智慧型製造中車削數字孿生虛擬仿真實驗

智慧型製造中車削數字孿生虛擬仿真實驗是中國計量大學建設的虛擬仿真實驗課程。

基本介紹

• 中文名：智慧型製造中車削數字孿生虛擬仿真實驗
• 課程負責人：王斌銳
• 建設院校：中國計量大學
• 授課教師：張松慧、朱永樂、方流、許素安

課程性質

課程背景

本實驗以智慧型製造中滾珠絲桿加工為對象，通過數字孿生概念，構建基於數字車床的車削加工全生命流程，並通過神經網路學習以及大數據處理，得到最優加工參數，展現影響加工精度的因素及其規律。通過數字孿生仿真，學生深刻理解加工精度是跟隨工藝參數和設備工況變化的，並將可信數據反饋到資料庫管理，為實現更高精度的加工質量提供技術支撐，從而使得虛擬仿真“活起來”。

教學目標

（1）傳授高精度車削加工、人工智慧神經網路參數最佳化和數字孿生知識，掌握數字孿生虛擬仿真實驗方法。了解絲槓精度等級和公差配合知識，掌握絲槓智慧型製造加工流程；熟悉絲槓車削加工過程和車削成形原理知識；能夠套用軸類零件直徑的公差和偏差知識，設計車削線上測量方案；理解BP神經網路工作原理知識，熟悉神經網路輸入層、輸出層和神經元與工藝參數的對應關係，了解神經元連線權值概念和調節方法、神經網路自學習和預測過程，理解工藝參數數據的更新和基於大數據驅動的數字孿生先進技術實現方法；並能對影響加工精度的工藝參數進行分析，據此創造出滿足高精度車削要求的新的工藝參數組合。

（2）培養高精密車削加工和分析工藝參數之間的耦合關係能力，具備解決精密製造工程問題創新力。熟練掌握數控車床編程能力，能夠整合設計測量方案實現對車削過程線上測量，培養設計能力；在絲槓軸車削實訓基礎上，通過逐個工藝參數分析，認識到進給量、進給速度、切削深度和溫升等工藝參數對軸加工直徑公差和偏差的複雜影響規律，培養分析多參數耦合問題和解耦工程問題能力；通過公差互動和模擬神經網路精度仿真挑戰，量化分析工藝參數對誤差的影響，從而具備通過最佳化工藝參數改進加工精度、解決絲槓高精度加工實際問題的綜合創新能力。

（3）提升高精度加工工程思維能力，並為提高精益求精的工程素養提供支撐。培養學生建立工程實際中協調考慮多種參數影響，綜合獲得合理參數組合的工程意識，為工作中提高精益求精的工程素養提供支撐，助推學生成為能夠適應新工科發展需要的高素質複合型人才。