基于扫描仪图像的线切割自动编程研究与开发

摘要

电火花线切割加工技术在模具、导电难加工材料、成型刀具和复杂表面零件的加工等方面得到了广泛的应用。为了简化编程工作、提高工作效率，利用计算机进行自动编程是主要的发展趋势。在数控加工中，以工艺美术图片、实物为尺寸依据的加工要求越来越多，因此，在数控自动编程系统中，除了按照图纸工程尺寸外，还需要利用扫描仪输入图像的自动编程系统。 本文研究开发的系统以XoY软件(DOS版)为内核基础，借鉴现有的自动编程软件，并依据实际加工要求，开发出基于扫描仪图像的线切割自动编程软件。以Windows操作系统为平台，比现有的软件更直观、实用，使用方便。 该系统以图片或实物为尺寸依据，通过扫描仪获取图像，然后对图像进行矢量化，并完成曲线拟合和加工程序的编制。本系统可以处理单色图和真彩图，既可以处理实心图像也可以处理空心图像，图像矢量化后生成的图形可以在规定的精度下拟合，然后依据用户给定的加工工艺条件，计算出加工轨迹，并通过相应的模块得到线切割机床所用的3B格式或者G代码，最后传送到单板机控制机床进行加工。此外，本系统还具有图形文件的标准化接口，能读入、输出DXF(AutoCAD)格式文件。本系统通过创新的轮廓提取算法和轮廓追踪算法，简化了程序并提高位图矢量化的速度；通过曲线逼近和直线、圆弧拟合，在精度范围内实现了曲线拟合，减少了加工程序段数目，实现曲线高效编程加工。 该软件系统经济南科特电加工技术有限公司试验应用，认为其界面友好、操作方便、易学易用；与其他同类软件相比，在相同程序段下精度高，在相同精度下加工程序段数目少，具有广阔的推广应用前景。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1引言

1.2数控编程系统发展历程

1.3数控编程系统研究现状

1.3.1数控编程系统分类

1.3.2国外数控线切割软件系统发展现状

1.3.3国内数控线切割软件系统发展现状

1.4数控编程系统发展趋势

1.5本课题意义

1.6本文主要工作

第2章数字图像处理

2.1位图图像与矢量图形

2.2 BMP文件

2.2.1 BMP文件的获取

2.2.2 BMP文件的格式

2.2.3 BMP文件的读取

2.3图像处理

2.3.1去噪声

2.3.2轮廓边界提取与细化

2.3.3轮廓追踪

2.4本章小结

第3章图形处理

3.1图形特征点

3.1.1曲线特征点识别

3.1.2直线特征点识别

3.1.3圆弧特征点识别

3.2曲线拟合

3.2.1三次B样条曲线概述

3.2.2离散点三次B样条逼近

3.3曲线的直线和圆弧拟合

3.4 DXF文件

3.4.1 DXF文件格式

3.4.2 DXF文件的生成

3.5本章小结

第4章代码生成

4.1 3B代码与G代码格式

4.2 3B代码与G代码的生成

4.3间隙补偿量f

4.3.1间隙补偿量f的定义

4.3.2间隙补偿量f的方向

4.3.3间隙补偿量f的数值

4.4交点的重新计算问题

4.4.1曲线偏移

4.4.2交点的重新计算与选择

4.5本章小结

第5章系统实例应用

5.1系统界面

5.2应用实例

5.3本章小结

结论

参考文献

致谢