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

孫曉麗

引言:近年來,隨著科技水平的發(fā)展,我國數(shù)控技術(shù)也取得了明顯的進步和發(fā)展,在機械加工以及制作領(lǐng)域中也有了十分廣泛的應(yīng)用,由于數(shù)控設(shè)備自身的特性影響,對相關(guān)維修人才的標準也具有比較高的要求。然而實際上,目前數(shù)控維修教學(xué)中,僅僅重視基礎(chǔ)的知識的講解,忽視了學(xué)生實踐技能的培養(yǎng),在相關(guān)實際考察活動中,為了避免設(shè)備由于操作不當(dāng)而出現(xiàn)損壞,也鮮少讓學(xué)生進行實際操作,導(dǎo)致學(xué)生的實踐技能不足,難以滿足社會發(fā)展的需求。近年來,隨著信息時代的到來,虛擬技術(shù)也愈加成熟,虛擬數(shù)控機床也在數(shù)控維修教學(xué)中得到了推廣,合理使用虛擬數(shù)控機床,對學(xué)生數(shù)控維修技能的提升有重要作用[2]。

一、虛擬數(shù)控機床的概述

隨著我國信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展,虛擬數(shù)控機床技術(shù)也得以快速興起和發(fā)展,簡單來說,虛擬數(shù)控機床技術(shù)就是以計算機為基礎(chǔ),借助仿真加工來模擬真實的環(huán)境,進而為應(yīng)用者提供可操作的機會,目的是提升操作能力以及決策效率。而且,這項技術(shù)的誕生和應(yīng)用,還能及時的發(fā)現(xiàn)故障并進行預(yù)警,能夠有效的提升實際生產(chǎn)的效率,還能規(guī)避風(fēng)險以及故障的發(fā)生。

虛擬數(shù)控機床技術(shù)的應(yīng)用,能夠為學(xué)生的學(xué)習(xí)提供諸多的便捷:首先,與實際數(shù)控機床相比,虛擬數(shù)控機床與其結(jié)構(gòu)十分相似,能夠讓學(xué)生有比較真實的操作體驗,能夠保證相關(guān)數(shù)據(jù)和信息的真實性;其次,采用標準數(shù)據(jù)格式,可以有效的實現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲和管理,能夠準確的獲取外界的相關(guān)資源;最后,能夠?qū)W(xué)生真實數(shù)據(jù)的操作轉(zhuǎn)化為3D仿真形式,可以及時發(fā)現(xiàn)操作中出現(xiàn)的問題并改正,能夠為機床的定位和維修提供參考和保障[3]。

二、傳統(tǒng)數(shù)控維修教學(xué)中存在的問題

1.數(shù)控教學(xué)系統(tǒng)與實際不符 如今隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展,數(shù)控機床的功能和結(jié)構(gòu)也有了明顯的變化,也就是說數(shù)控設(shè)備的維修難度也有了明顯的增加,所以在數(shù)控維修教學(xué)中,教學(xué)內(nèi)容也應(yīng)該做到與時俱進,這樣才能滿足相關(guān)行業(yè)的發(fā)展需求。然而實際上,在數(shù)控維修教學(xué)中,往往使用的僅僅是老式的數(shù)控機床,而實際上一些大型的企業(yè)往往已經(jīng)引進了更先進的數(shù)控機床設(shè)備,這就會導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)與社會發(fā)展的實際需求不符,就會影響學(xué)生的就業(yè)和發(fā)展。

2.缺少數(shù)控機床功能部件的裝拆實訓(xùn) 如今在多數(shù)院校數(shù)控維修教學(xué)中,盡管已經(jīng)開設(shè)數(shù)控機床功能部件的裝拆課程,但是在實際的訓(xùn)練方面卻存在很多不足,一般情況下學(xué)生只能對簡單的機床功能部件進行練習(xí),由于這些部件種類以及功能有限,無法滿足學(xué)生的實際學(xué)習(xí)需求。而實際上,數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展,數(shù)控機床的功能部件也有了新的內(nèi)容,如果教學(xué)中無法為學(xué)生提供完善的功能部件裝拆實訓(xùn),就會導(dǎo)致學(xué)生無法真正的勝任相關(guān)的工作崗位。

3.電氣連接教育存在缺陷 在數(shù)控維修教學(xué)中,電氣連接也是最重要的教學(xué)內(nèi)容之一,但是由于這部分教學(xué)內(nèi)容所涉及到的器件以及實際操作具有一定的復(fù)雜性,在加之器件的耐用性不高,而且反復(fù)操作易出故障,所以院校在這方面的投入并不高,這就導(dǎo)致學(xué)生缺少足夠的學(xué)習(xí)和實踐機會,此外,電氣連接的實際操作具有很強的復(fù)雜性,這就會給教師的教學(xué)工作帶來很大的壓力,無法檢查到每個學(xué)生,進而就會影響教學(xué)效果。

三、虛擬數(shù)控機床在數(shù)控維修教學(xué)中的應(yīng)用

1.輔助理論教學(xué),彌補傳統(tǒng)教育不足 實際上,在傳統(tǒng)的數(shù)控維修教學(xué)中,教師往往在課堂教學(xué)中使用單一的理論知識進行講解,缺少實踐操作,再加上數(shù)控機床的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,每個型號以及部位都需要反復(fù)講解,這就導(dǎo)致課堂的學(xué)習(xí)氛圍很枯燥,學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情也會受到影響。而將虛擬數(shù)控機床,應(yīng)用到數(shù)控維修教學(xué)中,不僅能夠彌補傳統(tǒng)教育中的不足,還能對理論教學(xué)進行有效的輔助,能夠有效的結(jié)合具體的理論教學(xué)內(nèi)容,為學(xué)生以三維模型的形式展示相關(guān)的數(shù)控機床,以更加直觀、逼真的效果為學(xué)生展示數(shù)控機構(gòu)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及維修的原理,而且虛擬數(shù)控機床的應(yīng)用,還能提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,促進學(xué)生學(xué)習(xí)效率的提升。

2.虛擬功能部件的裝拆實訓(xùn) 虛擬數(shù)控機床與實際數(shù)控機床的結(jié)果以及信息等方面十分相似,剛好能夠為功能部件的裝拆實訓(xùn)提供重要的支持,利用虛擬數(shù)控機床,不僅可以避免設(shè)備被損壞,還能實現(xiàn)理論教學(xué)與實際教學(xué)的有機結(jié)合,讓學(xué)生的理論知識以及實踐素養(yǎng)均得到良好的提升。為此,在具體的教學(xué)過程中,就可以讓學(xué)生利用虛擬技術(shù)來模擬數(shù)控機床功能部件的裝拆工作,去掌握不同部件之間的結(jié)構(gòu)聯(lián)系,以及所使用的工具,提升學(xué)生的操作技能,為以后的工作和發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)。

3.虛擬電氣連接操作 眾所周知,電氣連接是數(shù)控維修教學(xué)中的重要內(nèi)容,是學(xué)生必須要掌握的一項重要操作,而以往由于缺乏足夠的設(shè)備,加上教學(xué)壓力大等問題而無法有效的開展。而虛擬數(shù)控機床的普及和應(yīng)用,為電氣連接這部分內(nèi)容的教學(xué)提供了便利,不僅能夠借助這一技術(shù)完成整個電氣柜的電氣連接操作,此外,虛擬數(shù)控機床也同時設(shè)有萬用表和示波器,能夠讓學(xué)生監(jiān)測連接是否準確和正常,可以進行上機調(diào)試來驗證是否正常,除此之外,還可以對電氣故障進行監(jiān)測,有效的解決了以往教學(xué)中資源不足的問題。

4.虛擬故障的診斷 在數(shù)控維修教學(xué)過程中,故障的診斷也是十分重要的教學(xué)內(nèi)容,在具體的數(shù)控維修工作中,故障的種類也是不同的,而實際工作中,維修人員往往會受到時間以及環(huán)境等因素的影響,而無法開展系統(tǒng)性的故障排查工作。而虛擬數(shù)控機床的應(yīng)用,能夠保證故障診斷和排查的細節(jié)性和有效性,虛擬數(shù)控機床能夠真實的模擬出同樣的操作系統(tǒng),能夠充分的展示數(shù)控機床的相關(guān)診斷信息,通過分析數(shù)據(jù),能夠準確找到故障的源頭,并進行維修,這對學(xué)生實際維修能力的提升也有重要作用。

綜上所述,數(shù)控機床技術(shù)在社會的工業(yè)生產(chǎn)中有十分廣泛的應(yīng)用,因此對這方面的人才也有了更高的需求。然而數(shù)控維修教學(xué)中,由于受到教學(xué)設(shè)備和資源的限制,無法為社會工業(yè)生產(chǎn)和發(fā)展培育更多的人才,而虛擬數(shù)控機床技術(shù)的出現(xiàn),為數(shù)控維修教學(xué)提供了新的契機[4-5],將虛擬數(shù)控機床與數(shù)控維修教學(xué)進行結(jié)合,能夠有效的彌補傳統(tǒng)教學(xué)的不足,還能提升學(xué)生的綜合能力,進而可以為社會發(fā)展培養(yǎng)更多的數(shù)控維修人才。