小尺寸商标牌从图片到数控加工的实现

论文摘要

本文主要提出了一种小尺寸商标牌利用图片图像直接进行加工的方法，介绍了专门针对小尺寸商标牌加工设计的数控系统，详细论述了小尺寸商标图片数控自动编程软件系统的理论基础和开发过程。作者设计了一套针对小尺寸商标牌加工的数控系统，主要包括PC机—单片机模式的开环控制系统，机械系统和小尺寸商标图片数控自动编程软件系统（BRAND-IPNC系统）。对BRAND-IPNC系统实现的理论基础进行了研究，探索了得到满足数控自动编程要求的单像素轮廓图像和灰度图像的方法，实现了针对二值图像轮廓线的准确跟踪以及对跟踪点的精简，实现了弦差法和近似双圆弧法插补的数控自动编程，研究了商标图像影像加工，雕刻效果和浮雕效果加工数控自动编程的方法。在理论的基础上利用Visual basic 6.0高级语言开发了BRAND-IPNC系统软件，它能够实现图像预处理，轮廓跟踪，曲线拟合，立体效果加工的数控编程和尺寸精度确定等功能。针对小尺寸商标牌加工的数控系统解决了由不规则曲线构成的小尺寸商标图案难以在通用CAD／CAM软件上绘制来进行数控加工的问题，实现了小尺寸商标牌立体效果加工的数控自动编程，通过此系统处理的商标图像，能够得到数控加工所需要的G代码，达到了系统开发的目的，实现了预期的效果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景与任务
• 1.1.1 课题研究的目的与意义
• 1.1.2 课题研究的主要任务
• 1.2 国内外与课题相关技术的发展状况
• 1.2.1 数字图像处理技术的发展状况
• 1.2.2 CAD/CAM技术的发展状况
• 1.2.3 数控技术和数控编程的发展状况
• 1.2.4 图像数控技术的发展状况
• 第2章 小尺寸商标牌数控加工系统总体结构设计
• 2.1 控制系统的设计
• 2.1.1 下位机硬件电路结构
• 2.1.2 电机的选择
• 2.1.3 伺服驱动系统
• 2.1.4 RS232接口
• 2.1.5 工具头控制
• 2.2 机械系统设计
• 2.2.1 工作台和导轨
• 2.2.2 传动系统
• 2.2.3 定位夹紧和坐标系
• 2.2.4 辅助设备
• 2.3 BRAND-IPNC系统软件
• 第3章 商标图像处理
• 3.1 数字商标图像预处理
• 3.1.1 图像的数字化
• 3.1.2 灰度化处理
• 3.1.3 中值滤波
• 3.1.4 灰度直方图分析
• 3.1.5 调整灰度对比度
• 3.1.6 图像二值处理
• 3.2 获取商标单像素轮廓图像
• 3.2.1 边缘检测
• 3.2.2 二值图像的轮廓提取
• 3.2.3 细化处理
• 3.3 图像的轮廓跟踪
• 3.3.1 轮廓跟踪的方法
• 3.3.2 二值轮廓图像的跟踪方法
• 第4章 商标加工数控自动编程
• 4.1 数控编程指令代码概述
• 4.2 弦差法直线插补
• 4.3 近似双圆弧插补
• 4.3.1 近似双圆弧插补算法的基本原理
• 4.3.2 近似双圆弧插补算法分类讨论
• 4.3.3 近似双圆弧插补算法流程图
• 4.4 商标立体效果加工数控自动编程
• 4.4.1 灰度影像加工数控程序设定
• 4.4.2 浮雕与雕刻效果加工数控程序设定
• 第5章 BRAND-IPNC系统的开发和功能介绍
• 5.1 编程工具简介
• 5.1.1 Visual Basic高级语言简介
• 5.1.2 MATLAB工程应用软件的介绍
• 5.1.3 编程工具的选择
• 5.2 图像处理功能的实现
• 5.2.1 灰度处理
• 5.2.2 中值滤波
• 5.2.3 灰度直方图分析
• 5.2.4 调整灰度对比度
• 5.2.5 图像二值处理
• 5.2.6 边缘检测
• 5.2.7 二值图像的轮廓提取
• 5.2.8 轮廓图像细化
• 5.2.9 画刷辅助工具
• 5.3 商标轮廓数控编程
• 5.3.1 轮廓图像的跟踪
• 5.3.2 弦差法直线插补
• 5.3.3 近似双圆弧插补
• 5.4 商标立体效果加工数控编程
• 5.4.1 灰度影像加工数控编程
• 5.4.2 浮雕与雕刻效果加工数控编程
• 5.5 其它功能简介
• 5.5.1 尺寸精度设置
• 5.5.2 帮助文件
• 5.5.3 用户笔记
• 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录（攻读硕士期间发表与课题相关的论文）