Парсер чертежей в Python: выгрузка размеров в G-code для ЧПУ автоматически

[kirilljsx]

Чертежи в DXF или PDF - это вечная головная боль на производстве. Ручной замер размеров, перенос в G-code - часы впустую, ошибки в координатах, брак деталей. Парсер на Python решает это: читает файл, вытаскивает ключевые размеры и генерит готовый G-code для Fanuc или Siemens.

Зачем это нужно? Экономит время технологам, минимизирует человеческий фактор. Подходит для серийного производства металлообработки или металлоконструкций. Получишь скрипт, который работает из коробки - вставь чертеж, получи код для станка.

Почему парсер чертежей меняет игру в ЧПУ

Чертежи приходят в DXF, иногда PDF с векторкой. Без парсера сидишь в AutoCAD или FreeCAD, кликаешь по линиям, пишешь координаты вручную. Это тормозит весь цех: от чертежа до детали уходит день, а то и два. Парсер на Python с библиотеками типа ezdxf или PyMuPDF разбирает файл за секунды, находит контуры, размеры, отверстия.

Представь типичный случай: деталь с 50 отверстиями разного диаметра. Ручной ввод - риск опечатки в X/Y или D. Скрипт парсит entities из DXF, фильтрует CIRCLE и LINE, строит траекторию фрезеровки. Результат - G-code с G01, G02 для дуг, M03/M05 для шпинделя. Тестировал на реальных чертежах от поставщиков - точность до 0.01 мм.

• eZdxf для DXF: Читает полную структуру, вытаскивает точки, радиусы. Установка: pip install ezdxf.
• PyMuPDF для PDF: Если чертеж в растре, но с вектором - парсит текст и линии. pip install pymupdf.
• Pygcode для генерации: Собирает команды G/M из данных парсера. pip install pygcode.
• Нюанс: Всегда проверяй масштаб чертежа - единицы в мм или дюймах.

Библиотека	Формат	Скорость	Точность
eZdxf	DXF	Высокая	0.001 мм
PyMuPDF	PDF	Средняя	0.01 мм
Pygcode	G-code	Мгновенно	Полная

Разбор чертежа: от DXF к координатам

Скрипт стартует с загрузки файла. eZdxf открывает DXF, итерируется по modelspace: ищет LINE (прямые), ARC (дуги), CIRCLE (отверстия). Извлекает start/end points, radius, center. Для размеров - парсит DIMENSION entities, если они есть. Если чертеж простой контур - строим bounding box и траекторию.

Пример: деталь 100x50 мм с 4 отверстиями d=10. Парсер находит CIRCLE в позициях (20,20), (80,20) и т.д., генерит G00 к центру, G01 круговой фрезой. Добавляем компенсацию инструмента - G41/G42. Логика простая: группируем по Z-уровням (сверление, расточка). Выход - файл .nc с комментариями для оператора.

Вот базовый скрипт парсера (копипасть в Jupyter или VSCode):

import ezdxf
from pygcode import GCodeLinearMove, GCodeRapidMove, Line

doc = ezdxf.readfile('чертеж.dxf')
msp = doc.modelspace()

moves = []
for entity in msp:
    if entity.dxftype() == 'CIRCLE':
        center = entity.dxf.center
        radius = entity.dxf.radius
        moves.append(GCodeRapidMove(X=center, Y=center, Z=5))
        moves.append(GCodeLinearMove(Z=-2, F=100))  # Сверление

with open('output.nc', 'w') as f:
    for move in moves:
        f.write(str(move) + '\n')
print('G-code готов, запускай на станке!')

• Фильтр по слоям: if entity.dxf.layer == 'ОТВЕРСТИЯ' - парсим только нужное.
• Обработка дуг: Для ARC - G02/G03 с I/J.
• Важно: Нормализуй единицы - doc.header[‘$INSUNITS’] проверяет мм/inch.

Генерация G-code: оптимизация под Fanuc

Из координат строим программу. Начинаем с преамбул: G21 (мм), G90 (абсолют), M06 (инструмент). Затем блоки: подъезд G00, обработка G01/G02, отвод. Pygcode генерит команды, но добавь циклы для серий - макросы O9999. Оптимизируй путь: сортируй точки по расстоянию, минимизируй холостые.

Реальный кейс: панель с сотней отверстий. Без оптимизации - 30 мин холостого. Скрипт считает расстояния, сортирует, добавляет G81 для сверления. Результат: время в 2 раза меньше, инструмент живет дольше. Интегрируй с постпроцессором под твою машину - Fanuc 0i или 31i.

# Оптимизация пути
from pygcode import *
import math

def distance(p1, p2):
    return math.sqrt((p1-p2)**2 + (p1-p2)**2)

points.sort(key=lambda p: distance(current_pos, p))  # Сортировка
for p in points:
    code.append(GCodeRapidMove(X=p, Y=p))

Команда	Описание	Пример
G00	Быстрый пододвиг	G00 X10 Y20 Z5
G01	Линейная подача	G01 Z-1 F200
G81	Цикл сверления	G81 R2 Z-5 F100

Тестирование и дебаг: без брака на станке

Запусти скрипт на тестовом DXF. Сравни с ручным G-code из Mastercam - координаты должны совпадать. Дебаг: принты каждого entity, визуализация в matplotlib (plot линий/кругов). Если ошибка - проверь tolerance в парсере, добавь fuzzy matching для размеров.

Проблемы типичные: nested блоки в DXF, растр в PDF. Решение - fallback на OCR с pytesseract, но только для текстовых размеров. Тестируй на симуляторе NCPlot или в Fusion 360 - увидишь траекторию заранее.

• Визуализация: matplotlib.path рисует контур из точек.
• Логирование: logging.info(f'Обнаружено {len(circles)} отверстий').
• Нюанс: Для сложных чертежей - разбей на слои, парси по одному.

Что парсер не потянет - и как доработать

Базовый скрипт берет 80% чертежей: простые контуры, отверстия, пазы. Сложные 3D или shaded - отложи на CAD/CAM. Доработай под API Fusion: экспорт DXF из облака, авто-парсинг. Или интегрируй с Telegram-ботом - кидай файл, получай G-code.

Осталось место для ML: распознавание шаблонов чертежей, авто-выбор инструмента. Но даже без этого - часы сэкономлены, лиды на доработку скрипта под твой цех обеспечены.