基于數(shù)控雕刻機(jī)的圖像處理系統(tǒng)的研究.pdf

1、本文將數(shù)字圖像處理、刀具路徑生成、加工仿真技術(shù)相結(jié)合，開發(fā)了PC環(huán)境下基于數(shù)控雕刻機(jī)的圖像處理系統(tǒng)。雕刻系統(tǒng)以要加工的圖像為主要研究對象，為實現(xiàn)基于圖像處理的加工技術(shù)提供了新的方法。
　　 論文通過分析各種開放式數(shù)控系統(tǒng)的特點和利弊，確定雕刻系統(tǒng)采用“Pc+NC”方式的硬件平臺，同時簡單論述了在該硬件平臺基礎(chǔ)上實現(xiàn)雕刻系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)和軟硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計的思路。
　　 在雕刻圖像處理部分，研究了圖像格式的轉(zhuǎn)換算法；對圖像進(jìn)行光照

2、補(bǔ)償、圖像平滑、圖像銳化的處理；在傳統(tǒng)Canny邊緣檢測的基礎(chǔ)上，提出一種基于Canny邊緣檢測改進(jìn)的算法，能夠高效的檢測到圖像的邊緣輪廓；在輪廓跟蹤方面，提出一種基于像素頂點矩陣的輪廓跟蹤方法，驗證結(jié)果表明相比傳統(tǒng)的輪廓跟蹤方法，該方法更能準(zhǔn)確完整的追蹤到圖像的輪廓信息；同時定義了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的圍線樹，用來表示圖像是數(shù)據(jù)文件。
　　 根據(jù)圖像處理得到的數(shù)據(jù)文件生成雕刻加工的刀具路徑，研究了環(huán)切法、行切法和輪廓切削的基本算法。在刀具

3、路徑的環(huán)切法中重點研究了環(huán)的等距、自交、互交和環(huán)的布爾運算；在刀具路徑的行切法中重點研究了線段跟輪廓線和島嶼相交的問題，確定了行切法加工的角度、行走的方向和對交點進(jìn)行一系列的處理，并且研究了行切法生成的算法，最終生成行切的刀具路徑；在輪廓切削部分提出一種簡單可行的輪廓切削刀具路徑的生成方法。
　　 最后，在VC++6.0開發(fā)環(huán)境下引入了OpenGL技術(shù)，實現(xiàn)了雕刻刀具路徑的仿真；并在數(shù)控機(jī)床上實驗加工，結(jié)果表明所研究的方法和思路