虚拟数控机床在数控维修教学中的应用

孙晓丽

引言:近年来,随着科技水平的发展,我国数控技术也取得了明显的进步和发展,在机械加工以及制作领域中也有了十分广泛的应用,由于数控设备自身的特性影响,对相关维修人才的标准也具有比较高的要求。然而实际上,目前数控维修教学中,仅仅重视基础的知识的讲解,忽视了学生实践技能的培养,在相关实际考察活动中,为了避免设备由于操作不当而出现损坏,也鲜少让学生进行实际操作,导致学生的实践技能不足,难以满足社会发展的需求。近年来,随着信息时代的到来,虚拟技术也愈加成熟,虚拟数控机床也在数控维修教学中得到了推广,合理使用虚拟数控机床,对学生数控维修技能的提升有重要作用[2]。

一、虚拟数控机床的概述

随着我国信息网络技术的不断发展,虚拟数控机床技术也得以快速兴起和发展,简单来说,虚拟数控机床技术就是以计算机为基础,借助仿真加工来模拟真实的环境,进而为应用者提供可操作的机会,目的是提升操作能力以及决策效率。而且,这项技术的诞生和应用,还能及时的发现故障并进行预警,能够有效的提升实际生产的效率,还能规避风险以及故障的发生。

虚拟数控机床技术的应用,能够为学生的学习提供诸多的便捷:首先,与实际数控机床相比,虚拟数控机床与其结构十分相似,能够让学生有比较真实的操作体验,能够保证相关数据和信息的真实性;其次,采用标准数据格式,可以有效的实现数据的存储和管理,能够准确的获取外界的相关资源;最后,能够将学生真实数据的操作转化为3D仿真形式,可以及时发现操作中出现的问题并改正,能够为机床的定位和维修提供参考和保障[3]。

二、传统数控维修教学中存在的问题

1.数控教学系统与实际不符 如今随着数控技术的不断发展,数控机床的功能和结构也有了明显的变化,也就是说数控设备的维修难度也有了明显的增加,所以在数控维修教学中,教学内容也应该做到与时俱进,这样才能满足相关行业的发展需求。然而实际上,在数控维修教学中,往往使用的仅仅是老式的数控机床,而实际上一些大型的企业往往已经引进了更先进的数控机床设备,这就会导致学生的学习与社会发展的实际需求不符,就会影响学生的就业和发展。

2.缺少数控机床功能部件的装拆实训 如今在多数院校数控维修教学中,尽管已经开设数控机床功能部件的装拆课程,但是在实际的训练方面却存在很多不足,一般情况下学生只能对简单的机床功能部件进行练习,由于这些部件种类以及功能有限,无法满足学生的实际学习需求。而实际上,数控技术的不断发展,数控机床的功能部件也有了新的内容,如果教学中无法为学生提供完善的功能部件装拆实训,就会导致学生无法真正的胜任相关的工作岗位。

3.电气连接教育存在缺陷 在数控维修教学中,电气连接也是最重要的教学内容之一,但是由于这部分教学内容所涉及到的器件以及实际操作具有一定的复杂性,在加之器件的耐用性不高,而且反复操作易出故障,所以院校在这方面的投入并不高,这就导致学生缺少足够的学习和实践机会,此外,电气连接的实际操作具有很强的复杂性,这就会给教师的教学工作带来很大的压力,无法检查到每个学生,进而就会影响教学效果。

三、虚拟数控机床在数控维修教学中的应用

1.辅助理论教学,弥补传统教育不足 实际上,在传统的数控维修教学中,教师往往在课堂教学中使用单一的理论知识进行讲解,缺少实践操作,再加上数控机床的结构比较复杂,每个型号以及部位都需要反复讲解,这就导致课堂的学习氛围很枯燥,学生的学习热情也会受到影响。而将虚拟数控机床,应用到数控维修教学中,不仅能够弥补传统教育中的不足,还能对理论教学进行有效的辅助,能够有效的结合具体的理论教学内容,为学生以三维模型的形式展示相关的数控机床,以更加直观、逼真的效果为学生展示数控机构的内部结构以及维修的原理,而且虚拟数控机床的应用,还能提升学生的学习兴趣,促进学生学习效率的提升。

2.虚拟功能部件的装拆实训 虚拟数控机床与实际数控机床的结果以及信息等方面十分相似,刚好能够为功能部件的装拆实训提供重要的支持,利用虚拟数控机床,不仅可以避免设备被损坏,还能实现理论教学与实际教学的有机结合,让学生的理论知识以及实践素养均得到良好的提升。为此,在具体的教学过程中,就可以让学生利用虚拟技术来模拟数控机床功能部件的装拆工作,去掌握不同部件之间的结构联系,以及所使用的工具,提升学生的操作技能,为以后的工作和发展奠定坚实的基础。

3.虚拟电气连接操作 众所周知,电气连接是数控维修教学中的重要内容,是学生必须要掌握的一项重要操作,而以往由于缺乏足够的设备,加上教学压力大等问题而无法有效的开展。而虚拟数控机床的普及和应用,为电气连接这部分内容的教学提供了便利,不仅能够借助这一技术完成整个电气柜的电气连接操作,此外,虚拟数控机床也同时设有万用表和示波器,能够让学生监测连接是否准确和正常,可以进行上机调试来验证是否正常,除此之外,还可以对电气故障进行监测,有效的解决了以往教学中资源不足的问题。

4.虚拟故障的诊断 在数控维修教学过程中,故障的诊断也是十分重要的教学内容,在具体的数控维修工作中,故障的种类也是不同的,而实际工作中,维修人员往往会受到时间以及环境等因素的影响,而无法开展系统性的故障排查工作。而虚拟数控机床的应用,能够保证故障诊断和排查的细节性和有效性,虚拟数控机床能够真实的模拟出同样的操作系统,能够充分的展示数控机床的相关诊断信息,通过分析数据,能够准确找到故障的源头,并进行维修,这对学生实际维修能力的提升也有重要作用。

综上所述,数控机床技术在社会的工业生产中有十分广泛的应用,因此对这方面的人才也有了更高的需求。然而数控维修教学中,由于受到教学设备和资源的限制,无法为社会工业生产和发展培育更多的人才,而虚拟数控机床技术的出现,为数控维修教学提供了新的契机[4-5],将虚拟数控机床与数控维修教学进行结合,能够有效的弥补传统教学的不足,还能提升学生的综合能力,进而可以为社会发展培养更多的数控维修人才。