[發明專利]一種五軸石材橋切機三維加工圓盤鋸位姿獲取方法

有效

• 申請號: 201810373265.4
• 申請日: 2018-04-24
• 公開（公告）號: CN108705684B
• 公開（公告）日: 2020-05-05
• 發明（設計）人: 邵輝;王磊;錢平
• 申請（專利權）人: 華僑大學
• 主分類號: B28D1/22
• 分類號: B28D1/22;B28D7/00
• 代理公司: 廈門市首創君合專利事務所有限公司 35204
• 代理人: 張松亭

本發明涉及一種五軸石材橋切機三維加工圓盤鋸位姿獲取方法，包括圓盤鋸姿態角獲取和圓盤鋸偏置位置獲取方法，具體的：根據從DXF文件中獲取的三維多段線的點坐標P_i，及其所在平面的法線計算既垂直于P_iP_i+1又垂直于的單位向量根據在XY平面的投影與X軸的正向所成的角，計算C軸旋轉角度根據與Z軸的正向所成的角，計算B軸旋轉角度根據的方向和B、C軸旋轉角度計算擺長偏置，根據的方向以及在XY平面的投影與X軸正向的夾角α，與Z軸正向的夾角β，計算刀具偏置。本發明通過對圓盤鋸姿態角和圓盤鋸偏置位置的獲取，使得圓盤鋸能夠跟隨三維曲線調整位姿并正確的加工出目標曲線輪廓。

技術領域

本發明涉及石材數控自動化加工領域，尤其涉及一種五軸石材橋切機三維加工圓盤鋸位姿獲取方法。

背景技術

石材制品正在逐漸異形化和藝術化，同時，石材藝術品和異形產品應用范圍越來越廣泛，市場需求量日益增加，從而促進異形石材加工設備——五軸石材橋切機的發展。由于圓盤鋸在石材加工中以線接觸成型，在切削點處的速度較高，故而有較高的加工效率，因此其在石材加工中使用較為廣泛。五軸石材橋切機不僅能實現圓盤鋸相對于工件進行任意位置移動，而且能夠實現圓盤鋸軸向相對于工件在一定范圍內進行任意方向轉動，通過旋轉能夠保證刀具相對于工件處于最佳的加工位姿。因此，在石材數控自動化加工過程中，實時獲取圓盤鋸姿態角和圓盤鋸偏置位置，從而使得圓盤鋸能夠跟隨三維曲線調整位姿并正確的加工出目標曲線輪廓是十分有必要的。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種五軸石材橋切機三維加工圓盤鋸位姿獲取方法，通過對圓盤鋸姿態角和圓盤鋸偏置位置的獲取，使得圓盤鋸能夠跟隨三維曲線調整位姿并正確的加工出目標曲線輪廓。

為了實現上述目的，本發明的技術方案是：

一種五軸石材橋切機三維加工圓盤鋸位姿獲取方法，包括：

從DXF文件中獲取三維曲線信息；所述三維曲線信息包括三維多段線的點坐標P_i和三維多段線所在平面的法線其中，i為非負整數，i∈0,1,2…；

獲取圓盤鋸姿態角：計算既垂直于P_iP_i+1又垂直于的單位向量根據在XY平面的投影與X軸的正向所成的角，計算C軸旋轉角度根據與Z軸的正向所成的角，計算B軸旋轉角度

獲取圓盤鋸偏置位置：根據的方向、和計算擺長偏置；根據的方向以及在XY平面的投影與X軸正向的夾角α及與Z軸正向的夾角β，計算刀具偏置。

優選的，所述從DXF文件中獲取三維曲線信息，包括：

從DXF文件中獲取三維多段線的點坐標P_i(x_i,y_i,z_i)，及其所在平面的法線

優選的，所述獲取圓盤鋸姿態角，具體包括：

根據所述P_i(x_i,y_i,z_i)和計算既垂直于P_iP_i+1又垂直于的單位向量如下：

根據在XY平面的投影與X軸的正向所成的角，計算C軸旋轉角度如下：

根據與Z軸的正向所成的角，計算B軸旋轉角度如下：

優選的，所述獲取圓盤鋸偏置位置，具體包括：

根據所述的方向、和計算擺長偏置，如下：