雕刻產(chǎn)品造型美觀，具有藝術觀賞性，深受人們的喜愛。應用遍及人們生活的各個方面。而隨著生活水平的提高，人們對滿足審美要求的雕刻類產(chǎn)品的需求更是出現(xiàn)了前所未有的增長。而具有漂亮雕刻外觀的產(chǎn)品在價格上通常遠遠高出沒有采用雕刻工藝的同類產(chǎn)品，因此很多制造廠商把引入雕刻工藝作為提高產(chǎn)品附加值的一項重要手段。
數(shù)控雕刻是在計算機輔助設計、計算機輔助制造技術、計算機數(shù)控技術、高速銑削技術、激光技術等現(xiàn)代工業(yè)技術的基礎上發(fā)展起來的：在其成長過程中又根據(jù)雕刻應用的特殊性綜合了藝術設計和造型技術，使得數(shù)控雕刻成為一門獨特的專業(yè)技術。數(shù)控雕刻加工離不開雕刻CAD／CAM軟件、數(shù)控雕刻機及加工技術。
1 雕刻CAD／CAM軟件
數(shù)控雕刻的實施工具主要包括雕刻軟件和雕刻機。數(shù)控雕刻軟件可以看作是雕刻師大腦中的工藝知識和設計技巧的結晶，其功能是否完備直接決定了雕刻技藝能否在現(xiàn)代工業(yè)中創(chuàng)造出價值。數(shù)控雕刻軟件用于雕刻類產(chǎn)品的圖文設計、形體造型以及計算加工刀具路徑，最終輸出雕刻機能夠識別的NC代碼，與通用機械類CAD／CAM軟件相比，在以下幾方面具有鮮明的特色。
(1)在繪圖建模方面，數(shù)控雕刻軟件必須同時具備精確繪圖建模和藝術繪圖建模的功能。從而在遵守尺寸精確的工業(yè)設計原則下，為用戶提供自由靈活的創(chuàng)意空間。
(2)在數(shù)控加工方面，數(shù)控雕刻軟件支持輪廓嵌套加工、三維雕刻加工，藝術浮雕建模與加工等。數(shù)控雕刻加工大多使用小刀具精雕細刻才能完成，因此往進行數(shù)控雕刻編程時必須充分考慮小刀具高速雕刻加工工藝。
現(xiàn)在市場上的主流商業(yè)化數(shù)控雕刻軟件主要有法國的Type3、美國的MastercamArt、英國的ArLcam，其他國外雕刻軟件還有Casmate、Artcut、EnRoute、VCam等。國產(chǎn)數(shù)控雕刻軟件主要有JDPamt，CAXA雕刻、文泰雕刻等。
2 數(shù)控雕刻機
硬件是軟件功能實現(xiàn)的物質(zhì)基礎，因此數(shù)控雕刻加工軟件同樣離不開硬件的支持。國內(nèi)雕刻機市場在短短幾年的時間內(nèi)，實現(xiàn)了從完全依賴進口到自主研發(fā)、占領市場，再到出口國外的轉變。
雕刻機按照市場定位可以劃分為石材雕刻機、木工雕刻機、金屬雕刻機、建筑模型專用雕刻機、模具雕刻機、PCB電路板雕刻機等。從工作原理上分，又可以劃分為激光雕刻機和數(shù)控雕銑機。數(shù)控雕刻機與普通的數(shù)控銑床和高速銑削加工中心相比較，有以下幾個不同之處。
(1)普通數(shù)控銑床和高速銑削加工中心的加工對象是鋼、鑄鐵、鈦合金等金屬材料，應用領域是飛機、汽車、船舶等傳統(tǒng)機械行業(yè)。數(shù)控雕刻機的加工對象是亞克力、雙色板、有機玻璃、PVC板、人造大理石、木材、皮革、石墨、銅，鋁等軟質(zhì)材料，應用領域主要是禮品、印章、模型、標牌、家具等輕工行業(yè)。
(2)數(shù)控銑床功率大、效率高、穩(wěn)定性好。但加工軟質(zhì)材料時表面欠光潔，效率不高，高速銑削加工中心雖然克服了以上缺點，但價格昂貴，一般的用戶難以承受。與普通數(shù)控設備相比，數(shù)控雕刻機有著主軸轉速高、加工軟質(zhì)材料效率高、表面光潔、性價比高等優(yōu)點。
(3)數(shù)控銑床和加工中心的非移動部分和移動部分的剛性都非常高，因此能進行重切削，但由于移動部分慣性大，缺乏靈活性，對于細小的切削和快速進給就傲的不夠完美。
(4)普通數(shù)控銑床需要輸出大扭矩進行重切削，一般通過提高主軸變速箱的減速比來提升輸出扭矩，從而轉速低是不可避免的。數(shù)控雕刻機的雕刻頭一般采用電主軸或氣動主軸，即電機和主軸是一體的，這樣可以滿足小半徑的精細加工。
隨著高速電主軸技術、高速刀具技術、激光加工技術、數(shù)控技術的發(fā)展，數(shù)控雕刻機也向著高精度，高速度，高自動化、高智能化、開放式體系結構方向發(fā)展。
3 數(shù)控雕刻加工技術
雕刻加工工藝種類繁多，按熙工作空間可劃分為平面雕刻，立體雕刻兩大類。平面雕刻包括輪廓切割、曲線加工，區(qū)域銑削加工、輪廓嵌套加工，采用兩軸或兩軸半加工策略。立體雕刻采用三軸和多于三軸的加工策略，其中三軸加工包括基于矢量信息的凸雕加工和凹雕加工、基于離散點信息的立體浮雕加工等。
(1)區(qū)域銑削加工。這種加工方式即是平面類零件的常用加工方法，也是三維零件分層加工的常用方法。區(qū)域銑削加工的加工策略主要包括切法、環(huán)切法。行切加工策略由于規(guī)劃簡單而在區(qū)域銑削加工中應用較為廣泛，但其缺點是加工效率低、切削力方向交替變化。環(huán)切加工不存在行切加工的各種缺點，應用更為廣泛。環(huán)切加工的問題主要集中在平面輪廓等距問題、過渡連接刀軌規(guī)劃問題、殘留區(qū)域識別與補加工刀軌生成問題。為了滿足高速銑削加上對刀路徑的要求，近年來又出現(xiàn)了一些新的刀軌規(guī)劃算法。
(2)三維立體雕刻。三維立體雕刻用于加工平面圖案或文字以得到立體效果。刀具在加工過程中根據(jù)輪廓外形和刀具外形自動調(diào)整雕刻深度，可以在不換刀的情況卜通過抬刀完成清根加工。三維立體雕刻刀軌規(guī)劃的技術難點是如何計算出二維輪廓的中軸，并以此為基礎來規(guī)劃出清根加工門軌。
(3)浮雕建模與加工。關于浮雕建模與加工，目前的研究可以分為兩大類，基于圖像的浮雕建模和加工以及基于幾何的浮雕建模和加工。前者從平面圖像出發(fā)進行浮雕設計與加工，后者從平面上的二維輪廓出發(fā)進行浮雕設計與加工。但是無論采用哪一種建模方法，浮雕在計算機內(nèi)部均可以采用離散小面片來表示。分析比較了基于離散點的CAD／CAM系統(tǒng)與基于解析模型的CAD／CAM系統(tǒng)，采用反刀具等距法生成離散數(shù)據(jù)的精加工刀軌。ITO方法是根據(jù)刀觸面精確計算刀位面的一種通用方法，缺點是為了提高計算精度，需要消耗較多的CPU時間。
數(shù)控雕刻編程是近幾年發(fā)展起來的新技術，國外商業(yè)化軟件的多數(shù)核心技術未見公開發(fā)表．因此，深入研究數(shù)控雕刻編程技術，對于提升國內(nèi)雕刻行業(yè)的核心技術競爭力具有重要的理論意義和實際價值。
4 結語
數(shù)控雕刻技術是隨著近年來制造行業(yè)的需求而發(fā)展起來的一項新技術，本文分析了傳統(tǒng)雕刻技術的弊端，并對目前國內(nèi)外的主要數(shù)控雕刻軟件、雕刻機及加工技術進行了介紹。為開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權的數(shù)控雕刻軟件做好了理論基礎。
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