WPF开发经验-实现一种三轴机械手控件

干翻全岛蛙蛙  金牌会员 | 2023-2-3 10:36:43 | 显示全部楼层 | 阅读模式
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主题 893|帖子 893|积分 2679

一 引入


 
考虑实现一种三轴机器人控件。
三轴机器人用来将某种工件从一个位置运送到另一个位置。
其X轴为手臂轴，可以正向和反向运动，它处于末端，直接接触工件；
其T轴为旋转轴，可以对手臂进行旋转；
其Z轴为升降轴，可以对手臂和旋转部分进行升降。
 
二 RobotControl

定义出机器人的轴动作枚举，轴的动作分为回原点，正向运动，反向运动。
  1. public enum WaferRobotZAction
  2. {
  3.     Z_Origin,
  4.     Z_CW,
  5.     Z_CCW
  6. }
  8. public enum WaferRobotXAction
  9. {
  10.     X_Origin,
  11.     X_CW,
  12.     X_CCW
  13. }
  15. public enum WaferRobotTAction
  16. {
  17.     T_Origin,
  18.     T_CW,
  19.     T_CCW
  20. }
复制代码
声明一个WaferRobotControl的自定义控件，它继承自Control类。
定义一个Wafer属性来表示WaferRobot上的工件。
定义表示X轴动作、T轴动作和Z轴动作的依赖属性，它可以被实际的业务数据源绑定。
当实际的业务数据发生改变时，轴动作属性相应改变，并VisualStateManager来转换控件的状态，以触发样式模板中的动画。
  1. public class WaferRobotControl : Control
  2. {
  3.     static WaferRobotControl()
  4.     {
  5.         DefaultStyleKeyProperty.OverrideMetadata(typeof(WaferRobotControl), new FrameworkPropertyMetadata(typeof(WaferRobotControl)));
  6.     }
  8.     public static readonly DependencyProperty WaferProperty = DependencyProperty.Register("Wafer", typeof(int), typeof(WaferRobotControl));
  9.     public int Wafer { get => (int)GetValue(WaferProperty); set => SetValue(WaferProperty, value); }
  11.     public static readonly DependencyProperty RobotZActionProperty = DependencyProperty.Register(
  12.        "RobotZAction",
  13.        typeof(WaferRobotZAction),
  14.        typeof(WaferRobotControl),
  15.        new PropertyMetadata(WaferRobotZAction.Z_Origin, RobotZActionPropertyChangedCallback));
  17.     public WaferRobotZAction RobotZAction
  18.     {
  19.         get => (WaferRobotZAction)GetValue(RobotZActionProperty);
  20.         set => SetValue(RobotZActionProperty, value);
  21.     }
  23.     private static void RobotZActionPropertyChangedCallback(DependencyObject d, DependencyPropertyChangedEventArgs e)
  24.     {
  25.         var control = d as WaferRobotControl;
  26.         var oldAct = (WaferRobotZAction)e.OldValue;
  27.         var newAct = (WaferRobotZAction)e.NewValue;
  28.         switch (newAct)
  29.         {
  30.             case WaferRobotZAction.Z_Origin:
  31.                 VisualStateManager.GoToState(control, newAct.ToString(), true);
  32.                 break;
  33.             case WaferRobotZAction.Z_CW:
  34.                 if (newAct != oldAct)
  35.                 {
  36.                     VisualStateManager.GoToState(control, newAct.ToString(), true);
  37.                 }
  38.                 break;
  39.             case WaferRobotZAction.Z_CCW:
  40.                 if (newAct != oldAct)
  41.                 {
  42.                     VisualStateManager.GoToState(control, newAct.ToString(), true);
  43.                 }
  44.                 break;
  45.             default:
  46.                 break;
  47.         }
  48.     }
  50.     public static readonly DependencyProperty RobotXActionProperty = DependencyProperty.Register(
  51.         "RobotXAction",
  52.         typeof(WaferRobotXAction),
  53.         typeof(WaferRobotControl),
  54.         new PropertyMetadata(WaferRobotXAction.X_Origin, RobotXActionPropertyChangedCallback));
  55.     public WaferRobotXAction RobotXAction
  56.     {
  57.         get => (WaferRobotXAction)GetValue(RobotXActionProperty);
  58.         set => SetValue(RobotXActionProperty, value);
  59.     }
  61.     private static void RobotXActionPropertyChangedCallback(DependencyObject d, DependencyPropertyChangedEventArgs e)
  62.     {
  63.         var control = d as WaferRobotControl;
  64.         var oldAct = (WaferRobotXAction)e.OldValue;
  65.         var newAct = (WaferRobotXAction)e.NewValue;
  66.         switch (newAct)
  67.         {
  68.             case WaferRobotXAction.X_Origin:
  69.                 VisualStateManager.GoToState(control, newAct.ToString(), true);
  70.                 break;
  71.             case WaferRobotXAction.X_CW:
  72.                 if (newAct != oldAct)
  73.                 {
  74.                     VisualStateManager.GoToState(control, newAct.ToString(), true);
  75.                 }
  76.                 break;
  77.             case WaferRobotXAction.X_CCW:
  78.                 if (newAct != oldAct)
  79.                 {
  80.                     VisualStateManager.GoToState(control, newAct.ToString(), true);
  81.                 }
  82.                 break;
  83.             default:
  84.                 break;
  85.         }
  86.     }
  88.     public static readonly DependencyProperty RobotTActionProperty = DependencyProperty.Register(
  89.         "RobotTAction",
  90.         typeof(WaferRobotTAction),
  91.         typeof(WaferRobotControl),
  92.         new PropertyMetadata(WaferRobotTAction.T_Origin, RobotTActionPropertyChangedCallback));
  94.     public WaferRobotTAction RobotTAction
  95.     {
  96.         get => (WaferRobotTAction)GetValue(RobotTActionProperty);
  97.         set => SetValue(RobotTActionProperty, value);
  98.     }
  100.     private static void RobotTActionPropertyChangedCallback(DependencyObject d, DependencyPropertyChangedEventArgs e)
  101.     {
  102.         var control = d as WaferRobotControl;
  103.         var oldAct = (WaferRobotTAction)e.OldValue;
  104.         var newAct = (WaferRobotTAction)e.NewValue;
  105.         switch (newAct)
  106.         {
  107.             case WaferRobotTAction.T_Origin:
  108.                 VisualStateManager.GoToState(control, newAct.ToString(), true);
  109.                 break;
  110.             case WaferRobotTAction.T_CW:
  111.                 if (newAct != oldAct)
  112.                 {
  113.                     VisualStateManager.GoToState(control, newAct.ToString(), true);
  114.                 }
  115.                 break;
  116.             case WaferRobotTAction.T_CCW:
  117.                 if (newAct != oldAct)
  118.                 {
  119.                     VisualStateManager.GoToState(control, newAct.ToString(), true);
  120.                 }
  121.                 break;
  122.             default:
  123.                 break;
  124.         }
  125.     }
  127.     public override void OnApplyTemplate()
  128.     {
  129.         base.OnApplyTemplate();
  130.         VisualStateManager.GoToState(this, WaferRobotZAction.Z_Origin.ToString(), true);
  131.         VisualStateManager.GoToState(this, WaferRobotXAction.X_Origin.ToString(), true);
  132.         VisualStateManager.GoToState(this, WaferRobotTAction.T_Origin.ToString(), true);
  133.     }
  134. }
复制代码
 

三 Style

控件模板的实现思路。
将机器人的样式分为三部分，不动的底座部分，Z轴部分，包含T轴和X轴的手臂部分。
VisualStateGroup中定义出轴动作的VisualState，编写转换动画。
  1. [/code]View Code 
  2. [size=5]四 效果演示[/size]
  4. 界面代码如下：
  5. [code]<Window x:Class="WpfApp1.MainWindow"
  6.         xmlns="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml/presentation"
  7.         xmlns:x="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml"
  8.         xmlns:d="http://schemas.microsoft.com/expression/blend/2008"
  9.         xmlns:mc="http://schemas.openxmlformats.org/markup-compatibility/2006"
  10.         xmlns:wpfapp1="clr-namespace:WpfApp1"
  11.         mc:Ignorable="d" Background="WhiteSmoke"
  12.         Title="MainWindow" Height="800" Width="1200">
  13.     <Canvas>
  14.         <wpfapp1:WaferRobotControl Canvas.Left="472" Canvas.Top="171" x:Name="robot"/>
  15.         <Button Content="Z CW" Canvas.Left="757" Canvas.Top="338" Width="60" Height="30" Click="ZCWButton_Click"   />
  16.         <Button Content="Z CCW" Canvas.Left="757" Canvas.Top="388" Width="60" Height="30" Click="ZCCWButton_Click"/>
  17.         <Button Content="X CW" Canvas.Left="838" Canvas.Top="338" Width="60" Height="30" Click="XCWButton_Click"/>
  18.         <Button Content="X CCW" Canvas.Left="838" Canvas.Top="389" Width="60" Height="30" Click="XCCWButton_Click"/>
  19.         <Button Content="T CW" Canvas.Left="919" Canvas.Top="338" Width="60" Height="30" Click="TCWButton_Click"/>
  20.         <Button Content="T CCW" Canvas.Left="919" Canvas.Top="389" Width="60" Height="30" Click="TCCWButton_Click"/>
  21.         <Button Content="Auto" Canvas.Left="757" Canvas.Top="439" Width="60" Height="30" Click="AutoButton_Click"/>
  22.     </Canvas>
  23. </Window>
复制代码
 
后台代码如下：
  1. public partial class MainWindow : Window
  2.     {
  3.         public MainWindow()
  4.         {
  5.             InitializeComponent();
  6.         }
  8.         private void ZCWButton_Click(object sender, RoutedEventArgs e)
  9.         {
  10.             robot.RobotZAction = WaferRobotZAction.Z_CW;
  11.         }
  13.         private void ZCCWButton_Click(object sender, RoutedEventArgs e)
  14.         {
  15.             robot.RobotZAction = WaferRobotZAction.Z_CCW;
  16.         }
  18.         private void XCWButton_Click(object sender, RoutedEventArgs e)
  19.         {
  20.             robot.RobotXAction = WaferRobotXAction.X_CW;
  21.         }
  23.         private void XCCWButton_Click(object sender, RoutedEventArgs e)
  24.         {
  25.             robot.RobotXAction = WaferRobotXAction.X_CCW;
  26.         }
  28.         private void TCWButton_Click(object sender, RoutedEventArgs e)
  29.         {
  30.             robot.RobotTAction = WaferRobotTAction.T_CW;
  31.         }
  33.         private void TCCWButton_Click(object sender, RoutedEventArgs e)
  34.         {
  35.             robot.RobotTAction = WaferRobotTAction.T_CCW;
  36.         }
  38.         private async void AutoButton_Click(object sender, RoutedEventArgs e)
  39.         {
  40.             robot.RobotTAction = WaferRobotTAction.T_CCW;
  41.             await Task.Delay(1000);
  43.             robot.RobotXAction = WaferRobotXAction.X_CW;
  44.             await Task.Delay(2000);
  46.             robot.Wafer = 1;
  47.             await Task.Delay(200);
  49.             robot.RobotXAction = WaferRobotXAction.X_CCW;
  50.             await Task.Delay(2000);
  52.             robot.RobotZAction = WaferRobotZAction.Z_CW;
  53.             await Task.Delay(1000);
  55.             robot.RobotTAction = WaferRobotTAction.T_CW;
  56.             await Task.Delay(1000);
  58.             robot.RobotXAction = WaferRobotXAction.X_CW;
  59.             await Task.Delay(2000);
  61.             robot.Wafer = 0;
  62.             await Task.Delay(200);
  64.             robot.RobotXAction = WaferRobotXAction.X_CCW;
  65.             await Task.Delay(2000);
  67.             robot.RobotTAction = WaferRobotTAction.T_Origin;
  68.             await Task.Delay(1000);
  70.             robot.RobotZAction = WaferRobotZAction.Z_CCW;
  71.         }
  72.     }
复制代码
 
                                     本文作者： 一团静火
                 本文链接： https://www.cnblogs.com/wwwen/p/17076289.html
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