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近年来,数控加工技术使我国机械制造业得到了迅速的发展,对我国机械制造业的提升具有重要的导向作用。许多发达国家投入大量人力及资金用于数控技术的研究。基于此,各高校抓住机遇对机械制造专业学生进行高端实训。由于数控车床设备与实训指导老师的缺乏以及学生缺乏学习积极性问题急需解决,因此需要寻求一套能够降低实训成本、解决指导老师缺乏以及提高学生学习积极性的方案。随着虚拟现实技术(VR)的发展,VR+的应用案例层出不穷。作为新兴科技技术,虚拟现实技术可以借助计算机产生一种虚拟世界,模拟真实环境,提供一种身临其境的感觉。应用虚拟现实技术与机械加工技术相结合,研发一套数控车床加工模拟系统。借此激发学生学习兴趣,感受科技带来的新鲜感。使用者可以在虚拟世界中感受并操控虚拟物体,“VR+机床加工”可以实现低危险、低难度、低成本的实践实训要求。虚拟现实与机床加工相结合是一种基于传统,又超越传统的实践实训方式。当前,基于虚拟现实的沉浸式模拟系统屡见不鲜,模拟系统通过Solid Works、3ds Max等三维建模软件建立模型,借助3ds Max软件完成优化,降低模型数据量,通过Photoshop软件完成模型背景贴图与UI背景图片处理,应用Unity 3D平台进行设计与开发。本课题以CK6153i数控车床为原型,以数控车床加工实训内容为基础,借助三维建模软件建立模型,结合HTC Vive设备进行调试,应用Unity 3D平台设计研发了数控车床加工沉浸式模拟系统。该系统将数控车床模型映射到虚拟世界中,经C#语言编程控制数控车床结构运动,使用者可在模拟系统中方便、直观的完成实训。该系统不仅可以为使用者提供实训环境,降低实训过程中的危险系数,而且极大的减少了实训成本。具体研究内容如下:(1)分析、研究数控车床模拟系统相关案例,策划本系统的内容与结构,设计该系统的实现流程与方案。(2)结合Solid Works与3ds Max建模软件完成数控车床模型的建立与优化;依据工件功能设计工件结构。(3)应用Unity 3D开发平台完成了动画制作、数控车床结构展示、碰撞检测技术以及显示装置界面设计等基础模块的研发。(4)结合C#语言完成数控车床功能键开发;通过计算数控车床与刀具之间的相对位置关系实现了虚拟世界坐标与数控车床坐标之间的转换;论述了图形几何转换原理及其应用。(5)深度解析数控程序结构,借助C#语言完成数控程序识别功能的研发;分析车刀加工轨迹,结合数控车床加工插补原理,完成了数控车床加工功能的研发。经过系统测试,该系统可以较好的模拟数控车床实训环境,借助HTC Vive设备可在虚拟环境中操作数控车床,提高了学生学习兴趣与学习效率,缓解了指导老师缺乏等问题。