專利名稱：一種圖文信息輪廓的雕刻方法
技術領域：
本發明涉及一種數控雕刻方法，尤其是涉及一種圖文信息輪廓的雕刻方法。
背景技術：
現如今，許多機械制造產品，特別是國內外的知名品牌，一般都在其產品的顯著位置(如主要零部件的外表面)雕刻有特殊的圖案或字體標識，這既是其品牌身份的標志，也能同步顯示其制造水準檔次。目前，加工上述圖案或字體標識加工時，所采用的傳統雕刻方法一般是采用鋼質字模手工打印方式。但實際使用過程中，上述傳統加工所加工出來的圖案或字體很難保證端正整齊，既欠美觀，同時加工效率也不高。
發明內容
本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種圖文信息輪廓的雕刻方法，其方法步驟簡單、實現方便、所需人力物力少且加工高效率高、雕刻加工精度高，能有效解決現有鋼質字模手工打印方法存在的加工效率不高、所加工出來的圖案或字體很難保證端正整齊、整體欠美觀等問題。為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是一種圖文信息輪廓的雕刻方法，需雕刻圖文信息為手工繪制出來的圖案或手工書寫出來的文字信息，其特征在于該方法包括以下步驟步驟一、圖文信息輪廓數據提取采用人工提取方法或自動提取方法，對需雕刻圖文信息的輪廓數據進行提取；所提取的輪廓數據包括需雕刻圖文信息中所有外輪廓線和所有內輪廓線的平面位置數據，所述需雕刻圖文信息中所述外輪廓線的數量為一條或多條，且所述需雕刻圖文信息中所述內輪廓線的數量為一條或多條，且所述需雕刻圖文信息中所有外輪廓線和所有內輪廓線均為封閉曲線；所述需雕刻圖文信息中每一條所述外輪廓線的平面位置數據均包括該條外輪廓線上多個點的二維平面坐標數據，且所述需雕刻圖文信息中每一條所述內輪廓線的平面位置數據均包括該條內輪廓線上多個點的二維平面坐標數據；其中，采用人工提取方法提取時，先將記錄有需雕刻圖文信息的紙張疊放在坐標紙上；之后，再利用所述坐標紙，提取出所述需雕刻圖文信息中所有外輪廓線和所有內輪廓線的平面位置數據；采用自動提取方法提取時，先采用圖像采集設備攝取所述需雕刻圖文信息的平面圖像；之后，將所獲得平面圖像傳送至圖像處理設備，再采用所述圖像處理設備對所述平面圖像進行處理，并相應提取出所述需雕刻圖文信息中所有外輪廓線和所有內輪廓線的平面位置數據；步驟二、圖文信息輪廓數據存儲采用數據存儲器，對步驟一中所提取出的所有外輪廓線和所有內輪廓線的平面位置數據分別進行存儲，并相應獲得包含m+n個數據組的數據存儲文件；且進行數據存儲之前，先對需雕刻圖文信息中的所有外輪廓線和所有內輪廓線分別進行命名；其中，m為所述需雕刻圖文信息中所有外輪廓線的條數，η為所述需雕刻圖文信息中所有內輪廓線的條數；對步驟一中所提取出的所有外輪廓線的平面位置數據進行存儲時，將m條外輪廓線的平面位置數據分別存入m個數據組中，且所有外輪廓線的平面位置數據的存儲方法均相同；對任一條所述外輪廓線進行存儲時，將步驟一中所提取出的該條外輪廓線上多個點的二維平面坐標數據，按照位置關系由前至后存入以該條外輪廓線的名稱進行命名的一個數據組內；對步驟一中所提取出的所有內輪廓線的平面位置數據進行存儲時，將η條內輪廓
線的平面位置數據分別存入η個數據組中，且所有內輪廓線的平面位置數據的存儲方法均相同；對任一條所述內輪廓線進行存儲時，將步驟一中所提取出的該條內輪廓線上多個點的二維平面坐標數據，按照位置關系由前至后存入以該條內輪廓線的名稱進行命名的一個數據組內；步驟三、數控雕刻加工采用數控機床且按照步驟二中所述數據存儲文件內所存儲信息，對所述需雕刻圖文信息中的所有外輪廓線和所有內輪廓線分別進行雕刻加工；實際進行雕刻加工之前，先將步驟二中所述的數據存儲文件存入所述數控機床的數據存儲器內；同時，通過所述數控機床的參數設置單元對所述需雕刻圖文信息中所有外輪廓線和所有內輪廓線的加工次序進行設定；且實際進行雕刻加工時，所述數控機床按照預先設定的加工次序，由先至后對所述需雕刻圖文信息中的所有外輪廓線和所有內輪廓線分別進行加工。上述一種圖文信息輪廓的雕刻方法，其特征是步驟一中采用人工提取方法提取之前，先通過復印機對需雕刻圖文信息進行放大，之后再將放大后的記錄有需雕刻圖文信息的紙張疊放在坐標紙上；所述記錄有需雕刻圖文信息的紙張由多張圖紙拼接而成，且將記錄有需雕刻圖文信息的紙張疊放在坐標紙上時，將多張所述圖紙分別疊放在多張所述坐標紙上；之后，再將多張所述坐標紙拼接成一個整體式坐標紙；隨后，利用所述整體式坐標紙，提取出所述需雕刻圖文信息中所有外輪廓線和所有內輪廓線的平面位置數據。上述一種圖文信息輪廓的雕刻方法，其特征是步驟一中利用所述坐標紙，對所述需雕刻圖文信息中所有外輪廓線和所有內輪廓線的平面位置數據進行提取時，所有外輪廓線和所有內輪廓線的平面位置數據提取方法均相同；對于任一條外輪廓線來說，先用繪圖筆且按照位置關系由前至后在該條外輪廓線上手工描出多個點，再利用所述坐標紙讀出該條外輪廓線上所描各點的二維平面位置坐標；對于任一條內輪廓線來說，先用繪圖筆且按照位置關系由前至后在在該條內輪廓線上手工描出多個點，再利用所述坐標紙讀出該條內輪廓線上所描各點的二維平面位置坐標。上述一種圖文信息輪廓的雕刻方法，其特征是任一條所述外輪廓線上所描出的前后相鄰兩個點之間的間距均為Imm 2mm，且任一條所述內輪廓線上所描出的前后相鄰兩個點之間的間距均為Imm 2mm。上述一種圖文信息輪廓的雕刻方法，其特征是步驟一中采用自動提取方法提取時，先通過所述圖像處理設備對所述平面圖像進行放大處理；且采用所述圖像處理設備對所述需雕刻圖文信息中所有外輪廓線和所有內輪廓線的平面位置數據進行提取時，所有外輪廓線和所有內輪廓線的平面位置數據提取方法均相同；對于任一條外輪廓線來說，先采用畫筆工具且按照位置關系由前至后在該條外輪廓線上描出多個點，再利用所述圖像處理設備獲取該條外輪廓線上所描各點所處像素位置的二維平面坐標；對于任一條內輪廓線來說，先采用畫筆工具且按照位置關系由前至后在該條內輪廓線上描出多個點，再利用所述圖像處理設備獲取該條內輪廓線上所描各點所處像素位置的二維平面坐標。上述一種圖文信息輪廓的雕刻方法，其特征是任一條所述外輪廓線上所描出的前后相鄰兩個點之間的間距均為O. Imm O. 2mm，且任一條所述內輪廓線上所描出的前后相鄰兩個點之間的間距均為O. Imm O. 2mm。上述一種圖文信息輪廓的雕刻方法，其特征是步驟三中對所述需雕刻圖文信息中的所有外輪廓線和所有內輪廓線分別進行雕刻加工之前，且將步驟二中所述的數據存儲文件存入所述數控機床的數據存儲器內之后，還需根據所述數據存儲文件內所存儲內容，
且采用所述數控機床的控制器分別擬合出所述需雕刻圖文信息中所有外輪廓線和所有內輪廓線的輪廓曲線；實際進行雕刻加工時，所述數控機床按照擬合出的輪廓曲線，對所有外輪廓線和所有內輪廓線分別進行加工；且采用所述數控機床的控制器對所述需雕刻圖文信息中所有外輪廓線和所有內輪廓線的輪廓曲線進行擬合時，所有外輪廓線和所有內輪廓線的擬合方法均相同；對于任一條外輪廓線來說，均根據所述數據存儲文件中所存儲的該條外輪廓線上多個點的二維平面坐標數據，且按照常規的三次B樣條曲線擬合輪廓曲線的方法進行擬合，并相應擬合出該條外輪廓線的擬合曲線；對于任一條內輪廓線來說，均根據所述數據存儲文件中所存儲的該條內輪廓線上多個點的二維平面坐標數據，且按照常規的三次B樣條曲線擬合輪廓曲線的方法進行擬合，并相應擬合出該條內輪廓線的擬合曲線。上述一種圖文信息輪廓的雕刻方法，其特征是步驟三中擬合出所述需雕刻圖文信息中所有外輪廓線和所有內輪廓線的輪廓曲線后，相應獲得所述需雕刻圖文信息的外部輪廓圖形，之后還需人為通過肉眼對所獲得的所述外部輪廓圖形與步驟一中所述的需雕刻圖文信息進行對比判斷，并相應對比判斷得出所述外部輪廓圖形中的需修正部分進行修正。上述一種圖文信息輪廓的雕刻方法，其特征是步驟三中所述的數控機床為三軸聯動數控機床、四軸聯動數控機床或五軸聯動數控機床；步驟三中對所述需雕刻圖文信息中的所有外輪廓線和所有內輪廓線分別進行雕刻加工時，采用所述數控機床在加工件的外表面上進行雕刻加工；且對所述需雕刻圖文信息中的所有外輪廓線和所有內輪廓線進行雕刻加工之前，先采用數據處理器且按常規的投射變換方法，將擬合出的所述需雕刻圖文信息中的所有外輪廓線和所有內輪廓線均投射到加工件外表面上的設計加工區域內，隨后再采用所述數控機床且根據投射至所述設計加工區域內的所有外輪廓線和所有內輪廓線分別進行雕刻加工。上述一種圖文信息輪廓的雕刻方法，其特征是將所述需雕刻圖文信息中的所有外輪廓線和所有內輪廓線均投射到所述設計加工區域之前，先采用數據處理器換算得出所述需雕刻圖文信息與所述設計加工區域之間的投射變換矩陣，之后再根據所述投射變換矩陣將所述需雕刻圖文信息中的所有外輪廓線和所有內輪廓線均投射到所述設計加工區域內；
利用所述數據處理器對所述需雕刻圖文信息與所述設計加工區域之間的投射變換矩陣進行換算時，利用所述需雕刻圖文信息中的任一條外輪廓線或任一條內輪廓線進行換算，且任一條外輪廓線或任一條內輪廓線的換算方法均相同；利用任一條所述外輪廓線進行換算時，先在步驟一中所提取的該條外輪廓線上的多個點中選取X個點，再在所述設計加工區域上找出所選取的X個點對應的X個加工位置點，并相應分別確定X個加工位置點的三維空間坐標；之后，結合所選取的X個點的二維平面坐標數據與X個加工位置點的三維空間坐標，建立所選取的X個點與X個加工位置點之間的位置關系，并相應獲得所述需雕刻圖文信息與所述需雕刻圖文信息與所述設計加工區域之間的投射變換矩陣；其中，X > 2 ；利用任一條所述內輪廓線進行換算時，先在步驟一中所提取的該條外輪廓線上的多個點中選取Y個點，再在所述設計加工區域上找出所選取的Y個點對應的Y個加工位置點，并相應分別確定Y個加工位置點的三維空間坐標；之后，結合所選取的Y個點的二維平
面坐標數據與Y個加工位置點的三維空間坐標，建立所選取的Y個點與Y個加工位置點之間的位置關系，并相應獲得所述需雕刻圖文信息與所述需雕刻圖文信息與所述設計加工區域之間的投射變換矩陣；其中，Y > 2。本發明與現有技術相比具有以下優點I、方法步驟簡單、操作簡便且實現方便，投入成本較低。2、方法步驟設計合理，先采用人工提取方法進行圖文信息輪廓數據提取，再對所提取的圖文信息輪廓數據進行存儲，隨后根據所提取的圖文信息輪廓數據生成三次b樣條曲線，并將所生成的三次b樣條曲線擬合成需雕刻圖文信息的輪廓曲線并相應獲得外部輪廓圖形，隨后對擬合出的外部輪廓圖形進行修正，修正完畢后再將修正后的外部輪廓圖形(具體是擬合出的需雕刻圖文信息的所有外輪廓線和所有內輪廓線)投射至加工件外表面上的設計加工區域內。3、實際加工時，在現有設備的基礎上，本發明不需要加工廠家專門購置雕刻設備，不增加設備投資，不增多設備和工序，產品成本也不增加。4、輪廓數據提取方式靈活且整個方法步驟設計合理，當采用人工提取方式進行提取時，將設計出的需雕刻圖文信息與工程用坐標紙疊在一起，在需雕刻圖文信息的輪廓上采點，然后在坐標紙上讀出所采各點的坐標數據并記錄在數據文件中。如果需雕刻圖文信息的幅面較大，也可以分成幾個部分分別處理，最后將記錄數據收集到一起統一處理；如果圖案幅面較小，為增加準確性，可以采用復印等方法將圖案放大若干倍后，再進行采點，并將所采點的位置信息提取出來。在需雕刻圖文信息輪廓的邊緣采點時，所采點越多越密，雕刻加工精度越高。為了節約成本和提高制作效率，一般只取圖案的輪廓數據。外形輪廓數據取得越密集，制作出的圖文精度就越高，一般所取數據量達上萬或更多。得到輪廓點位置數據后，再采用計算機輔助制圖方法生成三次b樣條曲線，且所有的樣條曲線鏈接形成需雕刻圖文信息的輪廓。另外，形成輪廓后還必須進行修正，具體是將樣條曲線鏈接形成的輪廓與原始設計出來的需雕刻圖文信息進行比對，對于超出誤差范圍之處進行詳細的修正，盡可能保證與原始圖案相似，縮小誤差。經過這樣的處理，需雕刻圖文信息的數字化即告完成，獲得數字后的需雕刻圖文信息。修正完成后，將數字后的需雕刻圖文信息投射至加工件外表面上的設計加工區域內(即雕刻面上)，然后采用數控機床進行加工。5、雕刻加工速度快且雕刻加工質量高，采用本發明對需雕刻圖文信息進行數字化，再通過數控機床進行雕刻加工，圖文信息的數字化過程簡單、速度快且所花費時間短、所需人力物力少；采用數控機床進行雕刻加工時，不僅雕刻加工速度快，而且雕刻加工質量高，所雕刻加工出來的圖文比原圖文信息相比，相似性非常高。6、實用價值高，采用本發明能簡便、快捷且高質量地完成各種圖文信息的雕刻加工，所雕刻出來的圖文美觀，字體端正且能實現批量化生產。例如雕刻加工出由多個書法字組成的產品品牌標志，可作為該產品的“名片”，其能將所標識的產品既可以有別于其他同行產品，也具有一定的防偽功能。7、適用范圍廣，采用本發明可以對由多個書法字組成的公司名稱、產品名稱、產品品牌標志、相關領域專家的題字等進行雕刻加工，同時還可對產品設計制作人員的簽名等
雕刻加工，并且還能對預先設計且手繪出來的各種圖案進行雕刻加工。因而，采用本發明能對手繪或手工書寫的任意復雜圖形進行雕刻加工。綜上所述，本發明方法步驟簡單、實現方便、所需人力物力少且加工高效率高、雕刻加工精度高，能有效解決現有鋼質字模手工打印方法存在的加工效率不高、所加工出來的圖案或字體很難保證端正整齊、整體欠美觀等多種缺陷和不足。下面通過附圖和實施例，對本發明的技術方案做進一步的詳細描述。
圖I為本發明的方法流程框圖。圖2為采用本發明雕刻加工出的書法字結構示意圖。
具體實施例方式實施例I如圖I所示的一種圖文信息輪廓的雕刻方法，需雕刻圖文信息為手工繪制出來的圖案或手工書寫出來的文字信息，且該方法包括以下步驟步驟一、圖文信息輪廓數據提取采用人工提取方法，對需雕刻圖文信息的輪廓數據進行提取。所提取的輪廓數據包括需雕刻圖文信息中所有外輪廓線和所有內輪廓線的平面位置數據，所述需雕刻圖文信息中所述外輪廓線的數量為一條或多條，且所述需雕刻圖文信息中所述內輪廓線的數量為一條或多條，且所述需雕刻圖文信息中所有外輪廓線和所有內輪廓線均為封閉曲線。所述需雕刻圖文信息中每一條所述外輪廓線的平面位置數據均包括該條外輪廓線上多個點的二維平面坐標數據，且所述需雕刻圖文信息中每一條所述內輪廓線的平面位置數據均包括該條內輪廓線上多個點的二維平面坐標數據。其中，采用人工提取方法提取時，先將記錄有需雕刻圖文信息的紙張疊放在坐標紙上；之后，再利用所述坐標紙，提取出所述需雕刻圖文信息中所有外輪廓線和所有內輪廓線的平面位置數據。本實施例中，如圖2所示，所加工的圖文信息為某一書法家的書法字“礦”。實際使用時，采用本發明還可以對由多個書法字組成的公司名稱、產品名稱、相關領域專家的題字等進行雕刻加工，同時還可對產品設計制作人員的簽名等雕刻加工，并且還能對預先設計且手繪出來的各種圖案進行雕刻加工。本實施例中，步驟一中利用所述坐標紙，對所述需雕刻圖文信息中所有外輪廓線和所有內輪廓線的平面位置數據進行提取時，所有外輪廓線和所有內輪廓線的平面位置數據提取方法均相同。對于任一條外輪廓線來說，先用繪圖筆且按照位置關系由前至后在該條外輪廓線上手工描出多個點，再利用所述坐標紙讀出該條外輪廓線上所描各點的二維平面位置坐標。對于任一條內輪廓線來說，先用繪圖筆且按照位置關系由前至后在在該條內輪廓線上手工描出多個點，再利用所述坐標紙讀出該條內輪廓線上所描各點的二維平面位置坐標。實際進行提取時，對于任一條所述外輪廓線或任一條所述內輪廓線來說，所取的點越密集，所雕刻圖文信息的精度就越高。因而，為提高雕刻加工精度，一般需在各條所述外輪廓線或各條所述內輪廓線盡可能多取點，并相應提取各點的二維平面坐標數據。本實施例中，采用人工提取方法提取之前，先通過復印機對需雕刻圖文信息進行放大，之后再將放大后的記錄有需雕刻圖文信息的紙張疊放在坐標紙上。這樣，將需雕刻圖文信息放大后在各條所述外輪廓線或各條所述內輪廓線上所取的點更多，相應地所取的點更密集。本實施例中，任一條所述外輪廓線上所描出的前后相鄰兩個點之間的間距均為Imm 2mm,且任一條所述內輪廓線上所描出的前后相鄰兩個點之間的間距均為Imm 2mm。實際進行提取時，可根據加工時所要求的雕刻加工精度對所描出的前后相鄰兩個點之間的間距進行相應調整。所要求的雕刻加工精度越高，所描出的前后相鄰兩個點之間的間距越小，且所取的點越密集；反之亦然。實際進行提取時，當所要求的雕刻加工精度越高時，通過復印機對需雕刻圖文信息進行放大的倍數越大。當采用復印機對需雕刻圖文信息進行放大時，可能出現復印所用的紙張和坐標紙無法滿足放大倍數的需求；或者，由于記錄有需雕刻圖文信息的紙張尺寸本身比較大，單張坐標紙無法滿足二維平面坐標數據的提取需求。因而，本實施例中，步驟一中所述的記錄有需雕刻圖文信息的紙張由多張圖紙拼接而成，且將記錄有需雕刻圖文信息的紙張疊放在坐標紙上時，將多張所述圖紙分別疊放在多張所述坐標紙上；之后，再將多張所述坐標紙拼接成一個整體式坐標紙；隨后，利用所述整體式坐標紙，提取出所述需雕刻圖文信息中所有外輪廓線和所有內輪廓線的平面位置數據。步驟二、圖文信息輪廓數據存儲采用數據存儲器，對步驟一中所提取出的所有外輪廓線和所有內輪廓線的平面位置數據分別進行存儲，并相應獲得包含m+n個數據組的數據存儲文件；且進行數據存儲之前，先對需雕刻圖文信息中的所有外輪廓線和所有內輪廓線分別進行命名。其中，m為所述需雕刻圖文信息中所有外輪廓線的條數，η為所述需雕刻圖文信息中所有內輪廓線的條數。對步驟一中所提取出的所有外輪廓線的平面位置數據進行存儲時，將m條外輪廓線的平面位置數據分別存入m個數據組中，且所有外輪廓線的平面位置數據的存儲方法均相同；對任一條所述外輪廓線進行存儲時，將步驟一中所提取出的該條外輪廓線上多個點的二維平面坐標數據，按照位置關系由前至后存入以該條外輪廓線的名稱進行命名的一個數據組內。對步驟一中所提取出的所有內輪廓線的平面位置數據進行存儲時，將η條內輪廓線的平面位置數據分別存入η個數據組中，且所有內輪廓線的平面位置數據的存儲方法均相同；對任一條所述內輪廓線進行存儲時，將步驟一中所提取出的該條內輪廓線上多個點的二維平面坐標數據，按照位置關系由前至后存入以該條內輪廓線的名稱進行命名的一個數據組內。也就是說，對步驟一中所提取出的所有外輪廓線和所有內輪廓線的平面位置數據分別進行存儲時，將各條外輪廓線和各條內輪廓線分別存入一個數據組內，且實際進行存儲時，按照位置關系由前至后將所提取的多個點的二維平面坐標數據存入一個數據組內。步驟三、數控雕刻加工采用數控機床且按照步驟二中所述數據存儲文件內所存儲信息，對所述需雕刻圖文信息中的所有外輪廓線和所有內輪廓線分別進行雕刻加工。實際進行雕刻加工之前，先將步驟二中所述的數據存儲文件存入所述數控機床的
數據存儲器內；同時，通過所述數控機床的參數設置單元對所述需雕刻圖文信息中所有外輪廓線和所有內輪廓線的加工次序進行設定；且實際進行雕刻加工時，所述數控機床按照預先設定的加工次序，由先至后對所述需雕刻圖文信息中的所有外輪廓線和所有內輪廓線分別進行加工。實際使用時，步驟三中所述的數控機床為三軸聯動數控機床、四軸聯動數控機床或五軸聯動數控機床。本實施例中，步驟三中所述的數控機床為三軸聯動數控機床。所述數控機床包括機床本體、安裝在所述機床本體上且對加工刀具進行驅動的電動執行機構、對被加工產品進行夾持的電動夾持機構、對電動執行機構進行驅動的驅動機構和布設在所述機床本體上的控制系統，所述驅動機構通過傳動機構與電動執行機構進行傳動連接且其安裝在所述機床本體上，所述控制系統包括控制器以及與所述控制器相接的數據存儲器、參數設置單元和顯示器，所述驅動機構由所述控制器進行控制且其與所述控制器相接。本實施例中，步驟三中對所述需雕刻圖文信息中的所有外輪廓線和所有內輪廓線分別進行雕刻加工之前，且將步驟二中所述的數據存儲文件存入所述數控機床的數據存儲器內之后，還需根據所述數據存儲文件內所存儲內容，且采用所述數控機床的控制器分別擬合出所述需雕刻圖文信息中所有外輪廓線和所有內輪廓線的輪廓曲線；實際進行雕刻加工時，所述數控機床按照擬合出的輪廓曲線，對所有外輪廓線和所有內輪廓線分別進行加工。且采用所述數控機床的控制器對所述需雕刻圖文信息中所有外輪廓線和所有內輪廓線的輪廓曲線進行擬合時，所有外輪廓線和所有內輪廓線的擬合方法均相同；對于任一條外輪廓線來說，均根據所述數據存儲文件中所存儲的該條外輪廓線上多個點的二維平面坐標數據，且按照常規的三次B樣條曲線擬合輪廓曲線的方法進行擬合，并相應擬合出該條外輪廓線的擬合曲線；對于任一條內輪廓線來說，均根據所述數據存儲文件中所存儲的該條內輪廓線上多個點的二維平面坐標數據，且按照常規的三次B樣條曲線擬合輪廓曲線的方法進行擬合，并相應擬合出該條內輪廓線的擬合曲線。也就是說，對于任一條外輪廓線來說，按照常規的三次B樣條曲線擬合輪廓曲線的方法進行擬合時，先根據所述數據存儲文件中所存儲的該條外輪廓線上多個點的二維平面坐標數據，生成該條外輪廓線的三次B樣條曲線，再按照常規的三次B樣條曲線擬合輪廓曲線的方法進行擬合；對于任一條內輪廓線來說，先根據所述數據存儲文件中所存儲的該條內輪廓線上多個點的二維平面坐標數據，生成該條內輪廓線的三次B樣條曲線，再按照常規的三次B樣條曲線擬合輪廓曲線的方法進行擬合。本實施例中，所述控制器利用UG NX、IMAGEffARE等軟件對需雕刻圖文信息中所有外輪廓線和所有內輪廓線分別進行擬合。本實施例中，步驟三中擬合出所述需雕刻圖文信息中所有外輪廓線和所有內輪廓線的輪廓曲線后，相應獲得所述需雕刻圖文信息的外部輪廓圖形(此圖形為平面圖形)，之后還需人為通過肉眼對所獲得的所述外部輪廓圖形與步驟一中所述的需雕刻圖文信息(即紙張上所記錄的未經處理之前的需雕刻圖文信息)進行對比判斷，并相應對比判斷得出所述外部輪廓圖形中的需修正部分進行修正。其中，需修正部分為所述外部輪廓圖形中超出誤差范圍之處。人為通過肉眼對所述外部輪廓圖形與步驟一中所述的需雕刻圖文信息進行對比判斷時，只要從雕刻加工精度、圖文外形美觀等方面進行對比判斷。實際對需修正部分進行修正時，對于任一條所述外輪廓線上的需修正部分和任一條所述內輪廓線上的需修正部分的修正方法均相同。對于任一條所述外輪廓線上的需修正部分來說，通過對需修正部分上所描的各個點的二維平面位置坐標數據進行調整，使得該需修正部分與步驟一中所述的需雕刻圖文信息更相似。對于任一條所述內輪廓線上的需修正部分來說，通過對需修正部分上所描的各個點的二維平面位置坐標數據進行調整，使得該需修正部分與步驟一中所述的需雕刻圖文信息更相似。本實施例中，待所述外部輪廓圖形上的所有需修正部分均修正完畢，直至所述外部輪廓圖形滿足設計要求，此時完成所述需雕刻圖文信息的數字化過程，獲得數字化后的需雕刻圖文信息。同時，本實施例中，步驟三中對所述需雕刻圖文信息中的所有外輪廓線和所有內輪廓線分別進行雕刻加工時，采用所述數控機床在加工件的外表面(即雕刻面)上進行雕刻加工。因而，雕刻加工之前，還應根據加工需求，確定加工件外表面上的設計加工區域。且對所述需雕刻圖文信息中的所有外輪廓線和所有內輪廓線進行雕刻加工之前，先采用數據處理器且按常規的投射變換方法，將所述需雕刻圖文信息中的所有外輪廓線和所有內輪廓線均投射到加工件外表面上的設計加工區域內，隨后再采用所述數控機床且根據投射至所述設計加工區域內的所有外輪廓線和所有內輪廓線分別進行雕刻加工。因而，待所述外部輪廓圖形上的所有需修正部分均修正完畢，還需將擬合出的所述需雕刻圖文信息中的所有外輪廓線和所有內輪廓線(即數字化后的需雕刻圖文信息)均投射到所述設計加工區域內。本實施例中，將所述需雕刻圖文信息中的所有外輪廓線和所有內輪廓線均投射到所述設計加工區域之前，先采用數據處理器換算得出所述需雕刻圖文信息與所述設計加工區域之間的投射變換矩陣，之后再根據所述投射變換矩陣將所述需雕刻圖文信息中的所有外輪廓線和所有內輪廓線均投射到所述設計加工區域內。利用所述數據處理器對所述需雕刻圖文信息與所述設計加工區域之間的投射變換矩陣進行換算時，利用所述需雕刻圖文信息中的任一條外輪廓線或任一條內輪廓線進行換算，且任一條外輪廓線或任一條內輪廓線的換算方法均相同。利用任一條所述外輪廓線進行換算時，先在步驟一中所提取的該條外輪廓線上的多個點中選取X個點，再在所述設計加工區域上找出所選取的X個點對應的X個加工位置點，并相應分別確定X個加工位置點的三維空間坐標；之后，結合所選取的X個點的二維平面坐標數據與X個加工位置點的三維空間坐標，建立所選取的X個點與X個加工位置點之間的位置關系，并相應獲得所述需雕刻圖文信息與所述需雕刻圖文信息與所述設計加工區域之間的投射變換矩陣；其中，X > 2。本實施例中，X=4。利用任一條所述內輪廓線進行換算時，先在步驟一中所提取的該條外輪廓線上的多個點中選取Y個點，再在所述設計加工區域上找出所選取的Y個點對應的Y個加工位置點，并相應分別確定Y個加工位置點的三維空間坐標；之后，結合所選取的Y個點的二維平面坐標數據與Y個加工位置點的三維空間坐標，建立所選取的Y個點與Y個加工位置點之
間的位置關系，并相應獲得所述需雕刻圖文信息與所述需雕刻圖文信息與所述設計加工區域之間的投射變換矩陣；其中，Y > 2。本實施例中，Y=4。本實施例中，所述數據處理器為所述數控機床的控制器。所述控制器利用UG NX、IMAGEWARE等軟件對需雕刻圖文信息中所有外輪廓線和所有內輪廓線分別進行投射。綜上，本實施例中，采用所述數控機床的控制器分別擬合出所述需雕刻圖文信息中所有外輪廓線和所有內輪廓線的輪廓曲線且修正符合要求后，還需按照上述投射方法，將所述需雕刻圖文信息中所有外輪廓線和所有內輪廓線的擬合曲線均投射到所述設計加工區域內，隨后再采用所述數控機床，且根據投射至所述設計加工區域內的所有外輪廓線和所有內輪廓線的擬合曲線分別進行雕刻加工。實施例2本實施例中，與實施例I不同的是步驟一中采用自動提取方法，對需雕刻圖文信息的輪廓數據進行提取，其余方法步驟均與實施例I相同。本實施例中，采用自動提取方法提取時，先采用圖像采集設備攝取所述需雕刻圖文信息的平面圖像；之后，將所獲得平面圖像傳送至圖像處理設備，再采用所述圖像處理設備對所述平面圖像進行處理，并相應提取出所述需雕刻圖文信息中所有外輪廓線和所有內輪廓線的平面位置數據。本實施例中，采用自動提取方法提取時，所述圖像處理設備利用UGNX、IMAGEffARE等軟件進行提取。本實施例中，采用自動提取方法提取時，先通過所述圖像處理設備對所述平面圖像進行放大處理。因而，采用自動提取方法的圖像放大處理方法非常簡便，且投入成本較低，花費的人力物力少，提取效率高。且采用所述圖像處理設備對所述需雕刻圖文信息中所有外輪廓線和所有內輪廓線的平面位置數據進行提取時，所有外輪廓線和所有內輪廓線的平面位置數據提取方法均相同；對于任一條外輪廓線來說，先采用畫筆工具且按照位置關系由前至后在該條外輪廓線上描出多個點，再利用所述圖像處理設備獲取該條外輪廓線上所描各點所處像素位置的二維平面坐標；對于任一條內輪廓線來說，先采用畫筆工具且按照位置關系由前至后在該條內輪廓線上描出多個點，再利用所述圖像處理設備獲取該條內輪廓線上所描各點所處像素位置的二維平面坐標。實際進行提取時，對于任一條所述外輪廓線或任一條所述內輪廓線來說，所取的點越密集，所雕刻圖文信息的精度就越高。因而，為提高雕刻加工精度，一般需在各條所述外輪廓線或各條所述內輪廓線盡可能多取點，并相應提取各點的二維平面坐標數據。本實施例中，采用自動提取方法提取之前，先通過所述圖像處理設備對所述平面圖像進行放大處理。這樣，將需雕刻圖文信息放大后在各條所述外輪廓線或各條所述內輪廓線上所取的點更多，相應地所取的點更密集。本實施例中，任一條所述外輪廓線上所描出的前后相鄰兩個點之間的間距均為O. Imm O. 2mm，且任一條所述內輪廓線上所描出的前后相鄰兩個點之間的間距均為O. Imm O. 2mm。實際進行提取時，可根據加工時所要求的雕刻加工精度對所描出的前后相鄰兩個點之間的間距進行相應調整。所要求的雕刻加工精度越高，所描出的前后相鄰兩個點之間的間距越小，且所取的點越密集；反之亦然。實際進行提取時，當所要求的雕刻加工精度越高時，通過所述圖像處理設備對所述平面圖像進行放大處理的倍數越大。本實施例中，其余方法步驟均與實施例I相同。以上所述，僅是本發明的較佳實施例，并非對本發明作任何限制，凡是根據本發明技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結構變化，均仍屬于本發明技術方案的保護范圍內。
權利要求
1.一種圖文信息輪廓的雕刻方法，需雕刻圖文信息為手工繪制出來的圖案或手工書寫出來的文字信息，其特征在于該方法包括以下步驟 步驟一、圖文信息輪廓數據提取采用人工提取方法或自動提取方法，對需雕刻圖文信息的輪廓數據進行提取； 所提取的輪廓數據包括需雕刻圖文信息中所有外輪廓線和所有內輪廓線的平面位置數據，所述需雕刻圖文信息中所述外輪廓線的數量為一條或多條，且所述需雕刻圖文信息中所述內輪廓線的數量為一條或多條，且所述需雕刻圖文信息中所有外輪廓線和所有內輪廓線均為封閉曲線；所述需雕刻圖文信息中每一條所述外輪廓線的平面位置數據均包括該條外輪廓線上多個點的二維平面坐標數據，且所述需雕刻圖文信息中每一條所述內輪廓線的平面位置數據均包括該條內輪廓線上多個點的二維平面坐標數據； 其中，采用人工提取方法提取時，先將記錄有需雕刻圖文信息的紙張疊放在坐標紙上；之后，再利用所述坐標紙，提取出所述需雕刻圖文信息中所有外輪廓線和所有內輪廓線的平面位置數據； 采用自動提取方法提取時，先采用圖像采集設備攝取所述需雕刻圖文信息的平面圖像；之后，將所獲得平面圖像傳送至圖像處理設備，再采用所述圖像處理設備對所述平面圖像進行處理，并相應提取出所述需雕刻圖文信息中所有外輪廓線和所有內輪廓線的平面位置數據； 步驟二、圖文信息輪廓數據存儲采用數據存儲器，對步驟一中所提取出的所有外輪廓線和所有內輪廓線的平面位置數據分別進行存儲，并相應獲得包含m+n個數據組的數據存儲文件；且進行數據存儲之前，先對需雕刻圖文信息中的所有外輪廓線和所有內輪廓線分別進行命名； 其中，m為所述需雕刻圖文信息中所有外輪廓線的條數，η為所述需雕刻圖文信息中所有內輪廓線的條數； 對步驟一中所提取出的所有外輪廓線的平面位置數據進行存儲時，將m條外輪廓線的平面位置數據分別存入m個數據組中，且所有外輪廓線的平面位置數據的存儲方法均相同；對任一條所述外輪廓線進行存儲時，將步驟一中所提取出的該條外輪廓線上多個點的二維平面坐標數據，按照位置關系由前至后存入以該條外輪廓線的名稱進行命名的一個數據組內； 對步驟一中所提取出的所有內輪廓線的平面位置數據進行存儲時，將η條內輪廓線的平面位置數據分別存入η個數據組中，且所有內輪廓線的平面位置數據的存儲方法均相同；對任一條所述內輪廓線進行存儲時，將步驟一中所提取出的該條內輪廓線上多個點的二維平面坐標數據，按照位置關系由前至后存入以該條內輪廓線的名稱進行命名的一個數據組內； 步驟三、數控雕刻加工采用數控機床且按照步驟二中所述數據存儲文件內所存儲信息，對所述需雕刻圖文信息中的所有外輪廓線和所有內輪廓線分別進行雕刻加工； 實際進行雕刻加工之前，先將步驟二中所述的數據存儲文件存入所述數控機床的數據存儲器內；同時，通過所述數控機床的參數設置單元對所述需雕刻圖文信息中所有外輪廓線和所有內輪廓線的加工次序進行設定；且實際進行雕刻加工時，所述數控機床按照預先設定的加工次序，由先至后對所述需雕刻圖文信息中的所有外輪廓線和所有內輪廓線分別進行加工。
2.按照權利要求I所述的一種圖文信息輪廓的雕刻方法，其特征在于步驟一中采用人工提取方法提取之前，先通過復印機對需雕刻圖文信息進行放大，之后再將放大后的記錄有需雕刻圖文信息的紙張疊放在坐標紙上；所述記錄有需雕刻圖文信息的紙張由多張圖紙拼接而成，且將記錄有需雕刻圖文信息的紙張疊放在坐標紙上時，將多張所述圖紙分別疊放在多張所述坐標紙上；之后，再將多張所述坐標紙拼接成一個整體式坐標紙；隨后，利用所述整體式坐標紙，提取出所述需雕刻圖文信息中所有外輪廓線和所有內輪廓線的平面位置數據。
3.按照權利要求I或2所述的一種圖文信息輪廓的雕刻方法，其特征在于步驟一中利用所述坐標紙，對所述需雕刻圖文信息中所有外輪廓線和所有內輪廓線的平面位置數據進行提取時，所有外輪廓線和所有內輪廓線的平面位置數據提取方法均相同；對于任一條外輪廓線來說，先用繪圖筆且按照位置關系由前至后在該條外輪廓線上手工描出多個點，再利用所述坐標紙讀出該條外輪廓線上所描各點的二維平面位置坐標；對于任一條內輪廓線來說，先用繪圖筆且按照位置關系由前至后在在該條內輪廓線上手工描出多個點，再利用所述坐標紙讀出該條內輪廓線上所描各點的二維平面位置坐標。
4.按照權利要求3所述的一種圖文信息輪廓的雕刻方法，其特征在于任一條所述外輪廓線上所描出的前后相鄰兩個點之間的間距均為Imm 2mm，且任一條所述內輪廓線上所描出的前后相鄰兩個點之間的間距均為Imm 2mm。
5.按照權利要求I所述的一種圖文信息輪廓的雕刻方法，其特征在于步驟一中采用自動提取方法提取時，先通過所述圖像處理設備對所述平面圖像進行放大處理；且采用所述圖像處理設備對所述需雕刻圖文信息中所有外輪廓線和所有內輪廓線的平面位置數據進行提取時，所有外輪廓線和所有內輪廓線的平面位置數據提取方法均相同；對于任一條外輪廓線來說，先采用畫筆工具且按照位置關系由前至后在該條外輪廓線上描出多個點，再利用所述圖像處理設備獲取該條外輪廓線上所描各點所處像素位置的二維平面坐標；對于任一條內輪廓線來說，先采用畫筆工具且按照位置關系由前至后在該條內輪廓線上描出多個點，再利用所述圖像處理設備獲取該條內輪廓線上所描各點所處像素位置的二維平面坐標。
6.按照權利要求5所述的一種圖文信息輪廓的雕刻方法，其特征在于任一條所述外輪廓線上所描出的前后相鄰兩個點之間的間距均為O. Imm O. 2mm，且任一條所述內輪廓線上所描出的前后相鄰兩個點之間的間距均為O. Imm O. 2mm。
7.按照權利要求1、2或5所述的一種圖文信息輪廓的雕刻方法，其特征在于步驟三中對所述需雕刻圖文信息中的所有外輪廓線和所有內輪廓線分別進行雕刻加工之前，且將步驟二中所述的數據存儲文件存入所述數控機床的數據存儲器內之后，還需根據所述數據存儲文件內所存儲內容，且采用所述數控機床的控制器分別擬合出所述需雕刻圖文信息中所有外輪廓線和所有內輪廓線的輪廓曲線；實際進行雕刻加工時，所述數控機床按照擬合出的輪廓曲線，對所有外輪廓線和所有內輪廓線分別進行加工； 且采用所述數控機床的控制器對所述需雕刻圖文信息中所有外輪廓線和所有內輪廓線的輪廓曲線進行擬合時，所有外輪廓線和所有內輪廓線的擬合方法均相同；對于任一條外輪廓線來說，均根據所述數據存儲文件中所存儲的該條外輪廓線上多個點的二維平面坐標數據，且按照常規的三次B樣條曲線擬合輪廓曲線的方法進行擬合，并相應擬合出該條外輪廓線的擬合曲線；對于任一條內輪廓線來說，均根據所述數據存儲文件中所存儲的該條內輪廓線上多個點的二維平面坐標數據，且按照常規的三次B樣條曲線擬合輪廓曲線的方法進行擬合，并相應擬合出該條內輪廓線的擬合曲線。
8.按照權利要求7所述的一種圖文信息輪廓的雕刻方法，其特征在于步驟三中擬合出所述需雕刻圖文信息中所有外輪廓線和所有內輪廓線的輪廓曲線后，相應獲得所述需雕刻圖文信息的外部輪廓圖形，之后還需人為通過肉眼對所獲得的所述外部輪廓圖形與步驟一中所述的需雕刻圖文信息進行對比判斷，并相應對比判斷得出所述外部輪廓圖形中的需修正部分進行修正。
9.按照權利要求7所述的一種圖文信息輪廓的雕刻方法，其特征在于步驟三中所述的數控機床為三軸聯動數控機床、四軸聯動數控機床或五軸聯動數控機床； 步驟三中對所述需雕刻圖文信息中的所有外輪廓線和所有內輪廓線分別進行雕刻加工時，采用所述數控機床在加工件的外表面上進行雕刻加工；且對所述需雕刻圖文信息中的所有外輪廓線和所有內輪廓線進行雕刻加工之前，先采用數據處理器且按常規的投射變換方法，將擬合出的所述需雕刻圖文信息中的所有外輪廓線和所有內輪廓線均投射到加工件外表面上的設計加工區域內，隨后再采用所述數控機床且根據投射至所述設計加工區域內的所有外輪廓線和所有內輪廓線分別進行雕刻加工。
10.按照權利要求9所述的一種圖文信息輪廓的雕刻方法，其特征在于將所述需雕刻圖文信息中的所有外輪廓線和所有內輪廓線均投射到所述設計加工區域之前，先采用數據處理器換算得出所述需雕刻圖文信息與所述設計加工區域之間的投射變換矩陣，之后再根據所述投射變換矩陣將所述需雕刻圖文信息中的所有外輪廓線和所有內輪廓線均投射到所述設計加工區域內； 利用所述數據處理器對所述需雕刻圖文信息與所述設計加工區域之間的投射變換矩陣進行換算時，利用所述需雕刻圖文信息中的任一條外輪廓線或任一條內輪廓線進行換算，且任一條外輪廓線或任一條內輪廓線的換算方法均相同； 利用任一條所述外輪廓線進行換算時，先在步驟一中所提取的該條外輪廓線上的多個點中選取X個點，再在所述設計加工區域上找出所選取的X個點對應的X個加工位置點，并相應分別確定X個加工位置點的三維空間坐標；之后，結合所選取的X個點的二維平面坐標數據與X個加工位置點的三維空間坐標，建立所選取的X個點與X個加工位置點之間的位置關系，并相應獲得所述需雕刻圖文信息與所述需雕刻圖文信息與所述設計加工區域之間的投射變換矩陣；其中，X > 2 ； 利用任一條所述內輪廓線進行換算時，先在步驟一中所提取的該條外輪廓線上的多個點中選取Y個點，再在所述設計加工區域上找出所選取的Y個點對應的Y個加工位置點，并相應分別確定Y個加工位置點的三維空間坐標；之后，結合所選取的Y個點的二維平面坐標數據與Y個加工位置點的三維空間坐標，建立所選取的Y個點與Y個加工位置點之間的位置關系，并相應獲得所述需雕刻圖文信息與所述需雕刻圖文信息與所述設計加工區域之間的投射變換矩陣；其中，Y > 2。
全文摘要
本發明公開了一種圖文信息輪廓的雕刻方法，需雕刻圖文信息為手工繪制圖案或手工書寫文字，該方法包括步驟一、圖文信息輪廓數據提取采用人工提取或自動提取方法，提取需雕刻圖文信息的輪廓數據；二、圖文信息輪廓數據存儲對所提取出的需雕刻圖文信息的輪廓數據進行存儲，并生成一個數據存儲文件；三、數控雕刻采用數控機床且按數據存儲文件內所存儲信息，對需雕刻圖文信息中的所有外輪廓線和所有內輪廓線分別進行雕刻加工。本發明方法步驟簡單、實現方便、所需人力物力少且加工高效率高、雕刻加工精度高，能有效解決現有鋼質字模手工打印方法存在的加工效率不高、所加工出來的圖案或字體很難保證端正整齊、整體欠美觀等問題。
文檔編號G05B19/19GK102819238SQ201210264380
公開日2012年12月12日 申請日期2012年7月28日 優先權日2012年7月28日
發明者楊小毅, 高新榮, 彌紅斌, 秦玉京, 付文娟, 唐榮斌, 白西訓 申請人:西安煤礦機械有限公司