在數控雕刻技術中,數控編程是設計人員與執行人員聯系的橋梁。傳統的方法是由技術員從圖紙中提取零件信息,結合加工工藝要求,根據數控加工程序的標準手工編制加工程序,速度較慢且精度較低。隨著數控技術的發展,市場上出現了大量的數控雕刻系統的自動編程軟件(如UcancamV8、Type3、Artcam、castmate、Mastercam),這些軟件已經能夠提供基本的繪圖及自動編程功能,但這些軟件均不支持加工順序設定、線段分拆等路徑優化功能,在一定程序上影響了機床的執行效率。作者結合具體項目,選用MicrosoftVisualC++6.0開發平臺,對矢量圖形格式的數據讀取、加工路徑優化等進行了研究。1矢量圖形的數據分析矢量圖形是圖形學中用點、直線、多邊形等基于數學方程的幾何圖元表示的圖像。如點用一個坐標P(x,y)表示,線段可用兩個端點坐標P1(x1,y1)和P2(x2,y2)表示。對于具體的圖形,矢量圖形的參數都有具體的定義[1]。文中以常見“.PLT”格式為例進行分析。“.PLT”文件是ASCII碼形式的矢量圖形文件,每個字符占一個字節。如IN;PA;SP1;PU0,0;PD0.000,600.000;PD60.000,0.000;PU400.000,0.000;PD1200.000,80.000;PU0,0;SP0;以上數據在“.PLT”文件中表示幾條線段。前后分別是文件頭和文件尾,PD表示落筆,以其前后兩點為端點畫一線段,在實際雕刻過程中表示落刀、對刀,并在前后兩點間刻一線段;PU表示起筆,直接將筆移動到后面的點而不畫線,在實際的雕刻過程中表示起刀,并將刀具移動到后面的點。如點(0.000,600.000)至點(60.000,0.000)應雕刻一條線段,而點(60.000,0.000)到點(400.000,0.000),刀具則應空運行。由分析知,“.PLT”矢量圖形是由一系列按指定格式存儲的坐標點構成。2信息讀取及存儲將矢量圖形的有效數據分析并讀取到指定的數據結構是G代碼自動生成軟件設計的第一步。軟件需根據目標圖形的大小,在內存中申請一個區域,存儲這個數據結構。數據結構選取的優劣直接決定了后續編程難易程度及程序執行的效率[2-3]。點是構成“.PLT”圖像的基本元素,由上面的分析知,整個“.PLT”圖像就是由一系列點及點之間的聯系構成的。這里構建一個類CNode來表示一個點,并在CNode中重載了+、-、*、/、==、!=等基本運算,并支持多種數據類型。為實現快速的內存分配及數據操作,這里選用vector容器類來存儲整個圖形。vector容器預留了額外的存儲區,用于存放新添加的元素,容器中數據元素操作提供了豐富的操作函數,如vector::push_back(constType&_Val);//vector末端增加一個元素vector::pop_back();//vector末端刪除一個元素vector::reserve(size_type_Count);//開辟指定大小的內存vector特性及所提供的函數為矢量圖形線段排序、刪除等操作提供了極大的方便,減少了內存泄漏的危險,且vector為同步方法,使用安全。文中矢量圖形的二維數據結構定義如圖1示。圖1矢量圖像數據存儲的二維結構vPlt為全局變量,保存整個圖形有效數據,vPlt由若干條線VNODE組成。VNODE表示一條線,所謂線是由一系列連接在一起的點構成的,VNODE中按連接的順序存儲了這些點的坐標。3加工路徑的優化G代碼決定了數控雕刻機的加工順序,加工路徑的優化實際上按照實際加工需求對G代碼輸

總結

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