基于二次元影像仪的陶瓷雕刻机开放式数控系统研究

摘要

陶瓷雕刻机是一种由数控系统、伺服系统和机械结构组成的机电一体化设备。计算机软件将所要加工的零件数据通过后置处理程序生成NC代码，并通过计算机译码后将控制信号自动传送至雕刻机的运动控制器中，再由运动控制器把运动指令转化成能驱动步进电动机或交流伺服电动机的脉冲信号，控制陶瓷雕刻机的雕刻路径。
　　 目前市场上的雕刻机主要是用于木材、石材和广告标牌的雕刻，而专门用于陶瓷雕刻的数控雕刻机却很少，而消费者对陶瓷雕刻品的需求量却日益增加，这使得陶瓷雕刻机的研究成为必然趋势。本课题主要做了以下工作:
　　 (1)借助二次元影像仪获取工件图形的列表数据信息，利用反求算法拟合图形曲线生成雕刻图形。利用ArtCAM软件将图形转换为浮雕形式，便于观察图形的雕刻效果，再通过ArtCAM软件自带的后置处理程序生成NC代码。
　　 (2)进行了陶瓷雕刻机机械结构的总体设计，在三维绘图软件中绘制了陶瓷雕刻机全部零件图和装配图，并对主要零部件进行了简要分析。
　　 (3)陶瓷雕刻机的控制系统采用“PC+运动控制器”的结构形式，研究内容包括运动控制器的调试，SD305C驱动器和86BYGH350-D步进电动机的接线，并通过雕刻机测试软件对整个控制系统进行了测试。
　　 (4)开发了陶瓷雕刻机开放式数控系统的软件，设计了开放式数控系统的各功能模块、编制了控制系统的初始化程序、运动控制程序和插补程序，生成了陶瓷雕刻机开放式数控系统的可执行文件。
　　 该开放式数控系统的研究，将提高陶瓷产品的生产效率，提高陶瓷产品的雕刻精度，同时模块化的系统设计也将大大降低陶瓷雕刻机的生产成本。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 课题研究的背景及意义

1．1．1 课题来源及意义

1．1．2 开放式数控系统的研究背景

1．2 本课题研究的主要内容及创新点

1．3 本章小结

第二章 基于二次元影像仪的雕刻图形研究

2．1 二次元影像仪的应用

2．1．1 倍率设置

2．1．2 测量工作流程

2．2 反求算法拟合图形曲线

2．3 位图数据的研究

2．4 工件数据的研究

2．5 NC代码的生成

2．6 本章小结

第三章 陶瓷雕刻机的机械结构设计

3．1 机械结构总体设计

3．2 陶瓷雕刻机的机械结构分析

3．3 本章小结

第四章 陶瓷雕刻机的控制系统硬件

4．1 GE-300-SG运动控制器的通讯检测

4．2 控制系统硬件连接

4．2．1 驱动器SD305C和步进电动机86BYGH350-D的连接

4．2．2 端子板和GE-300-SG运动控制器的连接

4．2．3 驱动器SD305C和端子板的连接

4．3 控制系统的运行检测

4．4 本章小结

第五章 陶瓷雕刻机的软件系统开发

5．1 系统界面设置

5．2 系统控制模块

5．3 程序代码的编写

5．3．1 调用连续轨迹运动控制器的动态链接库文件

5．3．2 挂接指令处理程序

5．3．3 控制系统初始化

5．4 开放式数控系统的实例仿真

5．5 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间所发表的学术论文