|
淺談仿真模擬技術(shù)引入焊接實習(xí)教學(xué)
（作者未知） 2010/9/8
摘要:傳統(tǒng)的焊接實習(xí)模式,要求學(xué)校提供充足的資金來保障實習(xí)工位和材料消耗,但實習(xí)消耗過大,一直是困擾焊接實習(xí)教學(xué)的因素之一,隨著仿真模擬技術(shù)的日益提高和計算機在技校教學(xué)的普及,把仿真模擬技術(shù)引入焊接實習(xí)教學(xué),不但可以進一步提高和完善焊接實習(xí)教學(xué),而且做為節(jié)能降耗的另一種新手段已成為可能。本文從仿真模擬技術(shù)應(yīng)用于焊接實習(xí)教學(xué)的可行性、仿真模擬實習(xí)的優(yōu)點、焊接實習(xí)如何引入仿真模擬實習(xí)、引入仿真模擬實習(xí)后的注意事項幾方面對如何把仿真模擬技術(shù)引入焊接實習(xí)教學(xué)進行了探討。
關(guān)鍵詞:節(jié)能降耗;仿真技術(shù)
傳統(tǒng)的焊接實習(xí)模式,要求學(xué)校提供充足的資金來保障實習(xí)工位和材料消耗,但實習(xí)消耗過大,一直是困擾焊接實習(xí)教學(xué)的因素之一,為此,想出了多種辦法來降低實習(xí)消耗,比如高消耗性實習(xí)課題不開或盡量少開、或者減少學(xué)生實習(xí)時間和實習(xí)工位,這些方法都益弊相兼。近年來,隨著仿真技術(shù)的日益提高和計算機在技校教學(xué)的普及,把仿真技術(shù)引入焊接實習(xí)教學(xué),不但可以進一步提高和完善實習(xí)教學(xué),而且做為節(jié)能降耗的另一種新手段已成為可能。
一、仿真技術(shù)應(yīng)用于焊接實習(xí)教學(xué)的可行性
仿真模擬技術(shù)是指使用儀器設(shè)備、模型、計算機虛擬技術(shù),以及利用場地、環(huán)境的布置,模仿出真實工作程序、工作環(huán)境、技術(shù)指標(biāo)、動作要求,進行科學(xué)研究、工業(yè)設(shè)計,模擬生產(chǎn)、教學(xué)訓(xùn)練和考核鑒定等的一項綜合技術(shù)。如:虛擬焊接培訓(xùn)系統(tǒng)、焊接過程數(shù)值模擬與專家系統(tǒng)。在常規(guī)實習(xí)開設(shè)的同時,完全可以逐步引入仿真模擬實習(xí)訓(xùn)練。焊接實習(xí)引入仿真模擬,最明顯的好處是節(jié)能降耗,在一定程度上可緩解實習(xí)工位和實習(xí)材料的不足。焊接過程復(fù)雜且快速,難以直接觀察和測試。因此,以往的焊接工藝設(shè)計往往建立在“經(jīng)驗”的基礎(chǔ)上,常常需經(jīng)過多次,反復(fù)試生產(chǎn)才能確定,耗費大量人力、物力。 近年來,隨著焊接基礎(chǔ)理論和試驗技術(shù)的發(fā)展,特別是計算機技術(shù)的突飛猛進,使焊接過程數(shù)值模擬和專家系統(tǒng)得以迅速發(fā)展,從而可以使焊接加工技術(shù)逐步從“技藝”走向“科學(xué)”。通過計算機可以對焊接過程中的各種現(xiàn)象進行數(shù)值模擬,進而進行定量分析,指導(dǎo)焊接生產(chǎn)實際,盡管對復(fù)雜的、多變量的、快速變化的焊接過程進行精確的模擬有不少困難,但現(xiàn)已取得可喜的成果。另外,利用計算機作為大量信息收集、存儲、處理和分析的工具,進行邏輯推理。
二、仿真模擬實習(xí)的優(yōu)點
仿真模擬技術(shù)應(yīng)用于焊接實習(xí)教學(xué),至少在以下幾個方面擁有明顯的優(yōu)點:
1、形象性:
仿真模擬實習(xí)能創(chuàng)造一個與實際近乎相同的特性環(huán)境。用于美陸軍和海軍陸戰(zhàn)隊對裝甲車輛和其他車輛進行修復(fù)與保養(yǎng)的訓(xùn)練虛擬現(xiàn)實焊接訓(xùn)練器。
提供平面、垂直、水平和頭頂位置的氣體金屬氬弧焊。這種焊接訓(xùn)練器包括一支帶有觸覺反饋功能的焊槍和一個用戶頭盔,這使得訓(xùn)練者能體驗到逼真的三維焊接環(huán)境。焊接軟件技術(shù)使虛擬訓(xùn)練環(huán)境更具真實感。
2、交互性
仿真模擬實習(xí)不同于電化教學(xué),因為電化教學(xué)學(xué)生是被動式、單向式,雖然直觀但不具備交互性。仿真模擬實習(xí)過程中,學(xué)生與實習(xí)對象能進行交互,可以大大激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。學(xué)生參與仿真,建立起使人感到身臨其境的“交互式虛擬現(xiàn)實世界”。仿真模擬過程具有“沉浸—交互—構(gòu)想”三個基本特征,以虛擬現(xiàn)實技術(shù)創(chuàng)造虛擬環(huán)境,特別強調(diào)學(xué)生參與其中的身臨其境的沉浸感,同時學(xué)生與虛擬環(huán)境之間可以有多維信息交互作用,學(xué)生從定性和定量綜合集成的虛擬環(huán)境中,可以獲得對實習(xí)對象的感性和理性的認(rèn)識。
3、全面性
仿真模擬實習(xí)軟件可充分考慮實際環(huán)境中的各種因素,避免由于特定條件而導(dǎo)致的操作結(jié)果的單一取向。
4、安全性
仿真模擬實習(xí)在觀察與操練上有絕對的安全性。通過模擬器學(xué)習(xí)盡管也有觸電、燃燒、爆炸等驚險的場面,那只是模擬的景色,絕對不會發(fā)生人身的災(zāi)禍,而且不會有因錯誤操作所造成的損失。
5、節(jié)約性、高效性
焊接引入仿真模擬實習(xí),最根本的好處是對原材料、工卡量具、儀表設(shè)備的節(jié)約。如,虛擬現(xiàn)實焊接訓(xùn)練器基于SGI可視化硬件和VRSim 模擬軟件,適用于新手和經(jīng)驗豐富的行家。供指導(dǎo)者使用的中央控制臺連接著六個焊接架。從中央控制臺上,指導(dǎo)者可以監(jiān)視到訓(xùn)練者的作業(yè)情況,以及存儲焊接信息用于以后培訓(xùn)分析。焊接訓(xùn)練器開創(chuàng)了一個先河,它將觸覺模擬技術(shù)與計算機實時處理技術(shù)結(jié)合了起來。無論焊接新手還是行家,每個人都能更快、更好、低耗地學(xué)習(xí)焊接技巧。
三、焊接實習(xí)如何引入仿真模擬實習(xí)
焊接引入仿真模擬實習(xí),可以應(yīng)用仿真電焊機、多媒體仿真教學(xué)系統(tǒng)、焊接過程數(shù)值模擬與專家系統(tǒng)、虛擬焊接培訓(xùn)系統(tǒng)�，F(xiàn)在本專業(yè)培訓(xùn)的主要以中、初級焊工為主,考慮到（未完，下一頁）
|