淺議虛擬數(shù)控機床在數(shù)控維修教學中的應用

【摘 要】目前來看，企業(yè)對數(shù)控人才的要求越來越高，不僅要求其會基本的數(shù)控操作、數(shù)控編程，同時也要求其具有較高的數(shù)控調試、維修和維護水平。而在實際數(shù)控維護教學中常會因設備有限而不能使每一個學生都能更好滿足上述需求，虛擬數(shù)控機床的出現(xiàn)在一定程度上能更好滿足實際需求。而要想使虛擬數(shù)控技術更好的應用在數(shù)控維修教學中，還需要對虛擬數(shù)控技術相關內容進行相應分析。文中主要從虛擬數(shù)控機床教學概況、功能及基于虛擬數(shù)控機床的數(shù)控維修教學等方面出發(fā)，對虛擬數(shù)控機床在數(shù)控維修教學中的應用進行分析。

【關鍵詞】虛擬數(shù)控機床；數(shù)控維修；教學；應用

數(shù)控技術發(fā)展在一定程度上促進了工業(yè)發(fā)展，而隨著科學技術不斷的發(fā)展，數(shù)控機床功能結構越來越復雜，在一定程度上加大了維修難度，也加大了維修教學難度。在這種情下，用原有的維修教學方法，已經無法達到教學目的，這就應該對新技術進行研究。虛擬數(shù)控技術的發(fā)展，尤其是虛擬數(shù)控機床技術的發(fā)展，為現(xiàn)代化數(shù)控維修教學帶來了新的生機。用虛擬數(shù)控技術不僅能解決數(shù)控機床少無法保證學生掌握數(shù)控機床知識問題，同時也能提高學生維修效率，保證數(shù)控維修課程順利進行。如何更好的對虛擬數(shù)控機床在數(shù)控維修教學中的應用進行相應分析，已經成為相關部門值得思索的事情。

1.虛擬數(shù)控機床概況

所謂虛擬數(shù)控機床技術就是虛擬制造的執(zhí)行單元，也可以看作是虛擬制造的底層關鍵技術或前提條件。虛擬數(shù)控機床技術最終的目的是在計算機上以仿真加工形式創(chuàng)造一個真實環(huán)境并進行相應仿真，以不斷的提高實際工作決策和控制能力。在實際應用過程中，虛擬機床不僅能全面且逼真的在電腦屏幕上顯示加工環(huán)境和流程，也能在故障時，及時提供預警信息，以便為實際加工流程合理性及精度進行相應預測和評估，盡可能的節(jié)省能源，減少現(xiàn)實工作中可能出現(xiàn)的風險，保證生產順利進行。

2.虛擬數(shù)控機床功能

事實上虛擬數(shù)控機床與實際數(shù)控機床在一定程度上是近似的，尤其是在仿真結構上。虛擬數(shù)控機床這種仿真機床在實際工作中可以替代真實機床避免結構失真或是丟失問題。畢竟虛擬機床是具有獨立性的，設計過程中機床模塊是顆粒性的，這種模塊能為相應模塊獨立開發(fā)創(chuàng)造條件，也能使虛擬機床可操作性和管理性得以提高。之所以能更好的實現(xiàn)上述內容，是因為因模擬數(shù)控機床模塊是利用顆粒涉及的，而其顆粒度與相應模塊的抽象度又相關，得虛擬數(shù)控機床更好的不同類型數(shù)控機床和特定類型的數(shù)控機床進行概括。其具體表現(xiàn)在虛擬數(shù)控機床在實際工作中，可以對圖形接口進行完善，能像真實數(shù)控機床一樣在真實環(huán)境下將真實的圖形顯示在計算機中，并隨時對觀察機運行狀態(tài)和不同機床運行參數(shù)進行相應分析，以達到人機結合的目的。加之數(shù)據(jù)接口是符號的，使得虛擬數(shù)控機床的對靜止和運行狀態(tài)被外界所感知，同時也可以為其他軟件的無縫鏈接創(chuàng)造前提的條件。再加上虛擬數(shù)據(jù)利用的是標準數(shù)據(jù)格式，其在實際應用過程中能更好的實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲、傳輸及處理，同時也能使虛擬數(shù)控機床和外界資源更好的實現(xiàn)聯(lián)系；虛擬數(shù)控機床是通過相應材料方法實現(xiàn)相應仿真的，在實際工作中能進行真實數(shù)控機床操作，以真實數(shù)據(jù)為依據(jù)利用3D實體形式逼真的數(shù)控機床相應操作顯示出來，并對相應成本進行評估分析。也可以通過過程監(jiān)控對整個操作過程進行控制。一旦出現(xiàn)相應問題，就可以進行相應分析并及時修改，以便得出最佳結果。此外，虛擬數(shù)控機床與真實數(shù)控機床相似都可以將其看成靈活部件的集合，這種集合一定程度上能為系統(tǒng)相應工件和工件刀具創(chuàng)造前提條件，以便更好的對維修機床進行定位。

3.基于虛擬數(shù)控機床的數(shù)控維修教學

一般虛擬數(shù)字數(shù)控機床是以虛擬現(xiàn)實技術為依據(jù)建立起來的三維互動機床模型。在實際教學中，其不僅能更好的輔助理論教學，同時也能排除電氣故障，以促進數(shù)控維修教學順利進行。隨著數(shù)控機床技術不斷的發(fā)展，數(shù)控機床的綜合功能越來越強，數(shù)量機床的結構、工作原理及相關知識，也越來越復雜。在這種情況下，用一般教學課件和Flash動畫已經不能清晰的顯示數(shù)控內部結構，這在一定程度上加大了學生理解難度，使其不能更好掌握數(shù)控機床相關方面的內容。而虛擬數(shù)控機床是基于數(shù)字模型而發(fā)展起來的，這就使得虛擬數(shù)控機床不僅能更好的為對數(shù)字模型進行顯示和分析，同時也能傳遞相應信息和進行相應更新，以便為設計創(chuàng)造條件。在實際應用過程中，可以通過計算機對虛擬三維模型進行旋轉，并以三維動畫形式顯示數(shù)控機床不同部件內部結構和相關原理。為了讓學生更好理解和掌握虛擬數(shù)控機床相應內容，可以在相應位置進行文字標注。也可以對虛擬模型進行裝卸，在實際教學過程中，可以在虛擬數(shù)控機床上安裝相應零部件和工具庫，共學生模擬實訓。在實訓過程中國，要求學生以機床裝卸過程為依據(jù)，在計算機中進行模擬裝卸。這樣能將數(shù)控機床理論知識和實踐有效的結合起來，同時也能強化學生對數(shù)控機床相關零部件、功能、原理了解，以便在以后維修實踐中，盡可能的提高維修效率，避免不必要的資源浪費；利用虛擬數(shù)控技術可以更好的實現(xiàn)機床電氣柜連接。在實際應用過程中，虛擬數(shù)控技術能在計算機中建模擬萬能表和示波器，將相應電氣模擬連接之后，也能實現(xiàn)線路虛擬檢測和調試。因相應虛擬數(shù)據(jù)是實際數(shù)控機床為依據(jù)的，而虛擬數(shù)控技術系統(tǒng)又能實現(xiàn)虛擬檢修，當出現(xiàn)故障時能及時對模擬數(shù)控機床進行維修，這樣在實際機床維修過程中，也能節(jié)省相應實驗資源，減少故障率。目前一些學校在實際教學中，已經將數(shù)控機床和模擬機床結合起來，通過虛擬數(shù)控機床進行數(shù)控機床參數(shù)設置和故障診斷。在實際應用過程中，不僅減少資源浪費，同時也能為每一名學生提供一個實訓平臺。

4.結束語

隨著虛擬技術不斷的發(fā)展，在一定程度上促進了虛擬數(shù)控機床的發(fā)展并為數(shù)控維修教學帶來了方便。畢竟現(xiàn)在的數(shù)控機床功能逐漸增多，其結構、原理也越來越復雜，仍使用原來的數(shù)控維修方法，不能更好的完成教學目標。而虛擬數(shù)控機床技術是在數(shù)字化基礎上發(fā)展起來的，能通過計算機來實數(shù)控維修教學。在實際教學中，這種模擬教學系統(tǒng)是模擬實際數(shù)控機床維修來進行維修的。應用過程中不僅能加深學生對數(shù)控機床結構、原理及功能的理解，也能提高學生實際數(shù)控維修效率。因此，將虛擬數(shù)控機床應用在數(shù)控維修中是十分必要的。 [科]

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