CN1097878A

CN1097878A - 电火花线切割机床用仿型自动编程方法及其***

Info

Publication number: CN1097878A
Application number: CN 94111332
Authority: CN
Inventors: 张乐益
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-05-24
Filing date: 1994-05-24
Publication date: 1995-01-25
Anticipated expiration: 2014-05-24
Also published as: CN1045225C

Abstract

一种用于电火花线切割机床的仿型自动编程方法及其***，通过图像输入设备将所需加工的零件图形直接输入计算机内，经计算机对该输入图形进行处理后得到可供加工的零件轮廓图形，再对该轮廓图形进行自动编程，生成电火花线切割机床用的加工指令。本发明使零件的测绘过程和输入过程达到自动化，实现了快捷的仿型自动编程，从而解决了形状复杂及没有尺寸标准的零件要求依样切割的问题，尤其是能得到配合精度高的模具。

Description

本发明涉及电火花线切割机床用的自动编程方法及***，尤其是指对自动编程过程中的零件形状输入及处理。

现用于电火花线切割机床的自动编程***主要采用两种方式对零件的形状特征进行描述。第一种采用专门的图形描述语言，按一定的语法或通过人机对话形式来输入零件的形状和尺寸;第二种借助于鼠标器和键盘对零件的形状和尺寸进行标注和输入，并显示于屏幕上。采用这两种输入方式的自动编程***其工作对象都必须是尺寸明确、形状较规则的零件，而对于形状复杂、尺寸难以明确的不规则图形零件，它们则难以胜任，因为测绘过程太繁琐复杂。

本发明的目的在于为电火花线切割机床提供一种快捷的仿型自动编程方法及其***，能对形状复杂、尺寸难以明确的零件进行自动编程。

本发明通过以下的技术方案来实现：

用图像输入设备将所需加工零件的图形直接输入计算机中，由计算机对该图形进行处理后得到可供加工的零件轮廓图形，再对该图形进行自动编程，生成电火花线切割机床用的加工指令。

上述仿型自动编程方法中对输入的图形进行处理的过程如下：

（1）如果直接输入的是灰度图像，则

①采用均值滤波的方法对图像进行平滑去噪声处理;

②计算图像的直方图，以求得二值化的门限值;

③根据门限值将灰度图像转换为二值图像;

（2）对上述得到的二值图像或直接输入的二值图像利用数学形态学中的闭运算进行填补空穴、连接断点的处理;

（3）对上述图像进行提取边界象素的处理，使之成为只含有边界象素的二值图像;

（4）跟踪边界象素，得到图像边界的点集;

（5）用直线或圆弧连接逼近上述点集，得到可供加工的零件轮廓图形;

（6）若对该轮廓图形有不满意之处，则采用数学处理方法进行编辑处理、修正图形，得到可供加工的零件轮廓图形。

进行上述仿型自动编程的***由图像输入设备和计算机以及对输入的图形进行处理的计算机程序所组成。

本发明借助于图像输入设备，直接将需切割的零件轮廓形状自动输入计算机，使测绘过程和输入过程达到自动化，再经计算机对输入的图像信息进行处理后即可对其进行自动编程，生成所需的加工指令。也就是说，本发明实现了快捷的仿型自动编程，它对于眼镜、钟表、餐具、首饰、装饰品等行业的模具生产提供了良好的前景。这类产品的形状往往较复杂，为不规则图形，但对尺寸的要求并不严格，只要形状相似即可，因此它们的模具生产主要要求配合精度高，利用本发明即可切割出满意的模具。

附图1.仿型自动编程方法的流程框图。

附图2.直方图形状示意图。

附图3.象素点A（i，j）的3×3邻域象素的B_m的示意图。

附图4.用圆弧或直线连接逼近点集以形成零件轮廓图形的运算流程图。

完成本发明提出的仿型自动编程方法所需的设备为图像输入设备和计算机。其中图像输入设备为图形扫描仪、CCD摄像机等均可，依靠其自身配套的驱动卡，即可将零件图形以标准图像存贮格式存入计算机内，并将图形显示于屏幕上。这以后的工作就全由计算机来进行，计算机为普通的个人计算机（即PC机）即可。对输入的图像进行处理的具体实施过程如下：

根据图像输入设备的不同，扫描输入图像有灰度图像和二值图像两类。

（1）对于灰度图像，为便于以后的自动编程，要将它进行二值化处理。

①为了提高最后拟合边界的光顺性，要对图像进行平滑去噪声处理，采用常用的均值滤波方法即可实现;

②对滤波后的图像计算其直方图，以求得二值化的门限值。鉴于所处理对象之图像的直方图形状一般如附图2所示，两个尖峰分别表示背景象素和前景象素，因此门限的确定方法为：使这两类象素的分类误差最小的那一级灰度值即为分类门限。

③然后根据所得的门限将灰度图像转换为二值图像。

（2）对于二值图像，由于图纸质量或输入设备的分辨率或其它一些因素，其间可能会存在一些空穴或断点，它们会影响以后的处理结果，因此要对之进行填补空穴或连接断点的处理，这一点采用数学形态学中的闭运算来实现。采取先膨胀，后腐蚀的运算过程：设前景象素和背景象素分别表示为C₁和C₂，先进行膨胀运算，即设象素点A（i，j）∈C₁（i＝1，…，I-1，j＝1，…，J-1，其中I，J分别为图像的行和列），

若A的3×3邻域象素B_m（m＝0，…，7）中至少有一点B_m∈C₂

则将B转变为C₁;

该膨胀运算结束后，再进行腐蚀运算，即设A（i，j）∈C₁（i＝1，…，I-1，j＝1，…，J-1）

若A的3×3邻域象素B_m（m＝0，…，7）中至少有一点B_m∈C₂，

则将A（i，j）转变为C₂

（3）接着，对经过填补空穴和连接断点后的图像提取边界象素，使之成为只含有边界象素的二值图像，即设A（i，j）∈C₁，若在其3×3邻域象素中至少存在一点B_m∈C₂

则定义A（i，j）为边界象素，

若没有B_m∈C₂，即全部B_m∈C₁

则定义A（i，j）为背景象素。

（4）在此基础上跟踪这些边界象素，得到关于图像边界的点集，即将A（i，j）（i＝0，…，I，j＝0，…，J）转换为点集｛P_m（x_i，y_i），i＝I，…，M，m＝I，…，N｝（其中M为每一封闭轮廓上的点数，N为图像中含有的封闭轮廓数）。

（5）用直线或圆弧连接逼近上述点集，得到可供加工的零件轮廓图形，该逼近过程的运算流程图见附图4。

（6）如果对得到的零件轮廓图形感到不满意，例如某个直线段上有点小波折、某处转折不够圆滑或过于圆滑等，可以利用删点、增点、删线、增线、直线变圆弧、圆弧变直线等数学处理方法对其进行编辑处理、修正图形，最终得到满意的、可供加工的零件轮廓图形。

Claims

1、一种电火花线切割机床用仿型自动编程方法，其特征在于用图像输入设备作为传感器，将所需加工零件的图形直接输入计算机内，由计算机对该输入图形进行处理后得到可供加工的零件轮廓图形，再对该轮廓图形进行自动编程，生成电火花线切割机床用的加工指令。

2、如权利要求1所述的仿型自动编程方法，其特征在于对输入的图形进行处理的过程如下：

（1）如果直接输入的是灰度图像，则

①采用均值滤波的方法对图像进行平滑去噪声处理;

②计算图像的直方图，以求得二值化的门限值;

③根据门限值将灰度图像转换为二值图像;

（4）跟踪边界象素，得到图像边界的点集;

3、一种电火花线切割机床用的仿型自动编程***，其特征在于由图像输入设备和计算机以及对输入的图形进行处理的计算机程序所组成。