4 后置處理

    后置處理是一個(gè)文本編輯處理過程，其作用是將提取的圖形信息根據(jù)指定數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)及規(guī)定的格式進(jìn)行分析、判斷和處理，轉(zhuǎn)化為機(jī)床能夠識(shí)別的NC代碼并輸出。圖5為后置處理流程圖。

    圖5 后置處理流程圖

    4.1  圓的直線擬合插補(bǔ)算法

    圓方程的一般表示形式：

    x²+y²=r²

    根據(jù)擬合插補(bǔ)精度的要求，給定擬合誤差δ=0.001，而圓經(jīng)過n等分后的擬合誤差δ＇為

    先令n=2，判斷δ和δ＇的關(guān)系，如果δ≥δ＇，滿足誤差要求，則不用細(xì)分；如果δ＜δ＇，不滿足擬合誤差要求，則對(duì)圓進(jìn)一步細(xì)分，直到滿足δ≥δ＇的誤差要求。當(dāng)n等分滿足誤差要求，根據(jù)等分角度可依次求出擬合線條的端點(diǎn)。

    由于圖形數(shù)據(jù)多少具有一定的不確定性，因此，在對(duì)圖形數(shù)據(jù)中的特征點(diǎn)提取時(shí)采用動(dòng)態(tài)鏈表的存儲(chǔ)方式，這樣每增加一組數(shù)據(jù)只需要相應(yīng)申請(qǐng)一個(gè)鏈表節(jié)點(diǎn)就可以，而且在處理的過程中，鏈表也比數(shù)組更為方便一些，不需要移動(dòng)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)地址、改變相應(yīng)指針的單元的指向就行。

 4.2 優(yōu)化加工路徑

    由于DXF文件中圖形元素是以設(shè)計(jì)人員繪制圖元先后順序?yàn)橐罁?jù)記錄的，使得對(duì)DXF解析獲得的各圖元信息在Clist鏈表中成為無序性排列，如果對(duì)得到的數(shù)據(jù)不加處理，依次將其一個(gè)個(gè)地存入鏈表，導(dǎo)致按此順序轉(zhuǎn)化進(jìn)行的繪圖過程中圖元路徑的隨機(jī)性和無序性，使得工作過程中的無效行程大大增加。在數(shù)控加工的時(shí)候可能會(huì)增加很多不必要的起落刀次數(shù)。為了優(yōu)化加工路徑，減少起落刀次數(shù)，這里對(duì)讀取的圖元數(shù)據(jù)采用插入排序的設(shè)計(jì)思想。

    首先，定義兩個(gè)結(jié)構(gòu)體類型的指針變量P₁，P₂，并將插入節(jié)點(diǎn)定義為P，且為結(jié)構(gòu)體變量；

    然后，令P₁指向頭指針，P₁→next指向P₂這個(gè)節(jié)點(diǎn)，并判斷P₁→next是否是NULL，如果是，結(jié)束插入排序。否則，轉(zhuǎn)入執(zhí)行下步操作；

    最后，從鏈表頭開始查找，然后分別比較P→x₁、P→y₁與P₁→x₂、P₁→y₂之間的關(guān)系，或者分別比較P→x₂、P→y₂與P₂→x₁、P₂→y₁之間的關(guān)系。如果相等，則將節(jié)點(diǎn)P插入節(jié)點(diǎn)P₁、P₂之間，如果不等，則P₁→next繼續(xù)比較，直到P₁→next=NULL。如果沒有找到起終點(diǎn)坐標(biāo)相等的條件，則將要插入的線段數(shù)據(jù)鏈接在鏈表尾端。

5 運(yùn)行效果

    圖6 AutocAD中繪制的圖形文件

    為考察該程序運(yùn)行的效果是否達(dá)到預(yù)期要求，首先在AutoCAD環(huán)境下繪制如圖6所示的窗格圖，然后將其保存為DXF格式文件。運(yùn)行該應(yīng)用程序并讀取AutoCAD所繪制的DXF格式圖形，VC++程序窗口將NC代碼加工雕刻軌跡模擬出來，圖7為該程序雕刻軌跡仿真圖。

    圖7 VC++窗口雕刻圖形軌跡仿真圖

    同時(shí)在文件夾中生成一個(gè)nc_code.gc的文件，該文件為文本文件，通過記事本或者文本處理軟件均可以打開，可以查看生成的NC代碼，圖8為上例生成的部分代碼。

    圖8 生成的部分NC代碼

6 結(jié)論

    文中針對(duì)數(shù)控加工過程中存在的實(shí)際問題，以數(shù)控加工過程中常見的DXF文件為基礎(chǔ)，通過讀取DXF文件中直線和圓的數(shù)據(jù)信息，并對(duì)圖形文件進(jìn)行具體分析，然后采用小段直線擬合曲線的方式，對(duì)擬合點(diǎn)數(shù)據(jù)采用比較插入排序的優(yōu)化算法，并將生成的數(shù)控代碼送入數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工。通過比較發(fā)現(xiàn)，此優(yōu)化算法解決了雕刻過程中起落刀次數(shù)過于頻繁、雕刻過程隨機(jī)性比較強(qiáng)的問題，有效提高了加工效率。