標段正被由工件切出時，用於顯示進行中之切割路 -13 - 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公|)一 546190 A7 B7 五、發明説明（10 ) 位。其同時用於得到切割裝置值，諸如所連接機械及電氣 裝置之現有狀態。 習於此技者將瞭解一 D w C s組件功能之許多配置與區分 係為可此。此外，雖然特定細節敘述有關Dwcs範例實施 例，諸如資料袼式、使用者介面、碼流程圖、選單項目， 等等，習於此技者將瞭解本發明技術能施行，沒有在此欽 述之某些特定細節，或具有其它特定細節，諸如相對於碼 流程圖命令之變化，或使用者介面螢幕上所顯示之特定特 性。習知構造及步驟可詳細表示及敘述，以便避免不明瞭 本發明。 圖5係一動態噴水控制系統之範例實施例所執行步驟之 範例流程圖。在步驟501，該〇冒“聚集各種來自操作者之 輸入資料，包括一用於CAD格式目標段之設計（一幾何規 格），或相同情形。此外，言亥目標段之顧客需求也需要指 定及聚集，諸如表面潤飾指$，或其有時稱為切割品質指 示。各種指示此資訊至DWCS之技術能使用。在一範例實 施例中，該CAD包裝致使—操作者指示各圖式實體不同表 面潤飾。這些表面潤飾例如可由百分比速度刻度指示；然 而，習於此技者將瞭解其它刻度用於指示表面潤飾或切割 品質也能使用。例如，指示相對速度之變換刻度可使用， 或指示品質諸如”粗糙潤飾”、”中間潤飾，，及，，平滑潤飾 。速度典型交替變換於表面潤飾（或切割品質）；因此， 速度及潤飾品質能由所使用刻度來推斷。值得注意該 DWCS能支持生產尺寸更精確段件，由於自動錐形及偏倚 ___ - 14_

I紙張尺度制巾闘家料(CNS) A4^(2l〇 >Ti^iT

546190 五、發明説明（11 角度補償，而以高速運轉噴射裝置。 在步驟502，該DWCS典型由操作者聚集程序參數，雖 然這些參數可具有缺陷值或—些可由噴射裝置控制器詢 問。在一實施例中，該Dwcs決定該型所切割材料之值； 材料厚度；水壓’·孔口直徑；研磨劑流量速率；研磨型 式；混合管直徑：及混合管長度作為程序參數。 在步驟503 ’該DWCS使用輸人程序參數用以自動叶管 該補償路徑。該補償路徑係所須遵循之路徑，當該目標： 破切割而詩計算料實際從事之任何寬度（由於喷射該 切割之寬度）。這避免生產小於或大於所指定段件。該喷 射隨時間變化特性，例如’由於磨損，噴射程序需要對應 修正’以便計算正確的補償。在一些實施例中，該補償路 徑係由控制器所決定’及該動作程式方位參數之轉換係由 控制器所得。 步驟504-507經減少儲存決定程式值於動作資料結構建 立一動作程式。較佳地’資料結構中之輸入對應至可由該 控制器執行之儲存動作程式指令。在步驟5〇4中，該Dm 藉由.，分割，，該幾何成為適合指派切割速度之實冑，而決定 目標段設計之組件圖式實體。此步驟能現在實行或製程中 其它地方’例如使用習知現成軟體系統，藉修正哼 C謂CAM棺案提供設計分割。—旦分割完成，接著在步 驟505 ’基於習知速度及加速模型(例如，圖4之速度模型 407)及習知f部模型（例％ ’圖4之彎部模型傾），該 DWCS指派-速度值至各圖式實體，其中考慮速度減少^ -15 - I紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格（210χ297公楚） 546190 A7 B7

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及偏倚角也可間接為其它程序參數之函數。 在步驟507，該DWCS建立最終動作程式使調整該動作 私式資料結構，其需要於使用中之特別喷射控制器。典型 地，CNCs及其它喷水控制器使用運動方程式，用以計算 需要產生所需路徑（換言之，計算馬達必須定位產生特別 噴射工具尖端位置）之切割頭馬達動作。較佳地，在利用 切割頭前，該操作者利用控制器對齊該切割頭，使得運動 方私式產生所須切割之馬達位置。一些控制器能根據噴射 方位接收所指定之動作程式，且在内部使用反動力學來決 疋來自該噴射工具尖端位置之實際馬達位置。然而，其它 者期望根據馬達位置接收動作程式指令，而非噴射工具尖 鸲X - y位置及角座標。在此情形，當該喷射工具尖端位置 需要”轉移，，至馬達位置時，在步驟5〇7中之〇wcs利用運 動方程式實行此一轉移，且調整儲存於動作程式資料構造 中之方位參數。此外，該喷射切割頭之客觀補償值利用運 動方程式決定且儲存於各指令。客觀補償值係所須"z_軸，, 量測值，用以確信該噴射工具尖端停留在特別客觀量，且 居於該切割路徑，而不考慮該錐形及偏倚角。客觀 典型為喷射馬達樞轉點至噴射工具尖端距離之函數。 在步驟508，該DWCS建立及/或證實與該噴射裝置控制 态之通信。在步驟509 ,該Dwcs傳送該建立動作程式至控 制為執订。習於此技者將瞭解該名詞，，控制器，，包括任何基 於動作程式能導引馬達動作之裝置/軟體/韌體。習於此技 者將瞭解該名詞”動作程式，，在此用於指示該特別噴射裝置 -17· 546190

及/或所使用控制器瞭解之一組指令。該先前步驟能因此 改變用以調節任何此指令之需求。 如所述’在一實施例中，該DWCS使用者介面係一控制 整個切割程序之圖解使用者介面（，，GUI")。圖6_17係該 DWCS使用者介面範例實施例各内容之範例螢幕顯示。習 於此技者將瞭解這些螢幕顯示各種變化，包括所請求輸 入、顯不輸出，及控制流量，存在及計劃使用於本發明技 術。 圖6係一範例動態喷水控制系統cad模組之使用者介面 之範例螢幕顯示。一操作器使用設計工具6〇4，輸入一所 須段件（部件）之設計，其包括圖式地區601中之所切割段 片之順序。在幾何輸入地區6〇2中，CAD模組接收來自操 作者有關圖式地區601中所顯示設計之圖式實體輸入。較 佳地，該CAD模組容許操作者同時指示用於設計段片之表 面潤飾需求（或任何其它客戶需求表示式）。速度指示按鍵 603用於指示特別段片之速度需求（表面品質需求由此而 來）。在圖示CAD模組，各段片（未表示）色彩對應最大速 度之百分比。如此，例如，當所晝淺藍色之矩形對應最大 速度40%，該所晝淺綠切割圓對應最大速度2〇%。習於此 技者將瞭解任何按鍵系統可使用，包括不同增量及除色彩 外之指示。 圖7係一範例動態噴水控制系統切割模組使用者介面之 介紹對話之範例螢幕顯示。圖式顯示地區7〇 1包含該目段 現在設計圖。在此特別實施例中，當該設計輸入該cad程 -18- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 、發明説明（ 式中’該線條將色彩編碼以對 :整:!:7能用於手動改變任何特別7=^ ^ "亥"、·召對話提供通路用 選項，1係、4 ^ 又疋按鍵7〇2選擇來設定 、項，、係進—步對於圖8討論 取時’該mvcs提供一方向模擬 田5亥預覽按鍵彻選 ㈣示圖型之切割頭路徑。當心5式，“地£ DWCS實行無數有關建 時’該 細敘述關於圖2。及21。在DWCS::2,其-實施例詳 士漁 已疋成建立動作程式且完 干^7置控制器通信後，該切割模組使用者介面顯 -對話")。該控制器對話進一步關於圖⑽討論:… 其它範圍可利用於介紹對話，用以設定及顯示其它程序參 數值例如’工件材料屬性能設立於編輯箱705中。另 :’喷射加工半徑能設立於編輯箱706，。該噴射加工半 仨用於決疋其需要產生目標切割路徑之噴射補償。典型 地’因為噴射其本身具有寬度，其非切割路徑之—部份， 一補償需確信該切割之精確性。 圖8 一範例動態喷水控制系統切割模組使用者介面之設 疋對話之範例螢幕顯示。支持各種程序參數設定之設定對 話801，將顯示以反應圖7設定按鍵7〇2之選擇。各種程序 參數諸如泵浦特性及研磨開/關程序係可透過對話801範圍 來α定。典型地，在切割最初目標段前，操作者將訴請設 疋對店801，且將接著儲存該值用於後續切割步驟。 圖9 一範例動態喷水控制系統切割模組使用者介面之進 -19- 本紙張尺度適财關家辟(CNS) Μ規格(21QX29m) 16 -20- 546190 五、發明説明（ 階δ又疋對話之範例螢幕 。术 頌不 虽刼作者由該介紹對話（例 如’參閱圖7 )之工且別、窃 )之八列選取"進階"選單項目時，請求進 设疋對洁901。該操作者指 θ 嘗才曰不一工具長度及一客觀切割頭 用於切割頭裝置。該客_ 、 X苳硯值係由該切割頭尖端至該材料之 距離。该=具長度係由該切割頭旋轉軸中心至切割頭尖端 7長度。g些值使用於運動方程式用以決定由自動決定偏 倚及錐形角及客觀補償值至控制該切割頭馬達之轉換。 、在關於圖7所討論之範例介紹對話，當該操作者選取該 運轉按鍵704 ’然後DWCS決定是否該操作者已指示那個模 型將使用(例如，圖4之可替換模型405之一）。例如，如果 這=第=次目標段報切割，接著該〇界。假設該操作者尚 未°又立杈型，且表不一對話，用於接收有關那些模型操作 者希望使用之輸入。圖1(M3 一範例動態噴水控制系統切 割ϋ使用者介面之模組設定對話之範例螢幕顯示。該模 型叹疋對活提供由完全手動至完全自動之控制範圍。例 2 ’其容許操作者選擇是錢用偏倚及錐形模式而自動決 疋偏倚及錐形角，或是否提供特定值用於超越各圖式實體 之偏倚及錐形角。習於此技者將瞭解其它組合為可能，其 包括提供一部份手動超越值至另外之自動程序。在一實施 例中’提供”構圖，，或缺陷模型設定組合。 圖10係一模型設定對話之應用模型對話之範例螢幕顯 不。該應用模型對話1001用於設定由該模型所使用之數種 ^序參數。一旦"ΟΚ”按鍵1002被選取，接著該DWCS進行 建立該動作程式。 紙張尺度相中@國家標準(cns) Α视格(训χ 297公楚)

546190 五、發明説明（η ) 圖π係一模型設定對話之選擇模型對話之範例營幕顯 示。該操作者使用模型對話1101用以選取那些模型使用於 特別切割部份。”標準”模型按鍵1102用以指示那些可替換 模型（例如，圖4之模型405 )組合來使用。其較佳提供一缺 陷組模型。該操作者藉由選取該適當模型笔孽箱11们，而 能較佳選擇一或多個現在可利用模型。當不只一模型型式 存在時’這些模型不同版本選擇可加上。例如，如果超過 一彎部模型可利用，不同彎部模型可選取於一下降選單 (未表示）或其它GUI元件。藉選取偏倚及錐形控制試驗箱 11〇5，該操作者能指示一需求使該DWCS自動地決定偏倚 及錐形角。 圖12係一模型設定對話之專用彎部編輯對話之範例螢幕 顯示。此對話經該DWCS顯示以反應選取圖u之編輯按鍵 1106。該客戶彎部編輯對話12〇丨用於手動控制於彎部之逮 度計算。該操作者能指示沿該彎部之實際速度，以及如何 該圖式實體段片必須調整計算沿該彎部之減速及加速。

圖13係一模型設定對話之專用#倚及錐形對話之範例螢 幕顯示。利用專用偏倚及錐形控制對話13〇1，一操作者以 已決定值並利用構圖輸入範圍⑽，指定一偏倚及雜形構 圖。或者，例如藉由輸入該偏倚及錐形角表範圍贿之 f ’該操作者能指定特㈣倚及錐形㈣於各指定速度增 量。速度增量係指定於該增量範圍丨3〇4。藉此，一操作J 能儘可能指定該偏倚及錐形用於每„速度，其能經切割頭 利用1%增量來實行。 I___ -21 - 本紙張尺度適用巾g g *標準(CNS) Μ規格公酱) 圖14係一範例動態噴水控制系統切割模組使用者 噴射控制器回授及控制對話之範例螢幕顯示。切割顯示地 區1401包含一目標段圖。當該段件被切割時，該控制器回 授及控制對話（控制器對話）表示現在控制器資訊至該操作 者。該方位參數回授地區1402顯示來自該控制器觀點之方 位參數值。一旦該切割程序開始，該操作者能選擇那個參 數將顯示，如關於圖15_17之討論。該操作者選取原始方 位按鍵1403用以設定該x_y位置、z_方向（其係用於客觀補 償）及切割頭之偏倚及錐形角位置之”原點"位置。該"原始 ’’位置能為噴射裝置〇,〇座標圓點位置，或由操作者利用該 按鍵1403所設定之任何x_y*z位置或角度。程序參數回授 地區M06包含泵浦及喷嘴相關參數之現在值，肖參數包括 研磨劑是否使用及該装浦實行於高壓或低壓。為開始實際 切割程序，該操作者選取該循環開始按鍵14〇4。在這時 候J㈣㈣下載動作程式至控制器，且指示該控制器執 行該程式。該循環停止按鍵14〇5係選擇用以停止現在切割 程序。 圖15-17係一當該喷射切到工杜吐 ^ J件時所提供控制器回授之 摩έ例螢幕顯示。圖15係表示該喻料 曰 发1射工具尖端現在位置之χ- y位置相對於該路徑之範例螢慕g 一 眷頌不。在圖15中，切割顯 示地區1501表示所實行之切割 便传該刼作者能觀看該喷 射之（大約）現在位置，及該切割摔 ^ 呆1下之則進。方位參數回 授地區1502顯示為該顯示所選取牲 ,史取特別方位參數之現在值。 在圖15中，這些值係該噴射尖 而之X及y位置相關於該噴 -22- 本紙伕尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210—^i^^

546190 A7 B7 五、發明説明（ ） (CPU)1802、一顯示器1803、一電腦記憶體（記憶體）18〇5， 或其它電腦可讀記憶媒體，及其它輸入/輸出裝置18〇4。 該DWCS 1806之組件典型地居於記憶體1805中或執行於該 CPU 1802上。如圖4所示，該DWCS 1806包含各種組件， 其包括一使用者介面1807、一 CAD模組1808 (如果不是該 始用者介面1807 —部份）、一動作產生器/DWCS核心1809 ，一或多可替換模型1810，及一控制器介面1811。這些所 示組件係居於該記憶體1805中。其它程式181〇也居於該記 憶體中1805。 習於此技者將瞭解示範DWCSs能使用為一或多編碼模 組，且可使用於一分配環境中，其間表示現在居於記憶體 1805中之各種程式替代分佈於數個電腦系統中。例如，包 含較佳該偏倚及錐形模型、速度及加速模型、該彎部模型 及其匕模型之可替換模型181〇，可每一或於任何組合居於 一電腦系統，其不同於該動作程式產生器18〇9及/或使用 者介面1807所居，或CAD模組1808所居之電腦系統上。另 外，如猶早關於圖3所敘述，這些組件之一或多個可居於 或執行於有關喷射裝置控制器電腦上或一控制器卡上。在 a施例中，該DWCS利用一物件導向規劃環境，諸如 C++規劃語言所實行，且該及可替換方位及程序係使用為 不同型式物件或等級。 圖19係一範例目標段設計，其用於圖示如何該動態噴水 控制系統自動決定該切割程序參數及方位。圖19表示一直 角外型，其係由標示"開始"點以反時針方向前進直到該點 -24-

546190 A7 ___ B7 五、發明説明（^ ' " 一- 才示不結束’，來切割。該設計表示四個標示”a”、”b”、”c，，、 d之邊何實體（線）。當切割肖，該噴射裝置將沿標示A、 B及C之弓邛順序前進。在切割終端，該噴射將到達所標 示之”結束”點。為圖式目的，為圖式目的，該下列敛述假 設該操作者已溝通且希望於高速（粗糙表面潤飾）切割實體 V’，及緩慢地（平面表面潤飾）切割”b”、”c”及”d”。另 外，該敘述假設沒有部份補償需要計算用於喷射產生之切 割寬度。 如相關圖7所示使用者介面之討論，當一操作者由該使 用者介面切割模組之介紹對話選取”運轉”按鍵（參閱例 如，按鍵704)，該DWCS開始自動方位參數決定程序。圖 20係一範例動態噴水控制系統之自動方位參數決定程序之 範例螢幕顯示。在步驟2〇〇1，該DWCS決定是否這是第一 次該軟體已運轉切割此目標段，或如果任何輸入（程序）參 數已改變，且，如果如此，繼續於步驟2〇〇2，其它繼續於 步驟2003。在步驟2002，該DWCS顯示該模型偏好對話（參 閱，例如，圖10-13 )且得自該操作者有關何者塑造及/或 該操作者所希望超越值之資訊。例如，即使其它參數可自 動地由系統選取，例如該偏倚及錐形角，一操作者能使用 這些模型偏好對話來超越彎部之速度百分比值。在步驟 2003，該DWCS訴諸一建立動作程式資料結構常式用以諮 詢該各種模型要求方位及程序參數值。在步驟2〇〇4， DWCS設立或證實一通信部份已建立於噴射控制器。在步 驟2005，該DWCS顯示該控制器對話（例如，參閱圖14 )， -25- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐丁 ' __________ 546190 A7 B7

五、發明説明（22 ) 且回送用以等候進一步操作指令。

件之速度與噴射方位。當其完成時， 動作程式之資料結構。習於此技者將瞭解任何適當資料結 構，包括一簡單至陣列或表， 料0 自動決定所將用於切割段 時，這些值儲存於形成該 可用於儲存該動作程式資 特別地，在步驟2101，該DWCS分割CAD輸入成為圖式 實體。如稍早敘述，此步驟利用習知工業技術及/或現成 程式來實行。在步驟2102，藉由尋問該切割速度及加速模 型，該DWCS決定各圖式實體所使用之切割速度。該模型 可使用為一系列可呼叫函數（方程式）或基於圖式實體型 式、0射裝置限制或需求及各種程序參數值，可使用為一 簡單查詢表。在任何情形中，外部速度及加速模型可使用 於相關在此敘述之偏倚及錐形模型。較佳地，任何所使用 模型對於給定程序參數（”隔離速度”）產生所可能達到之最 快切割速度。對於一給定噴射裝置及DWCS，該速度模型 指定一 ’’緩慢”及”快速，，客戶需求與一些給定速度相關之關 係。例如，在一範例實施例中，一快速切割被視為 100% ’而一緩慢切割係典型20。/。。其它實施例稱作一滑動 刻度上之”快速”及，，緩慢”，例如，1-1〇。為圖示目的，此 討論指示有如1〇〇%速度快速。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 546190 A7 B7 五、發明説明（23 ) 一旦快速（100%)速度決定，DWCS能指派百分比速度值 至其它請求速度。例如，如果由DWCS所請求之速度模型 對於100%速度，回送一每分鐘10英寸（ipm)之值，然後， 當該模型指定一第二實體必須切割於1 ipm時，該DWCS決 定該第二實體必須切割於一 10%速度，因為1 ipm係10 ipm 之 l/10th。 再次參考圖19所示範例，該幾何實體’V’被切割於快速 速度，如同100%速度。因為該操作者指定一緩慢速度用 於剩餘實體，為圖示目的，一 20%速度值將指派至這些實 體。現在對應圖19設計之動作程式資料結構值將相同於表 1所示者。 特性 百分比速度 開始 0 第一腿件a 100 彎部A 第二腿件b 20 彎部B 第三腿件c 20 彎部C 第四腿件d 20 結束 0 一旦計算指定部件幾何實體之切割速度，接著在步驟 -27- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） )4()190

五、發明説明（24 A7 B7 • 如果芎部出現時，該DWCS檢查各彎部迷度限制。 、y正如駕駛沿一彎道緩慢行駛車輛，該喷射切割頭 々也減緩速度。對於_特別彎部該切割頭必須減緩之速 度係由刼作者或利用一彎部控制模型，諸如圖4之彎部模 型408，之數學方程式來決定。 ^ °卩速度决疋’所有速度匹配其個別幾何實體。現 在對應圖19 δ又计之動作程式資料結構值將相同於表2所示 者0 特性 百分比速度 開始 0 第一腿件a 100 弯部A 10 第二腿件b 20 彎部B 10 第三腿件C 20 彎部c 10 第四腿件d 20 結束 0 表2 在步驟2104，該DWCS決定如轉換該設計各圖式實體間 之速度。例如，參考圖19及2，&符合程序或機械加速限 制該切°丨頭可需要〇·5英寸用以增加由，，開始”之〇%速度 至該第一腿件（實體，，^，）之1〇〇%速度。諸如此類之轉換係 由DWCS對於每-幾何實體所計算，且基於該噴射裝置之 _____________ -28- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公楚） 546190 A7 B7 五、發明説明（25 ) 特性及程序參數中實體型式。 5亥速度轉換可由設定加速參數於控制器上，或由，，破壞，， 該原有CAD設計進入較小段片來完成。該DWCS接著指派 各個片段一速度增量變化，其產生所需速度轉換。在一範 例實施例中，該段片破壞技術通常被使用。_… 現在，該動作資料結構包括每一實體χ-y位置或特性， 及指派各實體之速度。 在步驟2105及2106，該DWCS使用該偏倚及錐形模型用 以決定各端點之偏倚及錐形角。一下面模型原則係將該偏 倚及錐形角匹配該切割速度，使得該噴射能加速通過具有 一合成直線邊緣之目標段。再者，由該模型所使用之技術 較佳通常足以支持決定任一幾何設計之偏倚及錐形角，而 非僅對於先前已完成測試之設計。另外，下述技術圖示為 速度函數之偏倚及錐形角。習於此技者將瞭解，因為速度 值本身為其它程序參數之函數，相等技術可使用來描述偏 倚及錐形角，用於替代這些其它程序參數之函數。 該偏倚及錐型模型可以至少一方法，例如，一，，得到偏 倚錐形角”法，使用為一物件（或等級）。在一實施例中， 該方法接受三種輸入參數：該切割速度、正切該路徑（位 於該請求點）之角度，及-補償方向指示。該得到偏倚錐 形法包括數種技術(例如，方程式家族或查詢表），基於切 割頭程序參數之不同值，用於決定該偏倚及錐形角。此 外，該得到偏倚錐形角法結合指定正切角度，用以輔助定 義二直線交又例如於彎部之距離中較平滑轉換。在交又/

26 ) 五、發明説明（ 值。該模型 ’該交叉點 彎部之指定正切角較佳為各交叉線正切線平均 使用此正切角用以決定交又點之偏倚及錐形角 將造成切割頭動作之緩和轉換。 及 之 度 特別地，在步驟21G5，該DWCS使用偏倚及錐形模型 至今所編譯之動你斗、次 、， 耘式貝料釔構，用以決定各實體端點 ^ 。百先，該模型決定拖良長度。一種決定拖良長 之方程式形式如下： ⑴ ((0.1445*t)+0.0539) 100 · 係拖良長度(例如英寸），u%係指派該實體之速度百 二比’及t係㈣料厚度（例如英寸）。方程式^係數將依據 厚度範圍而改變，但這係能由偏倚及錐形模型所使用 方程式之一般形式。 一旦該托矣長度決定，該模型現在由方程式決定偏倚角 〇L (例如，度數）·· Γ d、 eL = arctan — (.

[t J () 其間d及t再次分別為拖良長度及材料厚勿。各種刻度因數 可將方程式2應用於在〇·25英寸厚度以下之材料。一旦各 偏倚角决定，其係由動作程式資料結構令dwcs所儲 存。 I於此技者將瞭解方多j式1 β。 又冷將荩鮮万柱式〗及2之一般形式其它方程式 能用於決定偏倚角，並納入該偏倚及錐形模型。任何方程 式形式對於給定材料厚纟（也包括一分離值之查詢表），估 546190 A7 B7 五、發明説明（27 ) - 算相同或相似值，將操作本發明方法及系統。實際上，其 將有所表示一般形式之方程式家族將覆蓋各種材料厚度。 基於接收程序參數，該DWCS較佳地決定那個方程式家族 使用來自該模型。基本上，提供任意幾何偏倚角度值之技 術能使用於施行該DWCS之偏倚及錐形模型。 -—----- 在步驟2106，該DWCS使用偏倚及錐形模型及至今所編 譯之動作程式資料結構，用以決定各實體端點之偏倚角。 首先，該模型利用一相同如下之方程式，決定切割頂部 (輸入點）之寬度Wt (例如，英寸）：

Wt=0.04628 —(0.00015*U%)+_0l25*t)+(9.06033E — 0.7*U%2) (3) 其間U%係指派該實體速度百分比，及t係該材料厚度。接 著，該模型利用一相似如下之方程式，決定切割底部（離 開點）之寬度Wb (例如，英寸）：

Wb =----\______ (20.391548+(0.434775*U%) —(4.650149*t)) ⑷ 注意方程式3及4之係數將依據程序參數值諸如研磨劑流 動速率、混合管長度、材料等而改變。方程式3及4能表 示為更一般為多項式形式：

Wt-(d*U%2)-(b*U%) + (c*t) + a (4a) 其間該係數a、b、c及d係理論上，實驗上或由其二者組 合來決定。習於此技者將瞭解附加項可加上，且方程式如 一般形式之其它方程式能用於決定該錐形角及納入該偏倚 及錐形模型。任何方程式形式對於給定材料厚度（也包括 一分離值之查詢表），估算相同或相似值，將操作本發明 "31- 本紙張中國國家標準(CNS) Μ規格(2ι〇 χ撕公發） 546190

方法及系統。 一《亥頂部寬度及底部寬度已決定，該模型利用一方程 式恪式，回送該錐形角㊀丁（例如，度數）： f 〇.5*(Wt — Wb))、 «T^arctan -—_ (5) 基本上’用於提供任意幾何錐形角值之任何技術能使用於 輔助該DWCS之偏倚及錐形模型。 、f步驟2107，該0~〇：8選擇性地依據各種操作者輸入， 測量忒偏倚及錐形i。例如，在非常高的速度下(及依據 4切頭特性），該偏倚角校正不會有任何實際效應。在 此凊形，该DWCS能測量由該模型將其乘以〇所決定之 偏倚角度值。 見在°亥動作程式資料結構包含所有所須幾何實體、切 速度及角補俏。在步驟21〇8，此資料轉換進入一作程式 指令。在一實施例中，該DWCS使用反運動方程式來決定 該馬達連結位置，其沿著所須路徑，以適當角《，如資料 結構中所指定，前進該工具尖端。（如果設計中有弧形， 此技術典型地在應用該反運動方程式前，需要該弧形轉換 成線段）。該合成動作程式係於一 ”複合”形式，其中該偏 倚及錐形角隱藏於該程式中。上述關於圖7]7之範例使用 者介面對應至此實施例。 在圖21另-實施例中，該反運動係於該動作程式下載後 由控制器卡來實行。（弧形不需轉換至線條）。該動作程式 更簡單’及具有明顯（及可見）偏倚及錐形值，其係由控制器 -32- 本紙張尺度適用中國國冬標準(CNS) A4規格(210X297公爱） 546190 B7 五、發明説明（29 ) 那所讀取，且為回授目的能顯示於對應控制器對話中。 在圖21另一實施例中，該DWCS不能實行一或多個設計 (彡驟2101 )分割步驟，或指派速度及角度值至幾何副實體 之其它步驟。替代地，該各種模型下載至該控制器本身。 冨4控制器執行圖式之X_y路徑時，該控制器諮詢内嵌模 型’諸如速度及加速模型及彎部模型，且當其檢測及碰上 新心何實體時，用以決定下一速度。經決定來自一嵌入 偏倚及錐形模型之適當值，該控制器也自動地調整該切割 頭偏倚及錐形，以反應相對於該現在位置之速度回授。藉 此，提供一種”向前看”型式。如相關圖i 4所討論，一旦 控制為回授及控制螢幕被顯示，一操作者較佳選取該循環 起動按鍵（參閱，例如按鍵14〇4)，使得該喷射裝置實際開 口刀J該工件。圖22係一由該動態噴水控制系統實行開始 該切割循環步驟之範例流程圖。在步驟22〇1，該dwcs下 再忒動作程式至控制器（例如，控制器電腦或卡片）。在步 驟⑽2，該DWCS送出一指令至該控制器，用以指示該控 时必/頁開始執行動作程式，且接著回傳。當控制器前進 通過動作程式，其平滑地轉換於所有角度及速度間。 雖然本發明特定實施例及範例為揭示目的而在此敘述， 本發明不企圖限制這些實施例。等效方法、構造，程序、 步驟及其它修正將符合本發明之精神與範圍。例如，本發 月在此提供之教授此應用至流體噴射系、統其它配置，諸如 其中部份或整個輸入，自動及控制邏輯嵌入控制器之系 統’或具有不同軸切割頭之系統。此外，該教授可應用於 -33 - 546190 A7 B7 五、發明説明（3G ) 其它型式模型或基於速度外之程序參數的模型。此外，該 教授可應用於變換控制配置諸如居於一遙控裝置上，該裝 置透過無線、網路或任何型式通信管道連接至喷射裝置。 按照上面詳細敘述這些及其它變化能得到本發明。因此， 本發明不會為該揭露所限制，但替代地本發明範圍將由下 列申請專利範圍所決定。 -34- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）

Claims (1)

1. 546190 申請專利範圍 1.—種用於電腦系統以自動及動態控制流體喷射裝置切 割頭相對於所切割材料方位之方法，用以產生具有複 數幾何實趙之幾何的目標段，該流趙喷射裝置具有複 數程序參數，包含： 接收該幾何之複數幾何實體各個速度指示，其中至 少二幾何實體具不同速度； 依據該指不速度及複數兹成会 後数私序參數，自動及動態地決 定各幾何實體之方位參數；及 、依據自動決定方位參數，自動控制切割頭動作，用 以切割材料以產生目標段。 其中至少二幾何實體 二不同速度指示加速及 其中該二連續實體之 其中該二連續實體之 其中該方位參數包含 其中該方位參數包含 進一步包含： 2.如申請專利範圍第〗項之方法 具不同速度係順序排列，使得 減速其中之一。 3·如申請專利範圍第2項之方法 各方位參數係不同的。 4·如申請專利範圍第2項之方法 各方位參數係相同的。 5. 如申請專利範圍第1項之方法 一錐形角。 6. 如申晴專利範圍第1項之方法， 一偏倚角。 7·如申請專利範圍第1項之方法 依據所決定速度及複數程序參數，對於各決定速 又，自動決定一第二方位參數；及 35 · I紙張尺度適財國國X 297^iT 六、申請專利範圍 依據一自動決定方位炎如 〇 ^ 參數，控制切割頭動作 8. 如申請專利範圍第7項 貝勤作。 对铱^ 方法，其中該所決定之第〆 及第二方位參數包含一 疋之弟 〇 , ^ 两㈣角及一錐形角。 9. 如申請專利範圍第丨項之 割頭之動作進一步包含：、其中該自動控制該切 對於各幾何實體，產 之動作程式；及 ^不該自動決定方位參數 前進該動作程式至切割頭控制器；及 使該控制器執行該動作裎式。 10·如申請專利範圍第9 、<方法，其中該動作 A 於該切割頭控制器。 α 如申請專利範圍第9項之 複數指令序列，其具有一方法’其甲該動作程式包含 u _ ^ ^ Xy位置，及一錐形角補償值 及一偏倚角補償值至少 _ 白於喷射裝置之操作者。―，使得該目標切割校正明 12.:;=利：圍第9項之方法，其中該程式包含複數 曰7序列，其依據x位 一 角補償值至少之—，以二广補•值及-偏倚 _ 乂喷射裝置操作者所明白之方 式’指示反動力學用於控制該切割頭。 13·如申請專利範圍第 弟項之方法，其中基於改變一偏倚 及錐形角其中之—之切割預期模型，係經電腦系統 所使用，且自動決定各所決定速度之方位參數。 申叫專利扼圍第13項之方法，其中該預期模型指示 偏倚角及錐形角至少之一為速度值函數之值。 36- 210X297公釐） 546190 夂、申請專利範圍 如申4專利範圍第14項之方法，《中該速度函數進_ 步疋義為程序參數之一之函數。 專利範圍第15項之方法，其中該程序參數係研 磨流體流動率、噴嘴孔徑、混合管特性、研磨流體壓 力、材料厚度及材料型式至少其中之一。 17·如：請專利範圍第13項之方法，其中該預期模型指示 偏份角及錐形角至少之一為加速度值函數之值。 队如申請專利範圍第13項之方法，其中該預期模型指示 偏倚角及錐形角至少之一為減速度值函數之值。 裝 19·如申請專利範圍第13項之方法，其中該預期模型指示 偏倚角及錐形角為速度值函數之值。 20. 如申請專利範圍第13項之方法，其中該預期模型資料 儲存於一動態可修正編碼收藏館。 21. 如申請專利範圍第13項之方法，其中該預期模型表示 為一多項式方程式。 22. 如申請專利範圍第13項之方 “ T 4預期模型基於 分離值之查詢表。 23·如申請專利範圍第i項之方法， 具中該切割頭藉由沿 至少4軸之動作所控制。 24. 如申請專利範圍第23項之方法’其中該軸提供切割頭 相對於忒目標段之傾斜與迴旋動作。 25. 如申請專利範圍第1項之方法，豆 ，、中该切割頭係由沿5 軸之動作所控制。 26·如申請專利範圍第25項之方法，兌ψ兮土 /、中该轴提供切割頭 -37· 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公爱)一 546190 ~、申請專利範圍 相對於該目標段之傾斜與迴旋動作。 27.如申請專利範圍第！項之方 兵〒該流體噴射裝置 係一研磨喷水器。 28·如申請專利範圍第1項之方 ^ 具中该流體噴射裝置 係一高壓流體噴射器。 29. 一種電腦可讀記憶媒體’包含控制—電腦處理与之指 令，用以控制流體噴射裝置之切割頭相對於切割材料 之方位’使產生一具有複數幾何實體之幾何目標段， 該流體喷射裝置具有複數程序參數，藉由·· 、， 接收該幾何之複數幾何實體各速度指示，其中至少 二幾何速度具不同速度； ^ 依據該指#速度及複數程序參數，自動及動態地決 定各幾何實體之方位參數；及 依據自動決定方位參數，自動控制切割頭動作，用 以切割材料以產生目標段。 30.如申請專利範圍第29項之電腦可讀記憶媒體，其中該 八有不同速度之至少二實體係順序排列，使得二不同 速度指示加速及減速其中之一。 31·如申請專利範圍第3〇項之電腦可讀記憶媒體，其中該 二連續實體之各方位參數係不同的。 32.如申租專利範圍第3〇項之電腦可讀記憶媒體，其中該 一連續貫體之各方位參數係相同的。 33·如申叫專利範圍第29項之電腦可讀記憶媒體，其中該 方位參數包含一錐形角。 -38- 巧張尺度適财關f鮮(CNS) A4規格^ X 297公釐）

   546190 申請專利範圍 J4.如申請專利範圍第29項之電腦可讀 方位參數包含一偏倚角。 35·如申請專利範圍第29項之電腦可讀記憶媒體，進一步 包含控制該電腦處理器之指令，藉由·· 依據所決定速度及複數程序參數，對於各決定速 度’自動決定一第二方位參數；及 依據二自動決定方位參數，控制該切割頭動作。 36·如申請專利範圍第％項之電腦可讀記憶媒體，其中該 决疋之第一及第二方位參數包含一偏倚角及一錐形 角。 ^ 37·如申請專利範圍第29項之電腦可讀記憶媒體，其中該 自動控制該切割頭之動作進一步包含： 對於各幾何實體，產生一指示該自動決定方位來數 之動作程式；及 / 月’J進該動作程式至切割頭控制器；及 使该控制器執行該動作程式。 38.如申請專利範圍第”項之電腦可讀記憶媒體，其中該 動作程式適合於該切割頭控制器。 沙如申請專利範圍第37項之電腦可讀記憶媒體，其中該 動作程式包含複數指令序列，其具有一x_y位置，： -錐形角補償值及一偏倚角補償值至少之一，使得該 目私切割校正明白於噴射裝置之操作者。 申π專利圍第37項之電腦可讀記憶媒體，其中該 程式包含複數指令序列，其依據χ-y位置及-錐形角補 -39- G張尺

   M6190 申請專利範園 ::值及一偏倚角補償值至少之一，以噴射裝置操作者 明白之方式，指示反動力學用於控制該切割頭。 礼如申請專利範圍第29項之電腦可讀記憶媒體，其中基 於改變—偏倚角及錐形角其中之一之切割預期模型， 係經電腦系統所使用，且自動決定各所決定速度之方 位參數。 申明專利|巳圍第41項之電腦可讀記憶媒體，其中該 預期模型指示偏倚角及錐形角至少之一為速度值函數 之值。 43·如申請專利範圍第42項之電腦可讀記憶媒體，其中該 速度函數進一步定義為程序參數之一之函數。 44·如申請專利範圍第43項之電腦可讀記憶媒體，其中該 #序參數^研磨流體流動率、喷嘴孔徑、混合管特 性、研磨流體壓力、材料厚度及材料型式至少其中之 45·如申請專利範圍第41項之電腦可讀記憶媒體，其中該 預期模型指不偏倚角及錐形角至少之一為加速度值函 數之值。 46·如申請專利範圍第41項之電腦可讀記憶媒體，其中該 預期杈型指不偏倚角及錐形角至少之一為減速度值函 數之值。 47·如申請專利範圍第41項之電腦可讀記憶媒體，其中該 預期模型指示偏倚角及錐形角為速度值函數之值。 48.如申請專利範圍第41項之電腦可讀記憶媒體，其中該 -40- &通用中國國家標準(CNS) A4規格(noX 297公爱）

   申請專利範 A8 B8 C8 D8 圍 預期板型資料儲存於一動態可修正編碼收藏館。 49.如中含杳i # β月寻利乾圍第41項之電腦可讀記憶媒體，其中該 預期模型表示為一多項式方程式。 •如申請專利範圍第41項之電腦可讀記憶媒體，其中該 預期模型基於分離值之查詢表。 •如申請專利範圍第29項之電腦可讀記憶媒體，其中該 刀。】頭藉由沿至少4軸之動作所控制。 •如申請專利範圍第51項之電腦可讀記憶媒體，其中該 ^供切割頭相對於該目標段之傾斜與迴旋動作。 53,如申請專利範圍第29項之電腦可讀記憶媒體，其中該 切割頭係由沿5軸之動作所控制。

   裝 54·如申請專利範圍第53項之電腦可讀記憶媒體，其中該 軸提供切割頭相對於該目標段之傾斜與迴旋動作。 沒如申請專利範圍第29項之電腦可讀記憶媒體，其中該 流體噴射裝置係一研磨噴水器。 56.如申請專利範圍第29項之電腦可讀記憶媒體，其中該 流體噴射裝置係一高壓流體噴射器。 57· 一種動態流體噴射控制系統，其控制一流體噴射裝 置，用於將一材料製成具有複數幾何段片之幾何構形之目標段，該流體噴射裝置具有一旋轉於複數軸上之 切割頭，包含：

   η 線 切割頭控制介面’其連繫複數方位參數至該流體喷 射裝置之㈣帛’“導引該切割頭相對於複數轴， 切割該目標段；及 -41 -

   M6190 AS B8

   偏倚及錐形塑造組件， 切割頭速度，至少二段片 該幾何複數段片之各_ 值；及 其依據相關該段片之所決定 具有不同之相關速度，對於 自動及動態決定複數方位 將各段片所決定複數方位值， 介面，用以控制該切割頭方位。 向前至該切割頭控制 58·如申請專利範圍第57項之系統， 具不同速度係順序排列，使得二 減速其中之一。 其中至少二幾何實體 不同速度指示加速及 59·如申請專利範圍第58項之系統 各方位參數係不同的。 60.如申請專利範圍第58項之系統，其中該二連續實體 各方位參數係相同的。 61·如:請專利範圍第57項之系統，其中該切割頭介面 偏倚及錐形塑造組件係嵌入流體噴射控制裝置之電 數位控制器中。 62. 如申請專利範圍第57項之系統 方位值包括偏倚角值。 63. 如申請專利範圍第62項之系統 方位值包括錐形角值。 其中該自動決定複數 其中該自動決定複數 64.如申請專利範圍第62項之系統， 方位值包括客觀補償值。 其中該自動決定複數 65·如申請專利範圍第57項之系統， 方位值包括錐形角值。 其中該自動決定複數 -42-

   546190 六

   1申請專利範圍㈣項之系統，其中該自動決定複數 方位值包括客觀補償值。 67. 如申5月專利範圍第項 图弟57項之糸統，其中該噴射流體裝置 大於二轴系統。 68. 如申請專利範圍第57項之系統，其中該偏倚及錐形塑 造組件包含-資料結構，其具有基於程序參數決定偏 倚角及錐形角之函數。 69. 如申請專利範圍第68項之系統’其中該函數基於表示 速度、加速度及減速度至少其中之一之值，決定偏倚 角及錐形角。 70· 士申明專利範圍第57項之系統，其中該偏倚及錐形塑 ^、’且件包含一資料結構，其表示一分離值之查詢表， 能基於程序參數用來預測偏倚角及錐形角。 71·々申哨專利範圍第57項之系統，#中該偏倚及錐形塑 仏且件，依據複數程序參數，自動決定幾何複數段片 之各複數方位值。 72·如申請專利範圍第71項之系統，其中該程序參數包含 研磨流體流動率、喷嘴孔徑、混合管特性、研磨流體 壓力、材料厚度及材料型式至少其中之一。 73·如申請專利範圍第57項之系統，其中該流體噴射裝置 係一噴水裝置。 74·如申請專利範圍第57項之系統，其中該流體喷射裝置 係一高壓裝置。 75.如申請專利範圍第57項之系統，其中流體喷射裝置 -43 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 546190 5、申請專利範圍 係一低壓裝置。 瓜-種用以電腦系統以控制一喷射裳置沿一材料指定切 割路徑切割而產生具有幾何規格之目標段之方法，該 唷射裝置具有一切割頭及複數可修正程序參數；包 含·· 取回一預期資料模型之表示式，其利用那些值塑造 所產生切割上切割頭至少一方位特性值之效應； 依據程序參數值，對於來自取回資料模型表示式之 至少-方位特性，自動及動態地決定複數值；及 利用至少-方位特性所決定複數值，用以控制該噴 射裝置沿該指定路徑切割，產生該目標段。 7如申請專利範圍第76項之方法’該幾何規格包含複數 幾何實體，其中該自動決定複數值，對於各實體，進 一步包含： 決定對應一幾何實體之速度；及 示 依據所决疋速度，利用該取回預期資料模型表 式’自動決定該方位特性值。 速 78. 如申請專利範圍第77項之方法，其中依據所決定、 度，自動決定該方位特性值，且同時依據該程序參= 值’決定該值。 續 速 79. 如申請專利範圍第77項之方法，其中二幾何實體連 排列及具有不同對應速度，藉此指示該噴射裝置加 度及減速度其中之一。 射 80. 如申請專利範圍第76項之方法，其中該步驟係由噴 •44- 本紙張尺度適财S g家標準(CNS) A4規ϋ〇Χ297公jy π、申請專利範園 裝置控制器所實行。 81. t申請專利範圍第76項之方法1中該利用所決定值 來控制喷射裝置，包含： 產生-動作程式’用以控制該喷射裝置，該動作程 式指不對於該方位特性所決定之複數值；及 割執行該動作程式，使該嘴射裝置沿該所須路徑切 82. 如申請專利範圍第76項之方法，其中該方位特性係該 刀割頭噴射氣流相對於該材料之偏倚角度。 83·如申請專利範圍第76項之方法，其中該方位特性係該 切割頭噴射氣流相料輯料之錐形角度。 8二°申請專利範圍第76項之方法，其中該預期資料模型 ::式，係-規劃函數’其回送基於一數學 汁异之值。 85.二請專利範圍第84項之方法其中該數學方程式係 表示為速度函數之方程式。 紙如申請專利範圍第85項之方法，該方程式具有係數， 其中該係數值基於程序參數之值。 ’、 8二請專利範圍第85項之方法，該方程式具有係數， 〃中該係數值隨該材料厚度改變。 88="利範圍第85項之方法，其中該方程式係一多 項式方程式。 mi，第76項…，其中該預期資料模型 ;丁刀離值之查*表，及該自動決定複數值決 -45- χ 297公釐） 本纸張尺度適种關家標準(CNS) 546190 A8 B8 C8 D8

   、申請專利範圍 ' --- 定由該分離值所導引之值。 9〇·種電腦可讀記憶媒體，包含控制電腦處理器之指 令，用以控制一噴射裝置沿材料指定切割路徑切割， 產生具有一幾何規格之目標段，該噴射裝置具有一切 割頭及複數可修正程序參數，藉由： 取回一預期資料模型之表示式，其利用那些值，塑 k所產生切割上切割頭至少一方位特性值之效應； 依據程序參數值，對於來自取回資料模型表示式之 至夕方位特性，自動及動態地決定複數值；及 利用至方位特性所決定複數值，用以控制該噴 射裝置沿該指定路徑切割，產生該目標段。

   以自動決定該方位特性之值。 I黾觸1讀記憶媒體，該幾何 ’其中該自動決定複數值，對 依據該決定速度，用

   其中依 且同時依據 該程序參數值，決定該值。

   喷射裝置加速度及減速度其中之一。 94·如申请專利範圍第9〇項之電腦 可讀記憶媒體，其中二 對應速度，藉此指示該 可讀記憶媒體，其中該 -46- 546190 七、申請專利範圍 步驟係由喷射裝置控制器所實行。 95·如申請專利範圍第9〇項之電腦可讀記憶媒體，其中該 利用所決定值來控制喷射裝置，進一步包含： 產生一動作程式，用以控制該喷射裝置，該動作程 式指示對於該方位特性所決定之複數值；及 執行該動作程式，使該喷射裝置沿該所須路徑切 割。 96. 如申請專利範圍第9〇項之電腦可讀記憶媒體，其中該 方位特性係該切割頭喷射氣流相對於該材料之偏倚角 度。 97. 如申請專利範圍第9〇項之電腦可讀記憶媒體，其中該 方位特性係該切割頭嗔射氣流相對於該材料之錐形°角 度。 98. 如申請專利範圍第9〇項之電腦可讀記憶媒體其中該 預期資料模型表示式，係一規劃函數，其回送基於： 數學方程式所計算之值。 "·如申凊專利範圍第 ^ S項之電恥可讀記憶媒體，其中該 數學方程式係一表示為速度函數之方程式。\ " 100·如申請專利範圍第 固弟99項之電月旬可讀記憶媒體，該方程 式/、有係數，其中該係數值基於 ιοί.如申請專利範圍第99項之 . 罘項之電細可讀記憶媒體，該方程 ” 丁數其中该係數值隨該 •如申請專利範圍第99項之 厚又受 ^ ^ 唄之電細了讀記憶媒體，其中該 方耘式係一多項式方程式。 ^尺度適 -47· X 297公釐） 546190 申請專利範圍 103·如申請專利範圍第9〇項之電腦可讀記憶媒體，其中該 預期資料模型表示式係一分離值之查詢表，及該自動 决疋複數值決定由該分離值所導引之值。 104·—種流體喷射裝置控制器，用於控制一流體噴射裝置 切割頭，沿指定切割路徑切割，產生一目標段，包 含· 記憶體，包含一利用那些值所產生切割上切割頭方 位特性值效應之預期資料模型；及 切割頭控制部，其取回來自該記憶體之預期資料模 型； ' 依據該指定路徑，自動決定來自該取回資料模型方 位特性之複數值；及 使用4方位特性所決定之複數值，控制該噴射裝置 切割頭，且沿該指定路徑切割，產生該目標段。 105.如申請專利範圍第1〇4項之控制器，彡中該指定切割 路徑包含段片，及其尹該切割頭控制部自動決定該方 位特性之複數值，藉由： 對於各段片， · 決定對應該段片之所須切割速度；及 利用該取回資料模型用以自動決定對應該所須切割 速度之方位特性值。 106·如申請專利範圍第1〇4項之控制器，其中該切割頭控 制部使用該方位特性所決定複數值，藉由產生使該切 割頭沿該指定路徑切割之動作指令，控制該切割動 本紙張尺度it财目S家_7^ Α4·_χ 297公爱）

   之電腦可讀記憶媒體 一分離值之查詢表， 決定複數值決定由該分離值所導引之值。 ’其中該 及該自動 104.—種流體喷射裝置控制器，用於控制一流體噴射裝置 切割碩，沿指定切割路徑切割，產生一目標段，包 含： 記憶體，包含一利用那些值所產生切割上切割頭方 位特性值效應之預期資料模型；及 切割頭控制部，其取回來自該記憶體之預期資料模 型； ' 依據該指定路徑，自動決定來自該取回資料模型方 位特性之複數值；及 使用該方位特性所決定之複數值，控制該噴射裝置 切割頭，且沿該指定路徑切割，產生該目標段。 1〇5·如申請專利範圍第1〇4項之控制器，其中該指定切割 路徑包含段片，及其中該切割頭控制部自動決定該方 位特性之複數值，藉由： 對於各段片， 決疋對應該段片之所須切割速度；及 利用該取回資料模型用以自動決定對應該所須切割 速度之方位特性值。 106·如申請專利範圍第104項之控制器，其中該切割頭控 制部使用該方位特性所決定複數值，藉由產生使該切 割頭沿該指定路徑切割之動作指令，控制該切割動 •48- 依據該指定路徑，自動決定來自該取回資料模型方 位特性之複數值；及 使用忒方位特性所決定之複數值，控制該喷射裝 刀割碩，且沿該指定路徑切割，產生該目標段。 115·:申請專利範圍第114項之控制系統，其中該指定 =J路k包含段片，及其中該切割頭控制介面自動決 該方位特性之複數值，藉由： /、 對於各段片， 决疋對應該段片之所須切割速度；及 =該取回資料模型，用以自動決定對應該所須 °1】連度之方位特性值。 、 116.如中請專利範圍第114項之控制系 控制介面，使用該方位特性所決以數值中=割 使該切割頭沿該指定路徑切割之動作扑八，猎由產 割動作。 曰7，控制該 U7·如申請專利範圍第114項之控制系統 性係一該切割頭喷射氣流之偏倚角。 118·如申請專利範圍第114項之控制系統 性係一該切割頭喷射氣流之錐形角。 119.如申請專利範圍第114項之控制系統 料模型係一資料結構，其具有一 u、， ”中該預期資 式碼。 回送方位特性值 如申請專利範圍第119項之控 % 其中該程 置 切定 切 生切 其中該方 位特 其中該方位 特 之程 式碼 本纸張尺度適财關家標準 50. 546190 8 8 8 8 A B c D 々、申請專利範圍 計算基於一方程式指示方位值為一速度函數方程式之 值。 121. 如申請專利範圍第120項之控制系統，該方程式具有 一係數，其中該係數值基於程序參數之值。 122. 如申請專利範圍第120項之控制系統，該方程式係一 多項式方程式。 123. 如申請專利範圍第114項之控制系統，其中該預期資 料模型係一表示分離值查詢表之資料結構。 -51 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）