第二章 雕刻机的控制

2。1 雕刻机的工作原理

要制作一个雕刻机，我的方法就是先分解它，将它从头到尾得纵观一遍，再一步 一步去分析完成。

图 2—1 产品制作流程图

根据产品的设计图我们可以得到我们所需要的图形尺寸。所以用一些画图软件就 可以很快地画出相应的图形。

雕刻机的运作原理就是通过电脑上的控制软件将图形的信息输送到控制板上，然 后控制板向步进电机驱动板发出一系列脉冲信号，驱动板再将这些信号转换成步进电 机角位移的动作信号来使步进电机运动。刀具在主轴的带动下高速旋转，再配合上 XYZ 轴的步进电机运动来使刀具在材料上进行切割，从而得到我们想要的产品。如图 2—1。

2。2 刀轨的制作软件和雕刻机的控制软件

2。2。1 刀轨的制作软件

雕刻机要正确地走刀的话，第一件事就是刀轨的设定，现在所用到的控制软件一 般都是用插补算法来实现各轴的联动。

现在国内用得比较多的刀轨生成软件是中国的 JDpaint、英国的 ArtCAM 以及法国

的 type3。如果需要激光雕刻的话可以用国外的 inkscape 软件进行绘图，它是一款 可以用于开源矢量图形编辑的软件，由于是一款自由软件，所以大家可以自行在网上 下载使用它。该软件的开发目的是成为一套强力的绘图软件，并且能完全遵循与支持 XML、SVG 及 CSS 等多款开放性的的标准格式。

根据广大用户的反馈，在二维雕刻方面，JDpaint 和 type3 是优于 ArtCAM 的，但 是在三维方面，ArtCAM 就会有着明显的优势。

我所学习的刀轨生成软件是国内的 JDpaint，毕竟是中国人自主研发的全中文软 件，学起来也比较方便，所以就用了该款软件。JDpaint 是北京精雕研发的一款优秀 的国产浮雕设计软件 由于是中文界面 所以在国内的很多行业中得到了广泛的运用。 JDPaint 是精雕 CNC 雕刻系统的基本组成部分之一，它不仅是一套面向雕刻行业的 CAD/CAM 软件，同时它也是国内最早的专业雕刻软件。

JDpaint 发展至今已经经过了很多版本的升级，最新的 JDPaint5。50 除了具有 JDPaint5。0 在操作流程、图形编辑、用户界面、曲面造型、艺术造型、数控雕刻、 曲面浮雕、等量切削等多项关键雕刻设计及加工技术的优势外，还增添了许多种实用 的功能，比如一些典型的功能：3D 环绕等距精加工、曲面残料补加工识别当前残料

模型、消除浮雕侧边锯齿、混合清根功能。JDpaint 的界面如图 2—2 所示。

图 2—2 JDpaint 软件界面

2。2。2 雕刻机的控制软件

国内所用的控制软件一般有两个，一个是 GrblController。

Grbl 是一款面向 Arduino/AVR328 芯片的嵌入式 G 代码编译运动控制器。性价比 高， 与 Arduino 板连接 之后就可 以用于 CNC 雕刻。 它可以在 Vanilla Arduino (Duemillanove/Uno)上运行，只需要它配备 Atmega 328 型芯片。 控制器的程序是由 C 语言编写并优化的，它利用了 AVR 芯片上所有能用到的优异性来实现精确的时序和文献综述

异步控制。它可以保持高于 30kHz 的稳定、无偏差的控制脉冲。它识别标准的 G 代码， 并且还通过了数个 CAM 工具的输出测试。弧形、圆形和螺旋这些运动都可以像其它一 些基本的 G 代码命令一样被完美地支持。虽然函数和变量暂时并不支持，但是开放者 会将其作为预处理器加入到将来发布的版本之中。Grbl 包含了完整的前瞻性加速度 控制，这意味着控制器将提前 16 至 20 个运动来规划运行的速度，以实现匀加速和无 冲击地转弯。Grbl 的软件界面如图 2—3 所示。