【摘 要】
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车床是现代制造业的重要装备之一,常作为机床教学的典型对象。在传统的教学中,通常仅仅采用挂图、视频等形式辅助教学,难以表达清楚车床内部的具体结构及传动原理。
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车床是现代制造业的重要装备之一,常作为机床教学的典型对象。在传统的教学中,通常仅仅采用挂图、视频等形式辅助教学,难以表达清楚车床内部的具体结构及传动原理。
随着计算机图形学的发展,虚拟现实成为了一种有效的人机交互技术,并在教育培训等方面获得广泛的应用。针对传统机床教学中存在的问题,论文研究了基于虚拟现实技术的车床结构及功能可视化的关键问题与实现方法,并开发了车床可视化示教系统,主要开展了以下工作:
1.研究了基于几何造型的建模技术,采用SolidWorks2006软件对车床进行实体建模,完成了主轴箱、进给箱、溜板箱等部件及操纵机构的几何建模,包括制动操纵机构、六级变速操纵机构、基本组变速操纵机构、增倍组操纵机构、光杠与丝杠转换操纵机构、纵向与横向进给操纵机构、开合螺母操纵机构等。
2.采用EON Studio平台,研究车床三维几何模型的真实感建模与模型显隐及透明化控制等结构可视化关键技术,研究了车床功能可视化的关键问题。以六级变速机构为例,详细讨论了一种基于关键帧及插补算法的运动仿真技术。论文完成了车床操纵机构的功能可视化建模与运动仿真。
3.研究了车床结构及功能可视化系统的程序实现方法,包括模型显隐控制、比例缩放控制、视角控制、运动仿真控制等。在VC++6.0和EON Studio5.0平台上,成功开发了车床结构及功能可视化示教系统。采用DIV与CSS交互式网页开发技术,实现了系统文字缩放与知识点的层次显示,以及图形、动画等资源的缩放显示。此外,利用微软Access数据库技术完成了整个示教系统的网页、图片、动画、视频及三维模型等资源的管理。
4.编写了《车床构造及车削加工工艺》教材,实现了可视化示教系统与教材的配套使用。为学生的专业课学习提供了生动、逼真的学习条件,激发了学生的学习热情,降低了教师授课的难度,提高了教学效率和教学效果。
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