项目简介：

现有喷墨打印技术仅能在平面上进行，而对于大量诸如地形沙盘、风景区景点演示、城市规划等领域，目前仍普遍采用人工着色的方法。该方法存在加工时间长、色彩真实度低、产品一致性差、成本昂贵等缺点，很难满高精度的应用需求。为此，南开大学机器人与信息自动化研究所在平面喷绘技术的基础上，设计并实现了一套针对立体材质的彩色喷绘系统，该系统提高了对立体材质表面着色的速度、精度、色彩还原度，降低了加工费用。

核心技术：

本项目由一体化全真地形模型加工系统、喷墨控制系统组成。

一体化全真地形模型加工系统利用三自由度直角坐标机器人系统作为全真地形模型加工平台。该平台采用真空吸附固定被加工对象，利用高精度滚珠丝杠进行传动，利用工控机和多轴机器人控制器进行加工轨迹规划和实时控制。

喷墨控制系统硬件上采用了双处理器外加FPGA的体系结构，软件体系结构由中央主控模块软件和喷头运动控制系统DSP模块软件组成。

中央主控模块软件由喷绘控制系统应用软件、LINUX操作系统及设备驱动程序三部分构成，其中LINUX操作系统的引入主要是为了简化对硬件资源的控制和方便喷绘控制系统应用软件的编程。喷绘控制系统应用软件的主要功能将在下一节详细叙述。

运动控制系统DSP模块软件由接口通信程序、运动控制主程序、运动控制算法及运动控制模块输入输出驱动程序四部分构成。接口通信程序提供与中央主控模块软件通信的接口通道；运动控制模块输入输出驱动程序负责运动控制系统模块中DSP与FPGA通信。

应用前景：

随着国民经济的快速发展，对地理模型的需求量越来越大。传统地理模型采用纯手工制作，耗时长，成本高，本项目可以极大提高地理模型的制作水平，降低制作成本，并把原来手工制作需要长达数月的工作缩短到十几个小时。

现在地理模型制作每平米市场价格是万元以上，本项制作地理模型的成本可以控制在千元以下，具有极强的市场竞争力。

项目单位：

南开大学