CN117140355A - 一种基于Unity3D的数控磨床状态远程监测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于Unity3D的数控磨床状态远程监测系统，包括：实时数据采集模块用于实时从数控磨床中获取运行状态数据；实时数据传输模块，用于接收来自实时数据采集模块的运行状态数据以及经由虚拟磨削仿真模块验证的加工代码，并基于消息队列遥测传输协议进行传输；数据可视化模块，用于接收并处理来自实时数据传输模块的运行状态数据，利用Unity3D进行可视化展示；虚拟磨削仿真模块，用于获取输入待检验的加工代码，通过加工代码进行数控磨床模型的仿真，若加工代码验证无误，则可通过实时数据传输模块将加工代码下发至数控磨床的数控系统中。上述系统实现了远程对数控磨床的有效监测。
Description
技术领域
本发明属于磨床监测技术领域，具体涉及一种基于Unity3D的数控磨床状态远程监测系统。
背景技术
磨床是一种机床，用于进行研磨加工。研磨是利用磨削系统去除工件表面之多余材料，以达到所需之形状、尺寸与加工质量。磨床是高端精密部件获得其表面与尺寸精度之主要工具。磨床可以进行高度精密和粗糙度较小的磨削，实现高效率加工。磨削过程中，砂轮以预定的转动速度旋转，由砂轮架带着砂轮以预定的进给速度向前进给对工件外表进行磨削，将工件外表的薄层材料逐渐剥离，以到达要求的尺寸和形状，之后砂轮架向后退刀退到安全距离，由工作台带动工件左右移动到下一段磨削区域对准砂轮，执行同样的进给动作，直至需要磨削的区域全部磨削完成。
根据操作方式的不同，可将磨床分为手动磨床和数控磨床。传统的手动磨床受操作人员技术水平和经验的限制。数控磨床通过数字控制系统，以实现工件和刀具的精确位置控制。数控磨床已成为目前企业生产中所用磨床之主流。
数控磨床作为高端精密部件加工所使用的工业母机，其可靠性不仅对部件之精度有着至关重要之影响，还直接关系到生产效率。然而，传统的数控磨床检测方法中，大多通过操作人员定期巡检，或者安装额外的传感器和监测系统对数控机床进行监测。由于数据传输和处理方式的局限性，以及缺乏直观的可视化界面，操作人员往往无法远程实时获取磨床的运行状态和故障信息，导致难以及时采取措施解决问题，进而影响生产效率。
此外，由于部分数控磨床的数控系统内缺乏图形验证功能，数控磨床操作人员需要基于经验对加工代码进行检查，这种方法存在着因加工代码错误而导致工件加工错误的风险，致使零件报废，给企业带来经济损失，这种情况在复杂的加工任务中尤其常见。
近年来，基于数字孪生技术在机床领域取得了显著进展。数字孪生技术是一种能够将物理空间与信息空间相结合，实现可视化和实时交互的效果。专利文献CN115291565A公开了一种机床数字孪生系统，包括：机床、数据采集模块、数据通讯模块和数字孪生模块，机床包含MODBUS接口，数据采集模块包括状态数据采集子模块和运动数据采集子模块。数据通讯模块用于将状态数据和运动数据通讯到数字孪生模块。数字孪生模块包括机床模型确定子模块、运动与加工模拟子模块和显示子模块。该系统虽然一定程度上在数字孪生体中实现了实体机床的运动映射、铣削映射、状态映射、参数预测和反馈控制。但是由于开发基于机床电机的ODBUS RTU RS-485通讯，其适配场景受限，可能存在较低的数据传输效率和安全性挑战，针对机床状态的远程实时传输问题并未揭示任何解决的手段。
专利文献CN116237812A公开了一种机床数字孪生系统，包括：机床；数据采集模块，用于采集机床的静态属性数据和实时加工数据；数据通讯模块，用于将数据传输到数据处理模块；数据处理模块，用于消除采集到的数据中的噪声成分和冗余信息，并将处理后的数据进行融合处理，将其按照部件分类并格式化变量类型及单位；数字孪生模块，用于建立数字孪生模型，并将机床参数绑定到数字孪生模型。虽然该系统提供的机床数字孪生系统，一定程度上实现了五轴数控机床加工过程和状态参数的绑定映射，形成五轴数控机床的数字孪生模型，可以动态、实时的反映五轴数控机床中设备的真实状态。但是针对具体远程传输场景为磨床状态的实时传输以及无法进行图形验证的问题并未揭示任何解决的手段。
现有技术应用中，针对数控磨床的状态监测系统，主要存在两方面的问题：首先，现有的数据传输和处理方式无法满足远程实时传输磨床运行状态和故障信息的需求，导致对故障的响应和处理效率受限。其次，缺乏远程直观的可视化界面，使得操作人员难以及时清晰地了解磨床的运行状况，同时，部分数控磨床的图形验证功能不完善，存在因加工代码错误而导致的加工风险。
发明内容
鉴于上述，本发明的目的是提供一种基于Unity3D的数控磨床状态远程监测系统，以解决现有技术中的问题，显著提高数控磨床的运行效率和安全性，为数控磨床的远程监控提供有效的解决方案。
具体来说，本发明的目标是：
1)开发一种新的数据传输和处理方式，使得可以远程实时传输磨床运行状态和故障信息，从而提高故障处理的效率和准确性；
2)基于远程实时传输的信息构建一个直观的远程可视化界面，使操作人员能够清晰地了解磨床的运行状态，同时增加图形验证功能，降低因加工代码错误导致的风险。
为了实现上述发明目的，实施例提供的基于Unity3D的数控磨床状态远程监测系统，包括：实时数据采集模块、实时数据传输模块、数据可视化模块、虚拟磨削仿真模块；其中：
实时数据采集模块，用于实时从数控磨床中获取运行状态数据，并将所述运行状态数据转发至实时数据传输模块；
实时数据传输模块，用于接收来自实时数据采集模块的运行状态数据以及经由虚拟磨削仿真模块验证的加工代码，并基于消息队列遥测传输协议进行传输；
数据可视化模块，用于接收并处理来自实时数据传输模块的运行状态数据，利用Unity3D进行可视化展示；
虚拟磨削仿真模块，用于获取输入待检验的加工代码，通过加工代码进行数控磨床模型的仿真，若加工代码验证无误，则可通过实时数据传输模块将加工代码下发至数控磨床的数控系统中。
在一个实施例中，所述的接收来自实时数据采集模块的运行状态数据，包括以下步骤：
上传来自实时数据采集模块的运行状态数据至第一发布者服务器；构建数据订阅客户端，用于从第一发布者服务器获得运行状态数据；运行数据订阅客户端，进行连接测试与数据测试，用以确保数据订阅客户端与第一发布者服务器的连接以及成功订阅运行状态数据，若连接测试与数据测试正常，则将运行状态数据传输至数据可视化模块。
在一个实施例中，所述的数据订阅客户端需设置第一发布者服务器的地址及端口信息，并且指定样本/机床设备号/数据通道数作为订阅主题，以及编写运行状态数据的订阅状态回调函数。
在一个实施例中，所述的下发至数控磨床的数控系统中，包括：
若所述通过加工代码能够使数控磨床模型正常进行磨削运动，则将加工代码上传至第一发布者服务器，再经由第一发布者服务器下发至数控磨床的数控系统中；其中所述加工代码在上传前需进行编码，下发时请求主题为设置/请求/设备产品序列号。
在一个实施例中，所述的利用Unity3D进行可视化展示，包括：
对所述运行状态数据进行格式解析，提取所述运行状态数据中的各个数据量，并通过构建Unity3D的组件实时显示所述运行状态数据。
在一个实施例中，所述的数控磨床模型的仿真，包括：
三维数控磨床模型建模，并将所述加工代码解析后驱动三维数控磨床模型进行磨削运动。
在一个实施例中，所述的三维数控磨床模型建模，包括：
获取数控磨床的CAD图纸，根据数控磨床的CAD图纸通过三维建模软件建立三维数控磨床模型；对三维数控磨床模型结构划分与轻量化处理，将得到的三维数控磨床模型导入Unity3D；所述结构划分将三维数控磨床模型划分为床身、工作台、头架、尾架、砂轮架、磨床外壳六部分；为所述砂轮架添加刚体组件和网格碰撞器组件；使用建模工具建立工件模型，添加网格碰撞体并保存为预制体；以及在所述头架生成由多个预制体叠加而成的工件模型，完成三维数控磨床模型建模。
在一个实施例中，所述的磨削运动，包括：
生成一个三维数控磨床模型的子对象，将加工代码解析并映射到子对象上，驱动三维数控磨床模型执行运动；
若所述运动中检测到碰撞，则获取碰撞区域中各部分的网格顶点位置信息；通过遍历每个顶点，将其网格顶点信息归一化得到各顶点方向，使顶点坐标沿着顶点反方向减小，模拟出工件模型的磨削加工效果。
在一个实施例中，所述的虚拟磨削仿真模块还可通过数控磨床三维模型漫游交互模块实现模型的可视化交互。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果至少包括：
1)第一方面，基于消息队列遥测传输协议的传输，实现了对数控磨床的运行状态数据进行实时远程监测，提高数据获取和利用的效率，并且提高了对故障处理的效率和准确性；
2)第二方面，通过Unity3D构建的数控磨床远程监测系统，实现数控磨床状态的实时映射，强化了物理空间和信息空间的对应关系，以全面直观的方式展示数控磨床状态；
3)通过Unity3D实现的基于加工代码的虚拟磨削仿真，可以三维模拟并验证加工代码，增强了加工效率和准确性；
4)此外，加工代码还可以直接通过实时数据传输模块下发至数控磨床的数控系统中，省去了直接在数控磨床的数控系统中输入加工代码的步骤，并且此系统经过部分代码修改后，可在Windows、Android、iOS等不同操作系统的设备上运行，具有良好的跨平台性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
图1是实施例提供的基于Unity3D的数控磨床状态远程监测系统的结构框图；
图2是实施例提供的实时数据传输模块的第一部分实现流程图；
图3是实施例提供的虚拟磨削仿真模块的实现流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。
图1是实施例提供的基于Unity3D的数控磨床状态远程监测系统的结构框图。如图1所示，实施例提供的数控磨床状态远程监测系统的包括以下功能模块：实时数据采集模块、实时数据传输模块、数据可视化模块、虚拟磨削仿真模块。所述的虚拟磨削仿真模块还可通过数控磨床三维模型漫游交互模块实现模型的三维全方位视角观察。
下面分别对每个部分进行详细描述：
(1)实时数据采集模块，用于实时从数控磨床中获取运行状态数据，并将所述运行状态数据转发至实时数据传输模块。
具体地，本实施例中使用了一个操作系统为华中数控系统的数控磨床，并且配备了华中数控高速数据采集盒。所述的高速数据采集盒能够以固定的频率对数控磨床中的运行状态数据进行采集。
为了实现对数控磨床中的运行状态数据进行采集，需要通过修改数控磨床的数控系统内配置的model.json文件，以便对采集的数控磨床运行状态数据中的内容及采集频率进行添加、删除和修改。
通过配置model.json文件，可以获取到包括：各类轴数据、系统数据、通道数据、刀参数据、坐标系数据、报警数据等在内的数控磨床数据内容。
在本实施例中，采集的内容包括：磨床启动状态、报警信息、加工件数、进给速度、砂轮转速、头架转速、x轴电流、y轴电流、c轴电流。采集频率以20ms每次。采集到的运行状态数据经过高速数据采集盒随后被转发至实时数据传输模块。
(2)实时数据传输模块，用于接收来自实时数据采集模块的运行状态数据以及经由虚拟磨削仿真模块验证的加工代码，并基于消息队列遥测传输协议进行传输。
在本实施例中，将实时数据传输模块分为两部分进行实现，第一部分是接收来自实时数据采集模块的运行状态数据，然后基于消息队列遥测传输协议(以下简称MQTT)协议进行传输；第二部分接收来自虚拟磨削仿真模块验证的加工代码，然后基于MQTT协议下发至数控磨床的数控系统中。
图2是实施例提供的实时数据传输模块的第一部分实现流程图。如图2所示，这一过程主要是通过MQTT协议进行传输，采用的模式是发布/订阅消息模式。
具体地，首先，采集到的数控磨床运行状态数据被高速数据采集盒实时转发至MQTT发布者服务器。
其次，在Unity3D中编写MQTT脚本以构建数据订阅客户端，该客户端用于从MQTT发布者服务器中获取运行状态数据。
本实施例中，MQTT脚本设置了发布者服务器的地址和端口信息，并指定Sample/机床设备号/数据通道数作为订阅主题，还通过订阅状态的回调函数来获取数控磨床运行状态数据。
在编写MQTT脚本时，为了保证构建的数据订阅客户端能够正确连接到MQTT发布者服务器并且能够成功订阅运行状态数据，需要进行连接测试与数据测试，确认是否成功连接到发布者服务器以及华中数控高速采集盒是否已将数据上传至发布者服务器。
最后，如果连接测试和数据测试都正常，在Unity3D中便获得可以JSON格式的运行状态数据，通过MQTT脚本，将运行状态数据发布至数据可视化模块中进行解析处理。
第二部分是接收来自虚拟磨削仿真模块验证的加工代码并下发至数控系统中，此部分将在虚拟磨削仿真模块后进行介绍。
(3)数据可视化模块，用于接收并处理来自实时数据传输模块的运行状态数据，利用Unity3D进行可视化展示。
在本实施例中，数据可视化模块的作用是对实时数据传输模块的运行状态数据进行格式解析，提取所述运行状态数据中的各个数据量，并通过构建Unity3D的组件实时显示所述运行状态数据。
本实施例中，数据可视化模块会对实时数据传输模块获取到的消息内容进行解析，并将解析后的内容显示在可视化UI界面上。由于实时数据传输模块传输的运行状态数据格式为JSON，因此在数据可视化模块中需要编写C#脚本对JSON格式的运行状态数据进行解析处理，从而提取出各个数据量。通过在C#脚本的update()函数，将各个数据量用于更新可视化UI界面中的Text组件内容，从而实现实时数据的可视化。
具体地，首先，确定需要在数据可视化界面中需要显示的数据内容，并在Unity3D中为相应的数据内容构建显示的组件。本实施例中显示的数据内容包括日期时间、消息订阅状态、磨床启动状态、报警信息、加工件数、进给速度、砂轮转速、头架转速、x轴电流、y轴电流和c轴电流。
其次，编写C#脚本对JSON格式的运行状态数据进行解析处理，提取需要显示的数据内容，并与Unity3D构建的组件进行映射。通过在C#脚本的update()函数，通过各个数据量更新可视化界面中的Text组件内容，从而实现实时数据的可视化。
举例说明，在数控磨床在正常运行状态下，报警信息内容为空(null)。若在更新可视化界面时，一旦C#脚本检测到报警信息不为null时，可视化界面上就会显示报警提示，并将该提示发送给维护人员。诸如此类，通过数据可视化模块，可以实时监控数控磨床的运行状态数据并且在远程进行显示，从而提高生产效率和设备运行安全性。
(4)虚拟磨削仿真模块，用于获取输入待检验的加工代码，通过加工代码进行数控磨床模型的仿真，若加工代码验证无误，则可通过实时数据传输模块将加工代码下发至数控磨床的数控系统中。
本实施例中将虚拟磨削仿真模块通过两部分进行实现，第一部分是三维数控磨床模型建模；第二部分是将所述加工代码解析后，驱动三维数控磨床模型进行磨削运动。
图3是实施例提供的虚拟磨削仿真模块的实现流程图，如图3所示，虚拟磨削仿真模块的第一部分的实现包括：软件建模；轻量化处理、结构重划分；导入Unity3D中建立三维数控磨床模型。
具体地，本实施例在Unity3D中进行三维数控磨床模型建模，包括：
首先，获取数控磨床的CAD图纸，根据数控磨床的CAD图纸，通过三维建模软件SolidWorks对数控磨床进行高保真建模。
其次，将得到的模型放入3DMax中进行结构划分和轻量化处理。此步骤可以在保证模型精度且不失真的基础上，通过优化减少模型中不必要的点面数量，从而减轻后续模型运动的计算量。
具体的结构划分是根据磨床的工作进给方式，对磨床的结构进行重新划分，划分为床身、工作台、头架、尾架、砂轮架、磨床外壳六部分。轻量化处理则是在保证模型不失真的情况下减少不必要的点面数。在本实施例中，轻量化处理过程中减少了模型50％的点面数。
再次，完成结构划分和模型轻量化处理后，将三维数控磨床模型导出为.fbx格式的模型文件，完成数控磨床数字孪生模型的建立。将建立好的模型导入Unity3D中，用于后续的虚拟磨削仿真过程使用。
从次，在Unity3D中对导入三维数控磨床模型进行操作。此步骤需要在Unity3D中对导入的三维数控磨床模型的层级面板中找到砂轮架，并为砂轮架的子对象砂轮添加刚体组件及网格碰撞器组件，同时勾选网格碰撞器组件的触发器选项；
以及利用离散法对工件进行建模；由于本实施例中所使用的数控磨床为数控外圆磨床，在本实施例中，代加工的工件为圆柱形结构，因此可以由多个圆柱形薄片拼接组成。因此建模时通过使用Unity3D内置的ProBuilder建模工具建立圆柱形薄片模型，并为其添加网格碰撞体，勾选Unity3D中的网格碰撞体的触发器选项后，添加相应的材质信息，以反映真实零件的材质颜色。
将这些圆柱形薄片模型在Unity3D中创建为预制体，以便于后续调用；在数控磨床模型中找到头架的子对象顶尖位置，通过在该位置创建一个空对象，并为其添加C#脚本。此脚本用于生成自定义直径及长度的工件模型。这个生成过程包括在顶尖位置沿固定方向生成圆柱形薄片模型预制体实例，预制体的数量等于自定义工件长度除以圆柱形薄片的厚度，叠加后得到工件模型，而零件自定义直径则通过控制圆柱形薄片的比例缩放实现。
最后，在Unity3D场景中建立InputField组件对象，用于输入待检验的加工代码。本实施例中所输入的加工代码为G代码，编写脚本获取InputField文本框输入的G代码内容，并根据对编译的G代码进行内容解析，将对应内容解析为Unity3D中的三维数控磨床模型的运动方式及运动数据，从而模拟数控磨床模型磨削运动过程。
具体地，所述的磨削运动过程，实现如下：
首先，基于编译的G代码进行内容解析得到Unity3D中对应的运动方式及运动数据，通过在Unity3D中挂载脚本到对应的数控磨床模型子对象上，执行脚本驱动数控磨床模型执行运动，实现进给运动效果。
其次，若在所述运动过程中检测到模型的砂轮与工件发生碰撞，则执行圆柱形薄片预制体上挂载的C#脚本去获取碰撞区域部分的所有圆柱形薄片模型的网格顶点位置信息。
再次，通过遍历每个顶点，将其网格顶点信息归一化得到各顶点方向，使顶点坐标沿着顶点反方向减小从而让碰撞发生部分的圆柱形薄片模型缩小，以模拟数控磨床模型磨削加工过程，进而提前验证当前加工代码是否有误。
从次，经过虚拟仿真验证后，验证后的加工代码可以通过MQTT协议传输上传至实时数据传输模块中MQTT发布者服务器。具体地，本实施例中此步骤请求主题设置为Set/Request/设备SN码。
最后，由发布者服务器下发至数控系统，此为实时数据传输模块的第二部分。此步骤中，G代码下发至数控磨床的数控系统中，省去了直接在数控磨床的数控系统中输入加工代码的步骤，不仅验证了加工代码的正确性，还方便了操作人员进一步在数控磨床中使用加工代码进行加工。在下发G代码前，需要将G代码内容进行编码，然后进行下发。请求内容中的G代码内容需使用文件字节内容的16进制数值字符串编码表示。
举例说明，请求内容中的G代码内容需使用文件字节内容的16进制数值字符串编码表示，如G代码文件中字符G对应的字节数值为71，对应的16进制表示为47，那么请求内容中字符G用两个字符47来表示。
不仅如此，本实施例中为了更清楚展示三维数控磨床模型，所述的虚拟磨削仿真模块还可通过数控磨床三维模型漫游交互模块实现模型的三维全方位视角观察。
(5)数控磨床三维模型漫游交互模块，用于与上述虚拟磨削仿真模块实现模型的可视化交互。
用户可以通过鼠标移动对数控磨床模型进行控制，以三维视角对磨床模型进行观察，包括移动、旋转、缩放功能。鼠标左键控制模型移动，鼠标滚轮控制模型缩放、鼠标右键控制模型旋转。
具体地，本实施例中，首先通过在Unity3D场景中分别创建一个RawImage对象、RenderTexture对象、Camera对象。其中，RawImage对象用于实现将原始图片的像素数据直接传递到计算机的显卡进行渲染，从而实现显示原始图片的功能,RenderTexture对象用于实现将场景或游戏对象渲染到纹理中而不是屏幕，Camera对象用于实现拍摄功能。
其次，将创建的RenderTexture拖到创建的RawImage的Texture属性中，以及将创建的RenderTexture拖到创建的Camera的Target Texture属性中。拖到属性中的作用是以RenderTexture对象为载体，将Camera对象拍摄到的画面投影到RawImage对象上，从而实现在2D画面中展示3D模型的效果。
再次，通过给新创建的Camera对象添加脚本控制相机移动旋转来控制相机与数控磨床模型的拍摄距离从而实现上述功能。
最后，本实施例中还提供了一组ToggleGroup开关组用于控制磨床外壳的可见性，开关组名称为磨床内部视图，开选项用于控制磨床外壳隐藏，关选项用于控制磨床外壳显示，从而帮助用户更好观察数控磨床模型的内部模型细节。
本实施例通过采集磨床的实时运行状态数据，并基于MQTT协议传输到数据可视化模块，实现了远程实时可视化展示，通过输入待检验的加工代码驱动三维磨床模型进行虚拟磨削，实现了远程模型可视化模拟，以数据可视化与模型可视化的方式让相关技术人员可以在远程对数控磨床进行直观有效的监测。
以上所述的具体实施方式对本发明的技术方案和有益效果进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本发明的最优选实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充和等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种基于Unity3D的数控磨床状态远程监测系统，其特征在于，包括：实时数据采集模块、实时数据传输模块、数据可视化模块、虚拟磨削仿真模块；其中：
实时数据采集模块，用于实时从数控磨床中获取运行状态数据，并将所述运行状态数据转发至实时数据传输模块；
实时数据传输模块，用于接收来自实时数据采集模块的运行状态数据以及经由虚拟磨削仿真模块验证的加工代码，并基于消息队列遥测传输协议进行传输；
数据可视化模块，用于接收并处理来自实时数据传输模块的运行状态数据，利用Unity3D进行可视化展示；
虚拟磨削仿真模块，用于获取输入待检验的加工代码，通过加工代码进行数控磨床模型的仿真，若加工代码验证无误，则可通过实时数据传输模块将加工代码下发至数控磨床的数控系统中。
2.根据权利要求1所述的基于Unity3D的数控磨床状态远程监测系统，其特征在于，所述的接收来自实时数据采集模块的运行状态数据，包括以下步骤：
上传来自实时数据采集模块的运行状态数据至第一发布者服务器；构建数据订阅客户端，用于从第一发布者服务器获得运行状态数据；运行数据订阅客户端，进行连接测试与数据测试，用以确保数据订阅客户端与第一发布者服务器的连接以及成功订阅运行状态数据，若连接测试与数据测试正常，则将运行状态数据传输至数据可视化模块。
3.根据权利要求2所述的基于Unity3D的数控磨床状态远程监测系统，其特征在于，所述的数据订阅客户端需设置第一发布者服务器的地址及端口信息，并且指定样本/机床设备号/数据通道数作为订阅主题，以及编写运行状态数据的订阅状态回调函数。
4.根据权利要求2所述的基于Unity3D的数控磨床状态远程监测系统，其特征在于，所述的下发至数控磨床的数控系统中，包括：
若所述通过加工代码能够使数控磨床模型正常进行磨削运动，则将加工代码上传至第一发布者服务器，再经由第一发布者服务器下发至数控磨床的数控系统中；其中所述加工代码在上传前需进行编码，下发时请求主题为设置/请求/设备产品序列号。
5.根据权利要求1所述的基于Unity3D的数控磨床状态远程监测系统，其特征在于，所述的利用Unity3D进行可视化展示，包括：
对所述运行状态数据进行格式解析，提取所述运行状态数据中的各个数据量，并通过构建Unity3D的组件实时显示所述运行状态数据。
6.根据权利要求1所述的基于Unity3D的数控磨床状态远程监测系统，其特征在于，所述的数控磨床模型的仿真，包括：
三维数控磨床模型建模，并将所述加工代码解析后驱动三维数控磨床模型进行磨削运动。
7.根据权利要求6所述的基于Unity3D的数控磨床状态远程监测系统，其特征在于，所述的三维数控磨床模型建模，包括：
获取数控磨床的CAD图纸，根据数控磨床的CAD图纸通过三维建模软件建立三维数控磨床模型；
对三维数控磨床模型结构划分与轻量化处理，将得到的三维数控磨床模型导入Unity3D，所述结构划分将三维数控磨床模型划分为床身、工作台、头架、尾架、砂轮架、磨床外壳六部分；
为所述砂轮架添加刚体组件和网格碰撞器组件；
使用建模工具建立工件模型，添加网格碰撞体并保存为预制体；
以及在所述头架生成由多个预制体叠加而成的工件模型，完成三维数控磨床模型建模。
8.根据权利要求7所述的基于Unity3D的数控磨床状态远程监测系统，其特征在于，所述的磨削运动，包括：
生成一个三维数控磨床模型的子对象，将加工代码解析并映射到子对象上，驱动三维数控磨床模型执行运动；
若所述运动中检测到碰撞，则获取碰撞区域中各部分的网格顶点位置信息；通过遍历每个顶点，将其网格顶点信息归一化得到各顶点方向，使顶点坐标沿着顶点反方向减小，模拟出工件模型的磨削加工效果。
9.根据权利要求1所述的基于Unity3D的数控磨床状态远程监测系统，其特征在于，所述的虚拟磨削仿真模块还可通过数控磨床三维模型漫游交互模块实现模型的可视化交互。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311002585.6A CN117140355A (zh) | 2023-08-10 | 2023-08-10 | 一种基于Unity3D的数控磨床状态远程监测系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311002585.6A CN117140355A (zh) | 2023-08-10 | 2023-08-10 | 一种基于Unity3D的数控磨床状态远程监测系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117140355A true CN117140355A (zh) | 2023-12-01 |
Family
ID=88911004
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311002585.6A Pending CN117140355A (zh) | 2023-08-10 | 2023-08-10 | 一种基于Unity3D的数控磨床状态远程监测系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117140355A (zh) |
-
2023
- 2023-08-10 CN CN202311002585.6A patent/CN117140355A/zh active Pending
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