加工[doc格式] 基于Vpstudio和UG的矢量化数控加工

基于Vpstudio和UG的矢量化数控加工

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机械设计与制造

MachineryDe s ign&Manufacture

第6期

2009年6月

文章编号:1001—3997(2009)06一Ol96—02

基于Vp studio和UG的矢量化数控加工

王继周李金华姚芳萍

(辽宁工业大学,锦州121001)(辽宁石化职业技术学院,锦州121001)

Vectorizationandnumerically——controlledmachiningbased0nwpstudioandU G

WANGJi—zhou,LIJin-hlla,YAOFang-ping2

(LiaoningUniversityofTechnology,Jinzhou 121001,China)

(LiaoningPetrochemicalVocationalandTechnologyCollege,Jinzhou 121001,China)

6 【摘要】将矢量技术引入数控加工,提出了基于矢量化的图片信息处理和数控加工方法,通过实例i

;介绍利用矢量化软件获取图片信息,并将矢量信息输入C AD/C AM软件进行模型绘制和加工的具体过{

l程,最后得出与图片样本很一致的加工效果.i

;关键词:矢量化;图片;数控m-v;

{ 【 Ab stract 】Integratingthevectorizationtechniquesintothenumerically-controlledMachiningisjiachieved.JByevectorization,einformationofpicturesbecomesthepoints,cuFi)e sands0on.Ande9

;geometryisproceededintoNCprogrammeintheCAMsoftware.Thevectorization,C AD,CAM are(fe一:

6scribedforanexamplebasedonthemethod.Goodagreementwiththecorrespondingresultsfromepc—i

X{tureisobtained.

6ii

!Keywords:Vectorization;Picture;Numerically-controlledmachininglE,_. ’】H…】舢0咖一】】】…】H…】H】】 h】】H】H)?】 o1

中图分类号:TH133.6文献标识码:A

1引言

随着社会的不断进步,人们不再满足对艺术品的视觉享受,

而是要想把设计出来的思想加工成看的见摸的着的艺术品.尤其

是对于模具加工企业而言,所拥有的C AD/C AM软件零件模具设

计中具有绝对优势,但是在艺术设计上却有所欠缺,面对用户的

艺术设想,无法加工出非常令人满意的效果_l1.实际中,如大型汽

车覆盖件模具上的车标图案加工,名人书法篆刻模型加工,甚至图片照片的数控加工实现等等都与此类似.因此,如何将艺术思想转变成C AM软件可利用的信息成为解决的有效途径之一.从数控加工的角度分析,C AM软件甚至数控机床利用的是

一

些数据(如坐标)进行加工,那么将图片矢量化成点,线等数据

信息就可以解决上述问题.本文结合矢量化软件VPstudio探索将图片信息矢量化,输入C AM软件U G中进行数控加工.

2图片信息矢量化

图片文件格式通常为bmp.jpg和gif等,这些格式不是UG的

讨论了一类工件加工时间依赖资源且工件间具有平行链约束的单机调度问题,目标函数为极小化加权总完工时间.此类问题对于实际机械加工制造生产有很好的应用价值.首先对链不允许中断的J睛况进行了讨论,给出了多项式时间的下降算法,在此基础上,对于链允许中断的隋况,定义了优先因子,最后给出了多项式时间的算法,用数值例子进行了说明.但对于工件加工时间依赖资源,工件间具有其它类型优先约束的问题还有待进一步讨论.1赵传立,唐恒永.链约束线性加工时间单机排序问题[J]_系统工程理论方

法应用,2004,t3(5),474^477

2赵传立,唐叵永.链优先约束单机随机排序问题[J].系统工程,2003,21

(5):43~47

3唐叵永,赵传立.排序引论[M].北京:科学出版社,2002

4闰杨,赵传立.一类受资源约束的单机调度问题[J].电机与控制,

2007,11(1):70--73

5闫杨,赵传立.一类安装时间受资源约束的单机成组排序问题[J].系统工

程与电子技术,2007,29(6):938-941

6闫杨,赵传立.一类安装时间和加工时间依赖资源的单机排序问题[J]_沈

阳师范大学,2006,24(4):403-.406

7闫杨,王大志,王洪峰,汪定伟.一类资源约束的单机成组调度问题[JJ.控

制理论与应用,2008,25(5):901-904

8秦仁杰,闻振卫.加工时间依赖资源的流水作业资源分配问题[J].运筹与

管理,2005,14(2):67.69

第6期王继周等:基于Vpstudio和UG的矢量化数控加工197

化.常用的图形矢量化软件有VPstudio,CADRaster和Corel

DRAW等,本文采用VPstudio软件将图形文件进行转化,具体步

骤,如图1所示.

图1矢量化步骤

3图片CAD/C AM

图片信息经过矢量化后,就转变成了由直线,圆弧和曲线组成的图形.这时进入UG的工作界面,单击[File 卜>[Import 卜

【CGM…】 ,选择前面存好的文件.细微的局部可能不便于加工,因此要根据技术要求,机床及刀具情况,对不便于加工的部位进行合理的修缮,也可绘制其他的图素,这样图片的C AD模型就建立好了.

4图片信息处理和数控加工实例

在实际生产中,图片的加工大致分为轮廓和区域铣削,本文拟采用区域铣削的GIF图形,如图2所示.因为”天下第一关”为名人书法笔迹,在现有字库中无法找到喜爱相匹配的字体,所以该字是在实物的数码照片上截取的.

图2图片的GIF模型

具体步骤如下:

(1)进入VPstudio软件工作界面,单击下拉菜单文件下的打开或输入,选择图2所示的图形文件.

(2)编辑该图形, 【光栅】一【色彩】一【色彩缩减】 ,弹出”直方图”对话框.通过颜色合并,最终将该图片合并的光栅图形,如图3所示;保存缩减,保存成”.VPL”型文件,确定退出对话框,再次装人如图2所示的图形文件,如上述步骤进入图3所示的”直方图”对话框,调入保存的”.VPL”文件,选择”颜色分离”,确定后输入分离基准名.

(3)进入VPstudio软件工作界面,单击下拉菜单文件下的打

开或输入,选择颜色分离后的目标光栅文件,编辑光栅后,选择

【矢量化】一【矢量化V】 ,弹出对话框后选择矢量化方法”轮廓线矢量化”,区域选择”全图”,确定后即可矢量化.

(4)选择”文件”下拉菜单中的”输出”,将矢量文件输出,文件

保存选用”CGM(.CGM)”或”DWG”等可在UG环境下输入的类型,保存完成操作.

(5)进入UG软件工作界面,新建一个文件,进入Modeling模

块, 【File]--+[Import]--+1 CGM…】或[DWG/DXF…】 ,选择步骤5中输出的文件,确定后即可输入矢量图形到工作界面.经过一系列CAD缄默和整理,完成的C AD模型(长方形板块长330 mm,宽1 OOmm,字槽深21nm),如图4所示.

图3直方图

图4 CAD模型

(6)进入UG”Manufacturing”模块,选用直径5 mm的平底铣

刀进行粗加工,去除大部分材料,切削参数为:SpindleSpeed:

1500r/min;Engage:30mm/min;Cut:50mm/min;Operation:

Face—

Milling_AREA;Part选长方体;CutArea选字槽底面;Cut

Method:FollowPeriphery;底部余量为零.

(7)选用直径1 mm的平底铣刀进行精加工,沿字的轮廓铣

削,修整成字形,切削参数为:SpindleSpeed:3000dmin;Engage:

30mm/min;Cut:150mmhnin;Operation:Face—

Milling__

ARE A;P art

选长方体;CutArea选字槽底面;CutMethod:Profile;底部余量为

零,加工效果,如图5所示.

图5粗精加工联合仿真

5结论

(1)通过图2和图5的对比,发现此种方法能够完整精确地

将模具图片信息处理和加工,忠实于原作,避免了手工勾画造成

的变形.

(2)扩大了数控铣床的加工功能,基本实现了利用数控铣床

进行图形雕刻.

参考文献

1夏美娟.3 D S M AX与ArtC AM结合在数控机床加工中的应用.机床与液

压,2005(12)

2谢国明,曾向阳,王学平.UG C AM实用教程.北京:清华大学出版社,2003

3李志尊,韩风起.UGNX C AD基础应用与范例解析.北京:机械工业出版

社,2004

4F.Y.Chen.MechanicsandDesignofCamMechanisms.Pergamonpress.New

York.1982