基于OSG的三维可视化辊弯成形控制系统研究
本文选题:变高度辊模成形 + OpenSceneGraph ; 参考:《北方工业大学》2017年硕士论文
【摘要】:传统的辊弯成形控制系统能很好的控制机械设备运转,但在人机交互方面,还有改进空间。本文基于OpenSceneGraph这个跨平台的交互式图形程序,开发变高度辊模成形生产线的控制系统,在已有常规控制系统界面的基础上,加入三维可视化界面,实时显示生产线变截面成形单元各轧辊运行状态。研究内容描述如下,本文分析研究了变高度辊模成形生产线的机械结构,并对生产线变截面成形单元进行机械系统动力学分析,明确生产线各部分的工作流程,确定控制平台方案。根据已确定的控制平台方案和动力学分析的结果,完成硬件选型并搭建控制平台。最后开发基于OSG的变截面成形单元的三维可视化界面,提升辊弯成形控制系统的人机交互体验,解决了问题。本生产线使用西门子运动控制器,型号是SIMOTIOND455-2,通过Abquas有限元仿真,获得变截面部分加工时的成形力,计算出变截面成形单元的各电机输出转矩,根据转矩,计算所需功率,再依照结果完成电机的选型。依据确定好的控制方案,选择所需各元器件,电机,各硬件模块等,并分配IO,设计下位机软件结构和控制流程。上位机软件设计完成后,选择Microsoft Visual Studio2010作为本软件的IDE,使用MFC完成应用程序界面的开发,三维可视化界面采用的是OSG交互式图形程序,实时显示变截面轧辊的位置状态。按照标准规范格式,确定数据包内容,通过TCP/IP协议,上位机发送控制命令到下位机,同时接收下位机传递的生产线状态信息。完成上述内容后,生产目标工件,完成实验验证。目标工件顺利加工完成,这表明,本文所研究的控制系统,可以较好的完成对生产线加工的控制,且在运行过程中稳定可靠,生产线基本实现自动化加工,并能实时显示变截面成形部分运动状态。
[Abstract]:The traditional roll forming control system can well control the operation of mechanical equipment, but there is room for improvement in man-machine interaction. In this paper, based on OpenSceneGraph, a cross-platform interactive graphic program, the control system of variable height roll die forming production line is developed. The 3D visual interface is added on the basis of the existing conventional control system interface. Real-time display of roll running state of variable cross section forming unit in production line. The research contents are described as follows: the mechanical structure of the production line of variable height roll die forming is analyzed and the mechanical system dynamics of the variable section forming unit of the production line is analyzed, and the working flow of each part of the production line is clarified. Determine the control platform scheme. According to the determined control platform scheme and the result of dynamic analysis, the hardware selection and the control platform are completed. Finally, the 3D visual interface of the variable section forming unit based on OSG is developed to improve the man-machine interaction experience of the roll forming control system and solve the problem. Siemens motion controller is used in this production line, and the model is SIMOTIOND 455-2. Through Abquas finite element simulation, the forming force of the variable section forming unit is obtained, and the output torque of each motor of the variable section forming unit is calculated. According to the torque, the required power is calculated. Then complete the motor selection according to the result. According to the determined control scheme, the necessary components, motors and hardware modules are selected, and IOs are assigned to design the software structure and control flow of the lower computer. After the software design of the upper computer is finished, Microsoft Visual Studio2010 is chosen as the IDEof the software, and the application interface is developed by using MFC. The 3D visual interface uses OSG interactive graphic program to display the position state of the variable cross section roll in real time. According to the standard format, the contents of the data packets are determined. Through the TCP/IP protocol, the upper computer sends control commands to the lower computer and receives the state information of the production line transmitted by the lower computer at the same time. After the above content is completed, the target workpiece is produced and the experimental verification is completed. This shows that the control system studied in this paper can control the production line better, and it is stable and reliable in the process of operation, and the production line basically realizes automatic machining. And it can display the moving state of the variable section forming part in real time.
【学位授予单位】:北方工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TG305
【参考文献】
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,本文编号:1917782
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