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1、模具实训教学一体化建设领航者1 / 18模具虚拟拆装教学培训系统一、 系统介绍【系统简介】创壹虚拟模具培训（M1）系统是国内首创最先进的的虚拟模具教学系统，是以培养模具优秀人才为目的而研发的模具培训操作平台。该系统基于“创壹 Web3D 虚拟现实平台” 运行的网络虚拟实验 3D 环境，采用虚拟现实的三维仿真技术配合模具教学大纲，将注塑模、冲压模、挤压模、吹塑模等三十四种模具，向学生进行全方位地展示。具有逼真 3D互动虚拟实验、3D 动画演示与相关原理文字自动同步显示、3D 模具模型或其部件模型任意方向旋转及视点变换的功能。能够实现大量并行用户快速下载及构建渲染动态 3D 场景，确保用户与 3D
2、 场景互动的即时性，所有部件都可 360 度全方位观看，具有直观立体，真实互动的效果。系统充分采用三维技术与文字教学相结合，不仅对整个模具机构进行解析，还可对具体部件进行安装与拆卸。同时用户还可以动手进行虚拟仿真操作，了解每个细节，了解模具工作原理，为模具教学带来了革新。创壹虚拟模具培训（M1）系统帮助学生解决了从二维图中去想象三维模型的难题，可以直接看到模具三维模型，并且可以任意互动，老师上课不再将沉重的模具搬来搬去，不再为文字和图片讲解模具三维结构而苦恼，真正实现互动教学。【系统特点】1.身临其境的真实体验感建立模具模型，可以通过计算机模拟出各个角度看到的各种模具视觉效果。动态的模具部件组
3、装过程（包括组装过程中需要的工具），每个需要的画面上用提示性的文字向客户展示，让学员能很好地了解模具的构造、安装。利用VR技术设计的逼真的三维虚拟环境，使学生置身于虚拟的3D学习环境当中，体验真机实训不可能观察到的各部件结构及重要部件独立的工作原理。2.交互性模具实训教学一体化建设领航者2 / 18系统充分利用VR技术的可互动性，设计了符合人们自然交互习惯的互动操作模式。系统还包含用于共享信息的人机交互界面，激发学生的学习兴趣，提高学生的动手操作能力。3.多人在线学习，突破区域界限系统支持多人同时在线学习，学员可不受时间、地点限制的随时上机操作学习，与传统实体操作相比，既节约了培训时间，提高了
4、学习效率，又降低了对设备的耗损。4.支持远程应用及管理创壹虚拟模具培训系统采取服务器端与用户端的模式。用户端（学生/教师）通过账号密码进行登陆，通过访问服务器，进行模型数据的传输。而整个系统的管理，是通过系统唯一管理员进行管理的，该管理员在系统里既可管理学生又可以管理教师，同时整个系统的架构内容都受管理员支配，使得该系统更具有灵活性和方便性。5.可扩展的教学模块创壹虚拟模具培训系统以多系统多模块相结合的模式，利用创壹自主开发的虚拟平台，结合先进的虚拟现实技术，同时以C/S应用模式为主、B/S应用模式为辅，使得整个系统具有可扩展性。可以随时增加模具培训系统的虚拟拓展模块，使系统紧随市场模具技术最
5、新发展需求。6.节省培训费用，提高培训效率模具设备属于昂贵的实训设备，且易损耗，给模具教学单位带来了很大的设备资金压力，创壹软件为解决这一难题，设计开发了“创壹虚拟模具培训系统” 。在该系统学员便可全方位掌握各类模具的工作原理、各部件拆装、装配工艺等完善的教学应用，从而提高对各类模具的熟悉度和认知度，以虚拟环境取代真实模型的实训学习并获得超过真实模型实训的学习效果。 二、 系统结构“创壹虚拟模具培训系统”是一套针对高校、职业院校或教育培训机构开发的快捷、可扩展性 3D 仿真模具教学平台，系统采用 B/S 架构，整合模具实训教学一体化建设领航者3 / 18Web3D 仿真、Com 组件、PHP
6、动态网页、AJAX 轻量交互等最新技术，基于 Apache+MySQL 高性价比解决方案。在现在高等教育，逐步向信息化、互动性教学转型的过程中， “创壹虚拟模具培训系统”已包括以下数据安全与快速响应技术，通过可视化Web3DEditor三维仿真建模软件，让高校摆脱其它专业领域技术应用与整合的束缚，专注于自身优势教学内容改进与扩充，以能快速的构建自己精品课程、仿真互动课程整合平台，提高新教学内容的使用率及教学方式转型，突破传统教学模式的地域限制和时间限制，又不失传统的教学方式身临其境的效果。(1) 3D 模型数据量小运行速度快( 百 K 数量级)(2) 实现 128 位随机加密。(3) 动态 3
7、D 场景传送(4) 动态场景渲染(5) 分布式 3D 数据缓存，平衡客户机、服务器负荷(6) 能够实现大量并行用户快速下载(7) 构建渲染动态 3D 场景确保用户与 3D 场景互动的即时性(8) 快速安装与部署模具实训教学一体化建设领航者4 / 181. 系统总架构图DBWeb server 3D VR ServerAdministratorCommunityUsersCommunityUsersArena2. 系统角色与功能系统根据使用者身份，共分为教师、学生、教务、管理员 4 个角色，依据角色，分配不同的功能模块，以完成系统的管理、教学任务的流程开展（试卷出题、试卷答题、试卷审核、试卷分析
8、;作业布置、作业答题、作业批复、作业分析） ，同时提供编辑工具扩展模块，以对 3D 仿真教学内容进行扩展或个性化调整。具体教学内容上，系统以类似于书本目录的形式进行导航索引。编辑工具教师 学生教务 管理员模具实训教学一体化建设领航者5 / 181) 教师教师登录后界面，分教学模式和管理模式两种使用方式。教学模式下，内容同于学生界面下看到的教学内容，以方便教师能够快速预览，教学资料修改后，学生端看看到的内容，及时做出验证调整。教学模式管理模式下主要功能有个人信息修改、密码修改；同步和编辑所带科目的教学、实践与考核 3D 教学内容 ;在空间管理中，可以上传自己的私人相册、私人日记，上传图片、声音、
9、模型等实验编辑素材；在试卷管理中可以编辑各科目的试题、各科目各班级的试卷编辑与试卷审核（交叉审阅） ；在课程管理中，可以上传 PPT、PDF 等相关课程学习公共资料（后台设置是否对其它班级公开） ，进行 3D 课程课件编辑，对学生的作业成绩审阅，回答与查看学生的 FAQ、公告发布，以上功能模块，依教师权限动态产生。模具实训教学一体化建设领航者6 / 18管理模式2) 学生学生登录后界面，主要功能有个人信息修改、密码修改，在“我的班级” ，可以查看班级成员信息、班级留言、个人纸条；“我的空间”中可以上传个人相册与日记；“我的课程”中可以查看下载相关科目的课程资料、进行 3D 实验的相关教学、练习
10、与考核，在线完成作业，查看相关科目的FAQ 问答、在线考试。在考试排定时间内，学生登录后自动进入在线考试答题页面，直到考试时间结束，才能登录到学习使用界面。模具实训教学一体化建设领航者7 / 18学生对模具的学习3) 教务主要功能包括：学院、专业、班级间组织划分，各学院教师、学生档案管理，教学中的科目划分，教师与班级指派，系统模板管理，系统初始内容编辑与管理，在线考试（包含理论和 3D 仿真操作）安排。模式划分4) 管理员主要功能包括：学生与教师账号信息管理与停用；教师与学生公告权限分配；相关功能模块是否开放设置；课程资料是否公开设置。管理员界面5) Web3DEditor扩展模板，教师可以使
11、用 3D 编辑工具，新增实验项目或编辑原有实验项目；同时在，教师的“模型库”模块中，如果此功能，也是借助编辑工模具实训教学一体化建设领航者8 / 18具进行 3D 模型编辑教师在同步教务的初始教学内容后，可以使用编辑工具对模型外观、动画、动画描述进行修改，并保存为自己的个性化教学内容。编辑界面3. 运行环境要求软件要求：客户端：WindowXP、Window2003、Vista、Window7Internet Explorer 7.0 以上服务器：Window2003、window2008 、window2008 RC2Internet Explorer 7.0 以上客户端硬件要求：CPU:
12、2G 以上内存: 1G 以上显卡：支持 DirectX 9.0c 独立显卡（ GeForce8400 性能以上）硬盘：80G模具实训教学一体化建设领航者9 / 184 功能模块内容【功能模块】1、 ）教学模块模具介绍 系统里包含了注塑模具系列（22 套）和冲压模具系列（12 套）共三十四套模具，让学员全面了解各种模具的结构及工作原理。典型结构和机构包含了注塑模具的浇注系统、顶出系统、冷却系统三大系统及冲压模具的卸料机构、冲裁机构，把实物操作中看不到的内部结构及工作原理生动的展现出来，让学员完整了解模具的具体形成过程。模具零件 系统内包含了成型零件、导向零件、模胚零件、标准件四大类型的模具零件，
13、可让学员逐一查看各个零件的名称、结构及应用。加工工艺系统包括：型腔及型芯工艺分析、型腔工艺卡、型芯工艺卡，可让学员分析型腔和型芯零件图，认识加工工艺路线以及加工工艺过程中所必须注意的相关细节。装配工艺系统包含了型腔与固定板的装配、型芯与固定板的装配、过盈合零件的装配、推杆的装配与修整等组件的装配，系统地展示了装配工艺的知识，并且系统内提供了典型结构的装配，为学员展示了前模滑块机构的装配。冷却系统模具实训教学一体化建设领航者10 / 182、 ）实训模块系统包含了模具的自动拆装、手动拆装，让学员在看完演示后自己探索安装和拆卸的过程，考核学员的真实技能，大大提高学员的实际动手能力，为学员到真实操作
14、中打下坚实的基础。模具实训系统还提供了模具的结构原理演示，360的效果图，让使用者清晰的了解模具结构；还有模具的成型演示：成型的过程演示，令人更加印象深刻。演 示 系统提供模具成型演示与模具冲压演示，逼真的三维模型，动态形式展示，让学员完整了解模具成型、模具冲压的过程。模具拆卸模具实训教学一体化建设领航者11 / 183、) 考核、后台及空间管理理论考核：教师可以灵活的编辑填空、单选、多选、判断、问答等试题，全面了解学生的学习情况。考 核拆卸安装考核：可以上传不同的模具模型、工具等，设置考核试卷，了解学生的实际动手能力。组织管理：设置学校院系、班级等信息，对教学组织结构进行管理。人员管理：添加
15、、修改、删除教师、学生等信息，还可以添加、修改、删除各类模具课程的安排，大大方便教学管理。题库管理：教师可以设置包括模具知识点、填空题、单选题、多选题、判断题、问答题等，教师可根据需要任意设置试卷，可实现“无纸化”考试，还可以设置操作性的题目，考核学生动手能力。教学管理：科目的管理、课程管理、实验管理、教学模板管理、练习模板的管理等，让教师轻松教学。后台管理公告管理：可以发布和管理内部教学公告，发挥网络信息优势。班级成员的管理：班级成员数量，类别的管理。个人纸条：强大的个人信息交流功能，让学生互动交流。图片管理：可以管理图片资料，丰富教学内容。空间管理日志管理：强大的日志功能可以让教师和学生更
16、加轻松记事。考核管理模具实训教学一体化建设领航者12 / 18后台管理【系统框架】 （架构图）模具实训教学一体化建设领航者13 / 18三、技术参数、性能指标、功能指标（一）创壹虚拟数控机床培训系统采用 C+、PHP、Javascript 等主流语言程序开发，最后全部通过打包加密后再利用编译程序进行系统优化，这样大大加快了系统整体运行速度。支持的数据库为：大型的关系型数据库，如：SQL Server, Oracel，MySQL 等。本系统在运行过程中学员操作的 3D 动画的动作是通过 TCP/IP 协议发送给服务器端程序的，而该系统中的 TCP/IP 协议采取的是 UDP 用户数据包模式，这样就保证了数据不会轻易的丢失与延迟。 （二）性能指标与功能指标：1.性能指标：(1)3D 模具模型及智能控制动画，实现智能虚拟互动随意拆卸与装配, 并能自动判断拆装操作的正确性；(2)3D 模型数据量小运行速度
