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關鍵詞:技能比賽;中職院校;技能水平;數控銑
【中圖分類號】G 【文獻標識碼】B 【文章編號】1008-1216(2016)09C-0015-01
中職院校為社會培養優秀技術型人才,技能比賽是考察學生專業技能的重要方式,所以中職院校的師生通常會參加較多的技能比賽,比如數控銑、數控車床等。技能比賽能培養學生的專業技能,為此,本文從數控銑技能比賽的角度探討中職學生的技能培養。
一、比賽知識學習
中職學生技能比賽培訓首先是對教師的選擇,技能訓練隊的教師必須有過硬的專業知識,有實際操作經驗,只有教練技能水平較高,才能帶出優秀的人才。在技能培訓過程中,教師之間應多進行討論,一個人的知識是有限的,大家共同討論才有更大的力量,能及時發現訓練過程中存在的問題,為之后的訓練做好計劃。
選擇好培訓教師后,就可以開展基礎知識的學習,學生基礎知識是參加技能比賽的基本前提。學生不僅對數控銑的了解不多,缺乏基礎,而且數控銑學習難度較大,這一階段不僅要學習數控銑的結構、原理、刀具、零件類型以及量具等知識,還要學習編程和零件加工工藝分析及制定,學習量較大。嚴格按照技能比賽的要求對學生進行基礎知識培訓,能夠使學生掌握基礎知識,為之后的學習和比賽打下堅實的基礎。其次是鞏固提高階段,教師在對學生進行技能比賽培訓時,不僅要讓學生掌握基礎知識,還要讓學生不斷鞏固提高,增加知識的難度。這一階段不僅要鞏固數控銑的基礎知識,還要增加學生對編程軟件的熟練使用并加強加工工藝的分析等方面的學習。
二、比賽技能訓練
首先是編程軟件的訓練。計算機編程是技能訓練過程中最重要的部分,重點培訓學生對雙曲線、橢圓、斜面、拋物線、凸臺、三角函數線以及曲面等圖形的編程,引導學生集中時間解決單個元素,增強學生對部位編程的理解。現在市級以上的比賽都已經使用軟件編程,與變量編程相比,軟件編程相對較簡單。隨著編程軟件的不斷改進,軟件編程存在計算誤差,加工效率等方面有了很大提高。所以,在技能培訓過程中除了注重學生軟件編程技術的訓練,最主要的還是提高學生的工藝分析能力。
其次,是綜合訓練。綜合訓練是在學生的基礎知識和軟件編程都達到一定水平后,對學生進行的技能訓練,主要是將編程中的各種元素融入基礎知識和各種圖形加工工藝進行訓練,根據圖紙分析工藝完成零部件加工。通過對學生進行綜合訓練能夠及時發現學生學習過程中存在的問題,提高學生的動手操作能力和識圖能力。
最后,開展模擬訓練。為提高中職學生的專業技能,教師可以根據學生的學習情況,適當地進行模擬訓練。比如,可以選擇往屆數控銑比賽的圖紙,讓學生按照圖紙的要求在規定時間內完成工件或者采用跨省份PK的對抗訓練方式使學生能夠熟悉數控銑比賽的規則和比賽的方式,增強學生的專業素質和心理素質。另外,教師可以總結往屆數控銑比賽題目的特征,與數控銑的發展趨勢相結合,制作新的圖紙對學生進行綜合考評。
三、比賽工具選擇
俗話說“磨刀不誤砍柴工”,比賽工具的選擇對比賽的影響也是比較大的。所以在對中職學生進行培訓時,應指導學生認真按照技能比賽要求選擇訓練工具,包括刀具、量具以及附件等。比如,刀具的選擇,不同類型的刀具有不同的作用,硬質合金涂層刀具的速度相對是較好的,與高速鋼相比,速度快了三倍以上。量具關系到精準度,所以在選擇量具時應盡可能選擇標準的量具,不僅可以減少測量的時間,還可以保障零件的精度。
四、比賽時間控制
數控銑比賽都是有時間規定的,通常要求學生在五個小時內完成兩件產品。也就是說學生要在五個小時內完成夾具安裝、審圖、編程、加工等多道程序,如果學生不能將各步驟時間控制好很有可能無法在規定時間內完成作品。所以,學生應合理安排各程序的操作時間,保證比賽時能有足夠的時間完成操作。
我們根據各步驟的具體情況,做了如下安排:夾具安裝調試和審圖控制在20分鐘左右,編程和傳輸半小時左右,主件和配件加工分別為100分鐘和90分鐘,修毛刺10分鐘,用半小時完成配合加工,剩下的10分鐘可以用來檢驗或預防其突發狀況。就數控銑比賽的實際情況來看,很少有學生能在規定時間內完成全部工件,所以在平時的技能訓練中,要嚴格按照比賽要求控制各步驟的時間,提高學生完成工件的速度。
總而言之,中職學生技能培訓不是一蹴而就的,它是一個系統的過程,需要學生在不斷訓練中提高專業技能。中職院校采用技能比賽模式對學生進行培訓,不僅可以有效提高中職學生的專業技能,促進中職學生未來事業的發展,還可以為社會培養更多的技術型和應用型人才。
【關鍵詞】中等職業學校;數控專業;人才培養;課程體系;雙師型教師
近年來,很多中等職業學校都開設數控專業,中職校是培養數控加工一線操作、技能型人才的重要基地。數控技術也叫計算機數控技術(Computerized Numerical Control 簡稱:CNC),它是采用計算機實現數字程序控制的技術。數控技術是制造業信息化的重要組成部分,是制造業實現自動化、柔性化、集成化生產的基礎。但是,中等職業學校在對數控技術人才的培養還缺乏辦學經驗,特別是數控實踐性教學環節的建設方面還未形成完善的體系,如何進行數控技術應用專業教學改革是中職校急需解決的問題。
一、數控技術應用專業的現狀分析
1.課程體系設置和教材內容不能滿足企業需求
數控專業課程體系設置近幾年雖年年有所改進,但教材內容仍落后于生產技能,學生所學到的知識技能與企業的要求尚存在差距。例如,數控機床編程與加工課程的教學形式還較傳統,由于部分學校因實訓條件所限,仍以理論講授為主,從而教學效果較差。在實踐技能培訓方面,只是把數控實訓重點放在數控機床簡單操作上,圍繞各級各類專業技能考證進行實訓,而對數控加工工藝、產品設計、數控軟件編程等專業技術能力訓練不夠。現有數控技術教材內容,形態單一,實踐性差,缺少企業參與,從而遠遠脫離企業生產實際情況。
2.數控實訓設備數量和型號不能滿足教學需求
隨著社會對數控人才需求增長的拉動,學校建立了開放式數控實訓中心,但是設備數量和型號與勞動技能鑒定中心考證還沒有完全接軌。值得注意的是,為了與企業盡可能保持一致,以達到實訓效果,學校在實訓硬件選型逐步趨向全部采用適合生產用數控機床、加工中心,而且實訓中心往往以加工設備配備進口數控系統為主,由于每臺數控設備非常昂貴,學校購置的設備數量有限,無法滿足整班制教學安排,從而學生的獨立動手實際操作機會減少,難以實現教學目標,實訓技能效果也相對較差。
3.數控專業師資數量緊缺且難以達到雙師型要求
數控專業是一個多學科交叉(主要包括機械、電子、計算機等學科)且飛速發展的專業,許多方面還在不斷完善中,現擔任數控專業課的教師大多是從機械方面相關專業經過短期培訓轉行過來的,同時具備相當的理論知識和豐富的實踐經驗的數控專業師資嚴重不足。比如說教師A講授數控銑床基礎知識與編程,教師B講授數控銑床操作,教師間協調配合可能無法銜接,兩者共同切入點很難具體掌握,實訓技能質量就會打折扣。這就需要“雙師型”教師才能擔當此任,勝任“雙師型”教師應具備多方面能力:如數控編程教學能力,實操教學能力,仿真加工教學能力,校本教材開發能力等。因此,“雙師型”教師隊伍的培養也成為數控專業發展的最大“瓶頸”,嚴重制約著現代數控技術人才培養水平的提高。
二、數控技術應用專業教學改革的重要途徑
1.明確人才培養模式
以緊密結合地方經濟發展為導向,建立完善運行保障機制,進一步深化校企合作,完善產教結合、工學結合人才培養模式。中等職業教育旨在培養“實踐型、應用型”技術人才,使學在掌握專業基本理論、基本技能的同時又具備動手能力。我校數控專業主要定位于“產教結合、工學結合”兩種人才培養模式。產教結合模式:自2009年,學校與上海軒諾機電設備有限公司建立校企戰略合作,形成了“產教結合”模式。在學校數控公共實訓中心建立了“上海軒諾機電設備有限公司產品研發中心”,把企業的產品融入教學過程,做到“四個結合”,分別為車間與教室結合、學生與學徒結合、教師與師傅結合、理論與實踐結合。工學結合模式:自2010年,學校與上海日野發動機有限公司簽約,形成了我校“工學結合”的模式。學生一周在校專業學習,一周在企業崗位實習,工學交替進行。
2.完善課程體系改革
以課程建設為引領,以實訓中心建設為基礎,建設校內“教學工廠”,改革實訓教學模式,落實生產性實訓,加強專業技能訓練,全面提升實踐教學能力,提高學生綜合素質。以教學內容和方法改革為重點,構建基于工作過程的理實一體化課程體系。如:《數控編程與加工》等專業核心課程教學中,實施“理實一體化”教學模式。通過學習數控編程、仿真加工、機床操作,掌握“數控銑床”、“數控車床”操作技能,掌握數控編程基礎知識和仿真加工操作。從而讓學生更能適應企業對專業人才的需求,滿足復合型人才的要求,強化數控知識和專業技能,并進一步提高數控機床的利用率,提高數控班學生數控中級考證通過率。在《現代制造技術》等專業拓展性課程教學中,實施“任務引領、做學一體”。根據學習任務不同分成“現代測量”模塊,“電加工”模塊,“加工中心”模塊等。任務從設計、實施到完成必須要能夠有一個完整的成品出來,作為任務的成果。形成以技能訓練為主體的做學一體教學模塊。讓學生在“做中學、學中做”便于學生熟練掌握相關技能和知識。通過教學內容上滲透新科學、新技術、新工藝,教學過程由教室向生產延伸等,可以培養出一批能熟練運用新技術、新工藝,能適應社會和市場需求的高素質數控操作人才。
3.加強數控實訓中心建設
根據數控專業教學要求以及校企合作開展需求,數控實訓中心以生產型的小型數控機床為主,主要可以選擇數控銑床、數控車床及加工中心機床。在實訓中心建設中,應優先滿足教學與培訓要求,合理配置數控加工實訓設備,根據學校人才培養方向確定主要設備類型,數控系統應選擇具有一定代表性的市場主流數控系統。我校數控專業是上海市職業教育開放實訓中心首批立項建設單位。數控開放實訓中心投入建設資金2500多萬,實訓室建設按照《上海市中等職業學校重點實驗室、實訓室裝備標準》進行建設,設有數控車床、數控銑床、數控加工中心、數控編程與仿真加工、數控系統故障診斷與維修、數控電加工、三坐標測量等實訓室。能滿足數控初級、中級、高級工實訓和技能考核需要,同時又具備向數控技師培訓拓展的基本條件。適應多層次數控技術人才的培養與職業技能鑒定。既滿足專業教學、技能培訓需求,又兼顧校企合作把企業產品加工引入專業技能教學的要求,學校通過數控技術應用開放實訓中心建設,增強了辦學能力,提升了專業教學水平,提高了學生專業技能。
4.加強“雙師型”師資隊伍培養
教學質量的關鍵在于教師,而建設一支數量足夠、質量保證的“雙師型”教師隊伍是提高中等職業學校數控專業教學質量的基礎。要突破“雙師型”教師短缺的“瓶頸”可以通過以下策略來解決:(1)從制度上政策上向雙師傾斜:學校要制定有利于“雙師型”教師隊伍建設的有關規定和激勵措施,對取得“雙師型”資格教師給予補貼,在職稱評定、職位晉升、評優等方面優先考慮,從而對“雙師型”教師起到促進和激勵作用。(2)選送專業教師參加院校專業培訓:制定教師培訓方案,鼓勵專業教師參加高校專業進修和技能培訓,從而提高專業素養。(3)鼓勵教師參加職業技能鑒定:教師通過參加職業資格考證,取得高級工以上技能等級證書,專技職稱上評上講師以后就可成為“雙師型”教師。(4)企業掛職頂崗鍛煉:學校組織專業課教師到企業掛職實踐,以積累行業工作經驗,彌補專業實踐能力的不足。一方面了解企業的真實需求,形成新的職教理念,另一方面了解現代制造企業的運作模式,以及生產一線技術管理、質量管理的基本理論和方法。我校有計劃將專業教師分批送出去學習和培訓,近三年已有多位專業教師赴德國學習數控技術和職業教育。目前我校數控專業教師共9人,其中具有高級專業技術職稱2人,數控技師5人,80%符合“雙師型”教師要求。另外學校也聘請具有該專業豐富實踐經驗的專業技術人員擔任兼職實訓指導教師,經過多年的努力,數控專業形成了一支結構合理、技術水平高的專兼職雙師型教學團隊。
三.數控技術應用專業教學改革三點建議
1.把企業先進的生產管理理念引入學校
在專業實訓教學過程中,引入企業生產管理機制。如“5S”管理制度(整理、整頓、清潔、清掃、素養)。“5S”實訓現場管理制度就是通過規范現場、現物,營造一目了然的工作環境,培養學生良好的工作習慣,其最終目的是提升學生的職業品質。把“5S”實訓現場管理的理念融入教學過程,在培養學生技能的同時,更注重培養學生的職業精神和職業素養。
2.把企業適合教學的加工產品引入技能教學
通過對企業產品的篩選,將適合學校機床加工、符合學生專業技能培訓要求的產品引入學校進行生產。通過實踐證明,只要加強教學與生產的組織管理,把實訓教學與加工產品有機結合的教學模式切實可行,工學結合辦學模式降低了實訓原材料消耗,縮短學生實訓與生產的距離,提高專業實訓教學質量,形成校企合作、產教結合的人才培養模式的長效機制。
3.校外實訓基地的建設
校外實訓基地是中職學校實訓教學體系的重要組成部分,是中職學生與職業技術崗位“零距離”接觸,為學生提供包括基本技能和綜合能力訓練的實踐環境。既培養學生團隊協作精神、群體溝通技巧、組織管理能力等綜合素質,又培養學生解決生產實際問題的技術及管理能力。(1)校外實訓基地是對校內實訓基地設備、場所和功能缺陷的有效補充。由于學生在校外實訓基地接受的是一種直接在生產和實際工作的現場培訓,所以十分有利于他們掌握崗位技能、提高實踐能力、了解崗位的社會屬性。(2)提高學生就業競爭力,縮短工作適應期。學生通過在生產、建設、管理、服務第一線的校外實訓基地的工學交替、頂崗實習,可以接受現代企業氛圍的熏陶,熟悉相關行業先進的設備、技術和生產工藝,盡快掌握相應崗位所需的基本技能與專業技術,取得實際工作經驗。總之,在真實的工作環境中,按照規范的職業標準開展項目實訓,能提高學生就業競爭力,縮短他們的工作適應期。
四.結束語
如何以更好的教學方法和教學手段培養數控技能人才,是中等職業學校教育迫切需要探討的問題。培養能夠真正成為名副其實的理論知識過硬“實踐型、應用型”技術人才,還需要借鑒發達國家辦學理念、辦學模式及辦學經驗。不斷探索符合我國國情的中職教育的辦學方法,并不斷完善。作為中職校教師,我們必須致力于中職教育的專業教學改革,努力提高教學質量,為社會培養更多數控技術實用人才。
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關鍵詞:虛擬現實;技能培訓;虛擬培訓;模式
中圖分類號:TP3文獻標識碼:A文章編號:1009-3044(2009)31-
Explore the Training System Development Model Based on Virtual Reality Technology
GAO Ben-cai, LIU Guang-ran
(Tianjin University of Technology and Education, School of Information Technology and Engineering, Tianjin 300222, China)
Abstract: Compared to formerly any time,Nowadays,China all needs the high quality technical worker who grasps each skill. Compared with the developed country The Chinese mechanic population as well as the intermediate and senior mechanic's proportion has already a very big disparity, this does not tally extremely with the Chinese high speed development financial circumstance, The traditional mechanic education has not been able to complete the such huge education project. This article will discusses the new training pattern based on the virtual reality technology --- Virtual Training, Analyzes the sole superiority which the virtual reality technology has and pour it into the mechanic development as formidable propelling force, elaborated the virtual training system performance history and attempts to summarize the development pattern. Hoping this article can provide the model for the correlation personnel, provide the powerful talented person safeguard to maintains the high speed development for the Chinese economy.
Key words: virtual Reality; skills training; virtual training; mechanic
在當今中國,技工教育受到全社會的高度重視,知識、技能和創造得到了充分的尊重和發揮,一個有利于技工教育發展的良好氛圍正在形成。
隨著經濟全球化進程的加快,21世紀的中國已經成為全世界的制造中心,我國要想扮演好這個世界制造中心的角色,一大批高素質技術工人必不可少。現代產品的更新換代的周期已經完全的顛覆了一些人所能夠承受時間概念高科技產品更是源源不斷的推陳出新。傳統的技工培訓模式已經不能挑起這么艱巨的任務,亟待開發新的培訓模式。
諸多難題阻礙著現代技工教育的發展,至今技工學校還沒有走出一條適合中國國情的發展道路。我想基于虛擬現實技術的虛擬培訓或許可以解決難題實現破冰,推動技工教育的良好的發展。
1 虛擬現實概念及特征
虛擬現實(Virtual Reality,簡稱VR)是1989年美國的J.Lanier(后來曾是專做VR產品的VPL公司董事長)提出的,國內也有人譯為“靈境”,國外與虛擬現實同類的術語,還有虛擬環境、人工現實及電腦空間等。
虛擬現實有三個突出的特征:沉浸性、交互性、構想性。
2 桌面虛擬現實與虛擬培訓
桌面虛擬現實(Desktop Virtual Reality,DVR)主要是在個人計算機和低級別的工作站上進行環境仿真,依靠計算機的屏幕提供給用戶一個虛擬的平臺,運用虛擬現實的輸入設備實現與虛擬世界場景之間的交互。
虛擬現實技術是利用計算機生成極為逼真的環境,通過生動的視覺、聽覺、觸覺等效果以及隨參與者的動作而變化的場景使人獲得身臨其境的感覺。現階段由于完全的虛擬現實系統價格昂貴目前只用于科學研究,其中基于虛擬現實技術的培訓(簡稱虛擬培訓)采用增強現實的虛擬現實系統(也稱桌面虛擬現實)改變了原有的培訓方式,為用戶提供一個直觀、友好的圖形化培訓環境,適應社會需求。使得用戶在計算機提供的逼真的三維虛擬環境中熟練掌握某一裝置或某一系統的操作使用方法。大大減少了技工培訓中的各種資源的消耗提高了培訓質量和培訓效率,有助于實現對于危險作業或不具備試驗條件的高級培訓。
3 職業技能培訓
職業技能培訓是現代經濟增長的不竭動力。著名經濟學家舒爾茨在考察經濟增長的主要原因時指出:對人力資本的投資是最重要的生產性投資,也是經濟增長不竭的動力。根據人力資本理論,人力資本比物質、貨幣等資本要素具有更大的增值空間,因為作為“活資本”的人力資本,具有創新性、創造性,具有有效配置資源、調整企業發展戰略等市場應變能力。因此,職業技能培訓是人力資本投資的一個組成部分,而且職業技能培訓是實現終身教育,建設學習型組織的主要教育形式,其良性發展能滿足社會經濟發展對高素質、技能型人才的需要,必然對GDP增長帶來更高的貢獻率。
4 虛擬培訓系統的開發過程模式探究與設計實例
虛擬培訓系統是利用虛擬現實技術生成的一類適于進行教育培訓的虛擬環境,它可以是某一現實世界培訓基地或設施的真實再現,也可以是虛擬構想的世界。受訓人員通過與虛擬環境進行交互獲得經驗達到學習和培訓的目的。
4.1 虛擬培訓系統的開發模式
在中國知網上以虛擬培訓系統開發模式為檢索詞分別以題名和全文項進行精確查找,查找結果都是沒有相關的文獻資料,通過閱讀虛擬培訓系統的相關論文資料后也沒有發現關于虛擬培訓系統開發模式的有關論述。通過閱讀虛擬培訓系統的相關文獻,比較各種虛擬培訓系統的開發過程,結合本人實際的設計經驗總結歸納出虛擬培訓系統開發模式。如圖1所示。
虛擬培訓系統的開發過程大致分為四個階段:首先,對將要開發的課程進行系統分析,其中包括對學習內容的分析判斷虛擬培訓系統是不是內容表現的最佳選擇。如果可行就要繼續將學習內容進行必要的分解分成若干的模塊和單元,這樣有利于將復雜的任務簡單化使整個任務比較容易的得以實現;另外要對學習任務進行分析即通過培訓要求學習者掌握的知識經驗的總和并為接下來的教學策略的選擇提供支持,在這項工作中還需要明確學習者要掌握預期的知識經驗需要學習的各種理論知識、動作要領、技能流程以及必須完成的操作練習。其次,同時進行3D圖像建模與交互的設計與實現兩個階段的工作。這兩個階段也是系統開發的兩條主線,在3D圖像建模階段依據前期的素材的準備運用3D建模工具開發虛擬學習環境。這個階段是整個開發過程中工作量最繁重的一個階段,需要開發人員熟練掌握3D建模工具,通過反復細致的設計修改才能開發出逼真的虛擬環境。要根據學習者的特征(不同群體適應不同的交互方式)依據相關的交互理論運用恰當的交互工具科學合理的進行設計與實現。交互的設計與實現階段要特別的引起重視,因為大部分學習任務的完成都有賴于系統的交互功能,交互設計的好壞與最終的學習效果有著直接的聯系。最后,是系統的合成與調試,這一階段能夠保證系統順利的得以實現并應用在教學中。在該階段中包括了將必要的教學策略、理論知識以及一些必要的文字說明嵌入到系統中使它真正成為一個用于教學的工具。在調試是比較繁雜的工作,需要我們有足夠的耐心和精益求精的精神通過不斷的發現問題解決問題使系統不斷的得到完善保證系統發揮最大的作用。
4.2 虛擬現實系統的設計實例
4.2.1 案例簡介
數控機床是技工培訓中的重要課程,由于數控技術較為復雜所以學習難度比較大,學員往往要用很長的時間來了解數控機床的工作原理之后才能夠進入現場實際操練或是根本找不到相應的設備操練。我們設想開發這樣一個虛擬訓練系統使學員能夠利用電腦實現理論與實踐相結合,通過使用這么一個系統學員能夠掌握數控技術的基本理論知識、數控機床的組成及工作原理、基本的操作練習。讓學員在進入實訓現場之前形成必要的知識經驗的準備,增強訓練的針對性提高培訓效率。
4.2.2 設計構想
該虛擬訓練系統首先呈現出的是數控技術的基礎知識和數控機床的工作原理,此處用帶有碰撞的行走動畫來表現。圍繞數控機床的工作程序來設計活動和交互,在給出零件的所有運動、尺寸、工藝參數等加工信息后學員被要求編制出零件加工的數控程序單。對于形狀復雜的零件,學員可以在計算機上進行自動編程(APT)或CAD/CAM設計;編好的數控程序學員會被要求輸入到數控裝置的一種存儲載體上,用動畫形式抽象表現數控裝置從內部存儲器中取出或接受輸入裝置送來的一段或幾段數控加工程序,經過數控裝置的邏輯電路或系統軟件進行編譯、運算和邏輯處理,輸出各種控制信息和指令給驅動裝置,經功率放大后按照指令信息的要求驅動機床移動部件,以加工出符合圖樣要求的零件;再用動畫顯示位置檢測裝置將數控機床各坐標軸的實際位移量檢測出來,經反饋系統輸入到機床的數控裝置之后,數控裝置將反饋回來的實際位移量值與設定值進行比較,控制驅動裝置按照指令設定值運動;學員在呈現的輔助控制操縱界面中按下按鈕后隨之會發生相應的變化比如刀具的轉換、指令交換工件和機床部件的松開、夾緊等動作。在以上幾個步驟中適時現實必要的文字補充材料以便于學員理解。
4.2.3 技術實現
本系統的開發工作主要集中在虛擬場景建模、虛擬動畫的制作以及交互的設計與實現三個環節。
在建模方面,3DSMAX的建模功能是非常強大的完全能夠滿足桌面虛擬現實系統的建模需求。在虛擬動畫的制作方面,可以用普通的動畫制作軟件如flash等。但是這樣就存在一個不同格式文件相融合的問題,如果直接用3DSMAX制作的話相對來說會比較容易。在交互方面,較為簡單的交互可以將MAX格式轉換成VRML格式通過VRML內部的交互傳感器來實現。在一些較為復雜的交互實現上編程語言更具優勢,但是難度也是很大的。有很多交互我們根據學習任務要進行設計的但是實現起來難度很大,我們就要靈活掌握通過對能夠實現的交互功能進行有限的組合達到預期的效果。在交互的設計實現過程中還要重點關注的一個問題就是有效的教學設計的使用。
5 結束語
全文主要探討了虛擬現實技術應用于技工技能培訓的新模式,介紹了虛擬培訓系統的開發過程,至于具體的應用于技工教育的虛擬培訓系統(軟件)的設計和開發我們正在進行進一步的研究。
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關鍵詞:數控車床 加工精度 裝夾方法 加工工藝 加工工具 編程 技術水平
中圖分類號:TG519 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2015)04(c)-0061-01
數控車床雖然在理論上具有高精度、高速度、高質量的系統性優勢,但是在數控車床實際操作和生產環節中會受到內外因素的影響,產生數控車床加工精度不高的實際問題。常見的因素有:裝夾方法錯誤、加工工藝不科學、加工刀具不合理、數控編程不嚴格、操作者技術水平不足,這些問題會直接影響到數控車床加工的質量與精度。在數控車床實際操作中,應該從常見的問題出發,以合理確定工件裝夾方法、科學安排加工工藝、合理選擇加工刀具、嚴格數控編程、提升數控車床操作者技術水平為途徑,綜合提升數控車床加工的規范性與科學性,形成數控車床加工的標準化和程序化操作,做到對數控車床加工精度的有效保障。
1 合理確定工件裝夾方法
數控機床加工過程中裝夾方法直接決定工件的位置、刀具的行程,因此,要合理選擇數控機床工件裝夾的方法。要合理確定工件的定位基準,選擇有效的安裝和夾緊方式,控制錯誤裝夾的次數,以組合家居的方式來提升工件裝夾的準確性和穩定性。在選擇裝夾方法時一般應該采用三爪自定心卡盤直接裝夾,對于結構特殊和要求特殊的工件,要結合零件設計圖紙合理選擇裝夾方法,避免因裝夾方法不當而造成的加工精度不合格問題發生。
2 科學安排加工工藝
要做好工藝性分析與工藝處理工作,這是數控加工的前期準備工作,也是確保加工精度的重要措施,如果在數控機床加工性出現工藝性分析不全面,工藝處理不當,將可能造成數控加工的錯誤,直接影響加工的順利進行,甚至出現廢品。因此數控加工的編程人員首先要把數控加工的工藝問題考慮周全,才進行程序編制。合理進行數控車削的工藝處理,是提高零件的加工質量和生產效率的關鍵。因此應根據零件圖紙對零件進行工藝分析,明確加工內容和技術要求,確定加工方式和加工路線,選擇合適刀具及切削用量等參數。
3 合理選擇加工刀具
刀具的選擇、刃磨、安裝正確直接會影響到數控機床的使用性能,同時也會對加工工件的精度帶來直接影響。根據工藝系統剛性、具體零件的結構特點、技術要求等情況綜合考慮,采用不同的刀具和切削用量,對不同的表面進行加工,有利于提高零件的加工質量。粗車時,要選強度高、使用壽命長的刀具,以便滿足粗車時大背吃刀量、大進給的要求。精車時,要選精度高、壽命長、切削性能好的刀具,以保證加工精度的要求。另外,刀具材料的選擇也是非常重要的一環,刀具材料在切削中一方面受到高壓、高溫和劇烈的摩擦作用,要求其硬度高、耐磨性和耐熱性好;另一方面又要受到壓力、沖擊和振動,要求其強度和韌性足夠。
4 嚴格規范數控機床的編程過程
4.1 確定數控機床的編程順序
在數控機床編程中要建立規范的順序,使數控機床刀具的行走做到科學規范,進而做到對數控機床功能的合理利用,確保數控機床加工出高精度的產品。此外在數控機床編程中要結合產品設計圖樣,以此來確保數控加工過程在高效率和高精度的范圍之中,進而提升數控機床加工的總體質量。
4.2 規范處理數控機床編程的關鍵步驟
一方面,要建立零件的數字化模型,數控機床操作者應該根據零件設計圖,以線框、特征和實體建模的方式建立起數控機床可以識別的零件幾何模型,使零件得到數字化,將設計完整地在程序下得到全面體現。另一方面,要確定零件加工的方案,在方案制定的過程中應該結合零件和產品的特點,明確零件質量要求的重點,確定零件加工的方法,以此來提升數控機床加工的精度。例如:對不同曲面的加工要確定投影方法還是放射方法,通過方案的比較形成對數控機床加工精度的保證。此外,要確定數控機床加工參數,應該根據數控機床的性能,結合零件設計圖紙,重點確定工件材料、刀具形狀、加工順序、行走路線等重要參數,做到對數控機床加工精度的保障。
5 提升數控車床操作者技術水平
操作者是數控車床加工的具體執行人,也是加工技巧應用的直接使用者,操作者技術水平、加工經驗對數控車床加工精度有著直接的影響。應該有計劃地展開對數控車床操作者的技術、技能培訓工作,對機床使用技巧、工具選擇方式、切削參數控制、加工工藝選用進行全面地培訓,做到對數控車床加工工作整體的強化,以做到對數控車床加工精度的有效保障。要結合數控車床的編程工作展開操作者的計算機語言培訓,通過編程水平的提升強化操作者應用能力,做到對數控車床加工精度的進一步保障。在培訓操作者的過程中還要重視職業道德建設,要將責任心作為重要的方面加以建設,通過樹立職業道德和培養責任心,使技術的應用和技能的使用達到一個更高的水平,充分發揮數控車床的效率、精度優勢,為數控車床加工質量的整體提升打下思想、技術和技巧的基礎。
6 結語
合理確定工件裝夾方法、科學安排加工工藝、合理選擇加工刀具、嚴格數控編程、提升數控車床操作者技術水平等措施是提升數控車床加工精度的有效保障,但是在實際的數控車床加工過程中操作者和技術人員還應該有清晰的認識,要看到數控車床加工工作的多樣性和復雜性,要展開對數控車床加工工作的進一步分析,形成數控車床加工的規范和體系,更好地指導數控車床加工實際操作,真正確保數控車床加工的精度。
參考文獻
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關鍵詞:數控專業 培養目標 教學內容 教學方法 評價機制
我院是國家級數控培訓基地之一,如何利用數控基地,提高學生數控技能,使學生在企業中拿到更高工資,使家長愿意送子女到我院就讀,這是我院不斷思索和追求的目標,也是我院今后辦學的方向。根據辦學方向,企業需求,確定數控專業的培養目標,并根據培養目標,在數控專業教學改革中,從教學內容、教學方法、教學評價機制方面做了一些有益的探索與實踐,使選擇本專業的學生,以成功者的心態步入社會。
一、依據企業需求確定培養目標
要發展職業教育,要辦好職業院校,明確定位是學校發展的前提,職業院校數控專業應該為地方培養優秀的數控技術人才,如果職業院校畢業生每月能拿到3000元、4000元,家長自然就會十分愿意地送子女到職業院校就讀。企業憑什么給職業院校學生高工資,前提是我們培養的學生有過硬的本領。據《關于數控人才需求與數控職業教育教學改革的調研報告》中指出,當前企業對數控技術人才有三個層次需求,藍領層、灰領層和金領層。我院以學生為主體,以企業需求為依據,以就業為導向,把培養目標定位在“藍領層”。
二、根據職業實踐能力改革教學內容
根據《中等職業技術學校數控技術應用專業領域技能型緊缺人才培養培訓指導方案》指導思想,在培養培訓中應體現以綜合素質為基礎,以能力為本位,把提高學生的職業能力放在突出的位置,加強實踐性教學環節,使學生成為企業生產服務一線迫切需要的高素質勞動者,因此設置課程的教學內容,應圍繞學生職業實踐能力。
(一)專業基礎課服務職業實踐能力
我院數控專業仍沿用機械專業的一些傳統課程名稱,如《機械制圖》、《公差配合與技術測量》、《機械基礎》、《金屬材料與熱處理》、《機制工藝》、《車工實習》、《數控車床編程與操作》等專業基礎課,但這些課程的外延與內涵都發生變化。因此學校讓各教研組和備課組共同探討所教學科的教學大綱和教學內容。根據職業院校生文化成績相對較差的特點,理論教學以“必需、夠用”為度,突出“適用性”和“針對性”,允許對某些偏難偏深或者陳舊內容進行大膽刪除,而增加一些數控技能培養所需的實用性知識。
(二)文化基礎課滲透職業實踐能力
在文化課程中,要滲透崗位職業能力的要求。比如,學生畢業后如果口才好、寫作能力強,能把車間生產過程,企業存在的問題以及解決方案,能以調研報告的形式寫出來,在企業里就會受到重用,容易得到提拔。因此圍繞專業崗位需要,將語言口頭表達能力與應用文寫作能力作為語文重點教學內容;對于數學課則著重學習對數控編程中的數學處理知識,如靈活應用三角函數數學知識,確定各表面上點的坐標等;對于英語課中加入數控專業知識,培養學生閱讀機床上英文指令如JOG、MENU、OFSEF、AUTO等指令,培養學生閱讀數控機床說明書的能力。
(三)數控技能操作課體現職業實踐能力
目前許多數控教材給定加工程序不完整和不全面,只給出了“輪廓”加工程序,工藝分析不分粗車、精車工序,沒有介紹如何達到數控技術要求,況且許多教材中實訓工件加工直徑超過40mm,那些課題的程序無法在本基地的數控機床上運行。根據數控教材中存在的缺陷,可通過校企合作或課程整合,及時調整課程設置和教學內容,在“必需”和“夠用”的原則下,開發數控校本課程,體現數控專業領域的新知識、新技術、新工藝和新方法,在實習過程中向企業靠攏。如數控實訓部分課題可選自永康企業生產實際,通過一系列有針對性的技能訓練,使學生在扎實掌握專業基本知識和技能基礎上,及時了解掌握本專業領域最新技術發展及相關技能,實現專業教學基礎性與先進性的統一,從而為學生直接頂崗,在企業中獲得高收入創造條件。
三、針對課程特點改革教學方法
職業院校學生,生源復雜,學生程度參差不齊,要調動學生學習積極性,提高學生自學能力,養成良好學習習慣,這是提高教學質量必須解決的課題。根據數控技能操作這門課和課程特點,利用國家級數控培訓基地,提高學生數控操作能力,對傳統的教學方法進行改革。
我院對數控技能培訓采用項目教學法,項目教學法是師生通過共同實施一個完整項目而進行教學活動。在教學中,采用數控校本課程,由“雙師型”教學執教,把每個練習項目根據數控技能要求分解成許多小知識點,讓學生在學數控操作中學會對刀、車削循環程序的上機調試及自編工藝、自編程序、自選刀具并在機床上將零件加工出來。通過項目教學法,給學生提供體驗完整工作過程的學習機會,經歷確定任務――制定工作計劃――實施計劃――進行質量控制與檢測――評估反饋整個過程,提高學生理解和掌握車削對刀、車削循環程序編寫的知識與技能。
四、結合職教特點改革評價機制