[发明专利]一种通过型材三维模型的数字化转化及加工方法

说明书

本发明涉及型材加工自动化领域，具体公开了一种通过型材三维模型的数字化转化及加工方法，通过导入参数，计算加工参数，建立加工坐标系，计算切割参数，计算加工路径。本发明利用三维模型精准捕捉铝型材各切割缺口尺寸数据，实现快速采集、数字转换、切割路径自动生成的算法，降低人工测量计算和设定误差，实现外形不规则形状的铝型材柔性生产，提高了加工精度；通过三维模型软件精准计算型材尺寸，加工设备切割路径进行自动生成，操作便捷，提高了整个加工系统的对不同型材与加工要求的适应性，方便实现自动化切割。

技术领域

本发明涉及型材加工自动化领域，尤其涉及一种通过型材三维模型的数字化转化及加工方法。

背景技术

随着全球经济全球化深入，市场需求不断呈现多样化和多变化，进一步推动建筑行业的创新性和个性化发展，也导致市场上的铝型材款式多，且普遍是不规则形状与尺寸，导致铝型材加工行业面对着型材种类多、加工要求复杂、批量小、重复率低等的问题，数控加工设备的操作人员需要的计算与操控工作量大，效率低，不连贯性差，导致生产加工成本偏高、利润率低、设备空置期长。

目前建筑行业铝型材加工基本沿用传统的结构化加工技术，长期使用三轴、四轴、五轴、六轴机加工中心处理问题，数字化工控与加工技术越来越重要与普及。在铝型材的生产加工过程中，现有的工控方法普遍还是通过人工计算后设定加工参数，加工设备根据加工参数执行加工，为了节约人力成本、增加生产效率、提高加工精度，采用更智能的加工数字自动生成与自动校正势在必行。

三轴、四轴、五轴机加工中心受限于主轴的活动范围，一般多用于处理型材的开孔、攻牙等加工问题，加工精度优秀但扩展性不足，且价格呈级数上升；六轴机加工中心精度优秀，且具有一定扩展性，能够适应型材切割任务，但由于其需适应机加工及一定的切割工序，所需配件较多，相应的体积较为庞大，占用较大的区域，且价格高昂。

同时，由于在铝型材相交钢铁材料更容易形变、弯曲晃动，的实际生产中，产品来料尺寸通常会有20mm左右的偏差，加工中输送定位误差能达到50mm，给加工精度与成品率带来了很大挑战，人工进行材料校准费时费力，提高了自动化产线的复杂性与投入成本，因此针对不同型材的自动化校准和修正加工数据，成为了保证加工精确度和效率的关键。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种通过型材三维模型的数字化转化及加工方法。

本发明采用的技术方案是：一种通过型材三维模型的数字化转化及加工方法，包括加工工位和加工设备，所述加工工位用于夹持固定型材，所述加工设备是用于对型材进行加工的多轴数控机械；实现方法的步骤如下：

S1、导入参数，导入型材加工前的三维图形数据和加工后的三维图形数据，导入加工设备的加工路径与结果之间的加工计算关系；

S2、计算加工参数，确定型材加工前的三维图形数据坐标系对应的长轴和底面，通过自动识别算法，抓取横截面二维图形的外边框，并根据型材加工前的三维图形数据计算横截面二维图形各线段的尺寸数据；

S3、建立加工坐标系，将型材在其夹持的加工工位上建立加工坐标系，并确定加工设备、型材在加工坐标系中对应的坐标参数；

S4、计算切割参数，将型材加工前的三维图形和加工后的三维图形叠加后求异得到待加工三维图形数据，结合加工参数，识别待加工三维图形数据与加工前的三维图形数据结合面计算出铝型材各加工缺口的三维数据，计算各缺口所需削切的切割平面所在二维平面的坐标和二维尺寸参数，以及孔洞的轴心坐标、深度和半径；

S5、计算加工路径，将切割参数带入加工计算关系，计算出加工设备在加工坐标系中的运动轨迹数据，生成加工设备的操控参数并导入加工设备执行加工工作。

作为优选地，所述步骤S1、导入参数中还包括：输入型材的尺寸参数，包括长、宽、高的尺寸。