虚拟仿真实验室简介

虚拟仿真实验室

一、实验室简介

本实验室位于长江大学5教409室，隶属于长江大学机械工程学院中心实验室。主要功能是：利用焊接技术实训教学系统、冲压工艺及模具设计虚拟仿真教学系统、全智能工业机器人虚拟仿真实验等虚拟仿真教学软件，开展焊接技术、冲压模具设计、工业机器人等课程的三维虚拟仿真教学与实训，使学生通过沉浸式交互方式掌握相关工艺原理与操作技能，为材料成型及控制工程、机械工程等专业提供实验教学支撑。

二、仪器设备

                                 虚拟仿真实验室

三、主要参数

本实验室配置三套三维虚拟仿真教学软件，均提供50节点局域网机房版，支持普通PC机、多点触控屏、VR"黑板"运行使用，可实现沉浸式虚拟仿真教学与实训。

（一）焊接技术实训教学系统（YT11）：

1.基本知识：基于焊接实训车间三维模型，采用三维导引路径动画环场一周，介绍车间布局及功能；焊接技术训练目的和安全技术要求；焊接分类（熔焊、压焊）；焊接位置（平焊、立焊、横焊）；焊接接头形式（对接、搭接、角接）；坡口形式（I型、Y型、X型、U型坡口）；

2.基本操作：焊条电弧焊（焊接训练安全技术、焊机三维模型展示，模型支持任意旋转缩放观察）；气焊与气割（气焊设备、气焊火焰、气割过程三维人物角色动作演示）；

3.知识拓展：埋弧自动焊、气体保护焊、电阻焊接方法（点焊、缝焊）、零件质量检验与缺陷；

4.仿真实训：基于三维实训操作工位设备，采用三维人物角色动态演示实训操作过程，并伴有语音讲解及要求，包括手工电弧焊接操作、气割操作、气焊操作，用户操作时可三维场景自由漫游行走、多角度观察；

5.自测题：判断题10道、选择题10道；

6.软件提供≥50节点局域网机房版，支持普通PC机、多点触控屏、VR"黑板"运行使用。

（二）冲压工艺及模具设计虚拟仿真教学系统（YT13）：

1.三维环境及模型：模型和真实设备按1:1比例制作，使用材质贴图及shader技术；单个模型面数限制为≥60000三角面；鼠标放置在模型上可显示结构名称；

2.工艺演示：采用二维小动画进行工艺过程的演示，项目包括冲裁间隙对冲压质量的影响、凸凹模刃口尺寸计算、冲裁力与模具设计、相对弯曲半径、弯曲成形回弹、拉伸系数的影响；

3.模具结构功能：结构展示（模具包含全部零件的三维模型，可任意旋转、缩放、平移观察，部分可剖视展示）；工作原理（基于模具三维模型，动态展示模具冲压工作过程）；

4.特种冲压与模具装调功能：特种冲压模具结构展示与工作原理展示；模具装调（结构部件三维模型展示、模具装调三维动作展示、试冲、加工过程展示）；

5.软件提供50节点局域网机房版，支持普通PC机、多点触控屏、VR"黑板"运行使用。

（三）全智能工业机器人虚拟仿真实验（YT14）：

1.实验目的：通过三维情景虚拟交互实验，掌握以焊接机器人为代表的工业机器人的系统组成、空间结构、工作原理和工作过程；熟悉焊接基础知识；了解基于机器视觉的焊缝识别与跟踪系统的工作原理与组成；掌握圆弧轨迹焊缝示教的基本要领；掌握机器人仿真软件RobotStudio的基础知识和操作技能；了解焊接缺陷与解决办法；

2.第一模块（设备认知及原理展示）：安全防护认知（虚拟人物穿戴防护服、防护面罩、防护手套、防护鞋等劳保用品）；焊接基础知识（平焊、横焊、立焊、仰焊四种焊接位置，焊接电流、焊接电压、焊接速度等控制面板可控参数）；设备模型（ABB工业机器人、焊接电源、控制柜、焊枪、示教盒、清枪站、冷却水箱、安全护栏、送丝机构、保护气瓶等）；

3.第二模块（运动轨迹识别与跟踪）：播放视频学习激光焊接设备知识，开启焊接机器人控制主机，完成对接焊JOB类型选择、激光开启、传感器焊缝间隙显示设置及标定位示数姿态点偏差验证；

4.第三模块（综合性设计实验仿真与程序编程）：圆弧焊接案例示教，使用RobotWare Arc弧焊工具进行弧焊参数设置，调节焊接参数及摆弧参数；常用程序的编写；机器人I/O设置（将焊接信号与弧焊系统参数相关联）。

四、实验室责任人

李琼 联系方式：117736251@qq.com

五、实验预约流程

需与实验室责任人确定样品类型、数量、测试时间后，下载填写“实验室使用安全承诺书“和“仪器设备借用申请单“，在开展实验当天提交纸质申请表。