论文部分内容阅读
华中科技大学工程实践创新中心（以下简称华中大工创中心）是华中科技大学工程实践教学公共平台和创新教育实践平台、国家级双创基地。2021年3月，华中大工创中心首次面向全校文科、医科等未修读工程训练的本科生开设了激光内雕、数控加工等40门不同种类的工程实践体验课。
课程开设初期，就受到了大家极大的欢迎。3D打印、激光内雕等“爆款”课，更是一席难求。“抢课太难了，我每周五就蹲守在微校园页面，一放课我就抢。”来自经济学院的黄同学激动地说，“但是我还是成功参加了几门体验课，最让我难忘的就是操纵机器做出自己想要的东西时那种成就感。”
在“蹲守”多日后，我终于也约到了两门体验课，来到被同学们誉为华中大“梦工厂”的工创中心，亲身体验了工程实训项目，领略了不同领域的前沿科技，也收获到了许多专业之外的知识。
我参加的第一节课是《VR、AR技术的应用——材料车间虚拟仿真》。一进教室，我就被远处摆放的一台车和右侧几台看起来很复杂的VR设备所吸引。一台崭新的黑色轿车停放在“AR实训区”，轿车旁是两块电视大小的屏幕，屏幕下方则分别连接着平板电脑、VR眼镜和不知是做什么用的绿色仿真操作手柄。在课程开始前，授课的王颖老师向同学们解释道：“你们中的大多数都是文科生，我现在要做的就是将平时上课的理论和实践知识浓缩再浓缩。”在听课之前，我一直分不清VR和AR，只听说过在影视和游戏中有应用，直到老师把“浓缩之后精华的知识”传授给我们之后，我才知道VR技术的主要原理是构建一个虚拟环境，让我们感觉“脱离现实”，而AR技術则是将图像、声音和其他感官增强功能实时添加到真实世界的环境中，并不能让我们“脱离现实”。
随后我们在老师的指导下，在平板电脑中打开操作平台。在平台上，我看到了一张将教室中摆放的轿车成比例缩小的模型图。用手指随意点击汽车某个零部件，屏幕上即会弹出显示零部件的功能标签条，还会有该零部件制作的全过程视频。令我印象最为深刻的就是发动机缸盖的消失模铸造工艺。
视频中，我们首先要把用泡沫材料制成的模型涂刷特质的涂料，之后用干砂埋入负压砂箱中，待干砂经震动紧实后，在抽负压的状态下浇注金属液体，从而获得与泡沫模型一致的、没有飞边毛刺的铸件。因为在浇注的过程中泡沫模型会气化消失，所以被形象地称之为：消失模铸造。当看到金属浇铸后，泡沫模型气化变成金属质的发动机缸盖时，在场的许多同学都发出了“哇”的惊呼声——实在是令人大开眼界。从泡沫制样的制造、精确到毫克的称重到模具的塑形、温度严格控制且时间精确到秒的烘干……十几道工序展现了汽车制造过程中对细节的极致追求。
在VR模拟车间的体验环节，王颖老师佩戴着全套VR设备为同学们演示了如何在虚拟空间内完成发动机缸盖的消失模铸造工艺。“绿色的手柄是仿真操作臂，操作全程都需要通过手柄完成。在搬运物料的时候，一定要记得按住扳机键不能松手，否则物料就会掉在地上，很难再拿起来。”话音未落，只见屏幕中的物料桶就掉在了地上，引得大家哈哈大笑。王老师也笑着说：“看，就是这么掉的。”
1.老师在讲解工业机器人手臂的操作技巧
2.老师在VR实训区演示操作流程
3.同学在AR实训区操作
4.在VR车间中完成任务
在充满欢笑的教学之后，我亲身体验了“消失模铸造工艺”。我走进VR人机互动区，在戴上科技感满满的头部设备后，我仿佛置身于一个真正的汽车操作车间。我好奇地抬头看仿真车间里高达几十米的车间天花板，并环顾四周，走来走去，竟然撞上了现实中的栏杆。在一位同学的指挥下，我慢慢调整位置，握住那两个长得像小电扇的绿色手柄，开始完成车间里的任务。我紧紧扣动扳机键搬起了模型，小心翼翼地将它们放到操作台。然后我拿起蘸有蓝色颜料的刷子为模型上色。在刷子触及和没有触及的地方都被机器灵敏感应，每一个细节处理得恰到好处，我仿佛在用一把真正的刷子给汽车模型上色。
我体验的第二节课是《工业机器人搬运、码垛操作与编程》。机器人搬运、码垛操作是工业机器人的一项典型应用。码垛就是将物品整齐堆放在一起。机器人码垛不但速度快、堆放美观，而且比起人工码垛，大大提高了安全性。在示范和实操过程中，最吸引人的是使用操作器对实验台里的橙红色机器人手臂进行操纵。机器人手臂停滞时就像做错事的小狗一样一动不动，但一旦工作起来，却十分灵活。
除了对机械手臂进行操作，这节课的老师还为我们进行了简单的编程演示：首先在操作器上取下“点位坐标”并存储，这个基础步骤简称为“取点”。接着使用工业机器人手臂上的贴盘将目标物料吸附并转移到指定位置。每过一次都要重新进行数据的更改，以将目标物料一层层码好。我这个编程“小白”，从开始根本不了解工作原理，到后来在老师的指导下，逐渐懂得了物料放置位置的程序和方法，体验到了获得新知的成就感。我们不断调整代码，最终使机械成功运行。看着操作手臂根据我们设定好的路线，又快又好地进行仿真码垛时，仿佛自己就是科幻片里无所不能的科学家。
除了这两门课程，在华中大工创中心，同学们还可以走进智能制造产线，借助工业机器人、智能仓储系统和AGV小车成为智能产业“一日工”，做最 “轻松”的“打工人”;利用最先进的3D打印机，数秒间就将心中勾画的形象变为现实中可触可感的模型;操纵“最锋利的刀”——激光加工技术，在晶莹剔透的玻璃上刻画出最美的图案……此外，还有许多机会接触到多种最先进最前沿的技术，体验挑战新领域的满足与收获感。
除此之外，授课的王颖老师特别提到了华中大工创中心智能制造平台在疫情期间发挥的重要作用。2020年，受疫情影响，许多本应前往企业实习的学生未能获得实地实践的机会。同时参加“智能车制造大赛”等竞赛的团队也只能线上备赛、参赛。但依托于智能操作软件平台，实习生可以获得行业一线的实操体验与经验积累，团队也能在线上便捷地进行模拟演练。
据工创体验课程负责人霍肖老师介绍：“现今学科交叉的趋势逐渐加强，开设这40门工程体验课就是为了培养复合型人才，激发我校文科、医科学生对先进科学技术的兴趣，拓展他们的眼界和知识面，提升他们的动手操作能力，为他们未来研究、就业创造更多可能性。”
责任编辑：贾倩颖
课程开设初期，就受到了大家极大的欢迎。3D打印、激光内雕等“爆款”课，更是一席难求。“抢课太难了，我每周五就蹲守在微校园页面，一放课我就抢。”来自经济学院的黄同学激动地说，“但是我还是成功参加了几门体验课，最让我难忘的就是操纵机器做出自己想要的东西时那种成就感。”
在“蹲守”多日后，我终于也约到了两门体验课，来到被同学们誉为华中大“梦工厂”的工创中心，亲身体验了工程实训项目，领略了不同领域的前沿科技，也收获到了许多专业之外的知识。
我参加的第一节课是《VR、AR技术的应用——材料车间虚拟仿真》。一进教室，我就被远处摆放的一台车和右侧几台看起来很复杂的VR设备所吸引。一台崭新的黑色轿车停放在“AR实训区”，轿车旁是两块电视大小的屏幕，屏幕下方则分别连接着平板电脑、VR眼镜和不知是做什么用的绿色仿真操作手柄。在课程开始前，授课的王颖老师向同学们解释道：“你们中的大多数都是文科生，我现在要做的就是将平时上课的理论和实践知识浓缩再浓缩。”在听课之前，我一直分不清VR和AR，只听说过在影视和游戏中有应用，直到老师把“浓缩之后精华的知识”传授给我们之后，我才知道VR技术的主要原理是构建一个虚拟环境，让我们感觉“脱离现实”，而AR技術则是将图像、声音和其他感官增强功能实时添加到真实世界的环境中，并不能让我们“脱离现实”。
随后我们在老师的指导下，在平板电脑中打开操作平台。在平台上，我看到了一张将教室中摆放的轿车成比例缩小的模型图。用手指随意点击汽车某个零部件，屏幕上即会弹出显示零部件的功能标签条，还会有该零部件制作的全过程视频。令我印象最为深刻的就是发动机缸盖的消失模铸造工艺。
视频中，我们首先要把用泡沫材料制成的模型涂刷特质的涂料，之后用干砂埋入负压砂箱中，待干砂经震动紧实后，在抽负压的状态下浇注金属液体，从而获得与泡沫模型一致的、没有飞边毛刺的铸件。因为在浇注的过程中泡沫模型会气化消失，所以被形象地称之为：消失模铸造。当看到金属浇铸后，泡沫模型气化变成金属质的发动机缸盖时，在场的许多同学都发出了“哇”的惊呼声——实在是令人大开眼界。从泡沫制样的制造、精确到毫克的称重到模具的塑形、温度严格控制且时间精确到秒的烘干……十几道工序展现了汽车制造过程中对细节的极致追求。
在VR模拟车间的体验环节，王颖老师佩戴着全套VR设备为同学们演示了如何在虚拟空间内完成发动机缸盖的消失模铸造工艺。“绿色的手柄是仿真操作臂，操作全程都需要通过手柄完成。在搬运物料的时候，一定要记得按住扳机键不能松手，否则物料就会掉在地上，很难再拿起来。”话音未落，只见屏幕中的物料桶就掉在了地上，引得大家哈哈大笑。王老师也笑着说：“看，就是这么掉的。”
2.老师在VR实训区演示操作流程
3.同学在AR实训区操作
4.在VR车间中完成任务
在充满欢笑的教学之后，我亲身体验了“消失模铸造工艺”。我走进VR人机互动区，在戴上科技感满满的头部设备后，我仿佛置身于一个真正的汽车操作车间。我好奇地抬头看仿真车间里高达几十米的车间天花板，并环顾四周，走来走去，竟然撞上了现实中的栏杆。在一位同学的指挥下，我慢慢调整位置，握住那两个长得像小电扇的绿色手柄，开始完成车间里的任务。我紧紧扣动扳机键搬起了模型，小心翼翼地将它们放到操作台。然后我拿起蘸有蓝色颜料的刷子为模型上色。在刷子触及和没有触及的地方都被机器灵敏感应，每一个细节处理得恰到好处，我仿佛在用一把真正的刷子给汽车模型上色。
我体验的第二节课是《工业机器人搬运、码垛操作与编程》。机器人搬运、码垛操作是工业机器人的一项典型应用。码垛就是将物品整齐堆放在一起。机器人码垛不但速度快、堆放美观，而且比起人工码垛，大大提高了安全性。在示范和实操过程中，最吸引人的是使用操作器对实验台里的橙红色机器人手臂进行操纵。机器人手臂停滞时就像做错事的小狗一样一动不动，但一旦工作起来，却十分灵活。
除了对机械手臂进行操作，这节课的老师还为我们进行了简单的编程演示：首先在操作器上取下“点位坐标”并存储，这个基础步骤简称为“取点”。接着使用工业机器人手臂上的贴盘将目标物料吸附并转移到指定位置。每过一次都要重新进行数据的更改，以将目标物料一层层码好。我这个编程“小白”，从开始根本不了解工作原理，到后来在老师的指导下，逐渐懂得了物料放置位置的程序和方法，体验到了获得新知的成就感。我们不断调整代码，最终使机械成功运行。看着操作手臂根据我们设定好的路线，又快又好地进行仿真码垛时，仿佛自己就是科幻片里无所不能的科学家。
除了这两门课程，在华中大工创中心，同学们还可以走进智能制造产线，借助工业机器人、智能仓储系统和AGV小车成为智能产业“一日工”，做最 “轻松”的“打工人”;利用最先进的3D打印机，数秒间就将心中勾画的形象变为现实中可触可感的模型;操纵“最锋利的刀”——激光加工技术，在晶莹剔透的玻璃上刻画出最美的图案……此外，还有许多机会接触到多种最先进最前沿的技术，体验挑战新领域的满足与收获感。
除此之外，授课的王颖老师特别提到了华中大工创中心智能制造平台在疫情期间发挥的重要作用。2020年，受疫情影响，许多本应前往企业实习的学生未能获得实地实践的机会。同时参加“智能车制造大赛”等竞赛的团队也只能线上备赛、参赛。但依托于智能操作软件平台，实习生可以获得行业一线的实操体验与经验积累，团队也能在线上便捷地进行模拟演练。
据工创体验课程负责人霍肖老师介绍：“现今学科交叉的趋势逐渐加强，开设这40门工程体验课就是为了培养复合型人才，激发我校文科、医科学生对先进科学技术的兴趣，拓展他们的眼界和知识面，提升他们的动手操作能力，为他们未来研究、就业创造更多可能性。”
责任编辑：贾倩颖