传统的蛋糕裱花，完全依靠手工进行，不但人力成本昂贵、效率低下，裱花质量无法得到稳定保证，而且无法达到对任意图像进行裱花操作的目的。针对传统蛋糕裱花的上述问题，借鉴数控行业的许多成熟理论与技术，在实用性和易推广性的大前提下，展开了“多轴联动快速裱花机系统的研究与开发”。 本文首先分析根据植脂奶油的裱花特点，确立了裱花机的整体方案，独立完成了裱花机系统的机械结构设计和控制系统软硬件设计。并对裱花机的精度提高和效率提高做出了深入的研究。最终实现了多轴联动快速裱花机的设计要求与设计期望。本文主要取得以下创新成果： 1.首次提出了机器代替人工裱花的创新构想，并对裱花机系统的机械机构和控制系统进行了设计，给出了机械图纸与软件控制程序。 2.首次运用多体和齐次变换矩阵理论对裱花机建立误差模型，进行误差补偿，并取得不错的补偿效果。同时对通用的误差模型建立方法作了详细的说明。 3.首次提出了多轴联动裱花图像处理中，以水平线段作为图像信息的基本单元。该方法大大减少了数据量，也便于裱花机的连续工作。 4.首次提出在彩色图转化成黑白两色图中，采用“找主色”的方法。该方法通过对图像颜色的使用频率和使用距离进行计算，最终获得两个颜色聚集中心，即主色。以划定的两个聚集中心组群来完成最后的黑白图变换。该方法简单方便，符合人的视觉主观感受。 5.首次运用混合编码遗传算法于裱花空程路径优化上，并对该遗传算法的编码方式、遗传算子的设计进行详细分析，并取得不错的效果。为将来进一步的裱花路径优化打开了思路。