[发明专利]一种基于DXF的复杂薄板轮廓拓扑重构方法

说明书

本发明公开了一种基于DXF的复杂薄板轮廓拓扑重构方法，该方法首先从DXF格式的激光切割排料图中读取数据信息，通过顶点的度的特性对数据进行预处理，能够去除边框、引入线和引出线等工艺参数。构建生成树和余树，在此基础上搜索最小独立闭合环，提取排料图中封闭轮廓，包括有公共边的轮廓。计算所有轮廓间的包含关系和轮廓深度，从外到内进行拓扑重构来构建可连轮廓组，处理零件与零件间嵌套的关系，能够识别排料图中包含的所有零件。针对DXF格式复杂的激光切割排料图，该方法能够准确识别排料图中包含的所有零件，解决现有技术中无法解析此类复杂排料图的问题。

技术领域

本发明属于激光切割技术领域，具体涉及一种基于DXF的复杂薄板轮廓拓扑重构方法。

背景技术

激光切割是一种利用激光束聚焦后的高能量密度实现板材切割的加工方式，具有高质量、高效率、高精度和节能环保等突出优势，在航空航天、轨道交通、汽车等多个制造领域都具有较大的市场需求。目前常见的激光切割生产线上的切割机能够实现自动切割，但是生产过程中的上料和下料仍然多采用人工操作方式，生产效率受到制约，影响激光切割机的正常产能，同时每个激光切割机都需配备多名工人，耗费大量的人工成本。基于多数企业的效率和成本的考虑，激光切割的上料和下料过程开始向自动化、智能化转变，从DXF格式的激光切割排料图获取零件的数据成为关键，然而CAD/CAM套件软件生成的激光切割排料图包含边框、引入线和引出线等工艺参数，并且零件与零件间可能存在嵌套关系，同时若采取共边切割的方式还会导致部分零件的轮廓边缘重合。

专利“吴焱明，郜雄，吴喆建等。一种基于DXF的钣金件自动识别和定位方法，CN113111458A[P].2021-07-13.”涉及一种基于DXF的钣金件自动识别和定位方法，能够对金属板材上的不规则钣金件进行识别和定位。专利“蔡曼，韩厚宽，周泉清.基于数控加工系统的DXF图形的引导线自动识别的方法，CN106354096A[P].2017-01-25.”涉及一种基于数控加工系统的DXF图形的引导线自动识别的方法，通过对引导线与原图形合并后的图形进行排序、排序后对第一线和最终线进行长度、距离的识别来判断是否存在引入线和引出线。

因此上述方法中涉及的DXF识别方法可以识别文件中所包含的简单图元以及引导线等，但是无法有效去除工艺参数，也无法准确提取封闭的轮廓，特别是包含公共边的轮廓，不适用于解析复杂的激光切割排料图。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种基于DXF的复杂薄板轮廓拓扑重构方法，以解决现有技术中难以准确解析复杂的激光切割排料图的问题。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，从DXF格式的激光切割排料图获取排料数据，将排料数据中的图元信息存储到轮廓数组和邻接表中；

步骤2，根据图元信息判断激光切割排料图是否存在矩形边框，如果存在，去除边框；同时通过判断邻接表中顶点的度去除引入线和引出线；

步骤3，基于邻接表，寻找连通分量并分别建立生成树和对应余树，通过生成树和余树搜索所有的最小独立闭合环，将所有的最小独立闭合环存储在轮廓数组中；

步骤4，通过点是否在多边形中的方法判断轮廓数组中所有轮廓的包含关系，计算所有轮廓的深度；根据轮廓的包含关系，从外向内进行拓扑重构，直至所有的轮廓被重构完，拓扑重构结束。

本发明的进一步改进在于：

优选的，步骤1中，将排料数据中的图元信息存储到轮廓数组和邻接表中的过程为：

步骤1.1，建立轮廓数组存储待切割板料的轮廓，建立邻接表存储图；

步骤1.2，从DXF文件中读取一个组码和对应组值，若组值为ENTITIES，则再读取一个组码和对应组值，执行步骤1.3；若组值为EOF，说明已到文件结尾，执行步骤1.7；否则重复该步骤；