一种汽车车身冷作钣金虚实一体化实训设备及实训方法技术

本发明专利技术公开一种汽车车身冷作钣金虚实一体化实训设备，包括虚拟仿真系统和实际操作训练系统，所述虚拟仿真系统包括：显示装置，虚拟仿真软件及虚拟仿真控制电脑单元，显示装置通过线路与虚拟仿真控制电脑单元，虚拟仿真软件及虚拟仿真控制电脑单元包括中央处理器，存储模块，信号接受模块，信号转换模块，指令输入系统，虚拟钣金工具库及虚拟车身构件库；所述实际操作训练系统通过数据线与虚拟仿真控制电脑单元相联接，包括：拉伸受力模块，手锤敲击受力模块；虚拟仿真系统采用三维模型真实再现不同类型、不同损坏程度的车身构件，并根据实际操作训练系统的作用力大小，真实再现钣金作业效果；实际操作训练系统使用真实钣金工具，有利于快速掌握锤击法、拉伸法等钣金作业技巧。

An Integrated Training Equipment and Method for Cold-working Sheet Metal of Automobile Body

The invention discloses an integrated training equipment for cold-working sheet metal of automobile body, which includes virtual simulation system and practical operation training system. The virtual simulation system includes display device, virtual simulation software and virtual simulation control computer unit, display device controls computer unit through circuit and virtual simulation, virtual simulation software and virtual simulation control computer unit include Central processing unit, storage module, signal receiving module, signal conversion module, instruction input system, virtual sheet metal tool library and virtual body component library; the actual operation training system is connected with virtual simulation control computer unit through data lines, including: stretching force module, hammer hammer hammer force module; virtual simulation system uses three-dimensional model to reproduce different types of real-life. The actual operation training system uses real sheet metal tools, which is conducive to the rapid mastery of hammering, stretching and other sheet metal operation skills.

【技术实现步骤摘要】
一种汽车车身冷作钣金虚实一体化实训设备及实训方法
本专利技术属于实践教学用设备
，具体涉及一种教学实训用汽车车身冷作钣金虚实一体化实训设备及其实训方法。
技术介绍
现有汽车行业钣金技能培训主要通过老师结合配图对课程讲授或视频演示，特别是车身冷作钣金，由于受实习场地和实训板料样材的限制，老师亲自动手示范的次数少，能让学生自己动手体验真实车身钣金修理的机会更有限，而车身钣金维修技能则需要学生在反复动手操练中逐步形成。但由于钣金作业的特殊性，既不能提供大量的车身实训样材，也不能准确评定每一道钣金作业的效果，无法达到钣金标准化操作要求，不利于快速形成稳定、高效的钣金作业技能，严重制约了汽车车身钣金维修人才的培养。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种汽车车身冷作钣金虚实一体化实训设备，该设备能够多次反复使用，解决学生自己动手体验汽车车身钣金修理机会少的问题，既能够使学生亲身体会不同变形的车身构件钣金锤真实用力大小，又能准确评定学生每项冷作钣金工艺的作业效果和维修质量，有利于培养学生实际动手能力，熟练掌握锤击法、拉伸法等钣金技巧，快速提高学生钣金技能。本专利技术可采用以下技术方案来实现：一种汽车车身冷作钣金虚实一体化实训设备，包括虚拟仿真系统、实际操作训练系统，所述虚拟仿真系统包括：显示装置、虚拟仿真控制电脑单元，虚拟仿真控制电脑单元包括中央处理器、存储模块、信号接受模块、信号转换模块、指令输入系统，所述的信号转换模块的输出端、存储模块、指令输入系统、显示装置通过线路与中央处理器连接，信号接受模块输出端、信号转换模块的输入端通过线路依次串联，所述的中央处理器内置有虚拟仿真软件，虚拟仿真软件包括虚拟钣金工具库、虚拟车身构件库；所述的实际操作训练系统包括：拉伸受力模块、手锤敲击受力模块，所述的拉伸受力模块用于检测实训者的拉力大小和拉力方向信息，拉伸受力模块通过拉伸作用力数据传输线与信号接受模块输入端连接，手锤敲击受力模块用于检测实训者的手锤敲击力大小和敲击力方向信息，手锤敲击受力模块通过手锤敲击受力模块数据传输线与信号接受模块输入端连接。所述实际操作训练系统中的拉伸受力模块包括：外壳a、拉伸作用力受力板、拉伸力感应器、拉伸作用力数据传输线、拉伸作用受力杆，拉伸作用受力杆一端通过球形铰链或者球形连接副与受力板连接，另一端穿出外壳a后用于实训者拉伸，拉伸作用力受力板的边缘固定在外壳a上，拉伸作用力受力板上固定有拉伸力传感器，用于检测拉伸作用力受力板受到的力，外壳a与拉伸作用受力杆之间设置有倾角传感器b，用于检测拉伸作用受力杆与外壳a之间的夹角，拉伸力感应器、倾角传感器b通过拉伸作用力数据线与中央处理器连接。所述的手锤敲击受力模块包括：外壳c、手锤作用力受力板、敲击力感应器、敲击作用力数据传输线、钣金锤敲击受力杆，所述的钣金锤敲击受力杆一端通过球形铰链或者球形连接副与手锤作用力受力板连接，另一端穿出外壳c，用以承受钣金锤的敲击，所述的手锤作用力受力板固定在外壳c上，手锤作用力受力板上固定敲击力感应器，用以检测手锤作用力受力板受到的敲击力，所述的外壳c与钣金锤敲击受力杆之间设置有倾角传感器d，用以检测钣金锤敲击受力杆与外壳c的夹角，敲击力感应器、倾角传感器d通过敲击力数据线与中央处理器连接。倾角传感器b包括：永久磁铁一、线圈一、两个触发齿轮一、平衡电桥电路一，每个触发齿轮上至少设置有4个沿着圆周方向均布的的方齿一，两个触发齿轮一并排固定在拉伸作用受力杆17上，与每触发齿轮的每个方齿一相对应的位置均设置有一个永久磁铁一，每个永久磁铁一上缠绕一个线圈一，触发齿轮一关于其中心对称的两个齿之间的线圈一通过线路连接形成平衡电桥电路一，用以当拉伸作用受力杆17倾斜时，触发齿轮一的方齿一与各对应线圈一的位移发生变化从而使所形成的的磁回路的磁通量发生变化，使平衡电桥一发生变化，通过信息接收模块和信息转换模块处理后，将变化量信号传输给中央处理器，中央处理器接受并处理这些信号，计算出受力杆件倾斜的角度。倾角传感器d包括：永久磁铁二、线圈二、两个触发齿轮二、平衡电桥电路二，每个触发齿轮上至少设置有4个沿着圆周方向均布的的方齿二，两个触发齿轮二并排固定在钣金锤敲击受力杆26上，与每触发齿轮的每个方齿二相对应的位置均设置有一个永久磁铁二，每个永久磁铁二上缠绕一个线圈二，触发齿轮二关于其中心对称的两个方齿二之间的线圈二通过线路连接形成平衡电桥电路二，用以当钣金锤敲击受力杆26倾斜时，触发齿轮二的方齿二与各对应线圈二的位移发生变化从而使所形成的的磁回路的磁通量发生变化，使平衡电桥二发生变化，通过信息接收模块和信息转换模块处理后，将变化量信号传输给中央处理器，中央处理器接受并处理这些信号，计算出钣金锤敲击受力杆26倾斜的角度。6.根据权利要求4所述的汽车车身冷作钣金虚实一体化实训设备，其特征在于：所述的倾角传感器b用陀螺仪一代替，倾角传感器d用陀螺仪二代替。所述的虚拟仿真系统中的虚拟仿真软件，将车身构件以三维模型显示在显示装置上，中央处理器采集拉伸力感应器、倾角传感器b或者敲击力感应器、倾角传感器d数据，处理并同步显示车身构件在修复中的变化。虚拟钣金工具库包括：匙形铁、托铁、钣金锤、惯性锤、橡胶锤、木锤、錾子、吸盘，虚拟车身构件库包括不同车型、不同变形程度、不同强度的材料的车身蒙皮，车身蒙皮包括车门、翼子板、发动机舱盖、行李舱盖、车顶盖、车身围板、保险杠、车身立柱、车身骨架。所述汽车车身冷作钣金虚实一体化实训设备的实训方法，包括如下步骤：步骤一：实训者通过指令输入系统在虚拟车身构件库中选取被修复的三维车身构件模型，然后在所选取的被修复的三维车身构件模型上选中被修复的部位；步骤二：从虚拟钣金工具库中选取需要的修复工具；步骤三：实训者使用与虚拟钣金工具库中相一致的工具对拉伸作用受力杆的另一端拉伸，或者钣金锤敲击受力杆另一端锤击；步骤四：根据被修复部位的变形，调整拉伸作用受力杆与外壳a的夹角和拉力的大小或者调整敲击作用受力杆与外壳c的夹角和敲击力的大小，直至所选部位被修复完成。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：本专利技术的汽车车身冷作钣金虚实一体化实训设备，将虚拟仿真技术和实际操作融为一体，发挥了虚拟三维仿真车身构件模型的可视性、灵活性的优势，根据实训者用力大小，用三维模型真实再现冷作钣金作业维修效果，准确评定钣金作业水平。本专利技术的汽车车身冷作钣金虚实一体化实训设备，将虚拟仿真技术和实际操作融为一体，发挥了虚拟仿真技术的优势，可根据不同类型、不同变形程度的车身构件，培养合理制定钣金方案的能力，并通过实际操作训练系统，训练车身钣金作业过程中钣金锤的真实用力大小，快速掌握钣金敲平作业技巧。本专利技术的汽车车身冷作钣金虚实一体化实训设备，采用高强度金属制成的作用力受力板，使用寿命长，可反复使用，节省了车身冷作钣金实训所需要的大量的车身构件，降低了汽车车身钣金实训的平均成本，可以对不同车身构件、不同损坏方式进行反复操练，缩短了钣金培训时间，提高了钣金技能培训质量。附图说明图1为汽车车身冷作钣金虚实一体化实训设备组成示意图。图2为汽车车身冷作钣金虚实一体化实训设备的拉伸受力模块结构示意图。图3为汽车车身冷作钣金虚实一体化实训设备的手锤敲击受力模块结构示意图。图中：1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种汽车车身冷作钣金虚实一体化实训设备，包括虚拟仿真系统、实际操作训练系统，其特征在于：所述虚拟仿真系统包括：显示装置、虚拟仿真控制电脑单元，虚拟仿真控制电脑单元包括中央处理器、存储模块、信号接受模块、信号转换模块、指令输入系统，所述的信号转换模块的输出端、存储模块、指令输入系统、显示装置通过线路与中央处理器连接，信号接受模块输出端、信号转换模块的输入端通过线路依次串联，所述的中央处理器内置有虚拟仿真软件，虚拟仿真软件包括虚拟钣金工具库、虚拟车身构件库；所述的实际操作训练系统包括：拉伸受力模块、手锤敲击受力模块，所述的拉伸受力模块用于检测实训者的拉力大小和拉力方向信息，拉伸受力模块通过拉伸作用力数据传输线与信号接受模块输入端连接，手锤敲击受力模块用于检测实训者的手锤敲击力大小和敲击力方向信息，手锤敲击受力模块通过手锤敲击受力模块数据传输线与信号接受模块输入端连接。

【技术特征摘要】
1.一种汽车车身冷作钣金虚实一体化实训设备，包括虚拟仿真系统、实际操作训练系统，其特征在于：所述虚拟仿真系统包括：显示装置、虚拟仿真控制电脑单元，虚拟仿真控制电脑单元包括中央处理器、存储模块、信号接受模块、信号转换模块、指令输入系统，所述的信号转换模块的输出端、存储模块、指令输入系统、显示装置通过线路与中央处理器连接，信号接受模块输出端、信号转换模块的输入端通过线路依次串联，所述的中央处理器内置有虚拟仿真软件，虚拟仿真软件包括虚拟钣金工具库、虚拟车身构件库；所述的实际操作训练系统包括：拉伸受力模块、手锤敲击受力模块，所述的拉伸受力模块用于检测实训者的拉力大小和拉力方向信息，拉伸受力模块通过拉伸作用力数据传输线与信号接受模块输入端连接，手锤敲击受力模块用于检测实训者的手锤敲击力大小和敲击力方向信息，手锤敲击受力模块通过手锤敲击受力模块数据传输线与信号接受模块输入端连接。2.根据权利要求1所述的汽车车身冷作钣金虚实一体化实训设备，其特征在于：所述实际操作训练系统中的拉伸受力模块固定在地面基座上或者实训台上包括：外壳a、拉伸作用力受力板、拉伸力感应器、拉伸作用力数据传输线、拉伸作用受力杆，拉伸作用受力杆一端通过球形铰链或者球形连接副与受力板连接，另一端穿出外壳a后用于实训者拉伸，拉伸作用力受力板的边缘固定在外壳a上，拉伸作用力受力板上固定有拉伸力传感器，用于检测拉伸作用力受力板受到的力，外壳a与拉伸作用受力杆之间设置有倾角传感器b，用于检测拉伸作用受力杆与外壳a之间的夹角，拉伸力感应器、倾角传感器b通过拉伸作用力数据线与中央处理器连接。3.根据权利要求2所述的汽车车身冷作钣金虚实一体化实训设备，其特征在于：所述的手锤敲击受力模块固定在地面基座上或者实训台上，包括：外壳c、手锤作用力受力板、敲击力感应器、敲击作用力数据传输线、钣金锤敲击受力杆，所述的钣金锤敲击受力杆一端通过球形铰链或者球形连接副与手锤作用力受力板连接，另一端穿出外壳c，用以承受钣金锤的敲击，所述的手锤作用力受力板固定在外壳c上，手锤作用力受力板上固定敲击力感应器，用以检测手锤作用力受力板受到的敲击力，所述的外壳c与钣金锤敲击受力杆之间设置有倾角传感器d，用以检测钣金锤敲击受力杆与外壳c的夹角，敲击力感应器、倾角传感器d通过敲击力数据线与中央处理器连接。4.根据权利要求3所述的汽车车身冷作钣金虚实一体化实训设备，其特征在于：倾角传感器b包括：永久磁铁一、线圈一、两个触发齿轮一、平衡电桥电路一，每个触发齿轮上至少设置有(4)个沿着圆周方向均布的的方齿一，两个触发齿轮一并排固定在拉伸作用受力杆(17)上，与每触发齿轮的每个方齿一相对应的位置均设置有一个永久磁铁一，每个永久磁铁一上缠绕一个线圈一...

【专利技术属性】
技术研发人员：王俊昌，王飞，王荆世雄，周洋，姜龙龙，段奔放，
申请(专利权)人：安阳工学院，
类型：发明
国别省市：河南,41