啤酒灌装生产线虚拟仿真平台的设计

发布时间：2021-01-26 16:39

　　随着计算机技术的发展和生产线控制技术的普遍应用,生产线虚拟仿真技术已经成为研究的热点课题。使用新技术降低生产成本、提高生产效率以及培训新成员已经成为加工制造业的发展趋势。目前传统的培训模式已经不能适应新形势下新成员的培训,现在的加工工艺在新产品开发时面临着开发周期长、成本高的问题。随着虚拟仿真技术的发展与成熟,为本问题提供了新的解决方案。本虚拟仿真平台以啤酒灌装生产线作为研究对象,使用Unity3D软件作为开发引擎,以C#为开发语言,结合通信技术、参数化建模方法、数据库技术、人机交互技术,研究并设计了对于生产线可视化虚拟仿真平台。具体包括以下几方面内容:（1）本文针对软件的功能需求对生产线虚拟仿真平台进行开发和研究,设计了虚拟仿真平台开发的总体框架,并根据功能需求将虚拟仿真平台分为虚拟仿真环境、三维设备库、交互控制驱动算法和通信四个主要功能模块。（2）根据模块设计要求,搭建每个模块的总体开发框架,并为其选择合适的开发工具,实现虚拟环境、三维设备库、交互控制驱动算法和通信四个主要功能模块的开发,实现生产线模型的创建、三维设备库的建立、外部控制器与虚拟仿真平台的实时通信、基于鼠标事件的模型... 

【文章来源】：上海第二工业大学上海市

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 虚拟现实技术的研究现状
        1.2.2 虚拟生产线的研究现状
    1.3 研究的主要内容
第二章 仿真平台的总体设计
    2.1 仿真平台总体架构设计
        2.1.1 设计要求
        2.1.2 总体功能
        2.1.3 总体框架
    2.2 关键技术
        2.2.1 三维空间坐标变换
        2.2.2 碰撞检测技术
    2.3 仿真平台构建软件介绍
        2.3.1 三维建模工具
        2.3.2 Unity3D开发引擎
    2.4 本章小结
第三章 仿真平台功能模块的设计
    3.1 虚拟仿真环境的建立
        3.1.1 生产线模型的建立
        3.1.2 生产线模型的渲染
        3.1.3 生产线模型的贴图
    3.2 三维设备库的建立
        3.2.1 数据库技术介绍
        3.2.2 三维设备库连接
    3.3 通信模块的设计
        3.3.1 通信模块的基本结构图
        3.3.2 通信模块的实现
    3.4 交互控制驱动算法模块
        3.4.1 虚拟设备的鼠标拾取
        3.4.2 虚拟环境中视角切换
    3.5 本章小结
第四章 生产线虚拟仿真运动算法的设计与实现
    4.1 生产线运动行为的分析
    4.2 生产线运动轨迹方程的建立
        4.2.1 机械臂直线运动方程
        4.2.2 旋转盘旋转运动方程
        4.2.3 传送带不规则运动的轨迹方程
    4.3 生产线仿真运动算法的实现
    4.4 本章小结
第五章 啤酒灌装生产线虚拟仿真平台的实现
    5.1 三维设备库的实现
        5.1.1 三维设备库的总体设计方案
        5.1.2 虚拟设备定义的数据结构
        5.1.3 三维设备库的建立与管理
    5.2 啤酒灌装生产线的搭建
    5.3 啤酒灌装生产线控制模型的配置
        5.3.1 C#控制脚本程序的生成
        5.3.2 PLC控制端口数据的读取
    5.4 啤酒灌装生产线仿真运行
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 工作总结
    6.2 工作展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Unity3D的机器人仿真实验系统[J]. 庄严,卢阿丽,杨庆.  电子技术与软件工程. 2018(03)
[2]基于VERICUT的数控机床虚拟仿真系统构建及应用[J]. 曹旭妍.  智能制造. 2017(Z1)
[3]浅析3Dmax建模的方法和技巧[J]. 莫洁美.  海峡科技与产业. 2016(08)
[4]粒子群算法及自由曲面数控铣削刀位面拟合应用研究[J]. 肖苏华.  工具技术. 2016(06)
[5]基于Unity3D的多模块虚拟系统的设计与实现[J]. 吴景,赵运生,黄海峰,徐小明,沈卓艺.  机械工程与自动化. 2015(06)
[6]虚拟仿真系统教学法在数控教学中的应用[J]. 李永祥,王峰,兰菲,虞付进.  浙江师范大学学报(自然科学版). 2015(03)
[7]基于Kinect和Unity的虚拟手抓取碰撞检测算法[J]. 赵美荣,田卫萍,熊风光,韩燮.  计算机测量与控制. 2015(06)
[8]基于3DS MAX和Unity3D校园虚拟漫游系统的研究[J]. 李旭,王世发,慈为涛,司春景,姚江河.  塔里木大学学报. 2015(02)
[9]工业机器人技术的发展与应用综述[J]. 计时鸣,黄希欢.  机电工程. 2015(01)
[10]基于Unity3D的web游戏的设计与实现[J]. 张敏.  计算机光盘软件与应用. 2014(15)

博士论文
[1]面向数控加工仿真的增强现实关键技术研究[D]. 马志艳.华中科技大学 2007

硕士论文
[1]基于UNITY3D技术的VR展台的设计与实现[D]. 褚晶莹.吉林大学 2016
[2]基于ROBCAD的涂装生产线3D建模及喷涂关键技术研究[D]. 马捷.江苏大学 2016
[3]敏捷开发中软件架构的设计与实践[D]. 王爱景.河南大学 2015
[4]支持Unity3D的多Kinect人机交互技术与软件[D]. 孙宇.浙江大学 2015
[5]三维模型动态纹理映射[D]. 刘猛.浙江大学 2015
[6]基于Unity3D的电梯安装仿真互动系统的设计与实现[D]. 王雨婷.东北大学 2014
[7]基于Unity3D的跨平台虚拟驾驶视景仿真研究[D]. 曾林森.中南大学 2013
[8]一个基于Unity3d游戏引擎的体感游戏研究与实现[D]. 吴志达.中山大学 2012
[9]基于VR的汽车虚拟试验系统研究[D]. 宁凡坤.西华大学 2006



本文编号：3001459