新型的中小功率激光加工机数控软件设计

1 引言

　　中小功率激光加工机的加工材料大多为非金属板材，面向的用户多为广告、装饰及装璜行业，因此能针对这些用户群体设计出方便、实用及低价的激光加工数据控编程软件，一直是激光加工能否在该行业广泛应用而急需解决的课题。

　　目前，国内外研制的激光加工机用于二维切割与雕刻的数控编程，大多采用以下几种编程操作方式：采用国外专用的激光加工数控系统软件，如英国的APS或以色列的CASMATE等；将AUTOCAD等专用软件或机械加工(铣床、线切割等)数控系统软件移植到激光加工的数控编程上。上述两情况对研制者及用户都存在着一些制约：第一种方式虽然完全可以满足中小功率激光加工的数控编程，但此类软件价格昂贵，增加了研制者的整机成本；第二种方式是以机械等专用系统软件编程界面并配以硬件转换接口电路，可用于一般的数控激光加工，由于行业的不同要掌握此类编程软件难度较大，此外，在字符编辑加工、激光加工自动排序及仿真等方面也很不完善。

　　如果在用户熟悉使用的某种平面设计软件环境下，设计出一种能够满足激光加工特点要求的数控驱动软件(类同于打印机驱动软件)，一定会使用户在激光加工机数控编程和操作上感觉非常方便，新型的中小功率激光加工机数控软件的设计思路就在于此。

2 设计方案

　　将广告、装饰及装璜行业使用非常普遍的矢量绘图平面设计软件CorlDRAW系统作为操作平台，通过对加工部件编辑并生成矢量绘图PLT文件格式，将此类的文件格式转换成满足激光加工的驱动程序并输出，完成了激光加工数控驱动软件设计，主程序框图如图1所示。解决了如下几方面的问题：

图1主程序框图 

　　(1)解决了CorlDRAW系统中生成的PLT绘图文件格式没有绘图路径自动排序的功能(按先内后外原则)；

　　(2)为保证激光切割工件切口的均匀或雕刻表面的平整，解决了各种激光加工路径上运行速度均衡一致(直线，曲线，锐弧线等)的问题；

　　(3)将已编辑PLT文件格式的激光加工指令转换为步进脉冲信号，由PC计算机并口输出，直接驱动电机运行。

3 有关算法

　　(1)激光加工路径自动排序的算法(先内后外原则)

　　程序将PLT文件读入，根据下笔和抬笔的动作，将激光路径分为切割和空程两种，每一次切割形成一个轮廓。对每个轮廓找到其最小的X值、最大的x值、最小的y值及最大的y值。对每个轮廓进行判断，如图2所示。对于轮廓A和B，A的最小X值大于B的最小X值，A的最大X值小于B的最大X值，A的最小y值大于B的最小y值，A的最大y值小于B的最大y值，则B包含A。

图2轮廓判断图 

　　根据上述的计算结果，可以形象比喻成一棵包含关系的树，先对树的次序排列，再对每个轮廓在该树上均处于某个层次上进行排列。我们定义，根为第一层，其下为第二层，这样每个轮廓均可得到一个层次号，层次号越高则越处于内部。