航空制造工程学院
创新能力综合训练
研究报告
题目：图案的的数字化设计与制作
所属课题： 26个英文字母图案的数字化设计与制作学院：航空制造工程学院
专业名称：机械设计制造及其自动化
班级学号： 090317
学生姓名：潘小金
合作者：邱涛饶江华
指导教师：陈为国
二O一一年十一月
图案的数字化设计与制作研究
学生姓名：潘小金班级：090317
指导老师：陈为国
摘要：采用WinTopo Professional软件一键矢量化的功能，将JPEG图片很好的转化为UG软件可以识别的DXF格式文件，研究了通过结合WinTopo Professional和UG软件，完成机械零件表面和模具表面雕刻文字和图案，结果表明，利用UG平面铣操作子类型可以实现一些雕刻功能，如下做具体的操作步骤介绍
关键词:WinTopo Professional，UG，雕刻，平面铣
主要创新点
通过对UG软件的学习，发现其不仅是一款很强大的三维实体建模软件，其UG NX CAM 模块功能可以广泛的应用于平面雕刻领域中，但同时发现UG PLANER-TEXT也存在很大的不足，如（1）汉字字体不丰富；（2）能雕刻汉字，英文字母，阿拉伯数字等等，但不能雕刻复杂的图形；（3）生成的刀轨只能沿着字的轮廓（4）字只能水平和竖直摆放，不能随意摆放。
本文就UG在平面雕刻中的应用做了一些探索，利用WinTopo Professional软件一键矢量化功能，将JPEG图片格式转换为UG可识别的DXF文件，在导入UG软件的过程中，也许转化完成的图案不是一个完整的封闭曲线，但可以通过样条曲线进一步加工，将其连接为封闭曲线框。并且从中发现，普通的JPEG图片，一键矢量化很难捕捉到其外缘轮廓，所以可以利用图片处理软件Photoshop,自主完成图案的构造，可以为后期UG的处理，带来很大的方便。
目录
研究报告 (1)
1 引言 (5)
2 研究方法 (6)
2.1在Photoshop中完成图案的构造 (6)
2.2在WinTopo Professional中完成文件格式的转化 (8)
2.3在UG软件中，完成英文字母图案的雕刻，生成数控加工程序 (9)
3 研究结果及分析 (16)
3.1 关于图案二维图成形问题 (16)
3.2 关于WinTopo Professional软件的问题 (16)
4 结论 (16)
5 参考文献 (17)
1 引言
数字化设计与制作技术是利用数字化的信息对机床运动及加工过程进行控制的一种技术，是用数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制的技术，是发展数控机床和先进制造技术的最关键技术。数控机床作为数控技术实施的重要装备，是提高加工产品质量，提高加工效率的有效保证和关键，而数控加工就是泛指在数控机床上进行零件加工的工艺工程。使用UGNX软件提供的CAM功能可以根据新的CAD数据进行加工规划，快速、精确地获得NC程序，避免了制造部门与设计部门之间由于缺乏交流而导致的产品缺陷，这也机打的提高了产品的设计速度和质量。
本文主要介绍利用UG模块加工中的平面铣功能，结合WinTopo Professional和Photoshop软件，完成26个英文字母图案的数字化设计与制作，并详细介绍UG经行模块加工的方法和技巧。
2 研究方法
2.1在Photoshop中完成图案的构造
1.进入Photoshop界面，新建图层，参数如图所示
2.利用文本功能，设置文本格式如图所示，完成文本图层
3.将图片保存为JPEG格式
2.2在WinTopo Professional中完成文件格式的转化1.进入WinTopo Professional界面，打开上步保存的文件A.jpg
2.勾选一键矢量化设置中简单边缘选项，将图片矢量化
3.将文件另存为DXF格式
2.3在UG软件中，完成英文字母图案的雕刻，生成数控加工程序1.进入UG软件界面，打开上一步保存的文件A.dxf
2.点击艺术样条选项，将图形连接成封闭的曲线框，如图所示
3. 进入草图坏境，构造矩形，进行拉伸，参数如图所示
4.将上部形成的封闭曲线框进行拉伸，尺寸如图所示
5.进入加工模块坏境，如图创建几何体
6.创建操作，如图设定参数，勾选轮廓铣选项mill-contour
7.设置切削区域，切削区域为上一步拉伸草图
8.点击操作选项中的生成轨迹，生成精加工刀具的路径如图所示
9.点击操作面板中的确定刀轨，打开刀轨可视化中的3D动态，如图所示
10.单击车间文档，系统将以HTML格式显示所创建操作
11.单击操作工具栏的后处理选项，生成精加工的NC程序，如图所示
13.最终A字母图案雕刻效果如图所示，其他字母操作与此类似，在此不做详细介绍
3 研究结果及分析
3.1 关于图案二维图成形问题
很多人可能用普通的JPEG图片，进行图片矢量化，由于图片不是单一的文体图片，进行矢量化的过程中，很难准确捕捉到文字的外轮廓，所以最好使用图片处理软件，自己构造一个单一的文体图片。当图片经过矢量化进入UG 界面内，该图层不是一个二维草图，应该将其投影于某一个二维平面内，用样条曲线画出其二维轮廓草图。
3.2 关于WinTopo Professional软件的问题
WinTopo Professional是一款图像处理软件，但其一键矢量化功能也存在一些问题，在复杂图案进行矢量化的过程中，边缘处常常出现断线的现象，此时应勾选精确矢量化选项，将其平滑样条曲线的容差合适的改变，以达到图像处理的目的。
4 结论
虽然UG的CAM模块不是专业的雕刻软件，但也可以巧妙的利用CAM模块的平面铣操作子类型实现一些雕刻功能。雕刻的文字和图案可以来自UG系统本身，也可以来源于经过矢量化软件处理过的DXF类型的文件，这样可以利用UG雕刻更加复杂的图形。
本文就UG在平面雕刻中的应用做了一些探索，利用WinTopo Professional 软件一键矢量化功能，将JPEG图片格式转换为UG可识别的DXF文件，在导入UG软件的过程中，也许转化完成的图案不是一个完整的封闭曲线，但可以通过样条曲线进一步加工，将其连接为封闭曲线框。并且从中发现，普通的JPEG图片，一键矢量化很难捕捉到其外缘轮廓，所以可以利用图片处理软件Photoshop,自主完成图案的构造，可以为后期UG的处理，带来很大的方便。
