基于面向对象的反向输送机三维仿真系统研究

论文摘要

针对国内涂装生产线中存在的不足,本文以现代虚拟设计技术为理论基础,以OpenGL为技术核心,开发出一个虚拟仿真原型系统。在虚拟环境中以三维交互的方式对生产线设备的姿态和位置进行设置和调整,实现生产线的三维可视仿真。为生产线的研究和分析提供相应的技术支持。本论文的主要内容为:首先,从静态和动态角度分析现代生产线的结构组成,并总结生产线总体设计内容,随后在探讨虚拟仿真作用及应用范围的基础上,总结虚拟仿真的流程。结合实际生产线需求及虚拟仿真的发展提出虚拟仿真平台需保持的功能需求,而后再用面向对象的方法将仿真系统分为三类对象模型,在此基础上提出合理的体系结构,使仿真平台的各个功能集成起来。本文的研究重点就是体系结构中各模块的实现。其次,在以上分析和研究的基础上,利用VC++建立基于OpenGL的应用程序框架,同时以计算机图形学原理为基础,对二维数据进行三维解析并且实现虚拟环境中对设备的三维操作,实现了生产线布局的三维可视化。最后,利用所开发的虚拟设计软件原型系统,完成反向单轨输送机三维设计仿真工作,验证了所开发的软件原型系统的有效性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题概述
• 1.1.1 研究背景
• 1.1.2 课题来源
• 1.2 课题目的及意义
• 1.3 制造系统仿真研究
• 1.4 学位论文的研究工作
• 1.4.1 学位论文的研究工作
• 1.4.2 论文章节安排
• 第2章 生产线虚拟仿真平台的研究
• 2.1 现代生产线系统
• 2.1.1 现代生产线的构成
• 2.1.2 现代生产线的规划设计
• 2.2 现代生产线的虚拟仿真设计
• 2.2.1 现代生产线虚拟仿真的作用
• 2.2.2 现代生产线虚拟仿真的步骤
• 2.3 现代生产线虚拟设计与仿真平台设计
• 2.3.1 虚拟仿真平台的功能需求
• 2.3.2 虚拟生产线的对象分类
• 2.3.3 生产线虚拟仿真系统的体系结构
• 2.3.4 虚拟仿真系统的系统组成
• 第3章 生产线虚拟设计软件的功能实现
• 3.1 OpenGL 简介
• 3.2 基于MFC 和OpenGL 的程序框架的建立
• 3.2.1 MFC 下OpenGL 应用环境的建立
• 3.2.2 软件界面的建立
• 3.3 虚拟生产线的设备建模
• 3.3.1 设备类对象的设计
• 3.3.2 STL 模型的绘制
• 3.4 交互式移动设备
• 3.4.1 虚拟设备的鼠标拾取
• 3.4.2 设备位置变化的实现
• 3.5 交互式全方位旋转场景
• 3.5.1 常规方法的不足
• 3.5.2 实现原理
• 3.5.3 实现步骤
• 3.6 场景缩放功能的实现
• 3.6.1 普通缩放
• 3.7 三维实时漫游
• 3.7.1 选择投影模式
• 3.7.2 漫游动作的实现
• 3.7.3 漫游的边界约束
• 3.7.4 车间环境的模拟
• 3.8 生产线的动态仿真
• 第4章 反向单轨输送机仿真系统
• 4.1 反向单轨输送机设备简介
• 4.2 设备建模
• 4.3 生产线的虚拟设计
• 4.3.1 生产线基本参数设定
• 4.3.2 生产线的三维仿真
• 第5章 总结和展望
• 5.1 总结全文
• 5.2 后续研究
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间的研究成果