[发明专利]一种基于DXF文件的笔式绘图机绘图路径优化方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种笔式绘图机的绘图路径优化问题。

背景技术

绘图效率是笔式绘图机的主要性能指标之一。目前，国内先进的大型数控绘图机多为国外的引进产品，但作为技术核心的专用配套软件却被国外厂商所垄断，使得该类型设备难以充分发挥其潜在的优势，不能完全适应企业的具体应用需求。在实际的应用中，具体表现在由于绘图过程中频繁的抬笔及落笔动作，导致所绘制的线条光顺性较差，加快了设备的磨损，并且在绘图的过程中会产生大量无效的空行程，降低了绘图的效率。

由于笔式数控绘图机在本质上可以看作是一种数控加工设备，因此国内相关研究人员对基于数控代码的绘图机绘图路径优化问题进行了广泛深入的研究，并针对不同型号的绘图设备，提出了相应的绘图路径优化方法。但从总体来看，这些方法主要是针对特定型号绘图机的数控执行代码而设计的，通用性不高，不能从根本上解决大型绘图机绘图路径的优化问题。而且开发针对特定型号绘图设备的绘图路径优化软件，也会导致软件开发的成本增加，对企业造成额外的经济负担。

DXF文件是Autodesk公司推出的一种基于ASCII编码描述图形信息的文件格式，用于实现在不同的CAD系统之间，以及CAD/CAM系统之间进行数据交换，目前已经成为一种事实上的工业标准。在实际的应用中，DXF文件常作为CAD系统与大型数控绘图机之间的数据接口。因此，在对DXF文件的存储结构进行细致分析的基础上，设计开发出一种基于DXF文件的笔式绘图机绘图路径优化方法，可以在最大程度上解决目前各种优化方法所存在的问题，具有较高的通用性。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种新的绘图机绘图路径优化方法。在对DXF文件的存储结构进行分析的基础上，采用一种在运行过程中图元始末点及绘制顺序可变的求解方法，对DXF文件中的图元按照绘图的方向进行优化排序，并重新生成新的DXF文件，从而使得以优化后的DXF文件为基础生成的绘图路径得到优化。该方法适用于所有以DXF文件为数据交换方式的绘图设备，具有很强的通用性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括以下步骤：

一、图形文件分解

实现图形信息的集中存储。在图形编辑软件中，将复合图形转变为由基本图元(直线、圆、圆弧、椭圆、椭圆弧、自由曲线和文本)组成的简单图形，以便将全部的图形信息存放于DXF文件中的ENTITIES数据段中。

二、DXF文件的解析

实现基本图元信息的提取。经分解操作之后，DXF文件中的基本图元信息全部存储在ENTITIES数据段中。首先按照基本图元的类型建立相应的存储链表，然后按照DXF文件记录各基本图元的规则，依次读取ENTITIES数据段的基本图元信息，并按照基本图元的类型，将其分别存放在对应的链表当中，即可获得每一基本图元的相关信息，具体包括以下步骤：

1.提取直线信息

提取直线的起点坐标(X_s，Y_s)和终点坐标(X_e，Y_e)，不同直线之间的信息通过指针依次连接，构成直线类的信息存储链表CLine。

2.提取圆信息

提取圆心坐标(X_c，Y_c)和半径R，不同圆之间的信息通过指针依次连接，构成圆类的信息存储链表CCircle。

3.提取圆弧信息

提取圆心坐标(X_Ac，Y_Ac)、半径R_A、起始角Φ_s和终止角Φ_e，不同圆弧之间的信息通过指针依次连接，构成圆弧类的信息存储链表CArc。

4.提取椭圆信息

提取椭圆的中心坐标(X_ec，Y_ec)、长半轴R_x和短半轴R_y，不同椭圆之间的信息通过指针依次连接，构成椭圆类的信息存储链表CEllipse。

5.提取椭圆弧信息

提取椭圆弧的中心坐标(X_Aec，Y_Aec)、长半轴R_Ax、短半轴R_Av、起始角度Φ_As和终止角度Φ_Ae，不同椭圆弧之间的信息通过指针依次连接，构成椭圆弧类的信息存储链表CEllArc。

6.提取自由曲线信息