WM-WS/D型焊接模擬器在專業教學中的應用

顧園　張泉

沈陽職業技術學院（沈陽　110045）

WM-WS/D型焊接模擬器在專業教學中的應用

顧園張泉

沈陽職業技術學院（沈陽110045）

焊接模擬器在焊接教學和培訓工作中發揮了重要的作用。本文闡述了焊接模擬器在我校專業教學中的應用，介紹了模擬器包括的操作內容和功能。分析了焊接模擬器的教學特點，據此提出了合理安排教學及焊接模擬器訓練效果評價。

焊接模擬器；教學特點及應用；效果評價

焊接模擬器作為高職院校焊接技術及自動化專業學生的重要模擬訓練設備，已經在現代焊接教學和實習實訓中得到廣泛應用，并在焊接人才培養質量提升方面發揮著重要的作用。焊接模擬器教學為學生提供了一個虛擬的實際操作技能的場景，學生應用模擬器訓練的效果好于在實驗室里操作和車間實習。因為焊接操作的瞬時性，許多在實際操作中產生的缺陷，學生無法及時看到，而應用模擬器訓練，學生可以按照任務去完成操作，彌補了在實際焊接操作中學不到的知識。

1　焊接模擬器概述

WM-WS/D雙工位型焊接模擬器具備焊條電弧焊模擬訓練系統、CO2氣體保護焊模擬訓練系統、氬弧焊模擬訓練系統。能讓學員在高度仿真的模擬環境下進行焊接技能的高效訓練，可以讓訓練者能夠感受到真實的焊接過程。可以有效地和周圍真實的環境進行互動，讓訓練者處于高度逼真的環境中，可有效促進操作者完全投入到當前的任務中。

1.1WM-WS/D雙工位型焊接模擬器的功能及特點

焊接模擬器作為一種現代化的教學工具，具有其他教學工具無法比擬的優勢與功能：

（1）為學生創建了充分動手操作的訓練場景。學員可以在焊接模擬器上反復進行各種焊接操作訓練，有效地解決了學生操作訓練時間不足的問題，使學生較快的掌握焊接操作規程及要領。

（2）新型的焊接模擬器具有較強的交互性能，人機互動的操作過程激發了學員在仿真焊接操作過程中的學習熱情，實習效果突出。

（3）可以根據焊接技能等級的不同設定各種訓練模式，完成不同焊接位置的操作。

（4）在焊接模擬器上，學員變成學習的主體，可根據自己的具體情況，建立自己的學習資料庫。

（5）焊接模擬器具有自動評價功能，針對操作和理論分別打分并形成分析報告。

（6）利用焊接模擬器可記錄和復制操作數據，學員可根據評價結果重放操作視頻，分析操作過程中的錯誤。

（7）利用焊接模擬器訓練可以避免實訓操作消耗大量的焊條（絲）、焊件和保護氣體等材料，可以節省費用。

（8）利用焊接模擬器培訓過程環境無污染，人員安全性好。

1.2WM-WS/D雙工位型焊接模擬訓練

焊接模擬訓練通常可分為兩個階段進行：

（1）第一階段：手感訓練階段。該階段訓練方式是用“虛擬教師-疊影”技術作為操作指導，給訓練者示范其在訓練中應保持的最佳焊接速度、焊槍與工件距離、焊槍角度等焊接姿態和手感，以紅綠影像警示和逼真的焊接聲效及時反饋給訓練者，提示焊接速度和焊槍位置是否準確，便于訓練者在操作時及時修正。

（2）第二階段：仿真訓練階段。該階段展現真實的焊槍和工件，無“疊影虛擬教師”的指導。

模擬器訓練系統創立真實的焊接環境，讓訓練者在沒有“疊影教師”指導下的真實條件中實訓。訓練者可以自己設置適合的焊接參數進行練習，這種模式確保能夠帶來高品質的訓練效果。

2　焊接模擬器的教學特點及應用

焊接模擬器具有較多優點，在教學應用過程中充分發揮它的節能、環保、直觀等特點。

（1）專業認知教育

在對新生專業介紹時，可以對模擬器進行介紹和操作，讓學生對焊接材料、焊接操作有一個初步的認識和了解，熟悉焊接工作的任務，認識將來的工作環境，從而明確要成為一名焊接技術人員將來要學習哪些知識。

（2）專業輔助教學

面對枯燥的專業理論時，焊接模擬器的演示教學能夠使學生產生濃厚的學習興趣，進而實現對理論教學的輔助講解，提高學生對理論知識的理解和掌握程度。

（3）專業教學

1）學生自主學習

只有把學生的主動性調動起來，教學效果才會好。由于焊接模擬操作都是學生獨立完成，首先學生通過小組討論形成任務分析，再由一名同學按照分析結果選擇操作模塊，每一組最終形成操作及評價結果。小組之間形成對比。同時定期安排教師進行知識更新。在模擬機上學員可以隨時查閱與本次焊接相關的焊接知識的文檔資料，老師可以配合理論課程的需要在后臺動態的更新、上傳、刪除這些文檔資料，以便于學生獨立學習。

2）焊接模擬器操作訓練

學生在進行焊接訓練前可以進行“手把手”的引導學習模式，可最以在虛擬的焊接場景中看到系統提供的虛擬“引導焊槍”，學生只需跟隨“引導焊槍”進行焊接操作，就好像有老師對其“手把手”進行引導焊接手法訓練。學員進行焊接訓練時，系統會提供實時的焊接數據的圖形化提示，如：弧長、行走速度、行走角度等相當于老師與學員一對一專注培訓。學生根據這些數據化提示及時糾正運弧時的手部動作，以達到最高的教學效益。

3）教學應用

老師能在模擬器上進行廣播教學，實時的焊接畫面會同步到培訓教室的每一臺學員機上，以方便學生進行焊接觀摩學習。學員可將老師的焊接過程同步到自己的學員機上，以實時學習老師的焊接手法，達到“手把手”教學模式。老師與學員的焊接錄像可通過網絡分享給其它任意學員進行回看，同時優秀的焊接錄像還可下載導入模擬機中進行實時對比焊接學習及訓練。

3　焊接模擬器的訓練效果評價

通過教師管理端輕松的管理多臺訓練模擬機，動態的分配訓練任務。培訓及考試結果可直接傳送至數據庫，系統進行統計評估并記錄打印。老師可以對學員整個焊接培訓過程進行追蹤評定，并可隨時將歷史焊接數據進行調檔查看及焊接錄像回放。

自動評價功能受到學生的歡迎，此功能可以檢驗學生的理論及實操水平，學生根據評價結果可以調整自身的學習計劃。當學生通過自己的努力完成了較復雜的模擬訓練項目時，會極大地提升其自信心和成就感。

4　結語

即便焊接班模擬器有諸多優點，但在實際教學應用中，要想獲得好的教學效果，還是離不開教師對學生給予正確有效的指導和引導。在我校焊接專業教學中，我們應用焊接模擬器，改革課堂教學和實踐教學模式，合理結合學生特點，充分發揮高職學生的主觀能動性，切實提高教學質量，培養出更多焊接高技能人才。

［1］潘際鑾.21世紀焊接科學研究的展望——第九次全國焊接會議論文集（第一冊）［M］.哈爾濱：黑龍江人民出版社，1999.

［2］張建勛等.HTS焊接模擬培訓系統的現狀與發展［J］.電焊機，2012，（3）.

（責任編輯：興安）

D523.34

A

1003-3319（2016）03-00081-02

10.19469/j.cnki.1003-3319.2016.03.0081

沈陽市科技創新專項資金——社會發展科技攻關專項“面向裝備制造業的職業技能虛擬仿真實訓基地建設”（F14-124-9-00）