数控加工系统（精选11篇）
数控加工系统 篇1
数控加工过程的高速度, 高精度向时滞控制提出了更精确的要求。模糊控制通过偏差变化定量地反映了被控过程状态量在当前时刻的变化方向和大小, 对滞后系统有一定的预测控制能力, 但对于大时滞系统, 仅知道下一个时刻的系统响应是无法实现预测控制的, 即时滞系统的预测控制与其动态响应特性有关。
1. Elman神经网络
Elman网络是一种典型的局部回归网络 (global feed for ward l ocal recurrent) , 可以看作是一个具有局部记忆单元和局部反馈连接的前向神经网络。Elman网络具有与多层前向网络相似的多层结构。它的主要结构是前馈连接, 包括输入层、隐含层、输出层, 其连接权可以进行学习修正;反馈连接由一组“结构”单元构成, 用来记忆前一时刻的输出值, 其连接权值是固定的。在这种网络中, 除了普通的隐含层外, 还有一个特别的隐含层, 称为关联层 (或联系单元层) , 该层从隐含层接收反馈信号, 每一个隐含层节点都有一个与之对应的关联层节点连接。关联层的作用是通过联接记忆将上一个时刻的隐层状态连同当前时刻的网络输入一起作为隐层的输入, 相当于状态反馈。隐层的传递函数仍为某种非线性函数, 一般为Sigmoid函数, 输出层、关联层为线性函数。网络结构如图1所示:
由图1可知, Elman网络由输入层、隐层、结构层和输出层组成。结构层记忆隐层单元前一时刻的输出值, 并在当前时刻输出网络, 可认为是一步延迟算子, 因此, Elman网络具有动态记忆功能。对图1所示的网络, 有如下非线性状态空间表达式:
xc为结构层输出, f (.) 和g (.) 分别为输出层单元和隐含层单元的激发函数所组成的非线性向量函数。这里, 隐含层单元的个数就是状态变量的个数, 即系统的阶次。这样, 对于SISO系统, 只需一个输入单元一个输出单元, 即使考虑到有n个结构单元, 则隐含层的输入也只有n+1个, 这与静态网络所要求的神经元个数相比, 有较大的减少。另外, 由于ELman网络自身含有动态环节, 因此, 它无需使用较多的系统状态作为输入, 从而减少了输入层单元数。
2. 数控机床加工过程中的时滞改进
2.1 数控加工过程
数控机床孔加工动作中, 加工到孔底后主轴停止, 返回到R平面后, 主轴再重新启动。采用这种方式加工, 如果连续加工的孔间距较小, 可能出现刀具已经定位到下一个孔加工的位置而主轴尚未到达规定的转速, 显然不允许出现这种情况, 为此可以在各孔加工之间加入暂停G04, 以使主轴获得规定的转速。在使用固定循环G74与G84时也有类似的情况, 同样应注意避免。
强制进给倍率指令G903-----进给倍率强制为100%。该指令强制使用100%的进给倍率, 不管用户把进给倍率调整为何值。该指令经常用于回机械原点、对刀等功能, 用于确保精度要求。该指令为非模态指令, 与运动指令 (G00、G01、G02、G03配合使用) 。加工零件如图2。
要实现数控加工过程高速化, 要求数控系统能对由微小程序段构成的加工程序进行高速处理, 以计算出伺服电机的移动量, 同时要求伺服电机能高速度地作出反应。作为一个动态对象, 它并不是“亦步亦趋”地跟随所施加的控制, 而力图表现出它的“个性”;另一方面, 所施加的控制必须充分顾及被控制对象的动态特性, 才能得到预期的控制效果。因此, 已经不能像传统的数控系统那样, 可以将控制系统与被控制对象分开来研究和制造, 而必须作为一个整体来处理, 研究其在高速状态下的动力学问题, 以及超高速运动控制条件下光、电信号的时滞影响及其消除的问题。在高速情况下, 必须研究集数控系统与控制对象为一体的整体动力学建模、基于整体动力学模型的非线性控制策略、智能化控制方法等。
2.2 时滞系统特性分析
设时滞线性时不变系统的惯性时间常数为Tm, 图3为系统在单位阶跃输入下的动态响应。系统的纯滞后时间τs和惯性时间常数Tm如图所示。由图3可知, 时滞线性的动态响应特性与系统的纯滞后时间τs和惯性时间常数Tm有关, 即在当前时刻对系统所加的激励, 系统要经过 (τs+Tm) 时间段后才能达到预期的状态, 而 (τs+Tm) 的长短直接影响控制系统的控制效果。由此可知, 若使时滞系统在某时刻达到某一期望状态, 则必须提前 (τs+Tm) 时间段对系统进行控制, 期间系统将在原来控制作用和状态下向前发展。于是, 把系统在无当前时刻控制作用而仅在过去的控制作用和状态下产生的响应称为系统当前时刻零输入响应, 而把系统仅在当前时刻控制作用下的响应称为系统当前时刻零状态响应。这样, 系统在当前时刻的响应就分为零输入响应和零状态响应, 零输入响应表示系统在激励为零时, 系统仅由初始贮能而产生的响应, 零状态响应表示系统在初始贮能为零时, 仅由激励所产生的响应。
3. 神经网络前馈建模
训练一个神经网络去描述系统前馈动态特性的过程称为前馈建模。在讨论控制问题时, 所研究的对象是动态系统, 这样就要求把系统的动态特性引入网络。一种方法是使用再生网络 (Recurrent Networks) , 另一种方法是把系统的动态特性直接引入网络输入层的神经元。不过, 最直接的方法是根据系统过去的输入和输出, 增加网络的输入。系统描述为:
对式2所示的系统, 一种较好的系统建模方法就是使网络的输入输出结构与系统的相同, 于是, 网络的输出可表示为:
假定该网络经过训练后, 它能很好地描述非线性系统的动态特性, 即, 这样, 在以后的过程中, 网络的输出可以被反馈到网络的输入端, 即y N≈yp, 在网络训练好以后, 网络的输出可以代替系统的输出而反馈到网络的输入端。于是, 该网络就可以独立于系统, 即:
4. 结束语
本文提出了一种利用神经网络解决数控加工过程的时滞问题, 提高系统的时间效率和精确度。Elman网络能更好地解决了时滞和非线性建模方面的问题, 因此利用Elman网络建立数控加工动态过程模型, 为数控设备智能化水平的提高建立了可靠的技术基础。
数控加工系统 篇2
【关键词】数控技术;数控仿真;教学水平;优势与不足
随着现代科学技术的发展,数控技术在机械制造领域日益普及与提高，不同系统不同型号的数控机床在机械制造领域应用越来越广泛，因此，为企业培养数控技术高级应用型人才，是我们职业院校的首要任务。
怎样才能根据社会需求，培养出数控编程和数控机床操作的数控技术高级应用型人才是我们数控专业教师所面临的主要问题。
作为数控专业的教师，我们要探索出一条即符合学校的教学实情又能与企业很好接轨的一条教学特色之路。
科学技术的快速发展，对数控技术高级应用型人才形成了巨大的需求，职业院校如何利用数控加工仿真系统进行教学更是处在探索阶段,因此有必要对数控仿真软件进行科学的分析，明确其优势与不足，在数控教学中合理运用数控仿真软件，会收到事半功倍的教学效果。
1.数控仿真软件在数控教学中应用的优势
1.1减少学校数控教学设备的投入，解决了数控机床少，实习学生多等矛盾
数控机床是高精度和高生产率的自动化加工机床，目前，数控机床的品种很多，价格昂贵，一台普通数控铣床或数控车床价格一般在7—10万，一台小型加工中心价格一般在10—30万，进口的数控机床价格多达上百万甚至上千万。
学校从教学成本考虑，不会大批量购置数控机床，一般会选购几台数控机床，供学生实习，导致实习数控机床数量少，种类少，学生上机操作时间少，不能很好的完成实习任务。
使用数控仿真软件，实现了学校资金投入少，占地面积小，保证了一人一机，使每个学生有足够的时间熟悉仿真软件里的机床的操作，提高了教学质量，很好的解决了数控设备少，实习学生多的现状，缓解了教学压力。
1.2数控仿真软件能够引起学生的学习兴趣，激发学生的学习热情
职业院校的学生的知识水平较低，而数控专业教学理论知识比较抽象，学生易感到枯燥、乏味，应用数控仿真软件，使很多知识更生动和直观，例如对刀、程序的.输入与验证等。
应用仿真软件，可以直观的看到操作过程，学中做，做中学。
这样能够引起学生的学习兴趣，激发学生的学习热情。
教师还要积极引导学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。
1.3无安全隐患，全面提高学生编程能力
数控机床价格昂贵，学生在数控实际操作过程中特别是初学者，没有任何加工经验，如果直接到数控机床上进行实操学习，易出现由于考虑不周全，安全意识淡漠而出现打刀，撞机等现象，甚至对机床和操作者造成伤害。
数控加工仿真系统是基于虚拟现实的仿真软件，是利用计算机来虚拟动画技术来模拟实际的加工过程。
学生可以通过仿真软件熟悉数控机床操作面板，可以放心验证程序，通过反复练习，全面提高学生的编程能力，同时也减少了零件的废品率。
1.4数控仿真软件中的数控机床的系统多,型号多，便于学生开拓视野，全面学习
目前，数控机床的种类很多，呈现系统多样化，型号多样化，并随着科学技术的快速发展，不断更新，而一般学校的数控设备受教学成本的限制，机床系统和型号比较单一，而应用数控仿真软件就能可以弥补这方面缺陷。
例如上海宇龙仿真软件，它拥有多种系统多种厂家生产的多种型号的数控机床，让学生在操作真正的机床前先充分掌握安装了不同类型数控系统的机床的加工仿真操作，同时通过仿真演示积累一定的数控加工实际操作经验，能全面学习数控车、数控铣及加工中心等多种型号机床的操作知识，使学生开拓了视野，扩展了知识面。
通过严格的学习、指导与训练，学生理论知识与操作技能，通过反复练习均会得到全面的发展与提高，学生毕业时分配到不同的生产企业，能很快适应企业的不同数控系统的数控机床的编程及操作
1.5实训教学应用数控加工仿真软件可降低教学成本
实训教学应用数控仿真软件，可以减少上机床操作时间。
将编程及验证程序的操作由数控仿真仿真软件完成。
首先可以安排学生根据图纸的要求，编制零件加工程序，并使用数控仿真软件进行模拟加工，验证程序的正确性，并及时修改，然后将修改后的正确程序输入机床，进行零件加工，这样可以大大减少占用机床时间，降低实训的消耗，从而降低教学成本。
1.6数控仿真软件是数控大赛的一个考核模块
近几年数控大赛的比赛形式逐渐发生改变，比赛通常分为3个模块，第一模块理论考试，第二模块数控仿真，第三模块实际操作。
因此，学校为了适应社会的发展，应鼓励教师合理应用数控仿真软件教学。
1.7教师轻松教学,教学效果明显改善
数控教学中应用数控仿真软件，学生不仅在学校有了更多的练习时间，还可以自己下载数控仿真软件，放学后，随时练习。
学习过程中，遇到问题，可以先独立思考，也可以和同学探讨，还可以带入学校，向老师请教。
以往实操示范操作时，一名教师示范操作并讲解，20—40名学生听课，实操现场噪音比较大，听课人多，影响授课效果，如果分组演示教学，教师就得重复讲解几遍，工作劳动强度增大。
数控加工系统 篇3
关键词：数控加工仿真;数控教学
数控机床是高科技产品，种类众多，技术含量非常高，价格十分昂贵，一台数控车床或者数控铣床动辄几十万，在数控教学中全部采用实际操作的方式进行将会造成十分高昂的教学成本，实力雄厚的重点院校企业同样无力承担，所以研究一种仿真系统代替实际操作成为了数控教学主要的发展方向，本文就对数控加工仿真系统在数控教学中的应用进行研究，试图摸索出一套更有效，更加节省的数控教学方法。
1.数控教学中存在的问题
数控机床是机电一体化设备，造价远高于普通车床，完全依赖数控机床实际操作进行实训消耗的成本是难以承担的。
数控机床发展非常快，型号众多，更新比较频繁，学校将全部型号系统配齐是不现实的，学生在学校接受数控车床学习之后往往发现工厂中的车床和学校的差别较大，导致学生毕业之后需要在工作岗位上摸索很长时间才能够真正适应机床。
数控机床采用自动运行的方式，学生在初学阶段，极容易因为编程不合理造成刀具和机床损坏，维修的造价很高，甚至可能导致学生受伤。
2.数控加工仿真系统
数控架空仿真系统是在计算机技术和虚拟现实技术飞速进步的情况下产生和发展的，主要用于进行实际设备的模拟和工作状态的仿真，采用计算机仿真培训系统进行培训，能够迅速提高操作者的操作水平，并且不会对真实设备造成损坏。
国内已经有很多学校在教学过程中应用了计算机仿真技术，在数控操作人员培训方面更是产生了各种仿真教学系统。数控加工仿真系统实际上就是计算机以及其他专用硬件软件对真实场景的一种模拟，参与者能够通过和仿真情况的交互来学习数控机床的实际操作。
数控架空仿真系统以虚拟数控机床为核心，虚拟数控机床是虚拟制造技术的一个执行单元，能够给产品设计过程提供可制造型分析，还可以用作学生学习实际操作的工具。通过对零件切削过程的模拟来检查数控指令是否正确。数控加工独立仿真系统可以独立和在线运行，独立运行设备需要一台微机，在显示屏仿真面上上进行数控机床模拟，零件切削过程采用三维动画表示，这种模式方式是十分直观有效的。而在线运行则是将教学系统连接在实际机床上，控制硬件通过对真实场景的仿真，让学生获得一种类似真实的感觉，提高学生的实际操作能力。
3.数控架空仿真系统应用于数控教学的策略
3.1数控加工仿真系统选择
数控加工仿真系统种类和软件形式比较丰富很多数控机床自身就带有仿真系统，然而这些数控加工仿真系统在教学中适用性不强，对教师教学和学生训练具有一定的局限性。很多先构图之后进行自动编程仿真的软件不适用于手工编程，而采用上海宇龙公司开发的基于虚拟现实技术的仿真系统则能够实现对数控铣床、加工中心、车床加工中心加工全过程的仿真，是一种比较理想的仿真系统。
3.2应用策略
3.2.1活化教学方法
传统教学方式在数控教学中的应用效果不是十分理想，因为数控加工有着很强的实践性，理论知识的讲解不能给学生产生很强的印象，所以需要采用灵活的教学方式，提高学生的学习热情。数控专业教师需要不断提升自身的教学水平和数控专业技能，要具有相当的数控编程能力，工艺处理能力和机床实际操作技术，采用行动导向的教学方式，将学生的整体地位充分发挥出来，让学生动手动脑，提高学生的主动性。教师需要积极对学生进行引导，在学生在仿真系统操作过程中遇到的困难进行生动的讲解，尽量集中每堂课的知识点，由浅入深，循序渐进，让学生有层次的掌握编程方法和实际操作技巧。
3.2.2应用仿真系统，实地操作
数控加工仿真系统在数控编程和操作理论教学中能够得到有效的利用，是提高学生数控实际操作能力有效的辅助教学工具。教师需要在教学过程中将仿真系统的可操作性充分利用起来，不能在教学过程中过分依赖仿真系统，弱化数控理论知识的学习加强，也不能一味采用“独角戏”的教学方式，纸上谈兵，导致学生对机床的恐惧心理。
在数控编程和操作课程操作过程中，应该将教学的中心放在编程方法和在编程过程中解决工艺问题的措施。学生则利用仿真系统，进行程序校验，熟悉不同型号不同种类机床的操作问题。在上机操作之前，教师要给学生提出明确的课题，教师需要首先在数控加工仿真系统中进行演示，或者利用多媒体进行演示，学生上机过程需要巡回指导，学生通过在数控仿真系统进行编程和操作，提高了学生自学能力和解决问题的能力，同时有效避免了初学者对车床造成的破坏。
3.2.3编排合理的教学内容
按照三个层次安排教学内容。基础模块对数控系统最常见的车床、铣床、加工中心以及编程方法、操作方法和应用进行研究，这是数控教学的“基本功”，是非常重要的知识环节，学生一定要非常熟练，并且能够灵活应用。
之后安排提高模块的教学内容。对三种机床的编程和操作方面进行详细讲解，加深学生对不同数控机床编程方法的理解。
另一模块是扩展模块，对国产主流数控系统的编程操作方法进行讲解，拓宽学生视野。
3.2.4在课程设计中的应用
传统数控技术专业课程设计往往采用图纸和课程设计的方式进行，但是在学生的课程设计报告中我们发现很多问题，在零件工艺分析、加工路线和工艺卡片等方面存在着明显不足，这样的课程设计不是我们想要的。
引入数控加工系统的课程设计则将课程设计分解为理论和实际操作两部分，在实践部分，要求学生首先在仿真系统上进行手动编程，之后检查第一部分内容的合理性，之后根据编程在实际数控机床上进行操作，进一步验证方案的可行性，采用这种课程设计方案显著体伽勒课程设计的效率，同时也锻炼了学生思考和分析的能力。
4.结束语
数控加工仿真软件应用于数控教学，能够显著提高学生的实际操作能力，并能帮助学生对多种操作系统车床的操作和编程方法进行了解，而且能够减少初学者对成实际车床设备的损坏，并一定程度上保护了学生的人身安全。
参考文献：
[1]黄志辉.数控加工编程与操作[M].北京：电子工程出版社，2012，（8）.
[2]朱丽军.数控仿真应用软件实训[M].机械工业出版社，2013，（5）.
[3]曾小慧，吴明华，潘铁虹.在线数控加工仿真教学系统的实现[J].组合机床与自动化加工技术，2011（9）.
数控加工系统 篇4
上世纪90年代出现了开放式数控系统, 开放式数控系统:具有下列特性的系统可以被称为开放系统, 符合系统规范的应用, 可以运行在多个销售商的不同平台上, 可以与其它系统应用互操作, 并且具有一致风格的用户交互界面[3]。开放式数控系统具有开放性、移植性、扩展性、替代性和操作性等特点[4]。
开发式数控系统从一个全新的角度分析和实现了数控系统的控制功能, 强调向模块化、平台化、工具化、标准化、网络化、智能化和复合化等方向发展[5]。
1 发展现状
1.1 国际发展现状与比较
1.1.1 现状
上世纪90年代, 一些发达国家以设计生产开放式数控系统为目标, 在自动化领域对开放式体系结构做了大量的研发工作, 美国NGC计划、欧盟OSACA计划和日本OSEC计划相继推出了各自的开放式体系结构规范[6]。
1.1.2 比较
总统上看, OSACA和OSEC均采取分层结构的系统平台, OSACA分层结构是按照通用控制系统的功能划分为硬件、系统软件和应用软件三个层次;OSEC分层结构是按照数控系统控制功能划分的;OMAC则不指定固定的基础体系结构, 通过定义从类和模块形成控制系统的基本要素[7~8]。
1.2 国内发展现状
我国数控技术起步于1958年, 50多年的发展历程大致可分为三个阶段[9~11], 见表1。
目前国内已有的开放式数控系统有四种:华中Ⅰ型和中华Ⅰ型是将数控专用模板嵌入通用PC机构成的单机数控系统;航天Ⅰ型和蓝天Ⅰ型是将PC机嵌入到数控系统之中构成的多机数控系统。国内其它单位也都先后加入了开放式数控系统的开发, 如:沈阳数字控制股份有限公司的S-PBC数控系统;北京机床研究所引进德国PA公司PA8000技术, 对其进行开发;南京航空航天大学研制的超人计算机数控系统上海第三机床厂推出具有自主知识产权的PC平台开放式数控系统。
国内的开放控制系统各有优点, 但还不具备开放式数控系统的本质特征, 仍有许多需要改进之处。
2 基于PMAC运动控制卡的开放式数控系统
开放式数控系统如完全依赖于PC机就会受到其计算能力的限制, 阻碍系统向高速和高精方向发展。20世纪80年代末, 基于DSP的运动控制技术的突破, 为开放式数控系统的发展提供了极好的机遇[12]。
自开放式数控系统的概念出现以来, 基本形成了“PC嵌入NC”、“NC嵌入PC”和纯PC型开放式数控系统。而“NC嵌入PC”结构辅之以运动控制卡 (于1994年在美国出现如Delutan公司的PMAC, PMAC的硬件和软件的结构都具一定的开放性[13~14]) , 其特点是灵活性好, 功能稳定, 还可共享计算机上的资源, 成为当前最理想的数控系统。
3 开放式数控系统的应用案例[15]
(1) 德国Andron公司。Andronic 2060数控系统是该公司的新产品, 它是新一代基于微机的、在Windows平台上的开放式系统, 上海机床集团公司生产的曲轴磨床就采用该系统。 (2) 南京四开电子企业公司。SKY2006型数控系统是南京四开电子企业公司基于Windows平台的开放式数控系统, 采用通用X86工业PC进行数控运算。
4 结语
我国近20年来对数控系统研究投入了大量的人力和无力, 取得了一些研究成果, 并在实际应用中获得了显著的经济效益。但是, 目前主要依靠进口和合资的局面没有改变。因此, 我们要把握好契机, 开发出能与国际数控技术相媲美的开放式数控系统, 提高我国民族数控产业在国际市场上的竞争能力。
摘要：传统的数控系统由于体系是封闭的, 不能满足用户对产品的兼容性等要求, 而开放式数控系统解决的这一问题。本文概述了开放式数控系统的产生、发展与趋势。
数控加工系统 篇5
1 前言
随着我国机械制造业的不断发展，数控技术得到广泛应用，社会对数控技术型人才的需求也大大增加。我国各大中职学校相继增设或扩展了数控专业，大量扩招数控专业学生，近年来为社会输送了大批数控技术型人才。由于中职学校办学实力不雄厚，数控设备、机床数量远远不能满足学生参与学习实践的需求，运用数控仿真系统能让学生模拟真实数控机床的操作，学习数控技术，弥补学生在实际操作中的不足，因此，数控仿真系统在中职教学中的应用处于越来越显著的地位。
2 数控仿真系统
数控仿真系统是虚拟现实的仿真软件，具有能演示讲解数控操作编程、模拟真实数控机床的操作、帮助数控技术人员学习数控技术知识、协助工程技术人员预测检验数控程序等功能，目前已被广泛应用到各大院校的数控教学和机械制造企业中[1]。我国现今采用的数控仿真系统主要来自上海宇龙、广州超软、北京斐克等。
3 数控仿真系统在中职教学中的应用
中职学校一般比较注重对数控专业学生实用技能的培养，在数控教学中融入数控仿真系统，能有效提高学生对数控机床设备的操作水平，实现中职数控教学效果的显著增强。
3.1 培养学生的学习兴趣
数控专业涉及的加工、编程等方面的知识，都具有很强的理论性以及实践性，数控课程的内容往往比较抽象，不易理解。由于中职学校的大多数学生的起点较低，对知识的领会理解能力较差，学生在学习数控理论知识的过程中容易产生倦怠感，教师与学生面对面教学的传统方法已经很难达到良好的教学效果。数控仿真系统的网络功能十分强大，教师通过多媒体教学广播的形式，可以让学生在电脑屏幕上清楚看到自己演示的教学内容，并让学生在电脑上进行同步模仿操作。通过数控仿真系统，教师还能时时关注学生的操作情况，方便教师及时发现学生操作的错误，对学生进行针对性的指导。这种交互性的理论教学方式大大提高了师生的互动性和学生的动手操作能力，有助于培养学生的学习兴趣，保持学生学习的热情。
3.2 帮助学生熟悉数控设备机床的基本操作
由于办学资金、场地、数控机床种类多价格贵等多种因素的限制，目前大部分中职学校可供学生实际操作的机床的型号和数量非常有限，数控教学中，学生不能接触多种型号的机床，实际机床操作的次数和时间也相对有限。数控仿真系统全面模拟了数控机床操作的环境，不仅操作面板与真实的数控机床完全一样，操作的步骤也一致，数控机床工件的运动状况以及刀具的加工情况等都可以通过数控仿真系统直观地演示出来。学生可以通过数控仿真系统熟悉各种型号的数控机床对刀、工件装夹、刀具安装等一般操作。数控教学中，数控仿真系统还可以模拟演示不准确的数控程序和不规范的数控操作，帮助学生领会引发干涉和碰撞等状况的原因，在机床实际操作次数少的情况下，帮助学生熟悉各种数控机床操作，拓宽学生的知识面。
3.3 辅助数控编程教学
数控仿真系统具有检验数控编程代码是否正确，提示错误信息，并发出准确提示的功能。学生编写数控程序代码后，只要将程序代码输入数控仿真系统，数控仿真系统就会根据代码进行虚拟的加工，并验证学生编程程序的正确性，帮助学生找出编程程序的错误之处，并提示学生调试编程代码，实现正确的仿真加工。学生还可以通过数控仿真系统，全方位地旋转观察，了解仿真加工的进展，让学生在一定程度上加深对数控编程相关知识的了解，不仅能提高学生学习的效率，也减轻教师在数控编程教学方面的负担。
3.4 实现数控教学的多元化
目前，在我国应用比较广泛的数控系统有广州数控、FANUC、三菱、SIEMENS、华中数控等数控系统[2]，但由于教学经费等问题，大多数中职学校的数控教学只涉及2～3种数控系统，对于培养高素质的数控技能人才有很大的影响。数控仿真系统能模拟仿真各类数控系统的操作和编程，将数控仿真系统运用到数控教学中，能辅助增加其他数控系统的仿真操作，使中职数控教学多元化，有助于学生学习不同数控系统的操作和编程，全面提高学生对各类数控系统的操作能力。
3.5 增强学生对参数的认识
为了提高数控机床的使用率，保障学生在实际操作中的安全，在中职数控教学中，数控加工的参数主要由教师操作确定，学生在实训中几乎不懂得如何确定参数，对参数的合理性认识有待加强。数控仿真系统可以模拟真实的数控加工参数，学生可以通过数控仿真系统了解切削深度、进给率、削速度等多种切削参数，预测工件和刀具破损和变形情况，进而领会不同参数对数控加工质量的影响，学会优化和调整切削参数，提高数控加工参数的认识[3]。
3.6 丰富教学评价内容
数控仿真系统具有自动检测学生的数控程序、指出数控程序错误原因以及三维测量等多项功能，学生可以通过数控仿真系统进行数控加工和编程的自我练习和自我测试，教师可以通过学生的操作记录，对学生作出相关的教学评价，中职学校也可以从数控仿真系统中学生的操作记录对教师的教学效果进行科学合理的评价[4]。数控仿真系统在中职数控教学的应用中，为中职学校的教学评价体系增加了一条新的标准，丰富了其教学评价内容。
4 在中职数控教学中应用数控仿真系统应注意的问题
在中职数控教学中，数控仿真系统是一种有效的辅助教学工具。但中职学校也要认识到数控仿真系统的缺陷，明确数控仿真系统在中职数控教学中存在的问题，并采取相应措施，加大数控仿真系统在中职数控教学中的作用。
首先，数控仿真系统仍未完善，学生在进行模拟仿真数控操作时，数控仿真系统的某些指令有时会出现无法执行的现象，致使学生对数控的相关理论知识产生疑惑，在一定程度上阻碍了学生对数控知识的深入理解和运用[5]。因此，在中职数控教学中，教师要科学合理地安排仿真操作和实际操作的时间，把仿真操作练习与实际操作练习交替进行。
其次，很多中职学校为了提高数控机床的使用率，延长数控机床的使用年限和维修成本，没有根据教学计划制定科学合理的数控操作课程安排，人为减少学生机床实训的时间，过分依赖于数控仿真系统的操作练习。过多模拟仿真操作练习，容易造成学生对实际操作的忽视，不利于学生实际数控技能水平的提高。因此，教师要制定合理的教学安排，在引入数控仿真系统辅助学生学习之前，要先安排学生对数控加工、编程、机床操作课程的学习，使学生对数控知识有总体上的认识后，再引入数控仿真系统，从而有效帮助学生快速学会数控仿真系统使用的各个步骤和方法，提高学习效率。
5 结语
数控仿真系统能有效地促进中职学校的数控教学，帮助其解决机床设备不足，不能满足学生实训要求的难题。中职学校要好好利用数控仿真系统，及时发现数控仿真系统在数控教学中的缺陷与不足，并积极改进，把数控仿真系统训练和实训操作紧密地结合在一起，推进对学生数控技能的培养，实现数控仿真系统在中职数控教学中的巨大作用。
参考文献
[1]刘杰.浅淡中职数控教学[J].河南农业，2010，31（06）：69-75.
[2]宣国强.数控教学之“五步法”[J].中国教育技术装备，2010（5）：57-63.
[3]刘光定，潘爱民.论数控加工仿真系统在数控教学中的作用[J].现代商贸工业，2010，18（1）：38-52.
[4]王丽哲，付海燕.浅谈数控仿真软件在教学中的应用[J].才智，2010，16（4）：103-117.
[5]毛刚.关于中职生数控加工专业的教学研究[J].职业，2010，19（6）：52-61.
数控加工系统 篇6
科学技术的不断发展与生活水平的不断提高, 使得人们对产品性能、规格、品种提出了更高的要求, 产品的生产周期越来越短, 新产品开发时间的长短与性能的好坏直接影响着企业的市场竞争力, 与此同时计算机技术与计算机图形学的快速发展, 使得计算机仿真技术得到了广泛应用。在此背景下虚拟制造技术 (VMT Virtua Manufacturing Technology) 孕育而生, 它可以实现对生产过程中的产品设计、制造到装配的全程模拟, 并对制造与装配过程中可能出现的不利因素进行有效的预测, 使设计人员可以在产品生产之前及时地提出修改措施, 实现产品从设计到装配过程中的优化, 有效的降低产品的次品率、缩短产品的生产周期、减小产品的开发风险从而提高生产效率与产品的市场竞争力[1]。
虚拟制造技术在机械加工中的重要应用是对加工过程进行仿真。美国国家自然科学研究会以“2020年制造挑战与预测”为题[2], 成立了“制造技术挑战的展望”委员会, 展望了制造业的发展, 提出了两个需要加速发展的突破性技术:亚微米制造技术和企业的建模与仿真技术。其中, 加工过程建模和仿真作为虚拟制造技术的基础性研究已经成为虚拟制造技术发展的关键和亟需解决的瓶颈问题。它可以对机床—工件—刀具构成的工艺系统中的加工信息进行有效预测与优化, 对实现加工过程的在线控制和智能化生产具有重要意义, 同时它也是研究金属切削原理的重要手段。
1 数控加工仿真系统的研究
数控加工仿真系统包括两部分内容:几何仿真与物理仿真。
1.1 数控加工几何仿真技术
早期的加工仿真技术研究主要针对几何仿真, 即通过计算机建模和可视化技术, 实现NC代码的自动检验和加工过程的碰撞、干涉检验。其前提条件是假设加工过程是一个纯几何问题, 不存在任何物理因素。随着几何仿真技术研究的不断深入, 几何仿真已经取得了丰硕的成果。先后出现了一批具有数控加工仿真功能的优秀软件, 如具有代表性的Pro/ENGINEER、UG、Master CAM、CATIA和Delmia等。目前人们在场景建模方面的研究已经相对成熟, 而加工过程中的碰撞干涉检验一直是几何仿真技术亟需解决的难点问题, 学者们对加工过程中的碰撞干涉检验开展了许多有意义的研究工作, 并提出了一些比较成熟的算法。总体上可以将这些算法分成两大类:基于图形的实时碰撞检测算法和基于图像的实时碰撞检测算法[3]。
1.1.1 基于图形的实时碰撞检测
基于图形的实时碰撞检测是利用物体三维几何特性进行求交计算。其检测算法主要有层次包围盒法和空间分割法。层次包围盒法的基本思想是将待检测的物体分别作包围盒, 对包围盒进行求交运算。当包围盒相交时其包围的几何体才有可能相交;包围盒不相交时, 其包围的几何体一定不相交。这样可以排除大量不相交的几何体和几何部位, 快速找到相交的几何部位[4~6]。空间分割法的基本思想是将整个虚拟空间划分成等体积的规则单元格, 以此将场景中的物体分割成更小的群组, 并只对占据同一单元格或相邻单元格的几何对象进行相交测试, 此方法通常适应于稀疏环境中分布较均匀的几何对象间的碰撞检验[3]。Youn和Wohn[7]提出了一种类似于层次包围盒的方法 (如图1所示) , 用层级模型表达来加速碰撞干涉检查的方法。该层级模型将装配体中所有部件构成的结点以层级模式组成在一起, 每个结点与其它结点以及整个装配体都有联系。算法的第一步就是确定一个结点对列表, 表中的每一对结点都有可能发生干涉, 然后再对每一对可能发生干涉的结点进行精确干涉检查, 以确定它们实际上是否发生干涉。但此算法本身受场景复杂程度影响较大, 对复杂场景分析较为困难。所以在保证仿真精度的前提下, 如何进一步提高算法的实时性一直是研究者追求的目标。
1.1.2 基于图像的实时碰撞检测
基于图像的实时碰撞检测是利用物体二维投影的图像及深度信息来进行相交分析。Shinya和Rossignac等人开创性地提出了图形硬件辅助碰撞检验算法。他们在绘制凸体的同时, 保存视窗中物体每个像素上的最大和最小深度值, 并将它们按大小进行排序, 然后根据物体上某一像素上的最大深度值是否与最小深度值相邻来检测相交情况[8,9]。此算法具有以下优点:1) 能有效利用图形硬件加速技术来减少计算机CPU的计算负荷;2) 对同一复杂度的加工场景, 碰撞检验所用时间变化不大, 具有较高的平稳性;3) 算法本身对于场景的复杂性不敏感, 适合于复杂体间的碰撞检验;4) 随着硬件技术的不断发展, 算法具有良好的发展前景[3]。但该方法实用性不高, 因为它需要占用大量的内存来保存深度序列, 且从图形硬件中读取深度值本身就费时, 仿真效率不高。
1.2 数控加工物理仿真技术
随着制造业的深入发展, 人们开始将仿真技术研究的重点转向物理仿真, 物理仿真是将切削过程中的各物理因素的变化映射到虚拟制造系统中, 在实际加工之前进行分析与预测各切削参数及干扰因素的变化对加工精度的影响, 分析具体工艺参数下的工艺规划质量及加工质量, 辅助在线检测与在线控制, 并对工艺规程进行优化。目前物理仿真常采用的仿真模型主要有经验模型、理论模型、有限元模型和人工智能预测模型等[10,11]。在国外存在着工程派和学院派, 预测对象由早期的刀具的使用寿命、切削效率、切削力逐渐转向加工质量预测等[12]。
1.2.1 工程学派与经验模型
工程学派主要依靠长期的工程实践经验建立预测模型, 因此工程学派所建立的模型往往是经验模型。Taylor F.W.是工程学派之父, 他在ASME上发表了题为“On the art of cutting metals”的文章, 被认为是加工过程建模的开始。模型以工程实践为基础, 推导出著名的经验公式:
公式 (1) 中:V为切削速度, T为刀具的使用寿命, n和C分别为与工件材料、刀具材料及其几何参数有关的系数。
该公式将刀具的使用寿命与切削速度建立起联系, 用于预测刀具的使用寿命, 并在后续的研究工作中将该公式扩展到切削力、切削效率及切削温度的预测[13~16]。至今人们仍运用Taylor参数选用加工数据库。虽然经验公式简单, 然而当加工要素发生变化时, 公式中的相关常数需要通过大量实验数据获得, 使得生产周期和成本大大提高, 因此无法适应柔性化制造。
1.2.2 学院派与理论模型
学院派主要利用数学、力学及材料学的相关理论通过理论推导建立预测模型。因此学院派所建立的模型往往是理论模型。Merchant被称为“剪切面之父”, 是学院派的代表, 他主要集中研究正交车削的准静态切削过程 (如图2所示) , 从切屑形成的基本力学关系着手研究刀具与切屑区域内的工件材料的摩擦状态, 根据合力最小原理提出了著名的剪切角计算公式:
公式 (2) 中:β, γ0分别为摩擦角和刀具前角。
著名出版物Oxley P.L.B出版的《机械学模型——用解析法预测切削性能》一书介绍了以传统正交切削理论为基础的预测模型, 涉及剪切角、切削力、应变率、切削厚度、接触温度、刀具——切屑接触长度等内容。解析法建模是在一个更高的理论水准上, 借助数学、力学及材料学中的相关理论, 寻找出加工过程中各物理量的变化规律。但是由于加工过程中各物理量复杂的弹塑性变化, 使得模型无法考虑过多因素, 因此至今没有建立起令人满意的预测模型[13]。
1.2.3 有限元模型
有限元法是在连续体上进行近似计算的数值方法。Erpenbeck, S A和Komvopoulos, K利用有限元方法建立了正交切削过程的平面应力模型 (如图3所示) , 他们基于工件的刀尖区域的有效塑性应变建立了一种新的切屑分离准则[17]。但该模型对不同的工件材料的分离准则选择具有任意性以及对切削力缺乏实验验证。华南理工大学的何振威、全燕鸣等基于有限元法模拟了高速切削中切削热在工件、刀具和切屑中的分配规律[18]。此模型定量的计算出切削加工过程中工件、刀具和切屑中切削热的分配比例, 但是该模型基于如下假设:第一、二变形区剪切变形功全部转化为热量;变形区热源为平面热源;剪切面、刀——屑接触面和刀——工件接触面热源均匀分布;没有热能辐射到外界环境, 使得模型不能准确反映实际加工情况。
由于有限元模型自身的特点, 不适合间断切削加工及铸铁或钢等非均质材料的建模, 并且受不完善的材料模型、三维模型的计算载荷以及难以考虑的随机因素等限制, 所以大多数有限元模型均无法给出精确的预测结果。
1.2.4 人工智能预测模型
随着计算机技术的快速发展, 人工智能技术得到了跨跃式的发展, 出现了许多先进算法, 如遗传算法、时间序列分析、神经网络及专家系统等。人们开始寻求利用人工智能技术对物理仿真进行建模。如J.Gradisek, E综合考虑了生产效率、生产成本和被加工工件的表面粗糙度等因素建立了目标函数, 通过神经网络技术优化了切削参数[19]。但是神经网络建立的预测模型, 其预测精度很大程度依赖于所选用的神经网络的类型, 不同类型的神经网络其预测精度有很大差别。南京航天航空大学的解放等人采用专家系统对切削参数进行验证[20], 但是没有涉及到加工现场的底层优化。天津大学的王太勇和汪文津等人建立基于时间序列的动态车削力数学模型, 能够实时的对切削力进行动态预测[21], 但是该模型忽略了切削力往往表现出非线性, 因此不具有一般性。
1.3 机械加工数据库
20世纪80年代末出现了机械加工数据库。各个国家的相关机构都尽可能多地收集在实际加工过程中已被证明可以得到满意结果的加工数据, 利用这些数据建立计算机数据库, 通过对各种不同数据进行交叉检验, 确认录入数据的可靠性, 并致力开发更加精确、通用性更强的预测模型[22]。然而就当前所建立的机械加工数据库存在以下问题:第一, 在数据分类时没有充分考虑一致性问题, 给使用者带来不必要的麻烦;第二, 不清楚如何考虑机床的影响, 所提供的关于理想工件精度的信息是不精确的;第三, 由于加工过程的复杂性和随机性, 使得加工测量技术仍需要借助大量的实验, 前人的实验数据并不能完全地代替实际生产中可能出现的情况。
2 数控加工仿真系统存在的问题及未来发展的方向
2.1 数控加工仿真系统存在的问题
目前数控加工仿真系统的研究尚处于起步阶段, 还存在着以下五个问题:
1) 仿真的加工类型少, 研究范围窄。机械加工种类繁多, 存在着车、铣、刨、钳、磨、镗等多种加工形式且加工机理复杂, 不同的切削方式和刀具形状, 其切削机理及建模方法有较大的差别, 因此现阶段仿真的内容和方法均局限在很窄的范围内, 主要集中于车、铣两种。即使在这两种加工方法上, 仿真的内容也很有限。如铣削加工中大多数是仿真棒铣刀和端铣刀, 而这两类仿真对其它类型的铣刀 (如加工曲面的铣刀) 却无能为力, 不具有一般性。
2) 国内外一些优秀的仿真软件 (如P r o/ENGINEER、UG、Master CAM、CATIA等) 均利用扩展Z缓冲区的Dexe1法克服复杂的布尔集合运算, 没有任何实体空间描述, 因而图形生成质量较差。同时为了保证图形生成速度的实时性, 其图形显示生成算法大多没有建立光照模型或只模拟最简单的平行光, 致使图形生成方式为区域填充或渐变色, 不符合光学原理;仿真场景中三维实体的视屏投影常采用平行投影, 不符合透视学原理, 使得仿真环境不能表现粗、精加工时主轴转速的变化及工件表面纹理形态, 生成与实际形态不一致的切削模型。其次几何仿真只是笼统的表达刀具与工件运动过程, 不能明确表达机床、刀具、夹具和工件装夹等实际工况并且对数字加工环境的可视化、完整性及实时性表达也不够完善。最后长久以来一直没有解决CAD与CAM之间的瓶颈问题, 即CAPP技术一直没有得到很好的解决。
3) 物理仿真建模难、通用性差及仿真精度不高。加工过程常常涉及较多的干扰因素, 因此在建模的过程中如何处理这些干扰因素, 使得所建模型一方面能够正确反映实际的加工情况, 另一方面又能反映干扰因素的变化对加工精度的影响成为物理仿真建模的关键。同时, 建模过程中, 涉及大量参数和数据, 这些都加大建模的难度;目前的物理仿真系统大多数是针对某一特定的加工方式或某一特定的因素而建立的, 机床类型、加工方式、刀具种类、切削参数及工件材料都事先做好规定, 当某一参数发生变化时, 模型往往需要进行很大的修改或重新建模, 这就使得模型的应用范围受到限制, 模型的通用性较差;在建立物理仿真系统过程中通常引入大量的假设, 如设定工艺系统刚性满足要求, 工件材料均匀分布, 切削参数不发生变化等。这些假设削弱了仿真系统与实际的拟合程度, 不符合实际加工情况。从而导致仿真结果与实际情况不相符, 严重时仿真结果失真。
4) 几何仿真与物理仿真尚未充分结合。几何造型的常用方式有构造实体几何法 (CSG) 、扫略法 (Sweep) 和边界表达法 (B-Rep) , 这些造型法的基本元素点、线、面、体等均由理想几何形状构成, 不含任何物理特性以及基于这种变化所引起物体宏观形状的改变, 以致几何仿真与物理仿真的研究几乎是独立进行的, 二者之间的信息沟通, 数据交互并不能顺畅流动。
5) 仿真手段限制仿真系统的发展, 计算机技术的发展与仿真技术的发展紧密相连, 相辅相承。由于受到计算机软件与硬件的限制使得仿真时间过长、编码工作量大、程序的连续性和可移植性差, 这些问题都限制了仿真技术的发展。目前应用C++语言和Open GL开发数控仿真系统已成为时代的潮流。
2.2 未来发展的方向
由于数控加工仿真系统的研究开展的时间较短, 尚未形成成熟的理论体系, 还不能用于解决实际生产中的相关问题。因此还有许多理论和实际的问题有待进一步研究。数控加工仿真系统的研究还需重点集中在以下五个方面:
1) 建立能够精确模拟实际加工情况并为用户提供精确仿真结果的数控加工仿真系统。美国PTC公司制造部经理Paul Giaconia曾提出[23]:未来数控加工仿真应向精细化及逼真化方向发展。建立能够综合反映加工过程中各物理因素对加工精度影响的工艺模型, 是实现将数控加工仿真系统运用到实际加工环境的关键, 也是实现制造业自动控制与智能控制的必然要求。其次由于现有的仿真模型只是针对某一具体加工方式, 不具有一般性。因此建立通用性较好的仿真模型是虚拟制造技术得以广泛应用的先决条件。
2) 实现仿真方法的多样性。将人工神经网络、有限元法、遗传算法、信号处理、时间序列分析、非线性理论和混沌理论等新方法用于提高建模能力, 以增强仿真模型预测的可靠性和适应性。
3) 几何仿真和物理仿真紧密结合, 构建完整的数控加工仿真系统。数控加工仿真系统包括几何仿真和物理仿真。几何仿真可以对加工过程中任意时刻的几何信息进行提取 (如切削厚度, 切屑几何形状) , 为物理仿真提供依据。只有真正实现几何仿真和物理仿真的无缝连接, 才能给用户提供完整的仿真结果。
4) 实现数控加工仿真系统的网络化。它可以使仿真系统与上层的计算机进行数据交换与共享, 实现CAD/CAM/CAPP/PDM/ERP等系统无缝集成, 能够支持基于网络的各种远程数控服务, 包括远程在线编程、远程数控加工仿真及远程在线控制等。对数控加工仿真系统的发展具有重大意义。
5) 虚拟检测技术需要利用虚拟加工系统中的相关模型对工件的几何量进行测量。因此需要进一步研究如何有效地实现虚拟检测系统与虚拟通讯系统接口之间的信息、数据交换及虚拟检测环境与界面的人性化设计, 从而开发出针对不同测量目标的虚拟检测器具。
3 结论
数控加工系统 篇7
1 数控加工中心的概念与相关原则
1.1 数控加工中心的概念
其实数控加工中心就是从数控铣床慢慢发展变化而来的。随着科技的进步和设计思想的不断更新, 越来越多新技术新概念被运用和实现推广, 使得一切都在革新和完善, 数控加工中心就是其中之一。
但数控中心是从数控铣床发展变化而来的自然就会有许多区别和更为完善的功能, 可以说与之最大区别点在于数控加工中心是可以具有自动交换加工刀具的能力, 这也是它更加完善提高效率的方面。通过在刀库上安装额不同用途的刀具, 使用自动换刀装置最终得以实现更多更全面的加工功能。
1.2 数控加工中心的相关原则
每一项技术每一个设备都是有其相应的原则的, 这样才能有一个规范性, 在实施和运用的过程中才能更好的达到预期的标准, 让目的得以达成, 数控加工中心也是一样, 也需要遵守以下几点原则:
首先是需要合理的保障工件在加工后的精度和表面粗糙度能够更高的达到标准。毕竟数控加工中心只有更好的达成目标需求才能有助于被市场所接受和推广。还有就是尽可能的减短加工路线, 减少空行程时间, 简化计算的工作量, 以此来达到提高加工效率的最终效果, 而数字化自动化的目的就是实现以上的需求。最后及时对于某些重复使用的程序, 可以运用子程序来使整体设计变得更为工整更具有条理性, 减少程序意外发生。
2 仿真系统的结构以及开发要点
2.1 仿真系统的结构
而对于整个仿真系统的总体结构主要由包括公共操作界面、用户控制而板、钻床界面、车削界面、铣削界面和程序编辑界几个主要的部分组合而成, 通过实现以上几个部分, 就能主要达到相应的功能完成。当然除此之外, 还有程序检查解释、仿真计算机以及仿真计算机显示等模块的编写实现将能更好的完善仿真系统的功能实现, 达到预期效果和作用。
一般来讲, 数控加工中心仿真系统的用户界面通常都是采用C++语言编写的动态窗口以方便使用者的的数据操作。在用户主界面上还包括了仿真、操作以及预留这三个动态的窗口来达到为使用者提供一些相应帮助的作用。
2.2 仿真系统的开发要点
仿真系统在开发中也需要注重相应的开发要点:
首先是关于基本流程。在启动仿真系统, 载入相应的数控加工中心模型, 在系统中能够对机床机构有一个合理的认知, 并实现虚拟系统中的相关演示与操作, 最终达到仿真的预期功效。系统开发必须最终保证这些基本流程能够完整实现。
然后是系统开发方面, 主要分为拆装运动仿真模块和任意零部件剖切功能的实现。合理的以这两个方面为关键点为主导就是整个仿真系统的主体功能实现, 解决这两个模块功能的技术难题并使之相应功能实现就是整个系统开发的要点。
3 关于数控加工中心仿真系统的开发
3.1 仿真系统的总体设计方案
对于仿真系统的开发, 在当前能使用的平台很多, 选择合适的且自身使用操作最为熟悉的才能更好的帮助完成设计开发。随后, 在系统功能的设计方面, 主要可分为结构观察、运动编辑以及运动操作等主要功能模块进行设计规划, 目的就是为了达到在仿真系统中有一个实际操作的功效体现。
而在仿真系统的整体架构设计方面, 主要就是基本确定一个系统的大致框架, 在开发时就需要按照框架来进行实施, 使得最终的仿真系统能够达到预期的效果和作用。数控加工模型是整个仿真系统的核心也是操作实施的基础, 模型的实用性将更有利于仿真系统达到相应的预期效果。数据层起到组织和管理作用, 串联起各个功能模块, 应用层的核心观念是“分而治之”, 建立起相互独立的子模块, 更有利于后期的维护更新。
3.2 虚拟数控系统中的相应技术
在程序编译模块可以使用由NC编辑器、NC检查器以及NC翻译器组成。这其中, 编辑器的主要作用就是对于数控文件进行读写。检查器其实就是对使用者所使用的代码和语法进行一个系统的检查, 毕竟涉及编写的代码量还是非常多的, 良好有效的检查就能更快的发现代码中的错, 并将其反馈出来。编译器则是将验证通过的代码进行进一步的扫描确认, 最终发现没有错误后才能够进行生成系统认知代码的操作。
还有就是将仿真系统和网络技术的相互结合。在通信网络模块完全可以使用TCP协议来建立起服务器, 通过一个动态加载Win Sock技术进行实现数控机组与仿真系统的连接, 从而良好的解决了数据共享的问题。
4 结束语
IT时代已经到来, 相应的IT技术包括数字化自动化都在全面运用在人们的生活学习和工作当中。准确的了解数控加工中心的概念和相应开发原则能更好的帮助实施仿真系统的设计开发, 有效合理的使用相应的开发技术并结合相应的网络技术进行配合实施才能更为高效便捷的完成相应的开发目的, 使得整个仿真系统能够真正达到一个模拟实际操作的功效, 完成预期。
参考文献
[1]武珍平.数控加工中仿真技术的应用[J].品牌 (下半月) , 2015, 01:195.
[2]庄磊.关于仿真技术在数控加工中应用的思考[J].科学大众 (科学教育) , 2014, 11:155+180.
数控铣削加工几何仿真系统研究 篇8
数控加工的几何仿真是指根据刀具运动的轨迹与刀具的外型对工件进行切削的模拟过程[1]。传统的方法是使用试切法, 即使用便宜的材料和使用实际的机床进行切削, 以检测是否存在碰撞或是干涉。这种方法费用高耗时长, 降低了生产效率。随着计算机技术的发展, 数控加工几何仿真是保证数控机床拥有高效、优质数控加工程序的重要手段之一。美国国家自然科学基金 (NSF) 和美国军方高技术局 (ARPA) 己联合资助MTAMR (machine tool agile manufacturing research ) , 重点是对金属切削加工过程进行分析、建模。国际生产工程学会 ( CIRP) 组成专门工作小组对目前及未来制造业的生产方式进行认真仔细的分析评估, 发表了“目前加工建模的状态及未来发展趋势”一文[2], 将切削加工过程仿真建模问题列为制造业最重要的研究领域。所以, 数控加工几何仿真已经成为广大科研人员密切关注的课题。
1 数控加工仿真环境的建立
1.1 机床几何模型的建立
数控加工中心的结构虽然复杂, 但它们都是由结构和功能相对独立的数量较为固定的部件 (或称为模块) 组成, 如床身、立柱、主轴、工作台、刀具、夹具、刀具库、机械手、机床外壳、控制面板等。它和实际的数控机床的构成稍有差别, 对一些与仿真无关的部件, 如液压系统、电气系统等, 在几何建模中可以不予考虑, 以简化模型。本系统采用B-rep和CSG混合的建模方法[3]建立虚拟加工环境。
本文在VC++6.0环境下采用面向对象技术结合OpenGL库建立三维图形类, 利用VC++6.0开发了OpenGL应用程序, 解决了OpenGL与窗口系统的接口问题, 实现了虚拟加工中心的几何模型的建立, 程序流程图如图1所示。
a) 建立用户视图区:利用VC的AppWizard可自动创建基于Document/View结构的应用程序框架。在生成的主框架窗口对象中, 实现对主框架窗口的设置, 包括标题栏、菜单栏以及客户视图区域的初始化。
在虚拟机床的设计中有两个视图类, 一个是虚拟操作面板, 另一个是虚拟机床视图, 需要在视图窗口中同时显示这两个视图。这样就需要在主框架窗口对象中实现对视图窗口的切分。切分窗口是通过类CSpIitterWnd来实现的。
b) 创建OpenGL绘制环境:完成了对视图窗口的初始化后, 在OpenGL绘图环境初始化使用OpenGL函数库之前, 需要以特定的过程进行初始化。
首先, 必须重新设置画图窗口的象素格式, 使其符合OpenGL对象素格式的需要。为此需声明一个PIXELFORMATDESCRI PTOR结构的变量pfd, 并适当地设置某些结构成员的值, 使其支持OpenGL及其颜色模式。在结构pfd定义完毕后, 调用ChoosePixeIFormat () 函数确定pfd结构是否存在, 如果返回值为TRUE, 则调用SetPixeIFormat () 为设备描述表DC设置象素格式。
完成了象素格式的重新设置后, 需要为OpenGL建立绘制描述表RC (rendering context) 。绘制描述表RC的作用类似于Windows设备描述表DC。只有建立了绘制描述表RC后, OpenGL才能调用绘图命令在窗口中做出图形。
c) 绘制各部件模型:用OpenGL绘制空间曲面的一般步骤是首先将要绘制的空间曲面分割为一系列小三角形面片, 求出各小三角形面片的顶点坐标及法向量, 然后调用OpenGL绘制图元命令按顺序绘制出这一系列小三角形面片, 即可绘制出所需空间曲面, 按此方法绘制出实体的各个面, 可得到所需实体几何模型。具体过程为:先用OpenGL的显示列表技术把所有的几何图形单元都用顶点来描述, 再用glNewList () /glEndList () 给各几何图形单元划定界限;然后针对每个顶点进行计算和操作, 执行时, 只需用glCallList () 调用即可绘制。
下面以绘制机械手为例演示绘制虚拟机床各部件三维模型过程:
采用上述方法就可绘制虚拟加工环境的各零部件的几何模型
d) 真实感效果处理:要生成形象逼真的虚拟加工中心, 除了建立其较为逼真三维模型外, 还需要采用真实感图形生成技术。因此, 生成高品质的真实感图形显示程序要解决下面一些问题:光照模型、几何模型的消隐处理、显示物体的纹理、要有反走样能力。
三轴数控铣削加工中心几何仿真系统如图2所示。
1.2 毛坯模型的建立
材料去除仿真就是根据工件和刀具扫描体的交集实时修改工件的几何实体。这里就有一个工件建模方法的问题。因为工件尺寸在仿真过程中是不断变化的, 所以它的建模不同于机床框架的建模方法。
分析三轴数控铣床加工有以下特点[4]:1) 只有毛坯的上表面才是加工表面;2) 平行与刀轴的一条直线对于加工的毛坯的上表面的交点有且仅有一个 (对于有通孔的零件可以补上一张假象的平面, 使得毛坯上表面连续) ;3) 毛坯上表面是通过每一点的不同高度来表达加工零件的表面形状的。
正是在这样的条件下, 将Z-MAP方法应用于三轴数控铣削仿真系统工件模型的几何表示才成为可能。
a) 传统的Z-MAP方法:Hsu和Yang[5]提出的Z-MAP方法是一种特殊的基于离散模型的表示方法。该方法的基本思想是将原始的工件模型假定为长方体, 将该长方体在xoy平面的投影得到的长方形按照一定精度离散为多个均匀分布的正方形网格, 从而可以将整个工件模型离散为多个以各个正方形为底面的小长方体集合。
在引入Z-MAP方法建立工件的几何表示后, 刀具对工件实际切削过程的几何表示就被近似表示为离散小长方体高度连续更新 (降低) 的过程, 因此该方法被形象地称为“割草法”。如图3。
b) 改进后的Z-MAP方法:作者在研究过程中采用了Z-MAP方法建立工件的几何表示, 发现该方法仍然存在着不足。基于Z-MAP方法建立的工件模型仅仅是一系列不同高度的小长方体单元的集合, 这样处理的后果是严重破坏了工件模型上表面的几何连续性, 特别是当离散精度较低时, 难以表达切削过程中工件上表面的局部曲面特征。因此作者在传统的Z-MAP方法的基础上进行了改进, 设计了改进的Z-MAP方法, 算法思想如下:
1) 在按照一定的离散精度将工件模型的底平面离散为一系列的正方形网格后, 以各网格点为起点、工件模型顶面为终点可以得到一系列的z向线段;
2) 将所有的z向线段与工件模型上表面的交点按照一定的规则以三角形的形式连接构成的三角形网格面即可被视为工件模型的近似表示 (图4) 。
2 数控加工动态仿真的实现
2.1NC代码翻译
仿真系统不能直接通过NC代码来驱动仿真加工过程, 系统首先读入已编好的NC代码, 对代码做词法和语法检查, 提取刀位特征, 生成刀位文件, 转换成驱动虚拟加工中心模型工作的数据, 这就是NC代码翻译[6]。
NC程序的编译过程如图5。
编译过程是先建立一个与数控代码程序段格式相对应的结构对象, 将此对象作为一个临时的数据缓冲区, 将程序段中的数控加工信息依次读出, 经解释变换后写入NC加工信息文件中, 作为仿真加工的指令和数据。编译解释程序支持对子程序的编译, 同时也支持程序注释行的存在, 其具体的解释过程如下:
a) 逐行读入NC程序, 滤除注释字符和注释代码段, 根据NC程序的有效字符检查规则进行字符有效性检查;
b) 将一行NC程序破解成有效字符与数字的组合, 再进行其他规则检查, 有错误则退出;
c) 执行语义分析与坐标变换, 将变换结果写入坐标NC加工信息文件中:
d) 重复执行a) , b) , c) , 直到数控代码结尾。
2.2OpenGL的动画显示技术
OpenGL的动画是通过双缓存[7] (用MFC编程时象素格式设置为PFD-DOUBLEBUFFER) 实现的。在绘图时, 双缓存提供两个颜色缓存, 在一个缓存中显示时, 在另一个缓存中绘制帧。当一帧图形绘制结束时, 两个缓存切换。为了提高动画显示速度, 须将刀具、夹具、机床等尺寸固定的模型用显示列表形式预先生成三维实体, 在需要时只需调用所需的显示列表, 即可显示相应的三维实体而不需重新计算坐标, 避免了大量的浮点运算。下面以工作台沿x正向移动为例来说明动画实现的具体过程。
a) 添加VM-TIMER消息响应函数:
b) 为控制面板的功能按钮添加消息:
其中SetTimer (1, 200, NULL) 是设置序号为1的定时器, 它每隔200ms会发送一次VM-TIMER消息, 改变一次移动变量m-xtranslate的值, 这样每隔200ms就会改变一次位移量, 画面就会产生移动, 以模拟工作台x方向正向移动。
动态仿真结果如图6, 图7。
3 结语
该系统实现了对加工中的刀具移动、切削等过程的监控和对NC代码正确性的验证。这种方法可以减少或消除因程序错误而导致的机床损伤、夹具破坏或刀具折断、零件报废等问题, 确保了实际加工过程中的安全, 节约制造成本, 缩短生产周期, 提高产品的加工品质和效率。系统不仅可以验证NC程序, 模拟真实加工过程, 而且可以用于教学和培训工作。
参考文献
[1]数控加工的可视化仿真[DB/OL].http://www.china001.com/show-hdr.php?xname=PPDDMV0&dname=V9VDH41&xpos=31.
[2]陈益林.红釉NC铣削加工几何仿真若干关键技术研究[D].陕西:西北工业大学, 2004.
[3]黄明吉.虚拟数控技术及应用[M].北京:化学工业出版社, 2005:140-143.
[4]罗堃.在微机上实现数控铣床加工仿真[J].计算机辅助设计与图形学学报, 2000, 12 (3) :203-206.
[5]Sang-Kyu Lee, Sung-Lim Ko.Development of simulation systemfor machining process using enhance Z map model[J].Journal ofMaterials Processing Technology, 2002 (130-131) :608-617.
[6]肖田元, 等.虚拟制造[M].北京:清华大学出版社, 2004.
数控加工系统 篇9
关键词：教学资源库,教学系统,积件
数控加工技术是机械制造、机械电子工程专业的重要课程。该课程教学中有大量的数控机床、数控刀具、机械加工零件等信息需要展现, 一些重要的教学内容需要采取直观、形象的教学手段加以表达, 以此将抽象而枯燥的理论转为直观的、动态的画面表达出来。因此, 教学中迫切需要计算机辅助教学手段, 开发出一种面向不同教学情景、开放式、可重组、灵活实用的计算机辅助教学软件。
现在很多教师大多不喜欢直接采用别人已开发完的课件, 而是希望能按自己的教学思路和内容来组装课件, 基于这种思想, 近年来提出了在多媒体课件设计时, 以教学素材为核心, 将教学内容通过各种媒体素材, 由授课教师根据教学内容、目标、对象及自己的教学风格、特点, 重新选择、组织、集成, 形成具有自身教学特点的电子教案, 这无疑是一种新型的教学模式, 基于这种思想开发的教学课件, 我们称之为积件式课件。
1“数控加工技术”课程特点
数控加工技术包括“数控机床”、“数控编程与机床操作”、“数控加工工艺”、“机床计算机控制”等多门课程, 是机械制造、机械电子工程专业的重要专业课程。贯穿于课程的主要内容有:数控机床结构、数控系统与原理、数控编程与机床操作、数控刀具与夹具、数控加工工艺等等, 所涉及到的数控机床千差万别, 各种刀、夹、量具种类繁多, 数控加工工艺包罗万象, 虽然教材中对这些内容都有详细的描述, 但由于学生没有感性认识, 对很多知识点, 很难尽快地理解和掌握, 因此, 对这样一门专业性、实践性要求很高的课程, 需要一个计算机辅助教学系统, 将难以理解的课本知识变成图、图片, 视频、音频、动画等形式, 给学生以直观的感性认识和详尽的理论指导, 提高教学效果和教学质量。
根据多年的教学经验, 在研究了传统的CAI课件基础上, 发现积件式课件很适合数控加工技术的课程教学。因为积件是以知识点和微教学单元制作的多媒体素材或小课件, 它们独立地存在于教学资源库中, 所以我们可以把有关数控加工技术的教学内容进行拆分, 用多媒体开发工具针对某一段教学内容进行开发, 本质上它们是一个个知识点, 形式上可以是一张张图片或图形, 一段段动画、录像或解说词、一个个文档或可执行文件等多种形式, 比如:用视频表现机床的结构和加工过程、用动画说明工件装夹和对刀过程, 用图片、图像和声音讲解各种刀具结构特点, 用文档和图形完成思考与练习题单元的内容等等, 知识的呈现和表达直观、形象、具体。由于积件是按知识点来组织素材的, 并且具有开放、可任意组合和可重复利用的特性, 因此它不受教材版本的限制, 可适用于与“数控加工技术”相关的各门课程, 大大提升了教学软件的开发和使用价值。
2“数控加工技术”教学系统设计
2.1 积件式教学系统的组成
主要由三部分组成: (1) 后台数据库:是积件管理系统的基础, 利用数据库技术实现对积件库中的素材和记录进行统一管理; (2) 积件库:是积件管理系统所要管理的对象, 是教学资料及其表达方式的集合; (3) 积件组合平台:是积件教学系统的基础, 是供教师和学生用来对教学资源进行开发、管理、组合、处理、生成教学软件并最终用于教学的软件环境。
2.2 模块功能设计
积件式教学系统分系统管理员和普通用户两种使用功能, 系统管理员具有文件管理、用户管理和教学内容浏览权限, 普通用户只具有教学内容浏览权限。
2.3 用户前端软件设计
用户前端软件是积件库管理系统的一个重要组成部分, 是用户使用积件组合平台的接口。本设计选择Delphi7.0软件作为应用程序的前端开发工具。Delphi为可视化的程序设计语言, 其应用程序界面就是窗体。主要进行了以下窗体的设计:主窗体、文件管理窗体、用户管理窗体、文件浏览窗体、用户登录窗体等。
(1) 主窗体。
主窗体的设计在系统设计中占有重要的地位, 因为只有界面友好、操作方便的软件才能被用户所接受。
(2) 文件管理窗体。
文件管理窗体的设计, 使用第三方控件Tdx Tree View组件作为功能目录树, 使用TBbutton作为工具按钮, 分别完成了对系统树节点添加、删除、编辑的功能;浏览、检索文件 (包括图、图片、文档、文本、视频、音频、Atuo CAD文件及Flash动画等) 的功能;对系统后台文件的添加、编辑和查看功能。
(3) 文件浏览窗体。
按素材的字段设计, 根据查询条件实现对教学资源库中素材的查询和浏览功能。考虑到教学过程中的效果, 还为本窗体增加了全屏浏览功能, 即:“查看图片”、“查看文档”、“查看dwg”、“查看视频”、“查看word”、“查看ppt”、“文本全屏”、“图片全屏”、“返回”等, 文件浏览窗体。
2.4 积件数据库设计
2.4.1 建立数据库
数据库的设计是整个积件组合平台的核心, 本系统采用Microsoft SQL Server2000作为数据库服务器。数据库是积件式课件最基本、最底层的数据源, 整个积件系统的开发工作都是以数据库为基础。
“数控加工技术”教学系统数据库名为“skjgdb”, 它包含两张表:系统用户信息表tb_power和系统内容表tb_tree。
每个表的字段名称, 字段的数据类型, 字段的大小应预先设计好, 在录入数据时要严格按照规定来写入。其中将管理员和用户信息合并在tb_power表中存储, 用权限加以区别, 在管理员权限下登陆系统的用户管理模块, 可以通过区别权限来添加管理员或者普通用户, 管理员通过这个模块来分配用户名和密码, 提高了系统的安全性。
表tb_tree作为系统功能目录树各个节点内容的信息存储表, 用来建立和存储教学资源库的信息, 它在系统的设计过程中占有极其重要的地位。
2.4.2 数据库连接
连接前端Delphi语言和后台数据库SQL Sever, 可以通过将Delphi的数据控件集成在一个数据模块的窗体上, 采用ADO控件直接与数据库相连的方法来完成。
3 结语
该教学系统的软件已调试通过, 它具有操作方便、可维护性和可扩充性等特点。随着多媒体网络技术的不断完善, 教师和学生之间、学生与学生之间可以建立起更为便捷的交流平台, 基于积件理论的教学软件必将在教学中发挥更大的作用, 它可将教学中的各个环节和各种教学资源向学生开放, 便于教师因材施教, 也便于学生自主学习, 优化教学过程。因此, 这种教学手段是教学改革深入发展的必然, 也是教学方法现代化的发展趋势。
参考文献
[1]王召才.CAI课件发展的必然趋势--积件[J].电化教学, 2001 (6) :30～31.
[2]黄晓峰, 刘楷.多媒体积件组合平台的制作[J].现代教育技术, 2003 (5) :40～44.
[3]张莉, 王强, 赵文昉.SQL Server2000数据库原理及应用教程[M].北京, 清华大学出版社, 2003, 1.
数控加工系统 篇10
关键词：数控加工；宏程序；球面
宏程序在现在或者以后的数控加工中都能用到，而且在加工有规律的工件时无论是加工速度还是加工精度都比自动编程来得好，手工编程是基本功，任何时候都是必须掌握的。不能落在一边，要利用起来，不能单纯的依赖自动编程，现在的全国数控大赛只允许手工编程，而且国外的一些数控相关的考试都是采用手工编程，不允许使用CAD/ CAM 软件进行编程，而且宏程序又是手工编程中最精华的东西，可见宏程序的重要性。
因此本课题主要目的是在SIEMENS数控机床上探讨和研究宏程序到底有什么功能，一方面比较一下宏程序和自动编程之间的优异性，另一方面也比较一下SIEMENS宏程序和Mastercam编程法拉克机床编程之间的区别，其最终任务是用宏程序编写出圆球或者椭圆球体，并在机床上加工出来。
1.外球面的粗加工分析
外球面在粗加工时为了加快切削效率，可以采用平底立铣刀，下刀后采用自上而下以等高的方式逐层去除余量，然后用GO2走刀（顺时针走圆），在每层加工时如果被去除的部分的宽度大余刀具半径即R11≥0，则还需要进行G02走刀。具体外球面粗加工走刀过程如图1所示。具体外球面的粗加工流程图如图4。
2外球面粗加工子程序示例
L1001 子程序名
R1 = A； A—外球面的圆弧半径；
R2 = B； B—平底立铣刀半径；
R3 = C； C—外球面起始角度；
R4 = I； I—球面终止角度；
R17 = Q； Q—Z坐标每次递减量；
R24 = X； X—球心在工件坐标系中X坐标；
R25 = Y； Y—球心在工件坐标系中Y坐标；
R26 = Z； Z—球心在工件坐标系中Z坐标；
TRANS X=R24 Y=R25 Z=R26； 在球心建立局部坐标系；
G01 X0 Y0 Z=（R1+30）； 定位至球面中心上方安全高度；
R5=R1*COS（R4）； 终止高度上接触点的X坐标值；
R6=1.6*R2； 步距设为刀具半径的百分之八十；
R8=R1*SIN（R3）； 任意高度上刀尖Z坐标值设为设为自变量；
R9=R1*SIN（R4）； 终止高度上刀尖Z坐标值；
KK1：X=（R5+R2+1）Y=0； 每层快速移动到毛坯外侧；
Z=（R8+1）； 直线下降到R8+1处；
R18=R8-R17； 当前加工深度对应的Z坐标；
G01 Z=R18 F150； 直线下降到当前加工深度；
R7=SQRT（R1*R1-R18*R18）； 任意高度上刀具与接触点的X坐标值；
R10=R5-R7； 任意高度上被去除部分的高度；
R11=TRUNC（R10/R6）； 每层被去除宽度除以步距并上取整；
KK2：R12=R7+R11*R6+R2； 刀具中心在X方向上移动的X坐标目标值；
G01 X=R12 Y0 F1000； 以直线切割移动到第一目标值；
G02 I=-R12； 顺时针方向取整圆；
R11=R11-1； 自变量R11依次递减1；
IF R11 >= 0 GOTOB KK2； 如果R11≥0即还未走到最后一层，循环2继续；
G01 Z=（R1+30）； Z方向提刀到安全高度；
R8=R8-R17； Z坐标R8递减R17；
IF R8>R9 GOTOB KK1； 如果R8>R9，循环1继续；
G01 Z=（R1+30）； 提刀到安全高度；
TRANS； 局部坐标系取消；
RET。 R参数子程序结束，返回上一级程序。
3 结语
我们在加工圆球和椭球过程中，我们明显的感觉到宏程序编程的优点，比如，它的程序语言比较简短，程序的适用性比较广。对于不同尺寸的椭球和椭圆，我们只要修改其参数，就能很快的加工出来。所以说，那些结构相同或相似并且按一定规律分布的工件，使用宏程序通过指令调用通用程序，加工时只要给参数赋实际值即可，不需要逐一编程，使得调用加工时更加方便、快捷、省时，在实际生产中有很大的应用空间。关于零件加工的表面质量问题，如果我们能够减小每次切削余量，工件的表面质量将会更好。
参考文献：
[1]陈银清.宏程序编程在数控加工中的应用研究[J].机床与液压，2009，05：42-45.
[2]王宏.数控宏程序编程的三个关键步骤[J].机械制造与自动化，2007，05：48-50.
浅析数控加工虚拟实训系统的开发 篇11
1 实训系统功能分析
数控加工虚拟实训系统需要尽可能真实的模拟和仿真实际机床操作和加工零件的过程, 同时也要具有高度模拟加工车间的环境, 能够使学习者融合到虚拟环境中去, 还要能够反映出现实世界中的各种数控加工机床的特征和实际工作状态, 这样才能使学习者产生强烈的沉浸感。同时应利用计算机网络技术, 实现常规实训无法实现的功能。因此应实现以下几大功能: (1) 虚拟场景的漫游功能。让学习者按照预先设定的路径或使用鼠标、键盘及其它虚拟交互设备快速的浏览整个虚拟实训系统, 熟悉虚拟实训室的布局和加工环境等, 增强学习者对系统的整体认识。 (2) 动态人机交互功能。拥有良好的人机交互界面, 并实现机床的运动、工件装夹、零件仿真加工等一系列真实机床所具用的常规功能。同时为虚拟交互设备提供数据接口, 真正实现身临其境的沉浸感。 (3) 其它辅助学习功能。根据数控加工实训教学的需要, 适当的在系统中加入数控机床工作原理、机床结构及操作的辅助学习资料, 为学习者提供一站式的数控加工学习系统。
2 虚拟实训系统的结构
数控加工虚拟实训系统包含虚拟场景、虚拟人物、学习模块和仿真加工四大模块, 除了数控加工设备、辅助夹具和厂房模型外, 系统还包含了相关的理论学习资料、教学视频及加工案例等学习资料。系统的总体结构如图1所示。
为了增强系统的适应性, 采用模块化的开发技术, 可以随时根据客户的需求添加相应的设备和实训内容, 满足不同用户的实际需要。
3 总体开发流程
依据数控加工虚拟实训系统的开发功能和总体要求, 使用UG等建模软件构建机床三维模型, 同时使用Photoshop创建模型表面的贴图素材, 通过数据接口将装配模型和贴图素材导入到3ds Max2010中, 优化三维模型, 并进行贴图渲染, 增强真实感, 然后再通过Virtools_Exporter_for_3ds Max插件将模型转化为*.nmo格式导入到Virtools开发平台中。而后利用Virtools的实时渲染引擎, 在Virtools软件中对材质和灯光做进一步的处理和调整, 最后再使用Virtools完善的交互引擎提供的BB模块、VSL、SDK等模块进行交互程序的编制, 所有项目完成后, 再对系统进行整体测试, 完成之后输出为网页格式进行发布。归纳起来, 其具体开发流程如图2所示。
结束语
网络虚拟实训系统的使用, 将大大的节省仪器设备的投入、提升实训教学的安全系数、改善实训教学环境、拓宽学生学习渠道、丰富实训教学手段、提高实训教学质量。虚拟实训系统是一个复杂的三维系统, 不是设备模型的简单堆砌, 需结合客户的实际情况和需求进行相应的开发。同时, 开发工具的选择也是非常重要的, 好的开发工具往往能起到事半功倍的效果。
参考文献
[1]古耀达.医疗过程虚拟示教系统中的行为仿真研究[D].广州:广东工业大学, 2007.
[2]曾创奇.关于高校教学型虚拟实验室建设的现状与建议[J].科技资讯, 2007, 18:114-115.