基于固高GT-400的开放式数控图像绘制实验研究

摘要

开放式数控系统是上世纪末由美国提出并发展起来的一种先进的数控体系结构，它以计算机作为辅助开发工具，充分体现了拓展性能好、运行稳定、便于开发和维护、灵活性强等优点，因此受到各国追捧。该体系结构离不开近来发展很快的计算机技术，他们二者如何进一步有机结合以便更好地服务于相关领域吸引着很多人的研究，这也是未来数控技术想要达到的目标。
　　目前在数控加工领域中已经广泛采用基于图形图像的自动编程软件，但是对于一些名人字画等艺术品没有具体的尺寸可供软件编程，进而无法生成加工代码。本设计可直接根据扫描获得的图片生成数控加工代码，很好地克服了传统编程中的繁琐和不精确，能够快速准确的得到数控编程代码，可充分利用于艺术画和名人签名等快速成型领域中。
　　本课题集计算机软、硬件、数字图像处理技术于一体，实现了图像编程的计算机控制系统，该系统硬件部分采用深圳固高科技有限公司的GT400SV运动控制卡作为下位机，通用PC机为上位机，软件部分由VC6.0编制而成，被控对象是固高公司的X-Y数控实验平台，它由三套伺服电机及驱动、光电编码器和限位开关组成半闭环控制系统。我们将一支铅笔固定于Z轴方向来代替刀具，完成绘画功能，模拟数控加工。
　　本文主要介绍了系统的整体硬件体系结构以及图像的灰度处理、二值化处理、滤波和平滑、轮廓提取与追踪、矢量化等数字图像预处理的知识，然后根据G代码的结构特征完成矢量图像数据到编程代码的转换并在仿真软件中仿真，进而得到NC代码段去控制平台的运动。

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第1章 绪 论

1.1 研究背景

1.2 开放式数控系统概述

1.3 国内外开放式数控系统发展现状

1.4 课题研究的意义

1.5 论文的主要内容

第2章 图像绘制系统整体硬件结构

2.1 系统硬件整体方案

2.2 运动控制器简介

2.3 X-Y平台简介

2.4 X-Y平台的伺服系统

2.5 硬件设备接线与调试

2.6 本章小结

第3章 数字图象处理

3.1 数字图像处理概述

3.2 数字图像处理总体构架

3.3 图像文件操作

3.4 图像增强

3.5 图像边缘提取

3.6 本章小结

第4章 NC代码编译

4.1 NC代码编译概述

4.2 轮廓跟踪

4.3 直线拟合

4.4 NC代码的生成和解释

4.5 本章小结

第5章 实验与结果分析

第6章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

附录

致谢

攻读硕士学位期间发表论文情况