【運動控制框架】WPF運動控制框架源碼，可用于激光切割機，雕刻機，分板機，點膠機，插件機等設備，開箱即用

WPF運動控制框架源碼，可用于激光切割機，雕刻機，分板機，點膠機，插件機等設備，考慮到各運動控制硬件不同，視覺應用功能（應用視覺軟件）也不同，所以只開發各路徑編輯功能，除此功能外請自行添加

主要功能：
1：鼠標畫點，線，圓，圓弧，橢圓，折線，矩形，多邊形，工作矩形
2：用運動軸坐標畫點，線，圓，圓弧，橢圓，折線，矩形，多邊形，工作矩形
3: 鼠標編輯畫點，線，圓，圓弧，折線，矩形，多邊形，工作矩形
4：實現一些坐標調整工具等
5: 運動軌跡跟蹤
6: 支持中文，數字，字符轉路徑，字符轉一維二維碼路徑
7: 支持打開CAD的dxf文件并解析顯示路徑
8: 支持生成G代碼，txt文本，CSV表格，NC文件
9: 模板已有模擬運行，自行添加板卡驅動運行坐標即可，因考慮到各項目板卡不同，所以暫不集成板卡
重點：繪圖控件（重在控件，模板在于用法，也可在此基礎上用于項目，控件可以繼續添加自已想要的功能

基于 WPF 的運動控制框架：路徑編輯功能全解析

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在工業自動化領域，激光切割機、雕刻機、分板機、點膠機以及插件機等設備的高效運行離不開精準的運動控制。而運動控制中的路徑編輯功能則是實現精準控制的關鍵環節。考慮到不同設備的運動控制硬件以及視覺應用功能存在差異，開發一個專注于路徑編輯功能的通用框架具有重要意義。本文將詳細介紹一個基于 WPF（Windows Presentation Foundation）的運動控制框架，其核心聚焦于路徑編輯功能的實現，為相關設備的控制系統開發提供有力支持。

一、WPF 框架概述

WPF 是微軟推出的用于構建 Windows 客戶端應用程序的圖形系統，它提供了豐富的圖形繪制、布局管理以及數據綁定等功能。在運動控制框架開發中，WPF 的矢量圖形渲染能力能夠精確呈現各種運動路徑，其強大的數據綁定機制便于實現用戶操作與路徑數據的實時交互，使得開發出的路徑編輯界面既高效又具有良好的用戶體驗。

二、路徑編輯功能詳述

（一）多樣化繪圖方式

鼠標繪制：用戶可通過鼠標輕松繪制點、線、圓、圓弧、橢圓、折線、矩形、多邊形以及工作矩形。在繪制過程中，利用 WPF 的鼠標事件（如 MouseDown、MouseMove、MouseUp）來捕捉用戶操作，實時生成相應圖形的路徑數據。例如，繪制直線時，在 MouseDown 事件中記錄起點坐標，在 MouseMove 事件中動態更新終點坐標并實時顯示預覽直線，最后在 MouseUp 事件中確定直線路徑并保存到路徑數據集合中。
運動軸坐標繪制：為滿足對精度要求極高的工業場景，框架支持通過輸入運動軸坐標來繪制各類圖形。用戶在特定的坐標輸入界面中，按照設備的運動軸坐標系規則，輸入相應的坐標值，系統即可根據這些坐標生成對應的圖形路徑。這一功能對于需要精確重復特定路徑的操作，如精密雕刻、電路插件安裝等尤為重要。

（二）便捷的圖形編輯

鼠標編輯功能允許用戶對已繪制的點、線、圓、圓弧、折線、矩形、多邊形以及工作矩形進行修改。用戶可通過鼠標選中圖形，然后對圖形的頂點、位置、大小等屬性進行調整。通過 WPF 的圖形命中檢測（Hit Test）技術，確定用戶鼠標操作所對應的圖形對象，再利用變換（Transform）功能實現圖形的移動、縮放、旋轉等編輯操作。例如，當用戶拖動圖形的一個頂點時，系統能夠實時更新圖形的形狀，并同步更新路徑數據。

（三）實用的坐標調整工具

框架集成了一系列坐標調整工具，如坐標平移、縮放、旋轉等。這些工具對于校準路徑與實際工作區域的位置關系，以及根據不同的加工需求調整路徑尺寸和方向非常實用。例如，在激光切割應用中，可能需要根據工件在工作臺上的實際擺放位置，通過坐標平移工具調整切割路徑的起始位置；在雕刻應用中，根據雕刻深度和刀具尺寸，利用縮放工具調整雕刻路徑的大小。

（四）運動軌跡跟蹤

運動軌跡跟蹤功能實時監控設備的運動路徑，并在界面上直觀展示。通過與設備的運動控制系統進行數據交互，獲取設備當前的運動坐標信息，然后在 WPF 的繪圖區域中以動畫形式呈現運動軌跡。這不僅有助于用戶實時了解設備的運行狀態，還能在調試和優化路徑時，快速發現路徑中的問題，如路徑重疊、運動方向錯誤等。

（五）字符轉路徑及二維碼路徑生成

中文、數字、字符轉路徑：利用 WPF 的文本排版和圖形渲染功能，將輸入的中文、數字、字符轉換為可編輯的路徑。系統首先將字符解析為輪廓圖形，然后通過一系列算法將輪廓圖形轉化為適合設備運動的路徑數據。這一功能在產品標識雕刻、標簽打印等場景中廣泛應用，用戶可以直接輸入所需的文字信息，系統自動生成對應的運動路徑。
字符轉一維二維碼路徑：借助專門的二維碼生成算法庫，將輸入的字符信息生成一維二維碼圖形，再將該圖形轉換為設備可識別的路徑數據。在點膠機、激光打標機等設備中，可利用此功能在產品表面生成二維碼，用于產品追溯、信息存儲等目的。

（六）CAD 文件支持

框架支持打開 CAD 的 dxf 文件并解析顯示路徑。通過引入第三方的 dxf 文件解析庫，讀取 dxf 文件中的圖形數據，如線段、圓弧、多邊形等，并將其轉換為框架內部的路徑數據格式，然后在 WPF 界面中準確顯示。這一功能極大地方便了工程師將現有的 CAD 設計圖紙直接應用到設備的運動控制中，減少了重新繪制路徑的工作量，提高了工作效率。

（七）文件生成

G 代碼生成：G 代碼是數控設備常用的指令格式。框架根據路徑數據，按照 G 代碼的語法規則，生成對應的 G 代碼文件。在生成過程中，考慮到不同設備的運動特性和加工要求，對 G 代碼的參數進行合理設置，如進給速度、主軸轉速、刀具補償等。生成的 G 代碼文件可直接導入到數控設備中，控制設備按照預設路徑進行加工。
其他文件格式生成：除了 G 代碼，框架還支持生成 txt 文本、CSV 表格以及 NC 文件。txt 文本文件可用于簡單記錄路徑數據，方便查看和編輯；CSV 表格文件則便于將路徑數據與其他數據進行整合和分析；NC 文件是另一種數控設備常用的文件格式，框架能夠根據設備需求生成相應的 NC 文件。

三、繪圖控件核心地位

繪圖控件是整個運動控制框架的核心組件。它基于 WPF 的 Canvas 控件進行擴展，通過重寫相關方法和添加自定義邏輯，實現了上述豐富的路徑編輯功能。繪圖控件不僅負責圖形的繪制和顯示，還承擔著用戶操作與路徑數據之間的交互橋梁作用。例如，在繪制圖形時，繪圖控件將用戶的鼠標操作轉化為圖形路徑數據并存儲；在圖形編輯過程中，根據用戶的編輯操作實時更新路徑數據，并重新繪制圖形以反映編輯結果。同時，繪圖控件具有良好的擴展性，開發者可以根據具體項目需求，在現有功能基礎上添加新的繪圖工具、編輯功能或者圖形特效等。

四、模擬運行與硬件適配

框架提供了模擬運行功能，用戶在不連接實際硬件設備的情況下，即可對路徑編輯效果進行驗證和調試。模擬運行模塊通過模擬設備的運動過程，根據路徑數據實時更新虛擬設備的位置，并在界面上展示運動軌跡。這樣可以在開發階段快速發現路徑規劃中的問題，避免在實際設備上調試帶來的時間和成本浪費。
由于不同項目所使用的運動控制硬件板卡各不相同，框架暫未集成板卡驅動。用戶在實際應用中，可根據所選用的板卡類型，自行添加相應的板卡驅動。框架預留了與硬件交互的接口，開發者只需按照接口規范，將板卡驅動與框架進行對接，即可實現設備的實際運動控制。這種硬件解耦的設計方式，使得框架具有更強的通用性和適應性，能夠滿足不同項目對硬件設備的多樣化需求。