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本课题以西安科技大学嵌入式实验室的三维雕刻机为对象，设计并制作了基于嵌入式网络的雕刻机开放式数控系统。针对数控雕刻自动编程中交互式文件存储图元的无序性，提出了一种基于贪心-遗传算法（GGA，Greed-GeneticAlgorithm）的新型混合轨迹雕刻走刀路径优化算法，开发了基于混合编程的数控雕刻加工路径优化软件。针对实验室现有的PC-Base雕刻机控制系统加工效率低、不便移动的不足，设计制作了基于ARM处理器的开放式雕刻机控制器。本课题以友善之臂的Mini2440开发板为基础，设计制作了雕刻机控制器，并利用S3C2440的SPI接口和CAN独立控制器扩展CAN设备接口。在VS2005环境下编写了基于Windows CE6.0操作系统的CAN总线设备的流式接口驱动程序，并将该流式驱动程序编译到Windows CE6.0内核，定制生成了本课题需要的嵌入式操作系统镜像文件CNC.BIN和应用软件开发包CNC.SDK，开发了基于该操作系统的数控雕刻应用软件。设计制作了基于CAN总线的多电机（三个进给步进电机和一个主轴雕刻直流电机）控制系统硬件模块，编写了CAN总线节点的通信与控制电机程序。本课题以DXF文件为对象，分析研究了基于DXF的数控自动编程方法。分析了DXF文件结构和存储方式，针对其存储图元的无序性给数控雕刻自动编程带来的困扰，提出了基于GGA的新型多轮廓混合轨迹雕刻走刀路径优化算法，通过编写MATLAB程序对该算法的路径优化效果进行了仿真验证。实验结果表明，该算法不仅可以减少雕刻刀具的空行程、起落次数，提高加工效率，而且具有较好的普遍性，不易受雕刻图案中开放式和封闭式轨迹段有无或者多少的限制。在验证了基于GGA雕刻路径优化算法的可行性后，将GGA算法模块在MATLAB环境下编译生成可以脱离MATLAB环境独立运行、可以被VC语言调用的动态链接库（DLL）。以AutoCAD接口文件DXF为资源对象，采用VC6.0平台开发了基于DXF的数控雕刻自动编程软件，调用GGA.DLL实现雕刻路径优化，生成高效的雕刻加工G代码。经过大量的实验测试，该基于嵌入式网络的雕刻机数控系统能够实现预定功能。能够将AutoCAD画好的图案信息从DXF文件中准确提取并生成路径较优的雕刻G代码，该G代码能通过TCP/IP网络通信传输给基于ARM的雕刻机控制器，ARM控制器能够完成代码解析、插补运行、脉冲分配功能，并通过CAN总线将脉冲分配信息传给各个轴步进电机的驱动控制器，进而驱动步进电机运动，完成雕刻任务。