基于RGB的孔装饰板加工方法及应用其的加工系统 |
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| 申请号 | CN201610342543.0 | 申请日 | 2016-05-23 | 公开(公告)号 | CN105904899A | 公开(公告)日 | 2016-08-31 |
| 申请人 | 广东工业大学; | 发明人 | 李海艳; 李俊辉; 骆继明; 黄运保; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及孔装饰板加工领域，尤其涉及一种基于RGB的孔装饰板加工方法及应用其的加工系统，该加工方法包括：（1）获取定制图像；（2）图像RGB值提取及处理；（3）图像区域分割；（4）定义区域链接的孔的参数；（5）转化加工工艺数据；（6）生成数控加工程序。该方法通过利用所编程序摄取图像上的RGB值，经过计算转化为一个总值同时设定 阈值 ，把总值映射于打孔特征，最终自动编写数控程序，实现了从图像输入到产品输出的全自动化生产，既免去了人工收集图像数据时工时的损耗和误差，又可以复刻出接近图像的效果，提高产品 质量 ，被量化RGB在输出打孔参数时，可通过程序 修改 来达到不同的显示效果，有利于产品生产与发展。 | ||||||
| 权利要求 | 1.基于RGB的孔装饰板加工方法，应用于数控加工机床，其特征在于：包括如下步骤： |
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| 说明书全文 | 基于RGB的孔装饰板加工方法及应用其的加工系统技术领域[0001] 本发明涉及孔装饰板加工领域，尤其涉及一种基于RGB的孔装饰板加工方法及应用其的加工系统。 背景技术[0002] 装饰板是一种人造板材，它是用多种专用纸张经过化学处理后，用高温高压胶合剂制成的热固性层积塑料，板面具有各种木纹或图案，光亮平整，色泽鲜艳美观，同时具有好的物理性能。而随着个性化定制家具越发火热，人们对家居装饰要求更高，更加关注艺术性个性化的新型装饰板产品。因此打孔装饰板很符合现在大众的需求。通过在装饰板上有规律地打出孔集，孔集会与未打孔板面形成对照，形成类似于素描画的效果。只要按照给定图像的轮廓，颜色以及形状转化为相应的孔集，就可以达到把图像“粘贴”在装饰板上的效果。同时满足客户对个人定制和艺术性的追求。 [0003] 生产相应产品的设备相对简单，大多数数控设备便能很好的满足打孔要求，但现阶段必须提前获得详细的生产数据，进而编写程序，生产效率偏低。在过去获取工业生产数据的方式是以部分艺术家的‘打孔作画’型艺术作品作为参考，通过大量人力劳动进行观察、分析与人工测量，再与定制图片进行对照与模拟，通过工人经验确定转化过程中由图片转化成的孔的位置分布、大小、密度等参数，再将获得数据转化编写为数控加工程序，然后输入数控加工设备实现艺术化装饰板（孔装饰板）的制造。产品质量随工人经验及审美差异波动，由于每件产品中孔的数量往往成千上万，生产准备耗时长，定制化困难。 [0004] 现在市场上绝大部分孔板装饰孔样品的制造方式较为落后，首先需要对给定图图像进行测量记录，然后对各种工艺参数进行，确定图像上各组特征所对应的加工要求，最后编写数控程序，输入数控转塔冲床等数控设备进行加工。显然，为了迫近真实图像效果，需要确定的孔成千上万，还必须多次反复仿真选择最优方案，耗费的生产成本是巨大并且不可控的，故现今仍未能有效推广，仍停留在起步与研发过程。再如有些孔装饰板的生产中，虽然成功地改善了图像各项参数的检测，但直接以颜色映射打孔特征，特征往往出现跳跃式差别，丢失图像中物体边界特征，通用性低，显示效果失真，不能很好满足追求艺术效果的客户。 发明内容[0005] 本发明的目的在于提出一种能辅助孔装饰板制造、提取并输出生产参数的加工方法和加工系统，该方法可依照客户意向的图片进行RGB值提取，经过内部程序算法，转化分析过滤，输出打孔必要参数并自动化生成数控设备加工控制程序，利用数据化的方式，提高装饰板的孔成像效果。 [0006] 为达此目的，本发明采用以下技术方案：基于RGB的孔装饰板加工方法，应用与数控加工机床，所述加工方法包括如下步骤： （1）获取定制图像：将孔装饰板的定制图像导入系统，并处理成能在后续操作过程中兼容的特定图像格式文件； （2）图像RGB值提取及处理：对图像的RGB值进行完全提取，按一定算术关系处理为RGB总值，并分析RGB总值，实现对图像的初步分析和转换； （3）图像区域分割：根据图像各个区间RGB总值差异将图像分割成若干个区域（4）定义区域链接的孔的参数：根据每个区域RGB总值为每个区域分配对应的打孔参数，并构建“区域--打孔参数”的链接数据； （5）转化加工工艺数据：为每个区域定义位置基准，再通过步骤(4)中的各区域RGB总值数据与打孔参数的映射关系，将图像的RGB总值数据转化为孔的特征的加工数据，并根据该加工数据，生成数控设备的加工数控程序； （6）生成数控加工程序：生成并保存数控加工设备能导入并使用的数控程序文件。 [0007] 具体的，所述步骤（2）中图像RGB值提取及处理步骤包括：a、RGB总值提取：将图像的尺寸内的所有像素点的R、G、B各值都提取出来并保存，并以总值=aR+bG+cB(a+b+c=1)算术关系将各个点的R、G、B值转化成总值； b、RGB总值判断：当图片总体过曝即RGB平均总值很高且方差很小时，对各总值段除去相应系数，将原图的层次用数字的方式扩大；同理，当RGB平均总值很低，即图片亮度不足时，对各总值段乘以相应系数，扩大对应总值。 [0008] 更优的，所述步骤（3）中图像RGB值提取及处理步骤包括：c、图像分割：将RGB总值域划分成有限部分，并确定每个部分的最小值即阈值； d、图像优化：将横向或者纵向连续少于4个有效像素点的像素域隐藏，即使该像素域总值=255，显示为白色。 [0009] 具体的，所述步骤（4）中所述打孔参数包括：打孔位置、打孔密度和孔径。 [0010] 具体的，所述步骤（4）中定义区域连接的孔的参数包括如下步骤：e、配值：将图像分割的阈值与数据库数据对比，并分配每个区域对应的打孔参数； f、构建链接：当图像各像素域获得打孔参数后，再根据参数与打孔的生产工艺，将各个像素域与生产过程联系起来，完成了RGB到值再到生产参数的转化。 [0011] 更优的，所述步骤（5）中将图像的RGB总值数据转化为孔的特征的加工数据时包括如下步骤：g、程序用两个循环语句，从左到右收集像素点，从捕抓到第一个点开始一直捕抓到最后一个点，作为边界，并对两点之间的距离进行建立等分点一样的打孔定位，如此循环嵌套，图像所有像素都捕捉一边，即可完成整个图像的打孔定位。 [0012] 一种应用上述的基于RGB的孔装饰板加工方法的加工系统，其包括电脑和数控加工机床；所述电脑包括：图片输入模块、RGB值提取模块、区域化模块、数值转换模块、数控程序生成模块和数控导出链接模块； 图片导入模块功设有端口以导入意向图片； RGB值提取模块对图片文件进行预处理，对图像的RGB值进行完全提取、处理和分析； 区域化模块根据图像个区域的RGB总值进行划分区间； 数值转换模块根据划分区间RGB总值的不同，为每个区间像素域设置一一对应且合适的打孔参数，完成总值和区域到打孔参数的转换； 数控程序生成模块定义区域的位置基准后，再通过步骤(4)中的各区域RGB总值数据与打孔参数的映射关系，将图像的RGB总值数据转化为孔的特征的加工数据，并根据该加工数据，生成数控设备的加工数控程序；其包括定尺寸调整、区域填充和程序生成并保存三个环节； 程序导出链接模块用于提供端口联接数控设备，以实现数控自动加工。 [0013] 本发明根据上述内容提出一种基于RGB的孔装饰板加工方法及应用其的加工系统；该方法通过利用所编程序摄取图像上的RGB值，经过给定计算转化为一个总值同时设定阈值，把总值映射于打孔特征，通过系统中特定的处理流程，输出孔的坐标以及孔和孔集的各项参数，根据处理出来的孔定位自动编写数控程序。这样就可以实现从图像输入到产品输出的全自动化生产，一方面免去了人工收集图像数据时工时的损耗和误差，另一方面可以复刻出接近图像的效果，提高产品质量，最重要的，被量化RGB在输出打孔参数时，可通过程序修改来达到不同的显示效果，有利于产品生产与发展。附图说明 具体实施方式[0015] 下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。 [0016] 如图1所示，基于RGB的孔装饰板加工方法，应用于数控加工机床，所述加工方法包括如下步骤：1、获取定制图片：输入客户的定制图片，并处理成能在后续操作过程中兼容的特定图像格式文件，对应模块的程序将会打开所需要转化的图片； 2、获取图像的RGB值：运用两个循环语句，将图像的尺寸内的所有像素点的R、G、B各值都提取出来并保存，并以一定的算术关系将各个点的R、G、B值转化成总值。 [0017] 3、RGB总值判断：给定图片的质量可能会参差不齐，而且当图片总体过曝即RGB平均总值很高且方差很小时，只做反色显示的孔装饰板做出的产品必定会很大程度的失真，因此也要对各总值段除去相应的系数，将原图的层次用数字的方式扩大，以便后期生产参数转化的进行，同理，当亮度不足时，即扩大其总值。 [0018] 4、图像分割：经过上一步的处理，将一幅图片的颜色变成我们所需要的值。接下来根据工艺实践经验，确定分割依据，将RGB总值域划分成有限部分，确定每个部分的最小值。此后程序会再次读取图像，而之前确定的最小值便是阈值，运用阈值进行读取保存便可图像分割多个像素域。 [0019] 常见颜色的RGB值 颜色名称 红色值Red 绿色值Green 蓝色值Blue 黑色 0 0 0 蓝色 0 0 255 绿色 0 255 0 青色 0 255 255 红色 255 0 0 洋红色 255 0 255 黄色 2 255 255 白色 255 255 255 5、图像优化：在分割出来的图像中，大部分RGB总值接近的像素点会形成符合要求的像素域，但是，同时也会出现两个问题：一，分割之后往往会出现一些零星的像素点；二，像素域形状狭长，这两个种像素域，都会影响最终产品的显示效果，零星的小点在大多数情况下可以忽略，而狭长像素域多为边界组成部分，因此这里规定某像素域只要横向或者纵向连续少于4个有效像素点，则隐藏（使总值=255，即显示成白色）。因此，分割图像会被优化为以较大片像素域为主的图形。该方法能够对划分的图像区域，进行简单处理：即过滤离散点和狭长像素域。 [0020] 6、配值、构建链接：当区域确定后，每一个区域需要对应相应的打孔参数才能完成最终的参数转化。将图像分割的标准阈值与数据库数据对比，并分配每个区域对应的打孔参数。当获得打孔参数后，就可以根据参数与打孔的生产工艺对应，这样就成功把各个像素域与生产过程联系起来，完成了RGB到值再到生产参数的转化。 [0021] 7、调整尺寸与像素的关系：假定与输入图像的分辨率相比，装饰底板尺寸较大时，就需要改变输出数据中尺寸。将尺寸乘以一个系数，这个系数是基于饰板与图像尺寸的比值，同时像素与孔之间的定位，也可以乘以这个尺寸。 [0022] 8、区域填充：将二维的像素点看作孔，则图像就是有规律地孔集合。基于前期获得分割图像(RGB总值接近，已优化离散狭长像素域和调整尺寸)，程序模拟打孔的方式是，用两个循环语句，从左到右收集像素点。从捕抓到第一个点开始一直捕抓到最后一个点，作为边界，对两点之间的距离进行类似于建立等分点一样的进行打孔定位，这样，循环嵌套，图像所有像素都捕捉一边，打孔定位就完成了。本系统在生成数控程序时，不采用单纯的“矩阵像素——孔”这种关系，而是以较为灵活的填充算法。然后继续读完整一个像素域，再读完所有像素域，便完成所有孔的定位。 [0023] 9、数控程序生成：在将所有孔特征参数的加工信息转化完成后，根据已知生产工艺，将其转化生成数控加工程序。 [0024] 10、程序导出（设备联接）：待程序生成后，可通过手动选择，可选择生成的数控程序以固定格式导出保存成文件；或者选择联接数控设备，通过数据连接直接将程序导入到数控设备内，进行孔装饰板的加工制造。 [0025] 如图2所示，一种应用上述的基于RGB的孔装饰板加工方法的加工系统，其包括：电脑和数控加工机床；所述电脑包括：图片输入模块、RGB值提取模块、区域化模块、数值转换模块、数控程序生成模块和数控导出链接模块； 图片导入模块功设有端口以导入意向图片； RGB值提取模块对图片文件进行预处理，对图像的RGB值进行完全提取、处理和分析； 区域化模块根据图像个区域的RGB总值进行划分区间； 数值转换模块根据划分区间RGB总值的不同，为每个区间像素域设置一一对应且合适的打孔参数，完成总值和区域到打孔参数的转换； 数控程序生成模块定义区域的位置基准后，再通过步骤(4)中的各区域RGB总值数据与打孔参数的映射关系，将图像的RGB总值数据转化为孔的特征的加工数据，并根据该加工数据，生成数控加工机床的加工数控程序；其包括定尺寸调整、区域填充和程序生成并保存三个环节； 程序导出链接模块用于提供端口联接数控设备，，数控加工机床按照加工数控程序自动加工。 [0026] 本发根据所述内容提出一种基于RGB的孔装饰板加工方法及应用其的加工系统；该方法通过利用所编程序摄取图像上的RGB值，经过给定计算转化为一个总值同时设定阈值，把总值映射于打孔特征，通过系统中特定的处理流程，输出孔的坐标以及孔和孔集的各项参数，根据处理出来的孔定位自动编写数控程序。这样就可以实现从图像输入到产品输出的全自动化生产，一方面免去了人工收集图像数据时工时的损耗和误差，另一方面可以复刻出接近图像的效果，提高产品质量，最重要的，被量化RGB在输出打孔参数时，可通过程序修改来达到不同的显示效果，有利于产品生产与发展。 [0027] 以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。 |
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