淺談虛擬數(shù)控機(jī)床在數(shù)控維修教學(xué)中的應(yīng)用

徐燕

摘要：隨著目前社會(huì)科技水平和生產(chǎn)水平的不斷提高，數(shù)控機(jī)床技術(shù)在工廠中應(yīng)用越來越廣，相對(duì)應(yīng)的其對(duì)于相關(guān)維修人才的需求也是越來越高，然而在實(shí)際的教學(xué)過程之中由于相關(guān)教學(xué)設(shè)備和學(xué)校實(shí)力的限制，傳統(tǒng)的數(shù)控維修教學(xué)往往難以滿足人才培養(yǎng)的目的和要求，而目前虛擬技術(shù)的發(fā)展給這一難題帶來了轉(zhuǎn)機(jī)。

關(guān)鍵詞：虛擬；數(shù)控技術(shù)；數(shù)控維修；機(jī)床

隨著目前數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，數(shù)控加工技術(shù)在機(jī)械加工產(chǎn)業(yè)中越來越得到廣泛的應(yīng)用，然而由于數(shù)控設(shè)備本身的精密性和昂貴性，使得其對(duì)于人才的要求標(biāo)準(zhǔn)十分的高，但是目前的課堂教育中往往只能夠進(jìn)行基礎(chǔ)的書本知識(shí)，而很少能夠?yàn)閷W(xué)生提供有效的實(shí)踐動(dòng)手機(jī)會(huì)。[1]而少有的實(shí)地考察中由于為了保證數(shù)控設(shè)備的正常運(yùn)作和避免學(xué)生因?yàn)殄e(cuò)誤操作導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)損壞，往往并不會(huì)讓學(xué)生直接對(duì)設(shè)備進(jìn)行操作。而隨著目前虛擬技術(shù)的逐漸成熟，在越來越多的數(shù)控維修教學(xué)中開始將虛擬數(shù)控機(jī)床納入到教學(xué)之中，采用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)來提高學(xué)生的實(shí)踐和動(dòng)手能力，同時(shí)也防止了設(shè)備損壞所造成的經(jīng)濟(jì)損失。

1 傳統(tǒng)數(shù)控維修教學(xué)的不足

1.1 脫離實(shí)際情況

隨著數(shù)控技術(shù)和世界工業(yè)文明的發(fā)展，目前工業(yè)領(lǐng)域中所使用的相關(guān)工業(yè)機(jī)床的功能不斷增加，其結(jié)構(gòu)也開始越來越復(fù)雜，對(duì)于數(shù)控設(shè)備的維修難度也隨之上漲，這也就要求在數(shù)控維修教學(xué)中的教學(xué)內(nèi)容要緊跟時(shí)代和技術(shù)的發(fā)展，滿足現(xiàn)實(shí)中的需要。目前的工業(yè)生產(chǎn)中由于其工作的內(nèi)容、方向、要求的不同，其實(shí)際使用的數(shù)控機(jī)床的類型也是多種多樣的，而傳統(tǒng)的數(shù)控維修教育中所使用的參考對(duì)象多為老式的數(shù)控機(jī)床，盡管在一般的工廠中仍舊在使用一些較為老舊的機(jī)器，但是在一些較大的工廠企業(yè)中，其使用的相關(guān)設(shè)備均為專門制造或者更為先進(jìn)的數(shù)控機(jī)床設(shè)備，當(dāng)學(xué)生走上工作崗位后往往會(huì)發(fā)現(xiàn)自己所學(xué)內(nèi)容與實(shí)際工作內(nèi)容出現(xiàn)不符的情況，影響其前途。[2]

1.2 學(xué)生機(jī)床維修實(shí)踐機(jī)會(huì)不足

在傳統(tǒng)的數(shù)控維修教學(xué)中，由于數(shù)控設(shè)備的昂貴性和精密性往往難以為所有學(xué)生提供實(shí)踐和操作的機(jī)會(huì)，學(xué)生進(jìn)行了解和使用的器械、部件往往是工廠中淘汰的老舊產(chǎn)品，但及時(shí)如此學(xué)校能夠?yàn)閷W(xué)生提供的實(shí)踐機(jī)會(huì)依舊十分有限，使得我國(guó)數(shù)控維修中嚴(yán)重缺乏具有實(shí)際操作能力的人才。另外一方面，一邊是學(xué)校教育設(shè)施的老舊不足，一邊是工廠生產(chǎn)中數(shù)控機(jī)床技術(shù)的不斷發(fā)展，其機(jī)械的結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度不斷增加，學(xué)校越來越不能滿足工廠對(duì)于人才的要求。

1.3 電氣連接教育不足

數(shù)控機(jī)床電氣連接工作也是數(shù)控維修中重要的組成部分之一，但是由于電氣連接工作涉及的器件和操作過程較為復(fù)雜和繁瑣加之其本身器具耐用度低，在反復(fù)使用中容易出現(xiàn)故障，使得學(xué)校對(duì)于相關(guān)投入較低，學(xué)生學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)不足；而另一方面，由于電氣連接操作較為復(fù)雜，在實(shí)際操作過程中老師巡查壓力較大，很難保證每一位學(xué)生都進(jìn)行了正確的操作，影響了實(shí)際的教學(xué)效果。

2 虛擬數(shù)控機(jī)床在數(shù)控維修教學(xué)中的應(yīng)用方式

2.1 輔助理論教學(xué)

傳統(tǒng)的數(shù)控維修教學(xué)往往是在課堂中采取老師講、學(xué)生聽的方式作為主要的教學(xué)手段，整個(gè)教學(xué)過程枯燥無味，而機(jī)床本身的組成結(jié)構(gòu)是極為復(fù)雜多樣的，教師需要對(duì)不同型號(hào)、不同部位的多種或者同一部件結(jié)構(gòu)進(jìn)行反復(fù)地講解，在這樣的學(xué)習(xí)環(huán)境之中學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和學(xué)習(xí)效果是可想而知的。而在傳統(tǒng)的課堂理論教育的過程中融入虛擬數(shù)控機(jī)床就能夠根據(jù)教授內(nèi)容的不同向?qū)W生展示不同類型的數(shù)控機(jī)床，并且能夠進(jìn)行多方向、多切面進(jìn)行課程教授，并且在三維動(dòng)畫的分級(jí)演示下還能夠向?qū)W生展示整個(gè)設(shè)備的組裝、拆卸過程，加深學(xué)生的理解和掌握。

2.2 虛擬裝拆培訓(xùn)

因?yàn)樘摂M數(shù)控技術(shù)所提供的機(jī)床信息與實(shí)際中的機(jī)床信息基本相同，甚至是完全一致，所以在教學(xué)過程中學(xué)生可以使用虛擬技術(shù)對(duì)相關(guān)機(jī)床進(jìn)行虛擬裝拆工作，了解不同部位的不同部件設(shè)置，以及各部分結(jié)構(gòu)之間的關(guān)聯(lián)和組成，并且能夠在虛擬裝拆中了解到對(duì)應(yīng)的位置所需要使用的對(duì)應(yīng)的工具以及對(duì)應(yīng)的零部件，有利于學(xué)生以后的工作與發(fā)展。

2.3 模擬完整的電氣連接和電氣故障

對(duì)于數(shù)控機(jī)床的維修工作不僅僅是對(duì)其單一設(shè)備的維修，在實(shí)際的維修工作之中很有可能會(huì)涉及到整個(gè)機(jī)床體系的維修與排查工作，而虛擬數(shù)控機(jī)能夠?qū)ζ溥M(jìn)行全面、完整的模擬，使學(xué)生能夠從電氣布局規(guī)劃、布置線槽再到元器件、導(dǎo)線的選擇，全面的參與到電氣連接工作之中，了解其工作的原理和工作的每一個(gè)環(huán)節(jié)。并且在學(xué)生連接錯(cuò)誤時(shí)，能夠給出及時(shí)檢測(cè)和提醒，并向?qū)W生介紹相關(guān)的錯(cuò)誤原因和問題，保證學(xué)生能夠?qū)崿F(xiàn)全面完整的掌握。

2.4 故障診斷培訓(xùn)

在實(shí)際維修過程中可能遇到的問題是多種多樣的，而作為維修人員為了保證及時(shí)、高效地完成維修工作，很多時(shí)候由于時(shí)間和環(huán)境等因素的限制，維修人員無法對(duì)機(jī)床進(jìn)行多次詳細(xì)、系統(tǒng)的排查工作，因此在檢查過程中必須保證檢查操作的細(xì)節(jié)性和有效性，充分利用數(shù)控機(jī)床自身所提供的信息對(duì)其故障進(jìn)行診斷，而虛擬數(shù)控機(jī)床能夠模擬實(shí)際中可能出現(xiàn)的各種問題以及反應(yīng)，并且通過直觀的圖像或者模型的形式向?qū)W生展示機(jī)床的狀況，保證學(xué)生能夠?qū)Ω鞣N情況擁有更為直觀的了解。

3 結(jié)語

目前社會(huì)生產(chǎn)中數(shù)控機(jī)床技術(shù)已經(jīng)得到了較為廣泛的應(yīng)用，特別是在工業(yè)生產(chǎn)中的表現(xiàn)尤為突出，因此相關(guān)產(chǎn)業(yè)對(duì)于數(shù)控機(jī)床相關(guān)人才的需求量也是十分巨大，而對(duì)于相關(guān)人才的培養(yǎng)也就引起了相關(guān)院校的重視和關(guān)注。[3]但是由于學(xué)校自身實(shí)力的限制，往往難以左右有效的回應(yīng)，虛擬數(shù)控機(jī)床技術(shù)的出現(xiàn)，為這一狀況的改變帶來的轉(zhuǎn)機(jī)。將虛擬數(shù)控機(jī)床技術(shù)與課堂教育相結(jié)合有效地提高了課堂教育的水平和效果，保證了學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)，不過在實(shí)際進(jìn)行過程中仍舊存在許多問題，需要我們不斷克服和改進(jìn)，爭(zhēng)取使我國(guó)的數(shù)控維修人才的培養(yǎng)更進(jìn)一步。

參考文獻(xiàn)：

[1]韓慶國(guó).淺談高職《數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修》教學(xué)中的職業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)[J].科技資訊，2016，14（12）：145146.

[2]李昌平，楊揚(yáng)，丁騰飛.西門子仿真軟件在數(shù)控機(jī)床實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用[J].實(shí)驗(yàn)室科學(xué)，2017，20（3）：6064.

[3]黃敏高.基于約束尺寸混合驅(qū)動(dòng)的虛擬數(shù)控機(jī)床技術(shù)研究[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2017，40（16）：155157.