基于虚拟现实的立体组态技术

发布时间：2017-07-26 00:05

  本文关键词：基于虚拟现实的立体组态技术

  更多相关文章： 组态 虚拟现实 工业机器人 PLC

【摘要】：随着工业化水平的不断提高,尤其是2014年工业4.0与2015年“中国制造2025”概念的提出,对现代工业现场信息的采集与监控提出了新的挑战。传统的工业组态技术大部分停留在二维状态,越来越无法满足新形势下工业现场状态监控的要求。现代工业的三大支柱为:PLC、工业机器人与CAD,本文据此设计一款基于虚拟现实的汽车装配存取生产线立体组态系统,本系统搭建了机器人运动平台和立体停车场平台两个硬件设备,充分验证了汽车装配存取生产线整体功能的有效性。在硬件的基础上,对两种设备分别进行三维组态的设计,并且通过虚拟引擎中的程序编辑器编写通信程序,实现虚拟现实环境的同步运动。本文主要工作有以下几个方面:第一、现代汽车工厂中的智能物流是以立体车库为核心的,本文针对典型的立体车库进行了研究,通过虚拟引擎实现上位机与车库控制的PLC进行通讯,实现立体车库的虚拟仿真,并且根据实际的立体车库系统设计了一套硬件系统,虚实结合,验证了本系统针对于PLC立体组态的有效性。第二、本文对现有的工业机器人通讯进行研究,并解决了虚拟现实引擎与工业机器人之间的通信问题,实现了工业机器人的组态设计。在此基础上,搭建硬件仿真环境,设计了一套基于虚拟现实技术的工业机器人系统,与上述立体车库构成一套汽车生产存取系统,即将生产好的汽车停入立体车库。运行结果表明,此工业机器人系统满足立体组态的设计要求,仿真度较高。第三、本文将云计算引入到汽车装配存取系统的组态设计之中,通过搭建云计算服务器,实现了工业组态的远程连接,进一步扩展了组态的应用范围。本文以两套自建的实验设备为依托,通过通信以及云计算技术手段建立了一套完整的虚拟现实组态,并且在实验的基础上验证了其可行性和优越性。
【关键词】：组态 虚拟现实 工业机器人 PLC
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U468.23
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-17
• 1.1 选题背景及研究意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-16
• 1.3 本文章节安排16-17
• 第2章 基于虚拟现实的PLC立体组态的设计17-31
• 2.1 虚拟现实立体车库的整体构建17-21
• 2.1.1 立体车库主体框架的设计18-19
• 2.1.2 提升链的选择以及计算19-21
• 2.2 立体车库实体的搭建21-22
• 2.3 立体车库PLC系统的设计22-28
• 2.3.1 PLC概述23
• 2.3.2 PLC控制立体车库工作原理及设计过程23-24
• 2.3.3 基于PLC的立体车库程序设计以及实现功能24-28
• 2.4 立体车库虚拟上位机的设计28-29
• 2.5 本章小结29-31
• 第3章 基于虚拟现实的工业机器人组态设计31-41
• 3.1 工业机器人31-36
• 3.1.1 工业机器人的组成31
• 3.1.2 工业机器人的重要参数31-33
• 3.1.3 工业机器人的运动分析33-36
• 3.2 工业机器人工作流程分析36-38
• 3.3 工业机器人三维模型的构建38-39
• 3.3.1 制图软件的介绍38
• 3.3.2 工业机器人三维模型的导入38-39
• 3.4 本章小结39-41
• 第4章 基于云计算的智能物流远程连接系统设计41-53
• 4.1 汽车生产存取生产线的总体设计41-43
• 4.2 云计算系统的设计43-44
• 4.2.1 云计算的技术分析43
• 4.2.2 云计算的模式及特点43-44
• 4.2.3 监控系统的云计算架构的设计44
• 4.3 虚拟现实工业机器人的通信设计44-46
• 4.3.1 基于MAX232的通信设计45-46
• 4.3.2 虚拟系统通信的实现46
• 4.4 虚拟立体车库与PLC的通信46-48
• 4.4.1 三菱PLC与计算机通信原理46-48
• 4.4.2 虚拟车库的通信实现48
• 4.5 设计检测及分析48-52
• 4.5.1 工业机器人工作状态检验48-49
• 4.5.2 立体车库工作状态检验49-51
• 4.5.3 云计算试验结果51-52
• 4.6 本章小结52-53
• 结论53-54
• 参考文献54-59
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果59-60
• 致谢60

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本文编号：573857