图形解析技术在划线机中的应用

图形解析技术在划线机中的应用
许睿
【摘要】阐述了双刀异形切割机的软件设计思路,从全局设计到细节设计进行了详细分析;对设备的难点进行了分析,描述了设备研制中的两个技术难题——图形解析技术和电机插补同步技术.
【期刊名称】《机械管理开发》
【年(卷),期】2018(033)006
【总页数】3页(P200-201,228)
【关键词】软件;电机插补;图形解析
【作者】许睿
【作者单位】中国电子科技集团公司第二研究所, 山西太原030024
【正文语种】中文
【中图分类】TG659
引言
双刀异形切割机主要用于液晶玻璃的直线/异型切割，基本功能为将成盒的大玻璃
分割成为用户设定的小玻璃，属于LCD行业玻璃切割工序的关键设备，应用于LCD行业对玻璃盒的划线分割，也可推广应用于电容屏行业的玻璃划线分割工序。

自动双刀多功能切割机采用工控机控制划线刀轮的升降、两个刀头的横向运动、工作台纵向运动、真空吸放等。

刀头及工作台的移动均由工控机控制伺服电机实现
[1]。

对位通过手工上料，采用CCD系统进行准确定位，并辅以真空吸附，进行准确划线。

设备两个刀单独控制，又同时共用Y轴进行划线，具有定位精度高、效
率高、划线压力稳定等特点。

随着液晶行业的日益蓬勃，3D眼镜技术的不断壮大，双刀多功能划线机的市场也将日益壮大。

1 软件整体设计思路
本软件的主要功能分为运动控制单元、I/O控制单元、图形解析单元，视觉控制单元等部分，其中运动控制单元主要控制各电机实现直线、圆弧插补，控制各轴实现点动、定位等动作；I/O控制单元主要采集输入输出信号，进行相应动作；图形解析技术是该设备的设计难点，也是值得所有异形划线、切割等设备借鉴的关键技术之一[2]。

图形解析技术的主要功能是将DXF格式文件转化为机器可读可编辑的文件，并制
定优化算法，给运动控制单元指令，使设备高效运转。

2 图形解析技术的剖析
用户界面设计主要是实现用户指令的输入。

主要用户界面分为图形输入界面以及用户操作界面。

图形输入界面如图1所示。

在这个界面中可以进行新产品的录入、
已有产品的调出、产品的修改等。

图1 图形输入界面
客户向设备提供的是DXF格式的文件，需要设备将DXF格式文件转换为程序可识别的语句。

控制器直线插补需要的是线段的起点、终点，圆弧插补需要的是圆弧的起点、终点、圆心、半径等参数，就需要主程序将这些参数从DXF文件中解析出来。

该设备使用的方法是逐行扫描DXF格式文件，在文件中搜索关键词“LINE”“CIRCLE”“AcDbCircle”，每找到一个关键字则继续向下搜索找到关键参数，将其关键参数存放到表格中，等待程序调用。

如找到一个关键词“LINE”则说明存在一条线段，则向下寻找“AcDbLine”，“AcDbLine”向下的第三行、
第五行、第七行、第九行分别为线段的起点X、Y坐标，终点X、Y坐标。

具体程序实例如下所示：
Open CommonDialog1.FileName For Input As#file
DoUntil EOF(file)
Line Input#file,nextline'开始找进入寻找扫描区域
If nextline="LINE"And panduantiaojian=1 Then’’寻找关键词“LINE”For i=1 To8
Line Input#file,nextline
Next
DoWhile nextline＜＞ "AcDbLine"
Line Input#file,nextline
Loop
Line Input#file,nextline
Line Input#file,nextline
zuobiao=nextline
Form1.MS1.TextMatrix(xianzu,0)="线"&xianzu
Form1.MS1.TextMatrix(xianzu,1)=zuobiao'直线起点X
Line Input#file,nextline
Line Input#file,nextline
zuobiao=nextline
Form1.MS1.TextMatrix(xianzu,2)=zuobiao'直线起点Y
Line Input#file,nextline
Line Input#file,nextline
Line Input#file,nextline
Line Input#file,nextline
zuobiao=nextline
Form1.MS1.TextMatrix(xianzu,3)=zuobiao'直线终点X
Line Input#file,nextline
Line Input#file,nextline
zuobiao=nextline
Form1.MS1.TextMatrix(xianzu,4)=zuobiao'直线终点
End If
Loop
Close#file
3 电机插补与同步技术
该功能是在运动控制系统中实现的。

3.1 硬件特点
该功能由安川运动控制卡MP2100通过MATROLINK-Ⅱ总线控制 CX1、CX2、Y 轴电机实现。

MATROLINK-Ⅱ总线较以往的脉冲指令型电机具有显著的优越性，
一方面使用方便，节约配线，减少因为高压电干扰引起的脉冲丢失，节约调试时间；另一方面，MATROLINK-Ⅱ总线具有10 Mbps的网速，缩短了指令执行时间，
更容易实现迅速切换的多轴高速运动。

电机插补与同步技术需要尽可能排除外界干扰与实现命令的快速化，所以采用该系统来实现。

3.2 软件设计
软件设计采用安川运动程序来实现，运动程序具有可以执行多种移动命令的功能，可以实现电机的定位、直线插补、圆弧插补。

双刀多功能划线机主要实现直线插补和圆弧插补，开始划线状态的时候读取图形解析出来的表格中的数据1的起点，到达该位置后将刀落下，判断该元素是直线还
是圆弧，如果是直线，则运行MVS语句，运行到直线的终点，如果是圆弧则要判断是顺时针的圆弧还是逆时针的圆弧来选择运行MCW语句还是MCCW语句。

划完该元素则判断下一元素的起点是否与该元素的终点重合，不重合则抬刀，完成划线。

如果重合则继续运行，具体程序实例如下：
PLD[CX1][TY][cx2];;程序当前值更新
FMXT600000000;;;设定最大插补速度
ABS;;绝对值控制开始
WHILEML44900＜ML44998;;判断条件，开始循环
I=ML44900*50;
IF ML45000I==0;判断元素为直线
MVS[CX1]ML45006I[TY]ML45008I F ml50044;直线插补开始
IEND;
IF ML45000I==1;判断元素为弧
IF ML45016I==0;元素为正弧
ABS;
MCW[CX1]ML45006I[TY]ML45008I R ML45014I FML45028I;
（指定终点半径，正向圆弧插补开始）
ELSE;元素为反弧
ABS;
MCC[CX1]ML45006I[TY]ML45008I R ML45014I FML45028I;;;
（指定终点半径，正向圆弧插补开始）
IEND;
IEND;
WEND;
END;
另外需要用到一个功能就是跟随功能，由于两个刀在共用Y轴的情况下进行划线，而且划线图形是一致的，所以保证CX1、CX2要保持同样的距离进行划线，该技
术应用到了安川控制器中的插补功能，即让CX2轴保持与CX1轴的当前位置一个固定差值。

该功能与高速扫描同步变化，根据目标位置进行定位，目标位置由梯形图生成。

程序实例如第228页图2所示。

4 结论
该软件设计已被应用于设备，实现了两个刀同时作业的功能，较市场上生产较多的单刀划线机提高了效率，达到了使用需求。

图2 插补程序图
参考文献
【相关文献】
[1]张从鹏，刘强.H型直线电机工作台控制技术研究[J].机床与液压，2007，35（10）：130-132.
[2]董永谦.高速精密运动平台研制[J].电子工艺技术，2011（3）：174-176.。