虚拟现实技术在数控机床装调与维修中的应用探究

董升忠

(大连经济技术开发区中等职业技术专业学校，辽宁 大连 116600）

教师在教学的过程中加强虚拟现实技术在数控机床装调与维修中的应用，可以有效提高自身的教学手段和教学方法，而且在教学的过程中能够将枯燥乏味的教材内容用图像和图形信息的方式表达出来，进一步改善教学环境以及增强教学质量。教师在教学的过程中可以利用虚拟现实技术为学生更加直观的提供数控机床装调与维修的技术操作，从而更好地帮助学生进行实训操作。因此，在实际的教学过程中，教师应该充分加强虚拟现实技术在数控机床装调与维修中的应用，保证能够有效提高学生的操作能力。

1 虚拟现实技术在数控机床装调与维修中的重要性

社会经济与科技飞速发展的背景下越来越多的高校逐渐向智能化、虚拟化和数字化的教学方向发展，所以教师在实际的教学过程中可以将虚拟现实技术与传统的课堂教学进行结合，从而进一步提高课堂教学的质量。教师在将虚拟现实技术应用在数控机床装调与维修的过程中，能够更好地开展新的教学手段和教学方法，将枯燥乏味的教材内容用图像和图形信息的方式表达出来，从而教师在教学的过程中能够更好地为学生提供良好的学习环境，使课堂教学丰富多样，提高学生学习的兴趣，并进一步改善教学环境以及增强教学质量。

2 虚拟现实技术的实践

2.1 数控机床的三维模型

通常情况下，教师大多会使用多媒体软件向学生展示数控机床的具体结构图，或者在实践教学的过程中让学生观察机床来进一步提高对数控机床的理解。但是教师在虚拟现实技术的基础上，能够更好地将数控机床进一步立体化和形象化，从而使学生能够更加直观的理解数控机床内部的结构。其次，教师在将虚拟现实技术应用在数控机床装调与维修中，能够更好地将数控机床在三维模型的基础上呈现出来，不过在使用三维模型搭建数控机床的过程中，教师可以先将数控机床的零部件的尺寸和装配等配置，以及数控系统和电气线路系统等资料进行充分准确的收集，然后才能根据收集到的资料将数控机床在三维模型的机床上呈现出来，从而使学生更加充分的观察到数控机床的整体结构。不过需要注意的是，教师在三维模型基础上呈现数控机床的过程中，应该将数控机床装配体充分导进三维动画渲染和制作软件（3Ds Max）中，这个软件主要是能够将模型进行优化，并将材质进行设置，以及建立虚拟场景和灯光的模拟，从而使学生在学习的过程中能够观察到更加逼真的数控机床三维模型。

2.2 虚拟环境的搭建

教师在开展教学的过程中，可以利用Unity3D 开发引擎充分搭建虚拟环境，因为这种引擎能够将数控机床的具体形态以及表观和功能动态进行科学有效的结合，从而将数控机床的实训车间和数控机床设备用交互式的虚拟方式充分呈现出来。不过在实际的应用过程中，教师可以将三维动画渲染和制作软件渲染过的数控机床模型引进Unity3D 开发引擎中，然后再在模型碰撞点以及接触面等相应的部件上进行设置。其次，教师在搭建虚拟环境的过程中，需要充分根据数控机床的工作原理将脚本的程序控制对象进行有效的编写，从而实现相应的动作，最后充分建立虚拟环境，并将数控机床零件部位在虚拟环境中充分实现相互影响的作用，使学生可以更加直观的理解数控机床。

3 数控机床装调与维修中虚拟现实技术应用途径

3.1 加强虚拟环境中数控机床的装配与调试

在数控机床装调与维修教学过程中，由于实训室缺乏一定的数控机床零件部位或者零件部位数量无法满足学生的需求，以及工具种类不齐全等问题，都一定程度上影响着数控机床装调与维修教学的实际效果，甚至还很有可能降低学生对数控机床装调与维修学习的兴趣，从而进一步降低数控机床装调与维修教学的质量。因此，教师在教学的过程中可以充分利用虚拟现实技术，将数控机床装配与调试所需求的部件和工具以及工量具进行准确的设置，从而使学生在学习的过程中可以在虚拟的环境下有效的将数控机床进行装配与调试，以及检测数控机床的精确度。教师在虚拟环境教学的过程中也可以充分利用图片和视频等多媒体的手段为学生提供详细的技术指导。再者，数控机床装调与维修实践教学的过程中，虚拟现实技术能够有效弥补传统实践教学存在的不足性，而且学生可以进行反复的实践实现数控机床的拆装，从而进一步提高学生对数控机床内部的整体结构以及装配的理解和掌握，以及提高对数控机床装配与调试的技能使用。除此之外，教师在教学的过程中充分利用虚拟现实技术可以更好地降低实践过程中数控机床零部件损坏的程度，从而有效提高数控机床设备的使用效率。

3.2 加强课堂教学的实践

传统数控机床装调与维修教学的过程中，教师无法为学生提供全面系统甚至准确的数控机床部件内部结构与装配的关系，以至于学生在实际的学习过程中无法有效理解和掌握数控机床的整体关系，最终降低数控机床装调与维修教学的质量。因此，教师可以加强虚拟技术在实践教学中的应用，将数控机床内整体的功能部件以及结构原理以更加直观的方式展现出来，从而更好地方便学生理解数控机床装调和维修，提高学生的实践操作能力。其次，在将虚拟现实技术充分应用在数控机床装调与维修教学的过程中，进一步实现交互式的学习，并且教师在教学的过程中可以充分利用单位动画实现三维模型的装配与调试的展示等，从而更好地提高学生对数控机床原理的理解和掌握，提高课堂教学质量，以及提升学生的实践能力。再者，学生在学习的过程中可以充分利用虚拟现实技术所提供的功能信息，比如选择相应的工具对数控机床进行拆装和检测，并且能够有效的对数控机床存在的故障进行科学有效的分析和检测，从而更好地提高学生对数控机装整体知识的理解和掌握。除此之外，教师加强虚拟现实技术在数控机床装调与维修教学中的应用，可以更好地帮助学生提高对相关知识领域的理解，增强学生的解决能力，并且学生能够通过虚拟现实技术的实践，提高对数控机床装调的认识，并使学生将虚拟环境与现实情境进行有效的比较，从而进一步增强学生的实际动手操作的能力。

4 结语

综上所述，数控机床装调与维修教学的过程中，由于学生的实践操作较低，以及实践成本较高等，都一定程度上影响着教学质量。教师在将虚拟现实技术应用在数控机床装调与维修的过程中，能够更好地开展新的教学手段和教学方法，将枯燥乏味的教材内容用图像和图形等信息的方式表达出来，从而教师在教学的过程中能够更好地为学生提供良好的学习环境，从而更好地使课堂教学丰富多样，提高学生学习的兴趣，并进一步改善教学环境以及增强教学质量。因此，教师在数控机床装调与维修教学过程中，可以将数控机床装配体充分导进三维动画渲染和制作软件（3Ds Max）中，使学生在学习的过程中能够观察到更加逼真的数控机床三维模型。教师在开展教学的过程中，可以利用Unity3D 开发引擎充分搭建虚拟环境，将数控机床的具体形态以及表观和功能动态进行科学有效的结合，从而将数控机床的实训车间和数控机床等设备用交互式的虚拟方式充分呈现出来，从而更好地提高数控机床装调与维修教学的质量。