124182444数控机床解决方案.docx

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124182444数控机床解决方案

数控机床解决方案

一、数控机床行业常遇到的如下问题：

 1．数控机床由于其结构复杂（包含电路、机械、工具备件等内容）、体积庞大，无法观察到产品的细节和内部构造；

  2．数控机床价格昂贵，身价从几十万到上千万元不等，新人实际操作容易出现失误，导致机器磨损，产生大量的维护维修费用，给企业造成经济损失；

 3．售后服务困难，需要长期安排专业的技术人员上门跟踪服务，而专业技术人才短缺的客观存在，需要投入大量人力成本；

 4．数控机床生产企业的产品展示局限于产品局部外观，且不够生动形象，客户无法对产品做深层次的了解；

 5．数控机床产品销售过程中，外地客户经常需要上门实地考察才能了解机床的运转等情况，程序复杂，耗时又费力，常会导致与有意向购买的客户失之交臂；

 6．数控机床培训大多局限于理论学习，实际操作机会少，培训效果不明显；

 7．培训需要投入大量实体数控机床设备给学员进行实训，培训费用高，投资大；

 8．传统数控机床培训大多为“一对一”的教学模式，大大增加了培训投资，且无法同时进行多人培训，降低了培训效率；

  9．各种数控机床职业技能鉴定考试限于理论考试，无法真实检验学员的学习效果和操作技能；

 10．数控机床工作原理复杂，不够直观，培训师往往需要花大量时间和精力去解释，且培训效果不明显；

 11．传统数控机床操作人才的的培训需要3-5年，周期长，且无法随着各种数控机床的革新而及时有效的熟悉新机床的部件及操作方法……

二、我们能为您带来什么？

通过创壹软件全球领先的虚拟现实技术研发的“创壹虚拟数控机床培训系统”可以实现以下功能：

 1．系统建立逼真的三维互动机床模型，可以通过计算机模拟出各个角度看到的机床的视觉效果（包括内部结构原理展示），从而激发学员的学习兴趣，提高学员的动手操作能力；

  2．对数控机床的每一个部件及组装过程都作动态展示，让用户能熟悉机床的构造并能熟练的进行设备的拆装，同时配合相应的语音文字来介绍产品的性能、状况；

 3．全真模拟数控机床工作运转时的动态，并进行操作演示，用户想看机床的哪个部位就可以看哪个部位，在第一时间内了解机床的工作原理；

 4．对所有的电路进行仿真模拟，全方位的让学员了解并掌握数控机床的结构及原理；

 5．系统中设置的“虚拟故障模拟系统”，可进行多种情况下不同部件的机械及电路故障排除模拟操作，从而能够积累实践经验，为您减少售后服务成本；

 6．系统设置了与真实万用表、示波器一样的“虚拟万用表”、“虚拟示波器”，在该电路系统中用户就可以实现测算、仿真和调试等功能；

 7.系统支持多人同时在线学习，突破了区域限制，既节约了培训时间，提供了培训效率，又能降低对设备的耗损；

 8.系统具有可扩展性，可以随时增加数控机床的虚拟拓展模块，使系统能紧随市场数控技术最新发展需求；

 9．将该系统放到贵司网站，世界各地的客户都能通过网络，在逼真的模拟现实环境中熟悉您的机床产品，从而产生兴趣，完成销售；

 10．将我们为您精心制作的创壹虚拟数控机床培训系统刻录成光盘，直接传递给您的潜在客户；

 11．运用创壹虚拟数控机床培训系统方便企业培训，减少了大量的实体器材成本，便于携带，操作方便…..

三、创壹虚拟数控机床培训系统模块内容

       创壹虚拟数控机床培训系统是厦门创壹软件有限公司以培养数控机床维修、维护的优秀人才为目的而研发的数控机床培训操作平台。

该系统基于“创壹Web3D虚拟现实平台”运行的网络虚拟实验3D环境，采用虚拟现实技术制作数控机床主机及其部件，并具有逼真3D互动虚拟实验、3D动画演示与相关原理文字自动同步显示、3D数控机床模型或其部件模型任意方向旋转及视点变换的功能。

能够实现大量并行用户快速下载及构建渲染动态3D场景，确保用户与3D场景互动的即时性，所有部件都可360度全方位观看，具有直观立体，真实互动的效果。

       整个系统包括三个基本模块：

教学模块、实训模块、考核模块。

教学模块包括数控机床（包含概述、机械原理、机电控制、虚拟实验、工具备件等）和数控系统（包含FANUC、Siemens、华中、广数等几大系统）两大部分，同时为电路及故障排除提供了一个逼真的三维虚拟环境和符合人们自然交互习惯的人机交互界面。

（一）教学模块

1.数控机床

       数控机床部分包括概述、机械原理、机电控制、虚拟实验、工具备件等内容，指导学生进行理论学习及互动操作演示。

学员通过该部分的学习，便可在没有操作实体机床的情况下熟悉数控机床的各零部件，熟悉数控机床的安装、拆卸流程，进行虚拟实验，熟悉各种工具备件的应用等，真正实现对学员的虚拟教学，可以大大提高学员的学习兴趣和学习效率。

（1）概述

       通过对数控机床的原理及功能介绍，让学员通过对概述的初步了解学习，加深对数控机床的理解。

（2）机械原理

       通过对数控机床整机的综合性详细演示，学员可以熟练的掌握数控机床的结构原理，对整机进行正确的拆卸与安装，对机床产品进行虚拟仿真操作，而且还可以进入“虚拟故障模拟系统”进行多种情况下不同部件的机械及电路故障排除模拟操作，从而能够积累实践经验，为机床企业减少售后服务成本。

       加工中心：

加工中心由输入装置、数控装置、伺服与测量反馈系统、机床本体、主轴箱、工作台与进给装置、刀库、底座与立柱组成。

在对学员进行教学过程中，每一个操作步骤、过程及拆卸工具的选用，系统都有相应的提示，起到了很好的以教促学的作用。

       主轴系统：

包括主轴与轴承、拉杆装置、主轴箱四大部分，系统右侧为数控机床主轴的拆装设置了零件工具库，学员必须选择正确的工具才能进行正确的安装，为学员掌握数控机床的主轴系统及熟悉各拆装工具提供了一个良好的虚拟环境。

       工作台进给装置：

系统全真模拟数控机床的工作台进给装置，主要由工作台、下拖板、底座及进给装置等构件组成。

系统对工作台进给装置的教学主要分为概述、结构展示、原理演示及工作台拆卸、安装等几大部分。

学员通过该部分的学习，可以熟练的掌握工作台进给装置的工作原理、零部件及各种拆装工具，为学员更深入、更全面的掌握数控机床打下了基础。

       刀库装置：

刀库是数控机床自动换刀装置中最主要的部件之一，其容量、布局及具体结构对数控机床的总体设计有很大影响。

本系统根据实体数控机床刀库特点，设置了斗笠式刀库，主要由刀盘、选刀回转装置、刀库横移装置等构件组成，使学员能很好的掌握数控机床的刀库装置，帮助数控机床节省辅助时间，满足在一次安装中完成多工序、工步加工要求。

2.数控系统 

       该模块包括FANUC、Siemens、华中、广数等四大系统。

       每个系统都包括有概述、系统、操作知识、数据查询、系统备件等综合性内容，学员在此模块既能学到原理基础知识，又能熟悉各系统的各种操作、电路、故障模拟知识，为将来学员熟练的操作各种品牌各种型号的数控机床奠定坚实的基础。

（二）实训模块

       实训模块与教学模块有鲜明的区别，实训模块不再是引导学生认识机床，而是学生通过教学模块认识完后在这个模块进行实训，实训模块与教学模块的不同之处有：

a.拆卸部分零件库不再是按顺序显示在工具栏里，而是随机排序。

b.在提示说明栏里，不在是提示下一步该做什么，主要起到的作用就时判断学生的操作时候的正确与否。

      实训模块整体界面：

     点击各实训模块的“查看详情”，即可学习该模块的详细内容。

1.设备拆装

       针对数控机床加工中心机部分的整机结构、主轴箱、工作台、刀库的实际拆卸与安装，进一步巩固学员对机械部分的实际操作能力；包括概述、整机拆卸、整机安装、工作台拆卸、工作台安装、主轴箱拆卸、主轴箱安装、刀库拆卸、刀库安装等内容。

以下对整机拆卸和整机安装部分做详细讲解。

（1）整机拆卸

       A区显示拆卸部件的名称，B区显示拆卸步骤是否成功，并提示下一步操作步骤。

C区为零件库，在正常情况下图标为黑白色，表示零件尚未从设备上拆卸下来，只有拆卸后相应的零件图片才变亮。

零件库的图片按照拆卸步骤进行从上到下排列。

点击白色三角形，可以向上或向下浏览零件。

  拆卸时，可以根据零件图自上而下进行，也可以选择某个零件跳步拆卸。

在零件库中选择某个零件，点击零件名称，3D窗口将相应切换到该零件的拆卸，根据页面下方的提示文字进行拆卸。

（2）整机安装

       A区显示待组装部件的名称，B区显示组装步骤是否成功，并提示下一步操作步骤。

C区为零件库，正常情况下图标为彩色，表示零件还在零件库里尚未安装到设备上，只有安装完成后相应的零件图片才变暗。

零件库的图片按照安装步骤进行从上到下排列。

点击白色三角形，可以向上或向下浏览零件。

2.电路接线连接 

       系统根据数控机床中的各种电路设置的线路连接，通过该部分的学习实训，学员可以了解掌握数控机床的电路工作原理和控制原理，包括概述、伺服接线、刀架接线、润滑接线、面板接线、冷却接线等，同时系统还设置了与真实万用表、示波器一样的“虚拟万用表”、“虚拟示波器”，在该电路系统中就可以实现测算，仿真和调试等功能，为用户掌握电路原理，排除电路故障打下了坚实的基础。

在这个模块可以实现：

（1）     电路的连接；

（2）     对任意一个电器元气件的两端数据接口的检测；

（3）     模拟电路测量仪表的功能状态；

（4）     模拟数控机床的配电柜的安装拆卸过程。

      A区显示接口名，当鼠标移动到相应的接口时，该区均会显示相应的结构名；B区显示操作结果，提示学员的所有接线操作步骤是否正确；C区为线库，包含了100多种专用备线供学员实训操作时用，最大限度的帮助学员熟悉掌握数控机床的接线连接。

 3.虚拟实验操作 

创壹虚拟数控机床培训系统是根据实际数控机床的3D模型制作的，并可根据需要生成新的设备。

该系统可让用户进行多种情况下不同部件的机械及电路故障排除模拟操作，让其足不出户便可获得与真实实验一样的体会，有效的规避真实实验操作所给学员带来的各种人身风险及减少了对实际数控机床的磨损。

常见的故障通常是由于机床的机电部分的电路连接错误导致，该部分模拟各种常见故障，并应用常见的故障排除方法进行互动性教学、实训。

例如：

主电源已通电，但电源按钮无效。

排除方法：

确定三相交流380V总电源是否已进入主电源开关，并检查电源是否缺相或欠电压。

如果总电源没有问题，检查控制面板上的ON/OFF按钮接触是否良好，接线是否正确完好。

A为虚拟万用表，用来验证数控机床的电路是否能达到设计要求的技术指标，另一方面，又可以通过改变电路中元器件的参数，使整个电路性能达到最佳；B区显示先好和端口名称；C区为虚拟万用表笔触点；D区显示各种故障。

（三）考核模块

      本培训系统建立了完善的多用户管理系统，为教师创设了一个人性化的管理考核环境。

具有实训操作考核、实训基础知识考核、自动评分、系统计时等功能。

选择试卷后，页面显示相关考试操作、规则说明：

试例理论考试界面（具体考试题目可由教师自行加载）：

接线考试界面：

教师考核模块界面：

教师模块除具有学员模块的所有功能外，还增加了考题编辑及课件上传功能。

教师可以在此模块编辑并加载相关考试项目，其管理下的对应学生的考核模块便会出现相应的考试内容。

说明：

      学生进入考试试卷后，首先是弹出一个窗口确认开始考试，点击“确认”之后，方可进行操作，并开始计时。

      时间以倒计时的方式显示，考试时间由老师在试卷编辑的时候设置。

      时间到系统将自动提交试卷，并且保存操作数据以便教师审核。

学生也可在时间到之前，自行点击“交卷”结束考试。

      综上所述，创意虚拟数控机床培训系统作为数控教育的新秀，以其自身强大的教学优势和潜力，将会逐渐受到广大教育工作者的重视和青睐，最终在中国数控教育领域广泛应用并发挥其重要作用。

四、技术参数

       创壹虚拟数控机床培训系统采用C++、PHP、Javascript等主流语言程序开发，最后全部通过打包加密后再利用编译程序进行系统优化，这样大大加快了系统整体运行速度。

在建模方面系统采取的是市场主流的ISA为建模工具，其支持的数据库为：

大型的关系型数据库，如：

SQL Server, Oracel，MySQL等。

本系统在运行过程中学员操作的3D动画的动作是通过TCP/IP协议发送给服务器端程序的，而该系统中的TCP/IP协议采取的是UDP用户数据包模式，这样就保证了数据不会轻易的丢失与延迟。

运行环境

（一）学生机配置要求（软件环境及硬件要求）

 1.硬件运行环境

         CPU：

Pentium（R）4   2.0GHz以上  或同等配置

          内存：

1G 以上    硬盘：

40G以上

 2.软件运行环境

        操作系统：

WindowsXP 

        浏览器：

IE6.0以上

        中间件：

WEB3D插件

（二）服务器配置要求

 1.硬件运行环境

        CPU：

IntelE7200 双核2.53G以上 或同等配置

        内存：

2G 以上 硬盘：

80G以上

 2.软件运行环境

        数据库：

MySQL，SQLServer，Oracle 等

        操作系统：

Windows2000或2003

        中间件：

Apache