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汉字雕刻数控代码自动生成系统研究

作　者: 梅仕伟
导　师: 黎水平
学　校: 武汉理工大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 汉字雕刻 矢量字库 数控代码
分类号: TG659
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 61次
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内容摘要


汉字雕刻是一门古老的艺术,是中国书法与雕刻技术的完美结合。传统的汉字雕刻由于生产率低、成本高,已不能满足市场需求。随着数控技术的发展,数控雕刻已成为雕刻主流。汉字的数控雕刻是将数控加工技术运用到汉字雕刻中,提高雕刻效率。汉字数控雕刻系统的核心是汉字雕刻CAD/CAM软件,而如何解析汉字及生成数控代码则是数控雕刻软件中的重要部分。本文从专用性出发,以VC++为开发工具,采取基于汉字矢量字库的数控雕刻方法,快速的解析汉字的各种信息从而生成汉字雕刻所需的数控代码。本文主要内容如下：第一,论文从总体上规划了汉字雕刻的数控代码自动生成系统,给出了具体的技术路线图。第二,分析了TrueType和SHX矢量字库的文件格式和作为矢量汉字载体的DXF文档结构,并在此基础上实现了对各种矢量字体轮廓数据的读取和汉字几何信息的提取。第三,提出了用非均匀有理B样条曲线(NURBS)优化拟合矢量汉字的方法,并提出了“虚型值点法”来避免反求曲线过程中的首末数据点失真问题。第四,运用中轴变换原理实现了汉字骨架的提取。第五,采用宽度映射理论实现了雕刻深度的变换,使汉字呈现三维形态,初步实现了汉字的三维雕刻。基于上述研究工作,开发了汉字雕刻数控代码自动生成系统,得到了汉字雕刻数控代码,并在OPENGL中实现了雕刻轨迹的三维仿真检测。通过仿真检测,生成的数控代码是可行的。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-7
目录  7-9
第1章 绪论  9-16
  1.1 课题研究背景与意义  9-10
  1.2 课题国内外研究现状  10-14
  1.3 论文主要研究内容  14
  1.4 论文组织结构  14-16
第2章 汉字信息的提取  16-34
  2.1 汉字信息提取方法  16-17
  2.2 矢量字库简介  17
  2.3 基于TrueType字库的汉字提取算法  17-22
    2.3.1 TrueType字库结构分析  17-18
    2.3.2 TrueType字体汉字提取新算法  18-20
    2.3.3 TrueType字体提取效果显示  20-22
  2.4 基于SHX字库的汉字提取算法  22-28
    2.4.1 SHX字库结构分析  22-25
    2.4.2 SHX字体汉字提取算法  25-26
    2.4.3 SHX字体提取效果显示  26-28
  2.5 DXF数据接口  28-33
    2.5.1 DXF文件结构分析  28-30
    2.5.2 从DXF中读取汉字信息  30-33
  2.6 本章小结  33-34
第3章 汉字二维雕刻方法及数控代码生成  34-55
  3.1 矢量汉字轮廓雕刻方法及数控代码生成  34-42
    3.1.1 基于NURBS曲线的SHX字体轮廓优化  34-41
      3.1.1.1 NURBS曲线理论基础  35-36
      3.1.1.2 NURBS曲线反算  36-37
      3.1.1.3 SHX拟合算法  37-40
      3.1.1.4 拟合结果  40-41
    3.1.2 轮廓雕刻G代码自动生成  41-42
  3.2 矢量汉字骨架雕刻方法及数控代码生成  42-54
    3.2.1 骨架含义  43-44
    3.2.2 中轴变换  44
    3.2.3 汉字中轴变换的几何算法  44-48
    3.2.4 中轴变换过程中的问题分析  48-51
    3.2.5 骨架提取效果显示  51-52
    3.2.6 骨架雕刻G代码自动生成  52-54
  3.3 本章小结  54-55
第4章 汉字初步三维雕刻方法及数控代码生成  55-66
  4.1 汉字初步三维雕刻方法  55-58
    4.1.1 笔划宽度的提取  56
    4.1.2 宽度到深度的映射  56-58
  4.2 三维雕刻G代码自动生成  58-59
  4.3 三维显示检测  59-65
    4.3.1 OPENGL介绍  59-60
    4.3.2 OPENGL在VC++下的实现  60
    4.3.3 几何建模  60-62
    4.3.4 数控代码自动检测  62-65
  4.4 本章小结  65-66
第5章 总结与展望  66-68
  5.1 全文工作总结  66
  5.2 后续研究展望  66-68
致谢  68-69
参考文献  69-72
攻读学位期间的科研成果  72

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中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 金属切削加工及机床 > 程序控制机床、数控机床及其加工
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