一种绳锯圆弧加工的补偿方法与流程

本发明涉及数控加工，特别涉及一种绳锯圆弧加工的补偿方法。

背景技术：

1、绳锯(又称串珠绳锯)是针对矿山、荒料、弧形板、大板石材、厚混凝土、不规则的混凝土钢筋、桥梁马路等进行切割拆除的工具。如图1所示，绳锯100的结构是将金刚石颗粒烧结在串珠上，并将多个串珠按照一定间距压制在钢丝绳上，再使用金属接头将钢丝绳的两端连接在一起形成一个环形结构，并利用驱动装置200驱使绳锯100进行运动实现切削。

2、绳锯是一种2d加工设备，其能够将被加工工件(如石料)切割成侧面是一个二维的曲面造型。如图2所示，通过在绳锯100的加工区段的两侧设置导向轮300，且导向轮300始终跟随曲线的切割方向并垂直压向切割方向，也就是说导向轮300的压绳方向与切割方向一致。

3、因绳锯具有一定的柔性，在实际进行切削加工的过程中，绳锯会因为受到被加工工件的反向作用力而弯曲，使实际切割点的位置与理论轨迹点坐标之间总存在一个滞后的偏差值，即绳锯与被加工工件之间的切割线不是一条直线而是一条弧线，且该偏差值从被加工工件的两侧到中心点逐渐变大，这会给被加工工件的加工精度带来很大的影响。因此，为了降低绳锯因柔性弯曲而给加工精度带来的影响，亟需提供一种能够对绳锯的圆弧加工进行自动补偿的方法，以降低绳锯因柔性弯曲而给加工精度带来的影响。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题，在于提供一种绳锯圆弧加工的补偿方法，解决现有绳锯因柔性弯曲而给加工精度带来影响的问题。

2、第一方面，本发明提供了一种绳锯圆弧加工的补偿方法，所述方法包括如下步骤：

3、利用影响绳锯弯曲程度的各项参数，创建绳锯弯曲的参数动态平衡模型；

4、在参考加工条件下调整好各项参数，通过绳锯弯曲的参数动态平衡模型根据参考加工条件自动计算出一个参考百分比，并在参考加工条件下测试出绳锯的参考滞后距离，将参考滞后距离作为参考补偿值对理论轨迹点坐标进行补偿得到参考的补偿轨迹点坐标，根据参考的补偿轨迹点坐标控制绳锯进行加工；

5、在加工过程中，当参数发生改变产生新加工条件时，通过绳锯弯曲的参数动态平衡模型根据新加工条件自动计算出一个实时百分比，并根据参考百分比、参考滞后距离和实时百分比计算出实时滞后距离，将实时滞后距离作为实时补偿值对理论轨迹点坐标进行补偿得到实时的补偿轨迹点坐标，根据实时的补偿轨迹点坐标控制绳锯进行加工。

6、进一步的，所述根据参考百分比、参考滞后距离和实时百分比计算出实时滞后距离具体为：

7、假设参考百分比为rv％，参考滞后距离为rvs，实时百分比为cv％，实时滞后距离为l；

8、实时滞后距离l通过以下式(1)计算得到：

9、

10、进一步的，所述将实时滞后距离作为实时补偿值对理论轨迹点坐标进行补偿得到实时的补偿轨迹点坐标具体为：

11、利用以下式(2)和式(3)分别计算出理论轨迹点中x轴的实时补偿值△x和y轴的实时补偿值△y：

12、△x＝x+l*cos(radians(a-90)) (2)

13、△y＝y+l*sin(radians(a-90)) (3)

14、其中，l表示实时滞后距离，a表示绳锯中导向轮的角度，x表示理论轨迹点坐标的x轴坐标值，y表示理论轨迹点坐标的y轴坐标值；

15、利用以下式(4)和式(5)分别计算出补偿后实时的补偿轨迹点坐标：

16、x(cv)＝△x+x (4)

17、y(cv)＝△y+y (5)

18、其中，x(cv)表示补偿后实时的补偿轨迹点坐标的x轴坐标值，y(cv)表示补偿后实时的补偿轨迹点坐标的y轴坐标值。

19、进一步的，所述利用影响绳锯弯曲程度的各项参数，创建绳锯弯曲的参数动态平衡模型具体为：

20、确定出影响绳锯弯曲程度的各项参数；将每项参数均单独使用一个高度相同而宽度不同的第一矩形来表示，并将所有参数的第一矩形拼接成一个第二矩形；在每一个第一矩形内均使用一个第三矩形绘制出该第一矩形所对应的参数的给定合适范围，且所述第三矩形横跨整个第一矩形的宽度；利用所有第三矩形的面积之和除以第二矩形的面积获得一个百分比，从而创建出绳锯弯曲的参数动态平衡模型。

21、第二方面，本发明提供了一种绳锯圆弧加工的补偿装置，所述装置包括模型创建模块、参考模块以及实时补偿模块。

22、所述模型创建模块，用于利用影响绳锯弯曲程度的各项参数，创建绳锯弯曲的参数动态平衡模型；

23、所述参考模块，用于在参考加工条件下调整好各项参数，通过绳锯弯曲的参数动态平衡模型根据参考加工条件自动计算出一个参考百分比，并在参考加工条件下测试出绳锯的参考滞后距离，将参考滞后距离作为参考补偿值对理论轨迹点坐标进行补偿得到参考的补偿轨迹点坐标，根据参考的补偿轨迹点坐标控制绳锯进行加工；

24、所述实时补偿模块，用于在加工过程中，当参数发生改变产生新加工条件时，通过绳锯弯曲的参数动态平衡模型根据新加工条件自动计算出一个实时百分比，并根据参考百分比、参考滞后距离和实时百分比计算出实时滞后距离，将实时滞后距离作为实时补偿值对理论轨迹点坐标进行补偿得到实时的补偿轨迹点坐标，根据实时的补偿轨迹点坐标控制绳锯进行加工。

25、进一步的，所述根据参考百分比、参考滞后距离和实时百分比计算出实时滞后距离具体为：

26、假设参考百分比为rv％，参考滞后距离为rvs，实时百分比为cv％，实时滞后距离为l；

27、实时滞后距离l通过以下式(1)计算得到：

28、

29、进一步的，所述将实时滞后距离作为实时补偿值对理论轨迹点坐标进行补偿得到实时的补偿轨迹点坐标具体为：

30、利用以下式(2)和式(3)分别计算出理论轨迹点中x轴的实时补偿值△x和y轴的实时补偿值△y：

31、△x＝x+l*cos(radians(a-90)) (2)

32、△y＝y+l*sin(radians(a-90)) (3)

33、其中，l表示实时滞后距离，a表示绳锯中导向轮的角度，x表示理论轨迹点坐标的x轴坐标值，y表示理论轨迹点坐标的y轴坐标值；

34、利用以下式(4)和式(5)分别计算出补偿后实时的补偿轨迹点坐标：

35、x(cv)＝△x+x (4)

36、y(cv)＝△y+y (5)

37、其中，x(cv)表示补偿后实时的补偿轨迹点坐标的x轴坐标值，y(cv)表示补偿后实时的补偿轨迹点坐标的y轴坐标值。

38、进一步的，所述模型创建模块具体为：

39、确定出影响绳锯弯曲程度的各项参数；将每项参数均单独使用一个高度相同而宽度不同的第一矩形来表示，并将所有参数的第一矩形拼接成一个第二矩形；在每一个第一矩形内均使用一个第三矩形绘制出该第一矩形所对应的参数的给定合适范围，且所述第三矩形横跨整个第一矩形的宽度；利用所有第三矩形的面积之和除以第二矩形的面积获得一个百分比，从而创建出绳锯弯曲的参数动态平衡模型。

40、第三方面，本发明提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现第一方面所述的方法。

41、第四方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现第一方面所述的方法。

42、本发明实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

43、1、通过创建绳锯弯曲的参数动态平衡模型，并在参考加工条件下测试出绳锯的参考滞后距离和利用绳锯弯曲的参数动态平衡模型计算出参考百分比，使得在参数发生改变产生新加工条件时，可利用绳锯弯曲的参数动态平衡模型自动输出实时百分比，并根据参考百分比、参考滞后距离和实时百分比预先计算出实时滞后距离，同时将实时滞后距离作为实时补偿值补偿到理论轨迹点坐标中，这样实际运行的加工代码都是补偿后前置的加工代码，能够很好的实现对圆弧加工进行自动补偿，从而降低绳锯因柔性弯曲而给加工精度带来的影响，即能够提升加工精度。

44、2、通过综合分析考虑影响绳锯弯曲程度的各项参数，并利用影响绳锯弯曲程度的各项参数来创建绳锯弯曲的参数动态平衡模型，使得当任意一个参数的给定合适范围发生改变时，原有的动态平衡状态会被打破，此时绳锯弯曲的参数动态平衡模型会根据所有第三矩形的面积之和以及第二矩形的面积自动计算并输出一个新的百分比，即生成新的动态平衡状态；因此，本发明的技术方案跳出了传统改变工件轨迹方法的束缚，由于改变工件轨迹只能在一个平衡条件下才能成立，而在此情况下无论改变了哪个参数，加工精度误差在其它参数的影响下同样会出现；而本发明将影响绳锯弯曲程度的各项参数都考虑进去，能够真正达到动态平衡，有助于提升加工精度。

45、上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。