研發(fā)模具加工的虛擬實驗系統(tǒng)平臺
模具設(shè)計與制造在整個制造業(yè)中占據(jù)著非常重要的地位，其綜合了各種加工新技術(shù)[1]。在模具設(shè)計與制造方面的實驗項目所需設(shè)備中，單件投資都比較大，而實驗設(shè)備、實驗場地等實驗條件更是難以在短時間內(nèi)得到相應地改善，造成實驗難以全面了解和掌握模具的設(shè)計與制造技術(shù)知識。因此，快速、精密的數(shù)字化設(shè)計與制造成為快速掌握模具設(shè)計與制造技術(shù)的發(fā)展趨勢。針對以上現(xiàn)象,借助信息技術(shù)和多媒體技術(shù)、聯(lián)系當今相關(guān)科技的發(fā)展,為為快速掌握模具設(shè)計與制造技術(shù)開創(chuàng)實驗模具加工試驗環(huán)境成為解決問題的有效途徑[2-3]。一、虛擬實驗系統(tǒng)總體設(shè)計虛擬仿真實驗系統(tǒng)是利用Visual C++6.0工具開發(fā)創(chuàng)建的一個可視化實驗操作環(huán)境，通過虛擬建模技術(shù)在系統(tǒng)中構(gòu)建每一個可視化仿真實驗儀器或設(shè)備，通過操作這些虛擬的實驗儀器或設(shè)備，可進行各種實驗，達到與真實實驗相一致的教學要求和目的，虛擬仿真實驗系統(tǒng)的開發(fā)是虛擬仿真技術(shù)、計算機技術(shù)和專業(yè)理論知識多方面結(jié)合的結(jié)合。虛擬仿真實驗系統(tǒng)將虛擬實驗技術(shù)和模具擬實拆裝引入模具設(shè)計與制造模塊中，添加有關(guān)模具加工、模具裝配，模具結(jié)構(gòu)設(shè)計和CAD、CAM等視頻資料，建立數(shù)字化模具設(shè)計與制造綜合實驗平臺。通過計算機虛擬實驗，可以有效地減少設(shè)備投資和實驗時間、強化學生的學習效果[4]。系統(tǒng)總體設(shè)計模塊分類如圖1所示，其中反映了本系統(tǒng)包含的模塊和要設(shè)計的主體內(nèi)容。二、各分系統(tǒng)設(shè)計及其功能簡介1.精工虛擬加工模塊為此，眾多的高等和中等專業(yè)學校都開設(shè)了精工機床和編程等課程，但缺乏了實際操作的經(jīng)驗。利用計算機來模擬精工編程的操作，可使實驗成本大幅降低，而實驗質(zhì)量和效率卻可大幅提高，既增加了實踐機會，又節(jié)省了開支[8-10]。精工虛擬加工模塊是針對精工編程來設(shè)計的，通過本模塊的使用，可以鞏固和提高精工編程知識。精工虛擬加工模塊界面分為三個區(qū)域，分別為精工加工顯示區(qū),編程操作鍵盤和程序顯示屏,如圖2所示。單擊編程開始按鈕“M”，程序顯示屏顯示程序名，即可以進行精工編程，其工作方式按圖3流程圖進行。單擊圖形顯示按鈕“后退”，在顯示區(qū)顯示要加工的零件圖紙，然后根據(jù)圖紙和加工路線，結(jié)合現(xiàn)有編程代碼，完成精工編程。單擊“后退”按鈕，零件圖紙及編程代碼在加工顯示區(qū)顯示出來，如圖4所示。精工編程完成后，單擊“加工”按鈕，系統(tǒng)自動判斷程序是否正確，正確的編程將進入下一環(huán)節(jié)，在加工顯示區(qū)播放加工過程，如圖5所示，錯誤的編程將出現(xiàn)程序錯誤提示，需要重新檢查并修改精工程序。2.模具擬實拆裝模塊模具結(jié)構(gòu)拆裝實驗,是模具設(shè)計與制造專業(yè)必開的實驗項目,目的是讓學生熟悉典型模具的結(jié)構(gòu)特點和工作原理,了解模具中各個零件相互間的裝配關(guān)系,掌握導向件、卸料件的設(shè)計方法以及模具與使用設(shè)備的安裝關(guān)系等。利用計算機的數(shù)字化模具拆裝實驗與實際中的實驗具有相同的效果,所以模具擬實拆裝模塊有較好的實際意義。模具裝配是根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)特點和技術(shù)條件，以一定的裝配順序和方法，將符合圖紙技術(shù)要求的零件，經(jīng)協(xié)調(diào)加工，組裝成滿足使用要求的模具。模具擬實拆裝模塊界面分為三個區(qū)域，即控制區(qū)、練習區(qū)和顯示區(qū)，如圖6所示。單擊按鈕“模具零件”，在顯示區(qū)顯示所練習的模具的零件圖片，有模柄、導套、導柱、上模板、下模板、凸模、凹模、凸模固定板、上墊板、導料板、彈性卸料板、下墊板，每單擊一次，顯示一個零件的三維實體零件圖。當單擊按鈕“安裝演示”，在顯示區(qū)播放模具的安裝步驟和安裝過程。單擊按鈕“拆卸演示”，在顯示區(qū)播放模具的拆卸步驟和拆卸過程。通過觀看演示，懂得實例模具的拆裝步驟，為進一步練習奠定基礎(chǔ)。看完模具安裝演示后，接下來是模具的安裝練習。通過觀看安裝演示后，知道安裝步驟和安裝的具體過程，這樣學生就有感性的認識。單擊“安裝練習”按鈕后，激活練習區(qū)中的各按鈕，開始模具的安裝練習。單擊“下一步”按鈕，步驟區(qū)顯示模具安裝步驟，提示區(qū)顯示練習的提示（提示選擇多少個零件），在零件區(qū)里根據(jù)步驟選擇正確的零件，單擊“確定”按鈕，系統(tǒng)自動判斷選擇的零件是否正確，正確的在顯示區(qū)播放安裝過程，錯誤的重新選擇。其練習流程圖如圖7所示。3.用戶管理模塊進入模具加工虛擬實驗系統(tǒng)主界面之前需要進行登錄，用戶要填寫用戶名和密碼，通過才能進入主系統(tǒng)。單擊確定后系統(tǒng)自動把用戶名和登錄日期保存到“D:\\note0.txt”下，作為參加學習的一個記錄。通過登錄對話框系統(tǒng)自動進入主界面。主界面有標題欄、菜單欄、工具欄、主窗口和狀態(tài)欄。標題欄顯示系統(tǒng)的名稱；每一個菜單下有各自的菜單命令；工具欄是一系列工具按鈕的組合，當鼠標指針停留在工具欄按鈕的上面時，主窗口底端的狀態(tài)欄上顯示該按鈕的一些提示信息，并且如果指針停留時間長一些，就會出現(xiàn)一個小的彈出式的“工具提示”窗口，顯示出按鈕的名稱，工具欄上的按鈕和菜單命令相對應，提供了一種執(zhí)行經(jīng)常使用的命令的快捷方法；主窗口是工具區(qū)；狀態(tài)欄是提示作用。4.精工加工實例模塊多媒體以它豐富的多媒體形式—聲音、圖片、動畫、音樂、視頻等，******程度地調(diào)動視聽感官系統(tǒng)。在精工加工實例模塊中，主要添加了視頻資料，包括精工加工實例、模具虛擬拆裝動畫、塑料模具結(jié)構(gòu)設(shè)計動畫以及沖壓模具結(jié)構(gòu)設(shè)計動畫等。精工加工實例模塊界面分三個區(qū)域：控制區(qū)、加工顯示區(qū)和圖片顯示區(qū)，共有四個實例，每個實例分幾步完成加工，每點擊一個實例按鈕，在圖片顯示區(qū)里顯示相應的二維圖和三維圖，在控制區(qū)里，點擊每一步按鈕，在加工顯示區(qū)里播放相應的加工過程?？刂茀^(qū)的步驟按鈕將被激活，實例加工共分為幾個步驟，單擊相應的控鍵可激活相應的加工視頻資料。具體部分視頻資料如圖8所示。三、結(jié)語通過模具加工虛擬實驗系統(tǒng)平臺的應用，能在較少的時間內(nèi)掌握有關(guān)現(xiàn)代模具設(shè)計與制造技術(shù)綜合知識，在感知和訓練方面得到有效地提高，對于強化模具加工效果、減少實驗準備工作量，提高實驗效率，減少實驗開支都具有現(xiàn)實和積極的意義。本文由海天精工文章整理發(fā)表，文章來自網(wǎng)絡(luò)僅參考學習，本站不承擔任何法律責任。http://m.himslangfull.com加工中心專業(yè)制造