宇龙虚拟工厂.doc

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1、机械加工专业示范校项目方案——虚拟工厂2013-02-16一、虚拟工厂构成近十年来，我们的数控加工仿真软件一直受到仿真技术自身的限制，无法实现多道工序的交叉加工（比如：车完一个轴类零件后进行一个键槽的加工）。如今的我们在仿真技术上突破了这一技术障碍，可以实现车床和铣床之间的交叉仿真加工。这项技术的突破使得我们可以仿真各种普通机床，比如：各种车床、铣床、镗床、磨床、钻床，锯床、刨床、滚齿机等。甚至还可以仿真各种电加工设备，比如：电火花加工设备、线切割机床等。更为重要的，我们可以实现各种数控机床、各种普通机床、各种电加工设备之间

2、相互交替加工，也就是在一种机床设备上加工后的零部件可以拿到另外一种机床设备上进行再加工。由于这些生产设备能够相互交替加工，我们就可以使用这些生产设备加工出一个完整的产品，而不是仅仅仿真一道单一的工序。我们设计的虚拟工厂是包括一个虚拟的工厂环境，该环境中有多栋建筑物，每栋建筑物种可以放置各种不同生产设备。在这个虚拟工厂环境中可以集成各种各样仿真的数控机床设备、各种普通机床设备、电加工设备，甚至还可以集成各种热处理设备、各种检测设备等等。从而，我们可以在这样的虚拟工厂环境中组织以完成一个订单为中心的各种各样的生产活动。另外，我们

3、还为这样的虚拟工厂环境配备一个信息管理系统，以实现生产活动的有序进行。1.虚拟工厂环境虚拟工厂环境虚拟工厂包括一个三维工厂环境，该环境中有多栋建筑物。用户可以对每栋建筑物设定各种不同的用途，比如有工艺编制室、CAD/CAM室、材料仓库、热处理车间、工具刀具库、机械加工车间、电加工车间、检验车间、装配车间、成品仓库等等，它们都有各自的功能和用途。用户也可以在每栋建筑物中放置各种各样的生产设备，对它们进行合理的布局等。Ø工艺编制室在工艺编制室，学习者可以根据订单要求编制生产工艺流程，产生加工工艺单，输入生产管理系统，由生产管理系

4、统分发到各岗位。ØCAD/CAM室在CAD/CAM室，学习者可以根据订单和加工工艺单要求，设计零部件图纸、编制数控机床加工程序。然后，产生程序及程序清单，并且将它们放入数控程序库，供数控机床加工时通过DNC调取使用。Ø材料仓库在材料仓库，存放着板材、型钢等各种材料，也存放着针对某个订单预先制作好的各种毛坯（比如：铸件等）。在这里，学习者可以根据加工工艺单和零部件图纸要求，领取毛坯材料。Ø热处理车间热处理车间里有各种热处理炉和各种炉罐等。在该车间中可以进行退火、正火、淬火、回火整体热处理中的“四把火”处理过程。热处理车间里也包

5、含各种渗透炉，可以进行各种化学热处理。学习者可以根据工艺要求，在这里操作体验热处理过程。Ø工具刀具库学习者可以根据加工工艺单和数控程序清单，领取各种工具和刀具。并且，用完后归还所领取各种工具和刀具。Ø机械加工车间机械加工车间是虚拟工厂中一个最重要的部分。在机械加工车间里有各种不同类型的机床设备。这些设备应该包括车床、铣床、镗床、磨床、钻床，锯床、刨床等，其中有些设备是数控设备，有些是普通设备。学习者可以在这里体验各种机床设备的操作和加工过程。Ø电加工车间电加工车间里有各种电加工设备，比如：电火花加工设备、线切割机床等。学习者

6、可以在这里体验各种电加工设备操作和加工过程。Ø检验车间检验车间里有各种检测工具和仪器设备。所有的检测工具和仪器设备都能用于加工后的工件的检测。学习者可以在这里使用各种检测工具和检测设备，对全部工序完成后的零部件进行检验。并且，形成质量检验报告。Ø装配车间虚拟工厂的装配车间中将针对某个产品提供一个装配平台或者装配流水线，将加工好的零部件根据装配图纸进行装配。最后，组装出一个完整的产品。Ø成品仓库可以将各种已经检验合格的零部件或者完整的合格产品放入成品仓库。虚拟工厂这个平台是可以根据用户的教学内容，配置虚拟工厂环境、虚拟工厂内部

7、的组成和设备配备。虚拟工厂是一个开放式的平台，比如，当前虚拟工厂不包含浇铸车间，或许明天需要了，可以再添加一个浇铸车间。当然，也可以根据需要将现有的热处理车间剔除出去。当为实现某项教学任务需要一台外圆磨床时，我们也可以添加一台外圆磨床。各种机床设备、工具箱、工件架等可以由用户在虚拟车间中自由布局，也可以设置物流通道等。如下图所示：机械加工车间2.生产活动组织虚拟工厂自身只是一个虚拟的工厂环境，与工厂类似，有各种建筑物，建筑物中有各种仿真的生产设备和生产工具。但是，这些只是一堆死气沉沉的建筑物、生产设备和生产工具。当我们在这个

8、虚拟工厂环境中来组织一场生产活动时，轰隆的机器声使得这个虚拟工厂环境立即变得那么富有生机。首先，我们可以针对某份订单（比如：生产加工一台平口钳），开始进行生产工艺流程的编制、材料的配备、机床设备的配置、工具刀具的配备等等。然后，我们可以根据生产工艺流程以及教学目标的需要，设置不同的生产岗位