Сварщик – рабочая профессия, поэтому эффективность практического обучения здесь особенно важна.
Традиционный ход обучения
Посмотрим на традиционный процесс подготовки сварщиков в техническом образовательном учреждении. Сначала идут теоретические групповые занятия (лекции, семинары). Практика показывает, что будущие рабочие в целом без энтузиазма проходят этот этап – монотонно, скучно.
Но теоретические занятия не получается перемежать с практическими: студент, во-первых, должен полностью переодеться в специальный костюм, во-вторых – перейти в другое помещение, как правило – отдельно стоящее здание. Само переодевание–переход уже отнимает значительное время.
Практическое обучение
Практическая подготовка сварщика испокон веку требует больших материальных затрат.
Учебным оборудованием являются промышленные сварочные аппараты и их принадлежности. Сварочные посты находятся в специальном просторном помещении – сварочной мастерской, в которой должна быть обеспечена мощная вытяжная вентиляция.
Каждый пост рассчитан на потребляемую мощность 10-15 кВт, ток силой до 500 А.
На каждом сварочном посту работает 1 человек, при групповых занятиях таких постов – не менее 12. Легко просчитать технические требования по электропитанию мастерской с таким учебным оборудованием. Цифры получаются значительными.
Начальный этап практических работ получается наиболее затратным. У начинающего еще нет навыков зажигания и удержания дуги, ведения электрода даже по горизонтальной поверхности, не говоря уже о более сложных случаях.
Электрод у начинающего постоянно прилипает (и в этом состоянии сварочный ток максимален). Отдирая прилипший электрод, начинающий сварщик гнет его, потом выбрасывает, не использовав до конца. Одним словом, расход материальных ресурсов максимален.
Кардинальное изменение учебного процесса
В начале 2000-х годов специалисты компании «Дидактические системы» предложили кардинально изменить подготовку сварщиков с помощью учебного оборудования нового типа – сварочных тренажеров.
Преподаватели помогли сформулировать основные требования – нужно, чтобы тренажер воспроизводил реальную дугу и стоял прямо в аудитории, а не на сварочном полигоне (мастерской). Это позволило бы, не теряя времени на перемещение группы и переодевание:
1) научиться зажигать реальную дугу;
2) чувствовать ее длину;
3) поддерживать процесс горения дуги по мере выгорания электрода;
4) нарабатывать навыки и моторику удержания электрода в правильном угловом положении относительно линии сварочного шва;
5) чувствовать скорость ведения сварки;
6) выработать навык ведения процесса сварки при различных пространственных положениях сварочного шва, вплоть до потолочного.
И, в то же время, это учебное оборудование должно было удовлетворять таким требованиям:
1) при горении дуги не должен был прожигаться металл;
2) полностью отсутствует расход электродов;
3) отсутствует необходимость в мощной вентиляции;
4) для электропитания достаточно электросети обычной учебной аудитории, напряжения 220 В;
5) расход электроэнергии должен быть на два порядка меньше, чем при обычной сварке.
Учебное оборудование нового типа – малоамперный сварочный тренажер
Такое оборудование было создано специалистами компании «Дидактические Системы» вместе с институтом электросварки им. О.Е. Патона и получило название «Малоамперный дуговой тренажер сварщика» - МДТС.
Тренажер МДТС защищен патентом РФ и является обязательным атрибутом в учебной лаборатории согласно ФГОС СПО с 2010 г.
МДТС (рис.1), представляющий собой аппаратно – программный комплекс, оснащен электронными датчиками, сопряженными с компьютером, что позволяет в реальном времени наблюдать на экране монитора параметры процесса сварки.
МДТС дает возможность имитировать сварочный процесс путем получения реальной электрической дуги, но без плавления материала образца и электрода, при этом используются реальные сварочные инструменты, применяемые в промышленности
В состав тренажера входит манипулятор-позиционер, обеспечивающий установку имитаторов сварочных соединений (пластина, угольник, труба) в различных пространственных положениях.
Учебное оборудование полностью электро- и пожаробезопасно, не требует специализированного помещения, может быть установлено в обычную учебную аудиторию с обычной электросетью 220 В.
Методическое сопровождение процесса обучения сварщиков
Главное отличие МДТС от других тренажеров – очень подробное методическое сопровождение процесса подготовки сварщиков.
В программное обеспечение «зашито» не менее 80 практических лабораторных упражнений, подлежащих выполнению на тренажере. Каждое упражнение предусматривает определенную последовательность действий по достижению заданной цели и критерии оценки работы учащихся.
В процессе выполнения каждого упражнения происходит:
1) ввод исходных данных имитируемого сварочного процесса в диалоговом режиме;
2) отображение на экране текущих параметров процесса;
3) визуализация геометрических параметров «виртуального шва», полученного в результате выполнения задания;
4) обратная связь с учащимся непосредственно во время выполнения упражнения путем автоматизированной генерации соответствующих голосовых подсказок;
5) статистическая обработка результатов выполнения упражнения;
6) автоматизированная экспертная оценка качества выполнения работы;
7) документирование результатов работы в табличном и графическом представлениях.
МДТС постоянно модернизируется и совершенствуется. Современное название этого учебного оборудования, выпускаемого компанией «Дидактические Системы» - Компьютеризированный малоамперный дуговой тренажер сварщика МДТС «Гефест-1М».