VR数控技术教学是什么 VR数控技术教学如何应用

随着科学技术的迅猛发展，新的教学手段不断涌现，继多媒体技术之后，教学技术领域又出现一种新型教学媒体，它就是虚拟现实技术。虚拟现实技术是近几年来国内外科技界一热点。

一、简介

随着科学技术的迅猛发展，新的教学手段不断涌现，继多媒体技术之后，教学技术领域又出现一种新型教学媒体，它就是虚拟现实技术。虚拟现实技术是近几年来国内外科技界关注的一个热点，它的兴起，为人机交互界面的发展开创了新的研究领域，为各类工程的大规模数据可视化提供了新的描述方法。 目前，虚拟现实技术已广泛应用于航空航天、医学实习、军事训练、建筑设计、教育培训等众多领域。以计算机仿真和数控加工技术为基础，利用计算机来模仿真实的数控设备工作环境，形成了虚拟数控技术，如将其应用于数控技术教学上，必将对整个教学产生深远的影响。

二、虚拟现实技术在数控技术中的应用

随着我国经济建设的飞速发展，社会各行业对制造业提出了更高的要求，数控技术是现代机械制造业的核心技术，其技术的应用水平将直接影响产品的加工水平。在现今数控技术人才极度缺乏的情况下，如何将最新、最实用的数控技术高效地传授给数控技术学习者，是数控技术教学要着重考虑的问题。由于数控技术教学和培训都离不开数控机床，而数控机床本身价格比较昂贵，限制了学校的购买能力，若采用计算机建模和仿真技术来模拟实际的数控加工环境，同样可以让学生尽快熟悉数控机床的加工环境与真实的加工过程，从而提高数控技术的教学效果和教学质量。虚拟现实技术可从以下几方面应用在数控技术教学上。

三、利用虚拟现实技术实现数控教学仪器、设备、加工产品的立体展示

在传统教学中，学生只有通过在书本上察看各种教学仪器设备的平面图形，或在现场观察实际的教学设备外形来获得各种感性认识。平面的图形限制了学生的空间想象能力，实际现场教学又增加了学校的投入。采用使用虚拟现实，我们可以构建一个与实物同样的三维物体，如采用Pro/E建模，将各种教学仪器、设备和产品进行实物虚化，将这些物体以立体形式存放在虚拟教室中，我们只要进入这个虚拟空间，就可随时随地地认识这些仪器设备，而且可观察到设备内部的结构，可辅助数控技术教学的学习过程，增强理解能力，提高学习效果。5.2利用虚拟现实技术进行模拟实验和仿真教学

四、利用虚拟现实技术进行模拟实验和仿真教学

在教学中，许多昂贵的实验、培训器材，由于受价格的限制而无法普及或有许多实验是根本不可能做的，如果利用虚拟现实技术，建立虚拟实验室，学习者便可以走进这个虚拟实验室，身临其境般的操作虚拟仪器，如进行各种虚拟的数控系统的连接与组装。这种实验既不消耗器材，也不受场地等外界条件限制，可重复操作，直至得出满意结果。虚拟实验室的另一优点还在于其绝对的安全性，不会因操作失误而造成人身事故。 另外，我们还可利用虚拟仿真技术，制作虚拟仿真软件，在多媒体计算机上进行数控机床操作面板的认识操作训练，进行模拟编程训练并产生加工结果的仿真，可有效地解决教育机构实验条件与实验需求，实验效果之间的矛盾。

五、利用虚拟现实技术实现的数控加工仿真教学系统

随着虚拟现实技术及计算机技术的发展，出现了可以模拟实际数控机床加工环境及其工作状态的计算机仿真加工系统，这就是某一特定数控系统借助计算机软、硬件的功能，通过实验者的控制在计算机上演示，分析数控加工从零件设计图到动态切削演示的实现的全过程。仿真机床操作的整个过程包括：毛坯定义、工件装夹、压板安装、基准对刀、安装刀具、机床手动操作等内容。虚拟数控加工仿真教学系统完全模拟真实零件的加工过程，可以检验各种数控指令是否正确，能提供与真实机床完全相同的操作面板，其调试、编辑、修改和跟踪执行等功能也一应俱全。学习者可身临其境的操作各类数控加工设备，能有充分的机会去练习数控加工中的常用操作，如基本运行方式的选择操作、对刀操作、补偿量的确定及输入输出操作和程序的编辑修改操作等。解决了初学数控技术者需要的大量操作练习，提高了机床操作训练的时间。把数控加工仿真教学系统引入到教学之中，这样既可以避免因误操作造成价格昂贵的数控机床的损坏，又可以使操作人员在对仿真数控机床操作过程中产生现场感和真实感。同时由于其成本较低，可以大量地配置终端，彻底解决了数控机床数量不足的难题，使每位学生都能有足够多的实践机会，从而为数控技术教学提供良好的教育平台。

六、实现虚拟仿真教学与真实生产加工的联系

数控加工仿真教学系统既能单机系统独立运行，又能实现在线运行。独立运行即机床模型方式，其培训设施只需一台计算机，数控机床的模拟操作在显示屏显示的仿真面板上进行，而零件切削过程由机床模型通过三维动画演示。在线运行即机床工作方式，在这种方式下，教学系统将与实际机床连接，由硬件实现零件切削过程，这时除了操作者是用仿真面板操作外，其它则与实际机床的真实情况一样。由于数控加工仿真教学系统具有完善的图形和标准数据接口，用户既能在真实的环境中运行虚拟机床，又能观察它的各种运行参数，并能将其他CAD/CAM软件，如Pro/E、UG、Mastercam等产生的三维设计后置处理的NC程序，直接调入加工。

七、虚拟现实技术可实现网络数控培训及考核

虚拟数控机床强大的网络功能，可实现远程教育培训，它不仅在局域网上具有双向互动的教学功能，还具有基于互联网进行双向互动的远程教学功能，数据传送可以采用卫星、宽带等方式进行。这使得数控培训远程教学名副其实，而且还可采用远程网络学习、作业、考试等功能，并实现答卷保存、自动评分、成绩查询和分析等功能，轻松实现无纸化的考核与测评。

八、虚拟现实技术在教育应用中存在的问题及展望

可以预测，随着经济和技术的不断发展，虚拟现实技术将日益广泛地应用于教育教学领域。但目前的虚拟现实技术还存在一定的问题，主要表现在：

1虚拟环境与真实生产的差异

2虚拟现实的效果还有待加强

3硬件环境还有待提高

4实现成本问题还有待降

低虚拟现实技术作为一种新型的教学媒体，目前已引起教育界的极大关注。随着计算机技术的发展，虚拟现实的硬件与软件成本的逐渐降低，这种新的教学媒体必将广泛应用于教育教学中，最终在现代教育领域中发挥其重要作用。