.NET6:开发基于WPF的摩登三维工业软件(10)-机器人

基于前文介绍的Ribbon界面、插件化、MVVM模式等内容，我们搭建了一个软件雏形。本文将综合之前的内容在RapidCAX框架中集成Robot组件，实现一个简单的机器人正向模拟模块。

1 目标

基于MVVM模式在RapidCAX中增加以下的机器人交互界面：

• 加载机器人模型后，在左侧的目录树里面显示机器人模型的名称
• 在目录树中选中机器人节点后，在右侧的属性面板中显示机器人的配置参数
• 修改机器人的关节参数，更新机器人模型，实现正向模拟

2 整体设计

总体上采用插件机制，即机器人模块Rapid.Robot.Plugin依赖主程序Rapid.CAX.exe，主程序动态加载机器人模块。

模块内采用MVVM架构，以分离界面和逻辑实现。

命名约定：

• ProjectBrowser：项目目录树
• PropertyView: 属性面板

交互过程

• 点击加载机器人命令由RobotViewModel处理，加载模型并显示
• RobotViewModel监听ProjectBrowerViewModel的选择修改，并创建PropertyView和PropertyViewModel
• 修改属性后，RobotPropertyView通知RobotModel更改机器人关节参数，并更新视图

3 具体实现

Rapid.Robot.Plugin项目创建，Ribbon界面创建过程这里不再赘述，可以参考之前的内容创建。

3.1 机器人描述

单模型多机械臂的结构设计，详细参照 样例模型

3.2 模型加载

由MachineTemplate类实现，具体参考代码实现。
加载后创建RobotModel对象。

//RobotViewModel.cs    var template = AnyCAD.Robot.MachineTemplate.Load(dlg.FileName, (int progress) =>        {            //TODO:        });    if (template == null)    {        MessageBox.Show("打开配置文件失败");        return;    }    var robot = template.CreateInstance();    viewer3d.ShowSceneNode(robot);    mRobotControl = new RobotModel(robot);    viewer3d.ShowSceneNode(mRobotControl.TrackingPath);        var treeNode = new BrowserTreeNode { DisplayName = mRobotControl.Name, Tag = mRobotControl };    MainWindow.Instance()?.ProjectBrowser.TreeNodes.Add(treeNode);

3.3 动态创建属性

RobotViewModel收到选择了机器人后，动态创建RobotPropertyView并挂接到属性面板上。

//RobotViewModel.cs        void OnSelectionChagned(object? sender, PropertyChangedEventArgs e)        {            var pbCtrl = MainWindow.Instance()?.ProjectBrowserCtrl;            if (pbCtrl == null)                return;            var node = (BrowserTreeNode)pbCtrl.SelectedItem;            if(node == null)                return ;                           if(node.Tag == mRobotControl && mRobotControl!=null)            {                var panel = MainWindow.Instance()?.PropertyPanel;                if(panel != null)                    panel.Content = new RobotPropertyView(mRobotControl);            }        }

3.4 机器人关节修改

机器人控制和模拟在《一种机器人运动模拟装置》一文中做了比较详细的介绍，这里不再赘述。

以更改参数A属性为例，ViewModel部分代码如下：

//RobotPropertyViewModel.cs     private uint mBaseOffset = 1; //用来调整轴的起始位置偏移     public double A { get => mRobot.GetVariable(mArmIndex, 0+ mBaseOffset); set=> SetProperty(0 + mBaseOffset, value, nameof(A)); }    Vector3 mFinalPosition = new Vector3(0);    void SetProperty(uint idx, double val, string name)    {        var old = mRobot.GetVariable(mArmIndex, idx);        var delta = val - old;        if(SetProperty(ref old, val, name))        {            // 更新关节参数            mRobot.AddVariable(mArmIndex, idx, delta);            var viewer3D = MainWindow.Instance()?.Viewer3D;            viewer3D?.RequestDraw(EnumUpdateFlags.Scene);            // 计算末端点的位置            var trf = mRobot.GetFinalPosition(mArmIndex);            mFinalPosition.x = mFinalPosition.y = mFinalPosition.z = 0;            mFinalPosition.applyMatrix4(trf);            // 增加路径点            mRobot.AddTrackingPoint(mFinalPosition);            // 更新界面            OnPropertyChanged(nameof(FinalPositionX));            OnPropertyChanged(nameof(FinalPositionY));            OnPropertyChanged(nameof(FinalPositionZ));        }    }

4 总结

本文涉及的内容主要是前文几部分的综合应用，这里主要列举了关键的代码实现，详细的代码实现可以从gitee上Rapid.CAX项目上下载。

最终效果如下：

https://www.bilibili.com/video/BV1Pu411q7JK/

希望本文可以对大家开发机器人应用有所启发~