[00135833]机床模拟训练系统

一、结构性能特点 普通车床仿真系统是一个由车床外形、数据采集系统和计算机三维仿真软件系统组成的综合模拟训练系统。用普通车床的真实操作设备、各种传感器和数据采集部件组成外部硬件系统,在计算机上利用三维虚拟现实技术建立的一套软件系统,仿真车床加工过程,使学员能在真实的车床框架上进行操作,仿真软件把整个加工过程用计算机实时显示出来。另外利用计算机程序实现专家评估数据库和加工误操作警告等功能,能够进行实时教学评估。本系统能极大的降低车工教学成本,提高教学效率,增强教学效果。 1、车床外形实体 以C6140型卧式车床为原型按1：1比例制作了仿真车床外壳和各操作手柄。 2、车床操纵数据采集 通过高精度采集卡采集各手柄的开关状态或角度位移量,输入计算机进行数据处理,从而准确、实时地反映车床的操作状态和运动过程。 3、加工过程实时仿真 使用OpenGL的函数库实现了虚拟三维数字车床的几何建模、运动建模和材料去除过程仿真。 4、测评 加工完毕可以通过计算机中存储的专家数据库自动评估加工结果。 二、主要研究内容 1、切削参数专家数据库的建立,即采集车工加工中常用的金属材料铸铁、碳素钢切削速度、吃刀深度、走刀量之间经验数据等,建立数据库。 2、加工过程中的工艺参数数据的采集。 3、根据采集到的刀具在加工过程中的位移量和被加工工件之间的关系,计算机进行数据处理,并用3D同步成像技术进行模拟显示。 4、根据工人操作过程中的各切削参数与经验数据进行比较分析,并给出合理的参数。 三、主要技术参数 1、可模拟加工类型：外圆切削、端面切削、螺纹切削、外圆锥面车削、车槽、倒角和切断加工; 2、可选择加工材料：塑料、铝、铸铁和钢; 3、可选择刀具类型：90度外圆车刀、45度外圆车刀、75度外圆车刀、三角螺纹车刀和切断刀; 4、可选择刀具材料：高速钢车刀和硬质合金车刀。 四、推广应用前景： 该模拟训练系统具备现场性、技术应用性、综合性和可供反复训练性的特点,为学生创建了一个包括基本工艺训练、专业实验、专业实践和技能提高等在内的较完整的实践环境,有效的解决了教育机构设备、场地不足、耗能、耗材和提高实习生产安全性等问题,具有良好的市场前景,且该项目涉及多项高新技术,体现了我院在光－机电一体化技术领域的研究水平,并为其他领域的模拟训练开发打下了坚实的基础,积累了宝贵的经验,具有较高的技术辐射效应,发展应用前景广阔,具有良好的经济效益和社会效益。