[發明專利]優先權輪轉式多橫梁水切割的在線協調控制方法

在審

• 申請號: 201711380426.4
• 申請日: 2017-12-19
• 公開（公告）號: CN108177090A
• 公開（公告）日: 2018-06-19
• 發明（設計）人: 李俊
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: B24C1/04
• 分類號: B24C1/04
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

1.一種優先權輪轉式多橫梁水切割的在線協調控制方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

A.對多橫梁水切割系統的加工區域進行劃分；

B.對給定的大型工件切割任務，按照以下在線協調控制方法執行n個橫梁系統的切割：

B1.以計算機輔助設計CAD文件的形式輸入給定的大型工件切割任務，按照以下情況進行切割輪廓的分解和分配，形成各橫梁系統的切割部分的CAD子文件：

B2.將各CAD子文件進一步導入水切割計算機輔助制造CAM軟件，生成可執行的數控(NC)代碼文件：

B3.將生成的各橫梁系統的數控NC代碼文件裝載到對應CNC控制器中，由協調控制裝置執行多橫梁水切割系統的協調控制策略，所述協調控制策略為：

①啟動各CNC控制器執行數控NC代碼，同時協調控制裝置開始經由各CNC控制器循環讀取各橫梁系統的位置與速度及方向，設：多橫梁水切割系統中任意一對相鄰橫梁系統即第i橫梁系統與第i+1橫梁系統中的一個橫梁系統為X，則另一個橫梁系統為Y，1≤i＜n，為橫梁系統X、Y其中之一賦予優先權，另一個無優先權；

②若X橫梁系統與Y橫梁系統都在干涉區外工作，則執行預定的NC代碼；

③一旦X橫梁系統向第i干涉區行進，且X橫梁系統與第i干涉區的最近的干涉線的距離小于臨界距離時，則采用沖突處理方法進行處理，以避免任意兩相鄰橫梁系統的碰撞發生，所述臨界距離是協調控制所允許的一個橫梁系統到臨近干涉區的最近的一條干涉線的最小距離，記為D＝V·τ，其中V為快進速度、τ為協調控制裝置讀取橫梁系統位置信息的循環周期，所述沖突處理方法為：

情況一：若Y橫梁系統在第i干涉區外，并且預計Y橫梁系統將在X橫梁系統完成第i干涉區的切割任務或完成在第i干涉區內的快進后進入第i干涉區，則X保持當前運動，進入第i干涉區，Y將保持當前運動；若Y橫梁系統在第i干涉區外，并且預計Y橫梁系統將于X橫梁系統執行第i干涉區的切割任務或執行在第i干涉區內快進的過程中進入第i干涉區，則X保持當前運動，進入第i干涉區，Y橫梁系統暫停，直至X橫梁系統完全退出第i干涉區后，恢復暫停前的運動，進入第i干涉區；

情況二：若Y橫梁系統在第i干涉區外，但預計Y橫梁系統將與X橫梁系統同時進入第i干涉區，此時讓獲得優先權的橫梁系統保持當前運動進入第i干涉區，而未獲得優先權的橫梁系統則暫停，直至已進入的橫梁系統完全退出第i干涉區后將優先權轉移給未獲得優先權的橫梁系統，新獲得優先權的橫梁系統恢復暫停前的運動，進入第i干涉區；

C.上述的協調控制裝置是執行多橫梁水切割系統協調控制策略的工業控制計算機、可編程邏輯控制器PLC、嵌入式控制器或者其他具有計算、存儲單元和公知通信接口的電子裝置。

2.根據權利要求1所述的優先權輪轉式多橫梁水切割的在線協調控制方法，其特征在于，所述多橫梁水切割系統包括n個橫梁系統且n個橫梁系統沿導軌方向依次排列并記為第1橫梁系統、第2橫梁系統、…、第i橫梁系統、…、第n橫梁系統，n為多橫梁水切割系統中的橫梁系統總數，n∈Z⁺且n≥2，Z⁺為正整數的集合，i∈[1，n]，各橫梁系統含一個設有水刀頭的橫梁及計算機數字控制CNC系統。

3.根據權利要求1所述的優先權輪轉式多橫梁水切割的在線協調控制方法，其特征在于，A1所述對多橫梁水切割系統的加工區域進行劃分是：分別將第1橫梁系統、第2橫梁系統、…、第i橫梁系統、…、第n橫梁系統中的各橫梁運動所覆蓋的最大區域，作為第1可達區、第2可達區、…、第i可達區、…、第n1可達區，n1＝n，將相鄰的第j可達區和第j+1可達區的重疊部分作為第j重疊區，j∈[1，n-1]，第j重疊區沿導軌方向的兩條邊界線，分別稱為第j重疊區的左重疊線與右重疊線，分別將第1重疊區、第2重疊區、…、第n2-1重疊區的兩側沿導軌各增加一橫梁的寬度，形成第1干涉區、第2干涉區、…、第n2-1干涉區，n2＝n，將第1干涉區、第2干涉區、…、第n2-1干涉區沿導軌方向的兩條邊界線，分別稱為第1干涉區左干涉線與右干涉線、第2干涉區左干涉線與右干涉線、…、第n2-1干涉區左干涉線與右干涉線。