MPS组态监控系统的三维设计与仿真

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1、上海交通大学硕士论文MPS组态监控软件的三维设计与仿真摘要柔性制造和敏捷制造技术是先进制造技术的典型代表并得到长足发展，随着模块化制造技术等先进制造技术的发展，虚拟制造的应用越来越广泛，要求也越来越高。虚拟制造利用信息技术、三维仿真技术、计算机技术对制造知识进行系统化组织与分析，对整个制造过程建模，并在计算机上进行设计评估和制造活动仿真。它强调用虚拟制造模型描述制造全过程，在实际的物理制造之前就具有了对产品性能及其可制造性的预测能力。其核心技术包括虚拟现实技术、建模与仿真技术。本文将三维仿真技术运用于模块化制造系统。它以上海

2、交通大学CIMS实验室引进的亚龙YL-204MPS机电一体化制造设备为平台，结合虚拟现实技术与OpenGL图形技术在组态监控软件中模拟上料检测站的运动过程。本文应用计算机和交互外设及软件构建了一个虚拟的生产环境，为用户提供了一个逼真的图像接口，满足了模块化制造系统对虚拟制造技术的要求。论文首先阐述了模块化制造系统的现状和发展。通过论述虚拟制造技术的应用，引出三维仿真技术的概念。随后介绍了实验室YL-204MPS模块化制造系统的组成，包括硬件组成和组态监控软件系统。同时给出计算机图像基础知识，包括坐标转换、颜色模型和几何变换等

3、。MPS组态监控系统中的三维仿真作为本文的主要部分，从不同层次上进行了论述。首先比较Direct3D和OpenGL两种三维图像编程语言，考虑到MPS组态监控软件的特点，采用OpenGL图像编程语言作为设计的开发工具。然后介绍了在组态监控系统中OpenGL窗口的创建和初始化，主要论述了三维仿真模拟上料检测站机械臂运动的具体设计方法，包括建立机械臂模型、实现三维动画、模拟工作站环境、实现人机交互功能。作为结论，论文展示了MPS组态监控系统中三维仿真结果，其中通过仿真获-i-上海交通大学硕士论文得机械臂模型的位置和状态信息，机械臂

4、的形态和运动的三维模拟更能直观表现工作站的工作过程，满足制造过程中监控的可视化要求。最后，本文给出了项目开发的总结，并根据现有情况，挖掘了项目纵深方向的拓展。关键词：模块化制造系统,虚拟制造技术,OpenGL图形编程语言-ii-上海交通大学硕士论文DesignandRealizationofWirelessCommunicationModuleforModularProductionSystemABSTRACTWiththedevelopmentofmodularmanufacturingtechnology,virtual

5、manufacturing(VM)isbecomingmoreandmoreimportantanditsrequirementismuchhigher.Virtualmanufacturingmakesuseofinformationtechnology,3-dimension(3-D)simulationtechnologyandcomputertechniques.Itconductsasystematicorganizationandanalysisofmanufacturing,makesmodelsforthew

6、holemanufacturingprocess,anddoesassessmentandsimulationsonspecificactionsoncomputers.Besides,itdescribesthewholeprocessusingthevirtualmanufacturingmodelandhaspredicatingabilityofboththeproductperformanceandmanufacturing.Itscoretechnologyincludesvirtualreality,model

7、ingandsimulation.Inthispaper,the3-Dsimulationtechnologyisusedonthemodelingmanufacturingsystem.TheYalongYL-204MPSmanufacturingequipmentinCIMSlaboratoryofShanghaiJiaoTongUniversityisutilizedastheplatform.VirtualrealityandOpenGLtechnologyiscombinedtosimulatetheactions

8、oftheloadmonitoringstationontheconfigurationandmonitoringsoftware.Thevirtualmanufacturingenvironmentisconstructedusingthecomputer,theperipheralin