三维陶艺浮雕数控系统的设计与实现.pdf

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1、论文题目三维陶艺浮雕数控系统的设计与实现专业学位类别工程硕士学号200992231515作者姓名章明指导教师刘勇国教授万方数据分类号密级注1UDC学位论文三维陶艺浮雕数控系统的设计与实现（题名和副题名）章明（作者姓名）指导教师刘勇国教授电子科技大学成都胡志刚高工景德镇高等专科学校景德（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士专业学位类别工程硕士工程领域名称软件工程提交论文日期2012.09论文答辩日期2012.11学位授予单位和日期电子科技大学2012年12月答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。万方数据2万方数据THREEDIMENSIONAL

2、CERAMICRELIEFCNCSYSTEMDESIGNANDRESEARCHAThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:SoftwareEngineeringAuthor:ZhangMingAdvisor:LiuYongguoSchool:SchoolofComputerScience&Engineering万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经

3、发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名：日期：年月日论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）作者签名：导师签名：日期：年月日万方数据摘要摘要三维陶艺品的加工

4、国内目前大多仍采用手工的模式，加工精度和光滑度主要是靠技师的经验积累；而采用机械数控技术是相对比较新，控制难度较大、应用范围越来越广泛的技术，集多轴步进电机控制、高性能多细分步进驱动和精密加工技术于一体，应用于复杂曲面及立体多维的高效、精密和自动化加工。系统硬件平台的建立采用了传统的机加工和电控平台，软件实现上采用了软件工程的要求和模式，采用了上、下位机和基于MACH软件的并口控制卡2种模式来进行实现。软件结构基本采用了模块化的结构设计方式，上位机采用了VB6.0的基于对象的程序开发软件，下位机是基于ARM的STM32控制芯片。本文以三维陶艺品浮雕数控系统数学建模与软

5、件实现为研究对象，根据加工的特点和数控系统的要求，完成如下三方面的内容：(1)从二维稳定型模型分析入手，通过三维图形坐标变换和机床的二维及多维系统稳定性分析、相关后置处理算法，利用UG／OpenGRAW等相关三维参数化建模，然后在前面的相关算法基础上，在PC端上位机上编写人机交互界面，对刀轨和运行轨迹文件进行处理，通过特定相关转换软件，得到数控机床直接识别的NC程序。(2)从文本显示入手，通过步进电机控制器控制，经串口利用文本显示器设置文本界面页面来控制各个轴的步进电机驱动器，驱动各个轴的步进电机运动，直接应用于数控机床加工。(3)所有软件设计与开发过程，贯穿了软件工

6、程的思想，集合了数学建模，设计了2种实现的方案：一是进行VB6.0人机交互软件的开发，文本液晶屏本地人机界面显示，到控制器C语言的实现，上下位机通过串口的方式进行通信；二是采用了并口控制卡的方式，在计算机上直接利用了MACH软件的通用编程特性。本课题研究最后完成了雕刻系统控制电控部分的上、下位机软件设计，完成了5轴电机的并行运行与2轴直线与曲线拟合，实现了三维浮雕花屏的外形圆面和径面雕刻加工。关键词：浮雕，数控技术，后置处理算法，模块化设计I万方数据ABSTARACTABSTRACTTheCNCtechnologyofthree-dimensionalceramics

7、reliefisinmutualmode,soitsprocessingprecisionismainlydependedontheexperienceofthetechnicians.Anditissuchakindoftechnologythatisnowadaysrelativelynew,moredifficulttocontrolandofawiderangeofapplication.Itintegratesthesteppermotorcontrol,high-performancestepperdrivesandprecisionpr