基于Unity3D的机床加工系统设计与实现

数控机床作为机械加工行业中不可或缺的技术设备,培养熟练掌握数控机床操作的技术人员极其重要,而数控机床技术人员的培养需要昂贵的设备与巨大面积的场地,经费需求很大。建立了CY-K360n型机床的三维模型,完成了基于Unity3D的动画效果与UI交互控制的机床加工系统。将机床加工系统以WebGL格式导出至前台,利用ASP.NET技术以B/S模式展现给用户,实现机床加工方式介绍以及交互式机床演示等功能。本机床加工系统以B/S模式使用,解决了机床加工学习价格昂贵等难题,同时弥补了当前使用机械虚拟系统必须下载对应软件的缺陷,为虚拟机床的操作以及培训提供了一种新的模式。     

基于Unity3D的核设施厂区三维漫游与仿真系统设计

核设施厂房内部情况复杂、辐射严重,不利于人员作业及维护、退役处理。基于Unity3D平台的仿真,设计一套能对厂房进行可视化管理的系统。通过PDMS对三维激光扫描仪获取的核设施厂房内部点云数据进行三维模型重建;然后将建立的三维模型导入至Unity项目工程以实现核设施厂区场景创建,最后为对象添加相关组件、对场景进行特效渲染以实现漫游及仿真功能。对创建好的场景效果进行验证,结果显示:场景漫游效果及对象物理属性、碰撞检测逼真,达到了设计要求。     

基于数字孪生的数控机床运行监测系统设计与开发

本文基于数字孪生五维模型,实现对机床的状态数据远程监测与加工运动仿真,设计了机床运行监测系统的总体框架,添加了OPC UA客户端节点数据订阅等功能,完成与机床数控系统运行数据的对接,利用SolidWorks等平台搭建机床的三维模型,借助Unity平台以运行数据为驱动,结合XChart插件开发了机床运行数据监测界面,以数控程序为驱动,结合刚体平移、旋转运动控制原理,实现了机床三维模型的加工运动仿真功能,最终实现了二维数据图表与三维运动仿真相结合的数控机床运行监测功能。     

一种基于数字孪生的重型数控机床碰撞检测方法

目前数控机床碰撞检测通常利用系统的仿真功能对加工G代码进行检测,仅考虑数控机床加工过程中加工轨迹上刀具与理想状况下的工作台、夹具之间是否有干涉现象,难以满足开放式重型数控机床动态的加工环境、装夹方式以及刀具尺寸变化等实际情况。将数字孪生引入重型数控机床碰撞检测,构建了感知-演化预测-反馈的碰撞检测框架,即通过构建数控机床的数字孪生体,动态感知工件、夹具、刀具等加工要素,并感知数据驱动孪生模型演化,从而预测数控机床加工过程中潜在的干涉现象,提高了机床加工效率,避免加工过程的潜在危害。将所提方法应用于重型数控龙门镗铣机床ZK5520的碰撞检测,证明了其有效性与可行性。     

基于虚拟现实的数字孪生车间集成管控系统框架

随着世界各国相继提出各自国家层面的制造业发展战略,虚实融合的智能化制造成为了新目标,导致传统的管控方式无法满足新的需求.数字孪生的出现,恰好可以解决此问题.基于此,根据数字孪生的技术内涵和相关文献资料,针对数字化车间的转型升级,提出数字孪生车间集成管控系统框架,并在实际项目中得以验证.     

基于Unity 3D的综采工作面仿真系统研究

虚拟现实技术在矿业领域广泛应用,论文利用Pro/E和3DS Max建立综采工作面仿真模型,结合Unity 3D进行交互界面设计,建立基于三维可视化和虚拟仿真技术的综采工作面仿真系统.此系统可激发工人的学习兴趣,降低工人安全培训的时间,并为综采工作面实时仿真的研究奠定了基础.     

基于数字孪生的数控机床自动上下料系统设计

为提高机油泵壳体加工的自动化程度,提升生产效率,需要对数控车床进行升级改造,增加C轴功能和动力刀架,并配套上下料机器人和自动料库.基于数字孪生技术,对自动上下料系统进行机电一体化设计.基于NX软件的MCD模块,建立了桁架式机器人的三维数字模型,并通过SIMIT软件实现该三维模型与控制程序的信号交换,并在此数字孪生模型的基础上,完成了上下料系统的机电一体化仿真和虚拟调试,缩短了新产品开发周期,降低了开发成本.     

基于Unity 3D的发动机虚拟拆装系统研究

以发动机为对象提出了一种以Unity 3D为平台创建虚拟环境,利用内置Tween功能添加发动机拆装路径实现其虚拟拆装的方法,并根据这些方法实现了基于Unity 3D的发动机虚拟拆装系统。同时利用虚拟拆装来代替实物拆装,可以解决发动机教学和拆装训练受到产品成本、拆装场所等条件限制这一难题,对于降低成本、提高效率具有较为重要的意义。     

数控机床数字孪生标准体系研究

数字孪生作为推动智能制造的关键使能技术,如何在机床领域落地应用成为备受关注的焦点。然而,数控机床数字孪生术语、架构、关键技术等相关标准的缺乏,严重阻碍了数字孪生技术在数控机床领域的推广应用。为解决上述问题,亟需制定数控机床数字孪生标准给予参考和指导。因此,首先分析了数控机床数字孪生标准的需求,在此基础上,结合数字孪生五维模型和前期对数字孪生技术的研究,构建了数控机床数字孪生标准体系框架,该标准体系主要包括通用、安全、测评等基础共性标准和数控机床配置、数字孪生建模、数据处理、连接交互、集成与服务等关键技术标准,并对数控机床数字孪生标准的应用与定位进行了分析讨论。期望相关工作能为数控机床标准及数字孪生标准研究与制定人员提供参考,同时为数字孪生技术在数控机床领域的落地应用提供指导。     

基于 Unity3D 的柴油机部件虚拟培训系统研究与实现

为解决传统的柴油机培训过程中存在的问题,基于Unity3 D平台设计了柴油机部件虚拟培训系统。系统通过NGUI（次世代界面）实现界面交互,运用SQLite数据库存储产品信息,利用U-nity3 D碰撞检测模拟训练。以沪东重机有限公司的柴油机部件为例,运用该系统进行教学培训,结果表明,相比于传统的单一教学方式,学员对虚拟现实教学更有兴趣,学习效率有所提高。     

基于Unity 3D的装甲车辆虚拟现实运动系统的设计

随着信息技术的快速发展,虚拟现实技术在许多领域越来越多的应用。从装甲车辆培训人员的情况入手,在三维软件3D Max中建立装甲车辆的三维模型图,将装甲车辆的模型图导入到当今使用比较普遍的虚拟现实Unity 3D引擎中。在Unity 3D中完成模型导入后的虚拟场景漫游的建立,在Unity 3D中通过C#编写脚本,实现装甲车辆在场景中的运动与碰撞检测算法。通过建立硬件系统,实现硬件系统的输入对虚拟现实场景中装甲车辆运动的控制,为后续装甲车辆培训人员的操作提供参考。     

基于Unity 3D的液压支架运动仿真系统研究

液压支架是煤矿综采工作面的关键支护设备,对安全生产的影响重大.近年来,随着虚拟现实技术的快速发展,液压支架的虚拟仿真得到了广阔的应用.论文利用Pro/E、3ds Max、Unity 3D以及面向对象的编程技术,可以实现液压支架的整体三维建模和运动仿真.     

基于数字孪生的电力机器人作业控制系统研究与应用

电力场景复杂多变,机器人自主作业具有一定危险性。机器人运动控制如果出现错误,将带来不可预估的破坏和影响,所以机器人面对执行实际任务之前,非常有必要对作业任务和功能算法通过仿真形式进行验证,以及在作业过程中对机器人状态和与环境交互数据进行实时监控,确保机器人安全可靠完成作业任务。文中提出了一种基于数字孪生的电力机器人作业控制系统与配网带电作业应用,从作业环境建模、机器人建模、运动学分析、路径规划、碰撞检测等方面构建数字孪生系统。并且搭建配网带电作业机器人剥线任务作业实验平台进行作业仿真在线监控实验验证。实验结果表明,该系统能够有效实现电力机器人的配网作业仿真和在线监控。     

基于数字孪生的机器人虚拟调试系统设计及开发

基于数字孪生技术,依托Unity引擎开发虚拟调试应用。通过机器人工作站实例进行虚拟调试仿真,基于socket通信,通过三菱PLC对虚拟机器人工作站进行虚拟调试,检测工作站结构设计的合理性、信号配置和逻辑设计的正确性以及工作站各动作之间的连贯性。     

高铁接触网腕臂柔性预配生产线实景数字孪生平台设计与开发

针对现有的高铁接触网腕臂柔性预配生产线,首次与数字孪生技术融合,设计开发实景数字孪生平台。本文从平台架构和总体方案、模型的文件格式和导入方法、腕臂柔性预配生产线电气控制系统硬件架构、数据的分类和采集、用Unity 3D建立了实景数字孪生平台、并在现场应用的情况等方面进行了详细介绍。平台的研发和使用,展现了高铁接触网建造配套智能装备的自动化和智能化水平。     

基于数字孪生的多轴数控机床轮廓误差抑制方法

针对数控机床高速高精加工过程中轮廓误差控制难的问题,提出一种基于数字孪生的轮廓误差抑制方法,并以数控机床的关键执行部件——多轴进给系统为具体对象,构建面向轮廓误差的"建模-预测-控制"闭环抑制技术框架.该方法针对多轴进给系统多属性交叉耦合的特点,建立其高保真数字孪生体,并通过数字-物理空间的多粒度信息传递,实现跨时间尺度下数字孪生体与物理实体在不同维度的虚实精确同步.通过对数字孪生体进行降阶表征,建立轮廓误差多因素动态影响关系模型,融合多粒度信息实现对轮廓误差的动态预估.基于轮廓误差动态预估结果,提出轮廓误差综合抑制方法,实现对时变运动控制参数下多轴进给系统的插补控制.最后,通过小型三轴数控机床的虚实同步运动实验,验证了所提方法的有效性.     

基于Unity3D的机械产品拆装系统在手机终端的实现

为了提高机械产品在装配设计、结构设计和培训等方面的效率,介绍一种以Unity3D引擎为工具,基于虚拟现实技术,可在智能手机上流畅运行的机械产品拆装系统。首先,将三维模型从专业设计软件导入到3DMax中,简化零件模型的面数,构建场景模型; 其次,在Unity3D中设计World Space交互菜单,提供简洁友好的虚拟交互方式,通过C#语言,在智能手机上实现双目立体视觉、陀螺仪头部跟踪、交互外设适配及控制和角色控制器; 最后,以二级减速器为例,在智能手机上实现拆装展示。实验结果表明,该系统人机交互性能良好,具有高度的沉浸感,可以满足机械产品虚拟拆装的需求。     

堆垛机的数字孪生系统可视化模型搭建与实现

应用数字孪生理论搭建堆垛机数字孪生系统可视化模型。从多个维度对设备结构、运行原理、关键参数等进行分析,在此基础上使用SOLIDWORKS、3Dmax、unity3D等工具搭建了一个依托于堆垛机物理实体的虚拟映射孪生体,并通过实时数据采集和数据分析处理,实现对堆垛机系统的多层次监控与运维。     

基于数字孪生的数字化车间升级方案及实现

根据自身发展需要,以数字孪生车间运行模式和数字化车间构建等理论为指导,综合运用大数据、工业互联和数字仿真等技术,建立大数据信息平台与数字孪生管理系统,实现设备集成与互联互通,应用仿真技术于产品设计及关键工艺,完成车间数字化升级,大幅提升智能制造水平。     

基于Unity3D与Kinect的康复训练机器人情景交互系统

近年来,康复机器人技术的研究已成为康复医学工程与机器人领域跨学科的研究热点。为提高康复训练机器人的交互能力,将虚拟现实技术、机器人技术相结合,研究基于虚拟场景交互的下肢康复训练机器人系统,使用Kinect传感器采集人体的骨骼信息,并运用Unity3D游戏引擎和3D Studio Max软件开发了用于情景交互的虚拟场景,设计了患者与虚拟人物步态同步控制算法,实现了康复训练过程中的同步交互。实验结果表明,同步步态控制算法有效,人机交互良好,可帮助并激励中风患者实现主动的康复训练。