虛擬現實技術在數控機床裝調與維修中的應用探究

董升忠

(大連經濟技術開發區中等職業技術專業學校，遼寧 大連 116600）

教師在教學的過程中加強虛擬現實技術在數控機床裝調與維修中的應用，可以有效提高自身的教學手段和教學方法，而且在教學的過程中能夠將枯燥乏味的教材內容用圖像和圖形信息的方式表達出來，進一步改善教學環境以及增強教學質量。教師在教學的過程中可以利用虛擬現實技術為學生更加直觀的提供數控機床裝調與維修的技術操作，從而更好地幫助學生進行實訓操作。因此，在實際的教學過程中，教師應該充分加強虛擬現實技術在數控機床裝調與維修中的應用，保證能夠有效提高學生的操作能力。

1 虛擬現實技術在數控機床裝調與維修中的重要性

社會經濟與科技飛速發展的背景下越來越多的高校逐漸向智能化、虛擬化和數字化的教學方向發展，所以教師在實際的教學過程中可以將虛擬現實技術與傳統的課堂教學進行結合，從而進一步提高課堂教學的質量。教師在將虛擬現實技術應用在數控機床裝調與維修的過程中，能夠更好地開展新的教學手段和教學方法，將枯燥乏味的教材內容用圖像和圖形信息的方式表達出來，從而教師在教學的過程中能夠更好地為學生提供良好的學習環境，使課堂教學豐富多樣，提高學生學習的興趣，并進一步改善教學環境以及增強教學質量。

2 虛擬現實技術的實踐

2.1 數控機床的三維模型

通常情況下，教師大多會使用多媒體軟件向學生展示數控機床的具體結構圖，或者在實踐教學的過程中讓學生觀察機床來進一步提高對數控機床的理解。但是教師在虛擬現實技術的基礎上，能夠更好地將數控機床進一步立體化和形象化，從而使學生能夠更加直觀的理解數控機床內部的結構。其次，教師在將虛擬現實技術應用在數控機床裝調與維修中，能夠更好地將數控機床在三維模型的基礎上呈現出來，不過在使用三維模型搭建數控機床的過程中，教師可以先將數控機床的零部件的尺寸和裝配等配置，以及數控系統和電氣線路系統等資料進行充分準確的收集，然后才能根據收集到的資料將數控機床在三維模型的機床上呈現出來，從而使學生更加充分的觀察到數控機床的整體結構。不過需要注意的是，教師在三維模型基礎上呈現數控機床的過程中，應該將數控機床裝配體充分導進三維動畫渲染和制作軟件（3Ds Max）中，這個軟件主要是能夠將模型進行優化，并將材質進行設置，以及建立虛擬場景和燈光的模擬，從而使學生在學習的過程中能夠觀察到更加逼真的數控機床三維模型。

2.2 虛擬環境的搭建

教師在開展教學的過程中，可以利用Unity3D 開發引擎充分搭建虛擬環境，因為這種引擎能夠將數控機床的具體形態以及表觀和功能動態進行科學有效的結合，從而將數控機床的實訓車間和數控機床設備用交互式的虛擬方式充分呈現出來。不過在實際的應用過程中，教師可以將三維動畫渲染和制作軟件渲染過的數控機床模型引進Unity3D 開發引擎中，然后再在模型碰撞點以及接觸面等相應的部件上進行設置。其次，教師在搭建虛擬環境的過程中，需要充分根據數控機床的工作原理將腳本的程序控制對象進行有效的編寫，從而實現相應的動作，最后充分建立虛擬環境，并將數控機床零件部位在虛擬環境中充分實現相互影響的作用，使學生可以更加直觀的理解數控機床。

3 數控機床裝調與維修中虛擬現實技術應用途徑

3.1 加強虛擬環境中數控機床的裝配與調試

在數控機床裝調與維修教學過程中，由于實訓室缺乏一定的數控機床零件部位或者零件部位數量無法滿足學生的需求，以及工具種類不齊全等問題，都一定程度上影響著數控機床裝調與維修教學的實際效果，甚至還很有可能降低學生對數控機床裝調與維修學習的興趣，從而進一步降低數控機床裝調與維修教學的質量。因此，教師在教學的過程中可以充分利用虛擬現實技術，將數控機床裝配與調試所需求的部件和工具以及工量具進行準確的設置，從而使學生在學習的過程中可以在虛擬的環境下有效的將數控機床進行裝配與調試，以及檢測數控機床的精確度。教師在虛擬環境教學的過程中也可以充分利用圖片和視頻等多媒體的手段為學生提供詳細的技術指導。再者，數控機床裝調與維修實踐教學的過程中，虛擬現實技術能夠有效彌補傳統實踐教學存在的不足性，而且學生可以進行反復的實踐實現數控機床的拆裝，從而進一步提高學生對數控機床內部的整體結構以及裝配的理解和掌握，以及提高對數控機床裝配與調試的技能使用。除此之外，教師在教學的過程中充分利用虛擬現實技術可以更好地降低實踐過程中數控機床零部件損壞的程度，從而有效提高數控機床設備的使用效率。

3.2 加強課堂教學的實踐

傳統數控機床裝調與維修教學的過程中，教師無法為學生提供全面系統甚至準確的數控機床部件內部結構與裝配的關系，以至于學生在實際的學習過程中無法有效理解和掌握數控機床的整體關系，最終降低數控機床裝調與維修教學的質量。因此，教師可以加強虛擬技術在實踐教學中的應用，將數控機床內整體的功能部件以及結構原理以更加直觀的方式展現出來，從而更好地方便學生理解數控機床裝調和維修，提高學生的實踐操作能力。其次，在將虛擬現實技術充分應用在數控機床裝調與維修教學的過程中，進一步實現交互式的學習，并且教師在教學的過程中可以充分利用單位動畫實現三維模型的裝配與調試的展示等，從而更好地提高學生對數控機床原理的理解和掌握，提高課堂教學質量，以及提升學生的實踐能力。再者，學生在學習的過程中可以充分利用虛擬現實技術所提供的功能信息，比如選擇相應的工具對數控機床進行拆裝和檢測，并且能夠有效的對數控機床存在的故障進行科學有效的分析和檢測，從而更好地提高學生對數控機裝整體知識的理解和掌握。除此之外，教師加強虛擬現實技術在數控機床裝調與維修教學中的應用，可以更好地幫助學生提高對相關知識領域的理解，增強學生的解決能力，并且學生能夠通過虛擬現實技術的實踐，提高對數控機床裝調的認識，并使學生將虛擬環境與現實情境進行有效的比較，從而進一步增強學生的實際動手操作的能力。

4 結語

綜上所述，數控機床裝調與維修教學的過程中，由于學生的實踐操作較低，以及實踐成本較高等，都一定程度上影響著教學質量。教師在將虛擬現實技術應用在數控機床裝調與維修的過程中，能夠更好地開展新的教學手段和教學方法，將枯燥乏味的教材內容用圖像和圖形等信息的方式表達出來，從而教師在教學的過程中能夠更好地為學生提供良好的學習環境，從而更好地使課堂教學豐富多樣，提高學生學習的興趣，并進一步改善教學環境以及增強教學質量。因此，教師在數控機床裝調與維修教學過程中，可以將數控機床裝配體充分導進三維動畫渲染和制作軟件（3Ds Max）中，使學生在學習的過程中能夠觀察到更加逼真的數控機床三維模型。教師在開展教學的過程中，可以利用Unity3D 開發引擎充分搭建虛擬環境，將數控機床的具體形態以及表觀和功能動態進行科學有效的結合，從而將數控機床的實訓車間和數控機床等設備用交互式的虛擬方式充分呈現出來，從而更好地提高數控機床裝調與維修教學的質量。