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vr虚拟轧钢实习报告

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。

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。

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”多是虚拟的可以根据随时

生成新的设备。教学内容可以不断更新使实践训练及时跟上技术的发

展。

轧钢机仿真实训系统软件利用电脑软件三维成像技术和硬件技

术相结合虚拟出一个与轧钢机机相似的工作环境让广大学生在虚拟

的环境下迅速对轧钢机操作和工作环境进行熟悉从而提高技能熟悉

工艺解决已往