虛擬數(shù)控機床在數(shù)控維修教學中的運用

隋海倬

【摘要】在職業(yè)院校里，運用原有的數(shù)控機床維修教學方法取得的教學效果并未達到理想的效果，一方面是因為隨著科學技術的發(fā)展，數(shù)控機床的結(jié)構(gòu)以及功能的復雜化加大了維修的難度，同時也給維修教學帶來一定的困難，另一方面，由于學校的設備有限，無法滿足學生的實踐維修需求。而虛擬數(shù)控機床的出現(xiàn)很好地解決了以上的問題。本文就虛擬數(shù)控機床在數(shù)控維修教學中的運用進行理論詳細的闡述，希望能為數(shù)控維修教學工作提供一些幫助。

【關鍵詞】虛擬 ； 數(shù)控機床 ； 數(shù)控維修 ； 教學

【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】B 【文章編號】2095-3089（2015）7-0029-01

隨著我國經(jīng)濟的迅速崛起，數(shù)控機床被廣泛地應用于制造業(yè)中，與此同時，企業(yè)也需要優(yōu)秀的、專業(yè)的數(shù)控人員，不僅需要他們有熟練的操控技術以及數(shù)控編程，而且還應具備維護和維修技術。這些數(shù)控人員大多是從學?；蚪?jīng)過培訓所獲得的技能，而在傳統(tǒng)的教學和培訓方式上已經(jīng)難以達到社會對數(shù)控人員的技術和能力的要求，虛擬數(shù)控機床的出現(xiàn)很好的緩解了這一尷尬的局面。不但能提高學生的實際操作能力，而且投入少，非常經(jīng)濟、安全、可靠。

一、虛擬數(shù)控機床的概況

（一）虛擬技術的開發(fā)利用

數(shù)控技術的發(fā)展加快了工業(yè)化文明的進程，科技的發(fā)展使得工業(yè)機床的功能不斷增多，結(jié)構(gòu)日益復雜，這同時也加大了數(shù)控維修的教學難度。在如此的大背景下，其傳統(tǒng)老套的教學方法難以真正詮釋和授予學生現(xiàn)代機床維修技術。因此，學校應該利用當前的科技成果，深入研究和創(chuàng)新教學方式，在此過程中，新的教學理論體系——虛擬數(shù)控機床應運而生。

隨著虛擬數(shù)控機床技術在教學中的應用與發(fā)展，賦予了數(shù)控維修教學新的方向。在運用此技術之前教師更多的是教授理論知識，在實際操作卻因?qū)W校的真實機床少而無法滿足每個學生的動手操作能力?，F(xiàn)如今，虛擬數(shù)控機床技術成功地解決了這個困難，使得學生理論聯(lián)系實際，真正掌握維修手段和方法。

（二）虛擬數(shù)控機床概述

數(shù)控技術的發(fā)展加快了工業(yè)化文明的進程，而虛擬數(shù)控機床技術是通過利用計算機，模擬出一個真實的環(huán)境，幫助學生通過模擬操作提高控制能力以及實際的工作決策。它的應用不僅還原了現(xiàn)實的加工流程，十分逼真，若機器出現(xiàn)故障，還會及時發(fā)出預警消息提出操作人員，進而促進實際加工流程的合理化，有效地節(jié)省了開資，相比于實際工作，其風險也降低了不少，隨著生產(chǎn)效率也提高了。

二、虛擬數(shù)控機床的功能

虛擬數(shù)控機床幾乎是復制了現(xiàn)實的數(shù)控機床，不僅是在其結(jié)構(gòu)上，而且真實數(shù)控機床上的全部功能，虛擬數(shù)控機上同樣具備，換言之，在維修教學上虛擬數(shù)控機可以替代現(xiàn)實的數(shù)控機床，這一功能上可以有效避免數(shù)據(jù)的丟失。除此之外，虛擬數(shù)控機床擁有真實機床的界面風格，減少學生心理的排斥，保障實際操作訓練。其次，虛擬機床相對于真實的機床更顯獨立性，因為機床模塊屬于顆粒性，能夠獨立的開發(fā)、工作，又因為顆粒度與對應的模塊的抽象度密不可分，其實虛擬機床的框架極具抽象性，既可以隨意組合，滿足不同類型數(shù)控機床的教學。值得注意的是，虛擬機床能完善圖形接口，能將真實圖形顯示在計算機中，其運行參數(shù)也同步顯示，方便觀察以便進行數(shù)據(jù)控制和分析，如同置身于現(xiàn)實環(huán)境中操作，真正實現(xiàn)人機結(jié)合。第三，虛擬數(shù)控機床對于數(shù)據(jù)的處理和儲存更加安全，降低了現(xiàn)實數(shù)據(jù)丟失的風險。第四，為了達到教學效果，虛擬數(shù)控機床通過對材料和方法進行仿真模擬，使用真實數(shù)據(jù)，然后以三維立體的形式呈現(xiàn)，完成數(shù)控機床操作。與此同時，還可監(jiān)控整個流程，若出現(xiàn)差錯會在最快的時間得到分析并加以改正，保證結(jié)果的準確性。虛擬數(shù)控機床有強大的網(wǎng)絡功能的支持，能迅速地找到相關制造資源，與其之間的操作性加強，它的各個部件都非常靈活，以便精確定位維修機床。

三、虛擬數(shù)控機床在數(shù)控維修教學中的運用

（一）虛擬數(shù)控機床服務于數(shù)控維修理論教學

數(shù)控維修理論的教學枯燥且乏味，教師單憑教學課件和動畫講解日漸復雜的機床功能和工作原理，只會讓磨滅學生學習的樂趣，而且在真實數(shù)據(jù)機床上的操作少，使得學生難以消化學到的理論知識。虛擬數(shù)控機床技術在維修教學中的應用，教師可以將理論知識中的機床功能，結(jié)構(gòu)利用逼真的三維動畫呈現(xiàn)在學生面前進行詳細的演示，有利于學生更好地理解和掌握所學到的相關數(shù)控機床的知識。

（二）虛擬拆裝

拆裝是維修教學的一個重要環(huán)節(jié)，能幫助學生在動手操作期間更深層次地了解專業(yè)知識。虛擬拆裝是計算機模擬一個真實的實訓環(huán)境，選擇正確的零部件和工具進行拆裝。在拆裝過程中了解數(shù)控機床的功能、結(jié)構(gòu)及工作原理，能有效的提高學生的實踐能力。

（三）故障診斷

故障診斷考驗一個數(shù)控人員的洞察力和分析能力。在故障診斷中，每個學生都會配有一臺計算機和虛擬數(shù)控機床，他們利用計算機對數(shù)控機床進行全面的診斷和檢查，并顯示出相關診斷信息。學生們可以根據(jù)分析得出的數(shù)據(jù)信息，對故障進行診斷維修。利用虛擬數(shù)控機床來施行故障診斷，一方面為學校節(jié)省了相應的實驗資源，減少資源浪費，另一方面，每個學生都有機會進行實踐的維修操作，為今后的數(shù)控維護能力以及維修能力奠定了堅實的基礎。

四、結(jié)語

綜上所述，虛擬數(shù)控機床的出現(xiàn)為數(shù)控維修教學提供了一個非常好的實踐平臺，提高教學效率的同時，其教學成果也十分顯著，學生能將學到的理論知識通過模擬實訓很好的融會貫通。幫助社會的各大行業(yè)培育了眾多的優(yōu)秀的、專業(yè)的數(shù)控人才，促進社會經(jīng)濟長期穩(wěn)定的發(fā)展。

參考文獻

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