# cad图转机械手运动路径

**Repository Path**: JDS110/DxfToRC_Path

## Basic Information

- **Project Name**: cad图转机械手运动路径
- **Description**: 将绘制的CAD图形转换为DXF文件后，使用本软件导入DXF文件，将其中的绘制的CAD图形转为.CSV格式的路径文件。本项目中使用爱普生机械手进行仿真运动模拟。
- **Primary Language**: C#
- **License**: MIT
- **Default Branch**: master
- **Homepage**: None
- **GVP Project**: No

## Statistics

- **Stars**: 2
- **Forks**: 0
- **Created**: 2025-06-28
- **Last Updated**: 2025-08-06

## Categories & Tags

**Categories**: Uncategorized

**Tags**: None

## README

** **DXF 路径编辑器程序总结** ** 

一、项目概述
DXF 路径编辑器是一款基于 C# 开发 CAM 辅助工具，主要用于解析、编辑和可视化 DXF 格式文件中的几何路径数据。程序通过整合 netDxf 库与 OpenTK 图形引擎，实现了从 DXF 文件解析到 3D 路径模拟的全流程功能，提供了一个集成了数据管理、路径编辑、2D/3D 可视化的平台。
该程序可用于工业机器人运动轨迹设计、工业机器人点胶涂布轨迹设计、基于工业机器人的激光/线切割设备的轨迹设计

二、功能模块详解
1. DXF 文件解析模块
核心功能：使用 netDxf 库加载 DXF 文件，解析 Line、Circle、Arc、Polyline2D 等实体对象
技术实现：通过DxfDocument.Load方法读取文件，使用switch-case结构分类处理不同实体类型
数据处理：将解析后的坐标数据存储为结构化元组，如线段起止点、圆的四象限点等
错误处理：包含完整的异常捕获机制，确保文件读取失败时的界面状态回滚
2. 数据可视化与管理模块
多维度的数据展示：使用 5 个 DataGridView 分别管理不同类型几何数据
Line：存储线段起止点坐标（SX/SY/SZ, EX/EY/EZ）
Circle：存储 0°/90°/180°/270° 四象限点坐标
Arc：存储圆弧起点 / 中点 / 终点坐标
Pline：存储多段线顶点坐标
metaData：存储路径元数据（包含复合对象坐标映射）
交互设计：支持列排序锁定、右键菜单快速编辑、数据导入导出等功能
通用方法：通过AddTextBoxColumn和AddComboBoxColumn实现动态列生成，提升代码复用性
3. 2D 图形渲染模块
自适应绘制：基于 GDI + 实现数据包围盒计算，自动适配 PictureBox 显示区域
坐标变换：包含平移、缩放、Y 轴镜像等变换操作，确保 CAD 坐标与屏幕坐标正确映射
图形标注：为每个几何元素添加序号标识，关键位置绘制箭头指示方向
交互反馈：鼠标悬停时显示元素详细信息（如长度、半径、坐标值等）
4. 3D 路径模拟模块
引擎集成：使用 OpenTK 3.3.3 实现 3D 场景渲染，支持 OpenGL 图形管线
场景构建：绘制网格坐标系、XYZ 坐标轴（红绿蓝三色标识）、工具头圆锥模型
路径动画：支持按顺序播放路径点，实时显示工具头位置与运动轨迹
交互控制：支持鼠标拖动旋转视角、右键复位视图、暂停 / 继续动画等操作
5. 路径编辑与数据处理模块
几何操作：支持线段 / 圆弧起止点交换、多段线倒序排列、路径方向（顺时针 / 逆时针）调整
数据导出：可将路径数据导出为 CSV 格式元数据或固定格式文本文件（目前仅支持 100 行以内数据，数据量过大时图形加载速度较慢）
导入功能：支持从 CSV 文件恢复路径元数据，实现编辑进度保存与加载
右键菜单：根据点击对象类型动态显示对应编辑菜单（Line/Circle/Arc/Pline）

三、技术架构与实现
1. 技术栈组成
开发框架：.NET Framework 4.5 + Windows Forms
DXF 解析：netDxf 2.5.0 库（开源 DXF 文件处理组件）
3D 渲染：OpenTK 3.3.3（跨平台 OpenGL 封装库）
数据存储：使用元组（Tuple）和泛型列表（List）存储结构化几何数据
2. 核心技术实现
(1) 坐标变换系统
C#
// 2D绘制中的坐标变换核心逻辑
float scale = Math.Min((pb.Width - 2 * padding) / dataWidth, (pb.Height - 2 * padding) / dataHeight);
g.TranslateTransform(padding - minX * scale, pb.Height - padding + minY * scale);
g.ScaleTransform(scale, -scale); // Y轴镜像处理
通过计算数据包围盒与显示区域的比例关系，实现 CAD 坐标到屏幕坐标的精确映射，同时处理 Y 轴方向差异（CAD 通常以左上角为原点，屏幕以左下角为原点）。
(2) 3D 路径渲染管线
C#
// 3D场景初始化与渲染流程
GL.ClearColor(Color.Gray);
GL.Enable(EnableCap.DepthTest);
GL.Viewport(glControl.ClientRectangle);
GL.MatrixMode(MatrixMode.Projection);
GL.LoadIdentity();
GL.MatrixMode(MatrixMode.Modelview);
GL.LoadIdentity();
GL.Translate(-25, -25, -100);
GL.Rotate(rotateX, 1, 0, 0);
采用 OpenGL 标准渲染流程，通过模型视图矩阵和投影矩阵实现 3D 场景的变换，支持实时旋转视角观察路径。
(3) 几何计算算法
圆拟合算法：通过四象限点计算圆心与半径
圆弧方向判断：利用向量叉乘判断顺时针 / 逆时针方向
点线距离计算：实现鼠标点击时的图形元素拾取功能
圆弧角度计算：根据三点坐标计算起始角和扫过角度
3. 设计模式应用
模块化设计：将功能拆分为文件解析、数据管理、图形渲染等独立模块
事件驱动：基于事件模型实现交互逻辑（按钮点击、绘图事件、鼠标移动等）
工具类设计：封装CalculateCircle和CalculateArc等工具类处理几何计算

四、系统不足与改进方向
1. 现有不足
性能瓶颈：加载大型 DXF 文件时解析速度较慢，复杂图形渲染存在卡顿
功能局限：仅支持 2D 图形解析，不支持 3D 实体对象（如立方体、圆柱体等）
用户体验：暂无撤销 / 重做功能，批量编辑操作时流程繁琐
错误处理：文件解析错误提示不够详细，无法定位具体出错实体
3D 功能：缺少相机控制（缩放、平移）和光照效果，视觉表现力有限
G代码功能：没有G代码生成功能，规划的CAD路径无法应用到其它数控设备
2. 改进方案
(1) 性能优化
引入异步加载机制，使用 Task 并行解析 DXF 实体
(2) 功能扩展
目前仅支持线段、圆、圆弧、多段线四种2D对象实体，可增加更多支持对象
实现路径自动规划
G代码生成功能添加，可生成其它数控设备使用的G代码
(3) 用户体验改进
实现操作历史记录，支持多级撤销 / 重做
添加批量选择与编辑功能（如批量修改线段方向）
优化 3D 交互，支持鼠标滚轮缩放、中键平移视图
增加路径模拟速度调节滑块，适应不同场景需求

五、应用方向
DXF 路径编辑器通过整合 CAD 数据解析与 3D 可视化技术，提供了一个路径规划工具。程序实现了从 DXF 文件读取、路径编辑到 3D 模拟的流程功能，可用于以下场景：

工业机器人运动轨迹设计
工业机器人点胶涂布轨迹设计
基于工业机器人的激光/线切割设备的轨迹设计

待未来增加G代码生成功能，将支持对其它平面类数控设备的轨迹设计

六、示例
与爱普生机器人G6-453S配合实现运动轨迹设计，RB根据导出的路径文件进行动作
本文件夹中机器人程序：DrawDxfToRC_Path
在虚拟仿真中选择G6 Sample，导入本程序运行，可以在模拟器中看到RB运行轨迹与CAD中绘制的完全一致

B站演示链接地址：https://www.bilibili.com/video/BV1V7KUzoEfz/

拓展思考：本软件结合爱普生机器人的API功能,可实现更多设想。例如直接导入CAD图形后便能生成路径进行动作，可据此开发点胶设备、平面切割设备、PCB元件贴片设备等…...
# DxfToRC_Path

本项目主要用于将DXF（Drawing Exchange Format）文件转换为RC（可能为特定领域的路径或指令格式），适用于需要将CAD设计转化为可执行路径的应用场景。项目中包含多个DXF文件及相关的转换工具。

## 文件结构说明

- **DXFPathEditor1.7z / DXFPathEditor2.7z**：可能是用于编辑DXF路径的工具或插件。
- **DrawDxfToRC_Path.7z**：可能包含主程序或核心转换逻辑。
- **Drawing1.dxf / Drawing2.dxf / Drawing3.dxf**：示例DXF文件，用于测试或演示转换过程。
- **path1ToRC.csv / path2ToRC.csv / path3ToRC.csv**：转换后的输出文件，可能包含RC格式的路径数据。
- **meta1.csv / meta2.csv / meta3.csv**：可能用于存储元数据或配置信息。
- **README.xlsx**：项目说明文档（Excel格式）。
- **LICENSE**：项目使用的开源许可证。

## 使用说明

1. 解压 `DXFPathEditor1.7z` 和 `DXFPathEditor2.7z` 以获取DXF编辑工具。
2. 使用适当的软件打开 `.dxf` 文件进行查看或编辑。
3. 使用 `DrawDxfToRC_Path.7z` 中的工具将 `.dxf` 文件转换为 `.csv` 格式的RC路径文件。
4. 转换后的文件将保存为 `path1ToRC.csv`、`path2ToRC.csv` 或 `path3ToRC.csv`。

## 注意事项

- 请确保在使用前安装所有必要的依赖项。
- 具体的转换逻辑和工具使用方法可能需要参考 `README.xlsx` 中的详细说明。

## 许可证

本项目遵循 [MIT License](https://opensource.org/licenses/MIT)，详细信息请参见 [LICENSE](LICENSE) 文件。

## 联系方式

如有任何问题或建议，请联系项目维护者。