基于“智造創(chuàng)新仿真實(shí)訓(xùn)中心”的校企合作產(chǎn)、學(xué)、研融合探究
——以硬幣計(jì)數(shù)包裝器項(xiàng)目為例

□胡思遠(yuǎn)

(山西經(jīng)濟(jì)管理干部學(xué)院,山西 太原 030024)

1 引言

全國(guó)職業(yè)學(xué)校推行“校企合作,工學(xué)結(jié)合”的人才培養(yǎng)模式,國(guó)務(wù)院、教育部、省教育廳等各級(jí)部門(mén)相繼出臺(tái)相關(guān)文件,特別是《國(guó)務(wù)院關(guān)于加快現(xiàn)代職業(yè)教育的決定》中明確提出,“在人才培養(yǎng)基礎(chǔ)上,堅(jiān)持校企合作,工學(xué)結(jié)合,強(qiáng)化教學(xué)實(shí)習(xí)、實(shí)訓(xùn)相融合的教育教學(xué)活動(dòng)”。我校機(jī)電工程系首創(chuàng)“廠中校”校企深度合作模式,尋求“產(chǎn)、學(xué)、研”一體化的方法和思路,增強(qiáng)機(jī)電專業(yè)實(shí)踐教學(xué)的針對(duì)性和實(shí)效性,從解決社會(huì)機(jī)構(gòu)提出的在技術(shù)過(guò)程中待解決問(wèn)題的“研”出發(fā),進(jìn)行專業(yè)技術(shù)社會(huì)服務(wù),靈活促進(jìn)“產(chǎn)、學(xué)、研”一體化研究。

合作企業(yè)有大量員工,我系學(xué)生也入住企業(yè)宿舍,自動(dòng)投幣洗衣機(jī)經(jīng)常被使用,于是積攢了大量硬幣。由于硬幣數(shù)量多,數(shù)清硬幣花費(fèi)時(shí)間較大,還要識(shí)別真假硬幣,進(jìn)行包裝整理,給市場(chǎng)交易和銀行業(yè)務(wù)員的工作帶來(lái)很大不便。市場(chǎng)上已有的計(jì)數(shù)包裝裝置或者復(fù)雜昂貴體積大,或者太過(guò)簡(jiǎn)單不實(shí)用,且計(jì)數(shù)、包裝功能分離。企業(yè)后勤表示,單處理洗衣機(jī)的硬幣就要耗費(fèi)半天以上時(shí)間,對(duì)我們提出希望能有一款造價(jià)不高的硬幣計(jì)數(shù)與包裝器,個(gè)人采買(mǎi)就行,要能完整模擬銀行數(shù)硬幣過(guò)程,增加硬幣計(jì)數(shù)精確性。

2 產(chǎn)品研發(fā)

參考銀行處理硬幣的過(guò)程,設(shè)計(jì)了由整理器、計(jì)數(shù)器、包裝器組成的硬幣計(jì)數(shù)包裝器,如下頁(yè)圖1所示,該產(chǎn)品功能可靠實(shí)用,造價(jià)低廉,個(gè)人完全可以負(fù)擔(dān)。整理器是內(nèi)壁長(zhǎng)度為112mm的盲孔管,內(nèi)徑32mm、外徑52mm,開(kāi)口位置有10×15mm的倒角,可以放置60枚1元硬幣,使用時(shí),用手垂直、水平搖晃整理器,硬幣會(huì)逐漸沿著整理器內(nèi)壁縱向排列整齊。計(jì)數(shù)器是內(nèi)徑25.3mm、外徑32mm的半圓槽,長(zhǎng)度94mm,其上有刻度,可放置50枚1元硬幣,其結(jié)構(gòu)一端空口,開(kāi)口側(cè)有L型缺口,用于放置皮筋,另一端為整圓固定擋板,手柄最大橫截面與半圓槽外徑相等,便于計(jì)數(shù)器水平放置,使用時(shí),傾斜整理器,從整理器底部接出50枚硬幣,如下頁(yè)圖2所示,彈出皮筋?yuàn)A緊硬幣,平放在桌子上,觀察硬幣是否在94mm刻度上,如果誤差太大,則確定有假幣,需要從下到上依次檢查,剔除假硬幣。包裝器是一個(gè)內(nèi)徑26mm的半圓槽,用來(lái)包裝硬幣,一端設(shè)有半圓擋板,另一端空口,近端口處設(shè)有L型掛鉤放置皮筋,使用時(shí),把包裝紙按在硬幣上,用包裝器上半圓擋板卡住計(jì)數(shù)器一端的硬幣,180°翻轉(zhuǎn)計(jì)數(shù)器和包裝器,如圖3所示,拿下計(jì)數(shù)器,粘貼包裝紙,最后封口包裝紙兩端。圖4是產(chǎn)品實(shí)物圖。

該產(chǎn)品有如下優(yōu)勢(shì):(1)快速整齊排列硬幣。(2)50枚硬幣為一組,計(jì)數(shù)快捷。(3)硬幣側(cè)面一半都裸露在外,方便檢查硬幣,如果和刻度線相差太多,則確定有假硬幣,識(shí)別硬幣真假便捷。(4)包裝簡(jiǎn)便。(5)小巧輕便,不占地,方便攜帶,適用于任何場(chǎng)所。

3 教學(xué)設(shè)計(jì)

通過(guò)“智造創(chuàng)新仿真實(shí)訓(xùn)中心”對(duì)硬幣整理器、計(jì)數(shù)器、包裝器進(jìn)行UG三維建模,AutoCAD二維制圖,數(shù)控編程仿真軟件進(jìn)行產(chǎn)品加工模擬仿真,調(diào)試G代碼程序,最后保存程序,傳輸?shù)杰?chē)間數(shù)控車(chē)床進(jìn)行生產(chǎn);得到的零件經(jīng)鉗工進(jìn)行切割打磨;最后得到的成品先在合作企業(yè)進(jìn)行產(chǎn)品試驗(yàn),確定效用后推向市場(chǎng)。可以把硬幣計(jì)數(shù)包裝器加入《UG仿真》的回轉(zhuǎn)體訓(xùn)練模塊,《數(shù)控編程與仿真》的數(shù)車(chē)編程模塊,《數(shù)控車(chē)、數(shù)控銑》的實(shí)習(xí)模塊,真正實(shí)現(xiàn)“產(chǎn)學(xué)研”一體化。以《數(shù)控編程與仿真》教學(xué)設(shè)計(jì)為例進(jìn)行說(shuō)明,安排在“模塊一數(shù)控車(chē)削零件的編程及仿真加工”中的“任務(wù)三簡(jiǎn)單內(nèi)孔成型面零件的編程及仿真加工”進(jìn)行仿真實(shí)踐,仿真軟件為宇龍數(shù)控加工仿真軟件。教學(xué)設(shè)計(jì)制定如下。

3.1 任務(wù)描述

圖5 整理器零件圖

3.2 教學(xué)要求

3.2.1 知識(shí)目標(biāo)

(1)熟悉簡(jiǎn)單盤(pán)套類零件加工工藝。

(2)掌握G70/G71和G41/G42/G40指令及應(yīng)用。

(3)學(xué)習(xí)仿真加工中切斷刀選擇及對(duì)刀。

3.2.2 技能目標(biāo)

(1)具有簡(jiǎn)單盤(pán)套類零件圖的識(shí)讀能力。

(2)具有使用G70/G71和G41/G42/G40指令編寫(xiě)簡(jiǎn)單盤(pán)套類零件加工程序的能力。

(3)具有使用仿真軟件驗(yàn)證簡(jiǎn)單盤(pán)套類零件加工程序正確性的能力。

3.2.3 素質(zhì)目標(biāo)

(1)樹(shù)立安全意識(shí)、質(zhì)量意識(shí)和效率意識(shí)。

(2)培養(yǎng)學(xué)生勇于開(kāi)拓和創(chuàng)新的精神。

3.3 任務(wù)實(shí)施

3.3.1 加工工藝方案制定

(1)加工方案:采用三爪卡盤(pán)裝夾,零件伸出卡盤(pán)125mm左右;加工零件外輪廓至尺寸要求;加工零件內(nèi)輪廓至尺寸要求;切斷工件。

(2)數(shù)控加工刀具卡選用見(jiàn)表1。

表1 數(shù)控加工刀具卡

(3)數(shù)控加工工序卡見(jiàn)表2。

表2 數(shù)控加工工序卡

3.3.2 編制加工程序

O1611;

G40 G97 G99 M03 S600 F0.2;

T0101;

G00 Z5;

X48;

G90 X48 Z-120;

G00 X100 Z150;

M05;

M00;

T0202;

M03 S500 F0.2;

G00 X30 Z5;

G71 U1 R0.5;

G71 P10 Q20 U-0.3 W0.05;

N10 G01 X45 Z0;

G01 X35.09 Z-15;

Z-115;

N20 X-1;

G00 Z100;

X150;

M05;

M00;

M03 S800 T0202 F0.1;

G00 G41 X30;

Z5;

G70 P10 Q20;

G00 G40 Z100;

X100;

M05;

M00;

T0303;

M03 S400;

G00 Z-119;

X54;

G01 X-1 F0.05;

G00 X100;

Z10;

M30;

%

3.3.3 仿真加工

啟動(dòng)軟件→選擇機(jī)床→回零→設(shè)置工件并安裝→裝刀(T01、T02、T03)→輸入O1611號(hào)加工程序→對(duì)刀(T0101、T0202,T0303,輸入R、T值)→自動(dòng)加工→測(cè)量尺寸。

4 產(chǎn)品實(shí)施與改進(jìn)

為了提高學(xué)生參與課堂活動(dòng)的積極性,任務(wù)引入環(huán)節(jié)播放外地學(xué)長(zhǎng)對(duì)硬幣計(jì)數(shù)包裝器需求的調(diào)研情況,并把產(chǎn)品樣品發(fā)于同學(xué)們進(jìn)行觀察和實(shí)際操作,提高學(xué)生在進(jìn)行編程和仿真的學(xué)習(xí)過(guò)程中的主動(dòng)性。在另一門(mén)課程《數(shù)控車(chē)、數(shù)控銑》的生產(chǎn)實(shí)踐中有更好的表現(xiàn)。學(xué)生制造出來(lái)的產(chǎn)品參加“山西省第十六屆‘興晉挑戰(zhàn)杯’課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽”,榮獲三等獎(jiǎng)。通過(guò)學(xué)習(xí)比較其他優(yōu)秀獲獎(jiǎng)案例,確定該產(chǎn)品下一步研究路徑應(yīng)向數(shù)字化、智能化方向改進(jìn)。賽后再次修改完善教學(xué)設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)以賽促教,以賽促改。

5 結(jié)語(yǔ)

設(shè)計(jì)了由整理器、計(jì)數(shù)器、包裝器組成的硬幣計(jì)數(shù)包裝器,功能可靠實(shí)用,造價(jià)低廉,解決了市場(chǎng)上清點(diǎn)一元硬幣工作的繁瑣問(wèn)題,特別適用于中小型超市、公交公司、投幣洗衣機(jī)等硬幣交易量存在且量不是很大的一元硬幣清點(diǎn)工作場(chǎng)合。把研發(fā)成果作為教學(xué)案例引入課堂,就整理器的數(shù)控編程與仿真部分進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì),在課堂任務(wù)引入環(huán)節(jié)展示產(chǎn)品,說(shuō)明應(yīng)用廣泛,并允許學(xué)生進(jìn)行實(shí)際操作,提高學(xué)生參與課堂的積極性,并為后續(xù)課程的開(kāi)展打好基礎(chǔ),使項(xiàng)目實(shí)施具有延續(xù)性和連貫性。產(chǎn)品制作成功后帶領(lǐng)學(xué)生參加比賽并獲獎(jiǎng),通過(guò)學(xué)習(xí)比較其他優(yōu)秀獲獎(jiǎng)案例,確定下一步研究方向。硬幣計(jì)數(shù)與包裝裝置從產(chǎn)品設(shè)計(jì)到成功生產(chǎn),涉及的知識(shí)點(diǎn)覆蓋數(shù)控專業(yè)的完整課程體系,此次以《數(shù)控編程與仿真》課程為例,說(shuō)明了案例研發(fā)引入課堂的方法和思路,對(duì)深度落實(shí)“產(chǎn)學(xué)研”一體化的實(shí)施有一定的借鑒意義。