CN108748698A - 一种圆盘锯切割竖曲线并防过切的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及石材加工中一种圆盘锯切割竖曲线并防过切的方法，根据从DXF文件中获取的多段线形式的竖曲线信息，计算偏置的方向向量，根据方向向量进行防过切偏置计算，分别用没有防过切偏置处理的方法和本发明的防过切偏置处理方法进行仿真加工和实际加工，仿真加工和实际加工对比结果验证了本发明的方法能够切割竖曲线并实现防过切。

Description

一种圆盘锯切割竖曲线并防过切的方法

技术领域

本发明涉及石材加工，特别是一种圆盘锯切割竖曲线并防过切的方法。

背景技术

对波浪面做纵向切割，在其纵断面上得到的纵向曲线即为竖曲线，竖曲线在公路及铁路设计方面应用广泛，本发明将其引申到石材加工上。目前用圆盘锯加工曲面采用圆盘锯保持横向直线走刀的方法，这种加工方法的优点是不受曲率的限制可加工大曲率的小型曲面石材，而不足之处是走刀轨迹处会出现台阶型欠切，导致加工表面粗糙度过大。为解决上述问题并结合圆盘锯外轮廓为圆的特点，对于加工小曲率的大型曲面石材采用圆盘锯保持纵向曲线走刀的方法进行切割，这种加工方法的实质是加工多条竖曲线最终成型为曲面，因此以这种方法加工曲面石材的研究就成为圆盘锯切割竖曲线的研究。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提出一种避免过切的圆盘锯切割竖曲线的方法。

本发明采用如下技术方案：

一种圆盘锯切割竖曲线并防过切的方法，其特征在于，包括如下：

步骤1、从DXF文件中获取要加工的目标竖曲线，包括竖曲线上的点坐标P_i(x_i,y_i,z_i)及其法线n(x_n,y_n,z_n)；

步骤2、根据竖曲线信息计算偏置方向向量；

步骤3、根据偏置方向向量进行防过切偏置计算，得到偏置后的圆盘锯刀位

点坐标。

优选的，所述的计算偏置的方向向量计算公式为：

优选的，所述的防过切偏置计算，计算公式为：

其中，(x_i,y_i,z_i)为所述要加工的目标竖曲线上P_i点的坐标，(x_i′,y_i′,z_i′)为偏置后的圆盘锯刀位点坐标，T为圆盘锯半径，α为在XY平面的投影与X轴正向的夹角，β为与Z轴正向的夹角。

由上述对本发明的描述可知，与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明为解决目前用圆盘锯加工曲面方法的不足，提出针对于小曲率的大型曲面石材采用圆盘锯保持纵向曲线走刀的方法进行切割，这种加工方法的实质是加工多条竖曲线最终成型为曲面，因此以这种方法加工曲面石材的研究就成为圆盘锯切割竖曲线的研究。根据从DXF文件中获取的多段线形式的竖曲线信息，计算偏置的方向向量，根据方向向量进行防过切偏置计算，分别用没有防过切偏置处理的方法和本发明的防过切偏置处理方法进行仿真加工和实际加工，仿真加工和实际加工对比结果验证了本发明的方法能够切割竖曲线并实现防过切。

附图说明

图1是本发明中圆盘锯切割竖曲线过切示意图；

图2是本发明中圆盘锯外轮廓和直线段相切示意图；

图3是本发明中圆盘锯切割竖曲线仿真对比图；

图4是本发明中圆盘锯切割竖曲线实际加工对比图。

具体实施方式

以下通过具体实施方式对本发明作进一步的描述。

本发明一种圆盘锯切割竖曲线并防过切的方法，尤其是一种圆盘锯切割小曲率竖曲线并防过切的方法，具体包括如下步骤：

步骤1、从DXF文件中获取要加工的目标竖曲线信息，该竖曲线为多段线形式的竖曲线。从DXF文件中获取多段线形式的竖曲线信息，包括竖曲线上的点坐标P_i(x_i,y_i,z_i)及竖曲线的法线n(x_n,y_n,z_n)。

步骤2、计算偏置方向向量。

若直接根据步骤1中所得竖曲线信息用圆盘锯切割竖曲线，会出现如图1所示的过切现象，为避免上述过切现象，需加工过程中保持圆盘锯外轮廓和竖曲线上的每一段直线段相切，如图2所示，在加工第i条直线段P_iP_i+1时，圆盘锯向与直线段垂直的方向(方向)偏置，即可实现上述目的；为此，需根据步骤1中的数据计算出偏置方向向量计算公式为：

步骤3、根据偏置方向向量进行防过切偏置计算，得到偏置后的圆盘锯刀位点(圆盘锯端面中心点)坐标

根据步骤2中的方向向量进行防过切偏置计算，计算公式为：

其中，(x_i,y_i,z_i)为要加工的目标竖曲线上P_i点的坐标，(x_i′,y_i′,z_i′)为偏置后的圆盘锯刀位点(圆盘锯端面中心点)坐标，T为圆盘锯半径，α为在XY平面的投影与X轴正向的夹角，β为与Z轴正向的夹角。

下面结合图3-4对本发明做进一步说明：

为了能直观形象的形成对比，采用加工多条竖曲线成型为曲面的方法，根据圆盘锯的厚度(3.5mm)，用AutoCAD每隔3mm绘制出多条竖曲线，分别用没有防过切偏置处理的方法和本发明的防过切偏置处理方法进行仿真加工和实际加工。

仿真加工中，分别用没有偏置的点坐标和偏置后的点坐标生成G代码，使用VeriCut软件搭建的仿真机床，加载生成的G代码，进行仿真加工，仿真结果如图3所示；机床实际加工中，分别用没有偏置的点坐标和偏置后的点坐标生成Galil指令，使用PC+Galil运动控制器+机床的硬件平台，加载生成的Galil指令，进行机床实际加工，加工结果如图4所示。由对比结果看出，偏置前的加工有明显的过切部分，从而验证了本发明的方法能够切割竖曲线并实现防过切

上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (3)

1.一种圆盘锯切割竖曲线并防过切的方法，其特征在于，包括如下：

步骤1、从DXF文件中获取要加工的目标竖曲线，包括竖曲线上的点坐标P_i(x_i,y_i,z_i)及其法线n(x_n,y_n,z_n)；

步骤2、根据竖曲线信息计算偏置方向向量；

步骤3、根据偏置方向向量进行防过切偏置计算，得到偏置后的圆盘锯刀位点坐标。

2.如权利要求1所述的一种圆盘锯切割竖曲线并防过切的方法，其特征在于，所述的计算偏置的方向向量计算公式为：

3.如权利要求1所述的一种圆盘锯切割竖曲线并防过切的方法，其特征在于：所述的防过切偏置计算，计算公式为：

其中，(x_i,y_i,z_i)为所述要加工的目标竖曲线上P_i点的坐标，(x_i′,y_i′,z_i′)为偏置后的圆盘锯刀位点坐标，T为圆盘锯半径，α为在XY平面的投影与X轴正向的夹角，β为与Z轴正向的夹角。