一種圓弧快速切割方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及數(shù)控激光切割機(jī)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說(shuō)是一種圓弧快速切割方法。一種圓弧快速切割方法，包括有計(jì)算機(jī)控制工作的激光切割機(jī)的處理軟件進(jìn)行圓弧切割，其特征在于該切割方法包括如下步驟：開(kāi)啟激光切割機(jī)的處理軟件；從第一個(gè)圓進(jìn)行激光切割；第一個(gè)圓完成激光切割后，判斷下一個(gè)圓與當(dāng)前一個(gè)圓的位置關(guān)系，是否為同一方向，是則連接外共切線尋找下一個(gè)圓，否則連接內(nèi)共切線尋找下一個(gè)圓；生成新的切割軌跡，進(jìn)行切割第二個(gè)圓；切割完第二個(gè)圓后，判斷是否為最后一個(gè)圓。同現(xiàn)有技術(shù)相比，將要切割的圓沿切線連接起來(lái)，使得整個(gè)加工軌跡都是光滑連接的，機(jī)床在切割過(guò)程中幾乎沒(méi)有大降速，大大節(jié)省時(shí)間。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種圓弧快速切割方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及數(shù)控激光切割機(jī)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說(shuō)是一種圓弧快速切割方法。

【背景技術(shù)】
[0002]在激光切割加工過(guò)程中，對(duì)不同圖形切割的走位一直是一個(gè)基本問(wèn)題。多圓切割又是其中應(yīng)用最普遍的一個(gè)例子，因此多圓切割的走位在工業(yè)上顯得尤為重要。
[0003]傳統(tǒng)的切割是將多圓看作是多個(gè)圖形來(lái)處理，一個(gè)圖形加工好后，切割頭需要關(guān)激光、上抬，然后空移到下一個(gè)要加工的圖形上方，再下降、開(kāi)激光，開(kāi)始下一個(gè)圖形的加工。如果圖形很多的話，切割頭會(huì)頻繁的升降。并且由于激光切割的工藝要求，只能在運(yùn)動(dòng)停止的情況下，才能安全地進(jìn)行切割頭的升降，因此每一個(gè)圖形加工好后機(jī)床都需要減速到0，切割頭才能上升，再加速空移到下一個(gè)圖的起點(diǎn)，減速到0，切割頭才能下降，反反復(fù)復(fù)，十分地耗時(shí)耗力，且使機(jī)床的加工效率下降。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，將要切割的圓沿切線連接起來(lái)，使得整個(gè)加工軌跡都是光滑連接的，機(jī)床在切割過(guò)程中幾乎沒(méi)有大降速，大大節(jié)省時(shí)間。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，設(shè)計(jì)一種圓弧快速切割方法，包括有計(jì)算機(jī)控制工作的激光切割機(jī)的處理軟件進(jìn)行圓弧切割，其特征在于該切割方法包括如下步驟:(I)開(kāi)始加工，開(kāi)啟激光切割機(jī)的處理軟件；(2)從第一個(gè)圓進(jìn)行激光切割；(3)第一個(gè)圓完成激光切割后，判斷下一個(gè)圓與當(dāng)前一個(gè)圓的位置關(guān)系，是否為同一方向，是則連接外共切線尋找下一個(gè)圓，否則連接內(nèi)共切線尋找下一個(gè)圓；(4)生成新的切割軌跡，進(jìn)行切割第二個(gè)圓；(5)切割完第二個(gè)圓后，判斷是否為最后一個(gè)圓，是則形成走位路線完成切割工作，否則繼續(xù)判斷下一個(gè)圓與當(dāng)前一個(gè)圓的位置關(guān)系。
[0006]當(dāng)前圓與下一個(gè)圓的切割方向都是順時(shí)針或者都是逆時(shí)針?lè)较颍瑒t采用外共切線與下一個(gè)圓連接。
[0007]當(dāng)前圓與下一個(gè)圓的切割方向相反，則采用內(nèi)共切線與下一個(gè)圓連接。
[0008]本發(fā)明同現(xiàn)有技術(shù)相比，將要切割的圓沿切線連接起來(lái)，使得整個(gè)加工軌跡都是光滑連接的，機(jī)床在切割過(guò)程中幾乎沒(méi)有大降速，大大節(jié)省時(shí)間。
[0009]把多個(gè)圓看成是一個(gè)圖形，兩個(gè)相鄰圓之間用切線直接走位代替?zhèn)鹘y(tǒng)上的空移走位，因?yàn)榍芯€運(yùn)動(dòng)，速度變化小，加減速時(shí)間少，所以機(jī)械震動(dòng)也小，切割效果好。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為本發(fā)明程序流程圖。
[0011]圖2為兩圓為同逆時(shí)針，連接外共切線示意圖。
[0012]圖3為兩圓為一個(gè)逆時(shí)針另一個(gè)順時(shí)針，連接內(nèi)共切線示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0013]下面根據(jù)附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0014]如圖1所示，本發(fā)明的切割方法針對(duì)對(duì)象為一系列圓，切割方法包括如下步驟:
[0015](I)開(kāi)始加工，開(kāi)啟激光切割機(jī)的處理軟件；
[0016](2)從第一個(gè)圓進(jìn)行激光切割，第一個(gè)圓的位置則是預(yù)先設(shè)定的；
[0017](3)第一個(gè)圓完成激光切割后，判斷下一個(gè)圓與當(dāng)前一個(gè)圓的位置關(guān)系，是否為同一方向，是則連接外共切線尋找下一個(gè)圓，否則連接內(nèi)共切線尋找下一個(gè)圓，圓所包含的信息為圓心、半徑及切割方向，而切割方向則是預(yù)先設(shè)定的；
[0018]判斷與下一個(gè)圓是否都是順時(shí)針或逆時(shí)針:
[0019](a)如圖2所示，若兩個(gè)圓都是順時(shí)針或者都是逆時(shí)針，則找兩個(gè)圓的外公切線，具體如下:
[0020]設(shè)兩圓圓心分別為O1U1, yi),02(x2, y2)，半徑分別為R1, R2，假設(shè)兩個(gè)圓都是逆時(shí)針?lè)较颉?br> [0021]設(shè)連接兩圓圓心的直線L與X軸夾角為β，第一個(gè)圓的切點(diǎn)為P1，線段O1P1與L的夾角記為α，兩圓心距離記為D。
[0022]貝Ij
1--\ R — R I
[0023]D = ^/(.Vl - X2)2 + 丨-V2)' > a = arccos(~l^2)。
[0024]令Θ = β-α，則兩圓上的切點(diǎn)分別為
[0025](XfR1Cos Θ，yj+Rjsin Θ )，(x2+R2cos θ，y2+R2sin θ )。
[0026]最后，只要把這兩個(gè)點(diǎn)用線段連接就是外公切線。
[0027](b)如圖3所不,若兩個(gè)圓一個(gè)是順時(shí)針另一個(gè)是逆時(shí)針,則找兩個(gè)圓的內(nèi)公切線，具體如下:
[0028]沿用之前的記號(hào):設(shè)兩圓圓心分別為O1U1, yj，O2 (x2, y2),半徑分別為R1, R2,不妨假設(shè)兩個(gè)圓一個(gè)逆時(shí)針另一個(gè)順時(shí)針。
[0029]設(shè)連接兩圓圓心的直線L與X軸夾角為β，第一個(gè)圓的切點(diǎn)為P1，線段O1P1與L的夾角記為α，兩圓心距離記為D。
[0030]貝Ij
[ζ Γ? ζ ΓΤ\ R' + R1 I
[0031 ] D-yJ(.V, —.V: Γ 十(.Vl - V-,)-， a - arccos(~ ^ >。
[0032]令Θ = β-α，則兩圓上的切點(diǎn)分別為
[0033](XfR1Cos Θ，yj+Rjsin Θ )，(x2-R2cos θ，y2-R2sin θ )。
[0034]同樣，只要把這兩個(gè)點(diǎn)用線段連接就是內(nèi)公切線。
[0035](4)生成新的切割軌跡，進(jìn)行切割第二個(gè)圓；
[0036]將公切線與第一個(gè)圓的切點(diǎn)作為起始點(diǎn)，第一個(gè)圓為第一段切割軌跡，公切線為第二段切割軌跡，從第二個(gè)圓與公切線的切點(diǎn)開(kāi)始繞第二個(gè)圓一周作為第三段切割軌跡，對(duì)第二個(gè)圓重復(fù)第一步過(guò)程，再把與上一個(gè)圓相連的公切線的切點(diǎn)和與下一個(gè)圓相連的公切線的切點(diǎn)用小圓弧連接，作為第四段切割軌跡。
[0037](5)切割完第二個(gè)圓后，判斷是否為最后一個(gè)圓，是則形成走位路線完成切割工作，否則繼續(xù)判斷下一個(gè)圓與當(dāng)前一個(gè)圓的位置關(guān)系。
[0038]當(dāng)前圓與下一個(gè)圓的切割方向都是順時(shí)針或者都是逆時(shí)針?lè)较?，則采用外共切線與下一個(gè)圓連接。
[0039]當(dāng)前圓與下一個(gè)圓的切割方向相反，則采用內(nèi)共切線與下一個(gè)圓連接。
【權(quán)利要求】
1.一種圓弧快速切割方法，包括有計(jì)算機(jī)控制工作的激光切割機(jī)的處理軟件進(jìn)行圓弧切割，其特征在于該切割方法包括如下步驟:(1)開(kāi)始加工，開(kāi)啟激光切割機(jī)的處理軟件；(2)從第一個(gè)圓進(jìn)行激光切割；(3)第一個(gè)圓完成激光切割后，判斷下一個(gè)圓與當(dāng)前一個(gè)圓的位置關(guān)系，是否為同一方向，是則連接外共切線尋找下一個(gè)圓，否則連接內(nèi)共切線尋找下一個(gè)圓；(4)生成新的切割軌跡，進(jìn)行切割第二個(gè)圓；(5)切割完第二個(gè)圓后，判斷是否為最后一個(gè)圓，是則形成走位路線完成切割工作，否則繼續(xù)判斷下一個(gè)圓與當(dāng)前一個(gè)圓的位置關(guān)系。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種圓弧快速切割方法，其特征在于:當(dāng)前圓與下一個(gè)圓的切割方向都是順時(shí)針或者都是逆時(shí)針?lè)较?，則采用外共切線與下一個(gè)圓連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種圓弧快速切割方法，其特征在于:當(dāng)前圓與下一個(gè)圓的切割方向相反，則采用內(nèi)共切線與下一個(gè)圓連接。
【文檔編號(hào)】B23K26/38GK104308370SQ201410421630
【公開(kāi)日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年8月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月25日
【發(fā)明者】周荇, 代田田, 王飛錦 申請(qǐng)人:上海柏楚電子科技有限公司