虚拟现实数控机床教学培训系统解决方案

WangYu

虚拟现实数控机床教学培训系统解决方案

本方案由搜维尔VR实验室推出。虚拟现实数控机床培训系统应用于数控培训，是数控培训技术发展的一个飞跃，它营造了“自主学习”的环境，由传统的“以教促学”的学习方式代之为学习者通过自身与信息环境的相互作用来得到知识、技能的新型学习方式。

利用虚拟数控机床培训系统建立起来的各种虚拟机床拆装实训平台等其“设备”与“部件”多是虚拟的，并可根据需要随时生成新的设备。且教学内容可以不断更新，使实践训练及时跟上技术的发展。从多方面证明了虚拟操作拥有传统实验室难以比拟的优势。

虚拟数控机床培训系统采用C++、PHP、Javascript等主流语言程序开发，最后全部通过打包加密后再利用编译程序进行系统优化，这样大大加快了系统整体运行速度。在建模方面系统采取的是市场主流的 ISA 为建模工具，其支持的数据库为：大型的关系型数据库，如：SQL Server, Oracel，MySQL等。本系统在运行过程中学员操作的3D动画的动作是通过TCP/IP 协议发送给服务器端程序的，而该系统中的 TCP/IP 协议采取的是UDP 用户数据包模式，这样就保证了数据不会轻易的丢失与延迟。

方案核心：

本套虚拟现实数控机床培训系统的3D模型数据量小，运行速度快，并且采用基于网络的虚拟现实智能动画技术，能实现虚拟数控机床智能互动拆装及虚拟实验操作。系统采用3D智能动画技术能够智能判断用户在3D场景中的任何操作，并做出实时智能反应。

一、模块内容

1、数控机床：包括概述、机械原理、机电控制、虚拟实验、工具备件等内容，指导学生进行理论学习及互动操作等;

2、数控系统：包括FANUC系统、Siemens系统、华中系统、广数系统等几大系统，每个系统均为用户提供了概述、系统、操作知识、数据查询、系统配件等综合性内容。

二、实训模块

1、设备拆装：针对数控机床加工中心机部分的整机结构、主轴箱、工作台、刀库的实际拆卸与安装，进一步巩固学员对机械部分的实际操作能力;

2、接线连接：根据数控机床中的一各种电路设置的线路连接。包括概述、伺服接线、刀架接线、润滑接线、面板接线、冷却接线等;

3、虚拟实验：可让用户进行多种情况下不同部件的机械及电路故障排除模拟操作，让其足不出户便可获得与真实实验一样的体会。

4、考核模块：考核模块包括实训操作考核、实训基础知识考核、自动评分、系统计时等功能。

方案特色：

1、身临其境的真实体验感

建立机床模型，可以通过计算机模拟出各个角度看到的机床视觉效果。动态的机床部件组装过程(包括组装过程中需要的工具)，每个需要的画面上用提示性的文字向客户展示，让学员能很好地了解机床的构造、安装。利用VR技术设计的逼真的三维虚拟环境，使学生置身于几虚拟的3D学习环境当中，体验真机实训不可能观察到的各部件结构及重要部件独立的工作原理。

2、交互性

系统充分利用VR技术的互动性，设计了符合人们自然交互习惯的互动操作模式。系统还包含用于共享信息的人机交互界面，激发学生的学习兴趣，提高学生的动手操作能力。

3、多人在线学习，突破区域界限

系统支持多人同时在线学习，学员可不受时间、地点限制的随时上机操作学习，与传统实体操作机床相比，既节约了培训时间，提高了学习效率，又降低了对设备的耗损。

系统集成：

在虚拟现实数控机床培训系统开发的前期，需要采用3D扫描仪（三维扫描器）对机床、各种工具、产品部件建立数字模型，之后利用虚拟现实软件开发平台对所建立的数字模型进行加工，并设计出可实现交互功能的软件平台，最后结合各种3D交互设备及三维立体显示环境，搭建出具备沉浸感、交互性的虚拟现实数控机床培训系统。

King

数控系统：包括FANUC系统、Siemens系统、华中系统、广数系统等几大系统，每个系统均为用户提供了概述、系统、操作知识、数据查询、系统配件等综合性内容。

King

该系统中的 TCP/IP 协议采取的是UDP 用户数据包模式，这样就保证了数据不会轻易的丢失与延迟。