WM-WS/D型焊接模擬器在專業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用

顧園　張泉

沈陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院（沈陽(yáng)　110045）

WM-WS/D型焊接模擬器在專業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用

顧園張泉

沈陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院（沈陽(yáng)110045）

焊接模擬器在焊接教學(xué)和培訓(xùn)工作中發(fā)揮了重要的作用。本文闡述了焊接模擬器在我校專業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用，介紹了模擬器包括的操作內(nèi)容和功能。分析了焊接模擬器的教學(xué)特點(diǎn)，據(jù)此提出了合理安排教學(xué)及焊接模擬器訓(xùn)練效果評(píng)價(jià)。

焊接模擬器；教學(xué)特點(diǎn)及應(yīng)用；效果評(píng)價(jià)

焊接模擬器作為高職院校焊接技術(shù)及自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生的重要模擬訓(xùn)練設(shè)備，已經(jīng)在現(xiàn)代焊接教學(xué)和實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)中得到廣泛應(yīng)用，并在焊接人才培養(yǎng)質(zhì)量提升方面發(fā)揮著重要的作用。焊接模擬器教學(xué)為學(xué)生提供了一個(gè)虛擬的實(shí)際操作技能的場(chǎng)景，學(xué)生應(yīng)用模擬器訓(xùn)練的效果好于在實(shí)驗(yàn)室里操作和車間實(shí)習(xí)。因?yàn)楹附硬僮鞯乃矔r(shí)性，許多在實(shí)際操作中產(chǎn)生的缺陷，學(xué)生無(wú)法及時(shí)看到，而應(yīng)用模擬器訓(xùn)練，學(xué)生可以按照任務(wù)去完成操作，彌補(bǔ)了在實(shí)際焊接操作中學(xué)不到的知識(shí)。

1　焊接模擬器概述

WM-WS/D雙工位型焊接模擬器具備焊條電弧焊模擬訓(xùn)練系統(tǒng)、CO2氣體保護(hù)焊模擬訓(xùn)練系統(tǒng)、氬弧焊模擬訓(xùn)練系統(tǒng)。能讓學(xué)員在高度仿真的模擬環(huán)境下進(jìn)行焊接技能的高效訓(xùn)練，可以讓訓(xùn)練者能夠感受到真實(shí)的焊接過(guò)程。可以有效地和周圍真實(shí)的環(huán)境進(jìn)行互動(dòng)，讓訓(xùn)練者處于高度逼真的環(huán)境中，可有效促進(jìn)操作者完全投入到當(dāng)前的任務(wù)中。

1.1WM-WS/D雙工位型焊接模擬器的功能及特點(diǎn)

焊接模擬器作為一種現(xiàn)代化的教學(xué)工具，具有其他教學(xué)工具無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)與功能：

（1）為學(xué)生創(chuàng)建了充分動(dòng)手操作的訓(xùn)練場(chǎng)景。學(xué)員可以在焊接模擬器上反復(fù)進(jìn)行各種焊接操作訓(xùn)練，有效地解決了學(xué)生操作訓(xùn)練時(shí)間不足的問(wèn)題，使學(xué)生較快的掌握焊接操作規(guī)程及要領(lǐng)。

（2）新型的焊接模擬器具有較強(qiáng)的交互性能，人機(jī)互動(dòng)的操作過(guò)程激發(fā)了學(xué)員在仿真焊接操作過(guò)程中的學(xué)習(xí)熱情，實(shí)習(xí)效果突出。

（3）可以根據(jù)焊接技能等級(jí)的不同設(shè)定各種訓(xùn)練模式，完成不同焊接位置的操作。

（4）在焊接模擬器上，學(xué)員變成學(xué)習(xí)的主體，可根據(jù)自己的具體情況，建立自己的學(xué)習(xí)資料庫(kù)。

（5）焊接模擬器具有自動(dòng)評(píng)價(jià)功能，針對(duì)操作和理論分別打分并形成分析報(bào)告。

（6）利用焊接模擬器可記錄和復(fù)制操作數(shù)據(jù)，學(xué)員可根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果重放操作視頻，分析操作過(guò)程中的錯(cuò)誤。

（7）利用焊接模擬器訓(xùn)練可以避免實(shí)訓(xùn)操作消耗大量的焊條（絲）、焊件和保護(hù)氣體等材料，可以節(jié)省費(fèi)用。

（8）利用焊接模擬器培訓(xùn)過(guò)程環(huán)境無(wú)污染，人員安全性好。

1.2WM-WS/D雙工位型焊接模擬訓(xùn)練

焊接模擬訓(xùn)練通常可分為兩個(gè)階段進(jìn)行：

（1）第一階段：手感訓(xùn)練階段。該階段訓(xùn)練方式是用“虛擬教師-疊影”技術(shù)作為操作指導(dǎo)，給訓(xùn)練者示范其在訓(xùn)練中應(yīng)保持的最佳焊接速度、焊槍與工件距離、焊槍角度等焊接姿態(tài)和手感，以紅綠影像警示和逼真的焊接聲效及時(shí)反饋給訓(xùn)練者，提示焊接速度和焊槍位置是否準(zhǔn)確，便于訓(xùn)練者在操作時(shí)及時(shí)修正。

（2）第二階段：仿真訓(xùn)練階段。該階段展現(xiàn)真實(shí)的焊槍和工件，無(wú)“疊影虛擬教師”的指導(dǎo)。

模擬器訓(xùn)練系統(tǒng)創(chuàng)立真實(shí)的焊接環(huán)境，讓訓(xùn)練者在沒(méi)有“疊影教師”指導(dǎo)下的真實(shí)條件中實(shí)訓(xùn)。訓(xùn)練者可以自己設(shè)置適合的焊接參數(shù)進(jìn)行練習(xí)，這種模式確保能夠帶來(lái)高品質(zhì)的訓(xùn)練效果。

2　焊接模擬器的教學(xué)特點(diǎn)及應(yīng)用

焊接模擬器具有較多優(yōu)點(diǎn)，在教學(xué)應(yīng)用過(guò)程中充分發(fā)揮它的節(jié)能、環(huán)保、直觀等特點(diǎn)。

（1）專業(yè)認(rèn)知教育

在對(duì)新生專業(yè)介紹時(shí)，可以對(duì)模擬器進(jìn)行介紹和操作，讓學(xué)生對(duì)焊接材料、焊接操作有一個(gè)初步的認(rèn)識(shí)和了解，熟悉焊接工作的任務(wù)，認(rèn)識(shí)將來(lái)的工作環(huán)境，從而明確要成為一名焊接技術(shù)人員將來(lái)要學(xué)習(xí)哪些知識(shí)。

（2）專業(yè)輔助教學(xué)

面對(duì)枯燥的專業(yè)理論時(shí)，焊接模擬器的演示教學(xué)能夠使學(xué)生產(chǎn)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)理論教學(xué)的輔助講解，提高學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解和掌握程度。

（3）專業(yè)教學(xué)

1）學(xué)生自主學(xué)習(xí)

只有把學(xué)生的主動(dòng)性調(diào)動(dòng)起來(lái)，教學(xué)效果才會(huì)好。由于焊接模擬操作都是學(xué)生獨(dú)立完成，首先學(xué)生通過(guò)小組討論形成任務(wù)分析，再由一名同學(xué)按照分析結(jié)果選擇操作模塊，每一組最終形成操作及評(píng)價(jià)結(jié)果。小組之間形成對(duì)比。同時(shí)定期安排教師進(jìn)行知識(shí)更新。在模擬機(jī)上學(xué)員可以隨時(shí)查閱與本次焊接相關(guān)的焊接知識(shí)的文檔資料，老師可以配合理論課程的需要在后臺(tái)動(dòng)態(tài)的更新、上傳、刪除這些文檔資料，以便于學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)。

2）焊接模擬器操作訓(xùn)練

學(xué)生在進(jìn)行焊接訓(xùn)練前可以進(jìn)行“手把手”的引導(dǎo)學(xué)習(xí)模式，可最以在虛擬的焊接場(chǎng)景中看到系統(tǒng)提供的虛擬“引導(dǎo)焊槍”，學(xué)生只需跟隨“引導(dǎo)焊槍”進(jìn)行焊接操作，就好像有老師對(duì)其“手把手”進(jìn)行引導(dǎo)焊接手法訓(xùn)練。學(xué)員進(jìn)行焊接訓(xùn)練時(shí)，系統(tǒng)會(huì)提供實(shí)時(shí)的焊接數(shù)據(jù)的圖形化提示，如：弧長(zhǎng)、行走速度、行走角度等相當(dāng)于老師與學(xué)員一對(duì)一專注培訓(xùn)。學(xué)生根據(jù)這些數(shù)據(jù)化提示及時(shí)糾正運(yùn)弧時(shí)的手部動(dòng)作，以達(dá)到最高的教學(xué)效益。

3）教學(xué)應(yīng)用

老師能在模擬器上進(jìn)行廣播教學(xué)，實(shí)時(shí)的焊接畫(huà)面會(huì)同步到培訓(xùn)教室的每一臺(tái)學(xué)員機(jī)上，以方便學(xué)生進(jìn)行焊接觀摩學(xué)習(xí)。學(xué)員可將老師的焊接過(guò)程同步到自己的學(xué)員機(jī)上，以實(shí)時(shí)學(xué)習(xí)老師的焊接手法，達(dá)到“手把手”教學(xué)模式。老師與學(xué)員的焊接錄像可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)分享給其它任意學(xué)員進(jìn)行回看，同時(shí)優(yōu)秀的焊接錄像還可下載導(dǎo)入模擬機(jī)中進(jìn)行實(shí)時(shí)對(duì)比焊接學(xué)習(xí)及訓(xùn)練。

3　焊接模擬器的訓(xùn)練效果評(píng)價(jià)

通過(guò)教師管理端輕松的管理多臺(tái)訓(xùn)練模擬機(jī)，動(dòng)態(tài)的分配訓(xùn)練任務(wù)。培訓(xùn)及考試結(jié)果可直接傳送至數(shù)據(jù)庫(kù)，系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)評(píng)估并記錄打印。老師可以對(duì)學(xué)員整個(gè)焊接培訓(xùn)過(guò)程進(jìn)行追蹤評(píng)定，并可隨時(shí)將歷史焊接數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)檔查看及焊接錄像回放。

自動(dòng)評(píng)價(jià)功能受到學(xué)生的歡迎，此功能可以檢驗(yàn)學(xué)生的理論及實(shí)操水平，學(xué)生根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果可以調(diào)整自身的學(xué)習(xí)計(jì)劃。當(dāng)學(xué)生通過(guò)自己的努力完成了較復(fù)雜的模擬訓(xùn)練項(xiàng)目時(shí)，會(huì)極大地提升其自信心和成就感。

4　結(jié)語(yǔ)

即便焊接班模擬器有諸多優(yōu)點(diǎn)，但在實(shí)際教學(xué)應(yīng)用中，要想獲得好的教學(xué)效果，還是離不開(kāi)教師對(duì)學(xué)生給予正確有效的指導(dǎo)和引導(dǎo)。在我校焊接專業(yè)教學(xué)中，我們應(yīng)用焊接模擬器，改革課堂教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)模式，合理結(jié)合學(xué)生特點(diǎn)，充分發(fā)揮高職學(xué)生的主觀能動(dòng)性，切實(shí)提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)出更多焊接高技能人才。

［1］潘際鑾.21世紀(jì)焊接科學(xué)研究的展望——第九次全國(guó)焊接會(huì)議論文集（第一冊(cè)）［M］.哈爾濱：黑龍江人民出版社，1999.

［2］張建勛等.HTS焊接模擬培訓(xùn)系統(tǒng)的現(xiàn)狀與發(fā)展［J］.電焊機(jī)，2012，（3）.

（責(zé)任編輯：興安）

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1003-3319（2016）03-00081-02

10.19469/j.cnki.1003-3319.2016.03.0081

沈陽(yáng)市科技創(chuàng)新專項(xiàng)資金——社會(huì)發(fā)展科技攻關(guān)專項(xiàng)“面向裝備制造業(yè)的職業(yè)技能虛擬仿真實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)”（F14-124-9-00）