CN102819238B - 一种图文信息轮廓的雕刻方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种图文信息轮廓的雕刻方法，需雕刻图文信息为手工绘制图案或手工书写文字，该方法包括步骤：一、图文信息轮廓数据提取：采用人工提取或自动提取方法，提取需雕刻图文信息的轮廓数据；二、图文信息轮廓数据存储：对所提取出的需雕刻图文信息的轮廓数据进行存储，并生成一个数据存储文件；三、数控雕刻：采用数控机床且按数据存储文件内所存储信息，对需雕刻图文信息中的所有外轮廓线和所有内轮廓线分别进行雕刻加工。本发明方法步骤简单、实现方便、所需人力物力少且加工高效率高、雕刻加工精度高，能有效解决现有钢质字模手工打印方法存在的加工效率不高、所加工出来的图案或字体很难保证端正整齐、整体欠美观等问题。

Description

一种图文信息轮廓的雕刻方法

技术领域

本发明涉及一种数控雕刻方法，尤其是涉及一种图文信息轮廓的雕刻方法。

背景技术

现如今，许多机械制造产品，特别是国内外的知名品牌，一般都在其产品的显著位置（如主要零部件的外表面）雕刻有特殊的图案或字体标识，这既是其品牌身份的标志，也能同步显示其制造水准档次。目前，加工上述图案或字体标识加工时，所采用的传统雕刻方法一般是采用钢质字模手工打印方式。但实际使用过程中，上述传统加工所加工出来的图案或字体很难保证端正整齐，既欠美观，同时加工效率也不高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种图文信息轮廓的雕刻方法，其方法步骤简单、实现方便、所需人力物力少且加工高效率高、雕刻加工精度高，能有效解决现有钢质字模手工打印方法存在的加工效率不高、所加工出来的图案或字体很难保证端正整齐、整体欠美观等问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种图文信息轮廓的雕刻方法，需雕刻图文信息为手工绘制出来的图案或手工书写出来的文字信息，其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤一、图文信息轮廓数据提取：采用人工提取方法或自动提取方法，对需雕刻图文信息的轮廓数据进行提取；

所提取的轮廓数据包括需雕刻图文信息中所有外轮廓线和所有内轮廓线的平面位置数据，所述需雕刻图文信息中所述外轮廓线的数量为一条或多条，且所述需雕刻图文信息中所述内轮廓线的数量为一条或多条，且所述需雕刻图文信息中所有外轮廓线和所有内轮廓线均为封闭曲线；所述需雕刻图文信息中每一条所述外轮廓线的平面位置数据均包括该条外轮廓线上多个点的二维平面坐标数据，且所述需雕刻图文信息中每一条所述内轮廓线的平面位置数据均包括该条内轮廓线上多个点的二维平面坐标数据；

其中，采用人工提取方法提取时，先将记录有需雕刻图文信息的纸张叠放在坐标纸上；之后，再利用所述坐标纸，提取出所述需雕刻图文信息中所有外轮廓线和所有内轮廓线的平面位置数据；

采用自动提取方法提取时，先采用图像采集设备摄取所述需雕刻图文信息的平面图像；之后，将所获得平面图像传送至图像处理设备，再采用所述图像处理设备对所述平面图像进行处理，并相应提取出所述需雕刻图文信息中所有外轮廓线和所有内轮廓线的平面位置数据；

步骤二、图文信息轮廓数据存储：采用数据存储器，对步骤一中所提取出的所有外轮廓线和所有内轮廓线的平面位置数据分别进行存储，并相应获得包含m+n个数据组的数据存储文件；且进行数据存储之前，先对需雕刻图文信息中的所有外轮廓线和所有内轮廓线分别进行命名；

其中，m为所述需雕刻图文信息中所有外轮廓线的条数，n为所述需雕刻图文信息中所有内轮廓线的条数；

对步骤一中所提取出的所有外轮廓线的平面位置数据进行存储时，将m条外轮廓线的平面位置数据分别存入m个数据组中，且所有外轮廓线的平面位置数据的存储方法均相同；对任一条所述外轮廓线进行存储时，将步骤一中所提取出的该条外轮廓线上多个点的二维平面坐标数据，按照位置关系由前至后存入以该条外轮廓线的名称进行命名的一个数据组内；

对步骤一中所提取出的所有内轮廓线的平面位置数据进行存储时，将n条内轮廓线的平面位置数据分别存入n个数据组中，且所有内轮廓线的平面位置数据的存储方法均相同；对任一条所述内轮廓线进行存储时，将步骤一中所提取出的该条内轮廓线上多个点的二维平面坐标数据，按照位置关系由前至后存入以该条内轮廓线的名称进行命名的一个数据组内；

步骤三、数控雕刻加工：采用数控机床且按照步骤二中所述数据存储文件内所存储信息，对所述需雕刻图文信息中的所有外轮廓线和所有内轮廓线分别进行雕刻加工；

实际进行雕刻加工之前，先将步骤二中所述的数据存储文件存入所述数控机床的数据存储器内；同时，通过所述数控机床的参数设置单元对所述需雕刻图文信息中所有外轮廓线和所有内轮廓线的加工次序进行设定；且实际进行雕刻加工时，所述数控机床按照预先设定的加工次序，由先至后对所述需雕刻图文信息中的所有外轮廓线和所有内轮廓线分别进行加工。

上述一种图文信息轮廓的雕刻方法，其特征是：步骤一中采用人工提取方法提取之前，先通过复印机对需雕刻图文信息进行放大，之后再将放大后的记录有需雕刻图文信息的纸张叠放在坐标纸上；所述记录有需雕刻图文信息的纸张由多张图纸拼接而成，且将记录有需雕刻图文信息的纸张叠放在坐标纸上时，将多张所述图纸分别叠放在多张所述坐标纸上；之后，再将多张所述坐标纸拼接成一个整体式坐标纸；随后，利用所述整体式坐标纸，提取出所述需雕刻图文信息中所有外轮廓线和所有内轮廓线的平面位置数据。

上述一种图文信息轮廓的雕刻方法，其特征是：步骤一中利用所述坐标纸，对所述需雕刻图文信息中所有外轮廓线和所有内轮廓线的平面位置数据进行提取时，所有外轮廓线和所有内轮廓线的平面位置数据提取方法均相同；对于任一条外轮廓线来说，先用绘图笔且按照位置关系由前至后在该条外轮廓线上手工描出多个点，再利用所述坐标纸读出该条外轮廓线上所描各点的二维平面位置坐标；对于任一条内轮廓线来说，先用绘图笔且按照位置关系由前至后在在该条内轮廓线上手工描出多个点，再利用所述坐标纸读出该条内轮廓线上所描各点的二维平面位置坐标。

上述一种图文信息轮廓的雕刻方法，其特征是：任一条所述外轮廓线上所描出的前后相邻两个点之间的间距均为1mm～2mm，且任一条所述内轮廓线上所描出的前后相邻两个点之间的间距均为1mm～2mm。

上述一种图文信息轮廓的雕刻方法，其特征是：步骤一中采用自动提取方法提取时，先通过所述图像处理设备对所述平面图像进行放大处理；且采用所述图像处理设备对所述需雕刻图文信息中所有外轮廓线和所有内轮廓线的平面位置数据进行提取时，所有外轮廓线和所有内轮廓线的平面位置数据提取方法均相同；对于任一条外轮廓线来说，先采用画笔工具且按照位置关系由前至后在该条外轮廓线上描出多个点，再利用所述图像处理设备获取该条外轮廓线上所描各点所处像素位置的二维平面坐标；对于任一条内轮廓线来说，先采用画笔工具且按照位置关系由前至后在该条内轮廓线上描出多个点，再利用所述图像处理设备获取该条内轮廓线上所描各点所处像素位置的二维平面坐标。

上述一种图文信息轮廓的雕刻方法，其特征是：任一条所述外轮廓线上所描出的前后相邻两个点之间的间距均为0.1mm～0.2mm，且任一条所述内轮廓线上所描出的前后相邻两个点之间的间距均为0.1mm～0.2mm。

上述一种图文信息轮廓的雕刻方法，其特征是：步骤三中对所述需雕刻图文信息中的所有外轮廓线和所有内轮廓线分别进行雕刻加工之前，且将步骤二中所述的数据存储文件存入所述数控机床的数据存储器内之后，还需根据所述数据存储文件内所存储内容，且采用所述数控机床的控制器分别拟合出所述需雕刻图文信息中所有外轮廓线和所有内轮廓线的轮廓曲线；实际进行雕刻加工时，所述数控机床按照拟合出的轮廓曲线，对所有外轮廓线和所有内轮廓线分别进行加工；

且采用所述数控机床的控制器对所述需雕刻图文信息中所有外轮廓线和所有内轮廓线的轮廓曲线进行拟合时，所有外轮廓线和所有内轮廓线的拟合方法均相同；对于任一条外轮廓线来说，均根据所述数据存储文件中所存储的该条外轮廓线上多个点的二维平面坐标数据，且按照常规的三次B样条曲线拟合轮廓曲线的方法进行拟合，并相应拟合出该条外轮廓线的拟合曲线；对于任一条内轮廓线来说，均根据所述数据存储文件中所存储的该条内轮廓线上多个点的二维平面坐标数据，且按照常规的三次B样条曲线拟合轮廓曲线的方法进行拟合，并相应拟合出该条内轮廓线的拟合曲线。

上述一种图文信息轮廓的雕刻方法，其特征是：步骤三中拟合出所述需雕刻图文信息中所有外轮廓线和所有内轮廓线的轮廓曲线后，相应获得所述需雕刻图文信息的外部轮廓图形，之后还需人为通过肉眼对所获得的所述外部轮廓图形与步骤一中所述的需雕刻图文信息进行对比判断，并相应对比判断得出所述外部轮廓图形中的需修正部分进行修正。

上述一种图文信息轮廓的雕刻方法，其特征是：步骤三中所述的数控机床为三轴联动数控机床、四轴联动数控机床或五轴联动数控机床；

步骤三中对所述需雕刻图文信息中的所有外轮廓线和所有内轮廓线分别进行雕刻加工时，采用所述数控机床在加工件的外表面上进行雕刻加工；且对所述需雕刻图文信息中的所有外轮廓线和所有内轮廓线进行雕刻加工之前，先采用数据处理器且按常规的投射变换方法，将拟合出的所述需雕刻图文信息中的所有外轮廓线和所有内轮廓线均投射到加工件外表面上的设计加工区域内，随后再采用所述数控机床且根据投射至所述设计加工区域内的所有外轮廓线和所有内轮廓线分别进行雕刻加工。

上述一种图文信息轮廓的雕刻方法，其特征是：将所述需雕刻图文信息中的所有外轮廓线和所有内轮廓线均投射到所述设计加工区域之前，先采用数据处理器换算得出所述需雕刻图文信息与所述设计加工区域之间的投射变换矩阵，之后再根据所述投射变换矩阵将所述需雕刻图文信息中的所有外轮廓线和所有内轮廓线均投射到所述设计加工区域内；

利用所述数据处理器对所述需雕刻图文信息与所述设计加工区域之间的投射变换矩阵进行换算时，利用所述需雕刻图文信息中的任一条外轮廓线或任一条内轮廓线进行换算，且任一条外轮廓线或任一条内轮廓线的换算方法均相同；

利用任一条所述外轮廓线进行换算时，先在步骤一中所提取的该条外轮廓线上的多个点中选取X个点，再在所述设计加工区域上找出所选取的X个点对应的X个加工位置点，并相应分别确定X个加工位置点的三维空间坐标；之后，结合所选取的X个点的二维平面坐标数据与X个加工位置点的三维空间坐标，建立所选取的X个点与X个加工位置点之间的位置关系，并相应获得所述需雕刻图文信息与所述需雕刻图文信息与所述设计加工区域之间的投射变换矩阵；其中，X＞2；

利用任一条所述内轮廓线进行换算时，先在步骤一中所提取的该条外轮廓线上的多个点中选取Y个点，再在所述设计加工区域上找出所选取的Y个点对应的Y个加工位置点，并相应分别确定Y个加工位置点的三维空间坐标；之后，结合所选取的Y个点的二维平面坐标数据与Y个加工位置点的三维空间坐标，建立所选取的Y个点与Y个加工位置点之间的位置关系，并相应获得所述需雕刻图文信息与所述需雕刻图文信息与所述设计加工区域之间的投射变换矩阵；其中，Y＞2。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、方法步骤简单、操作简便且实现方便，投入成本较低。

2、方法步骤设计合理，先采用人工提取方法进行图文信息轮廓数据提取，再对所提取的图文信息轮廓数据进行存储，随后根据所提取的图文信息轮廓数据生成三次b样条曲线，并将所生成的三次b样条曲线拟合成需雕刻图文信息的轮廓曲线并相应获得外部轮廓图形，随后对拟合出的外部轮廓图形进行修正，修正完毕后再将修正后的外部轮廓图形（具体是拟合出的需雕刻图文信息的所有外轮廓线和所有内轮廓线）投射至加工件外表面上的设计加工区域内。

3、实际加工时，在现有设备的基础上，本发明不需要加工厂家专门购置雕刻设备，不增加设备投资，不增多设备和工序，产品成本也不增加。

4、轮廓数据提取方式灵活且整个方法步骤设计合理，当采用人工提取方式进行提取时，将设计出的需雕刻图文信息与工程用坐标纸叠在一起，在需雕刻图文信息的轮廓上采点，然后在坐标纸上读出所采各点的坐标数据并记录在数据文件中。如果需雕刻图文信息的幅面较大，也可以分成几个部分分别处理，最后将记录数据收集到一起统一处理；如果图案幅面较小，为增加准确性，可以采用复印等方法将图案放大若干倍后，再进行采点，并将所采点的位置信息提取出来。在需雕刻图文信息轮廓的边缘采点时，所采点越多越密，雕刻加工精度越高。为了节约成本和提高制作效率，一般只取图案的轮廓数据。外形轮廓数据取得越密集，制作出的图文精度就越高，一般所取数据量达上万或更多。

得到轮廓点位置数据后，再采用计算机辅助制图方法生成三次b样条曲线，且所有的样条曲线链接形成需雕刻图文信息的轮廓。另外，形成轮廓后还必须进行修正，具体是将样条曲线链接形成的轮廓与原始设计出来的需雕刻图文信息进行比对，对于超出误差范围之处进行详细的修正，尽可能保证与原始图案相似，缩小误差。经过这样的处理，需雕刻图文信息的数字化即告完成，获得数字后的需雕刻图文信息。

修正完成后，将数字后的需雕刻图文信息投射至加工件外表面上的设计加工区域内（即雕刻面上），然后采用数控机床进行加工。

5、雕刻加工速度快且雕刻加工质量高，采用本发明对需雕刻图文信息进行数字化，再通过数控机床进行雕刻加工，图文信息的数字化过程简单、速度快且所花费时间短、所需人力物力少；采用数控机床进行雕刻加工时，不仅雕刻加工速度快，而且雕刻加工质量高，所雕刻加工出来的图文比原图文信息相比，相似性非常高。

6、实用价值高，采用本发明能简便、快捷且高质量地完成各种图文信息的雕刻加工，所雕刻出来的图文美观，字体端正且能实现批量化生产。例如雕刻加工出由多个书法字组成的产品品牌标志，可作为该产品的“名片”，其能将所标识的产品既可以有别于其他同行产品，也具有一定的防伪功能。

7、适用范围广，采用本发明可以对由多个书法字组成的公司名称、产品名称、产品品牌标志、相关领域专家的题字等进行雕刻加工，同时还可对产品设计制作人员的签名等雕刻加工，并且还能对预先设计且手绘出来的各种图案进行雕刻加工。因而，采用本发明能对手绘或手工书写的任意复杂图形进行雕刻加工。

综上所述，本发明方法步骤简单、实现方便、所需人力物力少且加工高效率高、雕刻加工精度高，能有效解决现有钢质字模手工打印方法存在的加工效率不高、所加工出来的图案或字体很难保证端正整齐、整体欠美观等多种缺陷和不足。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明的方法流程框图。

图2为采用本发明雕刻加工出的书法字结构示意图。

具体实施方式

实施例1

如图1所示的一种图文信息轮廓的雕刻方法，需雕刻图文信息为手工绘制出来的图案或手工书写出来的文字信息，且该方法包括以下步骤：

步骤一、图文信息轮廓数据提取：采用人工提取方法，对需雕刻图文信息的轮廓数据进行提取。

所提取的轮廓数据包括需雕刻图文信息中所有外轮廓线和所有内轮廓线的平面位置数据，所述需雕刻图文信息中所述外轮廓线的数量为一条或多条，且所述需雕刻图文信息中所述内轮廓线的数量为一条或多条，且所述需雕刻图文信息中所有外轮廓线和所有内轮廓线均为封闭曲线。所述需雕刻图文信息中每一条所述外轮廓线的平面位置数据均包括该条外轮廓线上多个点的二维平面坐标数据，且所述需雕刻图文信息中每一条所述内轮廓线的平面位置数据均包括该条内轮廓线上多个点的二维平面坐标数据。

其中，采用人工提取方法提取时，先将记录有需雕刻图文信息的纸张叠放在坐标纸上；之后，再利用所述坐标纸，提取出所述需雕刻图文信息中所有外轮廓线和所有内轮廓线的平面位置数据。

本实施例中，如图2所示，所加工的图文信息为某一书法家的书法字“矿”。实际使用时，采用本发明还可以对由多个书法字组成的公司名称、产品名称、相关领域专家的题字等进行雕刻加工，同时还可对产品设计制作人员的签名等雕刻加工，并且还能对预先设计且手绘出来的各种图案进行雕刻加工。

本实施例中，步骤一中利用所述坐标纸，对所述需雕刻图文信息中所有外轮廓线和所有内轮廓线的平面位置数据进行提取时，所有外轮廓线和所有内轮廓线的平面位置数据提取方法均相同。对于任一条外轮廓线来说，先用绘图笔且按照位置关系由前至后在该条外轮廓线上手工描出多个点，再利用所述坐标纸读出该条外轮廓线上所描各点的二维平面位置坐标。对于任一条内轮廓线来说，先用绘图笔且按照位置关系由前至后在在该条内轮廓线上手工描出多个点，再利用所述坐标纸读出该条内轮廓线上所描各点的二维平面位置坐标。

实际进行提取时，对于任一条所述外轮廓线或任一条所述内轮廓线来说，所取的点越密集，所雕刻图文信息的精度就越高。因而，为提高雕刻加工精度，一般需在各条所述外轮廓线或各条所述内轮廓线尽可能多取点，并相应提取各点的二维平面坐标数据。

本实施例中，采用人工提取方法提取之前，先通过复印机对需雕刻图文信息进行放大，之后再将放大后的记录有需雕刻图文信息的纸张叠放在坐标纸上。这样，将需雕刻图文信息放大后在各条所述外轮廓线或各条所述内轮廓线上所取的点更多，相应地所取的点更密集。

本实施例中，任一条所述外轮廓线上所描出的前后相邻两个点之间的间距均为1mm～2mm，且任一条所述内轮廓线上所描出的前后相邻两个点之间的间距均为1mm～2mm。实际进行提取时，可根据加工时所要求的雕刻加工精度对所描出的前后相邻两个点之间的间距进行相应调整。所要求的雕刻加工精度越高，所描出的前后相邻两个点之间的间距越小，且所取的点越密集；反之亦然。

实际进行提取时，当所要求的雕刻加工精度越高时，通过复印机对需雕刻图文信息进行放大的倍数越大。

当采用复印机对需雕刻图文信息进行放大时，可能出现复印所用的纸张和坐标纸无法满足放大倍数的需求；或者，由于记录有需雕刻图文信息的纸张尺寸本身比较大，单张坐标纸无法满足二维平面坐标数据的提取需求。因而，本实施例中，步骤一中所述的记录有需雕刻图文信息的纸张由多张图纸拼接而成，且将记录有需雕刻图文信息的纸张叠放在坐标纸上时，将多张所述图纸分别叠放在多张所述坐标纸上；之后，再将多张所述坐标纸拼接成一个整体式坐标纸；随后，利用所述整体式坐标纸，提取出所述需雕刻图文信息中所有外轮廓线和所有内轮廓线的平面位置数据。

步骤二、图文信息轮廓数据存储：采用数据存储器，对步骤一中所提取出的所有外轮廓线和所有内轮廓线的平面位置数据分别进行存储，并相应获得包含m+n个数据组的数据存储文件；且进行数据存储之前，先对需雕刻图文信息中的所有外轮廓线和所有内轮廓线分别进行命名。

其中，m为所述需雕刻图文信息中所有外轮廓线的条数，n为所述需雕刻图文信息中所有内轮廓线的条数。

对步骤一中所提取出的所有外轮廓线的平面位置数据进行存储时，将m条外轮廓线的平面位置数据分别存入m个数据组中，且所有外轮廓线的平面位置数据的存储方法均相同；对任一条所述外轮廓线进行存储时，将步骤一中所提取出的该条外轮廓线上多个点的二维平面坐标数据，按照位置关系由前至后存入以该条外轮廓线的名称进行命名的一个数据组内。

对步骤一中所提取出的所有内轮廓线的平面位置数据进行存储时，将n条内轮廓线的平面位置数据分别存入n个数据组中，且所有内轮廓线的平面位置数据的存储方法均相同；对任一条所述内轮廓线进行存储时，将步骤一中所提取出的该条内轮廓线上多个点的二维平面坐标数据，按照位置关系由前至后存入以该条内轮廓线的名称进行命名的一个数据组内。

也就是说，对步骤一中所提取出的所有外轮廓线和所有内轮廓线的平面位置数据分别进行存储时，将各条外轮廓线和各条内轮廓线分别存入一个数据组内，且实际进行存储时，按照位置关系由前至后将所提取的多个点的二维平面坐标数据存入一个数据组内。

步骤三、数控雕刻加工：采用数控机床且按照步骤二中所述数据存储文件内所存储信息，对所述需雕刻图文信息中的所有外轮廓线和所有内轮廓线分别进行雕刻加工。

实际进行雕刻加工之前，先将步骤二中所述的数据存储文件存入所述数控机床的数据存储器内；同时，通过所述数控机床的参数设置单元对所述需雕刻图文信息中所有外轮廓线和所有内轮廓线的加工次序进行设定；且实际进行雕刻加工时，所述数控机床按照预先设定的加工次序，由先至后对所述需雕刻图文信息中的所有外轮廓线和所有内轮廓线分别进行加工。

实际使用时，步骤三中所述的数控机床为三轴联动数控机床、四轴联动数控机床或五轴联动数控机床。

本实施例中，步骤三中所述的数控机床为三轴联动数控机床。所述数控机床包括机床本体、安装在所述机床本体上且对加工刀具进行驱动的电动执行机构、对被加工产品进行夹持的电动夹持机构、对电动执行机构进行驱动的驱动机构和布设在所述机床本体上的控制系统，所述驱动机构通过传动机构与电动执行机构进行传动连接且其安装在所述机床本体上，所述控制系统包括控制器以及与所述控制器相接的数据存储器、参数设置单元和显示器，所述驱动机构由所述控制器进行控制且其与所述控制器相接。

本实施例中，步骤三中对所述需雕刻图文信息中的所有外轮廓线和所有内轮廓线分别进行雕刻加工之前，且将步骤二中所述的数据存储文件存入所述数控机床的数据存储器内之后，还需根据所述数据存储文件内所存储内容，且采用所述数控机床的控制器分别拟合出所述需雕刻图文信息中所有外轮廓线和所有内轮廓线的轮廓曲线；实际进行雕刻加工时，所述数控机床按照拟合出的轮廓曲线，对所有外轮廓线和所有内轮廓线分别进行加工。

且采用所述数控机床的控制器对所述需雕刻图文信息中所有外轮廓线和所有内轮廓线的轮廓曲线进行拟合时，所有外轮廓线和所有内轮廓线的拟合方法均相同；对于任一条外轮廓线来说，均根据所述数据存储文件中所存储的该条外轮廓线上多个点的二维平面坐标数据，且按照常规的三次B样条曲线拟合轮廓曲线的方法进行拟合，并相应拟合出该条外轮廓线的拟合曲线；对于任一条内轮廓线来说，均根据所述数据存储文件中所存储的该条内轮廓线上多个点的二维平面坐标数据，且按照常规的三次B样条曲线拟合轮廓曲线的方法进行拟合，并相应拟合出该条内轮廓线的拟合曲线。

也就是说，对于任一条外轮廓线来说，按照常规的三次B样条曲线拟合轮廓曲线的方法进行拟合时，先根据所述数据存储文件中所存储的该条外轮廓线上多个点的二维平面坐标数据，生成该条外轮廓线的三次B样条曲线，再按照常规的三次B样条曲线拟合轮廓曲线的方法进行拟合；对于任一条内轮廓线来说，先根据所述数据存储文件中所存储的该条内轮廓线上多个点的二维平面坐标数据，生成该条内轮廓线的三次B样条曲线，再按照常规的三次B样条曲线拟合轮廓曲线的方法进行拟合。

本实施例中，所述控制器利用UG NX、IMAGEWARE等软件对需雕刻图文信息中所有外轮廓线和所有内轮廓线分别进行拟合。

本实施例中，步骤三中拟合出所述需雕刻图文信息中所有外轮廓线和所有内轮廓线的轮廓曲线后，相应获得所述需雕刻图文信息的外部轮廓图形（此图形为平面图形），之后还需人为通过肉眼对所获得的所述外部轮廓图形与步骤一中所述的需雕刻图文信息（即纸张上所记录的未经处理之前的需雕刻图文信息）进行对比判断，并相应对比判断得出所述外部轮廓图形中的需修正部分进行修正。其中，需修正部分为所述外部轮廓图形中超出误差范围之处。

人为通过肉眼对所述外部轮廓图形与步骤一中所述的需雕刻图文信息进行对比判断时，只要从雕刻加工精度、图文外形美观等方面进行对比判断。

实际对需修正部分进行修正时，对于任一条所述外轮廓线上的需修正部分和任一条所述内轮廓线上的需修正部分的修正方法均相同。对于任一条所述外轮廓线上的需修正部分来说，通过对需修正部分上所描的各个点的二维平面位置坐标数据进行调整，使得该需修正部分与步骤一中所述的需雕刻图文信息更相似。对于任一条所述内轮廓线上的需修正部分来说，通过对需修正部分上所描的各个点的二维平面位置坐标数据进行调整，使得该需修正部分与步骤一中所述的需雕刻图文信息更相似。

本实施例中，待所述外部轮廓图形上的所有需修正部分均修正完毕，直至所述外部轮廓图形满足设计要求，此时完成所述需雕刻图文信息的数字化过程，获得数字化后的需雕刻图文信息。

同时，本实施例中，步骤三中对所述需雕刻图文信息中的所有外轮廓线和所有内轮廓线分别进行雕刻加工时，采用所述数控机床在加工件的外表面（即雕刻面）上进行雕刻加工。因而，雕刻加工之前，还应根据加工需求，确定加工件外表面上的设计加工区域。

且对所述需雕刻图文信息中的所有外轮廓线和所有内轮廓线进行雕刻加工之前，先采用数据处理器且按常规的投射变换方法，将所述需雕刻图文信息中的所有外轮廓线和所有内轮廓线均投射到加工件外表面上的设计加工区域内，随后再采用所述数控机床且根据投射至所述设计加工区域内的所有外轮廓线和所有内轮廓线分别进行雕刻加工。因而，待所述外部轮廓图形上的所有需修正部分均修正完毕，还需将拟合出的所述需雕刻图文信息中的所有外轮廓线和所有内轮廓线（即数字化后的需雕刻图文信息）均投射到所述设计加工区域内。

本实施例中，将所述需雕刻图文信息中的所有外轮廓线和所有内轮廓线均投射到所述设计加工区域之前，先采用数据处理器换算得出所述需雕刻图文信息与所述设计加工区域之间的投射变换矩阵，之后再根据所述投射变换矩阵将所述需雕刻图文信息中的所有外轮廓线和所有内轮廓线均投射到所述设计加工区域内。

利用所述数据处理器对所述需雕刻图文信息与所述设计加工区域之间的投射变换矩阵进行换算时，利用所述需雕刻图文信息中的任一条外轮廓线或任一条内轮廓线进行换算，且任一条外轮廓线或任一条内轮廓线的换算方法均相同。

利用任一条所述外轮廓线进行换算时，先在步骤一中所提取的该条外轮廓线上的多个点中选取X个点，再在所述设计加工区域上找出所选取的X个点对应的X个加工位置点，并相应分别确定X个加工位置点的三维空间坐标；之后，结合所选取的X个点的二维平面坐标数据与X个加工位置点的三维空间坐标，建立所选取的X个点与X个加工位置点之间的位置关系，并相应获得所述需雕刻图文信息与所述需雕刻图文信息与所述设计加工区域之间的投射变换矩阵；其中，X＞2。本实施例中，X=4。

利用任一条所述内轮廓线进行换算时，先在步骤一中所提取的该条外轮廓线上的多个点中选取Y个点，再在所述设计加工区域上找出所选取的Y个点对应的Y个加工位置点，并相应分别确定Y个加工位置点的三维空间坐标；之后，结合所选取的Y个点的二维平面坐标数据与Y个加工位置点的三维空间坐标，建立所选取的Y个点与Y个加工位置点之间的位置关系，并相应获得所述需雕刻图文信息与所述需雕刻图文信息与所述设计加工区域之间的投射变换矩阵；其中，Y＞2。本实施例中，Y=4。

本实施例中，所述数据处理器为所述数控机床的控制器。所述控制器利用UG NX、IMAGEWARE等软件对需雕刻图文信息中所有外轮廓线和所有内轮廓线分别进行投射。

综上，本实施例中，采用所述数控机床的控制器分别拟合出所述需雕刻图文信息中所有外轮廓线和所有内轮廓线的轮廓曲线且修正符合要求后，还需按照上述投射方法，将所述需雕刻图文信息中所有外轮廓线和所有内轮廓线的拟合曲线均投射到所述设计加工区域内，随后再采用所述数控机床，且根据投射至所述设计加工区域内的所有外轮廓线和所有内轮廓线的拟合曲线分别进行雕刻加工。

实施例2

本实施例中，与实施例1不同的是：步骤一中采用自动提取方法，对需雕刻图文信息的轮廓数据进行提取，其余方法步骤均与实施例1相同。

本实施例中，采用自动提取方法提取时，先采用图像采集设备摄取所述需雕刻图文信息的平面图像；之后，将所获得平面图像传送至图像处理设备，再采用所述图像处理设备对所述平面图像进行处理，并相应提取出所述需雕刻图文信息中所有外轮廓线和所有内轮廓线的平面位置数据。

本实施例中，采用自动提取方法提取时，所述图像处理设备利用UGNX、IMAGEWARE等软件进行提取。

本实施例中，采用自动提取方法提取时，先通过所述图像处理设备对所述平面图像进行放大处理。因而，采用自动提取方法的图像放大处理方法非常简便，且投入成本较低，花费的人力物力少，提取效率高。

且采用所述图像处理设备对所述需雕刻图文信息中所有外轮廓线和所有内轮廓线的平面位置数据进行提取时，所有外轮廓线和所有内轮廓线的平面位置数据提取方法均相同；对于任一条外轮廓线来说，先采用画笔工具且按照位置关系由前至后在该条外轮廓线上描出多个点，再利用所述图像处理设备获取该条外轮廓线上所描各点所处像素位置的二维平面坐标；对于任一条内轮廓线来说，先采用画笔工具且按照位置关系由前至后在该条内轮廓线上描出多个点，再利用所述图像处理设备获取该条内轮廓线上所描各点所处像素位置的二维平面坐标。

实际进行提取时，对于任一条所述外轮廓线或任一条所述内轮廓线来说，所取的点越密集，所雕刻图文信息的精度就越高。因而，为提高雕刻加工精度，一般需在各条所述外轮廓线或各条所述内轮廓线尽可能多取点，并相应提取各点的二维平面坐标数据。

本实施例中，采用自动提取方法提取之前，先通过所述图像处理设备对所述平面图像进行放大处理。这样，将需雕刻图文信息放大后在各条所述外轮廓线或各条所述内轮廓线上所取的点更多，相应地所取的点更密集。

本实施例中，任一条所述外轮廓线上所描出的前后相邻两个点之间的间距均为0.1mm～0.2mm，且任一条所述内轮廓线上所描出的前后相邻两个点之间的间距均为0.1mm～0.2mm。实际进行提取时，可根据加工时所要求的雕刻加工精度对所描出的前后相邻两个点之间的间距进行相应调整。所要求的雕刻加工精度越高，所描出的前后相邻两个点之间的间距越小，且所取的点越密集；反之亦然。

实际进行提取时，当所要求的雕刻加工精度越高时，通过所述图像处理设备对所述平面图像进行放大处理的倍数越大。

本实施例中，其余方法步骤均与实施例1相同。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (9)

1.一种图文信息轮廓的雕刻方法，需雕刻图文信息为手工绘制出来的图案或手工书写出来的文字信息，其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤一、图文信息轮廓数据提取：采用人工提取方法或自动提取方法，对需雕刻图文信息的轮廓数据进行提取；

所提取的轮廓数据包括需雕刻图文信息中所有外轮廓线和所有内轮廓线的平面位置数据，所述需雕刻图文信息中所述外轮廓线的数量为一条或多条，且所述需雕刻图文信息中所述内轮廓线的数量为一条或多条，且所述需雕刻图文信息中所有外轮廓线和所有内轮廓线均为封闭曲线；所述需雕刻图文信息中每一条所述外轮廓线的平面位置数据均包括该条外轮廓线上多个点的二维平面坐标数据，且所述需雕刻图文信息中每一条所述内轮廓线的平面位置数据均包括该条内轮廓线上多个点的二维平面坐标数据；

其中，采用人工提取方法提取时，先将记录有需雕刻图文信息的纸张叠放在坐标纸上；之后，再利用所述坐标纸，提取出所述需雕刻图文信息中所有外轮廓线和所有内轮廓线的平面位置数据；

采用自动提取方法提取时，先采用图像采集设备摄取所述需雕刻图文信息的平面图像；之后，将所获得平面图像传送至图像处理设备，再采用所述图像处理设备对所述平面图像进行处理，并相应提取出所述需雕刻图文信息中所有外轮廓线和所有内轮廓线的平面位置数据；

步骤二、图文信息轮廓数据存储：采用数据存储器，对步骤一中所提取出的所有外轮廓线和所有内轮廓线的平面位置数据分别进行存储，并相应获得包含m+n个数据组的数据存储文件；且进行数据存储之前，先对需雕刻图文信息中的所有外轮廓线和所有内轮廓线分别进行命名；

其中，m为所述需雕刻图文信息中所有外轮廓线的条数，n为所述需雕刻图文信息中所有内轮廓线的条数；

对步骤一中所提取出的所有外轮廓线的平面位置数据进行存储时，将m条外轮廓线的平面位置数据分别存入m个数据组中，且所有外轮廓线的平面位置数据的存储方法均相同；对任一条所述外轮廓线进行存储时，将步骤一中所提取出的该条外轮廓线上多个点的二维平面坐标数据，按照位置关系由前至后存入以该条外轮廓线的名称进行命名的一个数据组内；

对步骤一中所提取出的所有内轮廓线的平面位置数据进行存储时，将n条内轮廓线的平面位置数据分别存入n个数据组中，且所有内轮廓线的平面位置数据的存储方法均相同；对任一条所述内轮廓线进行存储时，将步骤一中所提取出的该条内轮廓线上多个点的二维平面坐标数据，按照位置关系由前至后存入以该条内轮廓线的名称进行命名的一个数据组内；

步骤三、数控雕刻加工：采用数控机床且按照步骤二中所述数据存储文件内所存储信息，对所述需雕刻图文信息中的所有外轮廓线和所有内轮廓线分别进行雕刻加工；

实际进行雕刻加工之前，先将步骤二中所述的数据存储文件存入所述数控机床的数据存储器内；同时，通过所述数控机床的参数设置单元对所述需雕刻图文信息中所有外轮廓线和所有内轮廓线的加工次序进行设定；且实际进行雕刻加工时，所述数控机床按照预先设定的加工次序，由先至后对所述需雕刻图文信息中的所有外轮廓线和所有内轮廓线分别进行加工；

步骤一中采用人工提取方法提取之前，先通过复印机对需雕刻图文信息进行放大，之后再将放大后的记录有需雕刻图文信息的纸张叠放在坐标纸上；所述记录有需雕刻图文信息的纸张由多张图纸拼接而成，且将记录有需雕刻图文信息的纸张叠放在坐标纸上时，将多张所述图纸分别叠放在多张所述坐标纸上；之后，再将多张所述坐标纸拼接成一个整体式坐标纸；随后，利用所述整体式坐标纸，提取出所述需雕刻图文信息中所有外轮廓线和所有内轮廓线的平面位置数据。

2.按照权利要求1所述的一种图文信息轮廓的雕刻方法，其特征在于：步骤一中利用所述坐标纸，对所述需雕刻图文信息中所有外轮廓线和所有内轮廓线的平面位置数据进行提取时，所有外轮廓线和所有内轮廓线的平面位置数据提取方法均相同；对于任一条外轮廓线来说，先用绘图笔且按照位置关系由前至后在该条外轮廓线上手工描出多个点，再利用所述坐标纸读出该条外轮廓线上所描各点的二维平面位置坐标；对于任一条内轮廓线来说，先用绘图笔且按照位置关系由前至后在在该条内轮廓线上手工描出多个点，再利用所述坐标纸读出该条内轮廓线上所描各点的二维平面位置坐标。

3.按照权利要求2所述的一种图文信息轮廓的雕刻方法，其特征在于：任一条所述外轮廓线上所描出的前后相邻两个点之间的间距均为1mm～2mm，且任一条所述内轮廓线上所描出的前后相邻两个点之间的间距均为1mm～2mm。

4.按照权利要求1所述的一种图文信息轮廓的雕刻方法，其特征在于：步骤一中采用自动提取方法提取时，先通过所述图像处理设备对所述平面图像进行放大处理；且采用所述图像处理设备对所述需雕刻图文信息中所有外轮廓线和所有内轮廓线的平面位置数据进行提取时，所有外轮廓线和所有内轮廓线的平面位置数据提取方法均相同；对于任一条外轮廓线来说，先采用画笔工具且按照位置关系由前至后在该条外轮廓线上描出多个点，再利用所述图像处理设备获取该条外轮廓线上所描各点所处像素位置的二维平面坐标；对于任一条内轮廓线来说，先采用画笔工具且按照位置关系由前至后在该条内轮廓线上描出多个点，再利用所述图像处理设备获取该条内轮廓线上所描各点所处像素位置的二维平面坐标。

5.按照权利要求4所述的一种图文信息轮廓的雕刻方法，其特征在于：任一条所述外轮廓线上所描出的前后相邻两个点之间的间距均为0.1mm～0.2mm，且任一条所述内轮廓线上所描出的前后相邻两个点之间的间距均为0.1mm～0.2mm。

6.按照权利要求1或4所述的一种图文信息轮廓的雕刻方法，其特征在于：步骤三中对所述需雕刻图文信息中的所有外轮廓线和所有内轮廓线分别进行雕刻加工之前，且将步骤二中所述的数据存储文件存入所述数控机床的数据存储器内之后，还需根据所述数据存储文件内所存储内容，且采用所述数控机床的控制器分别拟合出所述需雕刻图文信息中所有外轮廓线和所有内轮廓线的轮廓曲线；实际进行雕刻加工时，所述数控机床按照拟合出的轮廓曲线，对所有外轮廓线和所有内轮廓线分别进行加工；

且采用所述数控机床的控制器对所述需雕刻图文信息中所有外轮廓线和所有内轮廓线的轮廓曲线进行拟合时，所有外轮廓线和所有内轮廓线的拟合方法均相同；对于任一条外轮廓线来说，均根据所述数据存储文件中所存储的该条外轮廓线上多个点的二维平面坐标数据，且按照常规的三次B样条曲线拟合轮廓曲线的方法进行拟合，并相应拟合出该条外轮廓线的拟合曲线；对于任一条内轮廓线来说，均根据所述数据存储文件中所存储的该条内轮廓线上多个点的二维平面坐标数据，且按照常规的三次B样条曲线拟合轮廓曲线的方法进行拟合，并相应拟合出该条内轮廓线的拟合曲线。

7.按照权利要求6所述的一种图文信息轮廓的雕刻方法，其特征在于：步骤三中拟合出所述需雕刻图文信息中所有外轮廓线和所有内轮廓线的轮廓曲线后，相应获得所述需雕刻图文信息的外部轮廓图形，之后还需人为通过肉眼对所获得的所述外部轮廓图形与步骤一中所述的需雕刻图文信息进行对比判断，并相应对比判断得出所述外部轮廓图形中的需修正部分进行修正。

8.按照权利要求6所述的一种图文信息轮廓的雕刻方法，其特征在于：步骤三中所述的数控机床为三轴联动数控机床、四轴联动数控机床或五轴联动数控机床；

步骤三中对所述需雕刻图文信息中的所有外轮廓线和所有内轮廓线分别进行雕刻加工时，采用所述数控机床在加工件的外表面上进行雕刻加工；且对所述需雕刻图文信息中的所有外轮廓线和所有内轮廓线进行雕刻加工之前，先采用数据处理器且按常规的投射变换方法，将拟合出的所述需雕刻图文信息中的所有外轮廓线和所有内轮廓线均投射到加工件外表面上的设计加工区域内，随后再采用所述数控机床且根据投射至所述设计加工区域内的所有外轮廓线和所有内轮廓线分别进行雕刻加工。

9.按照权利要求8所述的一种图文信息轮廓的雕刻方法，其特征在于：将所述需雕刻图文信息中的所有外轮廓线和所有内轮廓线均投射到所述设计加工区域之前，先采用数据处理器换算得出所述需雕刻图文信息与所述设计加工区域之间的投射变换矩阵，之后再根据所述投射变换矩阵将所述需雕刻图文信息中的所有外轮廓线和所有内轮廓线均投射到所述设计加工区域内；

利用所述数据处理器对所述需雕刻图文信息与所述设计加工区域之间的投射变换矩阵进行换算时，利用所述需雕刻图文信息中的任一条外轮廓线或任一条内轮廓线进行换算，且任一条外轮廓线或任一条内轮廓线的换算方法均相同；

利用任一条所述外轮廓线进行换算时，先在步骤一中所提取的该条外轮廓线上的多个点中选取X个点，再在所述设计加工区域上找出所选取的X个点对应的X个加工位置点，并相应分别确定X个加工位置点的三维空间坐标；之后，结合所选取的X个点的二维平面坐标数据与X个加工位置点的三维空间坐标，建立所选取的X个点与X个加工位置点之间的位置关系，并相应获得所述需雕刻图文信息与所述需雕刻图文信息与所述设计加工区域之间的投射变换矩阵；其中，X＞2；

利用任一条所述内轮廓线进行换算时，先在步骤一中所提取的该条外轮廓线上的多个点中选取Y个点，再在所述设计加工区域上找出所选取的Y个点对应的Y个加工位置点，并相应分别确定Y个加工位置点的三维空间坐标；之后，结合所选取的Y个点的二维平面坐标数据与Y个加工位置点的三维空间坐标，建立所选取的Y个点与Y个加工位置点之间的位置关系，并相应获得所述需雕刻图文信息与所述需雕刻图文信息与所述设计加工区域之间的投射变换矩阵；其中，Y＞2。

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