虛擬遠程數(shù)控技術實訓教學研究與實踐

李彩霞

（重慶工商職業(yè)學院機電工程學院，重慶401520）

虛擬遠程數(shù)控技術實訓教學研究與實踐

李彩霞

（重慶工商職業(yè)學院機電工程學院，重慶401520）

傳統(tǒng)數(shù)控技術遠程教學實訓環(huán)節(jié)困難頗多，通過現(xiàn)代信息技術構建遠程數(shù)控技術虛擬實訓體系是解決是數(shù)控技術遠程教學改革的重要途徑。

遠程教學；數(shù)控技術；虛擬實訓體系

我國現(xiàn)代遠程教育工程的目標是形成開放式教育網絡，構建終身教育體系和學習化社會。虛擬仿真教學是信息技術與專業(yè)教學深度融合的需要，是加快實現(xiàn)現(xiàn)代化教學改革的重要途徑，共同推進虛擬仿真技術與專業(yè)課程的融合，使其更好地服務于技能型人才培養(yǎng)，服務中國制造2025.

1　數(shù)控技術遠程教育現(xiàn)狀

隨著國家對遠程教育不斷重視，各種有利政策不斷出臺，國民接受繼續(xù)教育意識的不斷增強，同時，也出現(xiàn)了一些突出的問題，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）優(yōu)秀教學資源匱乏。互聯(lián)網上雖然有大量的網絡資源，但是真正可以用于遠程教育的資源卻寥寥無幾。

（2）遠程教育建設資金短缺。受到實訓設備投資限制，大型實訓設備的操作不容易實現(xiàn)、裝配工藝流程的教學講解抽象難以理解。

（3）資源建設缺少統(tǒng)一規(guī)范，理論指導不足。在遠程教育的實踐中，缺乏統(tǒng)一的標準和規(guī)范，各個遠程教育單位依照自己的標準建設，很難形成一個統(tǒng)一的大規(guī)模的遠程教育系統(tǒng)。

（4）遠程教育平臺建設不夠完善。隨著信息技術的不斷發(fā)展，硬件設置和軟件環(huán)境都有了很大改進，但是還不完善，在并發(fā)量很大的情況下還是會出現(xiàn)各種問題，不能滿足實際需求，應盡快將虛擬化、云計算等高新技術引入遠程教育領域。

2　構建遠程虛擬實訓平臺主要功能

本虛擬實訓平臺要突破傳統(tǒng)的電大遠程實訓教學模式，又要考慮當今學生的學習習慣，既能模擬數(shù)控機床操作過程，又能高度實現(xiàn)人機交互的虛擬網絡工作環(huán)境。因此本項目將實現(xiàn)如下功能：

（1）依據(jù)課程體系建設構建基礎實訓子模塊

課程建設包括理論與實踐兩部分.

（2）虛擬場景的漫游功能

該功能主要是為了讓學習者熟悉數(shù)控加工車間布局和加工環(huán)境等，增強學習者對系統(tǒng)的整體認識。

（3）動態(tài)人機交互功能

數(shù)控加工實訓網絡教學系統(tǒng)為交互型網絡化的虛擬實訓系統(tǒng)，操作簡單、便捷易懂，所有的交互操作都可以用鼠標和鍵盤來完成。如：機床的運動、虛擬人的行為和碰撞檢測等，從而實現(xiàn)虛擬實訓系統(tǒng)的交互功能。

（4）其它輔助學習功能

根據(jù)實訓教學的需要，適當?shù)脑谙到y(tǒng)中加入數(shù)控機床工作原理、機床結構及操作的輔助學習資料（如：工量具和設備圖片、多媒體教學課件、加工和操作視頻、機床操作與編程說明書、學習網站等資源等），為學習者提供一站式的數(shù)控加工學習系統(tǒng)。

3　數(shù)控技術虛擬實訓教學使用效果

（1）充分利用互聯(lián)網＋思維，通過校園網遠程登錄界面，實現(xiàn)多校區(qū)師生共享虛擬數(shù)控實訓資源。圖1圖2所示。

圖1　遠程登錄界面

圖2　虛擬平臺模塊

（2）通過機電類虛擬實訓教學資源，教師可全景演示每個部件的機械工作原理。按次序安裝或拆卸各類機床及內部部件，如整機拆卸、主軸拆卸、工作臺拆卸等。可大大改善教師在典型數(shù)控機床的認知及操作理論教學中的教學手段，從而提高學生理論學習的興趣。圖3所示。

圖3　虛擬數(shù)控實訓系統(tǒng)

（3）通過機電類虛擬實訓教學資源，可以在電腦上完成基于多種編程系統(tǒng)的典型數(shù)控設備的機械部件的裝配、調試與故障診斷；電氣控制元器件的選擇、性能測試與裝接；CNC控制單元的電氣連接與調試；進給驅動系統(tǒng)和主軸驅動系統(tǒng)的連接、調試、常見故障診斷與維修等的實訓教學。圖4所示。

（4）通過機電類虛擬實訓教學資源，可以選擇各種不同系統(tǒng)和廠家的機床培養(yǎng)學生操作數(shù)控設備的能力，為學生營造了“自主學習”的環(huán)境，為參加重慶及國家相關的技能大賽打下堅實基礎。

圖4　虛擬實訓電氣故障排除與整機安裝

（5）通過機電類虛擬實訓教學資源平臺的可擴展模塊，教師可以根據(jù)實際需要對系統(tǒng)進行二次開發(fā)，使系統(tǒng)與時俱進，符合教學發(fā)展需求的同時提高教師的專業(yè)素質和創(chuàng)造力。為進一步推動我院虛擬實訓教學資源建設，提升辦學效益，逐步形成虛擬實訓、校內實訓、生產實習、頂崗實習的實踐技能提升體系提供基礎。

3　結束語

數(shù)控虛擬實訓教學平臺的建設可以為學校現(xiàn)代遠程教育相關專業(yè)提供數(shù)字化資源建設平臺。實現(xiàn)開放性、仿真性、可操作性、超時空性的實訓學習特點。本項目的完成能進一步提升我院應用信息化手段的教學軟實力，充實學校軟資源，為學校“三融合”建設奠定基礎。

［1］張秀娟，郭文星，王祥禎.淺析數(shù)控加工虛擬實訓系統(tǒng)的開發(fā).黑龍江科技信息［J］.2014，（36）：91-91.

［2］馬超.虛擬現(xiàn)實數(shù)控加工仿真系統(tǒng)研究與開發(fā).陜西科技大學［J］.2015.4.

Research and Practice on the VirtualDistance Education of NC Technology Practice

LICai-xia
（1.Chongqing Technology and Business Institute，Chongqing 400520，China）

It is difficult to do traditional distance education of NC technology practice teaching.An ImportantWay to solve this question is thatusingmodern information technology to construction virtual distance NC practice system.

distance education；NC technology；virtual practice system

G642.0

B

1672-545X（2016）05-0253-02

2016-02-25

重慶工商職業(yè)學院2015年科學研究一般項目

李彩霞（1984－），女，陜西綏德人，碩士研究生，副教授，重慶工商職業(yè)學院機電工程學院。