基于PTC Vuforia Studio的虛擬工廠建設(shè)

工業(yè)4.0、中國制造2025是全世界各個國家針對未來工業(yè)的發(fā)展，都提出了各自的戰(zhàn)略規(guī)劃，智能制造是其中的核心。然而如何打通制造企業(yè)各個環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)設(shè)計、生產(chǎn)、銷售、售后等多部門的快速協(xié)作，依然是世界性難題。

而虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在制造企業(yè)中打造出的“虛擬工廠”，將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)引入智能制造，用數(shù)據(jù)將虛擬與現(xiàn)實(shí)連接，這或許是實(shí)現(xiàn)中國制造2025的創(chuàng)新路徑。

Vuforia Studio的應(yīng)用-虛擬工廠搭建

搭建虛擬工廠則是實(shí)現(xiàn)智能工廠目標(biāo)的基礎(chǔ)。在工廠研發(fā)或?qū)嶋H運(yùn)行階段，我們可以創(chuàng)建一些關(guān)鍵設(shè)備的虛擬模型，同步真實(shí)工廠的運(yùn)轉(zhuǎn)，虛實(shí)結(jié)合助力企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

這里我們介紹一下如何利用Vuforia Studio 來快速搭建一個簡單的工廠展示。

01 創(chuàng)建一個項(xiàng)目

首先我們打開Vuforia Studio的網(wǎng)頁端界面，點(diǎn)擊右上角的“+”號創(chuàng)建一個移動端的項(xiàng)目，輸入好項(xiàng)目名稱和Experience Service URL，進(jìn)入開發(fā)面板。

02 添加模型

在“小組件”列拖拽“空間目標(biāo)”至中間的工作區(qū)。再拖動一個增強(qiáng)小組件 “模型”到工作區(qū)，在工作區(qū)選中該模型或者在“項(xiàng)目”的“視圖”選中該模型，隨后在右側(cè)的“詳細(xì)信息” 中選擇添加資源，上傳本地已經(jīng)準(zhǔn)備好的3D機(jī)械臂模型。當(dāng)模型上傳完成之后，我們可以在工作區(qū)通過調(diào)整他的X/Y/Z三軸或者在模型“詳細(xì)信息“中改寫X/Y/Z 坐標(biāo)及旋轉(zhuǎn)來更好的展示我們的3D模型。

當(dāng)需要額外添加一個模型時，如下圖的紅色小部件，我們可以重新拖動一個“模型“到工作區(qū)，再重復(fù)上述步驟，加載新模型。

03 匹配模型項(xiàng)

將“小組件“中的”模型項(xiàng)“拖動至工作區(qū)域中的模型上，如果拖至空白區(qū)域，頁面則會跳出如下告警提示。

我們將需要旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的機(jī)械臂部件都分別標(biāo)識“模型項(xiàng)”，方便我們后續(xù)在使用JavaScript去操縱具體的機(jī)械臂部件時準(zhǔn)確定位。支持依據(jù)喜好或者習(xí)慣修改模型和模型項(xiàng)的名稱。

04 JavaScript腳本編寫

進(jìn)入到左側(cè)“項(xiàng)目”中“視圖”下選擇該項(xiàng)目的.js選項(xiàng)中，在原本工作區(qū)中，開始準(zhǔn)備編寫JavaScript代碼使其機(jī)械臂能夠運(yùn)轉(zhuǎn)起來。

首先編寫一個計時器來定時旋轉(zhuǎn)機(jī)械臂的不同部件：

在上述代碼中，$scope.intervalPromise = $interval($scope.countAuto, 250, 50);這個方法中有三個參數(shù)，第一個參數(shù)是執(zhí)行函數(shù)“countAuto”；第二個參數(shù)為執(zhí)行頻率，單位是毫秒，為250毫秒一次；第三個參數(shù)是執(zhí)行次數(shù)，一共執(zhí)行50次。

我們對機(jī)械各部件的運(yùn)動可設(shè)置成：

“$scope.view.wdg['modelItem-11-Z']”可以定位到我們工作區(qū)間中的具體模型項(xiàng)，”[‘rz’]”則是我們這個模型項(xiàng)的Z軸旋轉(zhuǎn)，上述代碼中，我們每次定時運(yùn)行，讓它逆向運(yùn)轉(zhuǎn)2.5度。也可以直接通過綁定參數(shù)值，如下圖所示，將不停變化的參數(shù)count綁定到該模型項(xiàng)的”rz“屬性上。

具體做法是從最右側(cè)的”數(shù)據(jù)“中拖動應(yīng)用程序參數(shù)count至模型項(xiàng)”modelItem-11-Z”上，綁定屬性“Z旋轉(zhuǎn)”。

同樣也可以依據(jù)參數(shù)count的變化來約束機(jī)械臂不同組件在不同的時段進(jìn)行不同的角度旋轉(zhuǎn)，使機(jī)械臂看起來更加的多變。

這樣單個機(jī)械臂的旋轉(zhuǎn)就完成了，為了模擬工廠實(shí)際零件的裝配，我們可以額外再添加一些機(jī)臺，機(jī)械臂和裝備物件的模型，并按照各自需求添加額外的腳本。

05 CSS腳本編寫

在界面上安置一個按鈕，用來觸發(fā)機(jī)械臂的運(yùn)動。Vuforia Studio提供基礎(chǔ)樣式的按鈕，同樣也可以在“樣式”中的應(yīng)用程序里面自己添加定制的CSS樣式，這里我們寫入按鈕的兩個樣式。

回到我們的工作區(qū)，選中按鈕，在右側(cè)的“詳細(xì)信息“中，類下面寫入上面已經(jīng)編好的button1,button1:active。不同的類之間用空格隔開即可同時生效。

06 項(xiàng)目發(fā)布

點(diǎn)擊“保存”保存項(xiàng)目，點(diǎn)擊“預(yù)覽”可在網(wǎng)頁端進(jìn)行效果演示，如果需要發(fā)布到遠(yuǎn)程服務(wù)器進(jìn)行查看，點(diǎn)擊“發(fā)布”發(fā)布成功后，選擇“共享”利用Vuforia View 在移動端進(jìn)行體驗(yàn)項(xiàng)目。

效果展示

智能工廠虛擬仿真技術(shù)對于智能制造非常重要。智能制造從數(shù)字化、智能化技術(shù)和裝備將貫穿產(chǎn)品的全生命周期，推動產(chǎn)品的生產(chǎn)過程產(chǎn)生了重大變革，從而努力實(shí)現(xiàn)中國制造2025的創(chuàng)新路徑。

審核編輯：湯梓紅