CN104680587A - 一种激光雕刻机五轴联动加工方法 - Google Patents

一种激光雕刻机五轴联动加工方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种激光雕刻机五轴联动加工方法，包括以下步骤：（一）、编程：（1）、建模；（2）、使用Rhinoceros软件创建三个图层；（3）、图像处理；（4）、使用Rhinoceros软件将第三步处理完的图片贴图到贴图网格；（5）、进行错误预览；（8）、进行计算；（二）、进行模拟；（三）、加工：模拟完成后，使用激光雕刻机通过三坐标轴XYZ轴、激光头旋转A轴、机床台面旋转台B轴的五轴联动进行加工。本发明改变了曲面在使用Uvlayout软件压平网格过程中有可能出现的拉伸和畸变的情况，贴图完整饱满无扭曲无缺陷，节省网格压平的步骤和时间，提高工作效率。

Description

一种激光雕刻机五轴联动加工方法
技术领域
本发明属于机械领域，具体地说涉及一种激光雕刻机五轴联动加工方法。
背景技术
 在机械加工领域，激光通过灰度图来识别加工深度，对于曲面的加工需要将相应的灰度图贴附到曲面的表面，从而使激光能够垂直于曲面或按需要的角度进行加工。
某一类曲面，如球、锥状曲面，在做成网格后，不是均匀分布的网格而是向中心收缩聚中，这类网格在使用Uvlayout软件压平过程中，中心位置由于网格密度过大，会出现扭曲变形，以至于贴图后也会按网格扭曲方向发生畸变，雕刻出来的纹理明显不符合需求，如果转而通过其他处理方式如上下分层，工作量会增加一倍，容易出错而且出现接缝，仍有明显缺陷。
发明内容
为了克服背景技术中的缺陷，本发明提供了一种激光雕刻机五轴联动加工方法。
本发明的技术方案是这样实现的：一种激光雕刻机五轴联动加工方法，包括以下步骤：
（一）、编程：
（1）、建模：使用Rhinoceros软件创建半球形模型，旋转成型；
（2）、使用Rhinoceros软件创建三个图层：创建用于模拟加工计算是否撞机的防碰撞网格图层和用于确定加工位置的定位网格图层及确定加工内容的贴图网格图层；
（3）、图像处理：使用Photoshop软件先将画布修改为8位灰度图，使用极坐标功能，将贴图极坐标到平面坐标，然后图像整体旋转180度，图像处理完成；
（4）、使用Rhinoceros软件将第三步处理完的图片贴图到贴图网格；
（5）、进行错误预览：使用GFAC LaserDesign计算软件检查贴图网格，使用GIMP软件进行灰度或透明度的调整；
（8）、进行计算：使用GFAC LaserDesign计算软件，按步骤，分别指定程序生成路径、选择机床型号、指定加工方式、指定加工深度，开始计算，计算程序需要按顺序分别选取定位网格、防碰撞网格、贴图网格；
（二）、进行模拟：使用GFAC Simulator模拟软件，模拟计算各轴移动中是否发生碰撞；
（三）、加工：模拟完成后，使用激光雕刻机通过三坐标轴XYZ轴、激光头旋转A轴、机床台面旋转台B轴的五轴联动进行加工。
本发明的有益效果是：本发明改变了曲面在使用Uvlayout软件压平网格过程中有可能出现的拉伸和畸变的情况，贴图完整饱满无扭曲无缺陷，节省网格压平的步骤和时间，提高工作效率。
附图说明
图1为本发明的原始图像；
图2为本发明的处理完成后的图像；
图3为本发明的最终效果贴图；
图4为本发明的建模示意图；
图5为本发明的旋转成型示意图；
图6为本发明的防碰撞示意图；
图7为本发明的定位网格示意图；
图8为本发明的贴图网格示意图；
图9为本发明的直接贴图产生扭曲示意图；
图10为本发明的修改为8位灰度示意图；
图11为本发明的极坐标示意图；
图12为本发明的选择极坐标到平面示意图；
图13为本发明的图像整体旋转180°示意图；
图14为本发明的贴图示意图；
图15为本发明的纹理错误预览示意图；
图16为本发明的预览提示正常示意图；
图17为本发明的可能出现的错误提示示意图；
图18为本发明的修改Alpha透明度示意图；
图19为本发明的计算示意图；
图20为本发明的开始计算示意图；
图21为本发明的模拟计算各轴移动中是否发生碰撞示意图。
具体实施方式
    为了更好地理解与实施，下面结合附图对本发明作进一步描述：目标是在直径43.86mm半球内壁雕刻满图案，涉及软件：机床附带计算软件GFAC LaserDesign、机床附带模拟软件GFAC Simulator、photoshop、gimp、Rhinoceros。
1、建模。使用Rhinoceros建模，采用旋转成型。见附图4、5；
2、创建三个图层：防碰撞网格（模型外形粗略网格，用于模拟加工计算是否撞机）、定位网格（确定加工位置）和贴图网格（加工内容），贴图网格可以直接复制定位网格。见附图6、7、8；
3、图像处理。由于贴图网格是向中心聚拢，直接贴图会像Photoshop中的极坐标一样弯曲变形，因此将贴图先反极坐标，再贴附。见附图9、10、11、12、13；
本例采用旋转成型，如果采用球体分割成半球面，则此处还需将图片高度压缩至50%并放置于画布下半部分。保存。
4、贴图。网格属性-材质-基本的-贴图文件。见附图14；
5、错误预览，见附图15、16、17、18；
如预览错误，需按错误提示进行灰度或透明度的调整。
6、计算。见附图19；
按步骤，分别指定程序生成路径、选择机床型号、指定加工方式（五轴）、指定加工深度，确定开始计算。计算程序需要按顺序分别选取定位网格、防碰撞网格、贴图网格。见附图20；
7、模拟。见附图21；
8、加工：模拟完成后，使用激光雕刻机通过三坐标轴XYZ轴、激光头旋转A轴、机床台面旋转台B轴的五轴联动进行加工。

Claims (1)

1.一种激光雕刻机五轴联动加工方法，其特征在于包括以下步骤：
（一）、编程：
（1）、建模：使用Rhinoceros软件创建半球形模型，旋转成型；
（2）、使用Rhinoceros软件创建三个图层：创建用于模拟加工计算是否撞机的防碰撞网格图层和用于确定加工位置的定位网格图层及确定加工内容的贴图网格图层； 
（3）、图像处理：使用Photoshop软件先将画布修改为8位灰度图，使用极坐标功能，将贴图极坐标到平面坐标，然后图像整体旋转180度，图像处理完成；
（4）、使用Rhinoceros软件将第三步处理完的图片贴图到贴图网格；
（5）、进行错误预览：使用GFAC LaserDesign计算软件检查贴图网格，使用GIMP软件进行灰度或透明度的调整；
（8）、进行计算：使用GFAC LaserDesign计算软件，按步骤，分别指定程序生成路径、选择机床型号、指定加工方式、指定加工深度，开始计算，计算程序需要按顺序分别选取定位网格、防碰撞网格、贴图网格；
（二）、进行模拟：使用GFAC Simulator模拟软件，模拟计算各轴移动中是否发生碰撞；
（三）、加工：模拟完成后，使用激光雕刻机通过三坐标轴XYZ轴、激光头旋转A轴、机床台面旋转台B轴的五轴联动进行加工。
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Denomination of invention: A five axis linkage processing method of laser engraving machine

Effective date of registration: 20211221

Granted publication date: 20180116

Pledgee: Shandong Lipeng Packaging Technology Co.,Ltd.

Pledgor: Shandong Zhongrui Industrial Development Co.,Ltd.

Registration number: Y2021980015610