專利名稱：微機結(jié)合數(shù)控滴塑機自動滴塑的方法
微機結(jié)合數(shù)控滴塑機自動滴塑的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)控滴塑機技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是一種微機結(jié)合數(shù)控 滴塑機自動滴塑的方法。 [技術(shù)背景]
滴塑又稱微量射出，是在針織棉布和各種化纖織物、紡織物的表
面滴有白色或彩色的滴膠飾品，是一種PVC硅膠類似的產(chǎn)品，箱包、
背包、服飾等使用的商標(biāo)大部分是這種類型，加工比較復(fù)雜，我們常
說的矽利康商標(biāo)、矽利康滴塑標(biāo)、滴塑無紡布、滴塑TC布等就屬于這 種滴塑，PVC滴塑還可以制成滴塑鞋、鞋墊、托鞋底、沙發(fā)靠背、扶 手、餐桌臺布、麻將桌布、汽車內(nèi)裝飾等系列產(chǎn)品。
21世紀是一個以專業(yè)技術(shù)和自動化工業(yè)，創(chuàng)造財富的時代。在滴 塑行業(yè)，比如，像產(chǎn)品的生產(chǎn)量和質(zhì)量上的提高，對一家企業(yè)來說， 直接與企業(yè)的發(fā)展息息相關(guān)。國內(nèi)的滴塑行業(yè)雖然經(jīng)過十幾年的發(fā) 展，生產(chǎn)廠家的生產(chǎn)規(guī)模日漸擴大，產(chǎn)品應(yīng)用行業(yè)增多，但是在生產(chǎn) 滴塑產(chǎn)品當(dāng)中最重要的上色滴膠，注底料環(huán)節(jié)，目前還一直延續(xù)著十 幾年前行業(yè)剛開始興起時的工藝，全部采用手工上色滴膠技術(shù)，自動 滴塑技術(shù)的應(yīng)用，在滴塑行業(yè)有著強烈的緊迫感，特別是對工人的需 求和管理，困擾著滴塑企業(yè)不能大規(guī)模的發(fā)展，瓶頸在于不能夠自動
化生產(chǎn)。
目前滴塑行業(yè)加工方式主要分為兩種第一種為純手工方式滴膠，手工滴膠雖然具備了一定的靈活性， 但該種方式主要依靠人眼定位和憑借工人的感覺和經(jīng)驗操作，因而始 終存在著加工時一致性不好，精確度不高，加工效率較低以及用工成 本高等缺陷。
第二種為單純依靠示教盒的示教方式滴膠，該種方式下，用戶通過 示教盒編輯圖形，再通過機器進行加工，這種方法雖然能在一定程度 上簡化加工工序，提高加工效率，但同時它在三個方面有明顯的不足 之處 一、滴塑模具中不同的層次和大小的路徑需要用不同的工藝處 理，示教系統(tǒng)不能滿足復(fù)雜的加工參數(shù)設(shè)置；二、受人眼方位判別收 到視角的影響，難以準確定位三維工件；三、單純依靠示教盒編輯， 加工出來的圖形不夠平滑。 [發(fā)明內(nèi)容]
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，利用微機提供一種基于 圖形學(xué)與計算幾何等知識和算法的處理程序來對圖形進行編輯，并設(shè) 置加工工藝參數(shù)，最終生成圖形的G代碼文件輸出到數(shù)控滴塑機的數(shù) 控系統(tǒng)中，由數(shù)控系統(tǒng)對數(shù)控滴塑機發(fā)出指令，進行滴塑加工的智能 型自動滴塑的方法。
為實現(xiàn)上述目的，設(shè)計一種微機結(jié)合數(shù)控滴塑機自動滴塑的方
法，
(1)首先，利用微機對滴塑圖案進行編輯生成加工數(shù)據(jù)
a、 讀取待滴塑工件的滴塑圖案的原始CAD數(shù)據(jù)；
b、 對原始CAD數(shù)據(jù)進行修改，包括刪除不需要加工的部分或 添加新的圖形；C、設(shè)置或修改滴塑工藝參數(shù)，包括針頭規(guī)格、顏色、氣壓、端 口、加工速度、高度補償，當(dāng)采用交互式工具選擇圖形時，顯 示所選圖形的參數(shù)，提供界面允許用戶修改參數(shù)，修改之后的 參數(shù)采用可視化的方式在屏幕上再現(xiàn)，模擬加工時的特性；
d、 路徑規(guī)劃按照工件的特征，指定加工起點、指定對針點、 無條件排序三種方式對圖形進行排序，排序的結(jié)果是減少空移 路徑，所述的三種方式的執(zhí)行過程均是以每一種方式給定的約 束或起始條件開始，依次尋找路徑最短的圖形，添加到隊列 中，最后達到路徑規(guī)劃的目的，排序的結(jié)果以帶有箭頭提示的 虛線顯示在屏幕上，如果用戶對自動路徑規(guī)劃的結(jié)果不滿意， 可以單獨修改某一個圖形的方向或重新指定條件進行排序；
e、 加工指令輸出將圖形的加工數(shù)據(jù)通過串口或USB以TCF 或CNC格式輸出至數(shù)控滴塑機，按照規(guī)劃好的路徑，將工藝參 數(shù)轉(zhuǎn)換為加工指令格式，然后將圖形的幾何特性轉(zhuǎn)換為加工指 令進行輸出；
(2)然后利用數(shù)控滴塑機進行滴塑數(shù)控滴塑機的數(shù)控系統(tǒng)進行 "單步"或"模擬"加工，觀察效果，符合加工要求則開始 批量滴塑；不符合，則返回步驟(1)的b步驟，對圖形的原 始CAD數(shù)據(jù)重新進行修改設(shè)置，直至符合要求，進行批量滴 塑。
所述的讀取原始CAD數(shù)據(jù)的方式為直接取得DXF格式數(shù)據(jù)文 件，或通過加工指令轉(zhuǎn)換獲得CAD數(shù)據(jù)，或通過掃描儀獲得位像，再采用標(biāo)準的TWAIN接口，利用Windows調(diào)用掃描儀獲得的位 像，然后在界面上通過臨摹的方式重建CAD數(shù)據(jù)。 所述的串口為RS232串口。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明允許用戶通過軟件直接讀取CAD圖形， 并對圖形進行編輯，以TCF或CNC格式輸出到數(shù)控滴塑機的數(shù)控系統(tǒng) 中，由數(shù)控機發(fā)出指令到機器，使得整個滴塑過程實現(xiàn)自動化、精確 化操作，簡化了工藝，提高了加工精確度，優(yōu)化加工效果，降低加工 成本。
圖l是本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)框圖。 圖2是本發(fā)明中處理流程框圖。 圖3是本發(fā)明的主流程框圖。
圖4是本發(fā)明主流程框圖中關(guān)于WriteHeader:設(shè)置全局文件參數(shù) 的流程框圖。
圖5是本發(fā)明主流程框圖中關(guān)于ExportGraphic:輸出圖形的流程 框圖。
圖6是本發(fā)明附圖
5的"ExportGraphic輸出圖形的流程框圖"中 關(guān)于ExportBlock:輸出陣列或Block的流程框圖。圖7是本發(fā)明主流程框圖中關(guān)于WriteEnd: G代碼結(jié)尾操作的流 程框圖。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。準備至少一套可接受數(shù)控指令的數(shù)控滴塑機，如寧波微量自動化
技術(shù)有限公司的WLZDHD541-8B型滴塑機、上海保領(lǐng)電子科技有限 公司的PTC RD441DS型滴塑機、石獅恒順機械廠的HS-DJ5880型滴塑
機，這類數(shù)控滴塑機的控制系統(tǒng)帶有"單步"、"模擬"加工功能， 而且對待加工文件可以進行參數(shù)修改、起點校正等操作，并具備有 TCF或CNC指令的識別能力，可以將識別好的指令轉(zhuǎn)換為執(zhí)行機構(gòu)的 加工過程。
在微機內(nèi)嵌入基于圖形學(xué)與計算幾何的各種知識和算法的處理程 序，其處理程序及實現(xiàn)的功能如下 一、利用微機對滴塑圖案進行編輯生成加工數(shù)據(jù)
第一步利用微機獲取圖形源，獲取方式為下列三種任擇一方
式
第一種是直接獲得CAD數(shù)據(jù)源，由AutoDesk公司推出的DXF格 式是行業(yè)通用的標(biāo)準格式，市面上常用的CAD軟件、矢量繪圖、平面 處理軟件大多數(shù)都支持DXF格式，通過支持DXF格式來直接獲得 CAD數(shù)據(jù)。
第二種是通過加工指令轉(zhuǎn)換獲得CAD數(shù)據(jù)，CNC G代碼是在數(shù)控 機床中通用的指令格式，微機通過讀取CNC并逐條轉(zhuǎn)換為CAD圖形 來支持該類數(shù)據(jù)源。
第三種是通過掃描儀獲得位像，通過標(biāo)準的TWAIN接口，借 助Windows來調(diào)用掃描儀獲得圖像，然后用戶在微機的操作界面上通 過臨摹的方式重建CAD數(shù)據(jù)。第二步、對原始CAD數(shù)據(jù)進行修改，例如刪除不需要加工的部分 或添加新的圖形等利用微機中交互式繪圖引擎，如CAD繪圖引擎， 通過標(biāo)準窗口界面方式提供交互式CAD繪圖引擎，繪圖引擎的功能包 括以文檔的形式存儲CAD和圖像數(shù)據(jù)、在屏幕上按照指定的比例顯 示圖形和路徑、通過鼠標(biāo)拖動對圖形進行修改、通過輸入命令或工具 欄添加新的圖形；
第三步、設(shè)置或修改滴塑工藝參數(shù)，包括針頭規(guī)格、顏色、氣 壓、端口、加工速度、高度補償，在CAD圖形的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中增加對工 藝參數(shù)的記錄，當(dāng)采用交互式工具選擇圖形時，顯示所選圖形的參 數(shù)，提供界面允許用戶修改參數(shù)，修改之后的參數(shù)通過顏色、線寬等 可視化的方式在屏幕上再現(xiàn)，模擬加工時的特性；
第四步、路徑規(guī)劃按照工件的特征，指定加工起點、指定對針 點、無條件排序三種方式對圖形進行排序，排序的結(jié)果是減少空移路 徑，反應(yīng)在加工過程中就是效率的提高。所述的三種方式的執(zhí)行過程 均是以每一種方式給定的約束或起始條件開始，依次尋找路徑最短的 圖形，添加到隊列中，最后達到路徑規(guī)劃的目的，排序的結(jié)果以帶有 箭頭提示的虛線顯示在屏幕上，如果用戶對自動路徑規(guī)劃的結(jié)果不滿 意，可以單獨修改某一個圖形的方向或重新指定條件進行排序；
第五步、加工指令輸出將微機與數(shù)控滴塑機采用RS232串口直 接連接，從而將將上述TCF或CNC格式的CAD數(shù)據(jù)導(dǎo)入數(shù)控滴塑機 的控制系統(tǒng)，或采用存儲介質(zhì)將上述TCF或CNC格式的CAD數(shù)據(jù)通 過數(shù)控滴塑機上的USB接口導(dǎo)入數(shù)控滴塑機的控制系統(tǒng)，其輸出過程 主要為按照上一步驟中規(guī)劃好的路徑，逐條輸出帶有工藝參數(shù)的圖形，對每一個圖形，首先將設(shè)定好的工藝參數(shù)轉(zhuǎn)換為加工指令格式，
然后將圖形的幾何特性轉(zhuǎn)換為加工指令后輸出，由于TCF與CNC格式 本身只能支持點、直線和圓弧三種幾何數(shù)據(jù)，所以在輸出時需要將圖 形按照給定的精度進行拆分，拆分的原理是，任何平面和三維的曲線 都可以被參數(shù)化的表示為C(t) = At3+Bt2+Ct+D的連續(xù)或分段形式，從 參數(shù)t的最小到最大范圍依次掃描可以連續(xù)獲得曲線上的點，以直線連 接這些點即可生成對應(yīng)的加工指令。
二、利用數(shù)控滴塑機進行滴塑數(shù)控滴塑機的數(shù)控系統(tǒng)接收到加工指 令后，進行單步或模擬加工滴塑，根據(jù)加工效果，滿意開始批量滴 塑，不滿意返回第二步，重新修改、設(shè)定進行循環(huán)操作，直至滿意， 然后開始批量滴塑。
上述方法利用微機內(nèi)嵌程序中具備的獨立的二維、三維繪圖能力， 讀取圖形代碼后，可直接在電腦上獨立的進行點、直線、圓弧、橢 圓、平面和三維多段線、二維和三維NURBS樣條曲線等圖形的繪制和 編輯。通過單個系統(tǒng)就可以完成從原始圖片掃描到路徑編輯、工藝配 置、自動路徑規(guī)劃、加工指令生成、對針調(diào)試和多工件協(xié)同加工的全 過程，并且整個過程無需任何第三方軟件的支持，不會像手工方式一 樣只能靠人眼識別而無法進行圖形的編輯，容易產(chǎn)生感官上的誤差， 導(dǎo)致加工出來的實物與加工模具產(chǎn)生偏差。
圖形編輯完成后，可設(shè)置軟件提供超過60個可調(diào)節(jié)的滴塑的工藝 參數(shù)和機械參數(shù)，這樣不僅可以勝任滴塑行業(yè)對流體控制的復(fù)雜要 求，更為用戶節(jié)省平均約30%的編程時間。此外，設(shè)計的指令系統(tǒng)還 可通過"單步"和"模擬"的方式迅速發(fā)現(xiàn)和修改加工效果不理想的區(qū)域。全新的針頭校正方案可以大大減少因針頭偏差導(dǎo)致的時間耽 誤，并可以減少人為誤差，不會像手工方式一樣只能依賴工人的經(jīng)驗 和感覺加工，且每次滴膠的膠量不是恒定的，易增加廢料率和加工成 本。
設(shè)定好相應(yīng)的工藝參數(shù)和機械參數(shù)后，輸出滴塑控制系統(tǒng)可識別 的文件格式，將軟件輸出的文件導(dǎo)入到滴塑控制系統(tǒng)或其他兼容的數(shù) 控系統(tǒng)進行加工，省時省力，且一致性強，不會像手工方式一樣全程 只由工人手工操作，既耗時又耗力。
權(quán)利要求
1、一種微機結(jié)合數(shù)控滴塑機自動滴塑的方法，其特征在于采用如下步驟(1)首先，利用微機對滴塑圖案進行編輯生成加工數(shù)據(jù)a、讀取待滴塑工件的滴塑圖案的原始CAD數(shù)據(jù)；b、對原始CAD數(shù)據(jù)進行修改，包括刪除不需要加工的部分或添加新的圖形；c、設(shè)置或修改滴塑工藝參數(shù)，包括針頭規(guī)格、顏色、氣壓、端口、加工速度、高度補償，當(dāng)采用交互式工具選擇圖形時，顯示所選圖形的參數(shù)，提供界面允許用戶修改參數(shù)，修改之后的參數(shù)采用可視化的方式在屏幕上再現(xiàn)，模擬加工時的特性；d、路徑規(guī)劃按照工件的特征，指定加工起點、指定對針點、無條件排序三種方式對圖形進行排序，排序的結(jié)果是減少空移路徑，所述的三種方式的執(zhí)行過程均是以每一種方式給定的約束或起始條件開始，依次尋找路徑最短的圖形，添加到隊列中，最后達到路徑規(guī)劃的目的，排序的結(jié)果以帶有箭頭提示的虛線顯示在屏幕上，如果用戶對自動路徑規(guī)劃的結(jié)果不滿意，可以單獨修改某一個圖形的方向或重新指定條件進行排序；e、加工指令輸出將圖形的加工數(shù)據(jù)通過串口或USB以TCF或CNC格式輸出至數(shù)控滴塑機，按照規(guī)劃好的路徑，將工藝參數(shù)轉(zhuǎn)換為加工指令格式，然后將圖形的幾何特性轉(zhuǎn)換為加工指令進行輸出；(2)然后利用數(shù)控滴塑機進行滴塑數(shù)控滴塑機的數(shù)控系統(tǒng)進行“單步”或“模擬”加工，觀察效果，符合加工要求則開始批量滴塑；不符合，則返回步驟(1)的b步驟，對圖形的原始CAD數(shù)據(jù)重新進行修改設(shè)置，直至符合要求，進行批量滴塑。
2、 如權(quán)利要求1所述的一種微機結(jié)合數(shù)控滴塑機自動滴塑的方法， 其特征在于讀取原始CAD數(shù)據(jù)的方式為直接取得DXF格式數(shù) 據(jù)文件，或通過加工指令轉(zhuǎn)換獲得CAD數(shù)據(jù)，或通過掃描儀獲 得位像，再采用標(biāo)準的TWAIN接口，利用Windows調(diào)用掃 描儀獲得的位像，然后在界面上通過臨摹的方式重建CAD 數(shù)據(jù)。
3、 如權(quán)利要求1所述的一種微機結(jié)合數(shù)控滴塑機自動滴塑的方法， 其特征在于所述的串口為RS232串口。
全文摘要
本發(fā)明涉及數(shù)控滴塑機技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是一種微機結(jié)合數(shù)控滴塑機自動滴塑的方法，利用微機提供一種基于圖形學(xué)與計算幾何等知識和算法的處理程序來對圖形進行編輯，并設(shè)置加工工藝參數(shù)，最終生成圖形的G代碼文件輸出到數(shù)控滴塑機的數(shù)控系統(tǒng)中，由數(shù)控系統(tǒng)對數(shù)控滴塑機發(fā)出指令，進行滴塑加工的智能型自動滴塑的方法。本發(fā)明同現(xiàn)有技術(shù)相比，允許用戶通過軟件直接讀取CAD圖形，并對圖形進行編輯，以TCF或CNC格式輸出到數(shù)控滴塑機的數(shù)控系統(tǒng)中，由數(shù)控機發(fā)出指令到機器，使得整個滴塑過程實現(xiàn)自動化、精確化操作，簡化了工藝，提高了加工精確度，優(yōu)化加工效果，降低加工成本。
文檔編號B29C45/76GK101414168SQ20081020326
公開日2009年4月22日 申請日期2008年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月25日
發(fā)明者代田田 申請人:上海柏楚電子科技有限公司