CN107717055A - 一种曲线轮廓金属薄板切割装置及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种曲线轮廓金属薄板切割装置及其工作方法，包括：工作台、板料夹持装置、第一传动装置、板料切割刀具夹持装置、第二传动装置；第一传动装置、板料切割刀具夹持装置及第二传动装置安装于工作台上，板料夹持装置安装于第一传动装置之上，第一传动装置带动板料夹持装置移动及转动，实现板料在水平平面内移动及转动。本发明的装置不仅能以相对高的精度和效率切割不同直径的圆形板料，而且能方便的快速切割复合各种线型的曲线轮廓板料。

Description

一种曲线轮廓金属薄板切割装置及其工作方法

技术领域

本发明属于金属剪切加工技术领域，具体指代一种曲线轮廓金属薄板切割装置及其工作方法。

背景技术

目前，公知的板料行业领域中下料装备主要有剪板机，手工剪刀，下料模具等。手工剪刀只适用于小批量，软且薄的板料；而剪板机只能剪切直线轮廓的板料，对于非直线轮廓的板料主要有数控冲裁、激光切割、电火花线切割、水切割、等离子切割及冲裁模具冲裁，其普遍存在设备贵重、设备构成复杂的问题。在一些板料成形研究实验室，或者小批量生产中往往需要轮廓为圆形或者包含圆弧等多种曲线的毛料，采用普通的剪板机无法切割出来。对于小批量零件，若采用冲裁模具冲裁，模具制造成本高，且一副模具只能切割一种直径的板料，零件尺寸变化时适用性差。激光切割、电火花线切割、数控冲裁、等离子切割等往往存在设备投资过大的问题。使用激光切割、电火花线切割等加工方法还会对材料切割表面造成不同程度的烧伤、氧化。

中国发明专利申请号为CN200510126603.7，名称为“金属板料剪圆机”及申请号CN200620075327.6，名称为“薄板切圆机”，两件专利中可以实现金属薄板切圆；但针对轮廓复合了圆弧及其他种类曲线的薄板，上述两件专利并不能实现有效的切割。

发明内容

针对于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种曲线轮廓金属薄板切割装置及其工作方法，以解决现有设备在复合多种类型曲线轮廓的板料切割方面的不足的问题。本发明的装置不仅能以相对高的精度和效率切割不同直径的圆形板料，而且能方便的快速切割复合各种线型的曲线轮廓板料。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明的一种曲线轮廓金属薄板切割装置，包括：工作台、板料夹持装置、第一传动装置、板料切割刀具夹持装置、第二传动装置；第一传动装置、板料切割刀具夹持装置及第二传动装置安装于工作台上，板料夹持装置安装于第一传动装置之上，第一传动装置带动板料夹持装置移动及转动，实现板料在水平平面内移动及转动；

板料夹持装置，其包含：支架、上夹头、下夹头及旋紧螺杆，支架的下端通过轴承连接下夹头，支架的上端与旋紧螺杆连接，旋紧螺杆与上夹头通过轴承连接；

第一传动装置，其安装于工作台上，其包含：计算机、第一步进电机、第一传动底座、第一联轴器、第一滚珠丝杠固定座、第一滚珠丝杠、第一滚珠丝杠螺母支座、第一滚珠丝杠支撑座、第一传动底座支撑座、第二步进电机、第二联轴器、第二传动底座、第二滚珠丝杠固定座、第二滚珠丝杠、第二滚珠丝杠螺母支座、第二滚珠丝杠支撑座、第二传动底座支撑座、第三步进电机、第三步进电机皮带轮、第三步进电机固定支座、皮带；计算机控制第一步进电机、第二步进电机及第三步进电机的转动；第一步进电机、第一滚珠丝杠固定座及第一滚珠丝杠支撑座固定于第一传动底座支撑座上，第一传动底座支撑座固定于第二传动底座上，第一滚珠螺母支座与第一传动底座通过螺母连接，第一步进电机通过第一联轴器与第一滚珠丝杠连接，第一滚珠丝杠依序穿设于第一滚珠丝杠固定座、第一滚珠螺母支座及第一滚珠丝杠支撑座中，第一步进电机通过第一联轴器驱动第一滚珠丝杠转动，第一滚珠丝杠转动使第一滚珠螺母支座沿第一滚珠丝杠轴向移动从而带动第一传动底座移动；第二步进电机、第二滚珠丝杠固定座及第二滚珠丝杠支撑座固定于第二传动底座支撑座上，第二传动底座支撑座固定于工作台上，第二滚珠螺母支座与第二传动底座通过螺母连接，第二步进电机通过第二联轴器与第二滚珠丝杠连接，第二滚珠丝杠依序穿设于第二滚珠丝杠固定座、第二滚珠螺母支座及第二滚珠丝杠支撑座中，第二步进电机通过第二联轴器驱动第二滚珠丝杠转动，第二滚珠丝杠转动使第二滚珠螺母支座沿第二滚珠丝杠轴向移动从而带动第二传动底座移动；第三步进电机固定于第三步进电机固定支座上，第三步进电机固定支座固定于第一传动底座上，第三步进电机皮带轮与第三步进电机连接；第三步进电机驱动第三步进电机皮带轮转动，并通过皮带传动板料夹持装置的下夹头旋转，带动板料旋转；板料切割刀具夹持装置，其由上切割刀具夹持装置及下切割刀具夹持装置组成，均安装于工作台上，分别夹持上、下切割刀具；

上切割刀具夹持装置包含：上切割刀具、上切割刀具固定支座、齿条、齿轮、手动摇柄、支架；下切割刀具夹持装置包含：下切割刀具及下切割刀具固定支座；其中，支架一端固定于工作台上，另一端设有齿条和齿轮，二者相啮合，齿条的一端连接上切割刀具固定支座，上切割刀具固定于上切割刀具固定支座上，齿轮与手动摇柄连接，手动摇柄驱动齿轮转动，带动齿条上连接的上切割刀具固定支座上下移动；第二传动装置，其包含：减速器、电机及电机固定支座；电机固定于电机固定支座上，电机通过减速器驱动下切割刀具转动。

优选地，所述支架呈C型。

优选地，所述下夹头在垂直于工作台面方向不可移动，通过旋紧螺杆旋转，使得上夹头向下移动与下夹头配合夹紧板料。

优选地，所述上、下夹头均安装有轴承，两个轴承同心，板料被上、下夹头夹紧后，绕轴承轴心转动。

本发明的一种曲线轮廓金属薄板切割装置的工作方法，包括如下：

1)依据板料轮廓，计算板料平面内沿x、y轴移动距离及转动角度；

2)板料夹持；

3)分别驱动两滚珠丝杠及第三步进电机皮带轮实现板料平面移动及平面转动；

4)分别驱动上、下切割刀具，进行板料切割。

优选地，所述步骤1)具体包括：根据板料轮廓曲线进行离散并计算离散点平面坐标，离散点数量由所需切割精度确定；轮廓曲线在每一点的切线及其与x轴夹角已知，通过下述数学关系式确定数控加工过程中x轴及y轴的移动，同时确定板料绕夹持中心的旋转角度；

转动中心为O点，坐标为(O_x0，O_y0)，T(x₀，y₀)点为即将切割点的初始安装位置坐标；

过T点与切割板料轮廓相切直线为：

y＝Kx+C

此切线与x轴夹角为θ₀，O点与T点所在直线与x轴夹角为α₀，切割点为C(0，0)点；

θ₀＝arctanK

O点与T点距离为S：

经过t时间后，转动中心为O点，坐标为(O_x，O_y)，T(x，y)点为即将切割点的位置坐标；此时切线与x轴夹角为θ，O点与T点所在直线与x轴夹角为α；切割点仍为C(0，0)点；

此时工作台的平面移动为：

板料旋转的角度为：

可得O点与T点坐标：

O_x＝O_x0+Δx

O_y＝O_y0+Δy

x＝O_x-S·cosα

y＝O_y-S·sinα

直线OT与x轴夹角为α，过T点切线与x轴夹角为θ；

α＝α₀-Δα

θ＝θ₀+Δα

此时切割T点需要转动角度dα，及工作台所需位移dx，dy为：

dα＝90°-θ

dx＝x-S·cos(α-dα)

dy＝y-S·sin(α-dα)

初始时刻工作台x轴与切割点共线；通过以上数学关系式编写相应的数控程序，确定步进电机的转动，实现板料的平面移动及转动。

优选地，所述步骤2)具体包括：将待切割板料放置于板料加持装置的上、下夹头中间，板料落于下切割刀具上，下切割刀具最高点与板料下平面接触，支撑板料并且为下切割点，下切割点始终与下夹头支撑板料平面共面，通过转动旋紧螺杆，向下移动板料夹持装置的上夹头，与板料接触后，逐步夹紧并固定板料。

优选地，所述步骤3)具体包括：向计算机输入并执行数控程序，控制第一、二、三步进电机转动，第二步进电机驱动第二滚珠丝杠带动第二传动底座、第一传动底座支撑座、第一步进电机、第一滚珠丝杠及第一传动底座沿第二滚珠丝杠轴向移动，第一步进电机驱动第一滚珠丝杠带动第一传动底座沿第一滚珠丝杠轴向移动，从而通过第一传动底座及板料夹持装置带动板料在平面内移动，同时第三步进电机驱动第三步进电机皮带轮，通过皮带传动带动板料夹持装置的下夹头旋转，使板料绕板料夹持中心转动。

优选地，所述步骤4)具体包括：运行电机，通过加速器带动下切割刀具绕自身轴心旋转，转动手动摇柄，通过齿轮齿条配合带动上切割刀具夹持装置进行直线运动，使上切割刀具逐渐向下移动，当上切割刀具刀刃与板料接触后开始切割板料；继续向下移动上切割刀具，与下切割刀具配合逐步剪切材料；当上切割刀具刀刃的最下端与下切割刀具刀刃最上端到达同一水平高度时，即完成板料切割。

优选地，当板料夹持中心与切割点距离不变时，进行板料圆弧段切割；当板料夹持中心与切割点距离变化时，进行板料非圆弧段切割。

本发明的有益效果：

本发明装置不仅能以相对高的精度和效率切割圆形板料，而且能方便的改变切割板料的直径，可以根据需要切割各种不同直径的圆形板料，同时可以通过数控步进电机实现包含多种曲线的轮廓的板料的切割，结构简单，成本低。

本发明可以实现快速切割不同直径的圆形板料，并可以通过数控装置实现多段不同曲线组成的轮廓的板料的快速切割，操作方便。

附图说明

图1为本发明装置的整体结构示意图。

图2为本发明装置的整体结构侧视图。

图3为板料夹持装置的结构示意图。

图4为第一传动装置平面移动部分的结构示意图。

图5为下切割刀具夹持装置及第二传动装置的结构示意图。

图6为上切割刀具夹持装置的结构示意图。

图7为任意点切割工作台位移及板料旋转角度计算示意图。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。

参照图1、图2所示，本发明的一种曲线轮廓金属薄板切割装置，包括：工作台12、板料夹持装置、第一传动装置、板料切割刀具夹持装置、第二传动装置；第一传动装置、板料切割刀具夹持装置及第二传动装置安装于工作台12上，板料夹持装置安装于第一传动装置之上，第一传动装置带动板料夹持装置移动及转动，实现板料在水平平面内移动及转动；

参照图3所示，板料夹持装置，其包含：支架2、上夹头5、下夹头4及旋紧螺杆6，支架2呈C型，支架2的下端通过轴承连接下夹头4，支架2的上端与旋紧螺杆6通过螺纹连接，旋紧螺杆6与上夹头5通过轴承连接；

参照图4所示，第一传动装置，其通过螺栓连接安装于工作台上，其包含：计算机35、第一步进电机1、第一传动底座13、第一联轴器37、第一滚珠丝杠固定座14、第一滚珠丝杠15、第一滚珠丝杠螺母支座16、第一滚珠丝杠支撑座38、第一传动底座支撑座17、第二步进电机24、第二联轴器36、第二传动底座25、第二滚珠丝杠固定座31、第二滚珠丝杠32、第二滚珠丝杠螺母支座33、第二滚珠丝杠支撑座34、第二传动底座支撑座30、第三步进电机26、第三步进电机皮带轮27、第三步进电机固定支座28、皮带29；计算机(PC)35控制第一步进电机1、第二步进电机24及第三步进电机26的转动；第一步进电机1、第一滚珠丝杠固定座14及第一滚珠丝杠支撑座38固定于第一传动底座支撑座17上，第一传动底座支撑座17固定于第二传动底座25上，第一滚珠螺母支座16与第一传动底座13通过螺母连接，第一传动底座13在第一传动底座支撑座17上并通过直线导轨配合能够进行相对线性滑动，第一步进电机1通过第一联轴器37与第一滚珠丝杠15连接，第一滚珠丝杠15依序穿设于第一滚珠丝杠固定座14、第一滚珠螺母支座16及第一滚珠丝杠支撑座38中，第一步进电机1通过第一联轴器37驱动第一滚珠丝杠15转动，第一滚珠丝杠15转动使第一滚珠螺母支座16沿第一滚珠丝杠15轴向移动从而带动第一传动底座13移动；第二步进电机24、第二滚珠丝杠固定座31及第二滚珠丝杠支撑座33固定于第二传动底座支撑座30上，第二传动底座支撑座30固定于工作台12上，第二滚珠螺母支座33与第二传动底座25通过螺母连接，第二传动底座25在第二传动底座支撑座30上并通过直线导轨配合能够实现相对线性滑动，第二步进电机24通过第二联轴器36与第二滚珠丝杠32连接，第二滚珠丝杠32依序穿设于第二滚珠丝杠固定座31、第二滚珠螺母支座33及第二滚珠丝杠支撑座34中，第二步进电机24通过第二联轴器36驱动第二滚珠丝杠32转动，第二滚珠丝杠32转动使第二滚珠螺母支座33沿第二滚珠丝杠32轴向移动从而带动第二传动底座25移动；第三步进电机26固定于第三步进电机固定支座28上，第三步进电机固定支座28固定于第一传动底座13上，第三步进电机皮带轮27与第三步进电机26连接；第三步进电机26驱动第三步进电机皮带轮27转动，并通过皮带29传动板料夹持装置的下夹头4旋转，带动板料3旋转。

参照图5、图6所示，板料切割刀具夹持装置，其由上切割刀具夹持装置及下切割刀具夹持装置组成，均安装于工作台12上，分别夹持上、下切割刀具；

上切割刀具夹持装置包含：上切割刀具8、上切割刀具固定支座21、齿条7、齿轮22、手动摇柄20、支架10；下切割刀具夹持装置包含：下切割刀具9及下切割刀具固定支座18；其中，支架10一端固定于工作台上，另一端设有齿条7和齿轮22，二者相啮合，齿条7的一端连接上切割刀具固定支座21，上切割刀具8固定于上切割刀具固定支座21上，齿轮22与手动摇柄20连接，手动摇柄20驱动齿轮22转动，带动齿条7上连接的上切割刀具固定支座21上下移动。第二传动装置，其包含：减速器23、电机11及电机固定支座19；电机11固定于电机固定支座19上，电机11通过减速器23驱动下切割刀具9转动。

其中，所述下夹头在垂直于工作台面方向不可移动，通过旋紧螺杆旋转，使得上夹头向下移动与下夹头配合夹紧板料。

其中，所述上、下夹头均安装有轴承，两个轴承同心，板料被上、下夹头夹紧后，绕轴承轴心转动。

本发明中，板料切割点空间位置不变，板料的夹持中心为旋转中心。若板料夹持中心位置相对切割点位置保持不变时，只能实现圆形板料的切割；若板料夹持中心位置相对切割点位置改变时，可以实现非圆形板料的切割。

本发明的一种曲线轮廓金属薄板切割装置的工作方法，包括如下：

1)依据板料轮廓，计算板料平面内沿x、y轴移动距离及转动角度；

2)板料夹持；

3)分别驱动两滚珠丝杠及第三步进电机皮带轮实现板料平面移动及平面转动；

4)分别驱动上、下切割刀具，进行板料切割。

其中，所述步骤1)具体包括：根据板料轮廓曲线进行离散并计算离散点平面坐标，离散点数量由所需切割精度确定；轮廓曲线在每一点的切线及其与x轴夹角已知，通过下列数学关系式确定数控加工过程中x轴及y轴的移动，同时确定板料绕夹持中心的旋转角度；某点切割时工作台的移动距离及板料转动角度计算可根据图7计算确定。

转动中心为O点，坐标为(O_x0,O_y0)，T(x₀,y₀)点为即将切割点的初始安装位置坐标；

过T点与切割板料轮廓相切直线为：

y＝Kx+C

此切线与x轴夹角为θ₀，O点与T点所在直线与x轴夹角为α₀，切割点为C(0,0)点；

θ₀＝arctanK

O点与T点距离为S:

经过t时间后，转动中心为O点，坐标为(O_x,O_y)，T(x,y)点为即将切割点的位置坐标；此时切线与x轴夹角为θ，O点与T点所在直线与x轴夹角为α；切割点仍为C(0,0)点；

此时工作台的平面移动为：

板料旋转的角度为：

可得O点与T点坐标：

O_x＝O_x0+Δx

O_y＝O_y0+Δy

x＝O_x-S·cosα

y＝O_y-S·sinα

直线OT与x轴夹角为α，过T点切线与x轴夹角为θ；

α＝α₀-Δα

θ＝θ₀+Δα

此时切割T点需要转动角度dα，及工作台所需位移dx，dy为：

dα＝90°-θ

dx＝x-S·cos(α-dα)

dy＝y-S·sin(α-dα)

初始时刻工作台x轴与切割点共线；通过以上数学关系式编写相应的数控程序，确定步进电机的转动，实现板料的平面移动及转动。

其中，所述步骤2)具体包括：将待切割板料放置于板料加持装置的上、下夹头中间，板料落于下切割刀具上，下切割刀具最高点与板料下平面接触，支撑板料并且为下切割点，下切割点始终与下夹头支撑板料平面共面，通过转动旋紧螺杆，向下移动板料夹持装置的上夹头，与板料接触后，逐步夹紧并固定板料。

其中，所述步骤3)具体包括：向计算机输入并执行数控程序，控制第一、二、三步进电机转动，第二步进电机驱动第二滚珠丝杠带动第二传动底座、第一传动底座支撑座、第一步进电机、第一滚珠丝杠及第一传动底座沿第二滚珠丝杠轴向移动，第一步进电机驱动第一滚珠丝杠带动第一传动底座沿第一滚珠丝杠轴向移动，从而通过第一传动底座及板料夹持装置带动板料在平面内移动，同时第三步进电机驱动第三步进电机皮带轮，通过皮带传动带动板料夹持装置的下夹头旋转，使板料绕板料夹持中心转动。

其中，所述步骤4)具体包括：运行电机，通过加速器带动下切割刀具绕自身轴心旋转，转动手动摇柄，通过齿轮齿条配合带动上切割刀具夹持装置进行直线运动，使上切割刀具逐渐向下移动，当上切割刀具刀刃与板料接触后开始切割板料；继续向下移动上切割刀具，与下切割刀具配合逐步剪切材料；当上切割刀具刀刃的最下端与下切割刀具刀刃最上端到达同一水平高度时，即完成板料切割。

其中，当板料夹持中心与切割点距离不变时，进行板料圆弧段切割；当板料夹持中心与切割点距离变化时，进行板料非圆弧段切割。

本发明中第一传动装置，在第一步进电机及第二步进电机驱动下实现了平面内的移动，在第三步进电机作用下，实现了对板料沿其夹持中心转动角度的控制，通过本发明提出的位移及转动角度计算方法，对板料夹持中心移动及转动进行复合控制，实现板料夹持中心与切割点相对位置的精确控制，从而能够达到切割复杂轮廓曲线板料的效果。

本发明具体应用途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种曲线轮廓金属薄板切割装置，其特征在于，包括：工作台、板料夹持装置、第一传动装置、板料切割刀具夹持装置、第二传动装置；第一传动装置、板料切割刀具夹持装置及第二传动装置安装于工作台上，板料夹持装置安装于第一传动装置之上，第一传动装置带动板料夹持装置移动及转动，实现板料在水平平面内移动及转动；

板料夹持装置，其包含：支架、上夹头、下夹头及旋紧螺杆，支架的下端通过轴承连接下夹头，支架的上端与旋紧螺杆连接，旋紧螺杆与上夹头通过轴承连接；

第一传动装置，其安装于工作台上，其包含：计算机、第一步进电机、第一传动底座、第一联轴器、第一滚珠丝杠固定座、第一滚珠丝杠、第一滚珠丝杠螺母支座、第一滚珠丝杠支撑座、第一传动底座支撑座、第二步进电机、第二联轴器、第二传动底座、第二滚珠丝杠固定座、第二滚珠丝杠、第二滚珠丝杠螺母支座、第二滚珠丝杠支撑座、第二传动底座支撑座、第三步进电机、第三步进电机皮带轮、第三步进电机固定支座、皮带；计算机控制第一步进电机、第二步进电机及第三步进电机的转动；第一步进电机、第一滚珠丝杠固定座及第一滚珠丝杠支撑座固定于第一传动底座支撑座上，第一传动底座支撑座固定于第二传动底座上，第一滚珠螺母支座与第一传动底座通过螺母连接，第一步进电机通过第一联轴器与第一滚珠丝杠连接，第一滚珠丝杠依序穿设于第一滚珠丝杠固定座、第一滚珠螺母支座及第一滚珠丝杠支撑座中，第一步进电机通过第一联轴器驱动第一滚珠丝杠转动，第一滚珠丝杠转动使第一滚珠螺母支座沿第一滚珠丝杠轴向移动从而带动第一传动底座移动；第二步进电机、第二滚珠丝杠固定座及第二滚珠丝杠支撑座固定于第二传动底座支撑座上，第二传动底座支撑座固定于工作台上，第二滚珠螺母支座与第二传动底座通过螺母连接，第二步进电机通过第二联轴器与第二滚珠丝杠连接，第二滚珠丝杠依序穿设于第二滚珠丝杠固定座、第二滚珠螺母支座及第二滚珠丝杠支撑座中，第二步进电机通过第二联轴器驱动第二滚珠丝杠转动，第二滚珠丝杠转动使第二滚珠螺母支座沿第二滚珠丝杠轴向移动从而带动第二传动底座移动；第三步进电机固定于第三步进电机固定支座上，第三步进电机固定支座固定于第一传动底座上，第三步进电机皮带轮与第三步进电机连接；第三步进电机驱动第三步进电机皮带轮转动，并通过皮带传动板料夹持装置的下夹头旋转，带动板料旋转；板料切割刀具夹持装置，其由上切割刀具夹持装置及下切割刀具夹持装置组成，均安装于工作台上，分别夹持上、下切割刀具；

上切割刀具夹持装置包含：上切割刀具、上切割刀具固定支座、齿条、齿轮、手动摇柄、支架；下切割刀具夹持装置包含：下切割刀具及下切割刀具固定支座；其中，支架一端固定于工作台上，另一端设有齿条和齿轮，二者相啮合，齿条的一端连接上切割刀具固定支座，上切割刀具固定于上切割刀具固定支座上，齿轮与手动摇柄连接，手动摇柄驱动齿轮转动，带动齿条上连接的上切割刀具固定支座上下移动；第二传动装置，其包含：减速器、电机及电机固定支座；电机固定于电机固定支座上，电机通过减速器驱动下切割刀具转动。

2.根据权利要求1所述的曲线轮廓金属薄板切割装置，其特征在于，所述支架呈C型。

3.根据权利要求1所述的曲线轮廓金属薄板切割装置，其特征在于，所述下夹头在垂直于工作台面方向不可移动，通过旋紧螺杆旋转，使得上夹头向下移动与下夹头配合夹紧板料。

4.根据权利要求1所述的曲线轮廓金属薄板切割装置，其特征在于，所述上、下夹头均安装有轴承，两个轴承同心，板料被上、下夹头夹紧后，绕轴承轴心转动。

5.一种曲线轮廓金属薄板切割装置的工作方法，其特征在于，包括如下：

1)依据板料轮廓，计算板料平面内沿x、y轴移动距离及转动角度；

2)板料夹持；

3)分别驱动两滚珠丝杠及第三步进电机皮带轮实现板料平面移动及平面转动；

4)分别驱动上、下切割刀具，进行板料切割。

6.根据权利要求5所述的曲线轮廓金属薄板切割装置的工作方法，其特征在于，所述步骤1)具体包括：根据板料轮廓曲线进行离散并计算离散点平面坐标，离散点数量由所需切割精度确定；轮廓曲线在每一点的切线及其与x轴夹角已知，通过下述数学关系式确定数控加工过程中x轴及y轴的移动，同时确定板料绕夹持中心的旋转角度；

转动中心为O点，坐标为(O_x0,O_y0)，T(x₀,y₀)点为即将切割点的初始安装位置坐标；

过T点与切割板料轮廓相切直线为：

y＝Kx+C

此切线与x轴夹角为θ₀，O点与T点所在直线与x轴夹角为α₀，切割点为C(0,0)点；

θ₀＝arctanK

O点与T点距离为S:

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经过t时间后，转动中心为O点，坐标为(O_x,O_y)，T(x,y)点为即将切割点的位置坐标；此时切线与x轴夹角为θ，O点与T点所在直线与x轴夹角为α；切割点仍为C(0,0)点；

此时工作台的平面移动为：

<mrow> <mi>&amp;Delta;</mi> <mi>x</mi> <mo>=</mo> <msubsup> <mo>&amp;Integral;</mo> <mn>0</mn> <mi>t</mi> </msubsup> <msub> <mi>V</mi> <mi>x</mi> </msub> <mi>d</mi> <mi>t</mi> </mrow>

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板料旋转的角度为：

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可得O点与T点坐标：

O_x＝O_x0+Δx

O_y＝O_y0+Δy

x＝O_x-S·cosα

y＝O_y-S·sinα

直线OT与x轴夹角为α，过T点切线与x轴夹角为θ；

α＝α₀-Δα

θ＝θ₀+Δα

此时切割T点需要转动角度dα，及工作台所需位移dx,dy为：

dα＝90°-θ

dx＝x-S·cos(α-dα)

dy＝y-S·sin(α-dα)

初始时刻工作台x轴与切割点共线；通过以上数学关系式编写相应的数控程序，确定步进电机的转动，实现板料的平面移动及转动。

7.根据权利要求5所述的曲线轮廓金属薄板切割装置的工作方法，其特征在于，所述步骤2)具体包括：将待切割板料放置于板料加持装置的上、下夹头中间，板料落于下切割刀具上，下切割刀具最高点与板料下平面接触，支撑板料且为下切割点，下切割点始终与下夹头支撑板料平面共面，通过转动旋紧螺杆，向下移动板料夹持装置的上夹头，与板料接触后，逐步夹紧并固定板料。

8.根据权利要求5所述的曲线轮廓金属薄板切割装置的工作方法，其特征在于，所述步骤3)具体包括：向计算机输入并执行数控程序，控制第一、二、三步进电机转动，第二步进电机驱动第二滚珠丝杠带动第二传动底座、第一传动底座支撑座、第一步进电机、第一滚珠丝杠及第一传动底座沿第二滚珠丝杠轴向移动，第一步进电机驱动第一滚珠丝杠带动第一传动底座沿第一滚珠丝杠轴向移动，从而通过第一传动底座及板料夹持装置带动板料在平面内移动，同时第三步进电机驱动第三步进电机皮带轮，通过皮带传动带动板料夹持装置的下夹头旋转，使板料绕板料夹持中心转动。

9.根据权利要求5所述的曲线轮廓金属薄板切割装置的工作方法，其特征在于，所述步骤4)具体包括：运行电机，通过加速器带动下切割刀具绕自身轴心旋转，转动手动摇柄，通过齿轮齿条配合带动上切割刀具夹持装置进行直线运动，使上切割刀具逐渐向下移动，当上切割刀具刀刃与板料接触后开始切割板料；继续向下移动上切割刀具，与下切割刀具配合逐步剪切材料；当上切割刀具刀刃的最下端与下切割刀具刀刃最上端到达同一水平高度时，即完成板料切割。

10.根据权利要求5所述的曲线轮廓金属薄板切割装置的工作方法，其特征在于，所述工作方法还包括：当板料夹持中心与切割点距离不变时，进行板料圆弧段切割；当板料夹持中心与切割点距离变化时，进行板料非圆弧段切割。