电火花线切割实现自动编程切割汉字的技术-苏州市联青机电工贸有限公司

电火花线切割实现自动编程切割汉字的技术

作者：苏州中航长风 | 来源：www.szcfedm.com | 浏览次数：

因为我们只需标识字形的边界轮廓，因此将其转化为二值图象即可。将字形轮廓转化为二值图象，也就是将其转化为一个用矩阵表示的象素点图象，矩阵中的每一位都是二进制数，当该位为1时表示字符的笔划经过此位，该位为0时表示字符的笔划不经过此位。因为只要分辨出某点为0还是1，因此每个点只要用一位二进制数表示即可，这样1个字节就可以表示8个象素点，但为方便叙述本文采用以1个字节表示1个点来进行说明。

要将字形轮廓转化为二值图象，首先根据需要(如字体、尺寸大小、纵横比、是否旋转、变形等)在屏幕上绘制出所要切割字符的字形轮廓；然后对图形进行扫描，将有笔划通过的点(对应于与字符颜色相同象素的位)的值置为1，而其它的点则置为0，扫描完毕后便将字形轮廓转化为二值图象了。

生成二值图象后还需对图象进行适当的修改，以满足线切割加工的需要。对图象进行编辑处理，可用一个小方块代替一个放大了的象素，通过建立网格编辑区，每一网格小方块都是一个放大了的象素，这样可对每个象素进行编辑处理，控制鼠标在相应的网格眼内填入字符或背景颜色，同时填入字符颜色所对应的位置为1，填入背景颜色所对应的位置为0。

4 切割指令的生成

将汉字的字形轮廓转化为二值图象且编辑处理后，为生成切割指令须用直线或圆弧对其进行描述，由于汉字字形较适合用直线来对其进行描述，因此采用直线段来实现对汉字字形的描述。

由于线切割机所能切割的图形具有一定的特殊性(即需能以一笔画完)，因此只需采用某种算法对图进行一次遍历便可得到加工轨迹。

要对图象进行遍历，首先需确定搜索策略。由于能被切割的图形具有特殊性，采用改进了的深度优先搜索方法来对图象进行遍历。主要思想为：先确定图象的起始点，然后沿逆时针方向在该点周围寻找下一点，找到后沿着这两点确定的方向继续搜索，直至将该方向上的点搜索完毕，然后回溯，以回溯得到的点为基础重复以上搜索，直至所有点都被搜索过，在搜索过程中将经过的点的值从1置为0，同时记录所经过的直线。

下面介绍一下所要用到的主要数据结构。

记录直线所用结构为TLineRecord，它用来记录每段直线的起点和终点坐标，其定义如下：

TLineRecord=record
StartPoint, EndPoint: TPoint; //直线起始点，终止点
end;
PLineRecord=＾TLineRecord；

其中StartPoint, EndPoint分别为直线的起点和终点。

图象采用二维数组进行表示，首先按照行、列从小到大的顺序找到图象的起始点，然后再采用逆时针方向来搜索下一点。搜索方向的定义为：

SearchDirection:array［0..7,0..1］ of interger=((1,0),(1,-1)，(0，-1)，(-1,-1),(-1,0),(-1,1),(0,1),(1,1))；

遍历算法如下：

(1)扫描图象寻找起始点，将其坐标记为(k,1)；用FirstPointX、FirstPointY记录第一点横、纵坐标的值；
(2)初始化记录直线的指针，建立记录直线的链表；将起始点的k,1值作为直线起点和终点的横、纵坐标，将该直线加入到直线纪录的链表中去；
(3)以第一点为基准点沿逆时针方向寻找下一点，如果搜索到值为1的点则记搜索方向为i,该点的横、纵坐标记为(k，1)，将记录直线的终点横、纵坐标设置为k，1；
(4)置是否搜索完毕标志SearchCompleted为False;
(5)如果SearchCompleted不为True则重复作6-13步；
(6)置SearchCompleted为True；
(7)置是否同一条线标志SameLine为True；
(8)如果SameLine为True则重复作9-12步；
(9)置SameLine为False；
(10)沿i方向进行搜索，即k:=k+SearchDirection ［i］［0］;1:=1+SearchDirection ［i］［1］;
(11)如果点(k，1)为1，则置SameLine为True；将直线的终点坐标设置为(k，1)；将点(k，1)的值设置为0；
(12)如果点(k，1)为0，则置SameLine为False；
(13)以点(k，1)为基准点沿逆时针方向寻找下一点，如果搜索到值为1的点，则记搜索方向为i；在直线记录列表中增加一条新的直线，k，1值作为直线起点的横、纵坐标；将搜索到的点的横、纵坐标记为(k，1)，将直线终点的横、纵坐标设置为(k，1)；置Searhcompleted为False，置SameLine为True；将点(k，1)的值设置为0；
(14)进行图形封闭化处理，在直线记录列表中增加一条直线，将k，1值作为直线起点的横、纵坐标，FirstPointX、FirstPointY作为直线终点的横、纵坐标值。

这样当遍历完成后，遍历的轨迹就保存在直线记录列表中了，也就是说已实现将汉字的字形轮廓用直线段进行描述了。需指出的是，由于汉字字形本身或者编辑处理的原因，在进行图象遍历的过程中，可能存在一些不和谐的点，使遍历不能完成(如存在断点、尖点及多余点的情况)，需在遍历之前运用图象处理的技术将这些点补足或者剔除掉，以使遍历能顺利完成，有关这方面的算法不再赘述。

至此要实现切割汉字就只剩下如何生成切割指令的问题了。由于已将汉字的字形轮廓用直线进行描述，且这些直线还首尾相接组成一个封闭轮廓，要生成线切割机的切割指令，只需按切割指令的要求将这些直线进行转换即可。