自动化流水线仿真平台的研究与设计

发布时间：2017-08-25 07:15

  本文关键词：自动化流水线仿真平台的研究与设计

  更多相关文章： 流水线仿真平台 Visual Studio界面设计 OpenGL三维建模 D-H参数法

【摘要】：自动化流水线生产过程繁琐而复杂,为保证整个流水线的正常运行,需要一个合理的设计方案。对整个流水线生产过程而言,需要考虑加工设备的摆放位置、每台设备的运行速度、整个生产线的节拍。不合理的流水线设计能够造成加工设备之间的碰撞、待加工工件堆积、工件和设备的损坏。用户设计出来的流水线,往往在购买了设备、布置了加工台、投入了生产运行之后发现了问题和漏洞,不能够提前确定流水线的合理性,造成了不必要的经济损失。因而在流水线投入使用之前,需要一个平台,对流水线设计方案进行提前模拟。针对此问题,本文在深入研究了流水线的工作过程、运动学理论、Visual Studio开发环境和OpenGL仿真技术后,提出了自动化流水线仿真平台的设计。本文通过集成完备工具集和多种语言的Visual Studio集成开发环境,对自动化流水线仿真平台的人机交互界面进行了合理设计,以此来满足用户通过界面输入参数对模拟加工设备的机器模型进行有效控制的需求。在此基础上,利用OpenGL强大的图形函数库,调用函数指令,在流水线仿真平台上建立机器模型,模拟加工设备。通过对运动学理论的研究,利用D-H参数法,详细解析了本研究中机器模型的坐标系、转动角度的建立求解过程,在界面中模拟加工设备的运动过程。通过控制每个机器模型的运动时间间隔以及运动速度,来协调多运动体间运动,并把合理的空间间隔、运动速度以及模型的参数信息提供给用户,作为设计流水线的参考。本文完成了对自动化流水线仿真平台的界面设计、三维模型建立、运动学仿真以及多个机器模型间的协调作业。详细介绍了流水线运动中机器的冲突问题、D-H参数法的正逆求解过程,借助Visual Studio、OpenGL,在流水线仿真平台中实现用户的设计方案,可视化的生成机器模型,并进行运动仿真分析。仿真结果,显示了用户设计方案的可行性,及时暴露了设计瑕疵,进而优化了设计方案。
【关键词】：流水线仿真平台 Visual Studio界面设计 OpenGL三维建模 D-H参数法
【学位授予单位】：沈阳理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP278;TP391.9
【目录】：

• 摘要7-8
• Abstract8-13
• 第1章 绪论13-20
• 1.1 引言13
• 1.2 流水线的由来和定义13-14
• 1.2.1 流水线的由来13
• 1.2.2 流水线的定义13-14
• 1.3 流水线的发展概况和趋势14-15
• 1.3.1 流水线的发展概况14
• 1.3.2 流水线的发展趋势14-15
• 1.4 流水线的构成和语言15-16
• 1.4.1 流水线的构成15
• 1.4.2 流水线的语言15-16
• 1.5 流水线的应用16-17
• 1.6 课题的研究现状17-18
• 1.7 本文研究的主要内容18
• 1.8 论文的章节结构18-20
• 第2章 运动控制20-38
• 2.1 引言20
• 2.2 运动控制20-28
• 2.2.1 运动控制介绍20
• 2.2.2 任务级描述20-21
• 2.2.3 机器语言21
• 2.2.4 关节运动21
• 2.2.5 多机器的运动控制与冲突协调21-28
• 2.3 模型运动28-37
• 2.3.1 三维坐标变换28-33
• 2.3.2 雅可比矩阵33-34
• 2.3.3 多模型运动34-37
• 2.4 本章小结37-38
• 第3章 流水线仿真平台的设计38-55
• 3.1 引言38
• 3.2 VISUAL STUDIO软件38-41
• 3.2.1 Visual Studio介绍38-41
• 3.2.2 Visual Studio软件搭建流水线仿真平台的优势41
• 3.3 MFC类库41-43
• 3.3.1 MFC定义及设计原理41-42
• 3.3.2 MFC层次设计及优势42-43
• 3.4 流水线仿真平台整体设计43
• 3.5 界面设计43-46
• 3.6 模型设计46-54
• 3.6.1 模型坐标系47-48
• 3.6.2 D-H参数法48-54
• 3.7 本章小结54-55
• 第4章 流水线仿真平台的实现55-73
• 4.1 引言55
• 4.2 OpenGL55-60
• 4.2.1 OpenGL的介绍与历史55-56
• 4.2.2 OpenGL的工作原理及优势56
• 4.2.3 OpenGL建立三维机器模型56-60
• 4.3 坐标系的实现60-62
• 4.4 机器模型的实现62-64
• 4.5 机器模型的运动64-72
• 4.5.1 模型运动速度时间64-65
• 4.5.2 机器模型运动正解65-68
• 4.5.3 机器模型运动逆解68-72
• 4.6 自动化流水线仿真平台的操作说明72
• 4.7 本章小结72-73
• 第5章 仿真分析73-80
• 5.1 引言73
• 5.2 仿真的定义和分类73-74
• 5.2.1 仿真的定义73
• 5.2.2 仿真的分类73-74
• 5.3 仿真的发展及应用74-75
• 5.3.1 仿真的发展74
• 5.3.2 仿真的应用74-75
• 5.4 仿真过程与分析75-79
• 5.5 本章小结79-80
• 结论80-81
• 参考文献81-84
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果84-85
• 致谢85-86

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