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【运动控制框架】WPF运动控制框架源码，可用于激光切割机，雕刻机，分板机，点胶机，插件机等设备，开箱即用

news 2025/8/6 9:00:42

WPF运动控制框架源码，可用于激光切割机，雕刻机，分板机，点胶机，插件机等设备，考虑到各运动控制硬件不同，视觉应用功能（应用视觉软件）也不同，所以只开发各路径编辑功能，除此功能外请自行添加

主要功能：
1：鼠标画点，线，圆，圆弧，椭圆，折线，矩形，多边形，工作矩形
2：用运动轴坐标画点，线，圆，圆弧，椭圆，折线，矩形，多边形，工作矩形
3: 鼠标编辑画点，线，圆，圆弧，折线，矩形，多边形，工作矩形
4：实现一些坐标调整工具等
5: 运动轨迹跟踪
6: 支持中文，数字，字符转路径，字符转一维二维码路径
7: 支持打开CAD的dxf文件并解析显示路径
8: 支持生成G代码，txt文本，CSV表格，NC文件
9: 模板已有模拟运行，自行添加板卡驱动运行坐标即可，因考虑到各项目板卡不同，所以暂不集成板卡
重点：绘图控件（重在控件，模板在于用法，也可在此基础上用于项目，控件可以继续添加自已想要的功能

基于 WPF 的运动控制框架：路径编辑功能全解析

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在工业自动化领域，激光切割机、雕刻机、分板机、点胶机以及插件机等设备的高效运行离不开精准的运动控制。而运动控制中的路径编辑功能则是实现精准控制的关键环节。考虑到不同设备的运动控制硬件以及视觉应用功能存在差异，开发一个专注于路径编辑功能的通用框架具有重要意义。本文将详细介绍一个基于 WPF（Windows Presentation Foundation）的运动控制框架，其核心聚焦于路径编辑功能的实现，为相关设备的控制系统开发提供有力支持。

一、WPF 框架概述

WPF 是微软推出的用于构建 Windows 客户端应用程序的图形系统，它提供了丰富的图形绘制、布局管理以及数据绑定等功能。在运动控制框架开发中，WPF 的矢量图形渲染能力能够精确呈现各种运动路径，其强大的数据绑定机制便于实现用户操作与路径数据的实时交互，使得开发出的路径编辑界面既高效又具有良好的用户体验。

二、路径编辑功能详述

（一）多样化绘图方式

鼠标绘制：用户可通过鼠标轻松绘制点、线、圆、圆弧、椭圆、折线、矩形、多边形以及工作矩形。在绘制过程中，利用 WPF 的鼠标事件（如 MouseDown、MouseMove、MouseUp）来捕捉用户操作，实时生成相应图形的路径数据。例如，绘制直线时，在 MouseDown 事件中记录起点坐标，在 MouseMove 事件中动态更新终点坐标并实时显示预览直线，最后在 MouseUp 事件中确定直线路径并保存到路径数据集合中。
运动轴坐标绘制：为满足对精度要求极高的工业场景，框架支持通过输入运动轴坐标来绘制各类图形。用户在特定的坐标输入界面中，按照设备的运动轴坐标系规则，输入相应的坐标值，系统即可根据这些坐标生成对应的图形路径。这一功能对于需要精确重复特定路径的操作，如精密雕刻、电路插件安装等尤为重要。

（二）便捷的图形编辑

鼠标编辑功能允许用户对已绘制的点、线、圆、圆弧、折线、矩形、多边形以及工作矩形进行修改。用户可通过鼠标选中图形，然后对图形的顶点、位置、大小等属性进行调整。通过 WPF 的图形命中检测（Hit Test）技术，确定用户鼠标操作所对应的图形对象，再利用变换（Transform）功能实现图形的移动、缩放、旋转等编辑操作。例如，当用户拖动图形的一个顶点时，系统能够实时更新图形的形状，并同步更新路径数据。

（三）实用的坐标调整工具

框架集成了一系列坐标调整工具，如坐标平移、缩放、旋转等。这些工具对于校准路径与实际工作区域的位置关系，以及根据不同的加工需求调整路径尺寸和方向非常实用。例如，在激光切割应用中，可能需要根据工件在工作台上的实际摆放位置，通过坐标平移工具调整切割路径的起始位置；在雕刻应用中，根据雕刻深度和刀具尺寸，利用缩放工具调整雕刻路径的大小。

（四）运动轨迹跟踪

运动轨迹跟踪功能实时监控设备的运动路径，并在界面上直观展示。通过与设备的运动控制系统进行数据交互，获取设备当前的运动坐标信息，然后在 WPF 的绘图区域中以动画形式呈现运动轨迹。这不仅有助于用户实时了解设备的运行状态，还能在调试和优化路径时，快速发现路径中的问题，如路径重叠、运动方向错误等。

（五）字符转路径及二维码路径生成

中文、数字、字符转路径：利用 WPF 的文本排版和图形渲染功能，将输入的中文、数字、字符转换为可编辑的路径。系统首先将字符解析为轮廓图形，然后通过一系列算法将轮廓图形转化为适合设备运动的路径数据。这一功能在产品标识雕刻、标签打印等场景中广泛应用，用户可以直接输入所需的文字信息，系统自动生成对应的运动路径。
字符转一维二维码路径：借助专门的二维码生成算法库，将输入的字符信息生成一维二维码图形，再将该图形转换为设备可识别的路径数据。在点胶机、激光打标机等设备中，可利用此功能在产品表面生成二维码，用于产品追溯、信息存储等目的。

（六）CAD 文件支持

框架支持打开 CAD 的 dxf 文件并解析显示路径。通过引入第三方的 dxf 文件解析库，读取 dxf 文件中的图形数据，如线段、圆弧、多边形等，并将其转换为框架内部的路径数据格式，然后在 WPF 界面中准确显示。这一功能极大地方便了工程师将现有的 CAD 设计图纸直接应用到设备的运动控制中，减少了重新绘制路径的工作量，提高了工作效率。

（七）文件生成

G 代码生成：G 代码是数控设备常用的指令格式。框架根据路径数据，按照 G 代码的语法规则，生成对应的 G 代码文件。在生成过程中，考虑到不同设备的运动特性和加工要求，对 G 代码的参数进行合理设置，如进给速度、主轴转速、刀具补偿等。生成的 G 代码文件可直接导入到数控设备中，控制设备按照预设路径进行加工。
其他文件格式生成：除了 G 代码，框架还支持生成 txt 文本、CSV 表格以及 NC 文件。txt 文本文件可用于简单记录路径数据，方便查看和编辑；CSV 表格文件则便于将路径数据与其他数据进行整合和分析；NC 文件是另一种数控设备常用的文件格式，框架能够根据设备需求生成相应的 NC 文件。

三、绘图控件核心地位

绘图控件是整个运动控制框架的核心组件。它基于 WPF 的 Canvas 控件进行扩展，通过重写相关方法和添加自定义逻辑，实现了上述丰富的路径编辑功能。绘图控件不仅负责图形的绘制和显示，还承担着用户操作与路径数据之间的交互桥梁作用。例如，在绘制图形时，绘图控件将用户的鼠标操作转化为图形路径数据并存储；在图形编辑过程中，根据用户的编辑操作实时更新路径数据，并重新绘制图形以反映编辑结果。同时，绘图控件具有良好的扩展性，开发者可以根据具体项目需求，在现有功能基础上添加新的绘图工具、编辑功能或者图形特效等。

四、模拟运行与硬件适配

框架提供了模拟运行功能，用户在不连接实际硬件设备的情况下，即可对路径编辑效果进行验证和调试。模拟运行模块通过模拟设备的运动过程，根据路径数据实时更新虚拟设备的位置，并在界面上展示运动轨迹。这样可以在开发阶段快速发现路径规划中的问题，避免在实际设备上调试带来的时间和成本浪费。
由于不同项目所使用的运动控制硬件板卡各不相同，框架暂未集成板卡驱动。用户在实际应用中，可根据所选用的板卡类型，自行添加相应的板卡驱动。框架预留了与硬件交互的接口，开发者只需按照接口规范，将板卡驱动与框架进行对接，即可实现设备的实际运动控制。这种硬件解耦的设计方式，使得框架具有更强的通用性和适应性，能够满足不同项目对硬件设备的多样化需求。