[發明專利]一種圓鋸片在石材上加工凹圓弧的方法

有效

• 申請號: 201710062786.3
• 申請日: 2017-01-24
• 公開（公告）號: CN106881768B
• 公開（公告）日: 2018-11-09
• 發明（設計）人: 王平江;熊業昌;鐘治魁;張順林;陳達偉;陳文奇;柯榕彬;李世其
• 申請（專利權）人: 泉州華中科技大學智能制造研究院
• 主分類號: B28D1/04
• 分類號: 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

本發明一種圓鋸片在石材上加工凹圓弧的方法，對凹圓弧軌跡進行處理得到輔助凹圓弧，離散輔助凹圓弧軌跡，獲取離散點坐標數據，將其轉換至工件坐標系中，通過坐標變換轉換為五軸數控系統能識別的格式，實現五軸數控機床對平面凹圓弧的加工，拓寬了五軸數控機床圓鋸片加工的適用范圍，可以在鋸切工藝階段完成凹圓弧的加工，減少了后續工藝的工作量以及刀具的磨損。本發明的方法，具有較強的適應性，加工效率高，且切削效果較好。

技術領域

本發明涉及自動化控制領域，涉及一種圓鋸片在石材上加工凹圓弧的方法，適用于五軸橋式石材切割機設備。

背景技術

天然石材由于質感好、外觀莊重、紋理清晰、花色繁多、物理性能穩定、化學性能良好等諸多優點，作為一種優良的建筑材料，在家庭裝飾上得到廣泛的應用。在石材加工領域，常用的刀具包括鋸片、銑刀、磨頭等，其中，圓鋸片加工具有效率最高、磨損量較小、阻力小、刀具壽命長、適用石材范圍廣、成本低等特點，因此得到了更廣泛的使用。橋式石材切割機以圓鋸片作為主要加工刀具，用于石材工件的粗加工，是石材加工的常用設備。

國內現有的鋸片加工方法中，圓鋸片一般用于在板式石材上切割直線與凸圓弧，凹圓弧的加工只能在后續的銑削或磨削工藝中實現，阻力大且刀具的磨損嚴重，嚴重制約了石材加工的效率。隨著石材工件的形狀越來越復雜，凹圓弧加工方法的實現也刻不容緩。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的缺陷與不足，提供一種圓鋸片在石材上加工凹圓弧的方法，提高石材加工的效率，降低生產成本。

本發明一種圓鋸片在石材上加工凹圓弧的方法，包括以下步驟：

步驟1、畫出工件的外輪廓曲線，并導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導入系統，讀取其中的圖元信息，獲取凹圓弧的半徑R、圓心在世界坐標系中的坐標(x₀，y₀)、起點相位角α、終點相位角β；

步驟3、構建凹圓弧模型，在圓弧起點處建立輔助坐標系XOY，O為凹圓弧起點，Y方向為凹圓弧起點到圓心的方向，X方向為起點處切線方向，粗實線為工件輪廓，則凹圓弧可表示為：

式中，R為凹圓弧半徑，為相位角，滿足α為起點相位角、β為終點相位角；

步驟4、計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計算如下：

步驟5、計算圓鋸片偏轉角度θ值，本步驟中的偏轉角度θ值與步驟4中的角度θ相同：

步驟6、根據圓鋸片主切削弦長中點的運動軌跡計算輔助半徑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d₁/2小于或等于r’時，轉入步驟8；當d₁/2大于r’時，轉入步驟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，計算輔助圓弧半徑r和圓心角

轉入步驟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，計算輔助圓弧半徑r和圓心角

轉入步驟10；