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       摘要：針對(duì)培訓(xùn)系統(tǒng)要求人機(jī)交互界面好以及沉浸感強(qiáng)等特點(diǎn)，在鉆床教學(xué)系統(tǒng)開發(fā)中采用實(shí)時(shí)3D 建構(gòu)工具Quest3D，提出了一種針對(duì)鉆床教學(xué)培訓(xùn)的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的開發(fā)方案，將虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)分為三維顯示模塊，運(yùn)動(dòng)控制模塊，場(chǎng)景交互模塊和場(chǎng)景聲控模塊等，通過(guò)Quest3D的圖形編程使得整個(gè)系統(tǒng)開發(fā)周期縮短，運(yùn)行效率提高。成功將三維場(chǎng)景虛擬交互技術(shù)運(yùn)用于鉆床教學(xué)培訓(xùn)系統(tǒng)中。
 
      關(guān)鍵詞：三維場(chǎng)景交互；教學(xué)培訓(xùn)系統(tǒng)；虛擬仿真；Quest3D
   
      1 、引言
 
       在機(jī)床教學(xué)培訓(xùn)中，由于資金的限制，很難滿足人才培養(yǎng)所需的設(shè)備或?qū)嶒?yàn)室，并且在實(shí)際加工過(guò)程中，由于操作的不當(dāng)，往往會(huì)造成設(shè)備的損失以及人員的傷害。而虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)開發(fā)的培訓(xùn)系統(tǒng)可以很好地解決資金和安全的難題，并能起到實(shí)時(shí)培訓(xùn)的效果。
 
      近年，國(guó)內(nèi)外關(guān)于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在機(jī)床中應(yīng)用的研究很多。文獻(xiàn)[1]將Pro/E的NC代碼自動(dòng)生成技術(shù)和VERICUT的加工仿真功能結(jié)合起來(lái)，提出了一種Pro/E 和VERICUT 聯(lián)合運(yùn)用的虛擬機(jī)床技術(shù)。文獻(xiàn)[2]將Vericut 和Master-CAM結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了機(jī)床的仿真過(guò)程，該仿真易學(xué)易用，可作為教學(xué)中對(duì)機(jī)床教學(xué)的一種補(bǔ)充。文獻(xiàn)[3]利用VRML 與JavaScript 并結(jié)合VC++6.0 和OpenGL 開發(fā)了一個(gè)基于Web 的加工中心虛擬加工仿真系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)Web 環(huán)境下機(jī)床三維瀏覽，運(yùn)動(dòng)仿真，裝配顯示等功能。文獻(xiàn)[4]實(shí)現(xiàn)了在Open Inventor 平臺(tái)下數(shù)控機(jī)床的三維可視化操作仿真系統(tǒng)，提出了一種逼真的虛擬環(huán)境下的數(shù)控機(jī)床操作方法。文獻(xiàn)[5]基于VRML 和Unity3D 提出了一種虛擬現(xiàn)實(shí)在人機(jī)交互中的應(yīng)用，但其人機(jī)交互界面性效果不是很好。
   
     文獻(xiàn)[6]通過(guò)對(duì)數(shù)控車削仿真系統(tǒng)的開發(fā)與研究，實(shí)現(xiàn)了切削加工的動(dòng)態(tài)顯示。文獻(xiàn)[7]基于VC++與OpenGL 開發(fā)了虛擬數(shù)控加工仿真系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)G代碼的讀取和自定義輸入，實(shí)現(xiàn)了車削加工的動(dòng)態(tài)仿真。文獻(xiàn)[8]基于Open Inventor 提出了一種數(shù)控培訓(xùn)系統(tǒng)的現(xiàn)實(shí)方案，并打破了傳統(tǒng)數(shù)控仿真軟件的操作界面，在立體投影環(huán)境中具有深度沉浸感，交互性強(qiáng)。文獻(xiàn)[9]提出利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和多媒體技術(shù)，開發(fā)了基于VRML 和C/S 結(jié)構(gòu)模式的集培訓(xùn)與考核功能于一體的數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)。楊麗娟[10]利用VisualBasic 6.0 開發(fā)的可視化數(shù)控車削虛擬教學(xué)系統(tǒng)，雖然實(shí)現(xiàn)了程序編輯，機(jī)床操作，參數(shù)設(shè)置等內(nèi)容，但是該系統(tǒng)采用界面式的操作，和現(xiàn)實(shí)機(jī)床的操作有所區(qū)別，不能建立很深的沉浸感，并且采用基礎(chǔ)語(yǔ)言編程，使得系統(tǒng)開發(fā)周期較長(zhǎng)。楊萍，韓曉明等[11]將Quest3D 技術(shù)應(yīng)用于虛擬駕駛平臺(tái)系統(tǒng)開發(fā)，并實(shí)現(xiàn)了駕駛模擬系統(tǒng)中運(yùn)動(dòng)物體的物理仿真。文獻(xiàn)[12]利用建模工具Solidworks和3Ds Max 建立火箭炮的火控系統(tǒng)的3D 模型，通過(guò)Virtools 建立互動(dòng)接口，實(shí)現(xiàn)火箭炮的虛擬教學(xué)系統(tǒng)方案。
 
     文獻(xiàn)[13]在虛擬機(jī)床及虛擬工藝回顧中提到早期國(guó)外對(duì)于虛擬現(xiàn)實(shí)在機(jī)械工藝中的研究主要在于虛擬工藝環(huán)境的研究；而近年來(lái)開辟了仿真技術(shù)，建立了一些虛擬機(jī)床以及虛擬機(jī)械加工工藝的系統(tǒng)，有的基于網(wǎng)絡(luò)，有的系統(tǒng)則是強(qiáng)調(diào)硬件交互能力。這些研究在虛擬機(jī)床仿真方面都取得了一些進(jìn)展，但總的來(lái)說(shuō)，這些研究主要存在以下局限性：沒(méi)有形成一套完整的系統(tǒng)；大多系統(tǒng)基于基礎(chǔ)語(yǔ)言開發(fā)的，開發(fā)難度大、周期長(zhǎng)，功能實(shí)現(xiàn)起來(lái)困難；有的系統(tǒng)對(duì)計(jì)算機(jī)配置要求很高，一般都基于高檔圖形工作站；所有系統(tǒng)都是針對(duì)數(shù)控機(jī)床加工仿真的，沒(méi)有一套專門針對(duì)普通機(jī)床教學(xué)和培訓(xùn)開發(fā)的系統(tǒng)。本文基于Quest3D 平臺(tái)提出了一種針對(duì)機(jī)床仿真教學(xué)的培訓(xùn)系統(tǒng)，該方案從虛擬環(huán)境上不但考慮了環(huán)境的視覺(jué)，還加入了機(jī)床運(yùn)行時(shí)的聲音環(huán)境，增強(qiáng)了系統(tǒng)的沉寖感；在人機(jī)交互式上，郭建，汪廣擴(kuò)等[14]基于Quest3D 采用二維按鈕觸控方式，開發(fā)了一套關(guān)于車床教學(xué)的培訓(xùn)系統(tǒng)。
   
     而對(duì)鉆床培訓(xùn)系統(tǒng)采用三維場(chǎng)景交互的方式，使系統(tǒng)的交互性更貼近現(xiàn)實(shí)。通過(guò)solid edge 建立機(jī)床的三維實(shí)體模型，接著導(dǎo)入3DMax 進(jìn)行渲染并導(dǎo)出.X文件，最后通過(guò)Quest3D 平臺(tái)實(shí)現(xiàn)三維場(chǎng)景的人機(jī)交互。另外，教學(xué)系統(tǒng)還應(yīng)起到引導(dǎo)學(xué)員進(jìn)行正確操作的作用，該系統(tǒng)在界面中不但給出了機(jī)床工作時(shí)的主要參數(shù)，還給出了每個(gè)按鈕的功能及操作提示，使得界面更加人性化。用戶在操作系統(tǒng)的過(guò)程中，具有較為真實(shí)的多種感知體驗(yàn)，強(qiáng)化了人員的參與感，給學(xué)習(xí)者留下較為深刻的印象。
 
     2 、系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)
 
     2.1 系統(tǒng)的總體框架

     本文中虛擬鉆床教學(xué)培訓(xùn)系統(tǒng)由五個(gè)模塊組成，分別是：三維顯示模塊、運(yùn)動(dòng)控制模塊、人機(jī)交互模塊、數(shù)據(jù)采集與處理模塊、場(chǎng)景聲控模塊。其結(jié)構(gòu)如圖1。三維顯示模塊以及聲控模塊主要是對(duì)三維虛擬場(chǎng)景的一個(gè)模擬，是整個(gè)系統(tǒng)人機(jī)交互界面的基礎(chǔ)，人機(jī)交互模塊即實(shí)現(xiàn)用戶在面向三維場(chǎng)景時(shí)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行操作，而運(yùn)動(dòng)控制模塊則是根據(jù)用戶的操作信息，將驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的三維實(shí)體做出與之對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)，最終通過(guò)數(shù)據(jù)模塊將某些重要實(shí)體的運(yùn)動(dòng)信息采集起來(lái)經(jīng)過(guò)運(yùn)算處理后在場(chǎng)景中顯現(xiàn)出相應(yīng)的數(shù)據(jù)。

      
                         圖1 系統(tǒng)總體框架
   
      2.2 鉆床運(yùn)動(dòng)的總體設(shè)計(jì)
 
      現(xiàn)實(shí)中，鉆床主要由床身，主軸，主軸箱，電機(jī)，工作臺(tái)，升降主軸，鉆頭以及一些按鈕或手柄組成。從實(shí)際出發(fā)，將鉆床運(yùn)動(dòng)分為四個(gè)部分：按鈕和手柄的運(yùn)動(dòng)、工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)、刀具的運(yùn)動(dòng)、主軸的運(yùn)動(dòng)。其結(jié)構(gòu)如圖2。
 

                                         圖2 鉆床運(yùn)動(dòng)框架
 
   
      3 、系統(tǒng)的開發(fā)過(guò)程
   
      3.1 三維顯示模塊設(shè)計(jì)
 
      3.1.1 三維模型的建立與導(dǎo)入
 
      本教學(xué)系統(tǒng)使用solid edge 根據(jù)收集的二維圖紙建立Z5140 鉆床的三維模型，在建模過(guò)程中，沒(méi)有畫出鉆床內(nèi)部的細(xì)節(jié)，只是對(duì)機(jī)床的外觀進(jìn)行了建模；將建好的模型導(dǎo)出為STL 格式，再導(dǎo)入到3DMax 軟件進(jìn)行渲染，并經(jīng)過(guò)坐標(biāo)的變換處理后導(dǎo)出為.X格式文件。將.X文件以single object 的類型導(dǎo)入到Quest3D中。
 
 
      3.1.2 系統(tǒng)場(chǎng)景的設(shè)置
 
     場(chǎng)景設(shè)置主要包括光照設(shè)置、攝影機(jī)視角設(shè)置、貼圖效果設(shè)置、環(huán)境音效設(shè)置等。
 

      場(chǎng)景渲染如圖3 所示。
    

     
  
                            圖3 場(chǎng)景渲染
   
     對(duì)于場(chǎng)景的渲染，一般通過(guò)在渲染通道下加入物體相機(jī)和燈光以及需要渲染的三維物體，通過(guò)該場(chǎng)景渲染模塊，可以給人展示逼真的三維效果，系統(tǒng)選用物體注視相機(jī)（Object Inspection Camera）作為場(chǎng)景的交互窗口，還可以通過(guò)鼠標(biāo)來(lái)旋轉(zhuǎn)場(chǎng)景和對(duì)場(chǎng)景進(jìn)行縮放。

     光照設(shè)置，環(huán)境音效以及貼圖效果設(shè)置的主要目的是給用戶帶來(lái)視覺(jué)沖擊，增強(qiáng)用戶的沉浸感和系統(tǒng)的交互性。光源的位置通過(guò)運(yùn)動(dòng)矩陣來(lái)調(diào)節(jié)，整個(gè)場(chǎng)景主要以平行光作為主光源，采用點(diǎn)光源對(duì)某些陰影部分進(jìn)行光照的補(bǔ)償，使整個(gè)場(chǎng)景具有光照強(qiáng)度的變化的同時(shí)而又不會(huì)造成某些區(qū)域沒(méi)有光照，這樣有利于用戶對(duì)機(jī)床狀態(tài)的一個(gè)全局把控。對(duì)于機(jī)床運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)給出了一個(gè)機(jī)床運(yùn)行時(shí).wav 格式的聲音文件，當(dāng)用戶觸發(fā)并啟動(dòng)機(jī)床時(shí)，系統(tǒng)將會(huì)自動(dòng)發(fā)出機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的聲音，給人更深的真實(shí)性和沉浸感。
 

      系統(tǒng)音效控制文件如圖4 所示。
    
  

      
                               圖4 系統(tǒng)音效控制文件

      3.2 運(yùn)動(dòng)控制模塊的設(shè)計(jì)
   
      當(dāng)用戶在對(duì)機(jī)床進(jìn)行操作時(shí)，通過(guò)對(duì)用戶輸入信息的采集，再對(duì)采集的信息進(jìn)行邏輯判斷并執(zhí)行相應(yīng)的運(yùn)算操作，獲取相應(yīng)的物體狀態(tài)信息，最后將物體信息傳輸?shù)轿矬w的運(yùn)動(dòng)信息模塊，從而達(dá)到用戶機(jī)床能按照用戶的操作進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)的目的。運(yùn)動(dòng)模塊的設(shè)計(jì)思如圖5。

                               圖5 運(yùn)動(dòng)模塊設(shè)計(jì)思路
      
     3.2.1 機(jī)床各部件基本運(yùn)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)
   
     三維交互場(chǎng)景中的機(jī)床是由多個(gè)模型裝配而成，每個(gè)模型都有一個(gè)獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)矩陣，矩陣?yán)锎嬗心Ｐ偷奈恢煤捅壤畔ⅲ矬w的運(yùn)動(dòng)則是通過(guò)改變矩陣中的位置向量和旋轉(zhuǎn)向量來(lái)改變物體的狀態(tài)。
 
     本系統(tǒng)通過(guò)GUI 和機(jī)床三維實(shí)體觸控來(lái)實(shí)現(xiàn)物體狀態(tài)信息的切換，GUI 按鈕主要用于機(jī)床的復(fù)位操作以及工藝的選擇。機(jī)床各部件的運(yùn)動(dòng)關(guān)系則是通過(guò)檢測(cè)鼠標(biāo)與機(jī)床實(shí)體的觸控來(lái)達(dá)到0，1 的信息的切換，并根據(jù)需要，通過(guò)expression value 通道編輯的算式使鼠標(biāo)觸控時(shí)的值可以在某個(gè)范圍內(nèi)循環(huán)，進(jìn)而擴(kuò)展鼠標(biāo)觸控時(shí)的0，1 狀態(tài)到更多的狀態(tài)。本系統(tǒng)中主軸自動(dòng)進(jìn)給搖桿手柄具有3 個(gè)狀態(tài)，手柄當(dāng)前值OLD 在- 1~3 之間循環(huán)，通過(guò)鼠標(biāo)每次觸發(fā)的值傳給expression value 通道，通過(guò)式（1）的邏輯計(jì)算輸出狀態(tài)分別為0，1，2，實(shí)現(xiàn)手柄三個(gè)狀態(tài)的循環(huán)。
 
     OLD > 2|OLD < 0?0:(A&B) - (A&C) + OLD （1）式中OLD 表示通道當(dāng)前值，ABC 表示輸入的0，1 值，當(dāng)前值大于2 或者小于0 時(shí)，當(dāng)前值自動(dòng)置0，否則在當(dāng)前值的基礎(chǔ)上加上一個(gè)有效的用戶輸入值。程序中-1對(duì)應(yīng)的手柄狀態(tài)和0 所對(duì)應(yīng)的狀態(tài)相同。
 
     速度控制操作桿一的控制文件如圖6 所示。
  
  

    
                             圖6 速度控制操作桿一的控制文件
     
     在矩陣變換過(guò)程中，本系統(tǒng)通過(guò)機(jī)床實(shí)體觸控時(shí)產(chǎn)生的值賦值給expression value 通道，經(jīng)過(guò)算式計(jì)算來(lái)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)矩陣的動(dòng)態(tài)改變。具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程為：首先通過(guò)鼠標(biāo)按鍵的按下和三維實(shí)體的碰撞來(lái)產(chǎn)生觸控信號(hào)，然后經(jīng)if 語(yǔ)句，當(dāng)條件成立時(shí)將按鍵的有效輸入信息賦值到value 通道，再通過(guò)gan1state 通道確定gan1 最終對(duì)應(yīng)的狀態(tài)信息。
 
      3.2.2 物體運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系位置的變換
 
      由于.X文件導(dǎo)入Quest3D后的模型坐標(biāo)可能不在幾何中心上，考慮到物體的運(yùn)動(dòng)與物體坐標(biāo)系的位置信息有關(guān)，為此，在控制物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，希望物體坐標(biāo)系能在物體的幾何中心上，本文提出兩種改變坐標(biāo)原點(diǎn)的方法。對(duì)于一些幾何中心復(fù)雜，并且與很多物體的運(yùn)動(dòng)相關(guān)的物體，本系統(tǒng)采用父子關(guān)系來(lái)實(shí)現(xiàn)這些部件的運(yùn)動(dòng)，即通過(guò)將父子關(guān)系物體移動(dòng)到物體的中心，便可實(shí)現(xiàn)物體坐標(biāo)系的間接等效移動(dòng)，并且可以達(dá)到同時(shí)操控幾個(gè)物體的目的，實(shí)現(xiàn)物體間的協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)。采用該項(xiàng)技術(shù)可以有效地避免繁瑣和重復(fù)的編程，提高編程效率，使程序更加優(yōu)化，不足之處在于將物體移到另一個(gè)物體的幾何中心非常困難。但只需要將場(chǎng)景中父物體的運(yùn)動(dòng)矩陣的快捷方式連接到子物體的father通道上便可建立一對(duì)父子關(guān)系。
 
     對(duì)于某些物體，由于自身結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單，可以通過(guò)在物體通道下的Off Set Matrix 通道連接一個(gè)矩陣通道，雙擊矩陣，并切換到動(dòng)畫制作界面下，改變矩陣中的相關(guān)數(shù)值，便可移動(dòng)坐標(biāo)到物體的幾何中心上，在移動(dòng)過(guò)程中可以通過(guò)去除渲染（Culled Wire Rendering），觀察物體的線條信息更易找準(zhǔn)物體的幾何中心。
 
      3.3 三維實(shí)體碰撞檢測(cè)
 
      在加工仿真過(guò)程中，需要利用碰撞檢測(cè)判斷刀具是否接觸到工件，以及顯示工件接觸到刀具過(guò)后的變形效果。由于道具模型比較復(fù)雜，且碰撞檢測(cè)是通過(guò)模型面片相交來(lái)實(shí)現(xiàn)的，為了減少碰撞檢測(cè)時(shí)的計(jì)算量。本系統(tǒng)采用規(guī)則的模型球體來(lái)參與物體的碰撞檢測(cè)，利用父子關(guān)系，使它跟隨主體運(yùn)動(dòng)。本系統(tǒng)依靠該方法成功實(shí)現(xiàn)鉆床鉆削工件的虛擬加工過(guò)程仿真。
 
      3.4 機(jī)床運(yùn)動(dòng)參數(shù)采集和處理模塊
   
      為了方便用戶實(shí)時(shí)了解機(jī)床的工作情況，合理調(diào)節(jié)機(jī)床運(yùn)動(dòng)，本系統(tǒng)設(shè)置了數(shù)據(jù)采集與顯示模塊。數(shù)據(jù)采集與顯示流程如圖7 所示。

                    圖7 數(shù)據(jù)采集與顯示流程
   
      在虛擬環(huán)境中，所能采集到的數(shù)據(jù)是機(jī)床模型尺寸和運(yùn)動(dòng)參數(shù)，需要對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行一些后處理。系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，通道中的數(shù)據(jù)都是動(dòng)態(tài)變化的，只需要把相關(guān)通道數(shù)據(jù)的快捷方式連接到數(shù)據(jù)采集通道，通過(guò)expressionvalue 通道對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后，再通過(guò)2D貼圖方式顯示在GUI 界面上。
   
      轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)顯示程序模塊如圖8 所示。
  

     
  
                                 圖8 轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)顯示程序模塊

      3.5 場(chǎng)景交互界面設(shè)計(jì)
   
     由于鼠標(biāo)在三維模型上的觸控檢測(cè)需要判斷鼠標(biāo)是否與實(shí)體發(fā)生了碰撞，以及鼠標(biāo)所指向的按鈕的功用是什么，該操作有哪些注意事項(xiàng)，這些都需要設(shè)計(jì)者予以考慮。為此，本系統(tǒng)通過(guò)改變操作手柄和按鈕等實(shí)體模型的顏色來(lái)提示用戶鼠標(biāo)已經(jīng)指向了相關(guān)手柄或者按鈕，一旦鼠標(biāo)光標(biāo)和手柄產(chǎn)生碰撞，信息提示區(qū)就會(huì)顯示該手柄的功能及對(duì)應(yīng)的機(jī)床運(yùn)動(dòng)參數(shù)，使用戶能夠免去背誦繁雜的操作手冊(cè)。并且能指導(dǎo)用戶按照正確的工藝順序以及規(guī)范的操作流程進(jìn)行機(jī)床的操作。對(duì)于模型顏色的改變，本系統(tǒng)是通過(guò)改變物體材質(zhì)中的emissive 特性實(shí)現(xiàn)；并通過(guò)邏輯的判斷，采用2D 貼圖的方式，將文字提示信息展現(xiàn)在場(chǎng)景特定的位置。另外本系統(tǒng)在該項(xiàng)技術(shù)的基礎(chǔ)上建立了三維交互式操作，通過(guò)鼠標(biāo)與三維實(shí)體觸碰檢測(cè)實(shí)現(xiàn)用戶對(duì)機(jī)床的操作，在Detect Mouse Collision 通道后，跟被碰物體便可實(shí)現(xiàn)鼠標(biāo)與物體的碰撞檢測(cè)，通過(guò)這種碰撞檢測(cè)，為三維場(chǎng)景交互的設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)。
 
     三維場(chǎng)景交互操作設(shè)計(jì)如圖9 所示。
 

                                     圖9 三維場(chǎng)景交互操作設(shè)計(jì)
 
      4 、系統(tǒng)運(yùn)行仿真實(shí)例
 
      通過(guò)把鉆床的三維實(shí)體模型導(dǎo)入到3Dmax 中渲染，再利用Quest3D開發(fā)平臺(tái)，成功開發(fā)了Z5140 立式鉆床虛擬教學(xué)及其培訓(xùn)系統(tǒng)。如圖10、圖11 所示，用戶可以利用鼠標(biāo)對(duì)機(jī)床模型進(jìn)行視角窗口的變換；通過(guò)GUI按鈕或者機(jī)床自身的控制搖桿可進(jìn)行虛擬加工仿真操作；通過(guò)數(shù)據(jù)顯示區(qū)，用戶可以在界面左上角實(shí)時(shí)了解到機(jī)床的工作參數(shù)。作為一個(gè)培訓(xùn)系統(tǒng)，不僅應(yīng)該有可以模擬真實(shí)的場(chǎng)景與操作，還應(yīng)在故障診斷仿真功能上起到類似教師的作用[15]。設(shè)計(jì)者在界面上更加注重系統(tǒng)的教學(xué)功能，設(shè)置了信息提示區(qū)，使用戶能夠了解到各個(gè)觸控裝置的作用，并且給予用戶正確操作的提示，起到了操作指導(dǎo)的作用。
 

                                圖10 鉆削工藝仿真

   
     
  
                               圖11 擴(kuò)孔工藝仿真

   
      從圖10、圖11 可以看到，當(dāng)鼠標(biāo)接觸到三角搖桿時(shí)，搖桿顯示為高亮，信息區(qū)具有搖桿操作信息以及當(dāng)前進(jìn)行工藝正確性的提示，從而使用戶更好地了解到機(jī)床自身正確的操作規(guī)程。
   
     5 、結(jié)束語(yǔ)
   
     采用Quest3D平臺(tái)開發(fā)的程序，可以直接導(dǎo)出為.exe文件，該格式文件可以獨(dú)立安裝運(yùn)行，與三維實(shí)體建模的仿真系統(tǒng)相比對(duì)運(yùn)行系統(tǒng)的配置具有較低的要求，因?yàn)镼uest3D 里面的模型是將CAD 中實(shí)體模型進(jìn)行格式轉(zhuǎn)化與優(yōu)化處理后的殼體模型。在開發(fā)時(shí)，設(shè)計(jì)者可以借助于Quest3D大量的功能模塊，避免了基于基礎(chǔ)語(yǔ)言開發(fā)的繁瑣編程過(guò)程，達(dá)到縮短開發(fā)周期的目的。在未來(lái)的研究中，將會(huì)在本系統(tǒng)的基礎(chǔ)上完善鉆床內(nèi)部的三維模型，繼續(xù)開發(fā)一套鉆床虛擬裝配訓(xùn)練系統(tǒng)，讓用戶通過(guò)使用本系統(tǒng)不僅能夠?qū)W習(xí)鉆床加工工藝，還能夠通過(guò)鉆床內(nèi)部機(jī)械結(jié)構(gòu)了解鉆床的基本工作原理，為以后處理機(jī)床故障奠定基礎(chǔ)。