基于數(shù)學形態(tài)學的激光標刻中環(huán)形掃描算法研究.pdf

1、掃描算法是激光標刻中的關鍵算法，它直接規(guī)定了激光器的路徑信息，影響著激光標刻效率以及成品工藝效果。行掃描算法實現(xiàn)簡單，但生成的掃描線數(shù)目較多，致使激光器的跳轉次數(shù)增多，標刻效率降低，如果掃描線起點、終點延時不精確，工藝效果將非常差。而環(huán)形掃描算法可以彌補這些不足，但是環(huán)形掃描路徑的計算比較復雜。因此，快速計算環(huán)形掃描路徑是提高激光標刻效率和效果的關鍵。
　　 對于環(huán)形掃描路徑的計算，基本上存在三條思路：(1)先對初始圖形進行剖分

2、處理，如三角剖分，凸型剖分等，將其分成多個凸型子區(qū)域，再計算每個子區(qū)域的環(huán)形掃描路徑。這種方案的出發(fā)點在于，凸型子區(qū)域的環(huán)形掃描路徑計算較為簡單，但是這種方案只是局部環(huán)形掃描。(2)生成初始圖形的Voronoi圖，然后沿輪廓邊界生成平行軌跡，得到環(huán)形掃描路徑。這種方法可以處理帶曲線圖形，但在計算多連通域（或稱為“帶島嶼”圖形）的Voronoi圖時效率非常低，有時甚至無法得出正確結果。(3)直接從圖形輪廓出發(fā)，計算輪廓等距線，但是，為保證

3、直接構造的等距線相互正確銜接，需要對等距線進行求交、干涉檢查和裁剪處理，導致算法效率低下。
　　 受激光雕刻中光刻槽補償原理的啟發(fā)，本文分析了環(huán)形掃描的數(shù)學形態(tài)學本質。將數(shù)學形態(tài)學中腐蝕、膨脹算法思想與直接計算圖形輪廓等距線的算法實現(xiàn)相結合，以Windows GDI+為平臺，實現(xiàn)了適用于單連通域、多連通域圖形對象的環(huán)形掃描算法。本算法已模塊化為激光通用標刻軟件HGLaser的算法部分，在Nd:YAG型激光標刻系統(tǒng)上運行，能準確生