張慶旭,馬文龍
(1.內(nèi)蒙古化工職業(yè)學院,內(nèi)蒙古 呼和浩特 010070;2.內(nèi)蒙古化工職業(yè)學院,內(nèi)蒙古 呼和浩特 010070)
《液壓與氣動技術(shù)》是很多高職類院校開設的機械類、機電一體化專業(yè)一門重要的專業(yè)課程,該課程的特點是:使學生掌握液壓與氣壓傳動的基礎知識,掌握各種液壓、氣動元件的工作原理、結(jié)構(gòu)特點、應用和選用方法,熟悉常用液壓與氣壓基本回路的功用、組成和應用場合,因此該課程的理論性和實踐性都很強,為了提高教學效果,在學習理論知識的同時,必須利用實踐教學來加強實踐能力的培養(yǎng),學生通過具體的回路設計、管路聯(lián)接、控制調(diào)試來提高壓系統(tǒng)的應用能力。
(1)元件認知困難。由于液壓元件種類比較多而復雜,沒有剖視的實物,學生認識大多通過圖片來認識,而這些認識都是淺顯的、靜態(tài)的,無法充分認識元件的結(jié)構(gòu)及動作過程。
(2)系統(tǒng)動作過程認知困難。液壓系統(tǒng)元件工作不是單一的、順序的動作,而是交互動作,僅憑老師來講解系統(tǒng)的工作過程是大部分同學很難理解的。
(3)實訓內(nèi)容缺少創(chuàng)新性,不能很好地培養(yǎng)學生的創(chuàng)新應用能力。在本人所承擔液壓與氣動技術(shù)實訓教學的過程中發(fā)現(xiàn),學生往往在對液壓回路不是很熟悉,對液壓回路了解不夠深刻,對元件的功能也不夠熟悉的情況下進行實訓,學生可以實訓的項目大多是驗證性項目,大多數(shù)同學看到執(zhí)行元件能動起來就認為自己已經(jīng)掌握了液壓傳動技術(shù),并不清楚液壓元件如何動作,回路如何設計和調(diào)試,不能適應工業(yè)控制中綜合性較強的特點,從而不能全面掌握液壓系統(tǒng)的特性,影響理論教學的吸收和理解,實訓教學效果也大打折扣。
針對《液壓與氣動技術(shù)》課程實踐教學中存在的問題,經(jīng)過實踐總結(jié)了一定的教學經(jīng)驗,為不斷充分利用和完善現(xiàn)有的實訓設備條件,對改革實踐教學模式進行改革與創(chuàng)新。本教學改革依托“機、電、液”結(jié)合的液壓實訓中心的20臺套FESTO液壓實訓臺,針對機電技術(shù)類專業(yè)學生,實施1~2周的液壓與氣動技術(shù)技能強化訓練。從簡單的液壓元件選擇、按液壓回路進行液壓元件的識別、安裝、調(diào)試,到復雜的液壓油路的設計、電氣控制回路的設計。實踐教學改革內(nèi)容與實施要點:
(1)在現(xiàn)有的液壓傳動技術(shù)實訓的基礎上引入仿真環(huán)節(jié)。
利用FluidSIM液壓(氣動)仿真軟件對液壓基本與典型回路進行仿真設計及分析。可以在計算機上進行液壓、氣動、電氣控制知識的學習,可以很方便地設計出液壓和氣動系統(tǒng)圖,而且符合國家工業(yè)標準,并自動檢測系統(tǒng)連接的正確性,元件參數(shù)的調(diào)節(jié)范圍與實際設備參數(shù)完全一致,所以可對設計的系統(tǒng)進行準確的測試及模擬。
(2)開發(fā)工程應用中典型的液壓回路仿真實訓項目。
綜合傳統(tǒng)液壓的基本回路的傳動特點,通過增加PLC控制技術(shù)、傳感器檢測等設計,設計開發(fā)特色創(chuàng)新綜合仿真項目,制作相關微課視頻,為學生提供有針對性的演示和多次回放,便于學生對知識點的記憶和理解。
特色仿真項目一:行程開關(行程開關)控制的順序動作回路設計;
特色仿真項目二:差動連接回路設計;
仿真特色項目三:模擬組合機床動力滑臺液壓控制系統(tǒng)。
針對液壓傳動技術(shù)實訓的教學改革新模式見圖1。
圖1 實訓項目的實施模式
(1)FluidSIM 軟件可以對繪制的系統(tǒng)回路進行仿真。使教學“活”起來“動”起來了。仿真功能可以讓學生看到油路的執(zhí)行與動作過程,而且對于回路里的油壓的大小高低能實時的顯示出來,彌補以前液壓的教學中,學生只能看見液路(氣路)看不見電氣回路,各種電氣開關及控制閥的動作過程,對回路的動態(tài)的工作過程、工作原理及動作過程理解起來更形象。從基本元件的識別、基本油路的連接到復雜系統(tǒng)油路的聯(lián)接,每個回路可以反復修改練習,提高了學生的學習興趣,增加學生動手的機會,培養(yǎng)了學生系統(tǒng)的設計能力,提高學生動手技能。例如,在軟件中的仿真“液壓缸的伸出與縮進的動作”時,通過系統(tǒng)油路的設計或者給液壓缸加載,不難發(fā)現(xiàn),壓力表的顯示數(shù)字(外負載的增加時)。通過類似的細節(jié),使學生對“液壓傳動中液壓油的壓力是由負載決定的”這一概念理解得更加深刻,因此,對理論教學及實踐教學和教學科研等方面,都能起到事半功倍的效果。
(2)通過綜合仿真設計型的項目的開發(fā)可以對實驗設備任意進行搭建,提高學生的動手能力及創(chuàng)新能力。在學生具備相關的理論知識后,通過虛擬FluidSIM軟件來加深理論知識的理解,再進行實驗項目的設計,可以讓學生先在仿真軟件上進行回路的設計、然后進行仿真,當仿真無問題后再進行實踐操作,使實訓項目不只限于驗證性的項目,學生可以更好地將專業(yè)理論和工程實踐理想的結(jié)合,同時也增加了實踐和動手的機會。
通過FluidSIM的軟件仿真功能和仿真實訓項目的設計與開發(fā),將軟件與實際工作系統(tǒng)聯(lián)系起來,實時、直觀、形象地顯示動作過程,機、電、液(氣)真正實現(xiàn)了一體化,拉近了課堂與工業(yè)現(xiàn)場的距離,使學生開拓眼界,拓寬知識面,在興趣和樂趣中學習,取得了良好的教學效果,為今后更好地從事專業(yè)工作做好鋪墊。