随着雕刻加工技术的不断发展和竞争的加剧，产品市场对雕刻系统的灵活性和快速性提出了更高的要求。传统的图形雕刻系统已经难以满足这一发展需求，而基于图像处理的雕刻系统以其特有优势逐渐被市场接受，并成为雕刻系统的发展方向之一。本课题在运动控制器的基础上，根据开放式数控原理，对图像雕刻加工系统的模块划分、加工路线定义、数据转换等内容进行初步研究和设计，力求实现一种独立于传统CAD软件的雕刻加工系统。 主要研究内容如下： (1)根据雕刻加工工艺和开放式系统的要求，规划了系统的总体结构和实现模块，采用上、下位机模式实现软、硬件系统的独立设计，并根据雕刻加工原理确定了两条图像雕刻加工路线(直接影像加工和图像边缘加工)。 (2)按照数控雕刻加工要求，实现图像读取与处理模块——识别并读取不同格式图像数据，根据工艺进行数字图像处理，其中包括图像边缘提取、灰度变换、图像形态学处理等。 (3)对图像数据进行加工预处理，主要研究内容包括：数据转换模块——将处理后的图像数据根据坐标和尺寸关系映射为加工数据，为后续的代码生成做准备；图像矢量化和G代码生成模块——分别对直接影像加工采用行矢量化法，对图像边缘加工采用逐条线段扫描法，实现位图数据矢量化，用小段直线逼近曲线，生成数控加工代码；加工过程仿真模块——实现切削过程模拟，使加工过程更加直观，便于校验数控代码的正确性。 (4)根据雕刻加工工艺要求，对运动控制卡进行二次开发，并根据上位机软件提供的加工数据，实现雕刻机的三轴联动控制。 (5)组合系统各功能模块，得到基于图像处理的数控雕刻系统，并通过图像处理——矢量化、加工代码生成——雕刻控制，最后加工出雕刻产品。 本课题结合雕刻加工的特点，研究并改进了通用图像处理算法和技术，基本实现了位图数据的矢量化和加工代码自动生成。样机系统的软、硬件调试表明，本系统的功能和性能达到了预期设计要求。