[發明專利]一種通過型材三維模型的數字化轉化及加工方法

在審

• 申請號: 202110902487.2
• 申請日: 2021-08-06
• 公開（公告）號: CN113609617A
• 公開（公告）日: 2021-11-05
• 發明（設計）人: 朱敏峰;李紅衛;覃士明;古讓坤;王浩然
• 申請（專利權）人: 遠東幕墻（珠海）有限公司
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/20;G06T17/00;G06T19/20
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• 代理人: 暫無信息

本發明涉及型材加工自動化領域，具體公開了一種通過型材三維模型的數字化轉化及加工方法，通過導入參數，計算加工參數，建立加工坐標系，計算切割參數，計算加工路徑。本發明利用三維模型精準捕捉鋁型材各切割缺口尺寸數據，實現快速采集、數字轉換、切割路徑自動生成的算法，降低人工測量計算和設定誤差，實現外形不規則形狀的鋁型材柔性生產，提高了加工精度；通過三維模型軟件精準計算型材尺寸，加工設備切割路徑進行自動生成，操作便捷，提高了整個加工系統的對不同型材與加工要求的適應性，方便實現自動化切割。

技術領域

本發明涉及型材加工自動化領域，尤其涉及一種通過型材三維模型的數字化轉化及加工方法。

背景技術

隨著全球經濟全球化深入，市場需求不斷呈現多樣化和多變化，進一步推動建筑行業的創新性和個性化發展，也導致市場上的鋁型材款式多，且普遍是不規則形狀與尺寸，導致鋁型材加工行業面對著型材種類多、加工要求復雜、批量小、重復率低等的問題，數控加工設備的操作人員需要的計算與操控工作量大，效率低，不連貫性差，導致生產加工成本偏高、利潤率低、設備空置期長。

目前建筑行業鋁型材加工基本沿用傳統的結構化加工技術，長期使用三軸、四軸、五軸、六軸機加工中心處理問題，數字化工控與加工技術越來越重要與普及。在鋁型材的生產加工過程中，現有的工控方法普遍還是通過人工計算后設定加工參數，加工設備根據加工參數執行加工，為了節約人力成本、增加生產效率、提高加工精度，采用更智能的加工數字自動生成與自動校正勢在必行。

三軸、四軸、五軸機加工中心受限于主軸的活動范圍，一般多用于處理型材的開孔、攻牙等加工問題，加工精度優秀但擴展性不足，且價格呈級數上升；六軸機加工中心精度優秀，且具有一定擴展性，能夠適應型材切割任務，但由于其需適應機加工及一定的切割工序，所需配件較多，相應的體積較為龐大，占用較大的區域，且價格高昂。

同時，由于在鋁型材相交鋼鐵材料更容易形變、彎曲晃動，的實際生產中，產品來料尺寸通常會有20mm左右的偏差，加工中輸送定位誤差能達到50mm，給加工精度與成品率帶來了很大挑戰，人工進行材料校準費時費力，提高了自動化產線的復雜性與投入成本，因此針對不同型材的自動化校準和修正加工數據，成為了保證加工精確度和效率的關鍵。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本發明提供一種通過型材三維模型的數字化轉化及加工方法。

本發明采用的技術方案是：一種通過型材三維模型的數字化轉化及加工方法，包括加工工位和加工設備，所述加工工位用于夾持固定型材，所述加工設備是用于對型材進行加工的多軸數控機械；實現方法的步驟如下：

S1、導入參數，導入型材加工前的三維圖形數據和加工后的三維圖形數據，導入加工設備的加工路徑與結果之間的加工計算關系；

S2、計算加工參數，確定型材加工前的三維圖形數據坐標系對應的長軸和底面，通過自動識別算法，抓取橫截面二維圖形的外邊框，并根據型材加工前的三維圖形數據計算橫截面二維圖形各線段的尺寸數據；

S3、建立加工坐標系，將型材在其夾持的加工工位上建立加工坐標系，并確定加工設備、型材在加工坐標系中對應的坐標參數；

S4、計算切割參數，將型材加工前的三維圖形和加工后的三維圖形疊加后求異得到待加工三維圖形數據，結合加工參數，識別待加工三維圖形數據與加工前的三維圖形數據結合面計算出鋁型材各加工缺口的三維數據，計算各缺口所需削切的切割平面所在二維平面的坐標和二維尺寸參數，以及孔洞的軸心坐標、深度和半徑；

S5、計算加工路徑，將切割參數帶入加工計算關系，計算出加工設備在加工坐標系中的運動軌跡數據，生成加工設備的操控參數并導入加工設備執行加工工作。

作為優選地，所述步驟S1、導入參數中還包括：輸入型材的尺寸參數，包括長、寬、高的尺寸。