基于Simulink/xPC和數(shù)字圖像處理技術(shù)的數(shù)控激光切割系統(tǒng)設(shè)計(jì)

孫占文，張向輝，柳常清，張 坤

(1.哈爾濱工業(yè)大學(xué)深圳研究生院機(jī)電工程與自動(dòng)化學(xué)院，廣東深圳 518055)

(2.長春理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，吉林長春 130022)

(3.云南水富云天化有限公司，云南昭通 657800)

基于Simulink/xPC和數(shù)字圖像處理技術(shù)的數(shù)控激光切割系統(tǒng)設(shè)計(jì)

孫占文1，張向輝2，柳常清2，張 坤3

(1.哈爾濱工業(yè)大學(xué)深圳研究生院機(jī)電工程與自動(dòng)化學(xué)院，廣東深圳 518055)

(2.長春理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，吉林長春 130022)

(3.云南水富云天化有限公司，云南昭通 657800)

為了實(shí)現(xiàn)激光切割系統(tǒng)的控制平臺(tái)的快速搭建，提出了基于MATLAB平臺(tái)的控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案和基于數(shù)字圖像處理技術(shù)的數(shù)控文件生成方法。利用Simulink/xPC target、伺服滑臺(tái)以及相關(guān)的外圍電路搭建了十字軸二維運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，并通過MATLAB提供的圖像處理函數(shù)及腳本文件提取相關(guān)曲線輪廓，生成加工軌跡。最后通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，驗(yàn)證了基于MATLAB圖像處理技術(shù)和Simulink/xPC target的控制平臺(tái)具有開發(fā)周期短，開發(fā)成本低廉，同時(shí)具有很強(qiáng)的二次開發(fā)性等優(yōu)點(diǎn)。

MATLAB;Simulink;xPC target;數(shù)字圖像處理技術(shù);激光切割

現(xiàn)代制造業(yè)中，激光切割具有很大的應(yīng)用量，是應(yīng)用范圍相當(dāng)廣泛的基礎(chǔ)加工工藝之一。隨著計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，使得由激光切割技術(shù)與計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)相結(jié)合的數(shù)控激光切割技術(shù)表現(xiàn)出了很大的優(yōu)越性［1］。但是使用傳統(tǒng)方法設(shè)計(jì)一臺(tái)專用的激光切割機(jī)，不僅成本高，而且需要花大量的時(shí)間調(diào)試程序，不僅延長了開發(fā)周期，不利于市場競爭，而且其封裝性也不利于用戶進(jìn)行二次開發(fā)［2］。同數(shù)字圖像處理技術(shù)相比，傳統(tǒng)的CAD軟件在樣條繪制過程中工作量大，被控制點(diǎn)的坐標(biāo)調(diào)整也較為繁瑣。本文介紹了一種基于數(shù)字圖像處理技術(shù)和Simulink/xPC快速原型控制方法的激光切割控制系統(tǒng)的搭建方法。由于MATLAB強(qiáng)大的功能和PC兼容機(jī)的廣泛應(yīng)用，從而使由xPC target開發(fā)的實(shí)時(shí)應(yīng)用系統(tǒng)具有較低廉的成本、較廣泛的通用性、較短的開發(fā)周期和較強(qiáng)的二次開發(fā)性能等優(yōu)點(diǎn)。

1 xPC target簡介

xPC target是MathWorks公司開發(fā)的一個(gè)基于MATLAB/Simulink的產(chǎn)品，具有多種I/O設(shè)備模塊，可以支持絕大多數(shù)的開發(fā)板，并且提供了高性能的宿主機(jī)、目標(biāo)機(jī)工作環(huán)境，從而將Simulink模塊同實(shí)際裝置聯(lián)系起來，以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制［3］。xPC target采用宿主機(jī)－目標(biāo)機(jī)工作模式，兩者之間用串口或以太網(wǎng)通信。在宿主機(jī)中，可以通過Simulink建模工具建立用戶需要的模型，并將該模型導(dǎo)入RTW代碼生成器和C編譯器，從而生成可在目標(biāo)機(jī)中實(shí)時(shí)執(zhí)行的代碼，最終實(shí)現(xiàn)了將通用PC機(jī)轉(zhuǎn)為實(shí)時(shí)控制器的過程。

2 平臺(tái)搭建及工作流程

2.1 工作流程

通過MATLAB的數(shù)字圖像處理工具箱提取圖像的輪廓信息，然后經(jīng)過相應(yīng)處理和標(biāo)定生成位置控制點(diǎn)坐標(biāo)系矩陣，并通過相應(yīng)的文件處理函數(shù)將相應(yīng)的控制信息導(dǎo)出到格式為“.mat”的控制文件中。通過GUI模塊讀入控制文件到上位機(jī)控制程序，并將控制信息傳輸給控制器，最終由控制器發(fā)出控制指令來協(xié)調(diào)設(shè)備各部件工作，其中控制器是由xPC target模塊搭建的。基本工作流程如圖1所示。

圖1 工作流程圖

2.2 實(shí)時(shí)控制平臺(tái)實(shí)現(xiàn)

2.2.1 硬件平臺(tái)搭建

系統(tǒng)硬件由上位機(jī)、目標(biāo)機(jī)、數(shù)據(jù)采集卡和IPG激光器、繼電器等組成。上位機(jī)由1臺(tái)電腦、1個(gè)PCI以太網(wǎng)卡、RAM(8GB)、USB接口等組成，安裝的軟件有MATLAB及其工具箱、Simulink、RTW、C語言編譯器、xPC target。設(shè)置MATLAB編譯器為C編譯器，并將xPC目標(biāo)程序編譯器設(shè)置為Visual Studio 10編譯器。目標(biāo)機(jī)由芯片組、網(wǎng)卡、CPU(奔騰4)、監(jiān)視器、U 盤、RAM(763M)、I/O 設(shè)備板卡(NIPCI－6221多功能采集卡)等組成。目標(biāo)機(jī)無需操作系統(tǒng)，由用U盤制作的目標(biāo)啟動(dòng)盤啟動(dòng)，并且BIOS需要與PC兼容。本文采用的是以太網(wǎng)口通信連接?？刂破脚_(tái)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

其中激光發(fā)生器型號(hào)為IPG YLR(摻鐿石榴石固體激光器)，最大功率為300W。當(dāng)設(shè)置為外部

圖2 控制平臺(tái)結(jié)構(gòu)

控制模式時(shí)，只需將有關(guān)控制引腳置高電平(24V)便可觸發(fā)激光。

2.2.2 軟件平臺(tái)搭建

軟件平臺(tái)由上位機(jī)交互界面、下位機(jī)控制程序、數(shù)字圖像處理程序組成。上位機(jī)交互界面通過MATLAB GUI編寫完成，主要實(shí)現(xiàn)激光槍頭位置的手動(dòng)調(diào)整、數(shù)控文件的讀取與控制信息的傳輸、下位機(jī)控制程序的下載及滑臺(tái)位置反饋信息的讀取與顯示等功能。

下位機(jī)程序的邏輯運(yùn)算功能通過Simulink編制的程序框圖實(shí)現(xiàn)。通過xpctarget.tlc文件將程序框圖編譯成32位的實(shí)時(shí)程序，然后下載到下位機(jī)，并且可通過編寫S－FUNCTION來擴(kuò)充Simulink的邏輯運(yùn)算功能。

上午十點(diǎn)，大林起床了。他一頭濡濕地從小間里出來，就看見倩倩坐在門廳的一堆鞋子里搭積木。大林問女兒，你媽媽呢？倩倩說，打牌去了。大林說，寶寶肚子餓不餓？寶寶吃了餅干，不餓。爸爸肚子好餓。爸爸你吃寶寶的餅干呀。爸爸不吃寶寶的餅干，爸爸要吃寶寶的肉肉。大林說著就捉住倩倩的胳膊，張大嘴巴。倩倩咯咯地笑起來，并不躲避，還把另一只細(xì)小的胳膊也伸到大林的嘴邊。

數(shù)字圖像處理程序由m文件編制，通過調(diào)用MATLAB封裝的數(shù)字圖像處理函數(shù)提取圖像中的曲線輪廓信息，然后通過后續(xù)處理生成相關(guān)的數(shù)控文件。

3 算法實(shí)現(xiàn)

3.1 下位機(jī)控制算法及程序?qū)崿F(xiàn)

本文中采用的運(yùn)動(dòng)軌跡控制算法為等距折線逼近法，其實(shí)現(xiàn)原理為在一段曲線上按照等距的準(zhǔn)則選取N個(gè)節(jié)點(diǎn)，并通過直線連接起來，以此來逼近曲線。其中，N的數(shù)目越多則與實(shí)際曲線輪廓越接近，誤差越小。對于上述節(jié)點(diǎn)的選取方法，會(huì)存在節(jié)點(diǎn)X坐標(biāo)值或Y坐標(biāo)值不是單脈沖進(jìn)給量的整數(shù)倍的情況，使節(jié)點(diǎn)落在單脈沖進(jìn)給長度的內(nèi)部。通過將X，Y坐標(biāo)最近化處理，即將節(jié)點(diǎn)的X，Y的坐標(biāo)值取成與其最接近的網(wǎng)格中包含的X，Y坐標(biāo)值，然后濾除坐標(biāo)重復(fù)的點(diǎn)，便得到擬合的進(jìn)給路線。上述過程與圖像的數(shù)字化處理類似，參見本文圖像處理部分。

在獲得曲線輪廓位置控制點(diǎn)系坐標(biāo)矩陣后，由Simulink模塊編寫下位機(jī)控制程序，以保證X，Y軸滑臺(tái)聯(lián)動(dòng)。具體思路是通過協(xié)調(diào)X，Y軸位置控制脈沖的作用時(shí)間來實(shí)現(xiàn)的。由于圖像處理所得到的輪廓邊緣上兩相鄰點(diǎn)組成的直線斜率為0、±1或±∞ 共5種有限情況，所以X，Y軸的聯(lián)動(dòng)控制只需通過獨(dú)立計(jì)算各軸脈沖發(fā)生時(shí)間、控制脈沖的頻率即可實(shí)現(xiàn)。在獲得了X，Y軸的聯(lián)動(dòng)時(shí)間T，以及進(jìn)給量DX，DY后便可推算出X，Y軸的進(jìn)給脈沖頻率，進(jìn)而可由脈沖發(fā)生模塊產(chǎn)生相應(yīng)控制脈沖，以協(xié)調(diào)X，Y軸運(yùn)動(dòng)。其程序框圖如圖3所示。

圖3 程序框圖

脈沖發(fā)生模塊的功能為產(chǎn)生頻率固定的脈沖串，其脈沖個(gè)數(shù)與滑臺(tái)位移相對應(yīng)。由于在Simulink模塊庫中沒有功能與之相同的模塊，所以需要自行編寫相應(yīng)的S函數(shù)再搭配有關(guān)的Simulink模塊庫來實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能。由于本文Simulink建立的模型為離散模型，因此所編寫的S函數(shù)也是離散的。Simulink對離散模型進(jìn)行求解時(shí)，在由一個(gè)仿真步進(jìn)行到下一個(gè)仿真步的過程中，模型內(nèi)部的模塊會(huì)重新執(zhí)行輸出函數(shù)MdlOutputs，并將其內(nèi)部定義的變量初始化。這就導(dǎo)致了在位置控制脈沖發(fā)生的起始時(shí)刻和終止時(shí)刻，兩次輸出間發(fā)生沖突。本文中通過使能模塊(Enabled Subsystem)和通過將控制脈沖的發(fā)生時(shí)刻作為參數(shù)輸出，同時(shí)也作為下個(gè)仿真步的輸入來解決這一問題。圖4為X軸的控制脈沖發(fā)生模型圖。

圖4 X軸的控制脈沖發(fā)生模型圖

為解決將同一模塊的輸出同時(shí)作為自身輸入時(shí)會(huì)引起代數(shù)環(huán)的問題，需要添加一個(gè)延時(shí)環(huán)節(jié)。其中通過constant環(huán)節(jié)輸入X坐標(biāo)值，做差環(huán)節(jié)是為了計(jì)算X軸當(dāng)前坐標(biāo)與前一坐標(biāo)的差值，使能環(huán)節(jié)作用是保存脈沖發(fā)生時(shí)間的終止時(shí)刻。其中pulsecreate模塊為脈沖產(chǎn)生計(jì)算模塊，其主要運(yùn)算部分為mdlOutputs，主要運(yùn)算代碼如下:

X，Y軸的控制脈沖頻率確定方法為:設(shè)pulsecreate模塊的采樣時(shí)間為Δt，每個(gè)脈沖包含的采樣點(diǎn)個(gè)數(shù)為k，控制脈沖的周期為T，頻率為W，則控制脈沖的頻率可用。本文采用的Δl=5μm。因此，在采樣時(shí)間為Δt、單個(gè)脈沖包含的采樣點(diǎn)個(gè)數(shù)k確定的情況下，可以用控制脈沖發(fā)生時(shí)間t來表示曲線輪廓上的坐標(biāo)值，本文正是采用這一思路。

在通過控制脈沖個(gè)數(shù)控制位移的情況下，X，Y軸滑臺(tái)的運(yùn)動(dòng)方向由兩路數(shù)字通道輸出的電平控制，其中高電平為正向，低電平為負(fù)向。圖4中S函數(shù)FXswitch為滑臺(tái)運(yùn)動(dòng)的方向控制模塊。由使能模塊產(chǎn)生的坐標(biāo)差值，傳入S函數(shù)FXswitch，并通過其正負(fù)來確定滑臺(tái)的位移方向，其絕對值為控制脈沖發(fā)生時(shí)間t。最后將函數(shù)FXswitch的輸出傳入pulsesource來產(chǎn)生控制脈沖。

3.2 上位機(jī)控制功能及程序?qū)崿F(xiàn)

上位機(jī)的控制功能主要為通過連接手柄來實(shí)現(xiàn)X，Y軸滑臺(tái)位置的手動(dòng)調(diào)整，并且能夠讀入位置控制點(diǎn)系坐標(biāo)文件(.mat文件)，將有關(guān)控制信息傳給下位機(jī)，來驅(qū)動(dòng)滑臺(tái)和控制氧氣的通斷，以及控制激光的觸發(fā)。同時(shí)在滑臺(tái)沿曲線進(jìn)給的過程中，能夠顯示出曲線形狀，以及激光的光斑在曲線輪廓上所處的位置。計(jì)算。由于脈沖個(gè)數(shù)與位移相對應(yīng)，設(shè)控制脈沖發(fā)生時(shí)間為t，則在時(shí)間t內(nèi)產(chǎn)生的控制脈沖個(gè)數(shù)為N=Wt。設(shè)一個(gè)控制脈沖對應(yīng)的位移為Δl，則控制脈沖發(fā)生時(shí)間t內(nèi)的位移

3.2.1 手柄控制

本文中手柄采用的是USB手柄，手柄信號(hào)的接收為用C++語言編寫的3個(gè)CPP文件，調(diào)用Windows的API函數(shù)來查找初始化手柄，接收手柄搖桿位置信息、手柄按鈕信息。然后，通過MATLAB MEX接口，將CPP文件編譯成MATLAB GUI能夠調(diào)用的mexw64文件(針對WIN7系統(tǒng))。最后，通過GUI模塊編寫出一個(gè)交互界面，來接收手柄信息傳輸給下位機(jī)實(shí)現(xiàn)滑臺(tái)位置調(diào)整，并將手柄的搖桿信息、按鈕信息以及滑臺(tái)的位置信息顯示在交互界面的窗口中。完成后的手柄控制界面如圖5(b)所示。主要代碼如下所示:

圖5 手柄控制界面

3.2.2 輪廓曲線程序控制

如前所述由于控制脈沖發(fā)生會(huì)需要時(shí)間t，因此當(dāng)通過上位機(jī)向下位機(jī)發(fā)送控制指令(X，Y軸坐標(biāo)值，氧氣狀態(tài)，激光使能狀態(tài))時(shí)，兩次控制指令發(fā)送之間應(yīng)該有一個(gè)延時(shí)，延時(shí)的時(shí)間長短需要有一個(gè)精確的控制，延時(shí)時(shí)間過長會(huì)增加金屬板切縫周圍的燒傷面積，延時(shí)時(shí)間過短會(huì)導(dǎo)致控制脈沖不能完全發(fā)出。

延時(shí)時(shí)間Dt可由Dt=tf+to確定。其中tf為延時(shí)基本時(shí)間，取值為控制脈沖發(fā)生的時(shí)間t，to為考慮到其他因素(如刻畫深度或切割厚度)的預(yù)留時(shí)間，經(jīng)實(shí)驗(yàn)，在不加氧氣助燃情況下，在不銹鋼板表面進(jìn)行刻畫時(shí)，to取值為0.002s。控制指令的讀取及發(fā)送通過for循環(huán)以及pause函數(shù)來實(shí)現(xiàn)，其對應(yīng)的GUI程序中代碼如下所示:

編寫完成的輪廓曲線程序控制交互界面如圖5所示。

3.3 位置控制點(diǎn)系坐標(biāo)矩陣的獲得

通?？梢酝ㄟ^相關(guān)CAD軟件或MATLAB圖像處理工具箱來獲得位置控制點(diǎn)系坐標(biāo)矩陣。其中，前者在繪制輪廓曲線時(shí)為手動(dòng)控制，得到的曲線較為光滑，但是工作量大，控制點(diǎn)坐標(biāo)的調(diào)整也較為繁瑣，效率不高。而后者是利用圖像的銳化處理及邊緣檢測對圖像中的曲線輪廓進(jìn)行提取，效率很高。

由于二進(jìn)制圖像可以更容易識(shí)別出圖像的結(jié)構(gòu)特征和描述圖形的輪廓，因此在進(jìn)行圖像處理之前應(yīng)對圖像進(jìn)行二值化處理，即將其他類型的圖像轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制類型的圖像。在圖像進(jìn)行二值化后，進(jìn)行邊緣輪廓的提取，即圖像的銳化處理及邊緣檢測。銳化處理是指使用銳化空間濾波器對圖像進(jìn)行處理，其主要目的是突出圖像中的細(xì)節(jié)，其實(shí)現(xiàn)方式為空間微分。由于二階微分處理對細(xì)節(jié)有較強(qiáng)的響應(yīng)，如細(xì)線和孤立點(diǎn)，因此為保證提取邊緣的細(xì)化以及完整，對圖像的銳化處理，采用二階微分的形式來實(shí)現(xiàn)，具體形式為拉普拉斯算子。

對于一元離散函數(shù)f(x)，表達(dá)一階微分的定義是一個(gè)差值。為了與二元圖像函數(shù)f(x，y)求微分時(shí)的表達(dá)式保持一致，應(yīng)使用偏導(dǎo)數(shù)符號(hào)，因此沿空間軸X的二階偏微分的定義為。拉普拉斯算子是最簡單的各向同性微分算子，一個(gè)二元圖像函數(shù)f(x，y)的拉普拉斯變換定義為因?yàn)槿我怆A微分都是線性操作，所以拉普拉斯變換也是一個(gè)線性操作。為了更適合數(shù)字圖像處理，這一方程需要表示為離散形式?？紤]到有兩個(gè)變量，因此，在x方

上述公式可以用圖6(a)所示的圖像掩模來實(shí)現(xiàn)，它們給出了90°旋轉(zhuǎn)時(shí)各向同性的結(jié)果。將對角線元素加入到離散拉普拉斯變換的定義中，可得到圖6(b)所示的掩模，這種掩模對45°增幅的結(jié)果是各向同性的。其實(shí)現(xiàn)機(jī)理為在M×N的圖像f上，用m×n大小的濾波器掩模進(jìn)行線性濾波，可由下式給出，其中a=(m－1)/2且b=(n－1)/2。為了得到一幅完整的經(jīng)過濾波處理的圖像，必須對x=0，1，2，…，M － 1和 y=0，1，2，…，N － 1 依次應(yīng)用上述公式。由于45°增幅各向同性拉普拉斯算子增加了對角線方向像素，所以90°旋轉(zhuǎn)各向同性拉普拉斯算子提取的輪廓比45°增幅各向同性拉普拉斯算子細(xì)一些。為后續(xù)過程中輪廓像素點(diǎn)按加工路線排序方便，本文采用產(chǎn)生較細(xì)輪廓的拉普拉斯算子，即90°旋轉(zhuǎn)各向同性拉普拉斯算子［4］。

圖6 圖像掩模

上述算法可在MATLAB平臺(tái)中實(shí)現(xiàn)。將原始圖片導(dǎo)入到MATLAB中提取輪廓。通過拉普拉斯算子對圖像進(jìn)行銳化濾波。此外，MATLAB中還封裝了edge函數(shù)，用來提取圖像邊緣，其調(diào)用格式為［5］:

其中，BW為返回的二值圖像，I為進(jìn)行邊緣檢測的圖像，log為采用拉普拉斯算子進(jìn)行邊緣檢測，thresh為log濾波器的閾值，sigma為log濾波器的標(biāo)準(zhǔn)差。經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，采用90°旋轉(zhuǎn)各向同性拉普拉斯算子進(jìn)行卷積得到的邊緣與通過采用log算子的edge函數(shù)所得到的邊緣幾乎沒有區(qū)別。

在獲得圖像中圖形的邊緣輪廓后，要對輪廓像素點(diǎn)的圖像矩陣坐標(biāo)按加工路線排序，為后續(xù)生成位置控制點(diǎn)系坐標(biāo)矩陣做準(zhǔn)備。經(jīng)分析可以得出通過用edge函數(shù)得到的邊緣輪廓上像素點(diǎn)的鄰域結(jié)構(gòu)特征為:

a．以某一邊緣輪廓像素為中心，其8鄰域內(nèi)最多只會(huì)出現(xiàn)3個(gè)與其相連通的點(diǎn)，最少為2個(gè)連通點(diǎn)。

b．鄰域內(nèi)，連通點(diǎn)與中心點(diǎn)的距離的平方最大為2，最小為1。

c．如果按加工路線方向排序，當(dāng)鄰域內(nèi)有2個(gè)連通點(diǎn)時(shí)，只會(huì)有一個(gè)連通點(diǎn)排在中心點(diǎn)之后，如果鄰域內(nèi)有3個(gè)連通點(diǎn)時(shí)，則會(huì)有2個(gè)連通點(diǎn)排在中心點(diǎn)之前或之后，剩余的1個(gè)中心點(diǎn)與這2個(gè)連通點(diǎn)相反。

可以根據(jù)上述特征編寫相應(yīng)程序來進(jìn)行排序，其邏輯流程圖如圖7所示。

圖7 程序流程圖

4 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測試

按上文方法，以圖8為原始圖像進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

圖8 原始圖像

其中，圖9為通過laplace銳化處理得到的由像素組成的邊緣輪廓，圖10為圖9方框部分的局部放大圖，可以看到封閉輪廓由像素點(diǎn)組成，圖11為對圖10中像素點(diǎn)坐標(biāo)值按加工軌跡進(jìn)行排序，并進(jìn)行相關(guān)處理得到的實(shí)際加工軌跡，圖12為加工后的實(shí)際效果圖。

圖9 邊緣輪廓圖

圖10 局部放大圖

圖11 加工軌跡圖

圖12 實(shí)際效果圖

5 結(jié)束語

本文詳細(xì)介紹了xPC target實(shí)時(shí)系統(tǒng)的特點(diǎn)和圖像處理的空間銳化濾波原理，利用xPC target、MATLAB圖像處理函數(shù)、IPG YLR激光器以及MATLAB GUI開發(fā)了一套簡易激光切割設(shè)備，并對設(shè)備的聯(lián)動(dòng)控制算法以及控制功能的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了詳細(xì)的論述。通過獲得的相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析上述基于MATLAB圖像處理技術(shù)和Simulink/xPC target的控制平臺(tái)能夠很好地滿足激光切割設(shè)備的控制功能要求，并且基于該方法的控制平臺(tái)具有較低廉的成本、較廣泛的通用性、較短的開發(fā)周期和較強(qiáng)的二次開發(fā)性能。

［1］孫鑫.二維激光切割路徑優(yōu)化研究［D］.武漢:華中科技大學(xué)，2012.

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Design of Laser Cutting Numerical Control System Based on Simulink/xPC and Digital Image Processing Technique

SUN Zhanwen1，ZHANG Xianghui2，LIU Changqing2，ZHANG Kun3
(1.Harbin Institute of Technology Shenzhen Graduate School，Guangdong Shenzhen，518055，China)
(2 Changchun University of Science and Technology，Jilin Changchun，130022，China)
(3.Yunnan Fushui Yuntian Chemical Co.，Ltd.，Yunnan Zhaotong，657800，China)

Now the laser cutting technology has been widely used in metal and non － metallic materials processing.The laser cutting can reduce a lot of processing time and improve the quality of the machined surface.In order to establish a laser cutting control system fleetly，it puts forward a design scheme based on MATLAB and digital picture processing technique，builds a crisscross two － dimension motion platform with Simulink/xPC target，servo sliding table and related peripheral circuit.It also develops a control interface software by MATLAB GUI.

MATLAB;Simulink;xPC Target;Digital Picture Processing Technique;Laser Cutting

TP23

A

2095－509X(2013)11－0063－06

10.3969/j.issn.2095－509X.2013.11.016

2013－09－10

孫占文(1988—)，男，吉林吉林人，哈爾濱工業(yè)大學(xué)深圳研究生院碩士研究生，主要研究方向?yàn)槌軘?shù)控系統(tǒng)。