Type3软件在数控雕刻机中的应用

　　Type3软件在数控雕刻机中的应用信丽华，朱建军（上海工程技术大学工程实训中心，上海201620）割机等设备，在数控雕刻领域有着广泛的应用。为此，结合徽章和浮雕设计与制作的实例，探讨了Type3软件在数控雕刻机中的应用。

　　Type3是法国VisionNumeric公司耗费多年精力研制的一款运用于广告、模具、首饰等行业的专业三维立体浮雕CAD/CAM软件。本文以啄木鸟ME11-4525型数控雕刻机为例介绍Type3软件在数控雕刻机的应用。此雕刻机为洛克机电系统工程（上海）有限公司生产的。它与PC机组成图文雕刻系统，集绘图、扫描、排版、雕刻于一体能快速、方便地雕刻出各种精美的二维与三维图案及中西文字，广泛应用于广告、美术、装潢、模具及电子仪表等行业，能雕刻有机玻璃、硬PVC板、ABS板、木板、铝、玻璃、大理石、不锈钢等材料。

　　1软件应用1.1Type3软件的功能Type3软件中的CAD模块与其他的CAD软绘制几何形状，对所创建的物体进行定位、删除、复制、移动等编辑，建立文本以及文本编辑等这些基ElecftodcPublisl所绘圆的圆心为工牛坐标系的原点3个圆是使用rt本功能外，还有其独特的功能。如采用特效工具把需创建的物体或文本放置在信封内，采用变量文本自动建立一个流水号，采用节点编辑功能对物体进行任意形状及位置的修改。正是这些独特的CAD功能使Type3软件在广告、模具等数控雕刻领域得到了广泛的应用。

　　Type3软件中的CAM模块包括优化刀具路径计算、创建刀具路径、刀具路径管理、显示刀具路径信息、刀具路径模拟以及实体模拟等功能。在这一模块下，可以创建绘图、雕刻、切割、铣削、凹雕、扫描、兜边、精雕、浮雕等十几种刀具路径，满足不同用户的需求。

　　Type3提供多种刀具库，自由选择锥型、球型、圆柱型，甚至支持自定义形状的刀具和钻头，进行三维刀具补偿分析，并能精确地计算出二维至三维的刀具路径（可选四轴）。优化刀具加工轨迹，最终产生所需要的数控机床的机器代码。刀具路径模拟以及实体模拟功能可大量减少加工前的准备工作，减少实际加工误差，省去试加工过程，预估加工所需时间，减少编程人员的工作量，降低材料消耗，提高加工效率。该软件可与机床直接通信，将程序传送到数控雕刻机的控制部分，减少了程序的输入工作量2.同时Type3软件适用的机床范围很广，配有多种数控雕刻机的后置处理程序。

　　1.1.3Type3软件的浮雕功能Type3的浮雕模块能驱动多种型号的扫描仪，将多种形式的点阵图（黑白、灰阶、彩色）自动转换成矢量格式，并且可在此基础上作图形文字的节点修改，最后转化成浮雕曲面。从审美角度看，浮雕模块也是一个令人兴奋的软件模块。它不仅可以简单地定义各种复杂曲面，而且可以通过使用浮雕中的特效工具作多种处理，从而得到艺术般的浮雕效果。还可以将己完成的浮雕曲面投影或包络到各种复杂形面上。曲面可以调用使用其他CAD/CAM软件（如Pro/ENGINEER、UG、CATIA、MasterCAM等）创建的文件或通过三坐标扫描仪输入。利用浮雕模块提供矢量和位图编辑、照片修饰、贴图及上色等工具，可以快速产生凹凸模和优化加工等专业功能。当然也可按照创意，设计出更复杂的浮雕形态。进行模拟加工以后，还可以高精度照片格式输出所设计的浮雕，从而对其有更感性Type3软件应用于数控雕刻机的工作流程件，能利用其自身的造型功能，计算出所使用刀具的刀具路径。通过后置处理程序驱动雕刻机进行雕刻，能辅助工程师从概念设计到功能分析再到制造的整个产品开发过程13.其在数控雕刻机应用中的工作流程如所示。根据需求进行建模后，创建刀具路径，再进行仿真加工模拟，必要时修改造型或加工参数，最后通过后置处理生成NC程序，应用于数控雕刻机。

　　1.3应用Type3软件时的注意事项经过多年的使用实践，在应用Type3软件以及操作数控雕刻机时，以下几点需要引起注意。

　　在CAD模块下建模时，显示的可雕刻页面的左下角，为生成后置处理程序的原点。建模前要先考虑雕刻工件时建立工件坐标系的坐标原点位置，此位置应绘在可雕刻页面的左下角。

　　对文本进行镜像操作前要先把文本转化成曲线，否则无法完成镜像操作。

　　Type3软件可在后处理器中加入多台机器，因此在使用机床工作功能生成NC程序前，要先选择与机床对应的机器名称，否则将无法完成实际的零件雕刻。

　　浮雕文件进行后置处理生成NC程序前，即对刀时，最好将工件表面置零（Z=0）。

　　2应用实例2.1雕刻徽章本文以制作上海工程技术大学的徽章为例。

　　2.1.1初步建模进入Type3软件的CAD模块，使用绘图工具、文本模式进行基本建模。如所示。其中以绘图工具中的画圆命令绘制的，文字及字母是采用文本模式下曲线文本命令建立的。

　　2.1.2整体建模将位图文件（如所示），采用文件下拉菜单下的输入命令输入到Type3软件中（Type 3软件支持BMP和TIF格式的位图文件151）。然后采用工具栏中的矢量化点阵图命令对位图文件进行矢量化，也就是将图形矢量成直线和弧线，且在屏幕上作精确的节点修改，并相应地调整图形的位置与大小，直到满意为止，如所示。

　　2.1.3创建刀具路径所有物体，采用刀尖半径为0.2mm，锥角为40的硬质合金锥刀，选用三维雕刻方式创建刀具路径。

　　雕刻深度为0.2~0.3mm为宜，结果如所示。

　　2.1.4实体模拟加工刀具路径实体模拟1建立矢量图Type3软件建立物体矢量图的方法有很多种，如在CAD模式建立所作浮雕的二维图形，或采用工具栏中图案库命令直接从软件系统图案库中输入所需的矢量图案，或采用扫描仪直接扫描获得一个矢量图像，或直接输入软件所支持的矢量图文件刀具路径创建好以后，鼠标右键打开下拉菜单选择刀具路径实体模拟功能，进行实体仿真模拟加工（如所示）。正确无误后，鼠标右键打开下拉菜单，选择机器工作命令生成NC程序，将程序保存到指定文件目录下。然后，传送到数控雕刻机床上。在机床上调用此程序，建立好工件坐标系后即可进行徽章的实体加工。

　　（Type3软件支持的矢量格式有Autocad.eps，IGES.igs等）。中的百合花二维线框图形为直接调用系统软件图库中的矢量图案，圆为使用绘图工具中的绘圆命令所得。

　　2创建浮雕区域选择所要创建的浮雕物体运行浮雕模块，建立一个15mmX 15mm的浮雕框，分辨率为0.雕框分作密度为500X500个，精度为0.1. 3创建浮雕剖面选择要建立剖面的部分，如选择百合花的花体部分然后在浮雕剖面对话框中设定浮雕剖面的形状。

　　2.2.4计算浮雕的刀具路径从浮雕模进入CAM模块，选用浮雕模式创建刀具路径。选择所需刀具，设定总深度、覆盖率、扫描角度及加工方式等参数。为浮雕刀具路径建好后的实体模拟效果。采用的是半径为0.5mm的球头刀，总深度1mm.覆盖率为50%加工方式为扫描，扫描角度为0°。

　　2.2.5浮雕物体的加工如所创建的刀具路径不需修改，则用鼠标右键选择创建好的浮雕刀具路径打开下拉菜单，选择机器工作命令，此时需要将Z轴最高点设为0，便于加工浮雕物体前的对刀操作。生成加工浮雕物体所需的NC程序，然后在指定的文件目录下将程序传送到数控雕刻机机床上，对所需的雕刻刀具设定好工件坐标系后，选择此程序即可进行浮雕物体的加工，一般加工浮雕物体所需时间较长。

　　3结语通过两个实例介绍了应用于数控雕刻机的Type3软件的常用功能，另外此软件还可进行曲面操作、曲面拟合以及高级曲面编辑等工作。可以说在数控雕刻机上能够做出的物体，都可用Tpye3软件进行造型，以及创建刀具路径。

　　雕刻的质量取决于设计的质量。创建的雕刻物将精确地反映出提供的设计方案，最小的细节部分也将复制出来。这种性能将允许雕刻出图形的细微部分，但有时这种精度也会引起图形的不完整性。因此，在设计时，无论是直线还是曲线，尽可能地光滑。

　　一个成功的雕刻，需要精密制作的图案和出色的审美品味。Type3能将雕刻艺术创作变成高质量的雕刻产品，使雕刻创作更容易，产品加工得更有品位、更轻松，这些正是Type3提供的完美功能。