本發明涉虛擬現實,尤其涉及一種教學實訓方法、系統、裝置及可讀存儲介質。
背景技術:
1、隨著機械加工行業自動化程度的不斷提升,各種自動化設備的大量投入使用,企業對員工素質提出了更高的要求。一方面要求員工具有高度的職業素養,另一方面對員工的動手能力也有很高的要求。企業在員工上崗前需要為員工提供相對系統而完整的職業實操培訓,使其對相應工作崗位的業務能夠熟練掌握和精通,傳統的培訓方式主要是通過專業培訓教師結合相關崗位的理論知識和操作規程講解、現場觀摩、模擬操作、實習的方式,讓學生對相關設備崗位的操作流程進行較為系統的了解,以便在走上工作崗位后,能夠勝任本職工作,而且能夠保證在操作相關設備時,不會出現設備丟失零件甚至發生安全事故等。
2、虛擬現實(virtual?reality)是近年來出現的高新技術,虛擬現實是利用電腦模擬產生一個三維空間的虛擬世界,提供使用者關于視覺、聽覺、觸覺等感官的模擬,讓使用者如同身歷其境一般,可以及時、沒有限制地觀察三維空間內的事物。隨著虛擬現實技術的日益完善,各行業結合虛擬現實技術的相關應用也層出不窮,以應用于工業教學實訓中尤為明顯。現有技術提供了一種基于虛擬現實技術和增強現實技術的機械裝配輔助技術,該技術結合理論教學和實踐教學,讓學生在虛擬現實環境中了解裝配過程,在增強現實環境中實際動手操作,解決了傳統教學方式中學生腦海中構建的虛擬教學場景與真實場景不一致的問題,提高了學習效率。此外,目前還提供了一種虛擬現實仿真教學系統,該系統可構建仿真的工廠、實驗室、礦井、危險地帶等場景,讓學生在虛擬教學場景中進行操作。
3、但是,目前提供的虛擬現實技術主要應用于學生對相關產品設備進行學習和了解階段,并沒有將其應用到工業教學實訓中。
4、上述內容僅用于輔助理解本發明的技術方案,并不代表承認上述內容是現有技術。
技術實現思路
1、本發明的主要目的在于提供一種教學實訓方法、系統、裝置及可讀存儲介質,以解決目前提供的虛擬現實技術主要應用于學生對相關產品設備進行學習和了解階段,并沒有將其應用到工業教學實訓中的問題。
2、為實現上述目的,本發明提供一種教學實訓方法,所述教學實訓方法包括:
3、構建虛擬零件模型庫,其中,根據實體零件的加工信息在虛擬空間中建立實體零件的三維仿真模型,以形成所述虛擬零件模型庫;
4、根據生產制造流程建立設備生產制造流程,利用虛擬現實技術構建用于虛擬現實教學的虛擬教學場景,并將虛擬教學場景植入機器人;
5、接收實訓模式的選擇指令,控制所述機器人根據所述虛擬教學場景執行對應的裝配或拆卸動作,其中,機器人根據所述虛擬零件模型庫中存儲的零件模型,將待使用零件的虛擬三維模型實時呈現在虛擬空間中;
6、將所述虛擬教學場景與所述機器人執行的裝配或拆卸動作呈現在虛擬現實眼鏡中。
7、進一步地,所述控制所述機器人根據所述虛擬教學場景執行對應的裝配或拆卸動作包括;
8、獲取用戶輸入的作業指令,根據所述作業指令在所述虛擬零件模型庫選擇對應的零件模型,其中,所述作業指令包括在所述虛擬教學場景下的零件類型與裝配或拆卸工藝;
9、控制機器人根據所述零件類型與所述裝配或拆卸工藝執行裝配或拆卸動作,以完成對虛擬零件的裝配仿真或拆卸仿真。
10、進一步地,所述教學實訓方法還包括;
11、根據所述零件類型,識別虛擬零件的裝配或拆卸進度;
12、接收用戶輸入的暫停或調速指令,根據所述暫停或調速指令控制機器人裝配或拆卸的速度。
13、進一步地,所述教學實訓方法還包括;
14、接收用戶輸入的移動指令,獲取用戶的移動信息;
15、根據所述移動信息調整用戶在虛擬空間的虛擬視角,以及與虛擬零件的虛擬距離;
16、根據所述虛擬視角與所述虛擬距離,提示所述虛擬零件的裝配進度信息與裝配參數信息。
17、進一步地,所述教學實訓方法包括;
18、根據虛擬零件的裝配或拆卸進度,判斷虛擬零件當前的裝配或拆卸要求是否達到預設要求;
19、若未達到所述預設要求,則暫停所述機器人的動作,發出提示信息至所述虛擬現實眼鏡;
20、控制機器人退回到上一步動作的位置,同時所述虛擬教學場景退回至對應的動作場景。
21、進一步地,所述選擇指令包括虛擬加工指令、實體加工指令,所述教學實訓方法包括;
22、若所述選擇指令為虛擬加工指令,則獲取所述虛擬指令對應的虛擬加工流程,控制機器人完成虛擬動作;
23、若所述選擇指令為實體加工指令,則獲取所述實體加工指令對應的實體加工流程,控制機器人完成實體動作。
24、進一步地,所述選擇指令還包括設備維護保養指令,所述教學實訓方法包括;
25、根據所述設備維護保養指令,獲取預設的設備維護保養流程;
26、向虛擬現實眼鏡發出維護保養流程,以提示用戶進行設備維護保養的具體步驟;
27、接收用戶進行維護保養的操作指令,控制機器人執行設備維護保養動作。
28、此外,為實現上述目的,本發明還提供一種教學實訓系統,包括:
29、零件模型庫構建模塊,用于構建虛擬零件模型庫,其中,根據實體零件的加工信息在虛擬空間中建立實體零件的三維仿真模型,以形成所述虛擬零件模型庫;
30、虛擬教學場景構建模塊,用于根據生產制造流程建立設備生產制造流程,利用虛擬現實技術構建用于虛擬現實教學的虛擬教學場景,并將虛擬教學場景植入機器人;
31、接收模塊,用于接收實訓模式的選擇指令,控制所述機器人根據所述虛擬教學場景執行對應的裝配或拆卸動作,其中,機器人根據所述虛擬零件模型庫中存儲的零件模型,將待使用零件的虛擬三維模型實時呈現在虛擬空間中;
32、發送模塊,用于將所述虛擬教學場景與所述機器人執行的裝配或拆卸動作呈現在虛擬現實眼鏡中。
33、此外,為實現上述目的,本發明還提供一種教學實訓裝置,所述教學實訓裝置包括:存儲器、處理器及存儲在所述存儲器上并可在所述處理器上運行的教學實訓程序,所述教學實訓程序被所述處理器執行時實現如上所述的教學實訓方法的步驟。
34、此外,為實現上述目的,本發明還提供一種可讀存儲介質,所述可讀存儲介質上存儲有教學實訓程序,所述教學實訓程序被處理器執行時實現如上所述的教學實訓方法的步驟。
35、本技術提供的實訓教學方法,首先構建虛擬零件模型庫,其中,根據實體零件的加工信息在虛擬空間中建立實體零件的三維仿真模型,以形成虛擬零件模型庫;然后根據生產制造流程建立設備生產制造流程,利用虛擬現實技術構建用于虛擬現實教學的虛擬教學場景,并將虛擬教學場景植入機器人;接著接收實訓模式的選擇指令,控制機器人根據虛擬教學場景執行對應的裝配或拆卸動作,其中,機器人根據虛擬零件模型庫中存儲的零件模型,將待使用零件的虛擬三維模型實時呈現在虛擬空間中;最后將虛擬教學場景與所述機器人執行的裝配或拆卸動作呈現在虛擬現實眼鏡中。本實施例不僅可以將機器人的裝配或拆卸動作、零件的裝配或拆卸過程完全展示給用戶看,還能根據用戶的操作控制機器人進行裝配或拆卸動作,從而將虛擬顯示技術應用到了工業教學實訓中,提高了教學實訓的效率。