开发和使用虚拟装配及运动仿真软件在检修工培训中的实践

贾克文（新疆轻工职业技术学院机械技术分院， 新疆 乌鲁木齐 830021）

开发和使用虚拟装配及运动仿真软件在检修工培训中的实践

贾克文（新疆轻工职业技术学院机械技术分院， 新疆 乌鲁木齐 830021）

在化工检修工的培训中开发和使用虚拟装配及运动仿真软件，使学员在学习化工机器设备时更加直观的了解其结构原理，进行虚拟拆装，提高拆装效率从而为实际操作 打好基础，使培训化工检修钳工的工作更加扎实、有效。

培训；虚拟装配；运动仿真；开发。

0 引言

职业院校具有较强的师资力量和实训设备，除了承担在校学生的培养教育外，还肩负着为企业培训员工的任务。多年来我们在对化工检修钳工的培训中发现，许多学员对化工机器设备的结构及工作原理不能完全了解，直接影响到他们掌握其操作技能。究其原因发现培训教材中许多机器设备的装配图较为复杂，学员看图能力不强，影响了学员的学习积极性。对此，尝试在化工检修钳工培训中开发和使用虚拟装配及运动仿真软件，学员能直观的了解化工机器设备的结构原理，进而进行虚拟装配，学员学习机器设备更加直观、形象，在此基础上直接参与操作，化工检修钳工培训有了明显的改善，学员的理论、操作水平取得了显著的进步。

1 以前化工检修钳工培训中存在的两种倾向

1.1 培训偏重于理论讲解，学员缺乏实际动手操作能力

（1）近几年由于培训规模不断扩大，原有的实训条件已不能满足学员培训的需要，本该在实训车间完成的课程，由于实训设备有限，化工检修钳工的培训不得不改为在培训教室里进行理论讲解。

（2）新老培训教师交替更新，一些实践经验丰富的老教师退休或调离，许多新的、高学历的年轻培训教师走上讲台，他们理论功底扎实，但大多缺乏实践动手能力。

（3）实际操作耗能耗材，操作不当容易造成机器设备损坏，实训成本较高，在培训经费比较紧张的情况下，培训只有压缩这部分经费。因此，本应该在实训车间完成的培训教学只能在培训教室讲解，使得原本比较简单的化工机器设备结构、原理变得复杂、抽象不好理解，许多学员觉得培训教学枯燥无味，有些干脆放弃化工机器设备结构、原理的学习。

1.2 强调学员动手实践，忽视学员对化工机器设备结构、原理的掌握

为了改变这种单纯理论教学培训，提高学员动手能力，将化工机器设备培训改到实训车间或到工厂车间去上，这些做法虽然较前面有一定的进步，但通过实践发现还存在一些不足。主要表现在两点。

（1）许多培训指导教师，在简单讲解完化工机器设备的结构、原理后、再讲解其拆装步骤，然后让学员去实际拆装，学员只会机械的模仿拆卸装配，比较盲目，加上有些培训指导教师多年来侧重于操作，讲解时的逻辑性、条理性不到位，使得学员对机器设备的结构、原理的了解并不充分，学员操作时经常出现野蛮拆卸、不按拆装顺序操作，有些机器设备在很短的时间就造成精度严重受损，甚至有些干脆报废，后续其他培训班就没办法使用。还有些指导教师讲解过于简单化，学员操作动手较盲目，加之机器设备有限，经常看到学员实习操作时，许多时间学员处于半休闲状态，达不到预期的学习目标。

（2）有时把化工机器设备培训放到企业车间进行，但企业由于是以生产为主，学员实习培训为辅，加上生产环境影响，学员分散，许多培训学员在企业得不到保证，使得化工机器设备学习效果较差。

2 虚拟装配及动画软件的开发

针对以上化工检修钳工培训中存在的两种倾向，通过计算机辅助绘图软件使用，尝试开发化工机器设备三维虚拟装配及运动仿真软件，使得学员化工检修钳工培训更加直观、形象。开发化工检修钳工虚拟装配及动画软件，是一项工作量大，涉及多方面知识的工作，除了要有较强的专业知识外，还要具有吃苦耐劳，勇于钻研的精神，由经验丰富的老师带领部分青年教师组成课题小组并吸收个别基础知识比较扎实的学员参与其中。开发的项目本着由易到难的原则进行，从简单的化工管路的管件及阀门，如弯头、三通、大小头和管阀、球阀、蝶阀、磁力阀及安全阀，在积累了一定经验后，开始开发化工机器设备的各种泵，前后开发了单机单吸离心泵、齿轮油泵、双吸泵、多级泵、磁力泵、屏蔽泵、往复泵等，在此基础上对风机、列管式换热器等实习车间现有的化工机器设备进行开发，在以后将对活塞式压缩机和离心式压缩机进行开发。

3 采用虚拟装配及运动仿真软件在专业课教学中传授知识和技能

开发出化工机器设备的虚拟装配及运动仿真软件后，配合机器设备的实体，指导教师在一体化教室的授课发生了根本性的变化。首先，指导教师对要拆装的化工机器设备进行介绍，用三维动画展示化工机器设备的结构原理，机器设备在马达的带动下旋转起来，形象、直观、工作原理一目了然，增加了学员学习的兴趣和积极性，学员能够直观的掌握化工机器设备的结构和工作原理。其次，指导教师演示虚拟拆卸，利用SlidWorks创建爆炸图，将机器设备上的零件按正确的拆卸顺序进行虚拟拆卸，在虚拟拆卸的过程中指导教师边虚拟装拆边告诉学员要点和注意事项，为了使学员真正消化吸收，对此可反复演示，（有条件的单位可让学员在电脑上反复练习虚拟装配）。第三，在学员掌握上述内容的前提下，指导教师再带学员到化工机器设备的实体前，实际演示机器设备的装拆过程，第四，分组让学员实际装拆，实习指导教师巡回检查指导，第五，装拆结束后，指导教师及时总结，对存在的不足重新演示纠正。最后，指导教师让学员按正确的方法将化工机器设备装配好，场地恢复原样。

4 对开发虚拟装配及运动仿真软件在专业课教学中的应用的成效

开发和使用虚拟装配及运动仿真软件在检修工培训中的实践在以下三方面效果明显。

（1）通过开发化工机器设备虚拟装配及动画软件，有效的锻炼了课题成员的综合能力，参与开发成员的徒手绘图能力、CAD绘图绘图能力、solidworks三维建模能力及专业知识和能力都有了显著进步。

（2）通过开发和使用化工机器设备虚拟装配及动画软件，减轻了专业课指导教师的教学负担，学员掌握化工机器设备的情况明显好转，培训成效显著。

（3）减少了盲目拆卸和装配，耗材、耗能和零部件损坏情况明显改观，化工机器设备的使用寿命大幅度增加。

［1］袁锋.计算机辅助设计与制造实训图库［M］.北京：机械工业出版社，2013.

［2］邓劲莲.机械产品三维建模图册［M］.北京：机械工业出版社，2014.

［3］赵罘.常用机械机构虚拟装配及运动仿真40例［M］.北京：机械工业出版社，2015.

［4］匡照忠.化工机器与设备［M］.北京：化学工业出版社，2013.

［5］吴先文.机械设备维修技术［M］.北京：人民邮电出版社，2014.

贾克文（1958- ），男，本科，新疆轻工职业技术学院机械技术分院，高级讲师，职业教育。