近年來，隨著生活水平的提高，人們對滿足審美要求的雕刻類產(chǎn)品的需求出現(xiàn)前所未有的增長。傳統(tǒng)手工雕刻生產(chǎn)效率低，不能滿足日益增長的市場需求，數(shù)控雕銑機加工就是在這一背景下誕生的。雕刻加工特色鮮明、專業(yè)性強，如果直接采用傳統(tǒng)數(shù)控技術(shù)進行加工，通常難以勝任。為此，本文從工程實際出發(fā)，深入研究適合于雕刻行業(yè)的數(shù)控加工技術(shù)，主要內(nèi)容與創(chuàng)新點概括如下。

　　針對包含大量小圓弧和小線段的輪廓環(huán)，以改進掃描線求交算法為基礎(chǔ)，提出一種復(fù)雜區(qū)域快速自動識別算法。對于輸入的不合法環(huán)，算法能夠報告全部出錯點的精確位置，從而方便用戶修正幾何圖形中存在的缺陷;對于輸入的合法環(huán)，算法能夠根據(jù)環(huán)之間的拓撲關(guān)系，在近似線性時間內(nèi)快速自動識別出全部區(qū)域，區(qū)域之間可以多層嵌套。

　　針對區(qū)域銑削加工問題，提出一種環(huán)切刀軌生成算法和一種光滑螺旋刀軌生成算法。本文環(huán)切刀軌生成算法具有運行效率高、零抬刀過渡、無殘留加工區(qū)域的優(yōu)點，并且適用于任意復(fù)雜區(qū)域的銑削加工。光滑螺旋刀軌生成算法以B樣條理論為基礎(chǔ)進行刀軌規(guī)劃，所生成刀軌可任意階連續(xù)，滿足小刀具高速數(shù)控雕刻對刀軌光順性的要求。

　　在三維雕刻加工中采用先進行層切粗加工然后進行清根精加工的解決方案。提出了利用層切平面與凹雕型腔的交線和區(qū)域等距線間的等價關(guān)系計算層切刀軌，利用凹雕型腔棱線和區(qū)域中軸之間的等價關(guān)系，把清根加工刀軌計算問題轉(zhuǎn)化為中軸遍歷問題，降低了算法的復(fù)雜度，大幅度提高了刀軌計算效率。

　　針對采用一般等距方法進行輪廓嵌套加工時，所加工出的凸臺和凹槽在嵌套裝配時易發(fā)生干涉的問題，提出一種基于凸凹輪廓協(xié)調(diào)等距的嵌套加工刀軌生成算法，該算法只需要三次等距運算即可計算出凸臺和凹槽加工刀軌，確保加工出的凸臺和凹槽在嵌套裝配時肯定無干涉，且嵌套間隙均勻。