雕刻產品造型美觀，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品的需求更是出現了前所未有的增長。而具有漂亮雕刻外觀的產品在價格上通常遠遠高出沒有采用雕刻工藝的同類產品，因此很多制造廠商把引入雕刻工藝作為提高產品附加值的一項重要手段。
數控雕刻是在計算機輔助設計、計算機輔助制造技術、計算機數控技術、高速銑削技術、激光技術等現代工業技術的基礎上發展起來的：在其成長過程中又根據雕刻應用的特殊性綜合了藝術設計和造型技術，使得數控雕刻成為一門獨特的專業技術。數控雕刻加工離不開雕刻CAD／CAM軟件、數控雕刻機及加工技術。
1 雕刻CAD／CAM軟件
數控雕刻的實施工具主要包括雕刻軟件和雕刻機。數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代工業中創造出價值。數控雕刻軟件用于雕刻類產品的圖文設計、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設計原則下，為用戶提供自由靈活的創意空間。
(2)在數控加工方面，數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，因此往進行數控雕刻編程時必須充分考慮小刀具高速雕刻加工工藝。
現在市場上的主流商業化數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。國產數控雕刻軟件主要有JDPamt，CAXA雕刻、文泰雕刻等。
2 數控雕刻機
硬件是軟件功能實現的物質基礎，因此數控雕刻加工軟件同樣離不開硬件的支持。國內雕刻機市場在短短幾年的時間內，實現了從完全依賴進口到自主研發、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控雕銑機。數控雕刻機與普通的數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、船舶等傳統機械行業。數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，鋁等軟質材料，應用領域主要是禮品、印章、模型、標牌、家具等輕工行業。
(2)數控銑床功率大、效率高、穩定性好。但加工軟質材料時表面欠光潔，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。與普通數控設備相比，數控雕刻機有著主軸轉速高、加工軟質材料效率高、表面光潔、性價比高等優點。
(3)數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、數控技術的發展，數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展。
3 數控雕刻加工技術
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。區域銑削加工的加工策略主要包括切法、環切法。行切加工策略由于規劃簡單而在區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。環切加工不存在行切加工的各種缺點，應用更為廣泛。環切加工的問題主要集中在平面輪廓等距問題、過渡連接刀軌規劃問題、殘留區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，近年來又出現了一些新的刀軌規劃算法。
(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輪廓外形和刀具外形自動調整雕刻深度，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進行浮雕設計與加工，后者從平面上的二維輪廓出發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系統與基于解析模型的CAD／CAM系統，采用反刀具等距法生成離散數據的精加工刀軌。ITO方法是根據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。
數控雕刻編程是近幾年發展起來的新技術，國外商業化軟件的多數核心技術未見公開發表．因此，深入研究數控雕刻編程技術，對于提升國內雕刻行業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
數控雕刻技術是隨著近年來制造行業的需求而發展起來的一項新技術，本文分析了傳統雕刻技術的弊端，并對目前國內外的主要數控雕刻軟件、雕刻機及加工技術進行了介紹。為開發具有自主知識產權的數控雕刻軟件做好了理論基礎。
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本文標題：數控雕刻軟件及數控技術概述
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