數(shù)控加工技術三維虛擬實驗教學系統(tǒng)簡介
《數(shù)控加工技術》課程是高等學校機電類專業(yè)本科重點基礎課程，其理論性和實踐性都很強，該課程的實驗教學是機電類課程教學中的一個重要實踐環(huán)節(jié)，也可供研究單位、企事業(yè)單位從事數(shù)控加工技術開發(fā)與應用的工程技術人員參考。
數(shù)控加工技術三維虛擬實驗教學系統(tǒng)系列課程包括兩個實驗：
1. 面向智能制造的切削加工過程感知虛擬仿真實驗
2. 基于三坐標檢測的數(shù)控加工虛擬實驗
數(shù)控加工狀態(tài)監(jiān)測虛擬實驗
本系統(tǒng)是面向機械工程學院相關專業(yè)配套開發(fā)的可以在網(wǎng)上開展的三維虛擬仿真課程。
本系統(tǒng)可以在實驗室中漫游走動，任意角度，任意距離360度觀察實驗設備。
采用三維建模模擬真實的五軸加工中心切削加工及相關參數(shù)監(jiān)控實驗場景其中包括AGV小車、機械手、機械臂、數(shù)控車床、五軸加工中心等設備。
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用戶在以下4種不同的材料中任選一種進行零件加工：45#鋼、淬硬鋼、鈦合金、高溫合金；
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系統(tǒng)模擬真實的實驗操作過程，主要包括以下5個模塊：
1）設備認知模塊；
2）系統(tǒng)搭建模塊；
3）過程監(jiān)測模塊；
設備認知模塊中，系統(tǒng)需支持以下設備的認知：白光干涉儀、數(shù)據(jù)采集箱、電荷放大器、測力儀、顯微鏡等；
設備認知模塊中，對于上述設備，系統(tǒng)支持鼠標左鍵進行360°自由觀察，中鍵平移觀察、右鍵退出觀察；
系統(tǒng)搭建模塊中，系統(tǒng)以三維動畫的形式展現(xiàn)如下環(huán)節(jié)；
1) 預熱機床20分鐘；
2) 使用毛刷清理工作臺；
3) 安裝測力儀，應對角安裝螺栓；
4) 安裝磁力表，并調(diào)整磁力表的位置、找正；
5) 安裝工件，并對角安裝螺栓；
6) 安裝熱像儀支架，并安裝熱像儀；
7) 安裝三向加速度傳感器；
8) 連接測力儀與電荷放大器；
9) 安裝刀具；
10）使用操作面板進行對刀操作；
過程監(jiān)測模塊中，系統(tǒng)支持以下5項加工參數(shù)的監(jiān)控：
1）切削力的監(jiān)測；
2）切削溫度的監(jiān)測；
3）切削振動的監(jiān)測；
4）切削功率的監(jiān)測；
5）刀具磨損的監(jiān)測；
切削加工過程中，系統(tǒng)支持用戶手動輸入刀具轉速、進給量、切深、刀具直徑等加工參數(shù)；系統(tǒng)自動判斷輸入?yún)?shù)的合理性，對不合理的參數(shù)設置進行醒目的警示提醒；系統(tǒng)支持利用經(jīng)驗公式對用戶輸入的合理的加工參數(shù)進行計算，得到切削力、切削溫度的理論值；系統(tǒng)支持實時監(jiān)控切削加工過程中的各項參數(shù)，對超限的參數(shù)進行醒目的報警提示；
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基于三坐標檢測的數(shù)控加工虛擬實驗
本系統(tǒng)是面向機械工程學院相關專業(yè)配套開發(fā)的可以在網(wǎng)上開展的三維虛擬仿真課程。本系統(tǒng)可以在實驗室中漫游走動，任意角度，任意距離360度觀察實驗設備。本系統(tǒng)采用Unity游戲引擎開發(fā)，畫面美觀，運行流暢，運行時確保幀數(shù)高于25幀/秒。本系統(tǒng)系統(tǒng)采用三維建模技術對實驗室、三坐標實驗設備等按照實際的儀器尺寸建模重構。本系統(tǒng)可以對工件圓度、垂直度、圓柱度實驗數(shù)據(jù)進行測量，可以建立平面、直線、圓、圓柱等元素。本系統(tǒng)具有測頭的安裝與校正，建立坐標系功能。
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本系統(tǒng)可以在探針測量過程中，用戶可以在小窗口中看到探針的移動情況，方便用戶通過操作手柄控制實驗儀器。本系統(tǒng)可以在測量過程中，探針與工件之間接觸時警報音提示和指示燈亮起。本系統(tǒng)支持用戶通過操作控制盒上的手柄、倍率按鈕、急停按鈕控制三坐標實驗儀器的移動。本系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)點采集，分析軟件分析數(shù)據(jù)，得到圓度、垂直度、圓柱度形位差實驗數(shù)據(jù)的整套實驗操作流程。
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本系統(tǒng)系統(tǒng)采用三維建模技術對實驗室、三坐標實驗設備等進行1:1建模重構。本系統(tǒng)支持鼠標、鍵盤交互。能夠在場景中漫游，通過旋轉視角，可以任意角度，近距離觀察場景中元素細節(jié)。系統(tǒng)中鼠標放置到實驗儀器上有名稱提示框彈出和高光顯示；本系統(tǒng)具有實驗原理展示功能。本系統(tǒng)有全屏功能，能夠在全屏/窗口模式下切換。本系統(tǒng)具有操作幫助面板提示功能，能夠指導用戶如何操作。
系統(tǒng)服務器端用戶分為學生、教師、教務管理員和系統(tǒng)管理員四種角色，不同角色擁有不同權限。
學生：選課、選擇實驗、開展實驗、接受實驗指導、在線提交實驗報告、保存和提交實驗結果、查詢實驗成績和批語。
教師：典型實驗庫維護、發(fā)布實驗、安排實驗、批改實驗報告、系統(tǒng)指導、統(tǒng)計并發(fā)布學生的實驗成績和批語。
教務管理員：課程計劃、開課計劃、選課日期設置、開課審核、開課查詢。
系統(tǒng)管理員：用戶管理、分組管理、角色管理、權限管理、系統(tǒng)維護等
性能指標
支持同時在線用戶數(shù)1萬人以上，經(jīng)測試，系統(tǒng)運行穩(wěn)定，不限終端用戶數(shù)，完全能滿足日常教學使用。
服務器運行環(huán)境
操作系統(tǒng)：WindowsServer，Linux/UnixServer
Web服務器：Tomcat6.0，JDK6.0
數(shù)據(jù)庫：MySQL
客戶端運行環(huán)境
操作系統(tǒng)：AllWindows系列
相關信息：
研制單位：北京潤尼爾網(wǎng)絡科技有限公司
通訊地址：北京市海淀區(qū)北三環(huán)中路44號院文教產(chǎn)業(yè)園1號樓郵政編碼：100876
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