基于數(shù)字圖像處理的數(shù)控雕刻系統(tǒng)研制.pdf

1、隨著雕刻加工技術(shù)的不斷發(fā)展和競(jìng)爭(zhēng)的加劇，產(chǎn)品市場(chǎng)對(duì)雕刻系統(tǒng)的靈活性和快速性提出了更高的要求。傳統(tǒng)的圖形雕刻系統(tǒng)已經(jīng)難以滿足這一發(fā)展需求，而基于圖像處理的雕刻系統(tǒng)以其特有優(yōu)勢(shì)逐漸被市場(chǎng)接受，并成為雕刻系統(tǒng)的發(fā)展方向之一。本課題在運(yùn)動(dòng)控制器的基礎(chǔ)上，根據(jù)開放式數(shù)控原理，對(duì)圖像雕刻加工系統(tǒng)的模塊劃分、加工路線定義、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換等內(nèi)容進(jìn)行初步研究和設(shè)計(jì)，力求實(shí)現(xiàn)一種獨(dú)立于傳統(tǒng)CAD軟件的雕刻加工系統(tǒng)。 主要研究?jī)?nèi)容如下：(1)根據(jù)雕刻加工工

2、藝和開放式系統(tǒng)的要求，規(guī)劃了系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)模塊，采用上、下位機(jī)模式實(shí)現(xiàn)軟、硬件系統(tǒng)的獨(dú)立設(shè)計(jì)，并根據(jù)雕刻加工原理確定了兩條圖像雕刻加工路線(直接影像加工和圖像邊緣加工)。 (2)按照數(shù)控雕刻加工要求，實(shí)現(xiàn)圖像讀取與處理模塊——識(shí)別并讀取不同格式圖像數(shù)據(jù)，根據(jù)工藝進(jìn)行數(shù)字圖像處理，其中包括圖像邊緣提取、灰度變換、圖像形態(tài)學(xué)處理等。 (3)對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行加工預(yù)處理，主要研究?jī)?nèi)容包括：數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊——將處理后的圖像數(shù)據(jù)根

3、據(jù)坐標(biāo)和尺寸關(guān)系映射為加工數(shù)據(jù)，為后續(xù)的代碼生成做準(zhǔn)備；圖像矢量化和G代碼生成模塊——分別對(duì)直接影像加工采用行矢量化法，對(duì)圖像邊緣加工采用逐條線段掃描法，實(shí)現(xiàn)位圖數(shù)據(jù)矢量化，用小段直線逼近曲線，生成數(shù)控加工代碼；加工過程仿真模塊——實(shí)現(xiàn)切削過程模擬，使加工過程更加直觀，便于校驗(yàn)數(shù)控代碼的正確性。 (4)根據(jù)雕刻加工工藝要求，對(duì)運(yùn)動(dòng)控制卡進(jìn)行二次開發(fā)，并根據(jù)上位機(jī)軟件提供的加工數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)雕刻機(jī)的三軸聯(lián)動(dòng)控制。 (5)組合系