ABB  DSTC 190

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DSTC 190

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在分析砂雕玻璃传统加工工艺技术的基础上, 结合计算机图形成像原理, 利用计算机数控技术实现了喷砂( sand- blasting) 雕刻玻璃加工的自动化, 为砂雕玻璃制品的生产提供了一种新的技术方法。并详细介绍了数控砂雕玻璃加工的技术原理, 初步设计了机器的总体结构和数控系统的软硬件结构, 举例说明了该技术的实际加工应用效果。

前言

应用喷砂工艺雕刻的玻璃(简称砂雕玻璃) 制品集玻璃的实用性与艺术性为一体, 工艺简单、价格低廉, 并且具有较高艺术品位的装饰功能, 在居室建筑艺术装潢、工艺美术、家具、标牌、灯饰、广告、园艺和玻璃器皿等多种行业领域得到了广泛的应用。

多年以来, 这种主要基于人工操作的装饰玻璃制品机械加工方法, 至今仍然是各种装饰玻璃冷加工中***流行的表面处理技术之一。

当前, 计算机数控技术( CNC)、计算机图形、图像处理技术和机电一体化技术已经得到高度发展和广泛应用。本文介绍作者创新设计、研制的基于PC计算机数控技术的喷砂玻璃雕刻机系统, 尝试将传统的玻璃喷砂工艺方法与计算机数控技术结合, 为喷砂玻璃制品的数字化、自动化生产提供一种新技术, 并且给出了构成该系统的一些关键技术和实现方法。

1 喷砂玻璃传统加工方法的分析

传统喷砂工艺方法是使用压缩空气喷嘴喷射石英砂或金刚砂细微颗粒, 形成高速混合磨料气体射流冲击、蚀刻工件表面, 从而去除材料的一种特殊机械加工方法, 特别适用于对玻璃、石材等硬脆材料表面的装饰性加工处理。砂雕玻璃的雕刻加工是在传统喷砂工艺基础上,用喷嘴将细微磨料以定向、高速气流喷射到玻璃表面, 使玻璃表面产生交叉微裂纹并成细小的贝壳状剥落下来, 因而玻璃表面呈现不透明或半透明的毛面。

由于玻璃毛面对光线有散射效应, 玻璃毛面的粗糙程度不同, 光线的散射效果也不同, 从而使玻璃表面产生层次分明、富有立体感的艺术图案和文字。

砂雕玻璃传统加工方法的工艺流程: 首先, 由人工在玻璃制品表面粘贴掩膜(不干胶纸); 然后参照样本图(或设计图案), 用铅笔在掩膜上临摹描绘出雕刻图案; 再用小刀依据描绘图案镂空刻制; ***后将粘贴有镂空掩膜的玻璃制品安放到一个密闭的箱体容器内, 由人工手持连接有压缩空气、磨料管道的喷枪进行喷砂工艺处理, 在掩膜镂空处喷射雕刻出较粗糙

的玻璃毛面, 而掩膜保护处仍然保持玻璃原有的光亮、透明面[ 1]。

由上述砂雕玻璃传统加工方法的分析研究可知,砂雕玻璃表面的花纹图案、文字、标记等, 均由粗糙的玻璃毛面与光亮、透明的玻璃表面组成。这些粗糙程度不同、不透明或半透明的砂雕玻璃毛面, 按照数字图像学的观点, 实质上是由高速运动的磨料颗粒冲击、蚀刻出来的一系列密集像素点阵。因此, 用传统喷砂工艺方法雕刻加工的玻璃艺术图案, 与普通的黑白照片和计算机点阵式打印机打印到纸上的黑白图像成像原理类似, 都是以密集点阵形式表现出来的二维平面图像。