数控雕刻机课件

数控雕刻快速成型制造数控雕刻快速成型制造 杨雪荣杨雪荣广东工业大学广东工业大学教学要求：教学要求：l了解数控雕刻机的结构、原理了解数控雕刻机的结构、原理l了解数控雕刻机的主要功能了解数控雕刻机的主要功能l了解数控雕刻机使用方法了解数控雕刻机使用方法广东工业大学广东工业大学l快速成形技术快速成形技术RP：是是90年代发展起来的一项高新技术。年代发展起来的一项高新技术。是在现代是在现代CAD/CAM技术、计算机数控技术以及新材料技术的技术、计算机数控技术以及新材料技术的基础上集成发展起来的。基础上集成发展起来的。RP技术在不需要任何刀具、模具及工装卡具的情况下，可将技术在不需要任何刀具、模具及工装卡具的情况下，可将任意复杂形状任意复杂形状的设计方案快速转换为三维的的设计方案快速转换为三维的实体模型或样件实体模型或样件，这就，这就是是PR技术所具有的潜在的革命意义。技术所具有的潜在的革命意义。广东工业大学广东工业大学RP技术产生背景技术产生背景l随着全球市场一体化的形成，制造业的竞争十分激烈，产品的开随着全球市场一体化的形成，制造业的竞争十分激烈，产品的开发速度日益成为主要矛盾。在这种情况下，自主快速产品开发发速度日益成为主要矛盾。在这种情况下，自主快速产品开发(快速设计和快速工模具快速设计和快速工模具)的能力的能力(周期和成本周期和成本)成为制造业全球竞成为制造业全球竞争的实力基础。争的实力基础。l制造业为满足日益变化的用户需求，要求制造技术有较强的灵活制造业为满足日益变化的用户需求，要求制造技术有较强的灵活性，能够以小批量甚至单件生产而不增加产品的成本。因此，产性，能够以小批量甚至单件生产而不增加产品的成本。因此，产品的开发速度和制造技术的柔性就十分关键。品的开发速度和制造技术的柔性就十分关键。l从技术发展角度看，计算机科学、从技术发展角度看，计算机科学、CAD技术、材料科学、激光技术、材料科学、激光技术的发展和普及为新的制造技术的产生奠定了技术物质基础。技术的发展和普及为新的制造技术的产生奠定了技术物质基础。广东工业大学广东工业大学用途用途新产品设计验证新产品设计验证l设计思想验证：检验实物是否体现了造型、结构等方面的设计思想，同设计思想验证：检验实物是否体现了造型、结构等方面的设计思想，同时也可检验原设计是否存在缺陷。时也可检验原设计是否存在缺陷。l功能验证：检验零件的某些性能是否满足要求，例如使用的舒适性等。功能验证：检验零件的某些性能是否满足要求，例如使用的舒适性等。l工艺性验证：用实物检验零件的可制造性、可装配性。增强设计部门和工艺性验证：用实物检验零件的可制造性、可装配性。增强设计部门和制造部门的沟通，促进制造部门的沟通，促进DFX和和CE技术的实施。技术的实施。l包装和运输方面，需要通过实体模型分析包装、存贮、运输等各个环节包装和运输方面，需要通过实体模型分析包装、存贮、运输等各个环节中的情况，优化产品在内包装盒或纸箱中的排列。中的情况，优化产品在内包装盒或纸箱中的排列。广东工业大学广东工业大学用途用途新产品设计验证新产品设计验证 在产品开发研制在产品开发研制过程的不同阶段中，过程的不同阶段中，设计修改对产品成本设计修改对产品成本的影响以指数级数上的影响以指数级数上升。如果设计方案在升。如果设计方案在早期修改得越完善，早期修改得越完善，在修改代价越来越昂在修改代价越来越昂贵的后期阶段，不得贵的后期阶段，不得已的反复就会越少，已的反复就会越少，产品的研发总成本就产品的研发总成本就越低。越低。广东工业大学广东工业大学用途用途制作样件制作样件l向用户提供样件，有利于用户对设计进行评价，有利向用户提供样件，有利于用户对设计进行评价，有利于对用户订货的快速反应。于对用户订货的快速反应。l向销售部门提供样件，进行市场宣传。向销售部门提供样件，进行市场宣传。l为工程投标提供样件，为竞标创造有利条件。为工程投标提供样件，为竞标创造有利条件。l实物模型使得设计思想更易理解，因而具有更好的说实物模型使得设计思想更易理解，因而具有更好的说服力，有利于促销、竞标。服力，有利于促销、竞标。广东工业大学广东工业大学设计原形制作设计原形制作摩托车样件摩托车样件广东工业大学广东工业大学设计原形制作设计原形制作汽车样件汽车样件广东工业大学广东工业大学设计原形制作设计原形制作电器产品电器产品广东工业大学广东工业大学展览展示展览展示广东工业大学广东工业大学功能测试功能测试广东工业大学广东工业大学金属零件金属零件快速铸造快速铸造THANK YOUSUCCESS2023-2-314广东工业大学广东工业大学用途用途制作雕塑艺术品制作雕塑艺术品l雕塑包括艺术创作过程和加工制作的过程。制作过程的失误可能使最终雕塑包括艺术创作过程和加工制作的过程。制作过程的失误可能使最终的作品无法体现原有的创作思想。的作品无法体现原有的创作思想。RPM技术可以使制作过程避免失真，技术可以使制作过程避免失真，真实体现雕塑家的创作思想。真实体现雕塑家的创作思想。广东工业大学广东工业大学l减速快速原型减速快速原型 将三维数据模型转化为实物模型的方法之一，减将三维数据模型转化为实物模型的方法之一，减式的意思即通过加工去除模型之外的材料式的意思即通过加工去除模型之外的材料 广东工业大学广东工业大学应用减式快速原型技术带来的益处有：应用减式快速原型技术带来的益处有：l提高效率同时降低成本；提高效率同时降低成本；l只需几天时间提交模型；只需几天时间提交模型；l不会给人力资源带来额外负担；不会给人力资源带来额外负担；l可加工的原材料来源广泛可加工的原材料来源广泛（ABS 工程塑料、压克力工程塑料、压克力(有机玻璃有机玻璃)、化学木、石膏、苯乙烯泡沫塑料、模型蜡、迭尔林化学木、石膏、苯乙烯泡沫塑料、模型蜡、迭尔林(聚甲醛树酯聚甲醛树酯)、尼龙等、尼龙等）l生成的模型表面质量高于市场上很多类型的快速成型机生成的模型表面质量高于市场上很多类型的快速成型机生成的表面质量。生成的表面质量。广东工业大学广东工业大学 减式快速原型减式快速原型(SRP)与传统的增式处理（堆叠与传统的增式处理（堆叠式）技术相比，具有加工材料广泛并且价格低廉、式）技术相比，具有加工材料广泛并且价格低廉、切削表面光整度高等特点。切削表面光整度高等特点。广东工业大学广东工业大学减式快速原型机的加工步骤一般可分为以下五步：减式快速原型机的加工步骤一般可分为以下五步：1、创建、创建CAD模型。模型。CAD模型可以来源于模型可以来源于CAD软件建模生成，也可以是逆软件建模生成，也可以是逆向扫描设备生成的点云文件。向扫描设备生成的点云文件。2、将、将CAD模型导入至切削软件。模型导入至切削软件。3、创建刀轨。在创建刀轨之前，可调整模型的大小、切削的深度、表面质、创建刀轨。在创建刀轨之前，可调整模型的大小、切削的深度、表面质量等相关内容。量等相关内容。4、发送数据至、发送数据至CNC加工设备。加工设备。CNC加工设备读取导轨数据后，开始加工。加工设备读取导轨数据后，开始加工。5、加工。将原材料安装在、加工。将原材料安装在CNC机床上面，通过主轴旋转带动刀具去除模机床上面，通过主轴旋转带动刀具去除模型之外的材料，最终生成实物模型。型之外的材料，最终生成实物模型。广东工业大学广东工业大学l数控雕刻机数控雕刻机 广东工业大学广东工业大学硬件系统硬件系统l数控雕刻快速成型机是四轴控制，分别为数控雕刻快速成型机是四轴控制，分别为X轴、轴、Y轴、轴、Z轴和旋转轴。轴和旋转轴。l主轴采用功率为主轴采用功率为 100W 的直流电机，转速范围的直流电机，转速范围4500 rpm至至 15000 rpm,最高精度是最高精度是0.002 mm/步，工作步，工作范围是范围是305 mmX 305 mmY 105 mmZ，广东工业大学广东工业大学l软件系统软件系统 与硬件系统配套的刀轨生成软件是与硬件系统配套的刀轨生成软件是SRPPlayer软软件，件，SRPPlayer软件可用来确定铣削方向、模型大小、软件可用来确定铣削方向、模型大小、铣削方式、创建和显示刀具路径，并可显示预览结果铣削方式、创建和显示刀具路径，并可显示预览结果以及加工剩余时间，简化了加工过程并可获得光滑、以及加工剩余时间，简化了加工过程并可获得光滑、精确的模型表面。软件的操作界面如图所示。精确的模型表面。软件的操作界面如图所示。广东工业大学广东工业大学广东工业大学广东工业大学 SRPPlayer软件的操作流程是根据右边操作菜单栏从上至下的软件的操作流程是根据右边操作菜单栏从上至下的1-5步顺序完成操作。步顺序完成操作。l“模型大小与方向模型大小与方向”可导入可导入 STL、IGES、DXF和和3DM 格式文格式文件，并根据工件的大小更改数字模型的大小与方向；件，并根据工件的大小更改数字模型的大小与方向；l“铣削方式铣削方式”可根据加工需求调整加工精度，以达到提高效率或可根据加工需求调整加工精度，以达到提高效率或者提高精度的效果；者提高精度的效果；l在在“创建刀轨创建刀轨”输入原材料的大小、刀具的选择并创建刀轨；输入原材料的大小、刀具的选择并创建刀轨；l“预览结果预览结果”可直观预览加工模型；可直观预览加工模型；l“执行切割执行切割”将生成的刀轨数据发送到机器并开始切割加工。将生成的刀轨数据发送到机器并开始切割加工。广东工业大学广东工业大学lPanel软件是与硬件系统配套的控制面板软件，软件是与硬件系统配套的控制面板软件，Panel软件直接软件直接控制机器的运转、移动等一些参数，可直观、方便地调整机器的控制机器的运转、移动等一些参数，可直观、方便地调整机器的作业。作业。Panel软件如图软件如图13-6所示。所示。广东工业大学广东工业大学l数控雕刻快速成型操作流程数控雕刻快速成型操作流程 THANK YOUSUCCESS2023-2-327