制造單元的三維可視化重構及仿真技術研究.pdf

1、可重構制造是一種指導和管理制造系統(tǒng)進行重構的制造哲理，它使制造系統(tǒng)通過內(nèi)部自身變化來快速響應外部的市場環(huán)境變化。本文針對制造系統(tǒng)布局問題研究了制造單元設備布局方法和布局方案的可視化及運行仿真技術。論文主要研究和解決了以下幾個方面的問題： (1)應用面向?qū)ο蠹夹g，通過對虛擬設備行為抽象，分析歸納了各類生產(chǎn)設備的共同和獨特的屬性與行為，建立了相應的設備模型庫，為制造單元的設備布局設計以及快速重組設計提供了有效的建模和分析工具。建模采

2、用傳統(tǒng)的CAD建模軟件Solidworks建立三維模型，使用PolyTrans把CAD模型轉(zhuǎn)換成FLT格式。研究了將FLT模型文件，包括材質(zhì)和紋理轉(zhuǎn)化為FST格式的方法，有效解決了制造單元規(guī)模擴大時，仿真系統(tǒng)運行速度減慢的問題。研究了虛擬制造單元構建的總體框架和快速構造方法，另外還研究了Vega虛擬現(xiàn)實平臺相關技術及其應用方法。 (2)研究了采用遺傳算法進行設備的布局優(yōu)化的方法。根據(jù)保證車間物流費用最小的原則，建立了車間設備布局

3、問題的目標函數(shù)和約束條件，進行了設備布局優(yōu)化的遺傳算法設計，包括編碼方法及各遺傳算子操作。遺傳算法的優(yōu)化結(jié)果以設備布局文件的方法輸出，并可在系統(tǒng)中將布局優(yōu)化方案三維可視化。 (3)利用立體顯示原理，即雙目視差原理，采用雙目視差中的負視差，并通過OpenGL的四組緩沖立體(Quad-BufferedStereo)功能，編程實現(xiàn)Vega環(huán)境下的三維模型在EONICATCHER立體投影系統(tǒng)中的立體顯示。該方法主要使用通用的vgProp

4、函數(shù)對窗口vgWindow的屬性VGWINSTEREO設置為VGTRUE開啟立體模式，vgProp函數(shù)設置初始屬性和類事件屬性。同時對線程與TManager類進行相關的定義。 (4)進行了制造單元運行過程仿真的初步研究，在C++Builder和Vega平臺上開發(fā)了原型系統(tǒng)。以一個柔性制造單元為例，實現(xiàn)了可視化設備布局和制造單元構造。用戶可以從設備庫中任意選擇設備擺放在車間中，并可改變設備的位置和方位。也可以通過系統(tǒng)提供的遺傳算法