基于切向跟随的数控切割算法研究.doc

摘要：本课题主要研究海绵切割机数控部分，海绵切割机是用于家纺服装行业的重要的加工设备。海绵切割机数控部分分为上下位机，在数据输入下位机时，需要将输入信息转化为G代码，下位机读取G代码完成加工。切向跟随是下位机在加工圆弧时控制刀具的进给运动和旋转运动保持动态关联，从而实现x、y和c轴三轴联合插补。

为了实现图形到G代码的快速转化，研究CAD生成的点坐标信息，运用Python语言在上位机中编程：读取并处理点坐标信息，查询重复点序号，将数据分块，提取每块数据，判断加工线形，计算初始角度和终止角度，生成转刀G代码，再根据线形生成加工G代码，判断角度是否需要回刀，如需回刀，删除当前数据块G代码，返回上一重复点进行回刀，再重新计算生成G代码；若无需回刀，则转移G代码清空列表，再把G代码放入存储文件中。下位机读取G代码文件开始加工。

程序完成后，经仿真实验，角度计算准确，G代码生成无误，走刀轨迹符合设计要求。

关键词：海绵切割机；Python；数控加工；G代码；切向跟随

目录

摘要

ABSTRACT

第一章  绪  论-1

1.1 研究背景-1

1.2 研究内容-2

1.3 工作原理-2

1.4 研究步骤-3

第二章 工作分析与准备-4

2.1 系统要求-4

2.2 流程分析-4

2.3 数据读取-5

2.4走刀过程分析-6

2.5本章小结-6

第三章  点坐标信息分析及转化-8

3.1 坐标系分析-8

3.2 直线型点坐标分析-10

3.3 圆弧型点坐标分析-10

3.3.1 圆心计算-10

3.3.2圆心计算代码及流程-11

3.3.3 相对角度法-13

3.3.4 绝对角度法-13

3.3.5 转换为G代码-15

3.4 本章小结-15

第四章  多种回刀方法分析-16

4.1 移出回刀法-16

4.2 过角度转刀法-17

4.3 角度预算回刀法-18

4.4 主进程切块回刀法-19

4.5 本章小结-20

第五章  程序编写与测试-21

5.1 重复点查找-21

5.2 数据切块-22

5.3 代码输出-23

5.4 回刀代码-25

5.5 程序调试-25

5.5.1 测试分析-26

5.5.2 程序完善-26

5.6 本章小结-26

第六章 总结与展望-27

6.1 总结-27

6.2 展望-27

参考文献-28

致  谢-30