[发明专利]一种圆盘锯粗加工异形平面的铣削方法

说明书

本发明涉及一种圆盘锯粗加工异形平面的铣削方法，分析并建立圆盘锯数控粗加工铣削过程的数学模型，在STL点云数据的基础上，通过微小线段插值算法和刀具路径偏置算法，计算两条由微小线段所构成曲线的交点，进而进行刀具路径规划，提高异形平面石材数控粗加工的加工效率，从而为异形石材等难加工材料提供一种高效率的粗加工方法，实现异型石材自动化的高效数控粗加工过程。

技术领域

本发明涉及圆盘锯在异型石材数控粗加工阶段提高铣削加工的领域，特别是指一种圆盘锯粗加工异形平面的铣削方法。

背景技术

近年来，随着人们生活水平的提高，异形平面石材产品越来越广泛地被应用于家居装饰品。市场对异型石材制品的种类、形状以及产品尺寸的要求愈来愈高，异形石材加工也向着高速度、智能化、高效率的方向发展。此外，根据磨具特性知，圆盘锯相较于其他刀具拥有更深的切削深度和更快的切削线速度，因此，利用圆盘锯的优势能更高效地完成异形平面的铣削加工。

发明内容

本发明的主要目的在于提出一种提高异型平面石材的铣削加工效率的圆盘锯粗加工异形平面的铣削方法。

本发明采用如下技术方案：

一种圆盘锯粗加工异形平面的铣削方法,其特征在于，包括如下步骤：

步骤1.从STL文件中获得异形三维曲面图形表面点云数据，将该三维曲面图形投影至平面后获取该异形平面图形的二维坐标点，并存为点集P_f；

步骤2.通过异形平面的特征循环搜索去掉点集P_f中冗余的数据点，得到处理后的两组平面边界数据点集；

步骤3.将步骤2得到的两组平面边界数据点集进行异形平面边界偏移，得到两组偏移曲线数据点；

步骤4.对两组偏移曲线数据点采用微小线段插值优化方法进行处理，得到最终加工路径；

步骤5.根据加工路径计算圆盘锯铣削加工时间：

其中l₀为圆盘锯空走距离，l_t为圆盘锯单次进退距离，l_ij为每一条微小线段的长度，m为单条加工路径曲线中微小线段数量，∑l_ij为第i条加工路径长度，n为加工路径总数量，v_a、v_b、v_c为进给速度、进退刀速度及空走速度。

优选的，步骤3中，所述异形平面边界偏移具体为：用一系列小线段连接所有点构成微小线段，将两条边界线中的每一条微小线段以一定宽度分别向中心进行偏移，得到下一条曲线数据点，循环进行上述操作，直至偏移后两组曲线的某一端点坐标间距小于等于圆盘锯厚度，停止偏移，得到两组偏移曲线数据点。

优选的，步骤4中，所述微小线段插值优化方法包括：

步骤4.1插值微小线段

以两组偏移曲线数据点作为插值区域的两条边界曲线坐标点，获取二维异形平面图形底部一系列坐标点并存为点集P_b；将点集P_b中的每一个点作为插值曲线的第一个点，以间隔为40mm的距离依次获取插值曲线的后续点坐标，并将求取的每组插值坐标点存为点集P_Linf1和P_Rinf2；以点集P_Linf1和P_Rinf2为基础，采用偏移方法获取插值区域的所有组点坐标，并存为点集P_Linf和点集P_Rinf；

步骤4.2插值路径曲线取交点