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随着计算机技术的飞速发展,传统的实验室教学已经不能够满足时代的需求。所以虚拟实验室教学法应运而生,而本课题研究的“高速数控加工中心虚拟现实教学系统”正是一种崭新的教学法。“高速数控加工中心虚拟现实教学系统”是以数控加工中心机床为实例,通过虚拟现实技术建立有交互性能的三维可视化教学系统。高速立式加工中心已被列入国家“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项。把虚拟现实技术运用于高速数控加工中心,将为机床教学提供一个逼真、动态、可视化的教学环境,推动机床教学的重大变革。教学系统是面向高校机械专业研发的。系统可用于教学、实验、科学研究,具有较高的实用价值。课题围绕教学系统的研发,完成了机床的三维建模、动画制作、虚拟建模、虚拟拆装、数据手套调试、三维立体显示等研究工作,具体内容如下:(1)三维建模:运用Auto CAD和Solidworks软件,完成了机床的总体方案设计。确定了机床的主要部件十字滑台、立柱、主轴箱、刀库等部件的结构。并用Solidworks软件建立了机床的三维模型。(2)动画制作:分析了机床各部件的结构与工作原理,编写了部件的拆装流程图和工作原理图。运用Deep Exploration软件完成部件的展示动画,自动拆装动画,工作原理动画等。(3)虚拟建模:将机床三维模型导入到Creator软件中。在Creator界面中,对零件进行节点编制,并赋予各零件以统一规范的编程代号。(4)虚拟场景:在Vega Prime中构建虚拟场景。把虚拟模型导入到场景中。设置虚拟场景中的光源,视点,碰撞检测等参数。(5)虚拟拆装:分析机床部件的拆装过程,编写虚拟拆装顺序表。用VC++编程完成部件的虚拟拆装程序。(6)系统软件:运用PS技术和VC++编程,构建虚拟现实教学系统的总程序和主界面,并把动画模块和虚拟拆装子程序导入到总程序中,完成教学系统的软件部分。(7)硬件配置:为系统配置立体显示、输入、音效等硬件设备,强化了系统的性能。实现了鼠标交互,三维鼠标交互,数据手套交互三种交互功能。开发了显示屏显示,投影屏显示,头盔显示三种立体显示方式。