数控技术在砂雕玻璃雕刻机中的应用

　　3. 4 砂雕玻璃雕刻机的数控系统软件

　　在Windows 2000操作系统下用Visual Basic 6. 0作为开发工具，利用DM C 1000和PCI一1762卡提供的运动控制、数字输入输出控制函数库和动态连接库，根据砂雕玻璃雕刻机系统的特定加工工艺要求，开发了一个基于PC机的开放式数控系统。

　　(1)数控系统软件的人机界面

　雕刻机数控系统软件主要包括屏幕操作、参数设置和图像显示三大功能。

　　屏幕操作功能:是用软件把数控系统的硬件面板虚拟化，实现急停、继续、回原点、机床的手动运行、图像数据文件的读入、选取、保存等操作功能。

　　参数设置功能:在玻璃雕刻加工时，必须预先给控制系统输入的相关工作参数和工作状态选择的确定。例如，雕刻起始位置小标、比例系数，伺服电机的起始速度、驱动速度、加速时间，以及控制机械运动机构进给量(步距)的定量脉冲、间隔延时等参数的设置。

　　图像显示功能:主要包括雕刻图形预览、屏幕仿真加工、雕刻轨迹实时动态跟踪和故障报警等信息的显示功能。数控系统的人机界面如图4所示。的运动轨迹，运动轨迹的图像与实际加工过程始终保持对应关系，操作者可以通过对计算机屏幕的观察，随时了解雕刻机的实际加工进程、实时监控系统的工作状态。这对于确保数控雕刻机的安全运行，提高砂雕玻璃产品的加工质量，避免产生废品是十分必要的。

图4 人机界面

　　(3)数控雕刻加工软件的基本流程

　　数控雕刻加工控制软件的基本内容，主要包括读取雕刻数据文件、往复循环扫描象素点阵、喷口“开”、“关”状态控制、加工过程的仿真等。首先选择、打开己经过象素点阵处理的专用图像雕刻数据文件，上位机(PC)分别给下位机(DMC 1000 ,PCI1762控制片)发出驱动指令和各个雕刻喷口的“开”、“关”控制指令，开始按照像素点阵的行列次序往复循环扫描，直至全部象素点阵扫描结束，自动返回雕刻机系统原点。

　　为了提高玻璃雕刻加工的效率，数控玻璃雕刻机采用了8喷口雕刻头装置，因此需要分别进行64行大循环和8行小循环的扫描运动，并且沿X力一向的扫描，采用双向往复运动工作力一式。数控玻璃雕刻加工软件的基本流程如图5所示。

图5 数控雕刻加工软件的基本流程框图

4 数控砂雕玻璃加工实例

　　图6所示是用上述数控砂雕玻璃雕刻机加工的-个实例。其中，(a)图是一张用扫描仪获取，并且经过二值化、反色处理的普通图片，(b)图是根据(a)图所示原始图片的位图像素点阵数据，用数控砂雕玻璃雕刻机雕刻加工的一件砂雕玻璃试验样品。

图6 原始图片与玻璃雕刻样品照片

5 结语与展望

　　应用喷砂技术的砂雕玻璃传统加工力一法，由于其生产设备简单，喷砂磨料一产地广、价格低廉，因而在当前国内装饰、装演玻璃加工市场上，仍然十分流行。但是，这种基于人工的生产工艺力一法，从掩膜的描绘、镂刻到玻璃喷砂的蔡个过程，主要依靠手工操作，砂雕玻璃制品的图案艺术效果与质量水平的高低，完全取决于操作者个人的美学素养和技术水平，玻璃的雕刻加工质量不易保证;另外，这种加工力一法所采用的雕刻图像素材，主要来源于临摹描绘样本，而样本图案数量有限，图案内容单调、老化，难以满足用户对玻璃雕刻图案的多样化、个性化、时尚化、精细化的要求。而且这种加工力一法劳动强度大、生产周期长，不适合大批量加工生产，对环境的污染也比较严重。

　　计算机数控砂雕玻璃加工技术的优越性:

　　(1)图像素材来源广泛，可通过扫描获得、数字相机拍摄得到，或者直接从大量的计算机图像文件中选用，而且可通过Photoshop等流行数字图像处理软件进行任意的艺术处理。

　　(2)数控砂雕玻璃雕刻加工技术，淘汰了在传统砂雕玻璃加工工艺中必不可少的掩膜制作工序，简化了喷砂玻璃的雕刻工艺过程，实现了玻璃雕刻图案的所见即所得。尤其，由于喷砂玻璃的雕刻加工实现了数字化，使得高雅绝伦的山水风景、人物字画、图案花边、名人手迹、花草动物等艺术真迹的仿真雕刻，变成相当力一便和容易的事情。

　　(3)在数控砂雕玻璃的雕刻加工中，耗气量和耗砂量都很低，不仅节能、节约磨料一，而且缩短了生产周期，降低了工人的劳动强度，有利于环境保护。并且数控加工的速度优于手工力一式，数控加工的质量比较稳定，能够适应大批量加工生产的需要。

　　随着计算机数控砂雕玻璃加工技术的更加完善，今后可以进一步提高雕刻图像的分辨率，进而提高砂雕玻璃的图像质量。由于玻璃制品的种类多、应用而广，因而计算机数控砂雕玻璃加工技术有很好的推广应用价值和市场发展前景。