专利名称：电子影雕系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种雕刻系统，它集摄像、控制、雕刻为一体。该系统可以将摄入的影像自动加工成平面影雕艺术品。
在西德专利DE3316-355-A上公开了一种机床用雕刻头，该雕刻头可以被安装在现有的数控铣床或设备上，通过程序控制，在由步进电机驱动的二维工作台上雕刻三维图像，其特点是图像呈现浮雕形，而非平面影雕。在瑞典专利SE8204-388-A上公开了一种计算机自动仿形雕刻机器，它利用平行四边形原理，自动仿制已有的雕刻品，亦称作自动仿形雕刻机，其特点是仿制艺术品，而不是创作艺术品。目前，在平面影雕工艺上，当数我国福建省惠安县的传统手工雕刻艺术，其工艺过程是将人物的照片放大，雕刻工对照照片，手持金属雕刻头，在青石板上凿制出深、浅、大、小、明暗度不同的点阵来，以制成与照片相似的影雕工艺品。虽然该工艺品受到国内外，尤其是港、澳、海外侨胞的欢迎，但由于手工凿制工作量大，生产率低，重复性能较差;而且，由于这种图像凿制的人工方法，使得影雕作品完全受到了雕刻工本人技艺的限制，精确度低、质量稳定性差，形像逼真度有限，而且不可能工艺化，更不可能形成产品。所以目前在福建惠安的平面影雕不能满足市场的要求。
为了避免上述现有技术的不足之处，本发明采用电子控制手段，将电子摄像与机械加工技术相结合，组成了电子平面影雕系统，可以实现用现代化手段取代原始的工艺过程，不但精度提高，更主要的是能重复再现艺术品，使影雕作品不仅仅是工艺品，而且也可以成为产品。
为了实现本发明，可以采取以下措施，其特征在于用摄像输入装置1将所需的人物、景物、图案或照片上的图像信息转换成数字量存入计算机控制系统2;该系统将图像以数据文件存入内存或硬盘、软盘内，并对图像进行影雕加工辅助编程，使得该数据被分批自动传送到数控影雕机3;数控影雕机3接收计算机传来的雕刻加工程序，并以此程序控制影雕机机械装置的工作，在青石板上击打出平面影雕的作品。
本系统的摄像输入装置可以采取以下措施，其特征在于它是由摄像头4将所拍摄的图象，传至图象模数转换板5，可以加上监视器6。摄像系统也可以采用图象扫描仪或电传机。
计算机控制系统可以采用现行的16位机，在其中建立三个软件包1.图像输入软件包可以实现控制摄像系统完成对图像的实时采样，并将实时数据显示;同时控制数据的存入和调出以及图像再现的功能;2.打印图像控制软件包可以将图像打印输出;3.辅助编程与通讯传送软件包可以完对图像的雕刻加工进行辅助编程，并通过串行通讯口分批传送到影雕机控制器。本系统与下一系统的接口采用串行通讯接口，可以采用RS-232。
数控影雕机可以采取以下措施，其特征在于主要是由控制柜7与影雕机8组成，计算机2送来的雕刻加工程序通过串行通讯接口，送至控制柜7;控制柜7根据加工程序发送控制信号，并进行功率放大后，控制影雕机8的工作台和雕刻头进行影雕的机械动作。
控制柜7可以由MNCZ-80 CPU的单板机(单片机)和步进电机伺服电源组成，由前一系统输出的信号在MNCZ-80控制器9的控制下以X、Y、Z三路信号经过光电隔离器10，Z向动作信号经过放大加速电路11控制电磁机构12，电磁机构驱动了雕刻头作击打动作;X向和Y向两路信号经过步进电机伺服电源13控制各自的步进电机14，步进电机驱动工作台作二维运动。
影雕机8主要是由工作台17及雕刻头16组成，工作台由步进电机18、19驱动的二维工作台，可以通过控制柜7控制。在工作台的下方有Y向步进电机18和X向步进电机19，工作台、X、Y向步进电机固定在
板20上;影雕刀头16装在电磁机构箱15之下并被固定在立柱21上，同时在立柱上还加了Z向手动调整机构22。由电柜送出的X-Y的信号控制步进电机18、19，使得工作台在X-Y平面内可分别向x-y方向移动，速度可以调整;另外，雕刻头为可通过控制柜7控制击打动作的电磁机构作击打动作，由电柜送出的z信号控制电磁箱15中的电磁机构12，使得雕刻头16作出击打雕刻运动，在立柱21上加装了z向手动调整机构22，可以手动调整升降位置。
图1电子影雕系统框图1、摄像输入系统 2、计算机控制系统3、数控影雕系统 4、摄像头5、模数转换板 6、监示器7、控制柜 8、影雕机图2控制柜系统框图9、MNCZ-80控制器 10、光电隔离器11、放大加速电路 12、电磁机构13、步进电机司服电源 14、X向、Y向步进电机图3影雕机示意图15、电磁机构箱 16、雕刻刀头17、工作台 18、Y向步进电机19、X向步进电机 20、
板21、立拄 22、Z向手动调整机构现结合实施例(附图)对本发明作进一步描述在本实施例中，电路部分是这样实现的摄像输入系统采用RCA TC 2000摄像头，PC-MATE vide van Gogh，图像模数转换板一块，12寸监视器一台，计算机系统用SUPER-XT，采用RS-232C串行通讯卡，数控影雕机的控制柜选用Z-80型单板机。TC 2000摄像头将摄取到的景物或照片上的图像信息，输送至图像模数转换板，同时配备的12寸监视器可以显示图像所摄取的画面;在微机中建立的图像输入图像打印和通迅传送三个软件包将转换的图像信息通过串行通迅卡分批传送到数控影雕机。数控影雕机控制柜中的Z-80控制器接收计算机送来的信号，跟据指令控制X、Y、Z三路信号经过光电隔离器10后分别输送至各路，Z向动作信号经过放大加速电路11控制电磁机构12，电磁机构驱动了雕刻头完成击打动作;X向和Y向两路信号经过步进电机伺服电源13控制各自的步进电机14，步进电机驱动工作台作二维运动。
机械部分的实现是以NCL-1型数控实验台为基型而设计的专用设备。加工一个150×150的工作台面，在工作台的下方装有Y向步进电机18和X向步进电机19，步进电机18、19在控制柜的控制下驱动工作台作二维运动。工作台、X和Y向步进电机固定在
板20上，采用功率步进电机或电液脉冲马达或直流电机驱动。影雕刀头16装在电磁机构箱15之下并被固定在立柱22上，雕刻刀具为一种带刀柄的圆锥型硬质合金材料;同时在立柱上还加了Z向手动调整机构22，刻头上调整纵向进给程度。由电柜送出的X-Y的信号控制步进电机19、20，使得工作台在X-Y平面内可分别向X-Y方向移动，速度可以调整;另外，雕刻头为可通过控制柜7控制击打动作的电磁机构作击打动作，由电柜送出的z信号控制电磁箱15中的电磁机构12，电磁机构12可以采用中频电磁铁，频率为3-6次/秒。雕刻头16随着电磁机构作出击打雕刻运动。
本发明相比现有技术有如下优点1、加工效率高;
2、质量稳定可靠;
3、加工成本低;
4、加工柔性大，范围广;
5、自动化程度高。
权利要求
1.一种涉及于平面影雕的电子影雕系统，其特征在于摄像输入装置1与计算机系统2联接，计算机系统2联接着数控影雕机3。
2.如权利要求1所述的电子影雕系统，其特征在于摄像输入装置1是由摄像头4联至图像模/数转换板5。
3.如权利要求1所述的电子影雕系统，其特征在于计算机系统2可以采用16位微机，其输出为接串行接口8。
4.如权利要求1所述的电子影雕系统，其特征在于数控影雕机3是由控制柜7接至影雕机8。
5.如权利要求1、4所述的电子影雕系统，其特征在于控制柜7的组成是控制器9接至光电隔离器10;Z向系统是放大加速电路11与光电隔离器10联接，电路11联接电磁机构12;X向和Y向系统是步进电机伺服电源13与光电隔离器10联接，步进伺服电源13接至步进电机14。
6.一种用于电子影雕系统的影雕机，包括雕刻头16，其特征在于电磁机构12安装在电磁箱15中，电磁箱15固定在立柱21上，在电磁箱的下端安装雕刻头16;在
板20上固定着X向和Y向步进电机18、19，电机上端安装工作台17。
7.如权利要求5所述的影雕机，其特征在于在立柱21上加装了Z向手动调整机构22。
8.如权利要求5所述的影雕机，其特征在于雕刻刀头为一种园锥型硬质合金材料。
全文摘要
本发明涉及一种雕刻系统，它集摄像、控制、雕刻为一体。该系统可以将摄入的影像自动加工成平面影雕艺术品。本发明采用电子控制手段，将电子摄像与机械加工技术相结合。本系统将摄像输入装置、计算机控制系统、数控影雕机组合在一起，摄像系统将所需的人物、景物、图案或照片上的图像信息转换成数字量存入计算机，在计算机内进行数据处理后被分批自动传送到数控影雕机，在青石板上击打出平面影雕的作品。实现了用现代化手段取代原始的工艺过程，不但精度提高，更主要的是能重复再现艺术品。
文档编号B44B3/02GK1051012SQ89107859
公开日1991年5月1日 申请日期1989年10月18日 优先权日1989年10月18日
发明者张恒新, 朱敏, 彭炎午, 郭毓俊 申请人:西北工业大学