Page 229 - 机械设计制造与自动化技术研究

第八章 云制造背景下工业机器人技术研究

的几何依存关系，遍历寻找到组成模型的三角面片的边，即特征边。
第一，顶点法向量的获取。顶点法向量是曲率计算的基础，在以往的很多
研究中，大多使用了加权平均法或张量投票法进行顶点法向量的估计。Unity 中

Mesh 包含了顶点的法向量信息，可以直接用于顶点法向量的获取。第二，顶点
曲率的计算。顶点的曲率不能精确计算，目前也已存在大量关于顶点曲率估计的
研究，常用曲率估计方法有离散法、曲面局部拟合法、曲率张量投票法等。这部
分主要使用曲面局部拟合法的思想，首先任取一个顶点，将该点与所有的邻接点

构建二次曲面，由此得到该点处的主曲率与其方向。

二、系统的实现

（一）系统用户界面设计

交互界面是用户与软件进行信息交互的通道，界面设计得好坏直接影响用户
的体验度，应贯彻“以用户为中心”的基本原则。Unity3d 中提供了 UGUI 系统
用于用户界面的创建，根据这部分内容系统的组成，对各个模块的界面进行设计。
系统主界面采用扁平化的界面设计，舍弃绚丽的界面效果，以纯色块打造简

单直观的用户界面，有效减少用户的认知障碍。给出了这部分内容设计的系统主
界面及模块选择界面，其布置清爽，功能一目了然。主界面包含系统介绍及案例
视频，有助于用户第一时间了解系统及工业机器人；服务选择界面采用列表框的
样式，可以进入机器人信息模块、机器人仿真模块等多个服务模块。

系统仿真模块中，主要以直接观察机器人的加工仿真过程为主，应最大化地
呈现仿真环境，因此该模块的界面采用停靠栏的样式，尽可能精简用户界面，并
能随时进行隐藏。为保持界面风格的一致性，机器人信息模块的界面样式与系统
主界面相似，对机器人的品牌按照国内外进行划分。

（二）仿真环境建立
系统仿真环境是机器人进行仿真的主要场所，为了体现系统环境的真实性，
这部分内容以真实工厂为原型，进行建模及渲染，划分数个机器人车间及辅助车
间，构建系统的仿真环境。

1. 场景及模型建立
系统中主要使用 ABB 系列机器人进行加工仿真及示教需要，首先对该系列
机器人进行三维建模。这部分内容选用三维建模软件 SolidWorks，按照真实的机

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