姚曉炫

華中科技大學(xué)工程實踐創(chuàng)新中心（以下簡稱華中大工創(chuàng)中心）是華中科技大學(xué)工程實踐教學(xué)公共平臺和創(chuàng)新教育實踐平臺、國家級雙創(chuàng)基地。2021年3月，華中大工創(chuàng)中心首次面向全校文科、醫(yī)科等未修讀工程訓(xùn)練的本科生開設(shè)了激光內(nèi)雕、數(shù)控加工等40門不同種類的工程實踐體驗課。

課程開設(shè)初期，就受到了大家極大的歡迎。3D打印、激光內(nèi)雕等“爆款”課，更是一席難求?！皳屨n太難了，我每周五就蹲守在微校園頁面，一放課我就搶。”來自經(jīng)濟學(xué)院的黃同學(xué)激動地說，“但是我還是成功參加了幾門體驗課，最讓我難忘的就是操縱機器做出自己想要的東西時那種成就感?！?/p>

在“蹲守”多日后，我終于也約到了兩門體驗課，來到被同學(xué)們譽為華中大“夢工廠”的工創(chuàng)中心，親身體驗了工程實訓(xùn)項目，領(lǐng)略了不同領(lǐng)域的前沿科技，也收獲到了許多專業(yè)之外的知識。

我參加的第一節(jié)課是《VR、AR技術(shù)的應(yīng)用——材料車間虛擬仿真》。一進教室，我就被遠處擺放的一臺車和右側(cè)幾臺看起來很復(fù)雜的VR設(shè)備所吸引。一臺嶄新的黑色轎車停放在“AR實訓(xùn)區(qū)”，轎車旁是兩塊電視大小的屏幕，屏幕下方則分別連接著平板電腦、VR眼鏡和不知是做什么用的綠色仿真操作手柄。在課程開始前，授課的王穎老師向同學(xué)們解釋道：“你們中的大多數(shù)都是文科生，我現(xiàn)在要做的就是將平時上課的理論和實踐知識濃縮再濃縮?！痹诼犝n之前，我一直分不清VR和AR，只聽說過在影視和游戲中有應(yīng)用，直到老師把“濃縮之后精華的知識”傳授給我們之后，我才知道VR技術(shù)的主要原理是構(gòu)建一個虛擬環(huán)境，讓我們感覺“脫離現(xiàn)實”，而AR技術(shù)則是將圖像、聲音和其他感官增強功能實時添加到真實世界的環(huán)境中，并不能讓我們“脫離現(xiàn)實”。

隨后我們在老師的指導(dǎo)下，在平板電腦中打開操作平臺。在平臺上，我看到了一張將教室中擺放的轎車成比例縮小的模型圖。用手指隨意點擊汽車某個零部件，屏幕上即會彈出顯示零部件的功能標簽條，還會有該零部件制作的全過程視頻。令我印象最為深刻的就是發(fā)動機缸蓋的消失模鑄造工藝。

視頻中，我們首先要把用泡沫材料制成的模型涂刷特質(zhì)的涂料，之后用干砂埋入負壓砂箱中，待干砂經(jīng)震動緊實后，在抽負壓的狀態(tài)下澆注金屬液體，從而獲得與泡沫模型一致的、沒有飛邊毛刺的鑄件。因為在澆注的過程中泡沫模型會氣化消失，所以被形象地稱之為：消失模鑄造。當看到金屬澆鑄后，泡沫模型氣化變成金屬質(zhì)的發(fā)動機缸蓋時，在場的許多同學(xué)都發(fā)出了“哇”的驚呼聲——實在是令人大開眼界。從泡沫制樣的制造、精確到毫克的稱重到模具的塑形、溫度嚴格控制且時間精確到秒的烘干……十幾道工序展現(xiàn)了汽車制造過程中對細節(jié)的極致追求。

在VR模擬車間的體驗環(huán)節(jié)，王穎老師佩戴著全套VR設(shè)備為同學(xué)們演示了如何在虛擬空間內(nèi)完成發(fā)動機缸蓋的消失模鑄造工藝?！熬G色的手柄是仿真操作臂，操作全程都需要通過手柄完成。在搬運物料的時候，一定要記得按住扳機鍵不能松手，否則物料就會掉在地上，很難再拿起來?！痹捯粑绰?，只見屏幕中的物料桶就掉在了地上，引得大家哈哈大笑。王老師也笑著說：“看，就是這么掉的?！?p>

1.老師在講解工業(yè)機器人手臂的操作技巧2.老師在VR實訓(xùn)區(qū)演示操作流程3.同學(xué)在AR實訓(xùn)區(qū)操作4.在VR車間中完成任務(wù)

在充滿歡笑的教學(xué)之后，我親身體驗了“消失模鑄造工藝”。我走進VR人機互動區(qū)，在戴上科技感滿滿的頭部設(shè)備后，我仿佛置身于一個真正的汽車操作車間。我好奇地抬頭看仿真車間里高達幾十米的車間天花板，并環(huán)顧四周，走來走去，竟然撞上了現(xiàn)實中的欄桿。在一位同學(xué)的指揮下，我慢慢調(diào)整位置，握住那兩個長得像小電扇的綠色手柄，開始完成車間里的任務(wù)。我緊緊扣動扳機鍵搬起了模型，小心翼翼地將它們放到操作臺。然后我拿起蘸有藍色顏料的刷子為模型上色。在刷子觸及和沒有觸及的地方都被機器靈敏感應(yīng)，每一個細節(jié)處理得恰到好處，我仿佛在用一把真正的刷子給汽車模型上色。

我體驗的第二節(jié)課是《工業(yè)機器人搬運、碼垛操作與編程》。機器人搬運、碼垛操作是工業(yè)機器人的一項典型應(yīng)用。碼垛就是將物品整齊堆放在一起。機器人碼垛不但速度快、堆放美觀，而且比起人工碼垛，大大提高了安全性。在示范和實操過程中，最吸引人的是使用操作器對實驗臺里的橙紅色機器人手臂進行操縱。機器人手臂停滯時就像做錯事的小狗一樣一動不動，但一旦工作起來，卻十分靈活。

除了對機械手臂進行操作，這節(jié)課的老師還為我們進行了簡單的編程演示：首先在操作器上取下“點位坐標”并存儲，這個基礎(chǔ)步驟簡稱為“取點”。接著使用工業(yè)機器人手臂上的貼盤將目標物料吸附并轉(zhuǎn)移到指定位置。每過一次都要重新進行數(shù)據(jù)的更改，以將目標物料一層層碼好。我這個編程“小白”，從開始根本不了解工作原理，到后來在老師的指導(dǎo)下，逐漸懂得了物料放置位置的程序和方法，體驗到了獲得新知的成就感。我們不斷調(diào)整代碼，最終使機械成功運行?？粗僮魇直鄹鶕?jù)我們設(shè)定好的路線，又快又好地進行仿真碼垛時，仿佛自己就是科幻片里無所不能的科學(xué)家。

除了這兩門課程，在華中大工創(chuàng)中心，同學(xué)們還可以走進智能制造產(chǎn)線，借助工業(yè)機器人、智能倉儲系統(tǒng)和AGV小車成為智能產(chǎn)業(yè)“一日工”，做最?“輕松”的“打工人”;利用最先進的3D打印機，數(shù)秒間就將心中勾畫的形象變?yōu)楝F(xiàn)實中可觸可感的模型;操縱“最鋒利的刀”——激光加工技術(shù)，在晶瑩剔透的玻璃上刻畫出最美的圖案……此外，還有許多機會接觸到多種最先進最前沿的技術(shù)，體驗挑戰(zhàn)新領(lǐng)域的滿足與收獲感。

除此之外，授課的王穎老師特別提到了華中大工創(chuàng)中心智能制造平臺在疫情期間發(fā)揮的重要作用。2020年，受疫情影響，許多本應(yīng)前往企業(yè)實習的學(xué)生未能獲得實地實踐的機會。同時參加“智能車制造大賽”等競賽的團隊也只能線上備賽、參賽。但依托于智能操作軟件平臺，實習生可以獲得行業(yè)一線的實操體驗與經(jīng)驗積累，團隊也能在線上便捷地進行模擬演練。

據(jù)工創(chuàng)體驗課程負責人霍肖老師介紹：“現(xiàn)今學(xué)科交叉的趨勢逐漸加強，開設(shè)這40門工程體驗課就是為了培養(yǎng)復(fù)合型人才，激發(fā)我校文科、醫(yī)科學(xué)生對先進科學(xué)技術(shù)的興趣，拓展他們的眼界和知識面，提升他們的動手操作能力，為他們未來研究、就業(yè)創(chuàng)造更多可能性?！?/p>

責任編輯：賈倩穎