图形解析技术在划线机中的应用

2018-07-06许睿

机械管理开发 2018年6期

许睿

（中国电子科技集团公司第二研究所，山西太原 030024）

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

DoWhile nextline＜＞ "AcDbLine"

Line Input#file,nextline

Loop

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

zuobiao=nextline

Form1.MS1.TextMatrix(xianzu,2)=zuobiao'直线起点Y

Line Input#file,nextline

zuobiao=nextline

Form1.MS1.TextMatrix(xianzu,3)=zuobiao'直线终点X

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;

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。