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zhengxuan.zhang cdd0db95ff 调试CNC执行

2026-05-26 13:18:29 +08:00

12 KiB

Raw Blame History

CNC 执行机制说明

概述

CncExecutionService 是 CNC 程序的核心执行引擎，负责按节点顺序执行整个检测程序。它协调运动控制、图像采集、流水线处理和结果归档等子系统，实现自动化多位置检测流程。

类定义

类	文件	职责
`CncExecutionService`	`Services/Cnc/CncExecutionService.cs`	CNC 程序执行引擎
`ICncExecutionService`	`Services/Cnc/ICncExecutionService.cs`	执行服务接口
`CncEditorViewModel`	`ViewModels/Cnc/CncEditorViewModel.cs`	调用执行服务的 ViewModel

依赖注入

CncExecutionService 通过构造函数注入以下服务：

依赖	接口	用途
检测结果存储	`IInspectionResultStore`	归档检测运行记录和节点结果
日志	`ILoggerService`	结构化日志记录
主视口	`IMainViewportService`	获取实时图像、推送结果图像
应用状态	`IAppStateService`	获取探测器帧数据
流水线执行	`IPipelineExecutionService`	执行图像处理流水线
图像处理	`IImageProcessingService`	获取算子定义和参数
事件聚合器	`IEventAggregator`	订阅探测器断连事件
图像持久化	`IImagePersistenceService`	保存采集图像到磁盘
运动控制	`IMotionControlService`（可选）	控制各轴移动到目标位置
运动系统	`IMotionSystem`（可选）	查询轴状态（是否到位）
射线源	`IRaySourceService`（可选）	射线源控制

执行流程

入口方法

Task ExecuteAsync(CncProgram program, IProgress<CncNodeExecutionProgress> progress, CancellationToken cancellationToken)

执行阶段

┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│  1. 初始化阶段                                               │
│     - 创建 LinkedCancellationTokenSource（支持探测器断连取消）  │
│     - 获取初始源图像                                          │
│     - 调用 _store.BeginRunAsync() 创建检测运行记录            │
├─────────────────────────────────────────────────────────────┤
│  2. 多位置执行循环（SavePositionNode）                         │
│     对每个 SavePositionNode 按顺序执行：                       │
│     ┌─────────────────────────────────────────────────────┐ │
│     │ Step 0: 运动到目标位置 (MoveToPositionAsync)         │ │
│     │ Step 1: 图像采集（探测器实时帧 或 手动图像文件）       │ │
│     │ Step 2: 图像保存（如果 SaveImage=true）              │ │
│     │ Step 3: 流水线执行（如果下一节点是 InspectionModule） │ │
│     │ Step 4: 报告节点执行状态                             │ │
│     └─────────────────────────────────────────────────────┘ │
├─────────────────────────────────────────────────────────────┤
│  3. 批次结果汇总                                             │
│     - 构建 BatchCaptureResult                               │
│     - 调用 _imagePersistenceService.WriteSummaryAsync()      │
├─────────────────────────────────────────────────────────────┤
│  4. 非位置节点执行                                           │
│     按 Index 顺序处理剩余节点：                               │
│     - ReferencePointNode: 记录参考点参数                     │
│     - SaveNodeNode / SaveNodeWithImageNode: 记录设备状态     │
│     - WaitDelayNode: 延时等待（带进度报告）                   │
│     - PauseDialogNode: 弹出暂停对话框                        │
│     - InspectionModuleNode: 执行图像处理流水线               │
│     - CompleteProgramNode: 标记程序完成，退出循环             │
├─────────────────────────────────────────────────────────────┤
│  5. 完成阶段                                                 │
│     - 调用 _store.CompleteRunAsync() 标记运行结束            │
│     - 清理 CancellationTokenSource                          │
│     - 通知 MainViewportService CNC 执行结束                  │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘

核心方法说明

`ExecuteAsync` — 主执行入口

参数	类型	说明
`program`	`CncProgram`	待执行的 CNC 程序（含所有节点）
`progress`	`IProgress<CncNodeExecutionProgress>`	进度回调（通知 UI 更新节点状态）
`cancellationToken`	`CancellationToken`	外部取消令牌（用户点击停止）

关键行为：

使用 LinkedCancellationTokenSource 将外部取消和探测器断连事件合并
每个节点执行前检查取消状态
失败节点不中断整体执行（容错设计），仅标记为 Failed 并继续

`MoveToPositionAsync` — 运动控制

private Task<MotionResult> MoveToPositionAsync(MotionState target, CancellationToken ct)

将 MotionState 中的微米（μm）坐标转换为毫米（mm）后发送给运动控制服务
依次移动：StageX → StageY → SourceZ → DetectorZ → DetectorSwing → StageRotation → FixtureRotation
任一轴移动失败立即返回错误
运动服务不可用时返回成功（优雅降级）

`WaitForAxesSettledAsync` — 等待轴到位

private async Task<bool> WaitForAxesSettledAsync(CancellationToken ct)

每 50ms 轮询所有线性轴和旋转轴的状态
所有轴 Status == Idle 时返回 true
超时 30 秒返回 false（不中断执行，继续后续步骤）

`TryGetSourceImage` — 图像获取

private BitmapSource TryGetSourceImage()

图像源优先级：

MainViewportService.LatestManualImage（用户手动加载的图像）
MainViewportService.CurrentDisplayImage（当前显示的实时图像）
AppStateService.LatestDetectorFrame（原始探测器帧，Gray16 → BitmapSource）

`ExecuteInspectionNodeAsync` — 检测模块执行

private async Task<BitmapSource> ExecuteInspectionNodeAsync(
    Guid runId, InspectionModuleNode inspectionNode, BitmapSource sourceImage, CancellationToken ct)

执行步骤：

创建 InspectionNodeResult 记录
序列化 Pipeline 定义为 JSON 快照
保存输入图像为资产
调用 BuildPipelineNodeViewModels() 构建流水线 ViewModel
调用 _pipelineExecutionService.ExecutePipelineAsync() 执行流水线
推送结果图像到主视口
推送检测叠加层数据（轮廓、标注）
合成背景图 + 叠加层，保存结果截图
调用 _store.AppendNodeResultAsync() 归档节点结果

`BuildPipelineNodeViewModels` — 构建流水线 ViewModel

private IEnumerable<PipelineNodeViewModel> BuildPipelineNodeViewModels(PipelineModel pipeline)

将 PipelineModel.Nodes（数据模型）转换为 PipelineNodeViewModel（执行模型）
加载每个算子的参数定义和保存值
处理 JSON 参数值的类型转换（JsonElement → int/double/bool/string）

`ExecuteWaitDelayWithProgressAsync` — 延时等待

private static async Task ExecuteWaitDelayWithProgressAsync(
    WaitDelayNode waitNode, IProgress<CncNodeExecutionProgress> progress, CancellationToken ct)

每 50ms 报告一次进度百分比
支持取消（抛出 OperationCanceledException）

取消机制

取消源	触发方式	处理
用户点击停止	`CancellationToken` 从 ViewModel 传入	各节点执行前检查
探测器断连	`DetectorDisconnectedEvent` → `_executionCts.Cancel()`	通过 LinkedCTS 传播
运动失败	`MoveToPositionAsync` 返回失败	标记节点 Failed，继续下一个

进度报告

通过 IProgress<CncNodeExecutionProgress> 回调通知 UI：

public record CncNodeExecutionProgress(
    Guid NodeId,
    NodeExecutionState State,
    double? ProgressPercent = null,
    BitmapSource ResultImage = null,
    int? PositionIndex = null,
    int? TotalPositions = null);

ViewModel 收到回调后更新 CncNodeViewModel.ExecutionState，触发树形节点的颜色变化。

结果归档

方法	时机	存储内容
`_store.BeginRunAsync()`	执行开始	运行记录 + 源图像
`_store.AppendNodeResultAsync()`	每个检测模块执行后	节点结果 + Pipeline 快照 + 输入/输出图像
`_store.CompleteRunAsync()`	执行结束	标记运行完成/失败
`_imagePersistenceService.WriteSummaryAsync()`	多位置循环结束	批次结果 JSON 摘要

容错设计

图像采集失败：标记节点 Failed，跳过该位置，继续下一个
图像保存失败：标记节点 Failed，但仍继续执行流水线
流水线执行异常：捕获异常，标记 Failed，不中断整体执行
运动服务不可用：返回成功（优雅降级，适用于仿真模式）
探测器断连：通过事件取消整个执行

调用关系图

CncEditorViewModel
    │
    ├── RunCncCommand → ExecuteRunAsync()
    │       │
    │       └── CncExecutionService.ExecuteAsync()
    │               │
    │               ├── IInspectionResultStore.BeginRunAsync()
    │               │
    │               ├── [循环] SavePositionNode
    │               │       ├── MoveToPositionAsync() → IMotionControlService
    │               │       ├── WaitForAxesSettledAsync() → IMotionSystem
    │               │       ├── TryGetSourceImage() → IMainViewportService / IAppStateService
    │               │       ├── IImagePersistenceService.SaveImageAsync()
    │               │       └── ExecuteInspectionNodeAsync()
    │               │               ├── BuildPipelineNodeViewModels()
    │               │               ├── IPipelineExecutionService.ExecutePipelineAsync()
    │               │               ├── IMainViewportService.SetCncResultImage()
    │               │               ├── IMainViewportService.PushDetectionOverlay()
    │               │               └── IInspectionResultStore.AppendNodeResultAsync()
    │               │
    │               ├── [循环] 非位置节点
    │               │       ├── WaitDelayNode → ExecuteWaitDelayWithProgressAsync()
    │               │       ├── PauseDialogNode → MessageBox
    │               │       ├── InspectionModuleNode → ExecuteInspectionNodeAsync()
    │               │       └── CompleteProgramNode → 退出
    │               │
    │               ├── IImagePersistenceService.WriteSummaryAsync()
    │               └── IInspectionResultStore.CompleteRunAsync()
    │
    └── StopCncCommand → CancellationTokenSource.Cancel()

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