虛擬遠(yuǎn)程數(shù)控技術(shù)實(shí)訓(xùn)教學(xué)研究與實(shí)踐

李彩霞

（重慶工商職業(yè)學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院，重慶401520）

虛擬遠(yuǎn)程數(shù)控技術(shù)實(shí)訓(xùn)教學(xué)研究與實(shí)踐

李彩霞

（重慶工商職業(yè)學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院，重慶401520）

傳統(tǒng)數(shù)控技術(shù)遠(yuǎn)程教學(xué)實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)困難頗多，通過(guò)現(xiàn)代信息技術(shù)構(gòu)建遠(yuǎn)程數(shù)控技術(shù)虛擬實(shí)訓(xùn)體系是解決是數(shù)控技術(shù)遠(yuǎn)程教學(xué)改革的重要途徑。

遠(yuǎn)程教學(xué)；數(shù)控技術(shù)；虛擬實(shí)訓(xùn)體系

我國(guó)現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育工程的目標(biāo)是形成開(kāi)放式教育網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)建終身教育體系和學(xué)習(xí)化社會(huì)。虛擬仿真教學(xué)是信息技術(shù)與專(zhuān)業(yè)教學(xué)深度融合的需要，是加快實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化教學(xué)改革的重要途徑，共同推進(jìn)虛擬仿真技術(shù)與專(zhuān)業(yè)課程的融合，使其更好地服務(wù)于技能型人才培養(yǎng)，服務(wù)中國(guó)制造2025.

1　數(shù)控技術(shù)遠(yuǎn)程教育現(xiàn)狀

隨著國(guó)家對(duì)遠(yuǎn)程教育不斷重視，各種有利政策不斷出臺(tái)，國(guó)民接受繼續(xù)教育意識(shí)的不斷增強(qiáng)，同時(shí)，也出現(xiàn)了一些突出的問(wèn)題，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）優(yōu)秀教學(xué)資源匱乏?；ヂ?lián)網(wǎng)上雖然有大量的網(wǎng)絡(luò)資源，但是真正可以用于遠(yuǎn)程教育的資源卻寥寥無(wú)幾。

（2）遠(yuǎn)程教育建設(shè)資金短缺。受到實(shí)訓(xùn)設(shè)備投資限制，大型實(shí)訓(xùn)設(shè)備的操作不容易實(shí)現(xiàn)、裝配工藝流程的教學(xué)講解抽象難以理解。

（3）資源建設(shè)缺少統(tǒng)一規(guī)范，理論指導(dǎo)不足。在遠(yuǎn)程教育的實(shí)踐中，缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，各個(gè)遠(yuǎn)程教育單位依照自己的標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，很難形成一個(gè)統(tǒng)一的大規(guī)模的遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)。

（4）遠(yuǎn)程教育平臺(tái)建設(shè)不夠完善。隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，硬件設(shè)置和軟件環(huán)境都有了很大改進(jìn)，但是還不完善，在并發(fā)量很大的情況下還是會(huì)出現(xiàn)各種問(wèn)題，不能滿(mǎn)足實(shí)際需求，應(yīng)盡快將虛擬化、云計(jì)算等高新技術(shù)引入遠(yuǎn)程教育領(lǐng)域。

2　構(gòu)建遠(yuǎn)程虛擬實(shí)訓(xùn)平臺(tái)主要功能

本虛擬實(shí)訓(xùn)平臺(tái)要突破傳統(tǒng)的電大遠(yuǎn)程實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式，又要考慮當(dāng)今學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣，既能模擬數(shù)控機(jī)床操作過(guò)程，又能高度實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互的虛擬網(wǎng)絡(luò)工作環(huán)境。因此本項(xiàng)目將實(shí)現(xiàn)如下功能：

（1）依據(jù)課程體系建設(shè)構(gòu)建基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)子模塊

課程建設(shè)包括理論與實(shí)踐兩部分.

（2）虛擬場(chǎng)景的漫游功能

該功能主要是為了讓學(xué)習(xí)者熟悉數(shù)控加工車(chē)間布局和加工環(huán)境等，增強(qiáng)學(xué)習(xí)者對(duì)系統(tǒng)的整體認(rèn)識(shí)。

（3）動(dòng)態(tài)人機(jī)交互功能

數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)為交互型網(wǎng)絡(luò)化的虛擬實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，操作簡(jiǎn)單、便捷易懂，所有的交互操作都可以用鼠標(biāo)和鍵盤(pán)來(lái)完成。如：機(jī)床的運(yùn)動(dòng)、虛擬人的行為和碰撞檢測(cè)等，從而實(shí)現(xiàn)虛擬實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的交互功能。

（4）其它輔助學(xué)習(xí)功能

根據(jù)實(shí)訓(xùn)教學(xué)的需要，適當(dāng)?shù)脑谙到y(tǒng)中加入數(shù)控機(jī)床工作原理、機(jī)床結(jié)構(gòu)及操作的輔助學(xué)習(xí)資料（如：工量具和設(shè)備圖片、多媒體教學(xué)課件、加工和操作視頻、機(jī)床操作與編程說(shuō)明書(shū)、學(xué)習(xí)網(wǎng)站等資源等），為學(xué)習(xí)者提供一站式的數(shù)控加工學(xué)習(xí)系統(tǒng)。

3　數(shù)控技術(shù)虛擬實(shí)訓(xùn)教學(xué)使用效果

（1）充分利用互聯(lián)網(wǎng)＋思維，通過(guò)校園網(wǎng)遠(yuǎn)程登錄界面，實(shí)現(xiàn)多校區(qū)師生共享虛擬數(shù)控實(shí)訓(xùn)資源。圖1圖2所示。

圖1　遠(yuǎn)程登錄界面

圖2　虛擬平臺(tái)模塊

（2）通過(guò)機(jī)電類(lèi)虛擬實(shí)訓(xùn)教學(xué)資源，教師可全景演示每個(gè)部件的機(jī)械工作原理。按次序安裝或拆卸各類(lèi)機(jī)床及內(nèi)部部件，如整機(jī)拆卸、主軸拆卸、工作臺(tái)拆卸等。可大大改善教師在典型數(shù)控機(jī)床的認(rèn)知及操作理論教學(xué)中的教學(xué)手段，從而提高學(xué)生理論學(xué)習(xí)的興趣。圖3所示。

圖3　虛擬數(shù)控實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)

（3）通過(guò)機(jī)電類(lèi)虛擬實(shí)訓(xùn)教學(xué)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(shè)備的機(jī)械部件的裝配、調(diào)試與故障診斷；電氣控制元器件的選擇、性能測(cè)試與裝接；CNC控制單元的電氣連接與調(diào)試；進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的連接、調(diào)試、常見(jiàn)故障診斷與維修等的實(shí)訓(xùn)教學(xué)。圖4所示。

（4）通過(guò)機(jī)電類(lèi)虛擬實(shí)訓(xùn)教學(xué)資源，可以選擇各種不同系統(tǒng)和廠家的機(jī)床培養(yǎng)學(xué)生操作數(shù)控設(shè)備的能力，為學(xué)生營(yíng)造了“自主學(xué)習(xí)”的環(huán)境，為參加重慶及國(guó)家相關(guān)的技能大賽打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

圖4　虛擬實(shí)訓(xùn)電氣故障排除與整機(jī)安裝

（5）通過(guò)機(jī)電類(lèi)虛擬實(shí)訓(xùn)教學(xué)資源平臺(tái)的可擴(kuò)展模塊，教師可以根據(jù)實(shí)際需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，使系統(tǒng)與時(shí)俱進(jìn)，符合教學(xué)發(fā)展需求的同時(shí)提高教師的專(zhuān)業(yè)素質(zhì)和創(chuàng)造力。為進(jìn)一步推動(dòng)我院虛擬實(shí)訓(xùn)教學(xué)資源建設(shè)，提升辦學(xué)效益，逐步形成虛擬實(shí)訓(xùn)、校內(nèi)實(shí)訓(xùn)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、頂崗實(shí)習(xí)的實(shí)踐技能提升體系提供基礎(chǔ)。

3　結(jié)束語(yǔ)

數(shù)控虛擬實(shí)訓(xùn)教學(xué)平臺(tái)的建設(shè)可以為學(xué)校現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育相關(guān)專(zhuān)業(yè)提供數(shù)字化資源建設(shè)平臺(tái)。實(shí)現(xiàn)開(kāi)放性、仿真性、可操作性、超時(shí)空性的實(shí)訓(xùn)學(xué)習(xí)特點(diǎn)。本項(xiàng)目的完成能進(jìn)一步提升我院應(yīng)用信息化手段的教學(xué)軟實(shí)力，充實(shí)學(xué)校軟資源，為學(xué)?！叭诤稀苯ㄔO(shè)奠定基礎(chǔ)。

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

［2］馬超.虛擬現(xiàn)實(shí)數(shù)控加工仿真系統(tǒng)研究與開(kāi)發(fā).陜西科技大學(xué)［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(xué)院2015年科學(xué)研究一般項(xiàng)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(xué)院機(jī)電工程學(xué)院。