隨著數(shù)控加工技術(shù)在復(fù)雜零件加工中的應(yīng)用越來越多，加工過程的安全風(fēng)險(xiǎn)逐漸凸顯，數(shù)控程序的可靠性越來越低。零件越復(fù)雜，過程中出現(xiàn)問題的可能性就越大。在數(shù)控加工專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)中，總是需要一種新的教學(xué)方法，既能避免學(xué)生實(shí)習(xí)過程中的安全隱患，又能使學(xué)生通過實(shí)習(xí)加深對(duì)數(shù)控加工原理的理解。虛擬仿真實(shí)訓(xùn)室?guī)砹诉@樣一種新的教學(xué)方式。

　　虛擬仿真實(shí)訓(xùn)室既可以呈現(xiàn)大型機(jī)床，也可以呈現(xiàn)精密加工零件，還可以還原它們的物理屬性和工作原理。學(xué)生在虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng)中進(jìn)行交互，可以在虛擬場(chǎng)景中還原數(shù)控加工的操作步驟，體驗(yàn)虛擬仿真實(shí)踐教學(xué)。

　　虛擬仿真實(shí)訓(xùn)室的體系結(jié)構(gòu)分為三個(gè)層次和兩個(gè)用戶界面。數(shù)控虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng)的三個(gè)層次是物理層、模型層和仿真層。虛擬教學(xué)系統(tǒng)的物理層對(duì)應(yīng)真實(shí)的制造設(shè)備資源，為虛擬教學(xué)系統(tǒng)的建立提供必要的設(shè)備資源信息。虛擬教學(xué)系統(tǒng)的模型層有一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)庫(kù)中承載著設(shè)備模型和零件模型，包括虛擬夾具、道具、機(jī)床，以及工件和毛坯的模型。數(shù)控虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng)的仿真層實(shí)現(xiàn)了加工過程的仿真，實(shí)現(xiàn)了實(shí)訓(xùn)的交互功能。

　　數(shù)控虛擬仿真實(shí)訓(xùn)室的兩個(gè)主要用戶界面是教師界面和學(xué)生界面。

　　教師界面的主要功能是虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng)的管理、學(xué)生信息的查看和管理、模型庫(kù)的查看和管理、成績(jī)的查詢和管理以及考試管理。

　　學(xué)生界面的主要功能是數(shù)控加工工藝的培訓(xùn)和考核。在數(shù)控加工虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng)的實(shí)訓(xùn)功能模塊中，學(xué)生可以根據(jù)系統(tǒng)提示和標(biāo)準(zhǔn)步驟進(jìn)行練習(xí)。在數(shù)控虛擬仿真實(shí)訓(xùn)室的考核功能模塊中，學(xué)生需要在沒有任何提示的情況下完成系統(tǒng)設(shè)備的實(shí)訓(xùn)考核。操作結(jié)束后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行評(píng)分和評(píng)估。

　　在數(shù)控虛擬仿真實(shí)訓(xùn)室的實(shí)踐過程中，根據(jù)工藝信息，建立相應(yīng)的虛擬機(jī)床、虛擬刀具、虛擬夾具、刀具模型等。首先選擇，然后運(yùn)行流程。虛擬教學(xué)系統(tǒng)的技術(shù)核心是虛擬機(jī)床驅(qū)動(dòng)虛擬刀具、虛擬夾具、刀具模型等。由數(shù)控指令驅(qū)動(dòng)來模擬切割。虛擬教學(xué)系統(tǒng)需要算法來實(shí)現(xiàn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)、刀具軌跡、碰撞等物理屬性。模型和物理屬性模擬讓學(xué)生感受超現(xiàn)實(shí)的訓(xùn)練體驗(yàn)。數(shù)控虛擬仿真教學(xué)實(shí)踐

　　通過數(shù)控加工專業(yè)學(xué)生的訓(xùn)練數(shù)據(jù)，不斷增加數(shù)控加工虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中的設(shè)備、參數(shù)和數(shù)據(jù)，建立典型零件和刀具的參數(shù)知識(shí)庫(kù)，進(jìn)而為優(yōu)化數(shù)控加工工藝提供數(shù)據(jù)支持。虛擬仿真實(shí)訓(xùn)室不僅能給高校師生帶來安全，還能為制造企業(yè)提供經(jīng)濟(jì)實(shí)用價(jià)值。虛擬教學(xué)對(duì)數(shù)控加工專業(yè)具有重要意義。