開發(fā)和使用虛擬裝配及運動仿真軟件在檢修工培訓中的實踐

賈克文（新疆輕工職業(yè)技術學院機械技術分院， 新疆 烏魯木齊 830021）

開發(fā)和使用虛擬裝配及運動仿真軟件在檢修工培訓中的實踐

賈克文（新疆輕工職業(yè)技術學院機械技術分院， 新疆 烏魯木齊 830021）

在化工檢修工的培訓中開發(fā)和使用虛擬裝配及運動仿真軟件，使學員在學習化工機器設備時更加直觀的了解其結(jié)構(gòu)原理，進行虛擬拆裝，提高拆裝效率從而為實際操作 打好基礎，使培訓化工檢修鉗工的工作更加扎實、有效。

培訓；虛擬裝配；運動仿真；開發(fā)。

0 引言

職業(yè)院校具有較強的師資力量和實訓設備，除了承擔在校學生的培養(yǎng)教育外，還肩負著為企業(yè)培訓員工的任務。多年來我們在對化工檢修鉗工的培訓中發(fā)現(xiàn)，許多學員對化工機器設備的結(jié)構(gòu)及工作原理不能完全了解，直接影響到他們掌握其操作技能。究其原因發(fā)現(xiàn)培訓教材中許多機器設備的裝配圖較為復雜，學員看圖能力不強，影響了學員的學習積極性。對此，嘗試在化工檢修鉗工培訓中開發(fā)和使用虛擬裝配及運動仿真軟件，學員能直觀的了解化工機器設備的結(jié)構(gòu)原理，進而進行虛擬裝配，學員學習機器設備更加直觀、形象，在此基礎上直接參與操作，化工檢修鉗工培訓有了明顯的改善，學員的理論、操作水平取得了顯著的進步。

1 以前化工檢修鉗工培訓中存在的兩種傾向

1.1 培訓偏重于理論講解，學員缺乏實際動手操作能力

（1）近幾年由于培訓規(guī)模不斷擴大，原有的實訓條件已不能滿足學員培訓的需要，本該在實訓車間完成的課程，由于實訓設備有限，化工檢修鉗工的培訓不得不改為在培訓教室里進行理論講解。

（2）新老培訓教師交替更新，一些實踐經(jīng)驗豐富的老教師退休或調(diào)離，許多新的、高學歷的年輕培訓教師走上講臺，他們理論功底扎實，但大多缺乏實踐動手能力。

（3）實際操作耗能耗材，操作不當容易造成機器設備損壞，實訓成本較高，在培訓經(jīng)費比較緊張的情況下，培訓只有壓縮這部分經(jīng)費。因此，本應該在實訓車間完成的培訓教學只能在培訓教室講解，使得原本比較簡單的化工機器設備結(jié)構(gòu)、原理變得復雜、抽象不好理解，許多學員覺得培訓教學枯燥無味，有些干脆放棄化工機器設備結(jié)構(gòu)、原理的學習。

1.2 強調(diào)學員動手實踐，忽視學員對化工機器設備結(jié)構(gòu)、原理的掌握

為了改變這種單純理論教學培訓，提高學員動手能力，將化工機器設備培訓改到實訓車間或到工廠車間去上，這些做法雖然較前面有一定的進步，但通過實踐發(fā)現(xiàn)還存在一些不足。主要表現(xiàn)在兩點。

（1）許多培訓指導教師，在簡單講解完化工機器設備的結(jié)構(gòu)、原理后、再講解其拆裝步驟，然后讓學員去實際拆裝，學員只會機械的模仿拆卸裝配，比較盲目，加上有些培訓指導教師多年來側(cè)重于操作，講解時的邏輯性、條理性不到位，使得學員對機器設備的結(jié)構(gòu)、原理的了解并不充分，學員操作時經(jīng)常出現(xiàn)野蠻拆卸、不按拆裝順序操作，有些機器設備在很短的時間就造成精度嚴重受損，甚至有些干脆報廢，后續(xù)其他培訓班就沒辦法使用。還有些指導教師講解過于簡單化，學員操作動手較盲目，加之機器設備有限，經(jīng)常看到學員實習操作時，許多時間學員處于半休閑狀態(tài)，達不到預期的學習目標。

（2）有時把化工機器設備培訓放到企業(yè)車間進行，但企業(yè)由于是以生產(chǎn)為主，學員實習培訓為輔，加上生產(chǎn)環(huán)境影響，學員分散，許多培訓學員在企業(yè)得不到保證，使得化工機器設備學習效果較差。

2 虛擬裝配及動畫軟件的開發(fā)

針對以上化工檢修鉗工培訓中存在的兩種傾向，通過計算機輔助繪圖軟件使用，嘗試開發(fā)化工機器設備三維虛擬裝配及運動仿真軟件，使得學員化工檢修鉗工培訓更加直觀、形象。開發(fā)化工檢修鉗工虛擬裝配及動畫軟件，是一項工作量大，涉及多方面知識的工作，除了要有較強的專業(yè)知識外，還要具有吃苦耐勞，勇于鉆研的精神，由經(jīng)驗豐富的老師帶領部分青年教師組成課題小組并吸收個別基礎知識比較扎實的學員參與其中。開發(fā)的項目本著由易到難的原則進行，從簡單的化工管路的管件及閥門，如彎頭、三通、大小頭和管閥、球閥、蝶閥、磁力閥及安全閥，在積累了一定經(jīng)驗后，開始開發(fā)化工機器設備的各種泵，前后開發(fā)了單機單吸離心泵、齒輪油泵、雙吸泵、多級泵、磁力泵、屏蔽泵、往復泵等，在此基礎上對風機、列管式換熱器等實習車間現(xiàn)有的化工機器設備進行開發(fā)，在以后將對活塞式壓縮機和離心式壓縮機進行開發(fā)。

3 采用虛擬裝配及運動仿真軟件在專業(yè)課教學中傳授知識和技能

開發(fā)出化工機器設備的虛擬裝配及運動仿真軟件后，配合機器設備的實體，指導教師在一體化教室的授課發(fā)生了根本性的變化。首先，指導教師對要拆裝的化工機器設備進行介紹，用三維動畫展示化工機器設備的結(jié)構(gòu)原理，機器設備在馬達的帶動下旋轉(zhuǎn)起來，形象、直觀、工作原理一目了然，增加了學員學習的興趣和積極性，學員能夠直觀的掌握化工機器設備的結(jié)構(gòu)和工作原理。其次，指導教師演示虛擬拆卸，利用SlidWorks創(chuàng)建爆炸圖，將機器設備上的零件按正確的拆卸順序進行虛擬拆卸，在虛擬拆卸的過程中指導教師邊虛擬裝拆邊告訴學員要點和注意事項，為了使學員真正消化吸收，對此可反復演示，（有條件的單位可讓學員在電腦上反復練習虛擬裝配）。第三，在學員掌握上述內(nèi)容的前提下，指導教師再帶學員到化工機器設備的實體前，實際演示機器設備的裝拆過程，第四，分組讓學員實際裝拆，實習指導教師巡回檢查指導，第五，裝拆結(jié)束后，指導教師及時總結(jié)，對存在的不足重新演示糾正。最后，指導教師讓學員按正確的方法將化工機器設備裝配好，場地恢復原樣。

4 對開發(fā)虛擬裝配及運動仿真軟件在專業(yè)課教學中的應用的成效

開發(fā)和使用虛擬裝配及運動仿真軟件在檢修工培訓中的實踐在以下三方面效果明顯。

（1）通過開發(fā)化工機器設備虛擬裝配及動畫軟件，有效的鍛煉了課題成員的綜合能力，參與開發(fā)成員的徒手繪圖能力、CAD繪圖繪圖能力、solidworks三維建模能力及專業(yè)知識和能力都有了顯著進步。

（2）通過開發(fā)和使用化工機器設備虛擬裝配及動畫軟件，減輕了專業(yè)課指導教師的教學負擔，學員掌握化工機器設備的情況明顯好轉(zhuǎn)，培訓成效顯著。

（3）減少了盲目拆卸和裝配，耗材、耗能和零部件損壞情況明顯改觀，化工機器設備的使用壽命大幅度增加。

［1］袁鋒.計算機輔助設計與制造實訓圖庫［M］.北京：機械工業(yè)出版社，2013.

［2］鄧勁蓮.機械產(chǎn)品三維建模圖冊［M］.北京：機械工業(yè)出版社，2014.

［3］趙罘.常用機械機構(gòu)虛擬裝配及運動仿真40例［M］.北京：機械工業(yè)出版社，2015.

［4］匡照忠.化工機器與設備［M］.北京：化學工業(yè)出版社，2013.

［5］吳先文.機械設備維修技術［M］.北京：人民郵電出版社，2014.

賈克文（1958- ），男，本科，新疆輕工職業(yè)技術學院機械技術分院，高級講師，職業(yè)教育。