CN102819409B - 铝型材围字机的软件系统运行方法及实现该方法的系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了铝型材围字机的软件系统运行方法，包括以下步骤：读取绘制有待加工字的矢量图形文件，将读取的矢量图形文件中直线图元信息和直线图元外的图元拆分成的微线段信息作为输出节点信息单元存储在输出节点链表中；对上述生成的输出节点链表中输出节点信息单元的直线或微线段进行尺寸补偿并存储生成最终输出节点链表；逐个取出最终输出节点链表中的最终输出节点信息单元，判断是否满足切槽条件，若满足切槽条件则控制围字机对铝型材进行切槽和压弯，若不满足切槽条件则直接控制围字机对铝型材进行压弯。本发明还公开了实现上述铝型材围字机的软件系统运行方法的系统，采用本发明结合铝型材围字机制作广告字，精度和效率高。

Description

铝型材围字机的软件系统运行方法及实现该方法的系统

技术领域

本发明涉及计算机应用技术，具体是铝型材围字机的软件系统运行方法及实现该方法的系统。

背景技术

目前金属边发光广告字制作行业大多都是人工测量长度，然后对应测量结果手工给金属型材开槽并弯弧，该工作方式不仅生产效率低，而且制作出的工件一致性差。随着工业的发展，靠手工主导的金属边发光广告字制作流程正逐渐被淘汰，围字机作为一种取代手工制作金属边发光广告字的工具越来越受到人们的青睐。现有围字机在制作广告字时仍需操作人员手动调节围字机的机械部件，进而来控制围字机的切槽刀具运动轨迹和弯弧装置中转子的固定位置，这就使现有围字机仍然存在精度和效率低的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种能提高制作广告字的加工精度和效率的铝型材围字机的软件系统运行方法及实现该方法的系统。

本发明的目的主要通过以下技术方案实现：

铝型材围字机的软件系统运行方法，包括以下步骤：

步骤1、读取绘制有待加工字的矢量图形文件，将读取的矢量图形文件中每个直线图元信息分别作为一个输出节点信息单元存储在输出节点链表中，将读取的矢量图形文件中圆弧、圆、多段线及样条曲线拆分成微线段，并将每条微线段的信息作为一个输出节点信息单元存储在输出节点链表中，其中，输出节点链表中最外围连续轨迹的输出节点信息单元在输出节点链表中按逆时针方向排序；

步骤2、读取输出节点链表中的信息，对步骤1生成的输出节点链表中输出节点信息单元的直线或微线段进行尺寸补偿，并将尺寸补偿后的直线或微线段作为最终输出节点信息单元存储生成最终输出节点链表；

步骤3、逐个取出最终输出节点链表中的最终输出节点信息单元，根据当前最终输出节点信息单元内直线或微线段与上一个最终输出节点信息单元内直线或微线段的夹角是否小于设定夹角值来判断是否满足切槽条件，若小于设定夹角值则满足切槽条件，则控制围字机对铝型材进行切槽和切槽结束后对铝型材进行压弯，若大于设定夹角值则直接控制围字机对铝型材进行压弯。

所述步骤2还包括在最终输出节点信息单元存储的直线或微线段存在多个节点时，对连接于同一节点的两条微笔画之间夹角进行判断，若连接于同一节点的两条微笔画之间夹角大于设定夹角值则删除该节点和连接在该节点上的两条微笔画，并将与该节点相邻的两个节点连接。

所述步骤3中相邻两个最终输出节点信息单元的直线或微线段用于对比的夹角设定值，以及步骤2中同一最终输出节点信息单元内连接于同一节点的两条微笔画之间用于对比的夹角的设定值均为165°。因两条直线或线段之间的夹角超过165°可被认为是平滑过渡的，因此，本发明中优选用于对比的夹角值为165°。

所述每个输出节点信息单元中包括一条整体笔画，所述步骤2还包括对每个输出节点信息单元中整体笔画两端的折角进行判断，若整体笔画两端的折角均为正方向的折角则为外轮廓，若整体笔画两端的折角均为负方向折角则为内轮廓，若整体笔画一端为正方向角，其另一端为负方向折角，则该整体笔画为非外套非内嵌轮廓；所述步骤2中尺寸补偿具体为对外轮廓增加尺寸和对内轮廓减小尺寸。其中，折角为一段整体笔画到另一段整体笔画过渡时所形成的夹角，本发明将一个字的所有整体笔画按逆时针方向用序号由小到大排序，一个序号对应一条整体笔画，相邻两条整体笔画中由相对较小的序号对应的整体笔画沿小于180°的夹角旋转到相对较大的序号对应的整体笔画上，若两个序号中相对较小的序号对应的整体笔画需沿顺时针方向旋转才能到达两个序号中相对较大的序号对应的整体笔画上，则定义这两条整体笔画之间的夹角为正方向折角；若两个序号中相对较小的序号对应的整体笔画需沿逆时针方向旋转才能到达两个序号中相对较大的序号对应的整体笔画上，则定义这两个整体笔画之间的夹角为负方向折角。

所述步骤3中在取出最终输出节点链表中的最终输出节点信息单元前建立有索引，在每取出一个最终输出节点信息单元后索引加一，并将索引数据与最终输出节点链表中最终输出节点单元的个数进行比较，在索引数据小于最终输出节点信息单元总数时才读取索引指向的最终输出节点链表信息单元，否则控制围字机加工结束。

所述步骤3中在控制铝型材压弯前还包括根据微线段曲率半径来控制围字机中转子运动位置。本发明在应用前应预先存储加工不同弧线半径时弯弧装置的转子应保持的位置，如此，加工过程中只需结合实际要加工的微线段曲率半径来调用预先存储的转子应保持的位置，进而便于对转子位置进行控制。

实现上述铝型材围字机的软件系统运行方法的系统，包括软件系统总线及连接在软件系统总线上的信息存储模块、矢量图形解析模块、人机交互模块、运动控制模块，其中：

矢量图形解析模块用于读取绘制有待加工字的矢量图形文件，将矢量图形文件中直线图元信息保存在输出节点链表中，将矢量图形文件中直线图元外的所有图元拆分成连续微线段，再将连续微线段的信息保存在输出节点链表中，其中，每个直线图元的信息和每条微线段的信息分别作为一个输出节点信息单元存储在输出节点链表中；

人机交互模块用于将矢量图形解析模块输出的输出节点链表中的所有输出节点信息单元的坐标信息显示出来，屏蔽多余的笔画节点，最后生成最终输出节点链表；

运动控制模块用于将人机交互模块输出的最终输出节点链表中的每一个最终输出节点信息单元逐个取出，并根据每个最终输出节点信息单元中保存的信息控制围字机进行开槽、弯弧操作；

信息存储模块用于存储解析矢量图形文件的文件、矢量图形解析模块解析生成的输出节点链表及人机交互模板处理后生成的最终输出节点链表；

软件系统总线用于实现信息存储模块与矢量图形解析模块、人机交互模块及运动控制模板之间的信息交互。其中，直线图元外的所有图元主要包括圆弧、圆、多段线及样条曲线。

本发明中软件系统在设定时要求能识别广告行业主流矢量图形文件：DXF、PLT、AI三种格式。本发明的软件系统的信息存储模块也对应的存储有解析常规矢量图形文件的文件。本发明软件系统应用时所基于的铝型材围字机的机械部件包括用于支承和运输铝型材的传动装置、用于切槽的切槽刀具及用于弯弧的装置，其中，弯弧装置包括两个定子和一个转子，两个定子位于转子的活动轨迹内。机械部件的加工过程描述如下：加工启动后，传动装置首先带动铝型材进给到切槽刀具位置，铝型材到位后，传动装置暂停进料，然后切槽刀具运动并在铝型材上切出一道槽痕，随后，传动装置带动切槽后的铝型材继续送料，当材料到达弯弧位置后，铝型材穿过两个定子之间的间隙，传动装置暂停进料，随后弯弧装置的转子转动到指定位置，当弯弧装置的转子到位后，传动装置继续进料，实现弧线成型。本发明的软件系统实施时依赖于PC机及与PC机连接的智能控制系统， PC机作为本发明的信息存储和解析载体及人机操作界面，智能控制系统用于控制围字机内电机和汽缸的动作，为了便于定时控制，智能控制系统内设有定时器。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明在铝型材围字机的基础上提供了一种优化的软件系统运行方法，其将直线图元信息和直线图元外所有图元拆分的微线段信息存储在输出节点链表中，再将读取的输出节点链表中直线或微线段的尺寸进行补偿，并将尺寸补偿后的直线或微线段作为最终输出节点信息单元存储生成最终输出节点链表，然后逐个取出最终输出节点链表中的最终输出节点信息单元，并根据最终输出节点信息单元中的数据进行切槽和压弯，本发明通过软件系统控制围字机运作，围字机的切槽刀具、弯弧装置的转子及传动装置的工作均通过本发明来调动在预定的轨迹上移动，便于控制，能提高操作效率，本发明中通过对直线或微线段尺寸进行补偿来达到曲线拟合，进而提高了制作出的广告字的精度；本发明的软件系统包括软件系统总线、信息存储模块、矢量图形解析模块、人机交互模块及运动控制模块，整体模块结构简单，便于实现，从而使采用本发明的软件系统控制围字机时更便于操作。

附图说明

图1为本发明的软件系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例：

如图1所示，铝型材围字机的软件系统，包括软件系统总线及连接在软件系统总线上的信息存储模块、矢量图形解析模块、人机交互模块、运动控制模块。其中，矢量图形解析模块用于读取绘制有待加工字的矢量图形文件，将矢量图形文件中直线图元信息保存在输出节点链表中，将矢量图形文件中直线图元外的所有图元拆分成连续微线段，再将连续微线段的信息保存在输出节点链表中，其中，每个直线图元的信息和每条微线段的信息分别作为一个输出节点信息单元存储在输出节点链表中。人机交互模块用于将矢量图形解析模块输出的输出节点链表中的所有输出节点信息单元的坐标信息显示出来，屏蔽多余的笔画节点，最后生成最终输出节点链表。运动控制模块用于将人机交互模块输出的最终输出节点链表中的每一个最终输出节点信息单元逐个取出，并根据每个最终输出节点信息单元中保存的信息控制围字机进行开槽、弯弧操作。信息存储模块用于存储解析矢量图形文件的文件、矢量图形解析模块解析生成的输出节点链表及人机交互模板处理后生成的最终输出节点链表。软件系统总线用于实现信息存储模块与矢量图形解析模块、人机交互模块及运动控制模板之间的信息交互。

上述铝型材围字机的软件系统运行前应预先存储加工不同弧线半径时弯弧装置的转子应保持的位置，如此，加工过程中只需结合实际要加工的微线段曲率半径来调用预先存储的转子应保持的位置，进而便于对转子位置进行控制。待加工的字应先采用Auto Cad或CorelDraw预先绘制，并采用DXF或PLT的形式保存，后转换生成AI格式，即矢量图。

上述铝型材围字机的软件系统运行时主要通过矢量图形解析模块、人机交互模块及运动控制模块来运作，其中，矢量图形解析模块的主要工作过程为：读取绘制有待加工字的矢量图形文件，扫描读取的矢量图形文件中的图元关键字，将每个直线图元信息分别作为一个输出节点信息单元存储在输出节点链表中，将读取的矢量图形文件中圆弧、圆、多段线及样条曲线拆分成微线段，并将每条微线段的信息作为一个输出节点信息单元存储在输出节点链表中，其中，输出节点链表中最外围连续轨迹的输出节点信息单元在输出节点链表中按逆时针方向排序，圆和圆弧按度拆分，多段线和样条曲线按预先设定的节点拆分，拆分后的节点按照连续轨迹首尾相接的模式逆时针排序后再存入输出节点链表中。

人机交互模块提供了人机操作界面，人相交互模块的具体工作过程为：读取输出节点链表中的信息，对矢量图形解析模块生成的输出节点链表中输出节点信息单元的直线或微线段进行尺寸补偿，并将尺寸补偿后的直线或微线段作为最终输出节点信息单元存储生成最终输出节点链表。每个输出节点信息单元中包括一条整体笔画，对输出节点信息单元的直线或微线段进行尺寸补偿具体过程为：对每个输出节点信息单元中整体笔画两端的折角进行判断，若整体笔画两端的折角均为正方向的折角则为外轮廓，若整体笔画两端的折角均为负方向折角则为内轮廓，若整体笔画一端为正方向角，其另一端为负方向折角，则该整体笔画为非外套非内嵌轮廓，并对外轮廓增加尺寸，对内轮廓减小尺寸，即增加负尺寸。人机交互模块在最终输出节点信息单元存储的直线或微线段存在多个节点时，对连接于同一节点的两条微笔画之间夹角进行判断，若连接于同一节点的两条微笔画之间夹角大于设定夹角值则删除该节点和连接在该节点上的两条微笔画，并将与该节点相邻的两个节点连接，在此，设定的夹角值优选为165°。在人机交互模块依赖PC机提供的操作界面上，操作人员也可根据实际情况任意添加或删除节点。

运动控制模块将人机交互模块输出的最终输出节点链表中的每一个单元逐个取出，并依照每个单元中保存的信息控制围字机机械部分完成一系列开槽操作、弯弧弯操作，最终将直条状的材料加工成字体的外轮廓，运动控制模块的工作依赖于定时器驱动整个加工过程。运动控制模块的具体工作过程为：逐个取出最终输出节点链表中的最终输出节点信息单元，根据当前最终输出节点信息单元内直线或微线段与上一个最终输出节点信息单元内直线或微线段的夹角是否小于设定夹角值来判断是否满足切槽条件，若小于设定夹角值则满足切槽条件，则控制围字机对铝型材进行切槽和切槽结束后对铝型材进行压弯，若大于设定夹角值则直接控制围字机对铝型材进行压弯。其中，相邻两个最终输出节点信息单元的直线或微线段用于对比的夹角设定值在此优选为165°。在取出最终输出节点链表中的最终输出节点信息单元前建立有索引，在每取出一个最终输出节点信息单元后索引加一，并将索引数据与最终输出节点链表中最终输出节点单元的个数进行比较，在索引数据小于最终输出节点信息单元总数时才读取索引指向的最终输出节点链表信息单元，否则控制围字机加工结束。运动控制模块在控制铝型材压弯前还包括根据微线段曲率半径来控制围字机中转子运动位置。

如上所述，则能很好的实现本发明。

Claims (7)

1.铝型材围字机的软件系统运行方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、读取绘制有待加工字的矢量图形文件，将读取的矢量图形文件中每个直线图元信息分别作为一个输出节点信息单元存储在输出节点链表中，将读取的矢量图形文件中圆弧、圆、多段线及样条曲线拆分成微线段，并将每条微线段的信息作为一个输出节点信息单元存储在输出节点链表中，其中，输出节点链表中最外围连续轨迹的输出节点信息单元在输出节点链表中按逆时针方向排序；

步骤2、读取输出节点链表中的信息，对步骤1生成的输出节点链表中输出节点信息单元的直线或微线段进行尺寸补偿，并将尺寸补偿后的直线或微线段作为最终输出节点信息单元存储生成最终输出节点链表；

步骤3、逐个取出最终输出节点链表中的最终输出节点信息单元，根据当前最终输出节点信息单元内直线或微线段与上一个最终输出节点信息单元内直线或微线段的夹角是否小于设定夹角值来判断是否满足切槽条件，若小于设定夹角值则满足切槽条件，则控制围字机对铝型材进行切槽和切槽结束后对铝型材进行压弯，若大于设定夹角值则直接控制围字机对铝型材进行压弯。

2.根据权利要求1所述的铝型材围字机的软件系统运行方法，其特征在于，所述步骤2还包括在最终输出节点信息单元存储的直线或微线段存在多个节点时，对连接于同一节点的两条微笔画之间夹角进行判断，若连接于同一节点的两条微笔画之间夹角大于设定夹角值则删除该节点和连接在该节点上的两条微笔画，并将与该节点相邻的两个节点连接。

3.根据权利要求2所述的铝型材围字机的软件系统运行方法，其特征在于，所述步骤3中相邻两个最终输出节点信息单元的直线或微线段用于对比的夹角设定值，以及步骤2中同一最终输出节点信息单元内连接于同一节点的两条微笔画之间用于对比的夹角的设定值均为165°。

4.根据权利要求1所述的铝型材围字机的软件系统运行方法，其特征在于，所述每个输出节点信息单元中包括一条整体笔画，所述步骤2还包括对每个输出节点信息单元中整体笔画两端的折角进行判断，若整体笔画两端的折角均为正方向的折角则为外轮廓，若整体笔画两端的折角均为负方向折角则为内轮廓，若整体笔画一端为正方向角，其另一端为负方向折角，则该整体笔画为非外套非内嵌轮廓；所述步骤2中尺寸补偿具体为对外轮廓增加尺寸和对内轮廓减小尺寸。

5.根据权利要求1所述的铝型材围字机的软件系统运行方法，其特征在于，所述步骤3中在取出最终输出节点链表中的最终输出节点信息单元前建立有索引，在每取出一个最终输出节点信息单元后索引加一，并将索引数据与最终输出节点链表中最终输出节点单元的个数进行比较，在索引数据小于最终输出节点信息单元总数时才读取索引指向的最终输出节点链表信息单元，否则控制围字机加工结束。

6.根据权利要求1所述的铝型材围字机的软件系统运行方法，其特征在于，所述步骤3中在控制铝型材压弯前还包括根据微线段曲率半径来控制围字机中转子运动位置。

7.铝型材围字机的软件系统，其特征在于，包括软件系统总线及连接在软件系统总线上的信息存储模块、矢量图形解析模块、人机交互模块、运动控制模块，其中：

矢量图形解析模块用于读取绘制有待加工字的矢量图形文件，将矢量图形文件中直线图元信息保存在输出节点链表中，将矢量图形文件中直线图元外的所有图元拆分成连续微线段，再将连续微线段的信息保存在输出节点链表中，其中，每个直线图元的信息和每条微线段的信息分别作为一个输出节点信息单元存储在输出节点链表中；

人机交互模块用于将矢量图形解析模块输出的输出节点链表中的所有输出节点信息单元的坐标信息显示出来，屏蔽多余的笔画节点，最后生成最终输出节点链表；

运动控制模块用于将人机交互模块输出的最终输出节点链表中的每一个最终输出节点信息单元逐个取出，并根据每个最终输出节点信息单元中保存的信息控制围字机进行开槽、弯弧操作；

信息存储模块用于存储解析矢量图形文件的文件、矢量图形解析模块解析生成的输出节点链表及人机交互模板处理后生成的最终输出节点链表；

软件系统总线用于实现信息存储模块与矢量图形解析模块、人机交互模块及运动控制模板之间的信息交互。