01SurfMill简介【精雕曲面设计】

第一章初识雕刻软件JDPaint
本章要点
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● CNC雕刻技术
● CNC雕刻的特点
● 精雕CNC雕刻系统
● 认识JDPaint雕刻软件
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1.1 CNC雕刻与雕刻软件
传统的雕刻是手工业的一个分支，加工产品的质量取决于雕刻人员的经验技巧，从学徒到师傅需要很长的时间，很多高超的技能还需要在今后的实践中不断的摸索和领悟。

因为雕刻技能的继承性比较差，所以整个行业的发展十分缓慢，经过多个世纪的发展，手工雕刻技术仍然没有明显的变化。

在近十几年中，由于计算机技术、信息技术、自动化技术在许多行业中得到了广泛应用，包括机械制造、金融、交通、管理等生产流通领域，极大的推动了这些行业的发展。

多年来，人们一直希望这些先进的生产技术能应用到雕刻这个传统而古老的行业中。

计算机数控雕刻技术（简称CNC雕刻技术）和计算机数控雕刻机（简称CNC雕刻机）的出现终于把人们这个多年的梦想变成了现实。

CNC雕刻技术是传统雕刻技术和现代数控技术结合的产物，它秉承了传统雕刻精细轻巧、灵活自如的操作特点，同时利用了传统数控加工中的自动化技术，并将二者有机的结合在一起，成为一种先进的雕刻技术。

所有这些技术最终都是通过
CNC雕刻机转化为真正的生产能力。

CNC雕刻机集计算机辅助设计技术（CAD技术）、计算机辅助制造技术（CAM技术）、数控技术（NC技术）、精密制造技术于一体，是目前最先进的雕刻设备，代表了最先进的雕刻技术。

使用CNC雕刻技术和CNC雕刻机已经成为雕刻行业的一种潮流。

1.1.1 CNC雕刻的特点
CNC雕刻来源于手工雕刻和传统数控加工，它与二者存在着相同点，同时又存在着一些区别。

同任何先进的生产技术一样，CNC雕刻在弥补手工雕刻和传统数控加工的不足之处的同时，总是最大可能地吸取了二者的优点，将它们融汇贯通，逐渐形成CNC雕刻的特点。

(1) CNC雕刻的加工对象
CNC雕刻的主要加工对象为文字、图案、纹理、小型复杂曲面、薄壁件、小型精密零件、非规则的艺术浮雕曲面等，这些对象的特点是：尺寸小、形态复杂、成品要求精细。

(2) CNC雕刻加工的工艺特点
CNC雕刻只能、而且必须使用小刀具加工。

(3) CNC雕刻产品的尺寸精度高，产品一致性好
CNC雕刻产品的尺寸精度高，同一产品之间一致性好，这对于模具雕刻和有精密尺寸要求的批量产品加工来说具有重要的意义。

另外，控制系统根据加工指令自动控制CNC雕刻机的刀具运动，完成雕刻任务，极大地减轻了劳动强度。

这个高度自动化过程使生产摆脱了对传统手工雕刻操作技能的严重依赖性。

(4) CNC雕刻加工是高速铣削加工
与传统的数控加工比较，数控雕刻是高速铣削加工。

高速铣削加工是一种高转速、小进给和快走刀的加工方式，形象地称为“少吃快跑”的加工方式。

1.1.2 CNC雕刻流程
CNC雕刻过程中需要CAD技术、CAM技术、NC技术、CNC雕刻机、技术支持等许多环节，缺少任何一个环节，CNC雕刻都会成为跛脚鸭，造成生产过程不畅通，甚至导致整个生产瘫痪。

所以，当提起CNC雕刻时，我们应当从整体上理解CNC雕刻，更准确的将它称为CNC雕刻系统。

图1-1是一个典型的CNC雕刻系统的流程图。

图1-1 CNC雕刻流程
产品说明包括了加工材料、几何外形、雕刻精度等一系列产品的生产说明，产品的种类、型号不同，相应的说明书的详细程度也不尽相同。

雕刻行业的产品主要集中在一些小模具加工、文字图案雕刻等方面，普遍要求产品生产周期短，以便迅速响应市场变化。

CAD 建模一般都是在专业雕刻软件上实现的，利用雕刻软件提供的绘图、建模工具，我们可以将产品说明中的文字说明变成产品数据模型。

几何模型是一种可供计算机处理的电子数据，包括了产品的几何外形和尺寸，它是CAD 建模的处理结果，也是CAM数控编程的原始数据。

CAM 编程一般是在专业的雕刻软件上实现的，利用雕刻软件提供的各种数控编程手段，我们可以根据产品的形状、材料、雕刻要求等规划合理的工艺方案，选择合适
特别需要注意的是：CNC雕刻过程聚集了许多高新技术，每项技术对任何初学者来说都有一定的难度，即使一些熟练的CNC雕刻人员也可能碰到一些技术难题。

所以一套完整的CNC雕刻系统必须要有一套完整的技术支持体系。

这样当任何环节出现不明白的地方时，都可以及时得到技术支持，保证产品按时完工。

1.1.3 CNC雕刻的基本要素
(1) CNC雕刻必须具备专业的雕刻CAD软件
CNC雕刻是传统手工雕刻的工业化发展，要使雕刻这一饱含着人类高智能和高技能的工匠型行业上升为工业化专业生产最基本要求是：CNC雕刻设备必须要靠适应雕刻产品设计特点的、专业的雕刻CAD软件来支持。

这也是数字化设备的最基本要求。

(2) 功能完备的雕刻CAM功能是CNC雕刻机效率的源泉
CNC雕刻机仅仅是一个计算机控制的加工工具，要使CNC雕刻能适应雕刻机自身的结构特点、雕刻产品的形态特征和加工工艺要求，发挥出较高的成品加工效率，关键要靠雕刻CAM功能，如果没有功能完备的雕刻CAM功能，CNC雕刻机工作效率和加工质量不会比一个熟练的手工工人高多少。

1.1.4 精雕CNC雕刻系统
北京精雕科技有限公司多年来一直致力于CNC雕刻技术和CNC雕刻系统的研制开发，形成了以精雕CNC雕刻机和JDPaint软件为核心的专业雕刻系统，为广告、模型、成品雕刻、模具等几十个行业提供了完整的CNC雕刻方案。

精雕CNC雕刻系统的基本组成如图1-2所示。

图 1-2 精雕CNC雕刻系统
1.1.5精雕雕刻CAD/CAM软件
如前文所述，功能强大的雕刻软件是保证CNC数控雕刻系统正常运作的保证，也是有效提高CNC雕刻系统使用效率的源泉。

精雕雕刻CAD/CAM软件
――JDPaint以其独有得体系结构合功能布局提供了完备的精确制图和艺术绘图的
混合设计能力。

不仅提供功能强大的平面图形设计，还提供了功能强大的艺术浮雕曲面和NURBS曲面混合造型功能，为实现复杂形态雕刻产品的原创设计提供了有力的支持。

目前，JDPaint已成为适合中国雕刻行业需求、功能逐步强大的专业雕刻设计平台。

JDPaint的雕刻CAM功能提供了丰富的工艺控制和刀具路径优化功能，并以独特的”等量切削”方法为代表的多种CNC雕刻工艺成功地支持了高速铣削（HSM）技术的实现，完善地解决了小刀具的加工效率问题，大大提高了产品加工精度和成品加工速度，推进了工匠型雕刻劳动上升为工业化专业生产的进程。

1.2 认识雕刻软件――JDPaint
1.2.1 操作界面概述
认识精雕雕刻CAD/CAM软件---JDPaint，从认识操作界面布局开始。

图1-3 JDPaint操作界面布局
图1-3 显示了JDPaint 5.0的操作界面，下面分别介绍组成界面的主要部件：
滚动条分为水平和垂直滚动条两种，分别用来水平或垂直移动工作窗口中的观察区域。

标尺标识工作窗口的位置和尺寸。

导航菜单通过点击鼠标右键可弹出导航菜单，菜单中包含一些常用的命令。

辅助线为蓝色虚线，分为水平辅助线与竖直辅助线，用于辅助准确排列和放置对象。

辅助线仅在二维显示状态下可见。

1.2.2 工具栏的用法
JDPaint中有许多工具栏，通过工具栏可以很方便、快捷的操作命令。

其中有三个最主要的工具栏：状态工具栏、导航工具栏、颜色工具栏，在此需加以详细介绍。

1.2.2.1 状态工具栏
雕刻应用面广，应用对象特殊，针对不同行业有具体的行业要求，例如工业产品设计要求绘图高效而且设计精度要求高，而广告绘图虽不要求精确，但要求非常直观和便捷。

为适应多方面的应用需求，JDPaint针对不同应用对象，设计了不同编辑的工具，相应地提供不同的工作环境。

JDPaint针对文字、图形、图象、小型复杂曲面、和非规则的艺术浮雕曲面等对象，提供五种基本状态工具命令，如图1-4所示，工作状态的设置或切换可以通过点击状态工具栏的相关按钮来实现。

图1-4 状态工具栏
除了以上基本工具状态外，JDPaint可以根据系统模块定制，支持多种其他工作环境。

例如：
的。

数控加工工具该状态为工业模具加工服务，提供了复杂曲面的加工环境，支持复杂曲面模型的各种加工工艺方法。

同曲面造型工具一样，该工具也是由SurfMill 1.0所提供的。

1.2.2.2 导航工具栏
导航工具栏能引导用户进行与当前状态或操作相关的工作，是JDPaint系统中十分重要的工具栏之一。

状态工具栏中的不同工具，总有一个不同的导航工具栏与之相对应，该导航工具栏会包含一些与当前工具相关的一些常用的基础命令。

刚进入JDPaint5.0界面，系统处于图形选择工具状态时，位于界面右侧导航工具栏的状态如图1-5所示。

图1-5 图形选择工具状态的导航工具栏
在一些命令执行时，会在当前的导航工具栏的下部区域动态添加一组导航选项，指导用户的操作过程；这些导航选项的形态主要包括按钮、检查框等。

如图1-6所示，是圆绘制命令在选择导航工具栏上添加的导航选项。

图1-6 圆绘制命的辅助功能选项
另外，也有一部分命令会创建自己的导航工具栏，在此导航工具栏上，用户可输入参数、改变命令选项，最终完成命令执行过程。

如图1-7所示，是图层命令创建的导航工具栏。

图 1-7 绘制多义线
图1-5导航工具栏参数说明
导航工具栏会因为当前工具的不同、执行命令的不同，有着不同的参数选项和形态，从而具有不同的功能和操作方法。

各种导航工具栏的相关参数意义和操作方法将会在以后的有关章节中进行详细论述。

1.2.2.3 颜色工具栏
“颜色工具栏”主要用于修改图形、文字等操作对象的颜色，设置轮廓线或者区域填充颜色，从而获得彩色效果图。

“颜色工具栏”位于操作界面的右边，布局如图1-7所示。

图1-8 颜色工具栏
颜色填充仅在2D绘制下有效，是2D绘制模式的切换开关。

按钮为
时，表示当前系统绘制模式为单线绘制模式；
按钮为
时，表示当前系统绘制模式为颜色填充模式。

颜色
拾取
启动颜色拾取命令，拾取某一对象的颜色作为系统当前颜色。

调色
板
启动调色板命令，从颜色调色板中选择一种颜色作为系统当前颜色。

当前
颜色
显示系统的当前颜色
清除填充当某一选中对象(轮廓曲线或者区域)处于颜色填充绘制状态时，点击该按钮，取消该对象颜色填充状态，使其用单线绘制。

颜色按钮颜色按钮列表中列出了几十种颜色，有两种用法：
(1) 当系统有选中对象时，点击颜色按钮中的任意一种颜色，将直接修改选中对象的显示颜色；
(2) 当系统没有选中对象时，点击颜色按钮中的任意一种颜色，将指定颜色设置为系统当前颜色；
颜色
上卷
显示上一卷的颜色
颜色
下卷
显示下一卷的颜色
通过颜色调色板设置系统当前颜色。

单击〖调色板〗按钮可以弹出“颜色”对话框，如图1-8所示，选中一种颜色，单击〖确定〗后，实现系统当前颜色设置。

图 1-8: 颜色调色板
1.2.3 菜单命令
菜单是应用程序的操作命令集，按照其功能不同分为若干菜单组。

JDPaint 的菜单有下拉式菜单、弹出式菜单两种。

1.2.3.1 下拉式菜单
主菜单栏中所有的菜单项都是下拉式菜单，包括“文件、查看、绘制、编辑、变换、艺术曲面、几何曲面、专业功能、刀具路径、测量、帮助”等菜单项，用鼠标单击一下其中的一个菜单项，或者使用键盘组合键“Alt+菜单项右面的大写字母”，就会拉下来一串菜单，故称下拉式菜单。

如图4-1所示，点击“绘制”菜单项，或使用键盘组合键“Alt+D”，即可弹出下拉式菜单，菜单中列出了所有的绘制命令。

图 1-11 下拉式菜单
每个菜单项都包含若干条菜单命令，它们可以是：
子菜单项——子菜单项右边带有“
”表示本身不执行，而是带有下一级菜单项。

菜单命令——可执行的操作命令。

可执行的菜单命令大体可分为四类：
命令右边带有“…”表示执行时要弹出一个对话框，在对话框中要求用户选择或输入一定的参数才能继续执行命令。

以黑色亮字符
显示
表示当前状态下此命令可执行。

以灰色暗字符
显示
表示当前状态下不能使用此命令。

开关式菜单命令此类命令通常没有明显的执行动作，它在程序运行期间始终起作用或始终不起作用，直至用鼠标单击后改变它的作用状态。

此类命令前面“√”，表示正在起作用，无“√”则表示不起作用。

如图1-11标注了”绘制”菜单命令的使能状态。

图 1-12 ”绘制”菜单命令的使能状态
1.2.3.2 弹出式菜单
弹出式菜单平时不可见，在JDPaint中通常按鼠标右键弹出，弹出的菜单只有菜单命令。

鼠标指向的位置不同，弹出的菜单内容就可能不同。

弹出式菜单中的命令包含了一些常用命令和一些与上下文相关的的命令。

以图形选择工具状态为例，在JDPaint工作窗口中的绘图区单击鼠标右键，即可弹出一个弹出式菜单，这个菜单也称为导航菜单，如图1-12所示。

图 1-13 弹出式菜单
图1-12菜单命令布局说明：
最近的两次操作命令即：重复命令
和重复命令。

点击其中的一个命令，可对此命令进行再次操作。

“重复命令和重复命令。