4 后置處理

    后置處理是一個文本編輯處理過程，其作用是將提取的圖形信息根據指定數控機床的特點及規定的格式進行分析、判斷和處理，轉化為機床能夠識別的NC代碼并輸出。圖5為后置處理流程圖。

    圖5 后置處理流程圖

    4.1  圓的直線擬合插補算法

    圓方程的一般表示形式：

    x²+y²=r²

    根據擬合插補精度的要求，給定擬合誤差δ=0.001，而圓經過n等分后的擬合誤差δ＇為

    先令n=2，判斷δ和δ＇的關系，如果δ≥δ＇，滿足誤差要求，則不用細分；如果δ＜δ＇，不滿足擬合誤差要求，則對圓進一步細分，直到滿足δ≥δ＇的誤差要求。當n等分滿足誤差要求，根據等分角度可依次求出擬合線條的端點。

    由于圖形數據多少具有一定的不確定性，因此，在對圖形數據中的特征點提取時采用動態鏈表的存儲方式，這樣每增加一組數據只需要相應申請一個鏈表節點就可以，而且在處理的過程中，鏈表也比數組更為方便一些，不需要移動數據的存儲地址、改變相應指針的單元的指向就行。

 4.2 優化加工路徑

    由于DXF文件中圖形元素是以設計人員繪制圖元先后順序為依據記錄的，使得對DXF解析獲得的各圖元信息在Clist鏈表中成為無序性排列，如果對得到的數據不加處理，依次將其一個個地存入鏈表，導致按此順序轉化進行的繪圖過程中圖元路徑的隨機性和無序性，使得工作過程中的無效行程大大增加。在數控加工的時候可能會增加很多不必要的起落刀次數。為了優化加工路徑，減少起落刀次數，這里對讀取的圖元數據采用插入排序的設計思想。

    首先，定義兩個結構體類型的指針變量P₁，P₂，并將插入節點定義為P，且為結構體變量；

    然后，令P₁指向頭指針，P₁→next指向P₂這個節點，并判斷P₁→next是否是NULL，如果是，結束插入排序。否則，轉入執行下步操作；

    最后，從鏈表頭開始查找，然后分別比較P→x₁、P→y₁與P₁→x₂、P₁→y₂之間的關系，或者分別比較P→x₂、P→y₂與P₂→x₁、P₂→y₁之間的關系。如果相等，則將節點P插入節點P₁、P₂之間，如果不等，則P₁→next繼續比較，直到P₁→next=NULL。如果沒有找到起終點坐標相等的條件，則將要插入的線段數據鏈接在鏈表尾端。

5 運行效果

    圖6 AutocAD中繪制的圖形文件

    為考察該程序運行的效果是否達到預期要求，首先在AutoCAD環境下繪制如圖6所示的窗格圖，然后將其保存為DXF格式文件。運行該應用程序并讀取AutoCAD所繪制的DXF格式圖形，VC++程序窗口將NC代碼加工雕刻軌跡模擬出來，圖7為該程序雕刻軌跡仿真圖。

    圖7 VC++窗口雕刻圖形軌跡仿真圖

    同時在文件夾中生成一個nc_code.gc的文件，該文件為文本文件，通過記事本或者文本處理軟件均可以打開，可以查看生成的NC代碼，圖8為上例生成的部分代碼。

    圖8 生成的部分NC代碼

6 結論

    文中針對數控加工過程中存在的實際問題，以數控加工過程中常見的DXF文件為基礎，通過讀取DXF文件中直線和圓的數據信息，并對圖形文件進行具體分析，然后采用小段直線擬合曲線的方式，對擬合點數據采用比較插入排序的優化算法，并將生成的數控代碼送入數控機床進行加工。通過比較發現，此優化算法解決了雕刻過程中起落刀次數過于頻繁、雕刻過程隨機性比較強的問題，有效提高了加工效率。