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数控加工专业如何进行虚拟仿真教学

发布时间:2022-10-13

编辑人:灵图互动

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随着数控加工技术日益广泛地应用于复杂零件加工,加工工艺流程的安全隐患慢慢突显,数控程序的可靠性越来越低。零件越复杂,工序中出现问题的可能性越大。在数控加工专业的实训教学中,一直需要一种新的教学方式,避免学生实训过程中的安全隐患,又能够使学生通过实训加深对于数控加工原理的理解。虚拟仿真技术带来了这样新的教学方式。

无论是庞大的机床设备,还是精密的加工零件,都能够在虚拟仿真教学系统中呈现,并且还原它们的物理属性、运行原理。学生在虚拟仿真教学系统进行交互操作,可以在虚拟的场景中,还原数控加工的操作步骤,体验虚拟仿真的实训教学。

虚拟仿真教学系统

数控加工虚拟仿真教学系统架构分为三个层次与两个用户界面。数控加工虚拟仿真教学系统的三个层次为物理层、模型层与仿真层。虚拟仿真教学系统的物理层是对应现实制造设备资源,它为虚拟仿真教学系统建立提供必要的设备资源信息。虚拟仿真教学系统的模型层设有数据库,承载设备模型与零件模型,包括虚拟夹具、道具、机床,以及工件、毛坯的模型。数控加工虚拟仿真教学系统的仿真层执行加工过程中的仿真,实现实训的交互功能。

数控加工虚拟仿真教学系统的两个主要用户界面为教师界面与学生界面。

教师界面的主要功能为虚拟仿真教学系统的管理,学生信息的查看与管理、模型库的查看与管理、成绩的查询与管理,以及考核管理。

学生界面的主要功能为数控加工工艺流程的实训与考核。在数控加工虚拟仿真教学系统的实训功能模块中,学生可以根据系统提示,按照标准步骤进行实训操作。在数控加工虚拟仿真教学系统的考核功能模块中,学生要在没有任何提示的情况下,完成系统设备的实训考核作业,操作结束后,系统将自动评分,考核学生的学习情况。

数控加工虚拟仿真教学系统

数控加工虚拟仿真教学系统进行实训时,先针对工艺信息,选择相应的虚拟机床、虚拟刀具、虚拟夹具、工具模型等等,选择完成后,再进行工艺流程的操作。虚拟仿真教学系统的技术核心是虚拟机床在数控指令的驱动下带动虚拟刀具、虚拟夹具、工具模型等,进行模拟切削。虚拟仿真教学系统需要通过算法,实现机械运动、刀具轨迹、碰撞等物理属性。仿真模型加上物理属性仿真,使学生感受超真实的实训体验。

数控加工虚拟仿真教学实训

通过数控加工专业学生的实训数据,不断增加数控加工虚拟仿真教学系统数据库的设备、参数与数据,建立典型零件和刀具的参数知识库,反向为优化数控加工工艺提供数据支持。虚拟仿真教学系统不仅可以为院校内的老师与学生带来安全、高校的实训教学体验,还是为制造企业提供经济实用价值。虚拟仿真教学对于数控加工专业意义非凡。

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