由工业CT切片图像生成NC代码的方法研究

摘要

工业CT 机能无损地获取零件完整的信息，它输出的数据是以位图图像的形式保存的。如何由工业CT 切片图像将零件原型重新制造出来是目前逆向工程领域研究的热点。但是，工业CT 切片图像不能直接为数控机床所识别，所以无法将零件加工出来。针对这一问题，本文研究了从图像上提取零件边界点数据，然后将边界点数据直接转换生成NC 代码的方法，并开发了相应的软件。主要内容如下：首先，本文研究了从工业CT 机切片图像提取边界点数据的方法。采用对图像先滤波去噪，然后阈值分割，再用四邻域或八邻域轮廓提取的方法将边界点析出。在这个过程中，采用中值滤波的方法去除噪声；图像分割的阈值采用自适应阈值分割和根据经验结合图像直方图的方法确定；采用多轮廓跟踪方法将边界点数据有序输出。其中，对多轮廓跟踪作了重点研究。实验表明，对成像质量较好的图像，能完整的将零件边界点坐标值输出。其次，在理论上对边界点数据的精简和插值计算进行了研究。对层内数据采用角度和弦高差法精简数据。层间轮廓插值采用线性插值方法。然后，在分析了ISO NC 代码的格式后，选取适当的工艺参数，将处理后的边界点数据直接转换生成2.5 轴层轮廓粗加工NC 代码，并在MasterCAM 软件中仿真验证结果。最后，对Z-Map 点云模型进行了研究。根据Z-Map 模型的原理，用行列结构对边界点数据进行重新排列，从而得到3 轴平行式加工刀轨。理论分析表明，3轴平行式加工方法能更多的去除毛坯余量，这一结果在MasterCAM 软件中得到了验证。