CAXA線切割如何進(jìn)行位圖矢量化

謝宗華+孫偉+杜鵬

摘 要 借助CAXA線切割軟件，可以對復(fù)雜圖形進(jìn)行矢量化處理，生成帶有復(fù)雜輪廓的加工軌跡，并輸出機(jī)床中可以直接使用的3B代碼。本文以龍的圖案為例，對如何進(jìn)行位圖矢量化進(jìn)行說明。

關(guān)鍵詞 CAXA線切割；位圖矢量化；代碼

中圖分類號 TP3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1674-6708（2016）172-0240-01

線切割是特種加工技術(shù)中的一種形式，其依托于CAXA線切割軟件進(jìn)行編程。該軟件是面向于線切割數(shù)控機(jī)床的編程系統(tǒng)，是一款計(jì)算機(jī)輔助編程工具。它可以為多種線切割機(jī)床提供高效、快速、準(zhǔn)確的編程代碼。

在線切割加工過程中，我們經(jīng)常會遇到一些復(fù)雜圖形，假如我們先通過使用繪圖軟件繪制，然后再進(jìn)行程序的編制，往往很難完成。例如有一龍的圖案，如圖1所示。其中涉及到的坐標(biāo)點(diǎn)非常多，而且每個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)無法通過常規(guī)方法測量出。因此，我們只能通過CAXA線切割軟件進(jìn)行位圖的矢量化來得到圖案的輪廓曲線。

1 圖案加工前的預(yù)處理

一般情況下，我們得到的龍的圖案都是圖片的格式，我們首先需要對龍的圖案進(jìn)行掃描得到電子版，并生成一個(gè)BMP格式的圖形文件。如果此時(shí)我們直接將龍的圖案進(jìn)行位圖的矢量化，往往會由于對比度不夠等原因，邊界處會出現(xiàn)很多的重復(fù)線條，對后期圖案的處理造成很大的麻煩。所以，為了更好的得到龍圖案的整體輪廓，我們需要利用PS軟件將龍的圖案進(jìn)行一些亮度、對比度等調(diào)整，使其達(dá)到我們需要進(jìn)行矢量化的最佳程度。

2 位圖矢量化處理

1）圖案導(dǎo)入。龍的圖案在完成了以上優(yōu)化處理之后，下一步就可以直接進(jìn)行位圖的矢量化操作。打開CAXA線切割軟件后，進(jìn)入繪制菜單—高級曲線—位圖矢量化—矢量化，然后通過彈出窗口選擇位圖文件。龍的圖案在添加到軟件之前，還有一些關(guān)鍵性的操作需要選擇。例如輪廓線的擬合方式，直線擬合適合于由較多直線組成的圖案，圓弧擬合更加適合于復(fù)雜的圓弧輪廓線。本例中龍的圖案可以選擇圓弧擬合。對于擬合精度可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇，有精細(xì)、正常、較粗略和粗略4種。精度越高，輪廓線邊界鋸齒越多，后期處理更為復(fù)雜，但謝宗華卻更接近于圖案的實(shí)際樣式，精度越低，圖案的輪廓線偏差也就越大。

接下來一步需要我們確定圖案的實(shí)際寬度（mm），這個(gè)寬度的設(shè)置要根據(jù)實(shí)際加工的需要進(jìn)行修改。我們都知道，線切割的加工速度一般都較慢，圖案越大加工時(shí)間越長，而且出現(xiàn)斷絲的概率也隨之增大。所以，圖案寬度的設(shè)置一定要合理。本例我們設(shè)置為50mm的圖案寬度。

2）圖案修改。CAXA線切割軟件只能夠加工由一條封閉輪廓線組成的圖案。所以，對于龍的矢量化圖案修改，我們需要先刪除掉導(dǎo)入龍的圖案時(shí)附帶的外邊框，并刪除其內(nèi)部的一些小塊。然后再將龍的圖案中多余的線刪掉，并對斷開的地方進(jìn)行手動填充。由于軟件功能的限制，裁剪命令無法添加到工具欄中，只能從繪制菜單—曲線編輯—裁剪找到，使用起來很是麻煩。此處本人提供一個(gè)小技巧給大家，我們可以從設(shè)置—自定義—快捷鍵中，找到裁剪功能，并賦予其快捷鍵。這樣一來，裁剪命令的使用就會更加方便。

另外在修改過程中，我們還需要注意一些輪廓線的重合問題，有些部位的輪廓線看似是一條，但通過刪除后發(fā)現(xiàn)，還有很多條覆蓋于其底部，這個(gè)問題在修改的過程中很難全部找出，但是卻可以通過后期軌跡生成時(shí)查找出來。

3）軌跡生成。線切割軌跡生成參數(shù)的確定，除了有特殊要求外的，可以選擇默認(rèn)值。對于龍的圖案的加工有嚴(yán)格要求的情況下，可以提高精度，增加切割次數(shù)等來達(dá)到要求。其中切割次數(shù)決定于偏移量/補(bǔ)償值的參數(shù)，如圖2所示。經(jīng)過修改后的龍的圖案，最終形成由一條輪廓線組成的封閉圖案。

然后選擇線切割菜單-軌跡生成，拾取龍的圖案輪廓并確定軌跡方向。此時(shí)如果所有輪廓線全都變成紅色虛線，說明之前的修改是正確的。假如有打斷的位置，說明此處輪廓線斷開或者有重復(fù)，還需要我們再次進(jìn)行修改，并最終保證圖案的完整性。然后選擇加工的補(bǔ)償方向，確定好穿絲點(diǎn)位置。通常情況下，我們都會在起始加工位置增加一條短線，以便于避開耗材的邊緣位置，來提高加工的精確性，最終生成完整軌跡線的效果。

3 軌跡仿真和代碼生成

選擇線切割-軌跡仿真，設(shè)置合理步長（決定了仿真的速度），拾取軌跡線后，開始運(yùn)行仿真線切割，最終結(jié)果顯示無誤。選擇線切割菜單-生成3B代碼，起好文件名并選擇保存路徑。選擇緊湊指令格式并顯示代碼后，檢查并校驗(yàn)代碼程序。

4 圖案加工

將生成的3B代碼保存至U盤，并輸入到線切割數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行加工。采用60mm×60mm×3mm的不銹鋼板，并選擇合理的穿絲點(diǎn)進(jìn)行對刀后便可以進(jìn)行自動加工。

5 結(jié)論

通過對龍的圖案的加工，總結(jié)出CAXA線切割軟件在進(jìn)行位圖矢量化時(shí)，有如下幾點(diǎn)需要注意的地方：1）處理復(fù)雜圖案時(shí)，最好是先將圖案設(shè)置成黑白兩色圖像，使整個(gè)圖像的對比度更加明顯；2）整個(gè)圖案必須是一條封閉的輪廓線，圖形內(nèi)部的孤塊要進(jìn)行刪除；3）最終生成的3B代碼需要選擇緊湊型指令格式。

參考文獻(xiàn)

[1]王衛(wèi)兵.CAXA線切割應(yīng)用案例教程[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2014，7.

[2]郭諄欽.特種加工技術(shù)[M].南京：南京大學(xué)出版社，2013，7.