1、-1-第一章 初识雕刻软件 JDPaint 本 章 要 点 CNC 雕刻技术 CNC 雕刻的特点 精雕 CNC 雕刻系统 认识 JDPaint 雕刻软件北京精雕科技有限公司 版权所有 翻印必究-2-1.1 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
2、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
3、）、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
4、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、小进给第一章 CNC 雕刻系统和 JDPaint 4.0-3-和快走刀的加工方式
5、，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。CAD建 模CAM编 程 数 控 系 统M编 程技 术 支 持产 品 说 明 雕 刻 成 品几 何 模 型 NC程 序 控 制 信 号CN雕 刻 机图 1-1 CNC 雕刻流程产品说明 包括了加
6、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
7、理的工艺方案，选择合适的雕刻手段生成实际的刀具轨迹。最终形成控制雕刻机运动和工北京精雕科技有限公司 版权所有 翻印必究-4-作状态的 NC 程序。NC 程序 实际上就是有序的控制指令集，可以包括使用的刀具、主轴转速、进给速度、冷却状态、刀具位置、走刀方式等的控制指令。因为 NC 程序的主要内容是刀具运动位置信息，所以人们通常称为刀具路径。NC 程序是凝聚了雕刻人员从分析、设计、工艺规划等一系列工作的劳动成果。控制信号 数控系统是将 NC 程序解释成控制信号，输送到 CNC 雕刻机上，控制雕刻机的主轴和刀具运动，最终完成产品的雕刻作业，这个过程都是自动完成的。特别需要注意的是：CNC 雕刻过程聚
8、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
9、 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
10、统的基本组成如图 1-2 所示。第一章 CNC 雕刻系统和 JDPaint 4.0-5-PhotShopCorelDrawPro/E平 面 扫 描 仪3D扫 描 仪3测 量 机AutoC 输 入 接 口 平 面 设 计 曲 面 造 型 艺 术 浮 雕几 何 模 型平 面 雕 刻 曲 面 雕 刻刀 具 路 径ENG雕 刻 文 件MasterCAMJDPost软 件 JDSimu软 件EN3D软 件数 控 系 统主 轴 运 动 XYZ轴 运 动 转 轴 运 动 对 刀 仪 控 制刀 具 运 动雕 刻 成 品操 作 设 置JPGPLTDXFIGESBMPVRLSTLNC状 态 反 馈JDPaint软
11、 件精 雕 CN雕 刻 机产 品 说 明 、 实 物 原 型图 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
12、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。北京精雕科技有限公司 版权所有 翻印必究-6-1.2 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
13、要部件：标题栏 显示当前正在执行的应用程序和正在处理的文件名称。菜单栏 菜单栏列出了应用程序可使用功能的分类。状态工具栏 状态工具栏中的每个按钮分别对应了的不同的命令工具状态，每种状态对应不同的系统工作环境，从而完成相应的对象操作。观察工具栏 最常用的工具栏之一，主要支持平面视图和三维视图操作。导航工具栏 用于引导用户进行与当前状态或操作相关的工作。第一章 CNC 雕刻系统和 JDPaint 4.0-7-颜色工具栏 颜色工具栏可设置对象的显示颜色或者填充颜色。操作提示栏 显示正在使用功能的操作过程提示和操作结果。坐标提示窗口 显示鼠标在工作窗口中的坐标位置。输入窗口 一些功能的操作过程允许通过
14、键盘输入坐标或数值数据。这时，位于操作提示栏上的输入窗口会自动打开，准备接受键盘输入。所有的键盘输入，必须在西文输入状态下进行。2D/3D 输入按钮 该按钮提示为”投影”时, 此时键盘输入的三维点或者空间捕捉点将直接投影到当前绘图平面上，作为当前绘图平面上的输入点。该按钮提示为”空间”时, 此时键盘输入的三维点或者空间捕捉点将作为系统三维空间点直接输入。坐标系转换按钮 该按钮提示为”U”时，此时键盘输入的点，将作为 当前绘图面坐标系下输入的点处理。该按钮提示为”W”时，此时键盘输入的点，将作为系统世界坐标系下输入的点处理。工作窗口 用来绘图和对图形进行操作的区域。工作区 用来表示设计工作的框架
15、。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
16、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。北京精雕科技有限公司 版权所有 翻印必究-8-图 1-4 状态工具栏图形选择工具 系统常规工作状态。在该状态下，可以进行常规的对象选取、绘图、编辑、变换、构造曲面、生成加工路径等操作。节点编修工具 系统特殊工作状态图形节点编辑与曲线修边编辑状态。在该状态，可以观察到
17、图形节点的基本构成，并能通过对图形节点、控制点及曲线的移动、拉伸、删除等操作，对常规图形、文字、艺术变形等对象进行局部编修或变形处理。文字编辑工具 在该状态下，可以进行文字的录入、编辑、排版。艺术变形工具 在该状态下，可以对图形、文字等对象进行封套、透视、推拉、拉链和扭转等艺术变形。图象矢量化工具 在该状态下，可以对图象对象按灰度阈值或者按指定颜色区域，提取轮廓曲线和中心线。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：虚拟雕塑工具 在该状态下，可以对艺术浮雕曲面进行编辑。该工具是由 Visual Sculpting 1.0 所提供的功能。虚拟雕塑工
18、具使得编辑艺术浮雕曲面如同修改平面图象一样方便快捷，特别适合复杂的人物、花草的造型创意。曲面造型工具 该状态为工业模具设计服务，提供了复杂曲面的三维设计环境，还提供个一系列功能强大的三维线框设计功能和强大的 NURBS 曲面造型功能。该工具是由北京进取者软件有限公司在 JDPaint 平台上研发的 SurfMill 1.0 所提供的。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 JDPai
19、nt 系统中十分重要第一章 CNC 雕刻系统和 JDPaint 4.0-9-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，
20、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。北京精雕科技有限公司 版权所有 翻印必究-10-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
21、 1-7 所示。第一章 CNC 雕刻系统和 JDPaint 4.0-11-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)
22、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
23、辑、变换、艺北京精雕科技有限公司 版权所有 翻印必究-12-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
24、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。下拉式菜单第一章 CNC 雕刻系统和 JDPaint 4.0-13-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
25、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：在绘图区点击鼠标右键弹出此菜单北京精雕科技有限公司 版权所有 翻印必究-14-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”只有在进行了两次不同的操作之后才会显示出来。 （除撤消、重做命令及视窗操作的命令） 。对象属性 选中一个或一组对象，可查看它们的属性。不选择对象，此命令不显示。观察命令 即窗口观察、全部观察、选择观察、上次观察。这四个命令始终存在于导航菜单中供你选择执行。辅助线编辑 鼠标未指向辅助线，此命令不显示。用鼠标指向一条辅助线，点击右键，可弹出辅助线编辑的对话框。重画 此命令用于重画当前视图。
