第一章 绪论 1
1.1 研究的背景及意义 1
1.2 国内外研究现状 2
1.2.1 三维曲面喷绘技术研究现状 3
1.2.2 喷墨印刷技术发展现状 5
1.2.3 墨滴视觉检测系统研究现状 13
1.3 问题的提出 14
1.4 主要研究内容 14
第二章 三维喷绘系统总体结构 17
2.1 维喷绘系统功能分析 17
2.1.1 系统运动需求分析 17
2.1.2 系统喷墨技术需求分析 17
2.2 维喷绘系统整体方案设计 18
2.2.1 运动形式的确定 19
2.2.2 运动方案的设计 19
2.2.3 三维喷绘喷墨方式选择 22
2.2.4 喷墨头选型 22
2.2.5 喷绘墨水选择 23
2.3 本章小结 23
第三章 面向曲面喷墨运动控制系统的设计 24
3.1 喷墨系统运动设计 24
3.2 运动控制系统设计 25
3.3 控制方案的选择 27
3.4 控制系统的结构与功能 28
3.5 本章小结 29
第四章 基于PMAC多轴运动控制系统硬件的实现 30
4.1 运动控制系统硬件构架 30
4.2 控制器硬件的连接 31
4.2.1 控制卡的安装与设置 31
4.2.2 接线端子DTC-8B 35
4.2.3 数字量I／O扩展卡ACC-34AT 37
4.3 PMAC的I／O扩展 37
4.4 步进电机的控制 39
4.5 变量的设置 41
4.6 本章小结 42
第五章 基于PMAC运动控制系统软件开发 43
5.1 控制系统软件构架 43
5.1.1 PMAC控制机理 43
5.1.2 通信的建立 44
5.2 软件设计 45
5.3 运动程序实现 46
5.4 本章小结 47
第六章 基于USB运动控制系统研究 48
6.1 运动控制系统硬件的实现 48
6.1.1 控制卡与外围设备的连接 48
6.1.2 伺服电机系统 51
6.2 控制系统的软件实现 52
6.2.1 软件操作界面 52
6.2.2 参数设置 55
6.3 指数加减速控制研究 57
6.4 本章小结 60
第七章 喷墨系统研究与设计 61
7.1 供墨系统的设计 61
7.2 喷墨装置的设计 63
7.3 负压系统的研究 64
7.4 喷墨控制系统设计 66
7.4.1 喷墨控制系统主板 66
7.4.2 喷头驱动板 67
7.5 喷墨试验验证 68
7.5.1 试验平台 68
7.5.2 试验过程 70
7.6 本章小结 73
第八章 压电喷射机理研究 74
8.1 喷墨墨水喷印适性分析 74
8.1.1 表面张力 74
8.1.2 黏度 75
8.1.3 电导率 75
8.1.4 pH值 75
8.2 压电喷射理论基础 76
8.2.1 压电式喷头组成及工作原理 76
8.2.2 压电制动器驱动原理及性能分析 76
8.2.3 压电式喷头波传导理论 76
8.3 墨滴成形过程分析 78
8.4 本章小结 79
第九章 压电喷墨过程数值模拟分析 80
9.1 有限体积数值解法及SIMPLE算法 80
9.1.1 有限体积法（FVM） 80
9.1.2 SIMPLE算法 80
9.2 压电喷墨过程数学模型 81
9.2.1 喷墨过程控制方程 81
9.2.2 控制方程的离散 82
9.2.3 边界条件 84
9.3 压电喷墨过程物理模型 84
9.4 喷射过程数值模拟 85
9.4.1 模拟方案 85
9.4.2 网格划分 86
9.4.3 设置边界条件 87
9.4.4 模拟结果及分析 88
9.5 本章小结 92
第十章 压电喷墨供墨系统设计 93
10.1 负压系统研究 93
10.2 供墨系统墨路设计 94
10.2.1 供墨系统管路方案 94
10.2.2 组成部件分析设计 94
10.3 控制系统设计 98
10.4 模糊PID控制算法设计 99
10.5 温度控制 104
10.5.1 温度检测设计 104
10.5.2 温度控制设计 104
10.5.3 模糊PID的实现 105
10.6 液位控制 107
10.7 本章小结 108
第十一章 墨滴视觉检测原理及技术 109
11.1 喷墨打印技术 109
11.1.1 连续喷墨打印 109
11.1.2 按需喷墨打印 110
11.2 墨滴视觉检测关键技术 112
11.2.1 墨滴图像采集 113
11.2.2 墨滴轮廓提取 113
11.3 硬件实现 114
11.4 图像获取 116
11.5 运动目标检测算法 118
11.6 本章小结 119
第十二章 基于背景减除的运动目标检测算法 120
12.1 均值滤波法 120
12.2 W4模型 121
12.3 码书模型 121
12.4 均值替换法 121
12.5 内核密度估计法 122
12.6 单高斯模型 124
12.7 混合高斯模型 124
12.8 几种算法分析 126
12.9 本章小结 127
第十三章 墨滴视觉检测 128
13.1 预处理 128
13.1.1 图像灰度映射 128
13.1.2 直方图均衡化 129
13.1.3 噪声类型 130
13.1.4 去噪类型 132
13.2 背景差分法 139
13.3 后处理 140
13.3.1 图像膨胀 140
13.3.2 图像腐蚀 141
13.3.3 开运算 141
13.3.4 闭运算 141
13.3.5 形态学重建 142
13.4 本章小结 142
第十四章 图像分割技术 143
14.1 边缘分割技术 143
14.1.1 微分算子 144
14.1.2 Canny算子 146
14.1.3 Laplacian算子 146
14.1.4 LOG算子 147
14.2 阈值分割技术 148
14.2.1 实验法 149
14.2.2 直方图阈值法 149
14.2.3 迭代法 150
14.2.4 最小均方误差法 151
14.2.5 最大类间方差法 152
14.2.6 分水岭法 153
14.3 区域分割技术 155
14.3.1 区域生长 155
14.3.2 区域分裂与合并 155
14.4 背景减除结果与图像分割目标融合 156
14.5 墨滴参数计算 157
14.5.1 尺度比例 158
14.5.2 墨滴速度 158
14.5.3 墨滴体积 158
14.6 图形界面设计 159
14.7 本章小结 160
第十五章 系统调试及试验 161
15.1 试验目的 161
15.2 试验方案 161
15.2.1 三维喷墨平台介绍 164
15.2.2 操作过程 165
15.3 试验结果与分析 166
15.4 本章小结 166
第十六章 结论与展望 167
16.1 结论 167
16.2 展望 168
参考文献 169