数控雕刻机的工作原理及应用

数控雕刻机的分类

数控雕刻机包括木工雕刻机、石材雕刻机、广告雕刻机、玻璃雕刻机、激光雕刻机、等离子雕刻机、激光切割机，但是基本都有着相似的特点。就拿广告雕刻机来说，从功能上来看电脑雕刻机分为小功率雕刻机和大功率雕刻机两大类。

小功率雕刻机指的是雕刻电机功率较小的雕刻机（一般80-200W），由于其雕刻电机功率较小，每次只能应用于切削面较少的精细加工。比如：胸牌、沙盘模型、工艺品表面加工等。这类雕刻机无法进行大功率雕刻和切割。

大功率雕刻机是指雕刻电机功率在700W以上的雕刻机。这类雕刻机不仅可以进行小功率雕刻，还可以进行大功率雕刻。比如：制作水晶字、各类广告标牌、板材的不规则下料成型、人造石材的加工等。因为其功率大，所以一次可以切下30mm厚的有机玻璃或者用成型刀进行大功率成型雕刻。

数控雕刻机的工作原理

计算机数控雕刻机实际是一个三维数控系统，其工作原理如图所示：

通用微型计算机内安装专用的设计排版软件进行图形、文字的设计、排版，自动生成加工路径信息，通过USB接口或其他数据传输接口将刀具路径数据传输给单片机，数控系统接收

刀具路径数据，完成显示和用户交互等一系列功能后，用特定的算法将输入的路径信息转化为数控信息，控制器把这些信息转化为驱动步进电机或伺服电机的信号（脉冲串），控制雕刻机X,Y,Z三轴的走刀。同时进行铣削，即可雕刻出在计算机上设计的各种平面或立体的图形文字，实现雕刻自动化。

数控雕刻机的应用领域

1.广告及礼品制作业，用于雕刻各类双色板标牌、有机玻璃、三维广告牌、双色人物雕像、浮雕奖章、有机板浮雕、立体门头字等。

2.模型制作业，制作沙盘模型、房屋模型等。

3.模具制作业，雕刻纽扣浮雕模、印刷烫金模、注塑模、冲压模、鞋模等。

4.木器业，用于浮雕图案设计及制作。

5.印刷电路板新产品开发中的电路制作，钻孔，铣槽等。

6.印章业，各类字体各类材料的印章雕刻。

7.电火花加工机床电极雕刻加工。

8.机械加工业，刻度盘及标尺刻度。

9.汽车工业，轮胎模具，车灯模具及装饰品模具加工。

而且，随着各种新型装饰品材料的不断出现，能用于雕刻的材料越来越多，使得计算机数控雕刻机有了更大的用武之地，因此，计算机数控雕刻机的应用范围还将不断扩大。

数控雕刻机的特点

CNC雕刻机也叫数控雕刻机，它体现的是一种自动化以及机械化的生产模式。从加工原理上讲是一种钻铣组合加工，通过CAM软件中设计好的任意图案，字体，三维路径进行电脑式计算加工路径。

CNC雕刻机作为一个独特的专业技术，在应用上有以下特点：

一、与相关行业对比，它在以下方面具有鲜明的特色

1、使用高精密高速主轴电机

使用精密高速主轴电机是小刀具高速雕刻的基本保证！高速精密主轴电机的"高转速、高精度、低噪音、低震动、高速恒功率"等特点，确保小刀具可获得较高的切削线速度、保持较高的旋转精度、产生足够的高速切削力、较少震动和跳动断刀。

2、艺术曲面造型方法和几何曲面造型方法相结合

随着CNC雕刻应用面的不断扩大，"雕刻"不再仅仅是"画龙点睛"了，已逐步渗透到产品设计和产品加工领域中，这样要求"雕刻"设计工具必须具有一定的曲面造型功能，更由于"雕刻"是一种独特的设计方法，需多产品的形态是无法用准确的数字函数表达，取决于设计者的感觉，只有艺术曲面和几何曲面混合造型才能保证"雕刻"在工业领域中能有更辉煌的表现。

3、精确制图机制和艺术制图机制相结合

"雕刻"是一门艺术，其设计工具必须为设计者提供方面的创意空间！"雕刻"进入工业领域，其设计工具还必须遵守"尺寸精确"的工业设计原则！

4、小刀具高速雕刻技术和工艺

"雕刻"的内涵是精细，工业领域中"雕刻"所承担的工作90%以上是常规大刀"无能为力"的，必须使用小刀具精雕细刻才能完成，机械雕刻机师可利用其丰富的经验和娴熟的技巧尽量避免断刀，从而保证雕刻效率！CNC雕刻是由计算机控制完成，CNC雕刻机使用小刀具进行高效精细雕刻就需要有专业的CNC雕刻加工技术和工艺来支持，这就是当前加工流行

的"高速切削技术"和CNC雕刻独有的"等量切削技术"！

二、CNC雕刻机在位置控制系统上有以下特点

1、位置控制系统具有较高的控制精度。数控机床常用于精密机械的零件加工，石材雕刻机所以对位置控制系统的动态和静态控制精度有较高的要求。

2、位置控制系统的动态响应要快，使系统有良好动态跟随性能，尽快消除负载扰动对系统速度的影响。

3、位置控制系统具有较高稳定性，是数控系统征程工作的前提，它有控制系统的结构。

4、位置控制系统具有较高的可靠性。

三、CNC雕刻机及其专业雕刻软件的特点

1、可以输入影像文档，如pcx，bmp,jpg,tip等，利用计算机进行向量化处理。

2、内含170种字形，可对任何字形、图形进行描绘、设计和排列。

3、可由2D轮廓制造3D曲面，曲面可重叠，进行自动熔接，并可帖附任何3D花纹、图形和文字，进行艺术雕塑。

4、逆向工程功能，可以接受点的信息后，生成相应的曲面，进行CAD工作，可以生产CAM的技工路径，并进行加工。如果配备激光扫描系统，则可完成样品扫描测绘至雕刻加工成型整个过程，其速度快，精度高。

5、立体浮雕，人物、动植物的3D造型。影像文档通过灰度分析后，可以产生曲面、浮雕文档，并进行相片立体雕刻加工。

6、可升级四轴、五轴加工。利用四轴，可完成各种压花轮从设计至CAD/CAM的制作。

7、超硬度切削加工，超细字加工。

8、兼容多种专业或特殊加工软件，可读取ICES、DXF等资料，具备完整刀具库，可生成各种高精度的刀具路径。

9、开放式后处理器。

激光雕刻机

激光具有极高的发光强度，同时又具有方向性，相干性，单色性，激光通过激光器产生后由反射镜传递并通过聚集镜照射到加工物体上，使加工物体表面受到强大的热能而温度急剧增加，使该点因高温而迅速的融化或者汽化，配合激光头的运行轨迹从而达到加工目的。