[发明专利]一种圆锯片在石材上加工凹圆弧的方法

说明书

本发明一种圆锯片在石材上加工凹圆弧的方法，对凹圆弧轨迹进行处理得到辅助凹圆弧，离散辅助凹圆弧轨迹，获取离散点坐标数据，将其转换至工件坐标系中，通过坐标变换转换为五轴数控系统能识别的格式，实现五轴数控机床对平面凹圆弧的加工，拓宽了五轴数控机床圆锯片加工的适用范围，可以在锯切工艺阶段完成凹圆弧的加工，减少了后续工艺的工作量以及刀具的磨损。本发明的方法，具有较强的适应性，加工效率高，且切削效果较好。

技术领域

本发明涉及自动化控制领域，涉及一种圆锯片在石材上加工凹圆弧的方法，适用于五轴桥式石材切割机设备。

背景技术

天然石材由于质感好、外观庄重、纹理清晰、花色繁多、物理性能稳定、化学性能良好等诸多优点，作为一种优良的建筑材料，在家庭装饰上得到广泛的应用。在石材加工领域，常用的刀具包括锯片、铣刀、磨头等，其中，圆锯片加工具有效率最高、磨损量较小、阻力小、刀具寿命长、适用石材范围广、成本低等特点，因此得到了更广泛的使用。桥式石材切割机以圆锯片作为主要加工刀具，用于石材工件的粗加工，是石材加工的常用设备。

国内现有的锯片加工方法中，圆锯片一般用于在板式石材上切割直线与凸圆弧，凹圆弧的加工只能在后续的铣削或磨削工艺中实现，阻力大且刀具的磨损严重，严重制约了石材加工的效率。随着石材工件的形状越来越复杂，凹圆弧加工方法的实现也刻不容缓。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的缺陷与不足，提供一种圆锯片在石材上加工凹圆弧的方法，提高石材加工的效率，降低生产成本。

本发明一种圆锯片在石材上加工凹圆弧的方法，包括以下步骤：

步骤1、画出工件的外轮廓曲线，并导出外轮廓的图形交换文件DXF；

步骤2、将外轮廓的图形交换文件DXF导入系统，读取其中的图元信息，获取凹圆弧的半径R、圆心在世界坐标系中的坐标(x₀，y₀)、起点相位角α、终点相位角β；

步骤3、构建凹圆弧模型，在圆弧起点处建立辅助坐标系XOY，O为凹圆弧起点，Y方向为凹圆弧起点到圆心的方向，X方向为起点处切线方向，粗实线为工件轮廓，则凹圆弧可表示为：

式中，R为凹圆弧半径，为相位角，满足α为起点相位角、β为终点相位角；

步骤4、计算圆锯片主切削弦长d₁：

圆锯片以角度θ加工工件，d₁为圆锯片主切削弦长，d为圆锯片切削深度，r₁为圆锯片半径，则圆锯片主切削弦长d₁计算如下：

步骤5、计算圆锯片偏转角度θ值，本步骤中的偏转角度θ值与步骤4中的角度θ相同：

步骤6、根据圆锯片主切削弦长中点的运动轨迹计算辅助半径r’：

步骤7、比较圆锯片主切削弦长d₁/2与辅助半径r’的大小，当d₁/2小于或等于r’时，转入步骤8；当d₁/2大于r’时，转入步骤9：

步骤8、辅助圆弧与凹圆弧同一圆心，辅助圆弧的起始相位角与凹圆弧的起始相位角一致，计算辅助圆弧半径r和圆心角

转入步骤11；

步骤9：辅助圆弧与凹圆弧同一圆心，辅助圆弧的起始相位角与凹圆弧的起始相位角不一致，计算辅助圆弧半径r和圆心角

转入步骤10；