虚拟远程数控技术实训教学研究与实践

李彩霞

（重庆工商职业学院机电工程学院，重庆401520）

虚拟远程数控技术实训教学研究与实践

李彩霞

（重庆工商职业学院机电工程学院，重庆401520）

传统数控技术远程教学实训环节困难颇多，通过现代信息技术构建远程数控技术虚拟实训体系是解决是数控技术远程教学改革的重要途径。

远程教学；数控技术；虚拟实训体系

我国现代远程教育工程的目标是形成开放式教育网络，构建终身教育体系和学习化社会。虚拟仿真教学是信息技术与专业教学深度融合的需要，是加快实现现代化教学改革的重要途径，共同推进虚拟仿真技术与专业课程的融合，使其更好地服务于技能型人才培养，服务中国制造2025.

1　数控技术远程教育现状

随着国家对远程教育不断重视，各种有利政策不断出台，国民接受继续教育意识的不断增强，同时，也出现了一些突出的问题，主要表现在以下几个方面：

（1）优秀教学资源匮乏。互联网上虽然有大量的网络资源，但是真正可以用于远程教育的资源却寥寥无几。

（2）远程教育建设资金短缺。受到实训设备投资限制，大型实训设备的操作不容易实现、装配工艺流程的教学讲解抽象难以理解。

（3）资源建设缺少统一规范，理论指导不足。在远程教育的实践中，缺乏统一的标准和规范，各个远程教育单位依照自己的标准建设，很难形成一个统一的大规模的远程教育系统。

（4）远程教育平台建设不够完善。随着信息技术的不断发展，硬件设置和软件环境都有了很大改进，但是还不完善，在并发量很大的情况下还是会出现各种问题，不能满足实际需求，应尽快将虚拟化、云计算等高新技术引入远程教育领域。

2　构建远程虚拟实训平台主要功能

本虚拟实训平台要突破传统的电大远程实训教学模式，又要考虑当今学生的学习习惯，既能模拟数控机床操作过程，又能高度实现人机交互的虚拟网络工作环境。因此本项目将实现如下功能：

（1）依据课程体系建设构建基础实训子模块

课程建设包括理论与实践两部分.

（2）虚拟场景的漫游功能

该功能主要是为了让学习者熟悉数控加工车间布局和加工环境等，增强学习者对系统的整体认识。

（3）动态人机交互功能

数控加工实训网络教学系统为交互型网络化的虚拟实训系统，操作简单、便捷易懂，所有的交互操作都可以用鼠标和键盘来完成。如：机床的运动、虚拟人的行为和碰撞检测等，从而实现虚拟实训系统的交互功能。

（4）其它辅助学习功能

根据实训教学的需要，适当的在系统中加入数控机床工作原理、机床结构及操作的辅助学习资料（如：工量具和设备图片、多媒体教学课件、加工和操作视频、机床操作与编程说明书、学习网站等资源等），为学习者提供一站式的数控加工学习系统。

3　数控技术虚拟实训教学使用效果

（1）充分利用互联网＋思维，通过校园网远程登录界面，实现多校区师生共享虚拟数控实训资源。图1图2所示。

图1　远程登录界面

图2　虚拟平台模块

（2）通过机电类虚拟实训教学资源，教师可全景演示每个部件的机械工作原理。按次序安装或拆卸各类机床及内部部件，如整机拆卸、主轴拆卸、工作台拆卸等。可大大改善教师在典型数控机床的认知及操作理论教学中的教学手段，从而提高学生理论学习的兴趣。图3所示。

图3　虚拟数控实训系统

（3）通过机电类虚拟实训教学资源，可以在电脑上完成基于多种编程系统的典型数控设备的机械部件的装配、调试与故障诊断；电气控制元器件的选择、性能测试与装接；CNC控制单元的电气连接与调试；进给驱动系统和主轴驱动系统的连接、调试、常见故障诊断与维修等的实训教学。图4所示。

（4）通过机电类虚拟实训教学资源，可以选择各种不同系统和厂家的机床培养学生操作数控设备的能力，为学生营造了“自主学习”的环境，为参加重庆及国家相关的技能大赛打下坚实基础。

图4　虚拟实训电气故障排除与整机安装

（5）通过机电类虚拟实训教学资源平台的可扩展模块，教师可以根据实际需要对系统进行二次开发，使系统与时俱进，符合教学发展需求的同时提高教师的专业素质和创造力。为进一步推动我院虚拟实训教学资源建设，提升办学效益，逐步形成虚拟实训、校内实训、生产实习、顶岗实习的实践技能提升体系提供基础。

3　结束语

数控虚拟实训教学平台的建设可以为学校现代远程教育相关专业提供数字化资源建设平台。实现开放性、仿真性、可操作性、超时空性的实训学习特点。本项目的完成能进一步提升我院应用信息化手段的教学软实力，充实学校软资源，为学校“三融合”建设奠定基础。

［1］张秀娟，郭文星，王祥祯.浅析数控加工虚拟实训系统的开发.黑龙江科技信息［J］.2014，（36）：91-91.

［2］马超.虚拟现实数控加工仿真系统研究与开发.陕西科技大学［J］.2015.4.

Research and Practice on the VirtualDistance Education of NC Technology Practice

LICai-xia
（1.Chongqing Technology and Business Institute，Chongqing 400520，China）

It is difficult to do traditional distance education of NC technology practice teaching.An ImportantWay to solve this question is thatusingmodern information technology to construction virtual distance NC practice system.

distance education；NC technology；virtual practice system

G642.0

B

1672-545X（2016）05-0253-02

2016-02-25

重庆工商职业学院2015年科学研究一般项目

李彩霞（1984－），女，陕西绥德人，硕士研究生，副教授，重庆工商职业学院机电工程学院。