[发明专利]用于运动分析和优化的自动ON-CNC工具

说明书

技术领域

本发明一般涉及自动化切割系统。更具体地，本发明涉及用于测量或改进自动化切割系统的性能的方法和设备。

背景技术

切割系统(例如等离子体弧系统、激光切割系统、水射流切割系统、含氧燃料切割系统等)可以用于切割各种材料(例如金属、石料或其它材料)。更先进的系统可以被自动化以用于自动切割材料。尽管自动化系统提供了相比于其手动对手的优势，但是其切割准确性可能由于组件缺陷/不一致性、机器不完美性、组件劣化等等而有所折衷。用于确定这些系统的切割准确性的当前方法典型地是昂贵且耗时的。

发明内容

在一方面中，本发明以一种用于通过评估自动化切割系统的切割头的自动化运动控制的马达(motor)控制处理来测量或改善自动化切割系统的切割头的性能的计算机化方法为特征。方法包括以下步骤：将用于自动化切割系统的多个轴的一个或多个马达输出命令的集合加载到数据存储器中；使用与数据存储器通信的第一数据处理器生成用于自动化切割系统的一个或多个马达输出，以用于切割、追踪(trace)或运动中的任何一个，所述一个或多个马达输出对应于马达输出命令的集合的至少一部分；使用第二数据处理器而测量用于自动化切割系统的多个轴的一个或多个马达输出的特性；使用第三数据处理器而比较所述特性与马达输出命令的集合的至少一部分；以及利用第四数据处理器而确定自动化切割系统的性能测量以用于评估其马达控制性能，其中使用所述特性与马达输出命令的集合的比较来确定性能测量。在相关实施例中，性能测量被用于生成执行所期望的功能的自动化切割系统的能力的标记。

在一些实施例中，方法涉及调节用于自动化切割系统的一个或多个马达输出以降低在马达输出特性与部件数据所定义的一个或多个输出命令之间的偏差。在相关实施例中，方法涉及通过修改自动化切割系统的一个或多个参数来补偿在马达输出特性与一个或多个输出命令之间的偏差。在另外的相关实施例中，所述一个或多个参数包括以下中的任何一个(i)切割头定时，(ii)过程设置，(iii)机械设置，(iv)驱动和运动设置；以及(v)嵌套(nest)程序设置。

在一个实施例中，马达输出特性对应于以下中的任何一个：(i)切割头的加速度，(ii)切割头的速度，(iii)切割头的加速度变化率(jerk)，(iv)切割头的旋转，以及(v)切割头的倾斜。在相关实施例中，马达输出命令的集合基于以下中的任何一个(i)切割头的最大性能，(ii)切割头的平均性能，(iii)切割头的所期望的性能，以及(iv)用户定义的性能集合。在另外的相关实施例中，多个轴包括3、4、5或6个(或附加的)轴。

在一些实施例中，方法涉及经由图形用户接口向用户显示以下中的任何一个(i)性能测量和(ii)执行所期望的功能的自动化切割系统的能力的标记。在一些实施例中，第一数据处理器、第二数据处理器、第三数据处理器和第四数据处理器体现在单个数据处理器或单个计算设备中。

在另一方面中，本发明以有形地体现在非暂时性计算机可读介质或机器可读存储设备上并且在数字信号处理器上可操作以用于通过评估自动化切割系统的切割头的自动化运动控制的马达控制处理来测量或改善自动化切割系统的切割头的性能的计算机可读产品为特征，计算机可读产品包括指令，所述指令可操作成使数字信号处理器通过非暂时性计算机可读介质或机器可读存储设备来接收用于自动化切割系统的多个轴的一个或多个马达输出命令的集合；通过非暂时性计算机可读介质或机器可读存储设备来生成用于自动化切割系统的一个或多个马达输出以用于切割、追踪或运动中的任何一个，所述一个或多个马达输出对应于马达输出命令的集合的至少一部分；通过非暂时性计算机可读介质或机器可读存储设备来测量用于自动化切割系统的多个轴的一个或多个马达输出的特性；通过非暂时性计算机可读介质或机器可读存储设备来比较马达输出特性与马达输出命令的集合的至少一部分；以及通过非暂时性计算机可读介质或机器可读存储设备来确定自动化切割系统的性能测量以用于增强其马达控制性能，其中使用马达输出特性与马达输出命令的集合的比较来确定性能测量。在相关实施例中，通过非暂时性计算机可读介质或机器可读存储设备来分析性能测量以生成执行所期望的功能的自动化切割系统的能力的标记。