CN110853007B - 一种基于图形特性和振镜加工特性的自适应图档分割方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于图形特性和振镜加工特性的自适应图档分割方法，包括：根据图形间隔、密度和振镜加工特性将待加工图档分为若干组；对分组后的每一组图形进行网格分割；对分割后的每一分割区域进行调整，使每一分割区域内的图形处于振镜中心，并避免使用振镜精度较差的区域进行加工。本发明通过对图形间隔、图形密度的分析对整个图档进行分割，对分割后的区域进行调整优化，在保证振镜加工精度的前提下，减少运动平台的移动次数，提高加工效率。

Description

一种基于图形特性和振镜加工特性的自适应图档分割方法

技术领域

本发明涉及大幅面的振镜加工领域，尤其涉及柔性电路板即FPC材料加工中对待加工图档进行分割，具体为一种基于图形特性和振镜加工特性的自适应图档分割方法。

背景技术

由于振镜加工幅面的限制，目前激光加工领域对于大幅面图形的加工主要用拼接的方式完成，即：将大幅面的图档分割成若干个方块(每个方块的区域应小于振镜的工作幅面以保证每次加工能够正常标刻)，每次用振镜加工一个方块中的内容，然后移动运动平台至下一个方块的位置，再用振镜加工该方块中的图形内容，直至整个大幅面的图档标刻完成。

因此，分割大幅面图档的方法直接影响了加工的效率、精度及软件易操作度。

目前主要有以下几种分割方式：

①固定分割

如图1所示。设定好分割区域的尺寸(一般略小于振镜幅面),长宽分别为Filed.X和Filed.Y，然后对整个图档的外接矩形Rect(外接矩形的长宽分别为Rect.Width和Rect.Hight，左上角定点坐标为(Rect.X,Rect.Y))进行分割，分割成M*N个区域，分割区域的尺寸由用户设定，不同图档分割后M*N的数量不同。

具体包括：

Step1：获得整个图档的外界矩形CRect

Step2：计算行列数M*N

M＝Rect.Width/Filed.X+1；

N＝Rect.Hight/Filed.Y+1；

然后以图形的左上角为起点，对图档进行分割，分割后的结果如图2所示，黑色线条是加工图形，灰色线条是振镜分割区域。

②等份数分割

如图3所示。设定M*N的数量，对整个图档的外接矩形CRect进行分割，分割成M*N个大小为SizeX*SizeY的区域。分割的份数M*N由用户设定，不同图档分割后的SizeX*SizeY不同。

SizeX＝CRect/M

SizeY＝CRect/N

分割后的结果如图4所示，黑色线条是加工图形，灰色线条是振镜分割区域。

③人工手动进行分割

如图5所示。人工根据图档的情况和振镜幅面大小进行分割。

现有技术中，方法①无需人工进行干预，但往往分图结果无法得到最优结果；方法②仍需一定的人工经验进行设置，以上两种方法结果都是M*N的分块矩阵，对于异形的图档进行分割，往往最终加工效率不是很高；方法③需要人工操作，当图档较大或者图形较精细时，耗时较长，操作体验感较差。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种基于图形特性和振镜加工特性的自适应图档分割方法，通过对图形间隔、图形密度的分析对整个图档进行分割，对分割后的区域进行调整优化，在保证振镜加工精度的前提下，减少运动平台的移动次数，提高加工效率。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种基于图形特性和振镜加工特性的自适应图档分割方法，包括：

根据图形间隔和图形密度将待加工图档分为若干组；

对分组后的每一组图形进行网格分割；

对分割后的每一分割区域进行调整，使每一分割区域内的图形处于振镜中心。

优选地，根据图形间隔和图形密度将待加工图档分为若干组进一步包括：

获取待加工图档内每个图形的路径，判断相邻图形之间是否存在路径相交点，将存在路径相交点的两组图形合为一组；

设定密度系数k％，计算每组图形路径之间的最小间隔距离，若最小间隔距离≤振镜幅面的k％，则将这两组图形合并成一组。

优选地，对分组后的每一组图形进行网格分割进一步包括：

将每一组图形分割成M*N个矩形区域，计算行数M、列数N；

计算第i行第j列的分块矩形的左上角顶点坐标；

根据前面得到的每一分块矩形的长宽和左上角顶点坐标，绘制M*N个矩形区域；

判断每个矩形区域内是否有图形，如果没有，则删除该矩形区域。

优选地，将振镜加工区域分为第一振镜加工区域、第二振镜加工区域和第三振镜加工区域，加工精度由高到低排序为：第一振镜加工区域>第二振镜加工区域>第三振镜加工区域；对分割后的每一分割区域进行调整，使每一分割区域内的图形处于第一振镜加工区域。

优选地，所述方法进一步包括：

判断分割区域内是否有图形在第三振镜加工区域内；

如果有，则判断图形分布了第三振镜加工区域的几个角；

如果图形分布了第三振镜加工区域的1个角或2个角，则对这1个角或2个角单独进行分割加工；如果图形分布了第三振镜加工区域的3个角或4个角，则将对应的分割区域再次分割成四个二次分割区块，每个二次分割区块均能够在第一振镜加工区域中加工；

判断分割线上是否有连续的线条与分割线重合；

如果有，则调整分割线。

优选地，所述方法进一步包括：如果分割区域内没有图形在第三振镜加工区域内，则判断分割线上是否有连续的线条与分割线重合；如果有，则调整分割线。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明基于图形特性和振镜加工特性，提供一种振镜拼图加工用的图档分割方法，该方法根据图形间隔和图形密度对整体待加工图档进行分组，对分组后的图形进行网格分割，对网格分割后的图形进行调整优化，使每个图形尽可能处于振镜加工区域的中心，保证振镜加工的精度，减少运动平台的移动次数，进而提高加工效率，并且通过该方法可实现自动图档分割，减少人工操作，提高易操作度。

附图说明

图1为固定分割方式的参数设定示意图；

图2为固定分割方式的分割结果示意图；

图3为等份数分割方式的参数设定示意图；

图4为等份数分割方式的分割结果示意图；

图5为人工手动分割方式的分割示意图；

图6为根据本发明实施例的振镜加工区域划分示意图；

图7为根据本发明实施例的图档分割方法的流程示意图；

图8为根据本发明实施例的计算分割区域行列数和长宽的流程图；

图9为根据本发明实施例的调整分割区域使图形尽可能在振镜中心的流程图；

图10为根据本发明实施例的待加工图档示意图；

图11为根据本发明实施例的待加工图档分组示意图；

图12为根据本发明实施例的分组后图形进行网格分割的示意图；

图13为根据本发明实施例的调整分割区域后的图形示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动条件下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图7所示，本发明提供一种基于图形特性和振镜加工特性的自适应图档分割方法，包括：步骤1，根据图形间隔和图形密度将待加工图档分为若干组；步骤2，对分组后的每一组图形进行网格分割；步骤3，对分割后的每一分割区域进行调整，使每一分割区域内的图形处于振镜中心，且尽可能避免使用振镜加工区域的四个顶角或其他振镜精度较差的区域。本发明通过对图形间隔、图形密度的分析对整个图档进行分组，每组图形进行网格分割，对网格分割后图形基于振镜加工特性进行调整优化，得到最优的图形分割方案，在保证振镜加工精度的前提下，减少运动平台的移动操作，提高加工效率，减少人工操作，提高易操作度。

作为一种实施方式，根据图形间隔和图形密度对待加工图档进行分组的步骤进一步包括：

步骤1.1，获取待加工图档内每个图形的路径，判断相邻图形之间是否存在路径相交点，将存在路径相交点的两组图形合为一组；

步骤1.2，设定密度系数k％，计算每组图形路径之间的最小间隔距离，若最小间隔距离≤振镜幅面的k％，则将这两组图形合并成一组。

实际应用中，k％可由用户根据精度需求自行设定。

因为加工大幅面的图档需要振镜与平台配合，一般振镜的标刻速度比较快，整个加工流程的效率主要取决于运动平台的移动速度/距离/次数，而通常平台的移动速度不会有太大的优化空间，每次的移动距离也取决于振镜幅面大小，因此移动次数决定了加工效率，所以，通过在分割前将相邻距离较近的图形合并为一组，可减少图档分割后矩形块的数量，提高加工效率。同时，由于大幅面振镜加工的难点在于，在图形进行拼接加工时，由于振镜与平台的精度影响，容易在拼接处产生缝隙，因此，通过将代加工图档分组后再分割，可减少拼接加工的次数，最大程度地避免对图档的连续图形进行分割，规避掉不必要的跳转情况，进而有效提高加工精度。

作为一种实施方式，设定每一组相连图形的外接矩形为Rect，外接矩形的长宽分别为Rect.Width和Rect.Hight，左上角顶点坐标为(Rect.X和Rect.Y)，则对分组后的每一组图形进行网格分割的步骤进一步包括：

步骤2.1，将每一组图形分割成M*N个矩形区域，计算行数M、列数N，得到每一个分块矩形(RctBlock)的长宽(RctBlock.Width和RctBlock.Hight)，如图8所示。

步骤2.2，计算第i行第j列的分块矩形的左上角顶点坐标(Xi,Yi)，具体为：

①计算(X0，Y0)

ΔX＝(RctBlock.Width*M–Rect.Width)/2

ΔY＝(RctBlock.Hight*N–Rect.Hight)/2

X0＝Rect.X-ΔX

Y0＝Rect.Y+ΔY

②得到(Xi,Yi)

Xi＝X0+i*RctBlock.Width

Yi＝Y0+j*RctBlock.Hight

步骤2.3，基于步骤2.1得到的每个分块矩形的长宽以及步骤2.2得到的分块矩形的左上角顶点坐标，绘制M*N个矩形区域；

步骤2.4，判断每个矩形区域内是否有图形，如果没有，则删除该矩形区域。

作为一种实施方式，如图6所示，将振镜加工区域分为第一振镜加工区域、第二振镜加工区域和第三振镜加工区域，加工精度由高到低排序为：第一振镜加工区域>第二振镜加工区域>第三振镜加工区域；对分割后的每一分割区域进行调整，使每一分割区域内的图形处于第一振镜加工区域。这样设置是因为：根据振镜的加工特性，越靠近振镜中心的区域，加工精度越高，越靠近振镜加工区域顶点的区域，加工精度越低，所以，在图形分割后，对分割后的每一区域进行调整，使该区域内的图形尽可能处于第一振镜加工区域，尽量避免在第三振镜加工区域内标刻图形。

进一步地，对分割后的每一区域进行调整，使该区域内的图形尽可能处于第一振镜加工区域，如图9所示，具体包括：

步骤3.1，判断分割区域内是否有图形在第三振镜加工区域内；

步骤3.2，如果有，则判断图形分布了第三振镜加工区域的几个角；

步骤3.3，如果图形分布了第三振镜加工区域的1个角或2个角，则对这1个角或2个角单独进行分割加工；如果图形分布了第三振镜加工区域的3个角或4个角，则将对应的分割区域再次分割成四个二次分割区块，每个二次分割区块均能够在第一振镜加工区域中加工，以确保加工精度；

步骤3.4，判断分割线上是否有连续的线条与分割线重合；

步骤3.5，如果有，则调整分割线，将分割线向内微调1-2mm；如果没有，则不需处理。

进一步地，如果分割区域内没有图形在第三振镜加工区域内，则判断分割线上是否有连续的线条与分割线重合；如果有，则调整分割线，将分割线向内微调1-2mm；如果没有，则不需处理。

由于大幅面加工时往往图档多样复杂，靠人工方式进行分割操作步骤较多，且要求精细操作，因此，本发明方法基于图形特性和振镜加工特性进行图档自适应分割，通过软件自动对图档进行分割，用户仅需简单设置即可得到结果，无需人工干预，能够大大提高软件的易操作度。

实施例

请参阅图10至图13，一种基于图形特性和振镜加工特性的自适应图档分割方法，包括：

步骤1：待加工图档如图10所示，根据图形连续性整个图形将被分为许多组，如图中的字体和细小部件等。如图11所示，根据图形密度将①中的相关字体和矩形框合并为一组，②中的细小部件合并为一组，③中的四个零件合并为一组，可以将图形分为图中方框标识的三组图形，尺寸如表1所示：

编号	长/mm	宽/mm
			①	71.437	32.161
②	62.996	51.297
			③	40.596	24.164

步骤2:振镜幅面为45mm*45mm，进行分割后的结果如图12所示。

步骤3:检查调整每一块分割区域使其尽可能在振镜中心标刻，调整后，实际加工区域如图13所示。

调整后，将区域①分割为3份进行加工，并尽可能少的对单独的字体进行分割标刻减少拼接次数，对将区域②分割后的内容放置到振镜中心部位进行标刻，并对中间与拼接线重合的部分进行了处理，区域③无需额外处理。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (2)

1.一种基于图形特性和振镜加工特性的自适应图档分割方法，其特征在于，包括：

根据图形间隔和图形密度将待加工图档分为若干组；进一步包括：获取待加工图档内每个图形的路径，判断相邻图形之间是否存在路径相交点，将存在路径相交点的两组图形合为一组；设定密度系数k％，计算每组图形路径之间的最小间隔距离，若最小间隔距离≤振镜幅面的k％，则将这两组图形合并成一组；

对分组后的每一组图形进行网格分割；进一步包括：将每一组图形分割成M*N个矩形区域，计算行数M、列数N；计算第i行第j列的分块矩形的左上角顶点坐标；根据前面得到的每一分块矩形的长宽和左上角顶点坐标，绘制M*N个矩形区域；判断每个矩形区域内是否有图形，如果没有，则删除该矩形区域；

对分割后的每一分割区域进行调整，使每一分割区域内的图形处于振镜中心；进一步包括：将振镜加工区域分为第一振镜加工区域、第二振镜加工区域和第三振镜加工区域，加工精度由高到低排序为：第一振镜加工区域>第二振镜加工区域>第三振镜加工区域，对分割后的每一分割区域进行调整，使每一分割区域内的图形处于第一振镜加工区域；其中，第一振镜加工区域位于每一分割区域的中心位置，第二振镜加工区域位于每一分割区域的内切圆所覆盖区域内与第一振镜加工区域不重合的区域，第三振镜加工区域位于每一分割区域的四个矩形角位置且与第二振镜加工区域不重合；

判断分割区域内是否有图形在第三振镜加工区域内；

如果有，则判断图形分布了第三振镜加工区域的几个角；

如果图形分布了第三振镜加工区域的1个角或2个角，则对这1个角或2个角单独进行分割加工；如果图形分布了第三振镜加工区域的3个角或4个角，则将对应的分割区域再次分割成四个二次分割区块，每个二次分割区块均能够在第一振镜加工区域中加工；

判断分割线上是否有连续的线条与分割线重合；

如果有，则调整分割线。

2.根据权利要求1所述的基于图形特性和振镜加工特性的自适应图档分割方法，其特征在于，所述方法进一步包括：如果分割区域内没有图形在第三振镜加工区域内，则判断分割线上是否有连续的线条与分割线重合；如果有，则调整分割线。

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