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数控机床仿真在数控教学中的引用
2005年8月17日 15:49  来源:北京航空航天大学工程训练中心  作者:刘雅静

    摘  要:本文结合当今数控机床仿真软件的出现和我单位数控加工教学和培训的职能,及数控机床操作培训事故率多、对机床损坏大等特点论述对于初次接触数控机床的学生和学员结合数控机床仿真软件来进行基本操作培训。

    关键词:虚拟数控机床 数控教学与培训 虚拟现实 仿真 

    引言 

    随着数控加工在机械制造业中的广泛应用,数控操作者的大量培训便成为迫切的问题。在传统的操作培训中,数控编程和操作的有效培训必须在实际机床上进行,这既占用了设备加工时间,又具有风险,培训中的误操作经常会导致昂贵设备的损坏。 

    随着计算技术的发展,尤其是虚拟现实技术和理念的发展,产生了可以模拟实际设备加工环境及其工作状态的计算机仿真培训系统。它用计算机仿真培训系统进行培训,不仅可迅速提高操作者的素质,而且安全可靠、费用低。 

    与科学幻想相似,想象力和技术的相互结合造就了虚拟现实。培根在13世纪写的没有马的轿车和配备动力的机械的科幻故事就是这类结合的早期见证,凡尔纳在19世纪写了火箭和潜水艇的预言性科幻小说,特别是一些科幻作家们已做出的各种利用虚拟现实的基本概念的设想正在逐步变成了具体化。上世纪内所建树的几个技术性里程碑使得虚拟现实成为可能,电话、无线电、电视、半导体三极管和集成电路(微处理器芯片)和液晶显示器。尤其是计算机技术的飞速发展。一些早期的仿真尝试(例如第一台飞行模拟器、立体电影、电视游戏等)都已成为当今虚拟现实仿真的先驱。当然虚拟现实技术的发展历程与电子学以及计算机产业的蓬勃发展是分不开的。 

    目前在国内已经有少数高等院校将计算机仿真初步运用于数控操作人才培训的教学之中,也产生了各种仿真教学系统。这些教学系统既能单机系统独立运行,又能在线运行。独立运行即机床模型方式,其培训设施只需一台微机,数控机床的模拟操作在显示屏显示的仿真面板上进行,而零件切削过程由机床模型三维动画演示,用这种方式进行初步培训是经济有效的;在线运行即机床工作方式,这种方式下教学系统将与实际机床连接,由硬件实现零件切削过程,这时除了操作者是用仿真面板操作外,其它则与实际机床的真实情况一样,简单来讲就是利用计算机和其他的专用硬件软件去产生一种真实场景的仿真,参与者可以通过与仿真场景的交互来体验一种接近于真实的场景的感觉。因此能进一步培训操作者的实际工作技能。 

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