[发明专利]用热丝切割机生产测试组件的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于控制热丝切割机的操作以便用原材料块形成具有三维轮廓的组件的方法。而且，本发明涉及用于形成组件的热丝切割机。此外，本发明涉及用于控制热丝切割机的操作的控制单元、计算机可读存储和程序元件。

背景技术

传统的热丝泡沫切割机包括由细金属丝连接的两个塔部，所述细金属丝通常由镍铬合金或不锈钢制成。每个塔部都包括定位系统，使得塔部可以在两个维度的方向上移动该丝（wire）。该丝可经由电阻加热到大约180℃到300℃。通过利用塔部的各自定位系统移动热丝，该丝移动通过待切割的材料，诸如泡沫块，使得来自于该丝的热量切割或蒸发材料。

在原型制造的领域和其他技术领域中（诸如在冲浪板构造中）使用此类上述热丝切割机。在原型制造领域中，可以由热丝切割机用泡沫形成很多空气动力学组件（诸如涡轮机的叶片或翼）。

对于由热丝切割机形成组件，已知用于热丝切割机的若干控制方法。一个已知控制方法是将泡沫块放置于两个塔部之间并且移动塔部尽可能接近泡沫块。通过尽可能接近泡沫块来放置塔部，在塔部处丝的附接点与泡沫块的边缘之间总是存在小间隙。当针对形成期望的形状来计算丝的位置坐标时，必须考虑该间隙。通过使用该控制方法，难以修正塔部关于泡沫的距离的变化。因此，塔部和泡沫块之间的间隙可以在塔部移动期间改变，使得该间隙导致待形成组件的不准确形状，例如，可能形成必须手工变圆的锐角转角。如果待形成组件的横截面的几何形状大小不同，则该变形可能相当严重。

其他控制方法计算每个塔部与泡沫块之间的间隙。该控制方法使用预定轮廓的点的预限定标准集合。例如，如果组件是翼面，则待形成的翼面可以由点的标准集合限定，其中针对该翼面，限定了标准翼面形式。点的标准集合可以仅通过缩放来改变，即，可以改变翼面的大小。标准轮廓的形状通常是不可修改的。如果塔部到翼面之间的距离由于翼面的不同缩放而改变，则必须关于点的预定标准集合来精确地调整泡沫块。泡沫与塔部之间的距离变化可以导致变形的翼面。

发明内容

本发明的目的可以是提供一种针对热丝切割机的适当控制方法，从而形成各种不同的轮廓。

该目的可以通过一种控制热丝切割机的操作的方法、通过热丝切割机、通过用于控制热丝切割机的操作的控制单元、通过其上存储有用于控制热丝切割机的操作的计算机程序的计算机可读介质以及通过用于控制根据独立权利要求的热丝切割机的操作的程序元件来解决。

根据本发明的第一方面，提出了一种控制热丝切割机的操作以用原材料块形成具有三维轮廓的组件的方法。由该控制方法控制的热丝切割机包括在第一附接点与第二附接点之间延伸的丝。而且，该热丝切割机包括第一定位系统，用于在由第一方向和第二方向跨越（span）的第一附接平面内移动第一附接点。而且，该热丝切割机包括第二定位系统，用于在与第一附接平面间隔分开并且被定向成与第一附接平面平行的第二附接平面内移动第二附接点。

根据该控制方法，限定三维轮廓的第一横截面，其中该第一横截面被定向在原材料块的第一表面平面内。接下来，限定三维轮廓的第二横截面，其中该第二横截面被定向在原材料块的第二表面平面内。两个表面平面与第一附接平面平行并且沿第三方向彼此间隔分开。根据该控制方法，在第一横截面的周长上选择第一参考点并且在第二横截面的周长上选择第二参考点。两个参考点之间的连接线指示丝通过原材料块以便形成三维轮廓的期望行进（run）。而且，确定在第一表面平面内的在第一参考点与第一附接点之间的第一偏移。此外，确定在第二表面平面内的在第二参考点与第二附接点之间的第二偏移。根据确定的第一偏移与确定的第二偏移来控制第一附接点和第二附接点的移动。

根据本发明的其他方面，提出一种用于用原材料块形成具有三维轮廓的组件的热丝切割机。该热丝切割机可由上述控制方法控制。该热丝切割机包括在第一附接点与第二附接点之间延伸的丝。此外，该热丝切割机包括：第一定位系统，用于在由第一方向和第二方向跨越的第一附接平面内移动第一附接点；第二定位系统，用于在与第一附接平面间隔分开并且被定向成与第一附接平面平行的第二附接平面内移动第二附接点。

根据本发明的其他方面，提出一种用于控制上述热丝切割机的操作的控制单元。控制设备包括数据处理器，其适于执行和/或控制如上所述的方法。

根据本发明的其他方面，提出一种其上存储有用于控制如上所述的热丝切割机的操作的计算机程序的计算机可读介质。在由数据处理器执行时，该计算机程序适于执行如上所述的方法。