如何在数控专业开展虚拟仿真实训室教学?

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  随着数控加工技术在复杂零件加工中的应用越来越多,加工过程的安全风险逐渐凸显,数控程序的可靠性越来越低。零件越复杂,过程中出现问题的可能性就越大。在数控加工专业的实践教学中,总是需要一种新的教学方法,既能避免学生实习过程中的安全隐患,又能使学生通过实习加深对数控加工原理的理解。虚拟仿真实训室带来了这样一种新的教学方式。

  虚拟仿真实训室既可以呈现大型机床,也可以呈现精密加工零件,还可以还原它们的物理属性和工作原理。学生在虚拟仿真教学系统中进行交互,可以在虚拟场景中还原数控加工的操作步骤,体验虚拟仿真实践教学。

  虚拟仿真实训室的体系结构分为三个层次和两个用户界面。数控虚拟仿真教学系统的三个层次是物理层、模型层和仿真层。虚拟教学系统的物理层对应真实的制造设备资源,为虚拟教学系统的建立提供必要的设备资源信息。虚拟教学系统的模型层有一个数据库,数据库中承载着设备模型和零件模型,包括虚拟夹具、道具、机床,以及工件和毛坯的模型。数控虚拟仿真教学系统的仿真层实现了加工过程的仿真,实现了实训的交互功能。

  数控虚拟仿真实训室的两个主要用户界面是教师界面和学生界面。

  教师界面的主要功能是虚拟仿真教学系统的管理、学生信息的查看和管理、模型库的查看和管理、成绩的查询和管理以及考试管理。

  学生界面的主要功能是数控加工工艺的培训和考核。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和标准步骤进行练习。在数控虚拟仿真实训室的考核功能模块中,学生需要在没有任何提示的情况下完成系统设备的实训考核。操作结束后,系统会自动对学生的学习情况进行评分和评估。

  在数控虚拟仿真实训室的实践过程中,根据工艺信息,建立相应的虚拟机床、虚拟刀具、虚拟夹具、刀具模型等。首先选择,然后运行流程。虚拟教学系统的技术核心是虚拟机床驱动虚拟刀具、虚拟夹具、刀具模型等。由数控指令驱动来模拟切割。虚拟教学系统需要算法来实现机械运动、刀具轨迹、碰撞等物理属性。模型和物理属性模拟让学生感受超现实的训练体验。数控虚拟仿真教学实践

  通过数控加工专业学生的训练数据,不断增加数控加工虚拟仿真教学系统数据库中的设备、参数和数据,建立典型零件和刀具的参数知识库,进而为优化数控加工工艺提供数据支持。虚拟仿真实训室不仅能给高校师生带来安全,还能为制造企业提供经济实用价值。虚拟教学对数控加工专业具有重要意义。



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