Способ и установка для нанесения продукта покрытия при помощи печатающей головки

1. Способ нанесения продукта покрытия на покрываемую поверхность (S) объекта (О), при этом покрываемую поверхность моделируют при помощи компьютерного файла (F), и она содержит по меньшей мере одну покрываемую зону (Z1), при этом способ осуществляют при помощи печатающей головки (10), которая установлена на руке (22) робота (20), выполненного с возможностью перемещения печатающей головки напротив поверхности, и содержит корпус (12), оснащенный по меньшей мере одним печатающим соплом (14), при этом способ отличается тем, что содержит по меньшей мере последовательные этапы, которые осуществляет вычислительное устройство (40) и на которых
а) посредством автоматического вычисления при помощи компьютерного файла (F), моделирующего покрываемую поверхность (S), определяют (102) полосу (Т) покрываемой поверхности;
tcp
b) посредством автоматического вычисления определяют (104) траекторию (Traj) напротив полосы (Т) покрываемой поверхности, причем эта траектория образована последовательностью примечательных точек (P), достигаемых определенной точкой (140) печатающей головки, с соблюдением ориентации () печатающей головки в каждой примечательной точке;
c) посредством автоматического вычисления из компьютерного файла (F), моделирующего покрываемую поверхность (S), убирают (106) покрываемую полосу (Т);
d) вновь начинают с этапа а), пока смоделированная покрываемая поверхность не будет иметь нулевую площадь;
e) определяют (110) программу (Prog(TRAJ)) активации каждого сопла (14) печатающей головки (10) на каждой траектории (Traj);
f) наносят (112) продукт покрытия, активируя каждое сопло печатающей головки на разных траекториях (Traj), определенных на этапе b), с соблюдением ориентации () печатающей головки (10) в каждой примечательной точке в зависимости от программы активации (Prog(TRAJ)), определенной на этапе е).
2. Способ по п. 1, в котором этап b включает в себя последовательные подэтапы, на которых
bA) путем итераций определяют (1041-1055) участок (Р) полосы (Т) покрываемой поверхности (S);
impact
bB) вычисляют (1056-1059) точку воздействия (P) на участке, определенном на подэтапе bA), и ось ориентации () печатающей головки (10) в точке воздействия;
bC) посредством вычисления убирают (1071) часть (Р) полосы (Т) покрываемой поверхности;
bD) вновь начинают с этапа bA), пока полоса покрываемой поверхности не будет иметь нулевую площадь;
bE) генерируют (1076) часть траектории (Traj), соответствующую прохождению печатающей головки вдоль покрываемой полосы (Т) в первом направлении;
bF) в зависимости от ширины струи (15) продукта покрытия, выходящей из печатающей головки, и от ширины (d2) покрываемой полосы, при необходимости, генерируют (1091) часть (ΔTraj) траектории, соответствующую прохождению в обратном направлении или дополнительному прохождению в первом направлении печатающей головки вдоль покрываемой полосы.
3. Способ по п. 1 или 2, в котором, если покрываемая поверхность (S) содержит по меньшей мере одну не подлежащую покрытию зону (Z0), способ содержит дополнительный этап, который выполняют между этапами b) и с) и на котором
g) траекторию (Traj) печатающей головки (10) напротив не предназначенной для покрытия зоны (Z0) адаптируют так, чтобы не затрагивать объект (О).
4. Способ по любому из пп. 1-3, в котором этап а) содержит по меньшей мере последовательные подэтапы, на которых:
а1) определяют (1021) первую ортогональную систему координат (R0),
началом которой является точка (О), выбранная пользователем на воображаемой поверхности подложки (SP), находящейся вблизи покрываемой поверхности (S) в отображении пространства, использующем компьютерный файл (F), или на самой покрываемой поверхности (S),
осью высот () которой является нормаль () к поверхности подложки (SP) или к поверхности (S) в начальной точке,
осью ординат ( которой является векторное произведение оси высот и оси, совмещенной с направлением продвижения, выбранным пользователем, и
осью абсцисс () которой является векторное произведение оси ординат ( и оси высот (),
а2) определяют (1022) первую нормаль () и ее значение устанавливают равным вектору, направлением которого является ось высот () первой ортогональной системы координат (R0), определенной в последнюю очередь;
init
а3) в первой ортогональной системе координат (R0) определяют первую точку (P) как точку покрываемой поверхности (S), ордината которой является наибольшей в первой ортогональной системе координат среди точек покрываемой поверхности;
cut
а4) в первой ортогональной системе координат (R0) определяют вторую точку (P) как точку покрываемой поверхности, находящуюся относительно первой точки на первом расстоянии (d2), измеренном вдоль оси ординат и в отрицательном направлении вдоль этой оси, причем первое расстояние устанавливают в зависимости от распределения каждого сопла (14) на печатающей головке (10);
init
cut
а5) вычисляют (1027) среднюю нормаль () к временной полосе (T’) покрываемой поверхности, определенной (1026) между первой плоскостью (π1) и второй плоскостью (π2), перпендикулярными к оси ординат ( первой ортогональной системы координат (R0) и проходящими соответственно через первую и вторую точки (P, P) ;
а6) сравнивают (1028) первую нормаль () и среднюю нормаль ();
а7) если первую нормаль и среднюю нормаль идентифицируют как разные на этапе а6),
а71) переопределяют (1030) первую нормаль как равную средней нормали;
а72) переопределяют (1031) первую ортогональную систему координат с учетом новой первой нормали;
а73) вновь выполняют подэтапы а3)-а6);
а8) если первая нормаль и средняя нормаль идентифицированы как равные на этапе а6), определяют (1032) предназначенную для покрытия полосу (T) как равную временной полосе (T’), определенной на этапе а5).
5. Способ по п. 4, в котором корпус (12) печатающей головки (10) оснащен множеством сопел (14), которые расположены параллельными рядами (16), при этом первое расстояние (d2) является кратным расстоянию (d1) между двумя смежными рядами (16) сопел (14) или между двумя последовательными соплами одного ряда, измеренного перпендикулярно к направлению перемещения (F1) печатающей головки.
6. Способ по п. 4 или 5, в котором этап b) содержит по меньшей мере последовательные подэтапы, на которых
init
b1) определяют (1042) вторую ортогональную систему координат (R1), началом которой является первая точка (P), а осями абсцисс (), ординат ( и высот () являются оси, совпадающие с осями первой ортогональной системы координат (R0), определенной в последнюю очередь на этапе а1) или на этапе а72);
b2) определяют (1045) новую ось абсцисс () как ось абсцисс () второй ортогональной системы координат (R1);
init
b3) во второй ортогональной системе координат (R1) определяют (1047) начальную точку (Q) как точку полосы (T) покрываемой поверхности, абсцисса которой является наименьшей среди точек полосы;
cut
b4) во второй ортогональной системе координат (R1) определяют (1048) точку обреза (Q) как точку полосы (T) покрываемой поверхности, находящуюся на заданном расстоянии (d3) относительно начальной точки и вдоль новой оси абсцисс;
init
cut
b5) вычисляют (1050) среднюю нормаль () к временному участку (P’) полосы (T) покрываемой поверхности, определенному (1049) между третьей плоскостью (π3) и четвертой плоскостью (π4), перпендикулярными к новой оси абсцисс () и проходящими соответственно через начальную точку (Q) и точку обреза (Q);
b6) вычисляют (1051) временную продольную ось (), равную нормированному векторному произведению средней нормали (), вычисленной на этапе b5), и противоположной величины ( оси ординат второй ортогональной системы координат (R1);
b7) сравнивают (1052) новую ось () абсцисс и временную продольную ось ();
b8) если новая ось абсцисс и временная продольная ось идентифицированы как разные на этапе b7),
b81) переопределяют (1054) новую ось абсцисс ( как равную временной продольной оси ();
b82) вновь выполняют подэтапы b3)-b7);
b9) если новая ось абсцисс и временная продольная ось абсцисс идентифицированы как равные на этапе b7), определяют (1055) участок (P) покрываемой полосы как равный временному участку (P’), определенному на этапе b5).
7. Способ по п. 6, в котором этап b) содержит по меньшей мере последовательные подэтапы, которые следуют за этапами b1)-b9) и на которых
b10) вычисляют (1056) вектор () ориентации печатающей головки, равный векторному произведению новой оси абсцисс ( и противоположной величины ( оси ординат второй ортогональной системы координат (R1);
centre
b11) определяют (1057) точку центра (P) как точку, находящуюся:
init
cut
init
на половине расстояния между ортогональными проекциями начальной точки (Q) и точки обреза (Q) на прямую, проходящую через начальную точку (Q), и единичный вектор, равный новой оси (,
init
на третьем расстоянии (d4) от начальной точки (Q), измеренном вдоль оси ординат ( второй ортогональной системы координат (R1) в отрицательном направлении вдоль этой оси, причем третье расстояние равно половине первого расстояния (d2);
impact
centre
b12) определяют (1058) точку воздействия (P) как проекцию точки центра (P) на участок (P) полосы (T) покрываемой поверхности вдоль прямой, единичный вектор которой является вектором () ориентации печатающей головки;
impact
b13) если точка воздействия существует, в траекторию (Traj) добавляют (1070) точку воздействия (P) и вектор () ориентации печатающей головки.
centre
init
cut
centre
8. Способ по п. 7, в котором корпус (12) печатающей головки (10) оснащен множеством сопел (14), которые расположены параллельными рядами (16), при этом абсцисса точки центра (P) вдоль новой оси абсцисс ( второй ортогональной системы координат (R1) равна половине суммы абсцисс ортогональных проекций начальной точки (Q) и точки обреза (Q) на прямую, проходящую через начальную точку и единичный вектор, равный новой оси (, причем точка центра (P) смещена относительно указанной прямой в направлении, противоположном к направлению оси ординат ( второй ортогональной системы координат, на расстояние (d4), измеренное вдоль оси ординат и равное половине (n×d1/2) произведения числа (n) рядов сопел и расстояния (d1) между двумя из рядов.
centre
9. Способ по п. 7 или 8, в котором, если точка воздействия, определяемая на этапе b12), не существует по причине отсутствия материала полосы (Т) покрываемой поверхности вдоль прямой, направляющий вектор которой является вектором () ориентации печатающей головки и которая проходит через точку центра (P), между подэтапами b12) и b13) выполняют дополнительные подэтапы, на которых
b14) выявляют крайнюю точку (р8) участка (Р) покрываемой полосы, положение которой вдоль оси, параллельной вектору () ориентации печатающей головки, наиболее удалено в направлении, противоположном к указанному вектору;
centre
impact
b15) крайнюю точку (р8) проецируют на ось, проходящую через точку центра (P) и параллельную вектору () ориентации печатающей головки, чтобы определить альтернативную точку воздействия (P’);
impact
impact
b16) точку воздействия (P) приравнивают (1059) к альтернативной точке воздействия (P’) для обрабатываемого в данный момент участка (P) покрываемой полосы (T).
10. Способ по любому из пп. 1-9, в котором этап b) содержит по меньшей мере последовательные подэтапы, которые следуют за этапами b1)-b13) и на которых
b18) уменьшают (1071) полосу (Т) покрываемой поверхности на ее часть, в частности, на участок (Р), определенный на этапе b9);
b19) определяют (1072), имеет ли полоса покрываемой поверхности не равную нулю площадь;
b20) если результат определения на этапе b19) является положительным, вновь выполняют подэтапы b3)-b19).
11. Способ по любому из пп. 1-10, в котором этап b) содержит по меньшей мере последовательные подэтапы, которые следуют за этапами b1)-b13) и на которых
impact
b21) определяют (1074) вектор () оси печатающей головки в каждой точке воздействия (P) как равный нормированному векторному произведению вектора () ориентации печатающей головки в указанной точке и оси ординат ( второй ортогональной системы координат (R1);
tcp
impact
b23) определяют (1075) достигаемую примечательную точку (P) на основании точки воздействия (P), распределения (dx, dy) сопел (14) на печатающей головке, вектора оси () головки и оси ординат ( второй ортогональной системы координат (R1);
tcp
impact
b24) примечательную точку (P) и вектор () ориентации печатающей головки в соответствующей точке воздействия (P) включают в траекторию (Traj).
12. Способ по п. 11, в котором
e1
e2
d1
d2
этап b) содержит дополнительный подэтап (1077), на котором добавляют к траектории (Traj), определенной для каждой полосы (T) покрываемой поверхности, по меньшей мере одну входную точку (P, P) и/или по меньшей мере одной выходную точку (P, P) дополнительно по отношению к точкам, вычисленным на этапе b24), и/или
tcp
этап b) содержит дополнительный этап (1078), на котором оптимизируют число примечательных точек (P) траектории, при этом исключают по меньшей мере одну примечательную точку, а именно примечательную точку, коллинеарную с предшествующей ей точкой и с точкой, которая следует за ней вдоль траектории (Traj), и ось ориентации () которой параллельна оси ориентации предшествующей ей точки и оси ориентации точки, которая следует за ней вдоль траектории.
tcp
13. Способ по п. 11 или 12, в котором этап b) содержит подэтап, на котором в зависимости от ширины (l15) струи (15) продукта покрытия, выходящей из печатающей головки (10), и ширины (d2) полосы (T) покрываемой поверхности, определяют число (ARmax) движений в одну и другую сторону печатающей головки, которые следует осуществить, чтобы покрыть покрываемую полосу (T), при этом, при необходимости, вычисляют отрезок или отрезки (ΔTraj) траектории (Е) вдоль первого прохождения в одну сторону, меняя на обратный порядок примечательных точек (P), определенных на этапе b22) для предыдущего отрезка траектории.
14. Способ по любому из пп. 4-13, в котором подэтапы а71)-а73 или подэтапы b81) и b82) выполняют до тех пор, пока не будет достигнуто предельное число итераций (V1, V2).
l
l
15. Способ по любому из пп. 1-14, в котором на основании траектории (Traj), определенной на этапе b), вычислительное устройство (40) вычисляет для каждого сопла (14) печатающей головки предназначенное для покрытия расстояние (d) или не предназначенное для покрытия расстояние (d’) на последовательности шагов (р) продвижения печатающей головки (10).
16. Способ по любому из пп. 1-15, в котором этап е) содержит подэтапы, на которых
l,р
tcp
е1) при помощи дискретных положений (Р14) выполняют (1101) дискретизацию перемещения печатающей головки (10) между примечательными точками (P) траектории (Traj);
l,р
l,р
е2) определяют (1102) существование точки воздействия (РI) для каждого сопла (14) в каждом положении (Р14), дискретизированном на подэтапе е1);
l
l
е3) вычисляют (1103) предназначенное для покрытия расстояние (d) или не предназначенное для покрытия расстояние (d’) в каждом дискретном положении траектории и, возможно, множители в зависимости от расстояния между соплом (14) и контрольным соплом (140);
е4) создают программный файл (Prog(TRAJ)) для активации каждого сопла вдоль траекторий.
17. Установка для нанесения жидкого продукта покрытия на покрываемую поверхность (S) объекта (O), при этом установка включает в себя печатающую головку (10), которая установлена на руке (22) робота (20), выполненного с возможностью перемещения печатающей головки напротив поверхности, и содержит корпус (12), оснащенный по меньшей мере одним печатающим соплом (14), отличающаяся тем, что содержит вычислительное устройство (40), выполненное с возможностью осуществления способа по любому из пп. 1-16.