【摘 要】
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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Unity3
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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的拾取和视角变化等。(3)完成生产线上典型的控制设备的建模,分析设备的运动行为,使用运动轨迹方程等数学模型表达。根据设备行为的触发条件和行为表现,定义PLC程序控制的输入输出端口,使用C#脚本程序创建设备的行为模型。(4)完成生产线虚拟仿真平台的开发,并通过运行实例对虚拟仿真平台进行了验证。搭建了一条啤酒灌装生产线,编辑PLC控制程序,并釆用ADO.Net数据库访问技术读取生产线上各个设备模型的输入输出端口信息和行为模型脚本文件,配置出整条生产线行为模型C#脚本控制程序,同时生成PLC控制端口信息列表,实现了PLC对啤酒灌装生产线运行的控制。通过上述内容有机结合构建的生产线虚拟仿真平台,具有良好的实时渲染性、人机交互性和三维图形显示等功能。
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