[发明专利]一种模拟加工检测仿真教学系统

说明书

本发明提供一种模拟加工检测仿真教学系统。该系统包括加工检测仿真模块、通讯模块以及可编程控制模块；加工检测仿真模块通过通讯模块和可编程控制模块相连；其中：所述加工检测仿真模块是开发好的软件客户端，主要模拟加工检测流水线，提供给用户对工件进行操作控制的实验环境；可编程控制模块是可编程控制器和装有PLC编程软件的计算机，主要用于给加工检测仿真模块端传输PLC控制信号。通过本发明，可以帮助学生理解过程控制自动化专业知识和PLC的工作原理和应用方法，不用投入真实的操作练习器材（自动化生产线），利用虚拟仿真的方式即达到教学的目的。

技术领域

本发明公开了一种模拟加工检测仿真教学系统，涉及虚拟仿真教学技术领域。

背景技术

自动化生产线的加工实训主要由工件传动系统和控制系统组成；它按照一定的工艺顺序，通过自动变速器和其它辅助装置将各种自动机械连接起来，并通过气动、电动机、传感器等电气设备通过电气控制系统的作用实现电路逻辑控制，使整个系统能够满足连续稳定的工艺要求生产满足特定产品的技术要求。对于自动控制技术，机械与电气一体化技术，数字控制技术等专业相关课程来说，进行生产线教学实训是必不可少的环节。

传统的教育实训都是真正的器材实验，学习者在真正的实验环境下操作实验设备完成实验目的；用实际实验器材进行实验教育的教学模式，常常受到一些资源，环境和人身安全的限制，为此，需要新的工具或手段来满足实验教育日益激增的需求。虚拟仿真实验是在虚拟现实技术的基础上产生并发展起来的，其主要组成部分均为计算机虚拟构成的实验资源，包括实验室环境，实验室仪器，实验设备等。在虚拟仿真实验中，学生可以仅仅通过键盘和鼠标，数据手套等设备与仿真实验系统中的虚拟设备进行数据交换，从而进行各种各样的实验操作。学生可以在比较充分的条件下设计和验证自己的实验要求，积极主动地进行创造性动手学习。

发明内容

为了解决现有实验教学中存在的缺点,本发明的目的在于提供一种模拟加工检测仿真教学系统。利用本发明的系统，可以模拟在真实条件下的一条加工检测生产线，通过真实的可编程控制器来控制虚拟场景中的生产线，达到人机交互；其能用于帮助学生理解过程控制自动化专业知识和可编程控制器(Programmable Logical Controller以下简称PLC)的工作原理和应用方法，协助教师以更好地完成教学任务。

本发明的目的是这样来实现的。

一种模拟加工检测仿真教学系统，其包括加工检测仿真模块、通讯模块和可编程控制模快；所述加工检测仿真模块是使用Unity引擎开发好的软件客户端，提供给用户对工件进行操作控制的实验环境；所述编程控制模块主要包括PLC和装有PLC编程软件的计算机，提供用户编程环境；所述通信模块包括信号转换网关，将真实PLC控制信号传输到虚拟的加工检测；加工检测仿真模块通过通讯模块和可编程控制模块相连，使得模拟加工检测仿真教学系统如下运行：可编程控制模块将真实PLC控制信号通过通讯模块传输到加工检测仿真模块，加工检测仿真模块的反馈信号通过通讯模块传输到PLC。

上述加工检测仿真模块的开发方法如下：使用3Dmax建立模拟加工检测流水线的模型和动画，导入到Unity引擎搭建整个软件人机交互界面、对模型动画处理以及完成通讯型号进行处理。

上述加工检测仿真模块的实验单元选自供料单元、加工单元、检测单元或分类单元中的一种或几种。

上述的加工检测仿真模块的软件端中主要包括、用户验证界面、PLC类型选择界面、实验单元选择界面以及模型控制界面。其中用户验证界面包括本机运行许可，通过对机器码的加密码来对软件加密；PLC类型选择界面其主要用来是匹配选择用户所选用的PLC类型，实验单元选择界面可选择预览所有实验单元的协同工作状态；也可选择进入单个实验单元；模型控制界面主要包括自动模式、手动模式、动画预览和复位按钮以及信号输入输出状态指示灯。