【摘 要】Type3软件是一种功能强大的CAD/CAM软件，可以驱动大多数的数控雕刻机，在数控雕刻领域有着广泛的应用。本文结合在圆柱形工艺品表面的装饰雕刻的设计与制作实例，探讨了Type3软件的应用。
【关键词】Type3软件、圆管数控雕刻机、装饰雕刻
Type3是法国Vision Numeric公司耗费多年精力研制的一款运用于广告、模具、首饰等行业的专业三维立体浮雕CAD/CAM软件。它与PC机组成图文雕刻系统，本文主要介绍Type3软件在自主设计的一款多头圆管数控雕刻机上的应用，能快速、方便地在圆柱体表面雕刻出各种精美的图案及中西文字，采用特别定制的刀具，在有色金属表面形成高光的雕刻痕迹，雕刻效果犹如镶嵌的钻石，广泛应用于以有色金属材质表面的加工，如广告铭牌、风铃管、笔套管、各种圆柱状的把手以及各种化妆品的外包装等。
一、Type3软件应用与数控雕刻机的流程
Type3软件是一个完全集成的CAD/CAM软件,能利用其自身的造型功能,计算出所使用刀具的刀具路径。通过后置处理程序驱动雕刻机进行雕刻,能辅助工程师从概念设计到功能分析再到制造的整个产品开发过程【1】。根据需求进行建模后,创建刀具路径,通过后置处理生成NC程序,应用于数控雕刻机。
1、Type3软件的CAD功能
Type3软件中的CAD模块与其他的CAD软件如AutoCAD、SolidWorks等相比【2】，除了具备绘制几何形状,对所创建的物体进行定位、删除、复制、移动等编辑，建立文本以及文本编辑等这些基本功能外，还有其独特的功能。正是这些独特的CAD功能使Type3软件在广告、模具等数控雕刻领域得到了广泛的应用。
2、Type3软件的CAM功能
Type3软件中的CAM模块包括优化刀具路径计算、创建刀具路径、刀具路径管理、显示刀具路径信息、刀具路径模拟以及实体模拟等功能。在这一模块下，可以创建绘图、雕刻、钻孔、切割、铣削、凹雕、扫描、兜边、精雕、浮雕等十几种刀具路径，满足不同用户的需求。
Type3提供多种刀具库，支持自定义形状的刀具和钻头，并能精确地计算出二维至三维的刀具路径。优化刀具加工轨迹，最终产生所需要的数控机床的机器代码。该软件可与机床直接通信，将程序传送到数控雕刻机的控制部分，减少了程序的输入工作量。同时Type3软件适用的机床范围很广，配有多种数控雕刻机的后置处理程序。
二、Type3软件应用的注意事项
经过设计加工产品的生产实践，总结得出应用Type3软件和操作数控雕刻机时，要注意以下几点：
1、在CAD模块下建模完成后，显示的可雕刻页面的左下角，为生成后置处理程序的原点。建模前要先考虑雕刻工件时建立工件坐标系的坐标原点位置，此位置应绘在可雕刻页面的左下角【4】。
2、在使用机床工作功能生成NC程序前，要先选择与机床对应的机器名称，否则将无法完成实际的零件雕刻。
三、应用举例
1、建模
进入Type3软件的CAD模块，使用绘图工具进行基本建模，如图3所示。考虑到一般圆管类的工件的长度不会超过300mm，圆管的周长也不会超过300mm，把初始界面设置成300mmΧ300mm的界面。
加工对象是直径为23.14mm的香水管，首先将这样一个圆管展开到一个平面内，按周长展开，如周长=πD=3.1416Χ23.14mm=72.6966mm，设置图案高度为22mm，如图2所示，绘制一个矩形框，点击矩形框的同时，按键盘按钮F2，跳出对话框设置矩形框长度为72.6966mm，高度为22mm。
在这个矩形框中进行图形编辑，然后包裹到圆柱体表面。由于采用的是特别定制的雕刻刀具，根据客户的不同需求，刀具的雕刻直径范围0.6mm—2.6mm，一般常用的是1.4mm、1.6mm的两种，现采用雕刻直径为1.4mm的刀具为例。首先绘制一个直径为1.4mm的圆，设置刀具半径为0.7mm，再用圆组成所需要的各种图案。然后采用工具栏中的矢量化点阵图命令对位图文件进行矢量化，也就是将图形矢量成直线和弧线，且在屏幕上作精确的节点修改，并相应地调整图形的位置与大小，直到满意为止。
2、设置加工路径
这些点是单独的、分散的个体，在加工之前要进行加工路径设置，就是按照一定的线路将这些个体的小圆选取，选取的规律就是加工过程中刀具的行走路线，然后集合为一个整体。
然后将这颗钻石包络到圆柱体表面，需要按一定的比例进行缩放，加工对象是直径为23.14mm的香水管，按周长展开，比例的缩放与X轴方向的驱动的参数设置有关，注意Y轴方向、Z轴方向不需要进行缩放。缩放之后，将整体移动到边界0点处。
3、设置刀具路径
选中在CAD模式下创建的物体，点击图标进入CAM模块,选用钻孔模式，创建刀具路径。设置刀具参数，选用定制的金刚石高光雕刻刀，雕刻直径为1.4mm，设置钻孔深度为0.15mm，精度为0.010mm。
4、生成NC程序
刀具路径创建好后，判断正确无误,鼠标右键打开下拉菜单,选择机器工作命令生成NC程序,将程序保存到指定文件目录下。
5、机器加工
在机器加工过程中，载入所需要的加工程序，需要首先建立工件坐标系，才可进行雕刻的的实体加工。根据工件的大小不同进行手动设置，通常是将刀具的刀尖接触工件表面时设置X=0，Y=0，Z=0。由于设计的图案复杂程度不同，加工的时间也不相同。但是装饰品一般不会过大，总体来说加工时间都不长，一般几秒钟到数十秒，适合批量生产。
四、结语
通过一个实例介绍了Type3软件在圆管类工件表面进行雕刻加工的过程中的一些功能，其中主要用到的是刀具路径中的钻孔功能，Type3软件还提供多种刀具加工路径，满足不同加工要求。Type3软件强大的CAD/CAM功能为设计者提供了展示灵感的翅膀，这正是Type3软件的魅力所在。
参考文献
[1]洪超,,陈宏凯,胡刚. Mastercam在数控实习中的应用[A].华东高校工程训练教学学会第七届学术年会论文集[C].合肥:合肥工业大学出版社, 2005.
[2]孙江宏,陈秀梅. Pro/ENGINEER 2001数控加工教程[M].北京:清华大学出版社,2003.
[3]蔡汉明,宋晓梅.数控编程———MasterCAM 8.0实用教程[M].北京:人民邮电出版社,2001.
[4]信丽华,朱建军《Type3软件在数控雕刻机中的应用》上海工程技术大学学报第20卷第1期 2006,3.