The invention relates to a sawing method for rough processing of three-dimensional special-shaped stone by disc sawing, in particular to a method for improving material removal efficiency by disc sawing in the NC rough processing stage of special-shaped stone; the method of the invention analyses and establishes a dynamic model of the process of rough sawing by disc sawing, and on the basis of STL point cloud data, adopts the maximum material removal depth search algorithm and binary space segmentation. The algorithm calculates the cutting points and the normal vectors of the sawing plane to get the sawing plane, carries out tool path planning, and improves the material removal efficiency of three-dimensional NC rough machining of special-shaped stone, thus providing an efficient rough machining method for difficult-to-process materials such as stone, and realizes the automatic and efficient NC rough machining process of special-shaped stone.
【技术实现步骤摘要】
一种圆盘锯粗加工三维异型石材的锯切方法
本专利技术涉及一种圆盘锯粗加工三维异型石材的锯切方法，尤其是一种圆盘锯在异型石材数控粗加工阶段提高材料去除效率的方法。
技术介绍
近年来，随着人们生活水平的提高，石材制品越来越广泛地被应用于建筑装饰业。市场对异型石材制品的种类、形状、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。粗加工是数控加工的重要阶段之一，其任务是快速切除工件毛坯上的大部分多余材料，只保留半精加工和精加工的适当余量。事实上，加工异型石材制品时，大约70％的原材料由粗加工过程切除，大量的加工时间消耗在粗加工过程中。砂轮因切触面积小，其数控粗加工无论是等距偏置法还是层切法无法从工具特性上大力提高其切削效率。金刚石圆盘锯加工深度深，且锯切加工能够在较低的转速下获得较高的切削线速度。为了提高异型石材粗加工效率，研究圆盘锯进行三维实体模型加工对象的锯切粗加工，分析并建立圆盘锯数控粗加工锯切过程动态模型，在STL点云数据的基础上，通过最大材料去除深度搜索算法和二叉空间分割算法，计算切削点和锯切平面法向量得到锯切平面，采用大块锯切的粗加工...
【技术保护点】
1.一种圆盘锯粗加工三维异型石材的锯切方法，包括：步骤1，获取加工目标图形表面点云数据信息从STL文件中获得加工目标图形表面点云数据，包括表面数据点的三维坐标，存为点集Pobjs＝{Pobjs1,Pobjs2,...,Pobjsn}；步骤2，处理加工目标图形表面数据点因STL文件以三角面片形式存储数据，表面数据点集Pobjs存在重复冗余数据点，通过循环搜索去掉点集Pobjs中重复冗余的数据点，得到处理后的表面数据点集Pobj＝{Pobj1,Pobj2,...,Pobjm}，完成数据处理；步骤3，给定初始毛坯工件根据加工目标图形尺寸，给定适当的初始毛坯工件，所述初始毛坯工件的...
【技术特征摘要】
1.一种圆盘锯粗加工三维异型石材的锯切方法，包括：步骤1，获取加工目标图形表面点云数据信息从STL文件中获得加工目标图形表面点云数据，包括表面数据点的三维坐标，存为点集Pobjs＝{Pobjs1,Pobjs2,...,Pobjsn}；步骤2，处理加工目标图形表面数据点因STL文件以三角面片形式存储数据，表面数据点集Pobjs存在重复冗余数据点，通过循环搜索去掉点集Pobjs中重复冗余的数据点，得到处理后的表面数据点集Pobj＝{Pobj1,Pobj2,...,Pobjm}，完成数据处理；步骤3，给定初始毛坯工件根据加工目标图形尺寸，给定适当的初始毛坯工件，所述初始毛坯工件的长度为Lx，宽度为Ly，厚度为Lz；步骤4，表示凸多面体粗加工过程中工件的动态凸多面体模型采用多面体的三维建模方法描述，所述三维建模方法为边界表示法B-rep，具体为用点、线和面来描述多面体模型的基本信息；其中顶点集和边界面集相关定义如下：顶点集Pbp：工件多面体H所有的顶点构成顶点集Pbp＝{Pbp1,Pbp1,...,Pbpk}；边界面集F(H)：工件多面体H所有的边界面构成边界面集F(H)，边界面集F(H)界定实体的边界，确定实体空间范围，边界面由其平面方程和边界顶点唯一确定；按照体-边界面-顶点的层次，描述构成实体的几何元素的信息以及其相互之间的拓扑关系，并构建顶点表和边界面表；步骤5，采用最大材料去除深度搜索算法计算圆盘锯锯切平面为获取最大材料去除深度锯切平面，取工件顶点集Pbp＝{Pbp1,Pbp2,...,Pbpk}到加工目标图形表面数据点集Pobj的最短距离集合为D＝{D1,D2,...,Dk}，获取其中最大值Dmax，对应得到目标图形表面数据点Pci及工件顶点Pouti，构成矢量，以其作为锯切平面的正法向量，反之，为负法向量；Pci为锯切平面上的一点，得到锯切平面πci，锯切平面πci的平面方程表示为：Ac·x+Bc·y+Cc·z+Dc＝0(1)其中，Ac、Bc、Cc、Dc为锯切平面方程系数；对于Dmax存在多个相同值的情况，分别得到其对应目标图形表面数据点的Pcj、工件顶点Poutj、锯切平面πcj...
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