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数控虚拟仿真综合实训系统构建

发布时间:2023-03-17

编辑人:灵图互动

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随着计算机和信息技术的飞速发展,虚拟仿真技术在航空航天、智能制造、化工能源、教育教学等领域都得到了广泛的应用和发展。数控虚拟仿真实验就是利用虚拟现实技术,在虚拟制造环境中,借助视觉、听觉及触觉等传感通道与虚拟环境进行多维度的实时交互,完成程序编制、机床操作、工艺制定、加工制造等一系列工程训练。虚拟仿真不仅具有沉浸感和逼真性,而且还能够降低实验风险,减少资源投入,增强工程能力培养。

数控虚拟仿真综合实训弥补了设备老化、经费不足的缺陷,避免了撞刀、过切等现象,提高了实验安全性和机床利用率。将数控加工虚拟仿真项目与传统加工虚拟仿真项目相结合,突破了传统教学阶段在时间和空间上的限制,弥补了传统教学模式的不足,有效地提高了工程训练的教学效果。将数控虚拟仿真与实际操作相结合,构建了以项目驱动为导向的开放式实践教学模式。

 

数控虚拟仿真综合实训

研究发现,数控虚拟仿真在传统意义上的模拟制造基础上,增加了面向加工对象模型的几何及物理性能仿真模块,涉及到切削力、振动、切屑形成、工件表面质量等诸多方面。但这也导致仿真系统变得越来越庞大、复杂,交互界面变得越来越繁琐,增加了实验操作难度。同时,虚拟仿真还忽略了与传统教学的融合,缺少了教学资源、实践项目等多方供给,进而弱化了其在数控技术课程实验教学中的重要作用。实验中发现,学生经常遇到由于原理理解不清、实验路线选择不合理、仿真操作失误等所导致的实验失败现象。为此,开发设计一款数控虚拟仿真综合实训系统,对实验流程进行全程跟踪与指导,切实提高虚拟仿真实验实效。

数控虚拟仿真综合实训系统的实验原理是整个实验设计的指导思想和依据。该模块通过索引引导学生进入多媒体教学环节,通过调用实验导引课件、指导文件和视频资源,使学生明确实验目的,理清实验原理,掌握实验难点,把握实验关键。

 

数控虚拟仿真综合实训系统认知模块

数控虚拟仿真综合实训系统的实验方法与步骤是复杂多样的,每一个学生都可以制定一个个性化的实验流程图。也正因如此,部分学生很难制定出适合自己的实验方法与路线。实验向导模块可为学生提供经典的实验路线规划示例,供其参考;此外,学生也可通过模块提供的“导向工具栏”进行人机交互,不断探求正确合理的实验方法与路径。

数控虚拟仿真所提供的虚拟机床本体和数控系统,往往与实体机床还是有一定的差别和不同,学生也很难加以明确区分。为此,学生可通过数控虚拟仿真综合实训系统寻求线上或线下帮助,解决实验中遇到的任何问题,真正实现在做中学、在学中做。

 

数控虚拟仿真综合实训系统实训模块

数控虚拟仿真综合实训系统添加了实验导引“快捷工具栏”和仿真解析模块,学生可以根据工具栏指引和仿真解析来完成实验。

数控虚拟仿真虽然具有逼真性和沉浸感,但与实际操作还是有一定的差异,还不能完全用虚拟仿真代替实际数控加工实验。数控虚拟仿真综合实训系统较好地解决了虚拟仿真与实体数控加工之间的衔接问题,拓展了实验教学的深度和广度,提高了实验教学实效。

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