[發(fā)明專利]基于OpenGL的多通道數(shù)控系統(tǒng)三維仿真的方法及其系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011342261.3
• 申請(qǐng)日: 2020-11-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112462691B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-07-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 毛永青;瞿壯;賀顯良
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州谷夫道自動(dòng)化科技有限公司
• 主分類號(hào): G05B19/4069
• 分類號(hào): G05B19/4069
• 代理公司: 北京商專潤(rùn)文專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11317
• 代理人: 邢若蘭

1.基于OpenGL的多通道數(shù)控系統(tǒng)三維仿真的方法，其特征在于，包括仿真模塊，所述仿真模塊通過(guò)仿真接口連接CNC數(shù)控系統(tǒng)，所述方法包括以下步驟：

S1.所述CNC數(shù)控系統(tǒng)導(dǎo)入數(shù)控程序文件；

S2.所述仿真模塊獲取CNC數(shù)控系統(tǒng)開(kāi)始仿真的信號(hào)，進(jìn)入仿真模式；

S3.所述CNC數(shù)控系統(tǒng)通過(guò)CNC解析模塊進(jìn)行解析所述數(shù)控程序，生成若干的坐標(biāo)數(shù)據(jù)點(diǎn)信息，并將若干所述坐標(biāo)數(shù)據(jù)點(diǎn)信息傳入到所述仿真模塊中的數(shù)據(jù)處理模塊中進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；

S4.所述數(shù)據(jù)處理模塊不斷的接收到所述坐標(biāo)數(shù)據(jù)點(diǎn)信息，并根據(jù)坐標(biāo)數(shù)據(jù)點(diǎn)信息的通道號(hào)的不同分別放入到不同的內(nèi)存模塊中；

S5.所述內(nèi)存模塊將接收到的坐標(biāo)數(shù)據(jù)點(diǎn)定時(shí)發(fā)送到顯存模塊VBO中；

S6.所述顯存模塊VBO將獲取的坐標(biāo)數(shù)據(jù)點(diǎn)信息以及變換矩陣信息傳輸?shù)街髦羞M(jìn)行圖形軌跡繪制顯示到屏幕上；

S7.CNC數(shù)控系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)完成后，仿真模塊獲取CNC數(shù)控系統(tǒng)到傳輸?shù)慕Y(jié)束的信號(hào)，則仿真結(jié)束；

在步驟S1之前還包括通過(guò)初始化步驟獲取并顯示工作臺(tái)的范圍，包括：

通過(guò)進(jìn)行界面初始化和變換矩陣初始化獲取當(dāng)前通道的限位；

初始化FBO；

初始化顯存模塊VBO，初始化中每個(gè)通道的1個(gè)VAO有多個(gè)VBO；

加載著色器并開(kāi)啟定時(shí)器，初始化完成后進(jìn)行顯示工作臺(tái)范圍；

FBO初始化時(shí)綁定有紋理信息和深度信息，所述紋理信息包含兩個(gè)數(shù)據(jù)，所述深度信息包含1個(gè)數(shù)據(jù)，所述紋理信息寫(xiě)X軸和Y軸坐標(biāo)，所述深度信息寫(xiě)入Z軸坐標(biāo)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于OpenGL的多通道數(shù)控系統(tǒng)三維仿真的方法，其特征在于，工作臺(tái)范圍包括CNC數(shù)控系統(tǒng)中的X軸、Y軸以及Z軸的上下限行程。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述基于OpenGL的多通道數(shù)控系統(tǒng)三維仿真的方法，其特征在于，仿真模塊讀取著色器GLSL代碼并編譯鏈接，用于將VBO中的數(shù)據(jù)按照GLSL中自定義的方法來(lái)放到顯存模塊中進(jìn)行顯示。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述基于OpenGL的多通道數(shù)控系統(tǒng)三維仿真的方法，其特征在于，所述著色器包括選點(diǎn)著色器、軌跡繪制著色器以及用于工作臺(tái)和坐標(biāo)軸顯色的顯色著色器。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于OpenGL的多通道數(shù)控系統(tǒng)三維仿真的方法，其特征在于，在步驟S6中，所述顯存模塊VBO將獲取的坐標(biāo)數(shù)據(jù)點(diǎn)信息以及變換矩陣信息傳輸?shù)街髦羞M(jìn)行圖形軌跡繪制顯示到屏幕上，其中，根據(jù)旋轉(zhuǎn)、平移以及縮放參數(shù)進(jìn)行修改變換矩陣信息，并將修改后變換矩陣信息以及顯存模塊VBO中的數(shù)據(jù)傳入到所述軌跡繪制著色器。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于OpenGL的多通道數(shù)控系統(tǒng)三維仿真的方法，其特征在于，仿真模式中的數(shù)據(jù)處理和軌跡繪制異步進(jìn)行，其中，數(shù)據(jù)處理模塊不斷的接收數(shù)據(jù)放入到內(nèi)存模塊中，同時(shí)當(dāng)發(fā)現(xiàn)有數(shù)據(jù)更新，通過(guò)定時(shí)器來(lái)獲取內(nèi)存模塊中新增的數(shù)據(jù)，讀入到顯存模塊VBO中。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述基于OpenGL的多通道數(shù)控系統(tǒng)三維仿真的方法，其特征在于，在仿真模式中，在繪制完成或者暫停時(shí)，還會(huì)通過(guò)著色器進(jìn)行離屏渲染，并將所述內(nèi)存模塊獲取的坐標(biāo)數(shù)據(jù)點(diǎn)信息繪制到FBO中，通過(guò)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)點(diǎn)信息來(lái)讀取坐標(biāo)以及行號(hào)信息。

8.基于OpenGL的多通道數(shù)控系統(tǒng)三維仿真系統(tǒng)，用于執(zhí)行權(quán)利要求1 至7任一所述三維仿真的方法，其特征在于，所述三維仿真系統(tǒng)包括：CNC數(shù)控系統(tǒng)和仿真模塊，所述CNC數(shù)控系統(tǒng)通過(guò)仿真接口連接仿真模塊，所述仿真模塊用于獲取CNC數(shù)控系統(tǒng)的仿真信號(hào)，進(jìn)入或結(jié)束仿真模式；其中，所述數(shù)控系統(tǒng)包括CNC解析模塊，所述仿真模塊包括數(shù)據(jù)處理模塊、內(nèi)存模塊、顯存模塊VBO，

CNC解析模塊，用于解析所述數(shù)控程序文件，生成若干的坐標(biāo)數(shù)據(jù)點(diǎn)信息，并將若干所述坐標(biāo)數(shù)據(jù)點(diǎn)信息傳入到所述仿真模塊中的數(shù)據(jù)處理模塊中進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；

數(shù)據(jù)處理模塊，用于不斷的接收到所述坐標(biāo)數(shù)據(jù)點(diǎn)信息，并根據(jù)坐標(biāo)數(shù)據(jù)點(diǎn)信息的通道號(hào)的不同分別放入到不同的數(shù)控系統(tǒng)的內(nèi)存模塊中；

內(nèi)存模塊，用于將接收到的坐標(biāo)數(shù)據(jù)點(diǎn)定時(shí)發(fā)送到顯存模塊VBO中；

顯存模塊VBO，用于將獲取的坐標(biāo)數(shù)據(jù)點(diǎn)信息以及變換矩陣信息傳輸?shù)街髦羞M(jìn)行圖形軌跡繪制顯示到屏幕上。