[发明专利]一种圆盘锯切割石材的圆弧和椭圆轮廓的方法

说明书

本发明提供一种圆盘锯切割石材的圆弧和椭圆轮廓的方法，针对圆盘锯切割圆弧和椭圆的问题，根据圆弧和椭圆的参数方程，使用直线拟合法，用一系列小线段逼近圆弧和椭圆，以圆盘锯切割小线段的形式进行圆弧和椭圆轮廓切割，并对拟合误差进行计算分析；使用C#语言编程生成圆盘锯刀路G代码，可直接用于现有的桥式数控机床；在满足板材切割精度的条件下，定性的使用小径圆锯加工大径圆弧和小曲率椭圆。本发明优点是：计算简单、方便，不需要进行机床硬件改动和二次开发，降低成本。

技术领域

本发明涉及一种圆盘锯切割石材的圆弧和椭圆轮廓的方法，尤其是使用小径圆锯切割大径圆弧和小曲率椭圆的石材薄板的方法。

背景技术

随着城市化的加快和人民生活水平的提高，城市基础设施建设、住宅建设、园林建设等，对石材产品的需求逐渐增加，如厨房和卫生间台面板、石桌等。这些产品的特点是都是薄板且具有圆弧或曲线轮廓。能用于加工这类产品的刀具有圆盘锯、带锯、串珠锯等，而圆盘锯在石材切割加工中使用最为广泛且具有高效、低成本等优势。

使用圆盘锯切割曲线轮廓国内已有了初步研究，Wu X F等在学术期刊《KeyEngineering Materials》(2013,579-580:289-294)上发表的论文“Design andImplementation ofthe Circular Saw CNC Machining of the Stone Bridge CuttingMachine”中，采用PC+运动控制卡结构，调用GTS(固高运动控制卡)的GT BufGear0函数来实现圆弧切割，此功能只针对圆弧切割且需要对机床进行硬件改动，不足之处是加工范围窄、成本高；邹志光等在学术期刊《机电技术》(2014(6):44-46)上发表的论文“基于DXF文件的石材桥切机自动编程方法”中，引进美国的ServoWorks CNC软件开放式的数字运动控制技术，采用PC直接到伺服驱动器的结构，并进行二次开发后可以实现圆弧切割，此方法仍需对机床进行硬件改动，不足之处是开发周期长、成本高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种圆盘锯切割石材的圆弧和椭圆轮廓的方法，以供现有桥式数控机床直接进行石材的圆弧和椭圆轮廓的加工，扩大加工范围，降低开发成本，无需机床硬件改动。

本发明一种圆盘锯切割石材的圆弧和椭圆轮廓的方法，生成G代码供现有桥式数控机床直接进行石材的圆弧和椭圆轮廓的加工，包括：

步骤1、从DXF文件中获取圆弧、椭圆图元信息；

步骤2、建立圆弧、椭圆的参数方程；

步骤3、直线拟合圆弧、椭圆，计算得到圆弧和椭圆上的点坐标；

步骤4、计算C轴切向随动角度；

步骤5、将步骤3中所得点坐标和步骤4中所得C轴的切向随动角度用相应的代码重构，再加上进刀退刀数据和其他辅助代码，生成完整的数控程序G代码并加载；

步骤6、计算拟合误差，根据目标误差值调整Δθ取值。

具体包括如下步骤：

步骤1、从DXF文件中获取圆弧、椭圆图元信息

从DXF文件中获取圆弧的圆心坐标O′(x_C,y_C)、半径R、起点角度θ_S、终点角度θ_E，对于整圆θ_S＝0°、θ_E＝360°；

椭圆的中心点坐标O′(x_C,y_C)、相对于中心点的长轴端点坐标L(x_L,y_L)、短轴与长轴的比例M、起点角度θ_S、终点角度θ_E，对于闭合椭圆θ_S＝0°、θ_E＝360°；