[发明专利]一种圆盘锯粗加工石材多边形区域的方法

说明书

本发明涉及一种圆盘锯粗加工石材多边形区域的方法，属于加工工程技术领域，具体为使用大径圆盘锯粗加工石材大凸多边形区域的方法，包括：从DXF文件读取多边形信息；用数学几何方法计算加工多边形进退刀次数最少的走刀方向；根据圆盘锯信息和工艺参数计算圆盘锯切触面投影；根据走刀方向切触面投影计算无干涉的多边形内轮廓；根据走刀方向和多边形内轮廓信息通过线扫描法计算加工轨迹并采用最邻近点法进行优化。本发明方法扩大了圆盘锯的加工范围，并且提高了加工效率，适用于装有圆盘锯的石材加工机械对多边形区域的粗加工。

技术领域

本发明属于加工工程技术领域，涉及圆盘锯粗加工石材多边形区域的方法，尤其是使用大径圆盘锯粗加工石材大凸多边形区域的方法。

背景技术

目前对石材的多边形区域进行加工的方法有采用铣刀铣削或者砂轮磨削的方法，这些方法能较好的完成浅层的小多边形区域的加工，但是加工深度深的大多边形区域时效率却比较低。虽然石材加工机械安装的圆盘锯具有切割线速度大和切割深度深的特性，而且在进行大余量切削的加工过程中也具有很大的优势，但是，目前石材的加工工具依然是以铣刀和砂轮为主，圆盘锯的使用相对较少。

从现今行业中分析，圆盘锯在粗加工中的应用正是部分石材加工机械企业探索的重要内容。其中，圆盘锯粗加工长方向形平面、圆环面、波浪面等平面的应用较多，而在加工不规则的多边形较少。从现今研究中分析，利用圆盘锯对区域进行粗加工已有少量的研究，其涉及到圆盘锯切割多边形的可行性验证、利用圆盘锯剪裁多边形和利用截面线法锯切不规则曲面等方面的研究。但这些研究大多仅利用圆盘锯对多边形的切割，而忽视了圆盘锯在粗加工多边形区域的优势，其次多数研究并未考虑圆盘锯加工多边形区域的加工轨迹优化问题。而加工路径或轨迹进行优化的研究在圆盘锯加工路径或轨迹的优化较少，在铣刀或者砂轮的应用研究占据了绝大多数，其中涉及到基于待加工表面最优进给方向(PFD)场来生成刀具轨迹的方法、采用穷举法得到走刀方向的方法和采用各种智能算法优化空加工行程的方法等。

综上分析可知，目前还没有较为完备的方法来实现圆盘锯粗加工石材多边形区域的方法。现有的刀触点路径截面线法的不规则曲面锯切加工方法存在计算复杂和加工轨迹效率未优化的问题，现有的加工路径或轨迹优化方法针对铣刀却不适用于圆盘锯对多边形区域的加工。故本发明提出一种圆盘锯粗加工石材多边形区域的方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种圆盘锯粗加工石材多边形区域的方法，通过走刀方向优化减少了进退刀次数从而缩短了加工时间，通过基于走刀方向和圆盘锯切触面特性的无干涉多边形内轮廓计算得到圆盘锯走刀多边形内轮廓，通过线扫描法扫描多边形内轮廓计算加工轨迹，最后，通过最邻近点法进一步优化加工轨迹；本发明方法扩大了圆盘锯的加工范围，并且提高了加工效率。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种圆盘锯粗加工石材多边形区域的方法，包括：

步骤1、从DXF文件读取多边形信息；

步骤2、用数学几何方法计算加工多边形进退刀次数最少的走刀方向；

步骤3、根据圆盘锯信息和工艺参数计算圆盘锯切触面投影；

步骤4、根据步骤2的走刀方向和步骤3的切触面投影计算无干涉的多边形内轮廓；

步骤5、根据步骤2的走刀方向和步骤4的多边形内轮廓信息通过线扫描法计算加工轨迹并采用最邻近点法进行优化。

优选的，所述步骤1具体包括：

从DXF文件中获取n边形顶点P_i(i＝1,2,...,n)；

所述步骤2具体包括：

根据步骤1的n边形顶点信息，计算有向边：