[發(fā)明專利]一種圓鋸片在石材上加工凹圓弧的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710062786.3
• 申請(qǐng)日: 2017-01-24
• 公開（公告）號(hào): CN106881768B
• 公開（公告）日: 2018-11-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王平江;熊業(yè)昌;鐘治魁;張順林;陳達(dá)偉;陳文奇;柯榕彬;李世其
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 泉州華中科技大學(xué)智能制造研究院
• 主分類號(hào): B28D1/04
• 分類號(hào): B28D1/04
• 代理公司: 泉州市文華專利代理有限公司 35205
• 代理人: 陳雪瑩

1.一種圓鋸片在石材上加工凹圓弧的方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟1、畫出工件的外輪廓曲線，并導(dǎo)出外輪廓的圖形交換文件DXF；

步驟2、將外輪廓的圖形交換文件DXF導(dǎo)入系統(tǒng)，讀取其中的圖元信息，獲取凹圓弧的半徑R、圓心在世界坐標(biāo)系中的坐標(biāo)(x₀，y₀)、凹圓弧的起點(diǎn)相位角α、凹圓弧的終點(diǎn)相位角β；

步驟3、構(gòu)建凹圓弧模型，在圓弧起點(diǎn)處建立輔助坐標(biāo)系XOY，O為凹圓弧起點(diǎn)，Y方向?yàn)榘紙A弧起點(diǎn)到圓心的方向，X方向?yàn)榘紙A弧起點(diǎn)處切線方向,粗實(shí)線為工件輪廓,則凹圓弧可表示為：

式中,R為凹圓弧半徑,為相位角,滿足α為凹圓弧的起點(diǎn)相位角、β為凹圓弧的終點(diǎn)相位角；

步驟4、計(jì)算圓鋸片主切削弦長d₁：

圓鋸片以角度θ加工工件，d₁為圓鋸片主切削弦長，d為圓鋸片切削深度，r₁為圓鋸片半徑，則圓鋸片主切削弦長d₁計(jì)算如下：

步驟5、計(jì)算圓鋸片偏轉(zhuǎn)角度θ值，本步驟中的偏轉(zhuǎn)角度θ值與步驟4中的角度θ相同：

步驟6、根據(jù)圓鋸片主切削弦長中點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡計(jì)算輔助半徑r’：

步驟7、比較圓鋸片主切削弦長d₁/2與輔助半徑r’的大小，當(dāng)d₁/2小于或等于r’時(shí)，轉(zhuǎn)入步驟8；當(dāng)d₁/2大于r’時(shí)，轉(zhuǎn)入步驟9；

步驟8、輔助圓弧與凹圓弧同一圓心，輔助圓弧的起始相位角與凹圓弧的起始相位角一致，計(jì)算輔助圓弧半徑r和圓心角

轉(zhuǎn)入步驟11；

步驟9：輔助圓弧與凹圓弧同一圓心，輔助圓弧的起始相位角與凹圓弧的起始相位角不一致，計(jì)算輔助圓弧半徑r和圓心角

轉(zhuǎn)入步驟10；

步驟10、計(jì)算輔助圓弧起點(diǎn)與凹圓弧起點(diǎn)的相位角差值γ：

γ＝arctan(r₁/2r) (7)

步驟11、根據(jù)輔助圓弧的r和圓心角構(gòu)建輔助圓弧模型：

上式中，α′、β＇為輔助圓弧起點(diǎn)和終點(diǎn)對(duì)應(yīng)的相位角；

步驟12、進(jìn)行輔助圓弧離散，得到n個(gè)離散點(diǎn)，并輸出各個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)(x_i，y_i)，該離散點(diǎn)表示為：

步驟13、將離散點(diǎn)(x_i，y_i)進(jìn)行坐標(biāo)變換，轉(zhuǎn)換為工件坐標(biāo)系下的坐標(biāo)(x′_i，y′_i)；

步驟14、根據(jù)五軸機(jī)床各個(gè)軸的運(yùn)動(dòng)范圍，將坐標(biāo)變換后的離散點(diǎn)(x′_i，y′_i)的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為五軸AC雙擺頭數(shù)控機(jī)床各個(gè)軸的運(yùn)動(dòng)(X，Y，Z，A，C)，并啟用數(shù)控系統(tǒng)的RTCP功能，其中X、Y、Z可由數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)前加工點(diǎn)的A、C自動(dòng)計(jì)算，當(dāng)前加工點(diǎn)的A、C計(jì)算如下：

A＝θ

上式中，(P_x，P_y)為當(dāng)前點(diǎn)的單位切向量，C′為當(dāng)前點(diǎn)的上一點(diǎn)對(duì)應(yīng)的C軸轉(zhuǎn)角；

步驟15、根據(jù)離散點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)編寫或自動(dòng)生成G代碼，由數(shù)控系統(tǒng)控制五軸機(jī)床運(yùn)行G代碼，通過圓鋸片圓心沿著輔助圓弧軌跡以特定姿態(tài)運(yùn)動(dòng)，保證圓鋸片以合適的姿態(tài)加工出所需的工件凹圓弧外輪廓軌跡。