本项目研究数控铣床如何实现汉字的加工技术。研究的关键问题是建模与编程，给出了使用国产的CAXA制造工程师CAD/CAM软件加工象棋案例。深入研究数控铣削汉字编程技术，对于提升企业制作自己的产品标识有一定理论指导意义与实际价值。
以下为本篇论文正文：
【摘要】传统手工刻字效率低，劳动强度大，不能满足日益增长的市场需求。为此，本项目研究数控铣床如何实现汉字的加工技术。研究的关键问题是建模与编程，给出了使用国产的CAXA制造工程师CAD/CAM软件加工象棋案例。深入研究数控铣削汉字编程技术，对于提升企业制作自己的产品标识有一定理论指导意义与实际价值。
【关键词】数控铣床；汉字加工；CAD/CAM
汉字加工可用于企业零件产品生产厂家标识，最早的汉字加工方式有雕刻、压印，对要求不高的零件常用手工刻字等。手工刻字存在效率低、劳动强度大、安全性差；部分商标内容多，字符多，如果字符高达20个以上，手工刻一套需要3小时以上，时间长操作人员易疲劳，容易出现错刻、漏刻字符的情况，造成产品缺陷。虽然目前采用三轴数控铣床刻字的方法在国内有研究，但是依然未普及。使用数控铣床刻字，需熟练掌握一种CAD/CAM软件。
1汉字建模与编程CAD/CAM软件
目前，国内外CAD/CAM软件很多，常见软件有UG、Pro/E、MASTERCAM、CAXA制造工程师等。对于汉字加工，在实验时，我们象棋加工案例采用的软件是CAXA制造工程师。
CAXA制造工程师是由我国北京北航海尔软件有限公司研制开发的全中文、面向数控铣床和加工中心的三维CAD/CAM软件。它基于微机平台，采用原创Windows菜单和交互方式，全中文界面，便于轻松地学习和操作。它全面支持图标菜单、工具条、快捷键。用户可以自由创建符合自己习惯的操作环境。它既具有线框造型、曲面造型和实体造型的设计功能，又具有生成二至五轴的加工代码的数控加工功能，可用于加工具有复杂三维曲面的零件。其特点是易学易用，已在国内众多企业和研究院所得到应用。
2CAD/CAM编程过程
为实现数控机床自动刻字，必须对刻字的字符进行矢量化设计，将字符的形状大小尺寸转化为矢量化的加工数据，才能实现机床数控加工。同时机床需要多轴联动进给控制铣刀的运行轨迹，实现机床的数控自动刻字。因此，一般来说，基于CAD/CAM软件的数控自动编程过程如图1所示。
3华文行楷象棋“马”字的设计与加工
3.1建模
对于汉字的矢量化过程，原则上说可以使用各种CAD软件来完成。但是由于客观上工人掌握的软件不多，而且各个软件都有它的特殊性以及实用领域，这就造成了建模的诸多不便。对于本项目研究要求的字体，最终使用了CAXA制造工程师来完成。
CAXA制造工程师软件建模汉字，直接打开后没有项目研究要求的汉字字体，可以借助百度下载华文行楷，将它安装在C:\windows\fonts,这样就完成了该字体在软件下的添加。
华文行楷字体找到后，无论怎样的选项汉字都不能快速实现居于圆心。经过多次尝试，项目组研究成员发现，“车”可以帮助我们找到汉字的中心。因为“车”在华文行楷字体下，形成的是四方框，连接对角线，就确定了汉字中心。克服以上问题，很快绘制出矢量汉字如图2所示。
绘制过程：
（1）右击特征管理处“平面xz”创建草图，单击直线，设定立即菜单选项，“两点线”、“单个”、“正交”、“长度方式”、“长度=20”,输入“0,0,0”回车后，按“F8”,移动鼠标当直线与y轴在同一方向时点击左键，完成直线的绘制；修改立即菜单选项，“平行线”,“距离”,“距离=10”,左键单击绘图区所画直线，单击方向后（与X轴正方向相反），完成直线的绘制；绘制圆弧，立即菜单选项设定为“两点-半径”,点选两条直线同一方向处的对应两点，输入半径7.5.在直线命令下，设定选项“两点式”,“非正交”,连接直线两端点，完成草图绘制。如图3所示。
（2）退出草图，用直线命令绘制直线过Z轴，完成旋转轴的绘制。
（3）单击造型特征生成下的增料旋转，生成象棋子的旋转实体。
（4）单击垂直于Z轴的棋子的上表面创建草图，单击造型下的文字，设置选项为“中心”,单击坐标系原点，设置字体为“华文行楷”,字高“30”,键盘输入“马”,确认后，单击造型几何变换平移，设定立即菜单选项“偏移量”,“移动”,“dy=11.25”其他默认，左键框选马字，完成平移，退出草图。单击造型特征生成拉伸除料最终效果图如图4象棋“马”.
3.2CAM编程
（1）设置毛坯，参照模型确定。（2）选择刀具，确定加工工艺参数。选择直径φ2mm平底铣削刀具，转速3500r/min,进刀速度120mm/min,提刀速度200mm/min.（3）选择加工方式，平面区域粗加工，拾取加工轮廓线，合理的选择各个加工参数，生成如图5所示刀具轨迹。（4）后置处理，生成代码。部分代码如下。用记事本打开程序，另存程序名为ma.txt.
N10 G55
N14 S3500 M03
N16 G90 G0 Z50.
N18 G0 X1.15 Y0.229
N20 M08
N22 G0 G90 X1.15 Y0.229
……
N286 G1 X-7.736 Y-8.764
N288 G1 X-7.736 Y-8.764 Z9.F300
N290 G0 G90 X-7.736 Y-8.764 Z50.
N292 M09
N294 M05
N296 M30
3.3虚拟仿真加工
利用虚拟仿真加工软件，检验是否能够实现加工。本项目实验课题使用的宇龙数控仿真。打开该软件后，选择数控系统“FANUC”,“Fanuco”,“铣床”,标准的机床，确定好后，在G55坐标系中设定，“X:-500,Y:-415,Z:-278”（此处，Z的取值与刀具长度有关），把ma.TXT程序导入机床，模拟结果如图6所示。验证加工无误后，我们传输到实际机床上便可完成加工了。
4结束语
使用数控铣床加工汉字，运行安全、可靠、效果良好，而且加工汉字速度快，字体漂亮。在提高产品的外观质量的同时也可大幅提升企业形象。企业可根据自身需求使用不同的CAD/CAM软件来实现加工产品标识的加工，降低企业的生产成本，减轻职工劳动强度。
参考文献
[1]马聪玲。应用Marking Mate与Master CAM进行个人印章的加工[J].机械工程师，2014,（1）：54-55.
[2]王红宾。CAM编程中刻单线中文字体的几种方法[J].cad/cam与制造业信息化，2013,（12）：83-85.
[3]马聪玲。CAXA制造工程师环境下奔驰车标的CADCAM[J].新技术新工艺，2013,（8）：41-44.
[4]马聪玲。数控铣削实例编程分析与加工[J].机械工程师，2013,（6）：89-90.
[5]徐晓风。加工中心操作工（数控铣工）[C].浙江省职业技能鉴定中心，2007.
[6]刘伟洪，刘海波。Mastercam导入其他cAD模型数控加工的策咯和应用[J].制造业自动化，2011,（12）。
[7]钱春华，钱杨林。CNC数控编程技术在雕刻加工中的巧妙应用[J].制造业自动化，2010.
[8]詹友刚。Pro/ENGINEER5.0数控加工教程[M].北京：机械工业出版社，2010.
[9]顾丽敏。基于Mastercam的文字雕刻技术在数控加工中心的实现[J].CAD/CAM与制造业信息化，2010,（6）。
[10]刘逢时，刘战强，王福友。小字号汉字的数控加工技术[J].机械制造，2008,（2）。
