基于Linux的激光雕刻上位机软件开发
本文选题:Linux 切入点:图像处理 出处:《山东师范大学》2017年硕士论文
【摘要】:随着计算机技术的快速发展及广泛应用,与计算机技术相结合的激光雕刻加工技术被广泛应用于社会生活的诸多方面,其与传统加工方式相比具有精度高、非接触、速度快、无污染等特点。处于激光雕刻系统核心位置的激光雕刻软件,往往决定着激光雕刻产品的品质特性。因此,开发出一套能够适应当前激光雕刻技术成长需要的激光雕刻软件成为制约雕刻产品性能得到有效提升的一大重要内容。目前,国内激光雕刻加工软件系统多采用结合第三方专业制图软件的处理来获得雕刻加工图样文件,再结合专业软件的处理得到关于图样信息的加工代码,以实现整个雕刻过程的文件交互式加工。现有雕刻加工平台主要基于Windows系统下进行产品的开发及加工操作,加工环节中易出现较多使用性问题,导致系统稳定性得不到有效保证。本论文针对传统激光雕刻软件中存在的图像处理功能不完善、图形绘制功能不支持、路径优化功能较匮乏、数据传输不可靠等问题,开发出了一种基于Linux系统的激光雕刻上位机软件,该激光雕刻上位机软件能够直接运行在Linux系统下,实现一系列雕刻操作加工功能。本激光雕刻上位机软件系统组成成分主要具有四大功能:图像处理、矢量图形绘制、雕刻加工代码输出和路径优化。本论文所做的主要工作如下:(1)对激光雕刻加工技术中数字图像技术进行深入研究,在介绍了图像二值化、灰度化、边缘检测及平移等常见数字图像处理算法后,分析了一种经图像矢量化处理后适于激光雕刻的加工方法,为后续编程实现激光矢量雕刻功能打下坚实基础。(2)在分析激光雕刻加工基本原理后,采用主从式软件系统设计,结合现有雕刻路径优化算法进行深入研究及优化,通过模拟实验确定了一种更为有效的激光雕刻路径优化算法,其路径优化功能在激光雕刻上位机软件系统予以实现。(3)针对当前激光雕刻软件矢量绘图操作功能的匮乏,设计并实现了支持自绘制矢量图形进行矢量雕刻、栅格图像转SVG格式图像并生成数控代码功能,从而进一步提高了上位机系统软件的实用性。(4)针对现有激光雕刻系统数据传输方式不灵活,本论文采用了基于TCP/IP网络协议的无线通信方式,为进一步提高数据通信、文件传输的可靠性及有效性,使用MD5算法对通信数据的完整性及安全性进行验证,进一步分析了雕刻加工异常情况下的雕刻加工处理过程。(5)在研究分析当前激光雕刻软件现状后,为提高激光雕刻软件功能的实用性和稳定性,提出了基于Linux系统的软件设计方案,最后在Linux平台下进行系统功能测试,验证了本软件系统的可行性和稳定性。
[Abstract]:With the rapid development and wide application of computer technology, laser engraving technology combined with computer technology has been widely used in many aspects of social life.No pollution, etc.Laser engraving software, which is located at the core of laser engraving system, often determines the quality characteristics of laser engraving products.Therefore, the development of a set of laser engraving software which can meet the needs of current laser engraving technology has become an important content that restricts the performance of engraving products to be effectively improved.At present, most domestic laser engraving software systems use the processing of third-party professional drawing software to obtain the engraving drawing files, and then combine the processing of professional software to obtain the processing code about the pattern information.In order to achieve the entire carving process of the file interactive processing.The existing engraving processing platform is mainly based on the Windows system for product development and processing operation. The system stability can not be effectively guaranteed.In this paper, the image processing function is not perfect, the drawing function is not supported, the path optimization function is scarce, the data transmission is unreliable and so on in the traditional laser engraving software.A laser engraving PC software based on Linux system is developed. The software can run directly under the Linux system and realize a series of engraving operation and processing functions.The software system of laser engraving has four main functions: image processing, vector drawing, code output and path optimization.The main work of this paper is as follows: (1) the digital image technology in laser engraving technology is deeply studied. After introducing some common digital image processing algorithms, such as binarization, grayscale, edge detection and translation, etc.This paper analyzes a processing method suitable for laser engraving after image vectorization, which lays a solid foundation for realizing the function of laser vector engraving by subsequent programming. After analyzing the basic principle of laser engraving, the master-slave software system is adopted.Combined with the existing engraving path optimization algorithm, a more effective laser engraving path optimization algorithm is determined through simulation experiments.The path optimization function is realized in the upper computer software system of laser engraving. (3) aiming at the lack of the operation function of vector drawing in the current laser engraving software, we design and realize the support of vector engraving with self-drawing vector graphics.The raster image is transformed into the SVG format image and the NC code function is generated, which further improves the practicability of the upper computer system software. (4) aiming at the inflexible data transmission mode of the existing laser engraving system,In this paper, the wireless communication mode based on TCP/IP protocol is adopted. In order to further improve the reliability and effectiveness of data communication and file transmission, MD5 algorithm is used to verify the integrity and security of communication data.In order to improve the practicability and stability of laser engraving software, after studying and analyzing the current situation of laser engraving software,The software design scheme based on Linux system is put forward. Finally, the system function test is carried out on Linux platform, which verifies the feasibility and stability of the software system.
【学位授予单位】:山东师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TN249;TP311.52
【参考文献】
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,本文编号:1715413
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