近年来我国已成为石材加工和出口大国,但是数控技术在异型石材加工领域的应用还处于起步和探索阶段,制约着整个行业的发展。造成这种现状的根本原因是数控加工工艺不成熟,并且缺少专业的异型石材数控加工自动编程系统。本文对石材异型制品的数控加工工艺进行了研究与制定,总结了几种典型制品的加工难点,并借鉴数控技术在金属切削加工中的成功应用,提出了解决方案,并开发了一套石材异型制品数控加工自动编程系统。分析了台板面制品的数控加工工艺及重要参数,为使工件切割通透顺利落料且不被锯片产生的刀痕划伤,本文借鉴刀具半径补偿思想,在相邻曲线转接处钻孔来遮掩锯片刀痕。分析了花线条制品和回转体制品的加工工艺相似性及重要参数,对锯片进行刀具厚度补偿确保工件端面的尺寸精度,并运用等弦长法获取轮廓曲线节点使进给间隔大小自动调整。为实现椭圆弧、正弦曲线等石材制品常用曲线的数控加工,提出了一种基于罗尔定理与二分法的曲线等误差直线拟合新算法。基于可视化开发工具C++ Builder 6.0,开发了一套石材异型制品数控加工自动编程系统,本系统具有几何造型、刀具路径生成、加工模拟仿真、NC代码自动生成等功能。对每一功能的实现方法都做了详细研究,刀具半径补偿与刀具厚度补偿功能的实现与应用是本系统的核心。
第一章 绪论 8-14
    1.1 石材异型制品及其加工设备 8-10
        1.1.1 石材异型制品的定义与应用 8-9
        1.1.2 石材异型制品的分类 9
        1.1.3 石材异型制品的加工设备 9-10
    1.2 石材异型制品加工的发展状况和趋势 10-12
        1.2.1 石材异型制品加工设备的发展趋势 10-11
        1.2.2 国内石材异型制品加工的发展趋势及存在问题 11-12
    1.3 课题研究的背景和意义 12
    1.4 本课题研究内容和章节安排 12-14
第二章 石材异型制品数控加工工艺研究 14-26
    2.1 台板面制品加工工艺分析 14-20
        2.1.1 台板面制品加工工艺 14-15
        2.1.2 曲线边缘加工的刀痕处理 15-18
        2.1.3 曲线边缘加工工序优化分析与重要参数 18-20
    2.2 直位花线条制品加工工艺分析 20-23
        2.2.1 花线条制品分类与加工工艺 20-21
        2.2.2 直位花线条花线成型工序的研究 21-22
        2.2.3 直位花线条花线成型工序的优化分析与重要参数 22-23
    2.3 异型制品加工的相似性 23-24
    2.4 本章小结 24-26
第三章 图形输入功能 26-46
    3.1 自动编程系统的总体设计 26-27
    3.2 CAD系统总体设计 27-29
        3.2.1 CAD系统功能模块设计 27-28
        3.2.2 相关数据结构与变量 28-29
    3.3 图元创建 29-34
        3.3.1 画布坐标与用户坐标的转换 29-30
        3.3.2 图元创建鼠标事件的响应 30-33
        3.3.3 正交与捕捉功能 33-34
    3.4 图元拾取 34-36
    3.5 图元编辑 36-38
        3.5.1 图元编辑的数学基础 36
        3.5.2 图元编辑的数据操作 36-38
    3.6 外部接口程序设计 38-42
        3.6.1 DXF文件的格式 38-40
        3.6.2 DXF文件实体段组代码及含义 40-41
        3.6.3 DXF文件读取程序设计 41-42
    3.7 图形串联功能的实现 42-45
        3.7.1 图形串联的算法设计 42-44
        3.7.2 图形串联人机交互功能的实现 44-45
    3.8 本章小结 45-46
第四章 刀具半径补偿的实现与应用 46-61
    4.1 刀具半径补偿概述 46-51
        4.1.1 刀具半径补偿的意义与算法设计思想 46-47
        4.1.2 刀具半径补偿的重要概念 47-48
        4.1.3 刀具半径补偿转接情况分析 48-51
    4.2 刀具半径补偿转接点的计算 51-55
        4.2.1 直线接直线的转接点计算 51-52
        4.2.2 直线接圆弧的转接点计算 52-53
        4.2.3 圆弧接直线的转接点计算 53-54
        4.2.4 圆弧接圆弧的转接点计算 54-55
    4.3 刀具半径补偿功能模块的程序实现 55-57
        4.3.1 相关数据结构定义 55
        4.3.2 刀具半径补偿功能实现流程 55-56
        4.3.3 刀具半径补偿功能实现的函数结构 56-57
    4.4 刀具半径补偿功能的应用 57-60
        4.4.1 钻孔路径的生成 57-58
        4.4.2 铣削路径的生成 58
        4.4.3 钻孔、铣削路径生成的验证 58-60
    4.5 本章小结 60-61
第五章 自动编程系统的其他主要功能实现 61-72
    5.1 台板面制品加工模拟仿真 61-65
        5.1.1 模拟仿真的意义与功能 61-62
        5.1.2 模拟仿真的实现技术 62-65
        5.1.3 加工图形仿真显示 65
    5.2 直位花线条制品的加工路径生成及模拟仿真 65-69
        5.2.1 视图转换功能的实现 65-66
        5.2.2 加工路径的生成与模拟仿真 66-67
        5.2.3 直位花线条加工实例 67-69
    5.3 NC代码的输出 69-71
    5.4 本章小结 71-72
第六章 曲线等误差直线拟合的算法研究及其应用 72-81
    6.1 等误差直线拟合节点计算概述 72-73
    6.2 基于罗尔定理与二分法的曲线等误差直线拟合新算法 73-76
        6.2.1 新算法基础 73-75
        6.2.2 新算法流程图 75-76
    6.3 新算法应用举例 76-80
        6.3.1 椭圆弧等误差直线拟合 76-78
        6.3.2 正弦曲线等误差直线拟合 78-80
    6.4 本章小结 80-81
第七章 总结与展望 81-82