三维激光雕刻机圣石

1、激光内雕机实验教学讲义1训练学生运用多种软件进行产品设计的能力（包括3ds Max、SolidWorks、Photoshop、2d TO 3d转换软件等）2学习计算机激光内雕机算点软件、雕刻软件修正图形参数的方法；3学习激光内雕机工作原理和雕刻工艺参数设置的基本方法；4学习激光内雕机的正确操作方法，完成所设计产品的雕刻加工。5. 实验强调从设计、改进到加工制造全部过程学生的参与，强调对产品生产全过程的了解，综合地、全面地培养学生的解决实际问题的能力，进而提高他们的创新能力和工程实践动手能力。一、实验目的1、三维激光雕刻机原理三维激光雕刻机是一个由计算机控制的可在水晶玻璃内部雕刻出二维或三维图形

2、的系统，高强度的激光束聚焦在水晶内部时，将破坏水晶的晶格组织，形成不透明的微小缺陷，犹如激光束在水晶内部雕刻出一个微小点。如果按平面图形在水晶内部逐点雕刻出微小点，就可以形成二维图像。激光三维内雕属于选择性激光雕刻技术，根据分层制作和层层叠加的技术途径，计算机从图像的三维几何信息出发，通过对信息的离散化处理（切片分层），将三维雕刻转为二维雕刻，再在高度方向堆集，形成三维图像。二、实验设备 X轴扫描检流计 Y轴扫描检流计激光器 F-透镜水晶块工作平台ZXY 为达到更大的雕刻幅面，我们采用拼接雕刻技术，即增加X和Y轴，称为5轴雕刻联动.通过软件控制和平台移动，图片可分块地雕刻。相对于直接雕刻，拼接

3、雕刻的幅面可达 325*325*140mm.但平台的移动会略微影响雕刻速度。2、三维激光雕刻机的结构外 形机器正面(1) 急停开关：按下红色的急停开关按钮，机器的供电将被切断。向右转动红色按钮45度，红色按钮将自动弹起，机器将恢复供电。(2) 钥匙开关：钥匙开关用来控制机器供电的开启和关闭 。(3) 激光指示灯：软件控制开启激光，当激光指示灯停止闪烁，指示灯处于常亮状态，表示激光处于正常工作状态。(4) 报警指示灯：软件控制关闭激光，激光开始自我冷却，此时报警指示灯开始闪烁，当报警指示灯灭掉，激光器停止工作。如果报警指示灯处于常亮状态，表示内雕机有问题，机器处于保护状态。(5) 工作完成指示灯

4、: 当雕刻任务完成的时候，工作指示灯会闪烁来提示操作员雕刻任务完成。 机器背面(6) AD : 扫描振镜控制接口，与工控机相连。(7) LS : 工作台控制接口，与工控机相连。(8) USB : 激光器控制接口，与工控机相连。(9) POWER : 内雕机电源输入连接口，输入电压220V/50HZ.(10) BREAKER : 内雕机电源总闸 。工作平台用来摆放雕刻物件3、系统要求和参数设置3.1、供电 电压和电流：AC220V10% /5A ； 交流电频率：50Hz ； 可靠接地；3.2、工作环境要求 温度：1525 ； 湿度：60% ； 设备最好安装在室内干净有空调的环境下3.3、参数境要

5、求 激光波长：532nm ； 激光类型：半导体端泵激光器 ； 激光冷却方式：风冷； 雕刻范围：320mm*270mm*100mm ； 激光频率：2500Hz ； 设备功率：800W ； 设备外形尺寸：长 * 宽 * 高 =970mm*750mm*1300mm ； 重量：175KG ；4、设备硬件操作4.1、开启内雕机 旋转“BREAKER”开关，确认其为弹出状态。 顺时针旋转钥匙开关，从“STOP”到开关正中，此时钥匙开关显示为蓝色指示灯。 再顺时针将钥匙开关从正中转到“START”位置，然后松开钥匙开关，钥匙开关会自动恢复到正中位置。此时钥匙开关指示灯显示绿色。 启动工控机电脑.打开软件 “

6、打点软件” 点击软件中“复位”按钮.此时工作平台将移动复位到初始位置。 在电脑中打开 “mark.exe”软件. 点击软件中“复位”按钮.此时工作平台将移动复位到初始位置。4.2、关闭内雕机 关闭“mark”软件. 关闭“算点”软件。 关闭电脑 关闭钥匙开关 按下急停开关 如果你的机器长时间不用，建议最好按下“BREAKER”按钮。5、软件概述 内雕机软件一共有3个软件分别是“算点软件”和“雕刻软件”。（1）算点软件：用于将3D模型和平面图形转换成点云图。（点云图即为点阵位置图，图形是由点阵排列形成的）。（2）内雕机雕刻软件:内雕机雕刻软件用来控制内雕机雕刻运动控制。两个软件的操作步骤：先将要

7、雕刻的图形导入算点软件中进行点云转换，再将点云图导入切割软件中进行技术切割，切割完后将保存的文件再导入雕刻软件中进行雕刻。.5.1、算点软件算点软件：用于将3D模型和平面图形转换成点云图。（点云图即为点阵位置图，图形是 由点阵排列形成的）。5.2、雕刻软件 雕刻软件运用于控制机器的雕刻动作，在这个软件主要解决的问题是将图形按照我们的位置要求雕在水晶里面。这里就涉及到水晶的雕刻摆放位置和图形在水晶里面的位置设置。三、实验任务1. 创造性在于创新实践课程学习过程中，创新思维和创新技法的学习，创造性设计创意模型。可使用软件：算点软件、雕刻软件、3ds Max、SolidWorks、Photoshop

8、、2d TO 3d转换软件等。2. 正确操作激光雕刻设备，完成产品的加工。3. 掌握三维激光雕刻设备的工作原理和结构。4. 熟练运用布点软件处理二维和三维图形，掌握布点软件、分割软件、雕刻软件的基本功能和操作步骤。四、实验步骤1产品图形设计可使用3ds Max、SolidWorks、Photoshop、2d TO 3d转换软件等图形设计软件进行创意模型设计。根据水晶规格确定模型的尺寸，常用的水晶有50*50*80/20*30*15等。2打开激光雕刻机，将设计图形导入算点软件，将3D模型或平面图形转换成点云图。（点云图即为点阵位置图，图形是由点阵排列形成的）。3运用内雕机雕刻软件:内雕机雕刻软件

9、用来控制内雕机雕刻运动控制，完成产品的加工。五、注意事项1.主机提前预热2-3分钟；控制柜连接正常；激光光路正常；加工基体材料保证平整地粘贴在台面上。2.启动内雕机后，先打开布点软件进行复位；3.以下种情况下必须复位：（1）断电后重开；（2）布点软件关闭后重开，否则放水晶的平台位置没在初始位置。（3）工作台碰触限位开关。4.维护：每次工作完之后，首先做好环境的清洁，使工作环境无尘、洁净；主控柜的外表面、工作台面等要无杂物、无尘、洁净。5.防止激光辐射：激光内雕机采用封闭的激光光路设计，可以有效地防止激光辐射的泄露；在激光器开机过程中严禁用眼睛直视出射激光或反射激光，以防损伤眼睛；工作时请佩带防

10、护眼镜。6.电气安全：设备在不工作时，请勿给其接通电源。电源的保护地线要有良好的外部接地。必须是对机器的性能和操作都很熟悉的人员才能在电气设备上进行工作。尽可能只用一只手操作电气设备，以防止电流在人体上构成回路。7.消防：内雕机周围禁止堆放杂物；不能把易燃材料放置到光路上或激光光束有可能照到的地方；若激光束照射到易燃材料上时，将会引起火灾甚至爆炸。六、实例（平面图算点）1.算点软件界面 3.点击文件中的“打开图片”，导入我们要算点的平面图（平面图的格式可为BMP和JPG）。 2.平面图算点操作如下图：最小点距和层数是控制点数的；层距是侧面加层的层之间距离；缩放系数 控制内雕图片尺寸大小的；加层

11、方式 选择凸形加层图形灰度优化 调节图片清晰度如右图： 4.导入图形后，设置“平面照片”栏中的算点点参数，如图所示： 5.参数设置完成后，点击“生成点云”，然后再选择“文件”中的“保存点云”，设置好保存文件名，文件即可保存为DXF点云文件。（注：图形点数可以在状态栏中有显示）。（立体图形算点）1.点击主菜单中的“图形设置”，将弹出基本设置对话框，将“crystal size”设置成我们要雕刻的水晶大小，以便演示图形大小和水晶大小关系。如下图： 2.点击主菜单栏中的“文件”，选择我们要算点的立体图（立体图的格式为.OBJ）。3.点击主菜单栏中的“图形设置”，选择“基本设置”。 4.选择“图形设置

12、”中的“图形居中”，是图形在水晶的正中，以便图形大小与水晶大小位置关系的示意。5.点击主菜单中的“图形设置”，将弹出基本设置对话框，设置“Zoom picture”的百分比数字，来调节雕刻图形的大小，“picture real size”显示就是雕刻图形的实际尺寸。如下图：6.纹理设置。 7.主要设置算点参数介绍。8.参数设置完成后，先点确认修改，在点击“生成点云”，然后再选择“文件”中的“保存点云”，设置好保存文件名，文件即可保存为DXF点云文件。（注：图形点数可以在状态栏中有显示）。最小点距和层数控制内雕图案点数；层距是指侧面算点加的层的距离；加点方式1切除背面 180度算点模式；2整体单

13、面 360度成点；只有前面180度是贴图；3整体单面 前后贴图；360度贴图。加层方式普通加层和浮雕加层效果一样不遮挡 是对贴图文件有遮挡部分起做用；一般不打勾； 雕刻软件界面如下图平面图片和三维模型在雕刻软件中的处理 雕刻软件操作步骤雕刻软件运用于控制机器的雕刻动作，在这个软件主要解决的问题是：1.将图形按照我们的位置要求雕在水晶里面。这里就涉及到水晶的雕刻摆放位置和图形在水晶里面的位置设置。围绕这两个主要问题，我们介绍Laserpoint软件的操作步骤。2.操作步骤说明： .机器和激光开启后，双击Laserpoint,打开Laserpoint 软件。点击“复位”。此时工作台将进行复位移动到达系统原点。（注明：每次重新打开“Laserpoint”软件都要进行此次操作，以保证软件系统原点和工作台原点匹配）。 .在工作台上用激光画出水晶的大小，以此为水晶摆放的位置。我们以水晶尺寸50*80*50为例，先将水晶尺寸应用设置为如下所示：然后点击“复位”。然后再点击“产生定位图”。如图所示：然后点击“雕刻”，此时激光将在工作台上画出水晶的大小轮廓。 3.将水晶摆放好在激光画好的框上，再将水晶尺寸应用设置为如图所示:然后点击“复位”。4.点击文件，选择要雕刻的平面图片或打开*dxf*pte 文件：pte表示保存的加工文件参数可修改。（注意：此处的dxf文件必须是形成点云的文件）