论文部分内容阅读
气动技术在现代工业生产中,特别是在轻工业中的自动化生产线上,应用得非常广泛,有着举足轻重的地位。而在实际教学中,很多学校都培养不出对气动技术知识掌握很好的学生,原因之一是很多教师对气动技术在实际生产中的应用并不太了解,在教学中也就感觉无从下手,也就不太重视;另一更重要的原因是很多学校没有实验实训条件,使得本课程的教学特别抽象,老师即使很有水平,十分了解企业,对学生来说对没有见过的东西仍然是云里雾里,不知所措,根本就想象不出来会是什么样。这些情况的产生主要是因为很多学校经费不足,没有能力购置昂贵的实验实训设备。气动仿真软件的开发和多媒体技术在教学中的应用,为我们很好地解决了这个问题。
下面我用实际的例子来介绍多媒体技术和仿真软件在项目教学中的应用。首先引入一个工业案例。
项目:标杆上色机(如下图)
要求:作为标杆(测量杆)的松木杆长为3m或5m,须以200mm间隔标上红色。通过两个按钮开关控制具有排气节流控制的气缸(1.0),将木杆推进。
补充说明:共用三个按钮阀A、B、C,其中按下A或B中的任何一个阀,气缸可以伸出,伸出到位后再按下按钮C,气缸回缩。
分析问题:这个案例要求气缸首先伸出,检测到位后给定指令再让它缩回,实际上是考察双作用缸的控制问题。
解决问题:我认为,教学生学习,不仅仅是让学生掌握更多的知识,更重要的是教会学生掌握一定的学习方法,分析问题和解决问题的能力。所以我要求学生从最简单最基本的开始,然后循序渐进,逐步深入。
先设计一个回路,利用手动阀控制,让双作用缸能先实现伸出缩回运动即可。他们就可以利用仿真软件设计,并在电脑上演示设计的回路是否正确。参考回路如下:
a为设计回路图;b、c分别为仿真时气缸伸出和缩进使得气路图。如果学生能够设计出来,他会感觉很有成就感,就会更加努力。
接着要求他们将二位五通手控阀改成气控阀来实现最基本的功能。让学生利用仿真软件设计并仿真验证是否能够实现预期目的。参考回路如下:
在这里要让学生充分理解二位阀的记忆功能,为什么阀1.1没有弹簧,阀1.2和1.3要有弹簧?阀1.1如果有了弹簧还有没有记忆功能呢?如果阀1.2和1.3没有弹簧还能不能实现气缸的往复运动?
第一种情况容易出现缸不动作的错误(如图a),第二种情况容易出现二位五通阀不动作的错误(如图b)。对这些充分理解后就能记住二位阀的记忆功能了。
然后就让学生进一步设计,实现按下按钮A或者按钮B都能够实现气缸伸出运动,按下按钮C实现气缸缩回运动的回路。因此在原来的基础上进行修改,实现该要求,提示学生或阀的作用,怎样才能正确运用或阀。让学生利用仿真软件设计并演示验证。参考回路如下图a:
在这里通过仿真练习正确理解或阀(梭阀)的作用。到此可以实现基本目标了。但是,项目要求还要控制标杆的运动速度,怎样来实现呢?这里就要考虑节流阀的作用了。在现在的回路上增添可调单项节流阀(如上图b),就可以实现标杆速度控制了。
我们借助软件把学生容易犯的错误给找出来,这样就不会在实验时担心出现安全问题,保证了学生的人身安全。同时,我们还可以利用仿真软件,对项目进行深入研究,例如:怎样对该项目实现电气控制?怎样利用传感器技术实现自动循环?有时为了保证安全,要求再增加一个按钮D,只有按钮C和按钮D同时按下时,气缸才能缩回,怎样设计才能够实现?这都是我们能够借助软件和多媒体技术仿真实现的。这样在教学的过程中,使学生学到了分析问题、解决问题的方法:分析问题时,把复杂的问题简单化,简化成一个一个的小问题;解决问题时,由易到难,由简单到复杂,逐步地进行改进、实现。也能够培养学生认真踏实、一丝不苟的工作作风。
“仿真性”环境的建立只是完成了实践教学的“硬件”部分,而开发与之相适应的“软件”即实训教学模式、实训教学大纲、实训教材、多媒体实训课件、实训项目及实训教学考核等则须与实训室建设同步进行,即所谓“软硬结合”。因而我们在实训教学模式上改革了传统的粉笔加黑板外加实验的方法。在学生第一次接触气动技术这门课程的时候,就将气动自动化技术在现代工业生产中的各种应用案例用多媒体技术对学生进行感性认识教育,在随后的教学中我们利用生动的多媒体软件将复杂的原理轻松演示出来。不但增加了信息量也提高了教学效果。同时使学生置身于气动实训室的“仿真”环境中马上可以将理论付诸实践,即将理论与实践有机结合在一起。
当然,再好的仿真软件也代替不了实际物体,例如:二位五通阀的3、5接口,在设计回路时,一不小心就会接错,使气缸不能够动作,而且对初学者来说很容易犯此种错误。但是在实际当中,二位五通阀就没有3、5这两个接口,所以你根本不会犯这种错误。因此,有条件的学校还是要购置一些实验实训设备,结合着仿真软件教学,效果会更好。■
下面我用实际的例子来介绍多媒体技术和仿真软件在项目教学中的应用。首先引入一个工业案例。
项目:标杆上色机(如下图)
要求:作为标杆(测量杆)的松木杆长为3m或5m,须以200mm间隔标上红色。通过两个按钮开关控制具有排气节流控制的气缸(1.0),将木杆推进。
补充说明:共用三个按钮阀A、B、C,其中按下A或B中的任何一个阀,气缸可以伸出,伸出到位后再按下按钮C,气缸回缩。
分析问题:这个案例要求气缸首先伸出,检测到位后给定指令再让它缩回,实际上是考察双作用缸的控制问题。
解决问题:我认为,教学生学习,不仅仅是让学生掌握更多的知识,更重要的是教会学生掌握一定的学习方法,分析问题和解决问题的能力。所以我要求学生从最简单最基本的开始,然后循序渐进,逐步深入。
先设计一个回路,利用手动阀控制,让双作用缸能先实现伸出缩回运动即可。他们就可以利用仿真软件设计,并在电脑上演示设计的回路是否正确。参考回路如下:
a为设计回路图;b、c分别为仿真时气缸伸出和缩进使得气路图。如果学生能够设计出来,他会感觉很有成就感,就会更加努力。
接着要求他们将二位五通手控阀改成气控阀来实现最基本的功能。让学生利用仿真软件设计并仿真验证是否能够实现预期目的。参考回路如下:
在这里要让学生充分理解二位阀的记忆功能,为什么阀1.1没有弹簧,阀1.2和1.3要有弹簧?阀1.1如果有了弹簧还有没有记忆功能呢?如果阀1.2和1.3没有弹簧还能不能实现气缸的往复运动?
第一种情况容易出现缸不动作的错误(如图a),第二种情况容易出现二位五通阀不动作的错误(如图b)。对这些充分理解后就能记住二位阀的记忆功能了。
然后就让学生进一步设计,实现按下按钮A或者按钮B都能够实现气缸伸出运动,按下按钮C实现气缸缩回运动的回路。因此在原来的基础上进行修改,实现该要求,提示学生或阀的作用,怎样才能正确运用或阀。让学生利用仿真软件设计并演示验证。参考回路如下图a:
在这里通过仿真练习正确理解或阀(梭阀)的作用。到此可以实现基本目标了。但是,项目要求还要控制标杆的运动速度,怎样来实现呢?这里就要考虑节流阀的作用了。在现在的回路上增添可调单项节流阀(如上图b),就可以实现标杆速度控制了。
我们借助软件把学生容易犯的错误给找出来,这样就不会在实验时担心出现安全问题,保证了学生的人身安全。同时,我们还可以利用仿真软件,对项目进行深入研究,例如:怎样对该项目实现电气控制?怎样利用传感器技术实现自动循环?有时为了保证安全,要求再增加一个按钮D,只有按钮C和按钮D同时按下时,气缸才能缩回,怎样设计才能够实现?这都是我们能够借助软件和多媒体技术仿真实现的。这样在教学的过程中,使学生学到了分析问题、解决问题的方法:分析问题时,把复杂的问题简单化,简化成一个一个的小问题;解决问题时,由易到难,由简单到复杂,逐步地进行改进、实现。也能够培养学生认真踏实、一丝不苟的工作作风。
“仿真性”环境的建立只是完成了实践教学的“硬件”部分,而开发与之相适应的“软件”即实训教学模式、实训教学大纲、实训教材、多媒体实训课件、实训项目及实训教学考核等则须与实训室建设同步进行,即所谓“软硬结合”。因而我们在实训教学模式上改革了传统的粉笔加黑板外加实验的方法。在学生第一次接触气动技术这门课程的时候,就将气动自动化技术在现代工业生产中的各种应用案例用多媒体技术对学生进行感性认识教育,在随后的教学中我们利用生动的多媒体软件将复杂的原理轻松演示出来。不但增加了信息量也提高了教学效果。同时使学生置身于气动实训室的“仿真”环境中马上可以将理论付诸实践,即将理论与实践有机结合在一起。
当然,再好的仿真软件也代替不了实际物体,例如:二位五通阀的3、5接口,在设计回路时,一不小心就会接错,使气缸不能够动作,而且对初学者来说很容易犯此种错误。但是在实际当中,二位五通阀就没有3、5这两个接口,所以你根本不会犯这种错误。因此,有条件的学校还是要购置一些实验实训设备,结合着仿真软件教学,效果会更好。■