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     摘要：針對(duì)表面形狀復(fù)雜的工藝品圖案加工問題，具體討論了利用 CAXA 線切割軟件對(duì)圖形進(jìn)行矢量化處理，得到相應(yīng)的輪廓曲線，然后生成 HL 線切割系統(tǒng)能夠識(shí)別的 3B 程序，導(dǎo)入到線切割機(jī)床，最后對(duì)線切割機(jī)床進(jìn)行對(duì)刀操作，完成零件的加工。

     關(guān)鍵詞：矢量化3B 代碼線  切割對(duì)刀

     引言

    日常生活中有很多表面形狀復(fù)雜的工藝品圖案，如心形、五角星、生肖圖案、圖騰圖案等。這些圖案圖形較為復(fù)雜，零件厚度薄，輪廓加工質(zhì)量要求較高。通常，用電火花線切割機(jī)床切割是加工該類零件的最佳方法之一。電火
花線切割主要是利用移動(dòng)的細(xì)金屬導(dǎo)線（鉬絲）作電極，在線電極和工件之間加上脈沖電壓，利用脈沖放電來火花放電，利用熱能腐蝕金屬表面，使工件材料局部熔化或氣化，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)工件材料的電蝕切割加工。對(duì)于此類零
件加工，一般采用如下步驟進(jìn)行。

    1 、圖紙獲取

   
    加工圖案首先需要有相應(yīng)的圖形或圖紙，然后進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚聿拍軌蜻M(jìn)行線切割加工。圖形獲取有兩種方法，如圖 1。

    （1）制圖軟件繪制。對(duì)于簡單圖形（如五角星圖案），采用機(jī)械軟件 AutoCAD 或者國產(chǎn)軟件 CAXA 電子圖版進(jìn)行圖案的繪制。繪制時(shí)需要注意，為了更好的生成線切割程序，盡量將圖形處理成封閉圖形。因 HL 線切割系統(tǒng)只
識(shí)別 DAT/DXF 格式文件，對(duì)于 AUTOCAD 文件，默認(rèn)文件保存格式為 DWG，選擇“文件 - 另存為 - 文件類型中選擇 AUTOCAD2000.dxf(或者更低版本)”。對(duì)于 CAXA 電子圖板文件，默認(rèn)文件保存格式為 EXB，選擇“文件 -DXF/DWG批轉(zhuǎn)換器 - 設(shè)置”進(jìn)行轉(zhuǎn)換，如圖 2、圖 3。

      圖 2 AutoCAD 中 DXF 文件保存

      圖 3 CAXA 電子圖版 EXB文件轉(zhuǎn)換為 DXF 文件

     （2）對(duì)于稍復(fù)雜零件或者平面圖案來說(如工藝品圖案)，采用制圖軟件繪制過度復(fù)雜，可采用矢量化工具（如CAXA 線切割）得到圖紙。CAXA 線切割的位圖矢量化功能可以將 BMP 等格式的圖形文件進(jìn)行矢量化處理，生成可用于加工編程的輪廓線。該功能解決了實(shí)物、美術(shù)畫、美術(shù)字等各種有實(shí)物無尺寸圖案的加工編程難題，原先一些難以加工甚至不能加工的零件，可以通過掃描儀將圖片或?qū)嵨镛D(zhuǎn)換為圖像輸入，利用位圖矢量化處理，生成矢量圖，并生成加工代碼，便能極為便利地對(duì)其進(jìn)行編程和加工，減輕了編程的難度，提高了生產(chǎn)的效率和質(zhì)量。以工藝品圖案為例，盡量尋找背景對(duì)比度大的圖案，如果圖案為彩色或?qū)Ρ榷容^低圖案，可采用 PS 軟件進(jìn)行摳圖，并將文件保存為 BMP 位圖格式，獲得圖片后，打開CAXA 線切割軟件，選擇“繪制 - 高級(jí)曲線 - 位圖矢量化-矢量化”，選擇圖片。可以直接進(jìn)行矢量化處理的圖形文件主要有 BMP、GIF、JPG、PNG、PCX 格式，其他格式的文件需要轉(zhuǎn)換成以上幾種格式文件后再進(jìn)行矢量化。

      在系統(tǒng)彈出的矢量化菜單中，進(jìn)行適當(dāng)選擇。選擇描亮色域邊界。系統(tǒng)提供三種背景選項(xiàng)，描暗色域邊界、描亮色域邊界和指定臨界灰度值。當(dāng)圖像顏色比背景顏色，選擇“描暗色域邊界”；當(dāng)圖像顏色比背景顏色淺時(shí)，選擇“描亮色域邊界”；臨界灰度值可由系統(tǒng)取得的位圖灰度平均值，選擇“指定臨界灰度值”。選擇擬合方式圓弧擬合。系統(tǒng)提供兩種擬合方式，直線擬合生成的輪廓只包含直線；圓弧擬合產(chǎn)生的輪廓由圓弧和直線組成。兩種擬合方式均能保證擬合精度，圓弧擬合優(yōu)點(diǎn)在于生成的圖形比較光滑、線段少，因此生成的加工代碼也較少。選擇精細(xì)擬合精度。擬合精度越高輪廓形狀就越精細(xì)，但并不是精度越高就越好，需要根據(jù)使用情況的精度要求等方面來選擇，精度選得過低會(huì)使輪廓形狀出現(xiàn)較大偏差，精度選得過高，生成的輪廓可能會(huì)出現(xiàn)較多的鋸齒。

     圖像實(shí)際寬度可選擇默認(rèn)設(shè)置。若圖像過大，可先用矩形限定大小，利用放縮及移動(dòng)命令將圖形放入。完成矢量化功能后，位圖多了藍(lán)色邊線，如圖 4。

圖 4

     選擇“繪制 - 高級(jí)曲線 - 位圖矢量化 - 清除位圖”，得到相應(yīng)的圖形。2 3B 代碼生成利用 CAXA 線切割軟件生成 3B 代碼導(dǎo)入機(jī)床中。選擇“線切割 - 軌跡生成”，在線切割軌跡生成參數(shù)表中設(shè)定符合機(jī)床的參數(shù)，選擇“線切割 - 生成 3B 代碼”，拾取相應(yīng)加工軌跡，生成對(duì)應(yīng) 3B 代碼，如圖 5、圖 6。

      3 、線切割機(jī)床加工

     首先在 U 盤里，建立 WSNCP 文件夾（此文件夾為 HL系統(tǒng)可識(shí)別文件夾，所有 3B 文件、DXF 文件都需放入此文件夾才可讀取）。

  
     啟動(dòng)機(jī)床電腦前，插好 U 盤，系統(tǒng)啟動(dòng)進(jìn)入設(shè)置時(shí)，選擇 2.USB，進(jìn)入 HL 系統(tǒng)后，選擇“繪圖編程 - 數(shù)據(jù)程序- 載入代碼 -F4 調(diào)盤”，選擇對(duì)應(yīng) 3B 文件，選擇“退回 -文件另存為”，F(xiàn)4 調(diào)盤選擇 D 盤（此盤為線切割內(nèi)部自帶虛擬盤，用來存儲(chǔ)加工用 dxf 文件及 3B 文件）。完成文件另存為后，選擇“繪圖編程 - 數(shù)據(jù)程序 - 代碼存盤”，此時(shí)代碼會(huì)以上步文件名保存。退出系統(tǒng)，選擇“加工 #1- 切割”，選擇相應(yīng) 3B 文件。

     4 、線切割對(duì)刀

     按下 F12 鍵解除電腦對(duì)機(jī)床的進(jìn)給鎖定，按下 F11 鍵啟動(dòng)高頻，調(diào)整機(jī)床減小電流，打開冷卻液，將電極絲進(jìn)行手搖移動(dòng)靠近工件，以剛好產(chǎn)生電火花為準(zhǔn)，此時(shí)線切割機(jī)床完成對(duì)刀操作。按下 F12 鍵進(jìn)行機(jī)床機(jī)床鎖定，按下 F1 開始自動(dòng)加工。

    5 、結(jié)論

    對(duì)工藝圖案進(jìn)行加工時(shí)需要采取以下幾個(gè)步驟：
 
    （1）選擇高對(duì)比度圖案，并保存成 BMP 等格式；
    （2）導(dǎo)入 CAXA 線切割軟件中，進(jìn)行矢量化處理，并對(duì)非封閉圖形進(jìn)行修正；
    （3）利用 U 盤導(dǎo)入到機(jī)床中，需要先另存文件然后代碼存盤。

     本文主要是討論了復(fù)雜工藝品圖案的線切割編程加工方法，利用 CAXA 線切割對(duì)位圖矢量化處理，生成矢量圖，并生成加工代碼，便能極為便利地對(duì)圖形進(jìn)行編程和加工，減輕了編程的難度，提高了生產(chǎn)的效率和質(zhì)量，擴(kuò)大了電火花線切割加工方式的應(yīng)用范圍。