一种激光打标机绘制PLT图形的实现方法.pdf

2 0 0 2年 3门 第 2 3卷 第 2期 襄樊学 院学 报 J o u r n a l o f Xi a n g f a n Un i v e r s i t)M a r ：200 2 VOJ 23 NO 2 一种激光打标机绘制 P L T图形 的实现方法 周明刚，陈琳(1 襄樊学院 电气信息工程系，湖北 襄樊 4 4 1 0 5 3；2 华中师范大学 电子与计算机研究所，湖北 武汉 4 3 0 0 7 9)摘要：激光打 朽湘 是一种工业用的激光标记设备，主要用来在产品或工件表面上用 高能量的 激光烧蚀出标记在激光打标控制系统中，利用直线插补算法的原理对 P L T图形进行处理和绘制，实现 简单，控制方倪 关键词：插补算法 P L T图形；激光打标 中图分类号：T P 3 3 4 8 4 0 2 4 文献标识码：A 文章编号：1 0 0 9-2 8 5 4(2 0 0 2)0 2-0 0 6 5-0 5 绘制图形 的输 出设备通常有两类，一是显示器，二是绘图仪或打 印机 本文 寸 论的激光打标机是一种 工业用的激光打标设备，主要用来在扳手、轴承、标牌或其他工件表面上用激光烧蚀出标记它与微机之间 通过一块接口电路板相连，主要由驱动电路和激光头两部分细成 接口电路中，端 DB的高四位和低四位分别 用于控制激光头中X 轴和Y 轴方向步进电机的移动，端 DA 用于控制激光口的开关 在为楚天激光集团公司设 计的激光打标控制系统中，我们成功地使用 了直线的逐点比较插补生成算法(简称直线插补算法)对P L T图 形进行处理和绘制，这种算法实现简单，控制方便 1 直线插补 算法 所谓直线插补算法就是执行机构每走一步，都要和给定轨迹 匕 的坐标值进行一次 匕 较，看当前位置是在 给定点的上方还是下方，从而确定下一步的进给方 向 若取起始点为坐标原点，则直线插补计算公式及进给 方 向如附表所示：附表 直线插补计算公式及进给方向表 J h1 1=O F mO 直线坐标 进给方 向 偏差计算 直线坐标 进给方 向 偏差计算 L1 L4 +X L1 L2 +Y Fm+1=Fm Y2 Fm+1=Fm+X2 L2 L3 一X L3 L4 一 Y 四个象限的终点坐标值均取其数字的绝对值，表中F m表示当前点的偏差，F m+l 表示进给后到达的点的 偏差，L 1、L 2、L 3、L 4 表示当前点所在的象限，+X，一 X，+Y，Y分别表示进给方向，起始点的坐标为(X1，Y1)(X2，Y 2)为结束点的坐标 算法 的思想用流程 图描述如下：收稿 日期：2 0 0 1 4)6-2 6 作者简介：周明刚(1 9 6 9)，男，湖北荆州人，襄樊学 院电气信 息工程 系讲师 疆 徊鹰l 疆 目 维普资讯 用明刚，陈琳：一种激光打标机绘 制 P L T图形的 实现方法 2 P L T图形 的格式 附图 直线插补算法流程图 P L T)S C I I 码形式的矢量图形文件，除文件头和尾外，其 内容主要是一些点的坐标和起落笔的标 忠 例如：P A1 4 5 3，2 5 5 6：P D；P Al 8 5 0，1 5 0 3；P U；P A8 5 0 0，6 0 2 0；P U：P A3 0 8 0，3 5 5 1；前后分别是文件头和文件尾，P A 表示后面跟的是以逗号分隔的点的X、Y坐标；P D表示落笔，以它前后两点 为端点画条直线；P U 表示起笔，直接将笔移动到后面的点上而不用画线I 2 1 如点(1 4 5 3，2 5 5 6)到点(1 8 5 0，1 5 0 3)应画条直线，而点(1 8 5 0，1 5 0 3)到点(8 5 0 0，6 0 2 0)直接将笔移动到后面的点上，不需要画出其 姚 3 实现方法 在实现过程中，我们选择V C+作为开发工具，它不仅使得开发过程方便快捷，而且也很容易实现对端 口的控制操作实现过程 中的几个主要 函数分别如下：3 1插补算法实现的直线绘制函数及图形绘制函数 由于P L T 图形文件是由一段段的直线构成的，因此，我们用直线插补算法编写了个画直线的函数：v o i d CL a s e r C t r l：l i n e l(i n t x 1，i n t y l，i n t x 2，i n t y 2)在此基础上，我们构造了画个P L T 图形文件的函数，其代码如下：v o i d CL a s e r C t r l：d r a w0 1 1 i n t i：f o r(i=l；i p o i n mu m l；i+)去掉首尾两(0，0)点 维普资讯 第 2 3卷 第 2期 襄 樊学 院学 报 2 0 0 2年第 2期 i f(o l d l a s e r-O)&d：c u r l a s e 1)如果当前点出光标志为 l 且上一 点的出光标志为0 l a s e r d e l a y()；,lJ 重新 出光时，需要延迟 i f(b r e a k fl a g s：f a l s e)检查中断标志 l i n e 1(c u r x,c u r y，】)(，p【i】y)；e l s e b r e a k；i f(i：1)&(fi r s t d e l a y fl a g s t r u e)1 fi m t d e l a y 0；首点延迟 ol dl a s e r=cu r l a s e r；c u r l a s e r=p i 1 a s e r；c u r x=p i x；c u r y=p i y；3 2在指定位置绘制字符图形的函数 在d r a w()函数 的基础上，我们编Tv o i d CL a s e r C t r l：d i s p l a y(i n t x 0，i n t y o，c h a r c o d e)数，用来绘制一个 图形文件 在调用a w 0m数之前，需要调用f e t c h 0 函数对指定的文件进行处理，还需要进行诸如坐标平移，图形缩放、旋转等操作 3 3 P L T 文件的处理函数 f e t c h O函数主要用来对P L T 文件进行处理，并将各点的坐标保存到数组 中 其实现如下：i n t C L ase r C t r l：f e t c h(c o n s t c h a r fi l e n a me)i n t i j，n，m，l d，l ase r；c h art x 1 0 ，t y 1 0 ；c h ar b，b1，b2，b 3；FI LE fp；i f(f p=f o p e n(fi l e n a me,r+b”)NUL L)Me s s a g e B o x(NU L L,打开文件错”，MB_OK)；r e t u rn 0；1 f s e e k(f p，4 4 L，S E E K _ S E T)；p 0】x=0；p 0】y-0；p 0 1 ase r=O；j=l；f o r(i=l；i O?-I：l；、wh i l e(n 0)68 他 囊 维普资讯 第 2 3卷第 2期 亵 樊 学院 学报 2 0 0 2年 第 2期 m o v e y(t a g)；n 一；，4 2 延迟时间的设置 由于激光需要段时问的振荡，达到一定的强度后才能在工件表面刻划出痕迹，故关闭激光后重新出光 时需要有一段延迟才不会出现字符笔划残缺的现象另外，因为P C 机 的指令执行时间远远小于 电机移动时 间，如果不延迟或延迟的时问太短，则指令执行完时可能电机还没有移动到指定位置，容易导致控制不精确，以及激光头不能精确回到原点；如果延迟的时间太长则 电机等待，单位时问内电机移动的步数减少，速度减 慢经过多次试验和延迟参数 的对 比，我们取得 了较好 的效果 5 结束 语 用该方法实现的激光打标控制系统经过用户的使用，证明是可行的用户反映，使用该系统打标无笔划 残缺、控制精确、打标速度快，完全达到了用户 的要求 、参考文献：【l】唐泽 圣，周嘉玉，等 计算机 图形学基础【M】北京：北京清 华大学 出版社，1 9 9 5 5 4-5 7 【2】王彤矢量汉字读取 的算法及汉字输 出的实现方法【J】l 电子&电脑 1 9 9 5 1 0，5 5-5 7 【3】涂 时亮，张友银单片微机控制技术【M】上海：复旦大学 出版社，1 9 9 4 2 1 2 2 2 0 【4】邱红 兵，韩 峰Vi s u a l C+在异步 串行通信控制中的应)T I J I 计算机 自动测量 与控制 1 9 9 9 (4)：4 7-4 9 A Sc he m e o n Dr a wi ng PLT G r a phi c Fi l e i n La s e r-M a r k ZHOU M i n g-g a n g。，CHEN Li n (1 D e p a r t me n t o f e l e c t r i c a l&i n f o r ma t i o n a l e n g i n e e r i n g,Xi a n g f a n Un i v e r s i t y，Xi a n g f a n 4 4 1 0 5 3，Ch i n a；)2 I n s t i t u t e o f E l e c t r o n&C o mp u t e r C e n t r a l C h i n a No rm a l Un i v e rs i ty，W u h a n 4 3 0 0 7 9，C h i n a)Ab s t r ac t：La s e r-M a r k i s a k i n d o f i n d u s t r i a l d e v i c e whi c h us e l a s e r t o ma r k o n p r o d u c t I n t h e c on t r ol s y s t e m of La s e r-ma r k,u s i n gt h e pr i n c i p l e of l i n e a r i n t e r p o l a t i o n d r a ws PLT g r a p hi c fil e，a n d t h e s c h e me i s s i mpl e an d c o n v e n i e n t Ke y wor ds：Li n e a r-i n t e r p ol a t i on；PLT-g r a p h；La s e r-mark 69 维普资讯