CN104827815B - 一种分层雕刻方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种分层雕刻方法，包括以下步骤：S1、获得雕刻模型；S2、选取原点，对雕刻模型的表层进行点分解生成表层点集，并根据表层点集中的分解点建立坐标；S3、在步骤S2的坐标中建立参考模型，参考模型由不少于一个参考点组成，且表层点集中的每一个分解点均对应参考模型的一个参考点；S4、根据每一对分解点与参考点的对应关系生成进给值；S5、根据进给值对分解点进行区间划分，每一区间中的分解点对应的进给值两两之间最大差值不大于预设浮动值；S6、针对每一区间建立雕刻路径；S7、根据雕刻路径对胚体进行雕刻。本发明可对胚体实现分层雕刻，降低胚体报废率。
Description
技术领域
本发明涉及镂空雕刻技术领域，尤其涉及一种分层雕刻方法。
背景技术
红酒雕刻又称之为瓶雕，是在原有的空白酒瓶上面雕刻出自己心中所想的图案图腾或者文字，雕刻痕迹明显，表面有特制金属油漆处理，使红酒更加具有纪念性和保存价值。红酒雕刻对古代艺术领域和文学领域都有很重要的探索价值。现代人们主要运用于礼品和纪念品流通在市场上面。
目前常用的瓶雕技术，工艺复杂，效率低，而且容易使瓶体破裂，故而难以得到推广，且价格昂贵，使得许多酒品得不到相匹配的包装，从而明珠蒙尘。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种分层雕刻方法。
本发明提出的一种分层雕刻方法，包括以下步骤：
S1、获得雕刻模型；
S2、选取原点，对雕刻模型的表层进行点分解生成表层点集，并根据表层点集中的分解点建立坐标；
S3、在步骤S2的坐标中建立参考模型，参考模型由不少于一个参考点组成，且表层点集中的每一个分解点均对应参考模型的一个参考点；
S4、根据每一对分解点与参考点的对应关系生成进给值；
S5、根据进给值对分解点进行区间划分，每一区间中的分解点对应的进给值两两之间最大差值不大于预设浮动值；
S6、针对每一区间建立雕刻路径；
S7、根据雕刻路径对胚体进行雕刻。
优选地，步骤S3具体为：
S31、确定胚体与雕刻刀具的相对运动方向；
S32、根据相对运动方向建立覆盖于胚体外侧的参考面，多个参考面形成可包覆于胚体外侧的参考模型；
S33、垂直于相对运动方向，对每一个分解点向参考面做射线以获取交点作为参考点。
优选地，当坯体相对于雕刻刀作直线运动，步骤S32中的参考面为平行于运动方向的平面。
优选地，当坯体相对于雕刻刀转动，步骤S32中的参考面为以转动轴为轴心的圆柱面。
优选地，步骤S5中浮动值为0。
优选地，步骤S7具体为：获得每一区间中进给值的平均值，根据平均值从大到小的顺序选择雕刻路径对胚体进行雕刻。
优选地，还包括步骤S8：判断雕刻品是否合格。
优选地，步骤S8包括以下步骤：
S81、预设误差允许值；
S82、获取雕刻品图像，并根据图像建立实际表层点集；
S83、根据实际表层点集与表层点集计算实际误差，并将实际误差与误差允许值比较，根据比较结果判断雕刻品是否合格。
本发明通过设置多条雕刻路径，并保证每一条雕刻路径上各点相对于预设参考模型的进给值相近，从而根据进给值对雕刻过程进行分段，可对胚体实现分层雕刻，从而，避免刀具在雕刻过程中因为执行的进给值不同，反应不及时，造成的漏雕刻或者雕多了的问题，降低胚体报废率。
一种分层雕刻系统，包括：模型建立模块、路径分析模块、控制模块、驱动模块和刀具模块；
刀具模块中包含不少于一个可运动地刀具，刀具用于对胚体进行雕刻；
驱动模块与刀具模块连接，用于驱动刀具运动；
模型建立模块用于建立雕刻模型；
路径分析模块与模型建立模块连接，其根据雕刻模型生成多条雕刻路径，每一条雕刻路径上各点相对于预设参考模型的进给值相同；
控制模块分别与路径分析模块和驱动模块连接，其根据雕刻路径生成控制指令以控制驱动模块驱动刀具模块工作。
优选地，还包括检测模块，其用于获取雕刻品图像，并根据图像建立实际模型，将实际模型与雕刻模型对比，判断雕刻品是否合格。
本发明提供的分层雕刻系统实现了对胚体的分层雕刻和实时检测，前者有利于提高雕刻效率和质量，降低胚体报废率和不合格品率，后者有利于省去独立的产品检测时间，提高整个生产线的生产效率。
通过本发明，可对胚体实现由深到浅的雕刻顺序，防止先完成进给值少的分解点后，在雕刻进给值较大的分解点时意外对雕刻好的分解点造成损伤却无法弥补。
附图说明
图1为本发明提出的一种分层雕刻方法流程图；
图2为一种分层雕刻系统结构示意图。
具体实施方式
参照图1，本发明提出的一种分层雕刻方法，包括以下步骤：
S1、获得雕刻模型。雕刻模型即对胚体进行雕刻后获得的雕刻品成品标准样品的数据模型。
S2、选取原点，对雕刻模型的表层进行点分解生成表层点集，并根据表层点集中的分解点建立坐标。
该步骤相当于将雕刻模型放置到三维坐标轴中，并标明表层每一点的三维坐标。
S31、确定胚体与雕刻刀具的相对运动方向。
S32、根据相对运动方向建立覆盖于胚体外侧的参考面，多个参考面形成可包覆于胚体外侧的参考模型。
S33、垂直于相对运动方向，对每一个分解点向参考面做射线以获取交点作为参考点。
当坯体相对于雕刻刀作直线运动，步骤S32中的参考面为平行于运动方向的平面。当坯体相对于雕刻刀转动，步骤S32中的参考面为以转动轴为轴心的圆柱面。根据胚体与雕刻刀具的相对运动方向设置参考面，有利于确定与分解点对应的参考点。
通过设置坐标和参考点，可以更精确的评估各分解点所对应的刀具进给值，从而保证分层雕刻的精确性，提高雕刻速度与质量。
S4、根据每一对分解点与参考点的对应关系生成进给值。进给值为对应的分解点与参考点之间的距离值
S5、根据进给值对分解点进行区间划分，每一区间中的分解点对应的进给值两两之间最大差值不大于预设浮动值。本实施方式中，浮动值为0。如此，单个区间中的分解点对应的进给值均相等，即分解点相对于参考点的进给值均相同。
S6、针对每一区间建立雕刻路径。因为单个区间中的分解点对应的进给值均相等，故而同一雕刻路径上的分解点相对于参考点的进给值均相同。
S7、根据雕刻路径对胚体进行雕刻。具体地，获得每一区间中进给值的平均值，根据平均值从大到小的顺序选择雕刻路径对胚体进行雕刻，即对胚体进行由深到浅的雕刻，以完成雕刻品。
S81、预设误差允许值。
S82、获取雕刻品图像，并根据图像建立实际表层点集。
S83、根据实际表层点集与表层点集计算实际误差，并将实际误差与误差允许值比较，根据比较结果判断雕刻品是否合格。
通过步骤S81至S83的检测，可实时区分合格品与不合格品，从而避免不合格品混入合格品的情况发生。
以下结合一种具体的分层雕刻系统，对以上分层雕刻方法做进一步说明。
参照图2，本发明提出的一种分层雕刻系统，包括：模型建立模块、路径分析模块、控制模块、驱动模块和刀具模块。
刀具模块中包含不少于一个可运动地刀具，刀具用于对胚体进行雕刻。
驱动模块与刀具模块连接，用于驱动刀具运动。
模型建立模块用于建立雕刻模型。
路径分析模块与模型建立模块连接，其根据雕刻模型生成多条雕刻路径，每一条雕刻路径上各点相对于预设参考模型的进给值相同。路径分析模块包括坐标分析单元、区间分析单元和路径生成单元。
坐标分析单元用于对雕刻模型的表层进行点分解生成表层点集，并根据表层点集中的分解点建立坐标，即坐标分析单元根据雕刻模型建立坐标，并标明雕刻模型表层上每一点的坐标位置。坐标分析单元还在建立的坐标中预设由多个参考点组成的参考模型，且表层点集中的每一个分解点均对应参考模型的一个参考点，即分解点和参考点为一一对应的关系。
本实施方式中，参考模型为可覆盖于胚体外侧的参考面的集合，当坯体相对于刀具作直线运动，参考面为平行于运动方向的平面；当坯体相对于刀具转动，参考面为以转动轴为轴心的圆柱面；或者，参考模型与胚体外表面相重合。即每一条雕刻路径上每一点在雕刻过程中驱动模块驱动刀具相对于参考面的进给值相同。
区间分析单元与坐标分析单元连接，其根据每一对分解点与参考点的对应关系生成进给值，并根据进给值对分解点进行区间划分，每一区间中的分解点对应的进给值两两之间差值为零。进给值即为对应的分解点与参考点之间的距离值，从而，可保证同一区间中的分解点与相对应的参考点的进给值均相同。
路径生成单元与区间分析单元连接，其针对每一区间建立雕刻路径。由于区间内的分解点与相对应的参考点的进给值均相同，故而根据雕刻路径可实现对胚体的分层雕刻。
控制模块分别与路径分析模块和驱动模块连接，其根据雕刻路径生成控制指令以控制驱动模块驱动刀具模块工作，以对胚体进行分层雕刻。具体地，控制模块获得每一区间中进给值的平均值，根据平均值从大到小的顺序依次选择雕刻路径并通过驱动模块控制刀具模块执行雕刻路径，从而以由深到浅的方式对胚体进行雕刻。
具体地，当雕刻路径上的点连续时，控制刀具模块连续雕刻分解点；当雕刻路径上的点断开时，控制刀具模块回到下一个待雕刻的分解点的参考点位置，根据进给值进给进行雕刻。
本发明提出的一种分层雕刻系统还包括检测模块，其用于获取雕刻品图像，并根据图像建立实际模型，将实际模型与雕刻模型对比，判断雕刻品是否合格。具体地，检测模块根据实际模型生成实际表层点集，根据实际表层点集与表层点集计算实际误差，并将实际误差与预设的误差允许值比较，根据比较结果判断雕刻品是否合格。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种分层雕刻方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、获得雕刻模型；
S2、选取原点，对雕刻模型的表层进行点分解生成表层点集，并根据表层点集中的分解点建立坐标；
S3、在步骤S2的坐标中建立参考模型，参考模型由不少于一个参考点组成，且表层点集中的每一个分解点均对应参考模型的一个参考点；
S4、根据每一对分解点与参考点的对应关系生成进给值；
S5、根据进给值对分解点进行区间划分，每一区间中的分解点对应的进给值两两之间最大差值不大于预设浮动值；
S6、针对每一区间建立雕刻路径；
S7、根据雕刻路径对胚体进行雕刻。
2.如权利要求1所述的分层雕刻方法，其特征在于，步骤S3具体为：
S31、确定胚体与雕刻刀具的相对运动方向；
S32、根据相对运动方向建立覆盖于胚体外侧的参考面，多个参考面形成可包覆于胚体外侧的参考模型；
S33、垂直于相对运动方向，对每一个分解点向参考面做射线以获取交点作为参考点。
3.如权利要求2所述的分层雕刻方法，其特征在于，当坯体相对于雕刻刀作直线运动，步骤S32中的参考面为平行于运动方向的平面。
4.如权利要求2所述的分层雕刻方法，其特征在于，当坯体相对于雕刻刀转动，步骤S32中的参考面为以转动轴为轴心的圆柱面。
5.如权利要求1所述的分层雕刻方法，其特征在于，步骤S5中浮动值为0。
6.如权利要求1所述的分层雕刻方法，其特征在于，步骤S7具体为：获得每一区间中进给值的平均值，根据平均值从大到小的顺序选择雕刻路径对胚体进行雕刻。
7.如权利要求1至6任一项所述的分层雕刻方法，其特征在于，还包括步骤S8：判断雕刻品是否合格。
8.如权利要求7所述的分层雕刻方法，其特征在于，步骤S8包括以下步骤：
S81、预设误差允许值；
S82、获取雕刻品图像，并根据图像建立实际表层点集；
S83、根据实际表层点集与表层点集计算实际误差，并将实际误差与误差允许值比较，根据比较结果判断雕刻品是否合格。
9.一种分层雕刻系统，用于执行如权利要求1至6任一项所述的分层雕刻方法，其特征在于，包括：模型建立模块、路径分析模块、控制模块、驱动模块和刀具模块；
刀具模块中包含不少于一个可运动地刀具，刀具用于对胚体进行雕刻；
驱动模块与刀具模块连接，用于驱动刀具运动；
模型建立模块用于建立雕刻模型；
路径分析模块与模型建立模块连接，其根据雕刻模型生成多条雕刻路径，每一条雕刻路径上各点相对于预设参考模型的进给值相同；
控制模块分别与路径分析模块和驱动模块连接，其根据雕刻路径生成控制指令以控制驱动模块驱动刀具模块工作。
10.如权利要求9所述的分层雕刻系统，其特征在于，还包括检测模块，其用于获取雕刻品图像，并根据图像建立实际模型，将实际模型与雕刻模型对比，判断雕刻品是否合格。
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