安徽工业大学虚拟现实轧制仿真技术实验报告.docx

轧制虚拟现实仿真实习报告姓名： 吴志高班级： 型133班学号: 139024090指导老师： 尹元德轧制虚拟现实仿真轧制过程基础知识轧制过程是轧件由摩擦力拉进旋转轧辊之间，受到压缩进行塑性变形的过程，通过轧制使金属具有一定的尺寸、形状和性能。在一般的轧制条件下，轧辊圆周速度和轧件速度是不相等的，轧件出口速度比轧辊圆周速度大因此轧件与轧辊在出口处产生相对滑动，称为前滑。而轧件入口速比轧辊圆周速度低，轧件与轧辊在入口处也产生相对滑动，但与出口相对滑动方向相反，称为后滑。在轧制过程中，与轧辊接触并产生塑形变形的区域为变形区。二、虚拟现实系统的简介：虚拟轧钢系统结合了实际的轧钢机械，以实际机械为基础做出虚拟的数学三维模型，以真实机械的动作做出虚拟的模型动作。以求达到真实的目的。系统的安装及启动操作系统本程序可运行在windows XP及其兼容操作系统下软件环境系统已安装TCP/IP协议系统已安装Oracle客户端程序软件组成主程序：精轧虚拟程序和控制程序组成主程序目录下的动态库ENetCom.dll、SerialPort.dll主程序目录下的配置文件夹res、lgres、config程序运行条件确保虚拟界面已经启动，并连接了网络确保数据库服务器已经启动，并连接了网络确保网络加密狗服务器已经启动然后启动控制界面程序2：皮料设置界面3：操作系统主画面4：模拟轧机虚拟现实是综合利用计算机图形学、光电成像技术、传感技术、计算机仿真、人工智能等多种技术，创建一个逼真的、具有视、听、触、嗅、味等多种感知的计算机系统。人们借助各种交互设备沉浸于虚拟环境之中，与虚拟环境中的实体进行交互，产生等同于真实物理环境的体验和感受。近年来，在虚拟现实的基础上又发展出增强现实（或称混合现实）技术，通过跟踪用户的位置和姿态，把计算机生成的虚拟物体或其它信息准确地叠加到真实场景的制定位置，实现虚实结合、实时互动的新体验。虚拟现实和增强现实技术还可广泛应用于军事、先进制造、城市规划、地理信息系统、医学生物、教育培训、文化娱乐等领域，并有望虚拟仿真科技作为信息时代除理论推导和科学试验之外的第三门新型科研方法，其技术及相关产品广泛应用于工业产品的研究、设计、开发、测试、生产、培训、使用、维护等各个环节。中国作为一个制造业大国，当前我国虚拟制造应用研究的重点方向是基于产品的三维虚拟设计、加工过程仿真和产品装配仿真，研究如何生成可信度高的产品虚拟样机，达到在产品设计阶段能够以较高的置信度预测所设计产品的最终性能和可制造性。随着研究的不断深人和相关技术的发展，虚拟制造必将得到日益广泛的应用。一方面是为了解决钢铁行业生产性设备操作人员培训是钢铁企业的难题，因为轧制过程是一个复杂的控制过程，目前我国绝大多数钢铁企业在实际轧制操作中都以手动为主，因此轧钢操作工的业务水平很大程度上影响着轧制效率和产品质量。目前训练轧钢操作工主要是依靠有经验的操作工通过传、帮、带的培训方式对新工人进行在线的训练和指导。然而随着对钢板轧制产量及质量要求的不断提高，这种原有的在线培训方式也愈加显露出其局限性，如培训周期长、易造成经济损失等，此外在轧制节奏紧张的情况下，新操作工更是鲜有上操作台操作的机会，从而导致操作技能难以快速提高。因此，搭建一个离线实时模拟训练轧钢操作工的仿真平台，使操作工在不影响实际生产的情况下进行训练活动是十分必要的。针对这种需求，我们开发了基于虚拟现实技术的轧钢实时仿真训练系统，其主要思想是采用了以计算机图形显示技术为核心的虚拟现实技术在计算机中生成逼真的虚拟环境，使用户通过必要的硬件装备自然地与虚拟环境中的客体进行交互，相互影响，产生亲临现场的感受和体验。轧钢操作工置身于逼真的模拟轧制生产环境中，通过向操作台发出各种控制信号来不断改变虚拟环境中钢板的轧制状态，进而通过视觉观察相应的操作效果，实现交互式实时控制。在不影响实际生产的前提下达到了训练轧钢操作工轧制协调性和准确性的目的，极大地缩短了培训周期，弥补了原有在线培训的局限性。另外一方面虚拟轧钢系统是解决轧钢操作工培训的重要手段，钢铁行业的经营企业必须加大对职工的培训力度，以尽可能地降低安全事故。然而传统的培训方式不仅成本高昂，而且非常枯燥，效果不明显，使企业陷入两难境地。虚拟轧钢模拟培训和仿真操作系统，通过虚拟的方式对人员进行培训，很好地解决了钢铁行业的职工培训难题。通常我们由于设备、场地、经费等硬件的限制。许多现场培训都无法进行。而利用虚拟轧钢系统，学生足不出户便可以做各种操作，获得与真实一样的体会。在保证教学效果的前提下，极大的节省了成本。真实操作往往会带来各种危险，利用虚拟现实技术进行虚拟操作，学生在虚拟环境中，可以放心地去做各种危险的实验。利用虚拟现实技术建立起来的虚拟实训基地，其“设备”与“部件”多