五轴数控编程培训范文

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【中图分类号】G424 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810（2014）20-0076-02

近年来，我国数控机床的操作工短缺多达60万。特别是北京、上海和南方较发达地区，对数控应用人才更是求贤若渴，许多企业纷纷高薪聘请数控专业人才。面对当前职场对数控技能人才需求的现状，职业学校无论从培养人才的角度还是从市场经济的角度，都没有理由不去培养数控技能型人才，大量职业学校开设数控专业也是水到渠成、大势所趋的事情。但几乎没有几所培训机构开设数控多轴加工的培训这样的培训课程。如何在学校当中开展培训是急需攻关和探究的问题。而技工学校作为培养技能人才的主力军，如何培养数控多轴加工的高技能人才也是长期要思考的问题。特别是在如何实施和培训以及教学方法上更应值得思考。

随着世界经济结构的加速调整，国内需求结构的重大变化，提高我国产业的国际竞争力，进行经济结构战略性调整、优化，已成为当前和未来一个时期经济建设与发展的中心任务。改造提升传统产业是实现高新技术产业化的必然，是高新技术产业发展的重要基础。通过用高新技术和先进适用技术改造提升传统产业，促进传统产业结构优化升级，提高其技术和装备水平，为发展高新技术及实现产业化提供了重要保障和基础条件。

目前二轴和三轴的数控技术的研究和教学都处在比较成熟的阶段。而四轴、五轴等多轴数控技术的教学存在很大的不足。主要原因是：（1）成本高，场地大。（2）对参加教学和培训的教师或技术人员的综合能力和素质要求非常高。（3）目前，国内对多轴数控技术的教学还不是很多或者说还不是很系统和规范。特别是目前国内的大型企业中有相当一部分的数控多轴加工的技术人员和操作人员的技能培训，依靠外企或国外的设备提供者提供的培训。

笔者针对上海目前的数控培训，特别是多轴以上的培训作了一些调查。主要是在一些有较高知名度和国家级重点学校以及一些大型企业进行调查。具体调研的学校有：大众工业技术学校、工业技术学院、第二工业大学、石化工业技术学校、李斌技师学院等。企业：上海汽车制造厂、上海烟草机械厂、上海机床厂等。

一 数控专业培训的现状分析

1.数控专业的学历教育

学历教育主要集中在大学、高职、中职等教育机构中，针对数控方面的专业主要有机床数控技术、数控加工技术、机械制造工艺设备等。而这些专业的专业课程主要有数控工艺与编程、数控机床原理以及相关的计算机辅助设计（CAD、CAD/CAM、UG）等。

在实践性教学环节中一般包括：金工实习、电工实习、认识实习、生产实习、计算机上机实习、数控编程实习、数控机床加工实训、CAD/CAM应用软件实训、毕业设计等。我国机械、机电类专业的课程设置近几年虽有所改进，但仍相当陈旧。学生所学知识并不是用人企业所需要的，而用人企业所需要的课程学生又没有学习。例如，机械专业的金属切削机床、机械设计、机械零件课程，至今仍在讲授传统的“三箱”和齿轮设计。而数控机床已广泛采用滚珠丝杠、滚动导轨、换刀机械手和伺服系统，“三箱”和齿轮已降为次要位置。又如，机械专业开设的金属切削刀具、机械制造工艺学，目前仍然是讲授传统刀具和传统加工工艺。而在数控加工上，一次装夹，即可完成粗精加工。因此，数控加工的刀具和工艺不同于传统刀具和工艺。又如，机械专业学生的金工实习，其主要内容至今仍集中在传统的车、铣、刨、钳操作方面，而企业急需的数控机床的操作、编程、维修的培训，因无实验条件，只能依靠讲授理论，效果很差。

在数控培训方面，很多学校把实训重点放在数控机床操作方面。事实上，作为先进的自动化设备，数控机床操作非常简单。用人企业真正需要的人才是精通数控加工工艺（如工艺路线选择、刀具选择、切削用量设置等）、模具设计、CAD/CAM与数控自动编程、数控机床机电设计与联调技术、数控机床的维护维修等专业“工程素质”。这些专业知识的获得，不是靠课堂的灌输，而是要对学生“真刀真枪”地长期实训。各学校由于受到实训条件、经费投入和师资力量的限制，这方面的培训还远远不够，导致学校所培养的人才不能满足用人企业的需求。

2.数控技术培训班

目前数控专业的毕业生在数量和其他方面很难完全满足社会的需要，有关学校在所在市人力资源和社会保障局的授权后，开展了中短期（时间从1周至3个月不等）的数控机床操作、数控编程和CAD/CAM应用软件等方面的培训班，并配合人力资源和社会保障局进行职业技能鉴定工作。获得职业技能等级证书者，更容易取得用人单位的信赖。

参加这种培训的对象，大部分是有关企业组织的在岗职工，目的是提高理论知识水平和对新技术的应用技能，更好地为企业服务。也有准备求职或跳槽的人员，他们的目的是为了自己能找到一份更好的工作。从这些参加培训的人员结构上不难发现，他们主要是为今后能更好地找到一份工作或者是为了能在以后不被企业所淘汰。而数控加工的高端人才的培训就很少，也没有相应的学校或单位有这样的培训。

3.学校或培训机构的师资力量严重不足

数控技术在近几年的广泛应用，引起了社会对数控人才的大量需求，同时造成数控师资，特别是同时具备相当的理论知识和丰富的实践经验的数控师资队伍严重不足。基本上每个学校的数控教学师资队伍都存在着不同程度的人数和知识结构的缺乏。

目前，各级职校的师资队伍的技术素质普遍偏低，学历水平偏低。据统计，我国高职教师中具有硕士学历以上的高职教师比例只有7%。现在各学校的数控教师主要是从各高校机械或机电专业毕业的本科生或硕士研究生。这些教师具有一定的基本理论知识，讲授数控专业的理论课没有问题。但由于数控技术专业是一种新专业，能够承担数控教学工作的“双师（教师、工程师）型”教师很少。特别是能承担数控多轴加工的教学、实训指导工作的老师就更少了。

为了尽快提高高职、高专数控教育教师的工程素质，希望由教育部组织，委托有能力的单位来承办“机械工程领域（现代数控技术方向）骨干师资工程硕士班”，以弥补这类人才的严重不足。

4.数控实训设备条件严重不足

前几年，各学校对数控技术所归属的机械、机电专业的投入力度非常有限，各学校的数控实验室的数控培训设备非常有限。近年来，由于数控人才的需求推动，各校均建有不同规模的数控实训基地，有的是规模大、设备种类多的实训中心，也有设备种类和数量相对较少的实验室。但在数控多轴（四轴、五轴）的设备上的投入就相对较少了。一方面，这些设备主要依赖进口，成本较高；另一方面，这些设备如引进后还要组织人员去国外进行培训，企业或学校花了人力和财力还缺少这方面的人才。

而数控多轴加工的教学和培训，需要有一定的数控专业知识、数控专业英语、编程软件的应用等，又要投入较高的成本。因为多轴数控加工过程中的工艺、加工的刀具等，要应用编程软件自动编程。

二 对策

随着数控技术的不断发展，特别是多轴加工的数控人才的需求不断增加，只能熟练操作数控机床的“蓝领层”人才的比例将逐渐下降，而具备一定专业理论知识和一定动手能力，熟练掌握和应用CAD/CAM、MasterCAM、Pro-Engineer、UG等自动编程技术，具有一定的数控设备维护维修技能的人才需求将会日益旺盛。

第一，在如何进行数控教学方面，应从目前的教学对象上加以调整，如在大学、高职等院校进行相关专业的教学，进行一些有关多轴数控技术的理论教学，因为大学生有一定的理论知识，而且专业知识也比较扎实。在这些学生中开设这类课程既弥补了目前这类专业教学内容上的单一化，又为社会和企业增加新的技术能手。

第二，在教学培训中也应该从目前的数控基础教学中，增加数控多轴加工的高技能人才的培训。

第三，在多轴数控加工技术的教学上应从以下方面着手：（1）在数控专业的编程能力上，加强自动化编程及编程软件的应用。（2）特别是模具专业更应注重零件的造型设计与加工，这就更应从数控多轴加工培训方面着手。（3）整合现有的资源，充分利用各个学校和大型企业现有的设备。（4）也可利用目前发达的网络进行网络教学。（5）应尽量联合大型企业进行产学教研的合作。（6）在软件方面应注重老师的能力培养和实践教学的能力，特别是在数控多轴的教学上更应该加强编程能力和实际操作的能力。

第四，还应该有政府和职能部门的大力协助。即在教学经费上、设备上、教学软件等，提供帮助。

参考文献

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中图分类号：G718.3 文献标识码：A 文章编号：1002-7661（2014）06-0010-02

数控技能大赛的举办是职业教育工作深入贯彻落实国务院关于大力发展职业教育的方针，深化改革、加快发展所取得的成果的一次大检阅，是职业院校广大师生奋发向上、锐意进取的精神风貌和熟练技能的一次大展示，对于进一步宣传职业教育，营造关心支持职业教育发展的良好社会氛围，对于全面落实科学发展观，加快发展职业教育，提高办学质量和效益，实现又好又快的发展具有重要意义。于是，各省、市的数控技能竞赛也如火如荼地开展起来。那么，我想通过我这几年分别作为选手和指导教师参加数控技能大赛的情况浅谈一下数控技能大赛。

一、数控技能大赛在不断地进步发展

首先，从几届的数控技能大赛出题命题特点来看：

1. 2004年第一届数控大赛：只有一件简单的零件，主要考察选手的数控加工技能；

2. 2006年第二届数控大赛：两件公母配合件加工，不但考察选手们的基本数控加工技能，还要考察选手们的综合能力；

3. 2008年第三届数控大赛：多件零件加工和自动编程（CAD/CAM软件应用），要求选手们具有高度数控加工工艺积累、精度控制能力和熟练的自动编程能力；

4. 2010年第四届数控大赛：不但会应用传统的数控机床，还要会应用更先进的多轴数控机床；不但是一个选手操作，还要多个选手配合团体操作；不但会传统的加工工艺，还要具备更先进的复合数控技术加工工艺。

5. 2012年第五届数控大赛：比赛试题不但注重创新概念的考核，还关注细节，重视过程；同时还新增设了数控装调与维修的赛项（团队比赛）。

从2004年举办的第一届全国数控技能大赛开始，数控技术大赛经历了从简单到复杂，从单件到多件，从手工编程到电脑自动编程，从单项到多项配合加工不断发展的趋势，也充分体现了数控技术在我国快速应用发展。

其次，从2012年第五届全国数控技能大赛的情况来看：2012年全国职业院校技术技能大赛现代制造技术比赛，于6月26日至28日在天津机电学院新校园区隆重举行，来自全国36个省市（计划单列市）518名优秀选手参加了七个项目的角逐。本届比赛是自2004年以来数控大赛项目最多、参赛选手最多、水平最高、影响最大的一次比赛。技能大赛得到了职业院校各级领导高度关注，同时示范、引领了先进的工艺技术和操作技能。经过赛前训练和比赛锻炼，选手技能水平、指导教师综合素质都有了非常大的提高，受到中职学校的欢迎和认可。

另外，本届大赛在组织工作方面做了很多创新。在各赛区选拔赛期间，组委会组织专家到赛区做技术培训；在全国开展全国决赛试题及方案征集活动。在各赛区选拔赛结束后，组委会针对各赛区参赛选手，组织了免费的“数控多轴加工技术及工艺”培训班、“数控多轴加工软件应用”培训班；将实操试题提前公布，以便参赛选手学习及训练；在实操赛场安装视频监控系统，便于场外领队、教练、选手观摩学习；在实操现场组织配套展览，加强宣传及交流工作等。除了以上这些创新工作外，组委会还组织了数控技术发展及数控技能人才培养论坛；还将继续开展多种形式的技术点评活动等。

从几届的数控技能大赛出题命题特点以及2012年第五届全国数控技能大赛的情况看，数控技能大赛不管是在技术要求，还是在选手的综合能力、人数以及大赛的组织方面都有了很大的突破与发展。因此，这就需要我们作为职业教育者要不断地努力，为数控技能大赛做更高要求的准备。

二、数控技能大赛选手的选拔与培训

选手的选拔和培训是数控技能比赛前期两个至关重要的环节，它们直接影响到比赛成绩。我根据自身参赛和培训竞赛选手的体会，对职业学校数控技能比赛学生的选拔和培训做了以下探讨。

（一）选拔学生是基础

俗话说“强扭的瓜果不甜”，挑选的时候应该体现一种自愿原则，在自愿报名的前提下再对其进行筛选。有些老师可能把听话、学习认真的同学当作首选，这种做法似乎过于片面。我们在挑选时首先需要参照的应该是学生的专业理论成绩，包括机械制图、机械基础、切削原理等，这些专业知识将直接影响到他们以后对数控培训接受能力的好坏。其次需要考虑的应该是学生的心理素质，这点往往容易被忽视掉。最后关注学生的动手能力，比如实训中对各种工量具的使用。动手能力差的学生在短时间内想要提高是很难的。

确切地说，选拔是一个促进与提高的过程。培训期间老师可根据日常表现及考核采取淘汰制，做到优胜劣汰。起初挑选的人数可以是正式比赛的3至4倍，随后逐轮淘汰，这样一来学生有了竞争意识，学习的劲头将会大大提高。当然，有些技能不错的学生在培训期间会觉得培训过于枯燥，出现严重失误后会产生后怕心理，打退堂鼓，这就少不了指导老师的正确引导。

（二）技能培训是关键

1.操作技能的培训

技能培训是一个系统化工程，指导老师应准备详细的进程安排，方能做到有条不紊。初步筛选的学生可能已学过数控方面的知识，但对编程和操作掌握的还不够全面，在培训过程中应遵循循序渐进原则，由浅入深再对每个指令进行系统的讲解、分析和演示，打下良好的基础，有利于以后培训的安排。有些指导老师或许存在着这样的心态，怕自己在演示中出错，我认为没这种必要，老师跟学生应该以探讨交流的形式进行培训，万一出错可以和学生一起解决问题，这样比纸上谈兵效果更好，学生接受新知识的时候也更直观。

数控技能比赛培训不同于一般的技能培训，培训的内容不能面面俱到。一般比赛都会使用指定的机床设备，教师可以根据比赛难度和比赛所用的机床来大概确定题目的类型。比如数控车床比赛，高级工难度，选用的机床大多是FANUC、GSK980TD或者华中系统等等，再根据比赛刀具清单，我们就可以大概确定是外圆台阶、凹凸圆弧、内/外螺纹、车槽、内孔等。这样培训的内容更具有针对性，与比赛内容更接近。

2.三个“度”的把握

数控比赛讲究三个“度”――速度、精度、粗糙度。在日常培训中，指导老师应时刻检查学生的工艺编排、程序编辑、切削用量选择及操作规范性等，因为每一个细节都会影响到三个“度”。怎样更好地保证这三个“度”呢？首先，一定要提高学生手工编程的能力，确保万无一失。在正式比赛中由于心理等因素，程序出错再去修改往往很难找到错误的地方，既浪费时间、加剧紧张又影响到速度。其次，对工艺的分析，有些学生一拿到图纸就盲目加工，对工艺细节考虑不够周到，加工到一半时发现工艺出错，不能继续加工，前功尽弃。在培训时一定要使学生养成习惯，宁可花十分钟认真分析工艺而不为图一时之快乱了大局。最后，切削用量的选择，加工不同材料，使用不同刀具都有不同的切削用量。有些学生为了抓紧时间而不断提高切削用量，这样精度难以保证而且会引起严重后果。当然切削用量也不是一成不变的，也要根据实际情况让学生学会及时调整。机床主轴的电机功率往往会被一些老师忽视掉，不同的主轴电机功率所选用的切削用量也是不一样的，选择不当会出现崩刀，甚至断刀等现象，在正式比赛前指导老师一定要及时提醒。

3.综合能力的培养

在实际操作竞赛中，由于选手对场地和机床性能的不熟悉，加上心理紧张和疏忽大意等因素，往往会出现程序编好后不能运行，加工中切削用量选择不当刀具突然断裂等现象。所以日常培训中不能一味追求技能的提高而忽略了应变能力及心理素质的培养。竞赛的题目都有一定的难度，里面都有一些难点的设置，用常规的编程模式或许加工不出来，培训中不能限制学生一定要按照老师的思路去编程，可以尝试不同的编程方法来加工同一个工序。有些老师忌讳学生在平时训练时断刀或发生刀具干涉等现象，我认为这些情况的发生不一定就意味着学生差，反而可以锻炼学生的随机应变能力和心理素质。当出现问题后，指导老师不要忙于解决，一定要让学生弄清楚问题出现的原由。不过一定要在保证学生和机床安全的前提下。

（三）培训时注意事项

1.劳逸结合：不要为了出成绩而搞得学生身心疲惫，合理的时间安排更有利于达到事半功倍的效果。

2.培训内容尽量少而精：有些老师采取“题海战术”，但里面很多内容都是大同小异的，更应注重培训质量而不是题目的多少，学生的技能不是老师“教”进去的，而是学生“学”进去的，也就是说学生必须愿意学，能够将学到的东西进行内化才是最主要的。

3.安全问题：必须时刻提醒学生做到胆大心细，程序里一个数字的错误或者操作失误都会酿成大祸，轻者零件报废，重者造成机床受损或人生伤害。

4.及时总结、提高：不但指导老师要及时总结，选手也要及时总结。只有这样才能从学习过程中发现问题，解决问题，积累更多的经验，快速的提高。

总之，通过数控技能大赛，数控技术向着高速、高精、高效、高复合的方向发展，这就要求作为数控技术职业教育者的我们具备更高、更强的综合能力，为我国的工业化建设作出更大的贡献而努力奋斗！

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数控系统和伺服驱动系统是数控机床的的大脑和手脚，是数控机床的核心部件，数控技术是装备制造业实现自动化、柔性化、集成化、网络化和智能化的关键技术。加快发展数控技术对装备制造业振兴具有前瞻性、先导性和基础性的战略意义。国家“十一五”、“十二五”规划均将发展高档数控系统和全数字交流伺服驱动系统列为重要项目。

2011年初，我国18位院士共同提出“数控一代”的创新概念，建议实施《“数控一代”机械产品创新工程》。《“数控一代”机械产品创新工程》既是数控技术应用工程，更是机械产品创新工程；既有机械工业发展强大需求的推动，又有成熟数控技术的支撑。其战略目标是：在机械行业全面推广应用数控技术，在5～8年内实现各行各业各类各种机械产品的全面创新，使中国的机械产品整体升级为“数控一代”，为我国机械工业从“大”到“强”的跨越式发展做出贡献。中央高度重视该项建议，并正式启动《“数控一代”机械产品创新应用示范工程》。

与此同时，工信部“软件与信息技术服务业十二五规划”明确提出嵌入式软件要“面向工业装备、通信网络、汽车电子、消费电子、医疗电子、数控机床、电力电子、交通运输、环保监测等重点领域，积极开展符合开放标准的嵌入式软件开发平台、嵌入式操作系统和应用软件的开发，加快研发面向下一代互联网、物联网应用的嵌入式系统软件，推动软件研发模式创新发展，进一步提高产业化水平和产品出口能力”。

高速发展的计算机技术、嵌入式技术、网络技术和丰富的计算机软件资源，给我国数控技术的发展提供了很好的机遇；工业以太网的快速发展和关键技术的突破、使得工业自动化领城控制系统的通信网络逐步统一到工业以太网，并正在加快推广应用，发展为一大技术潮流。这些都为我国构建高端数控系统软件平台提供了良好的条件。

现代数控技术发展趋势

智能化、开放式、网络化已成为当代数控系统发展的主要趋势。现代计算机数控技术发展呈现二大趋势：一是将数控技术引入通用PC的自动化解决方案来提高其系统性能，增强市场竞争力；二是在数控技术中引入嵌入式计算机，使数控系统在专用性、稳定性和经济性上具备较好的市场前景。

当前，以FANUC、SIEMENS、MITSUBISHI为代表的国际主流数控系统制造商，在高档数控系统产品方面具有几大共同特点。

首先是多轴、多通道、高速和高精度切削、复合加工。如FANUC的30i-A数控系统可控制40个轴10个通道、具有5轴联动加工，纳米插补和AⅠ、AⅡ轮廓控制等功能，可实现各种复杂形状模具的高速高品质、复合加工。MITSUBISHI的700系列数控系统可控制16个轴4个通道,具有8轴联动，纳米插补和SSS(Super Smooth Surface )和OMR(Optimum Machine Response)高速高精度控制技术。

其次是开放式、智能化和网络化。许多数控系统采用了通用的计算机操作系统，充分利用计算机软件资源，把CNC与计算机技术紧密的结合起来，使CNC友好的图形人机界面；各种智能化自动编程、加工过程自适应控制技术、加工参数的智能优化与选择、智能故障自诊断与自修复等智能化功能；具有标准的USB接口、PCMCIA接口和网络接口。如Siemens公司的810D和840D数控系统选用Windows操作系统，MITSUBISHI公司的700系列数控系统选用了Windows XPe嵌入式操作系统。这些系统都具有较好的开放性，能提供相应的软件包给用户开发各种个性化的应用功能。

另外，系统普遍采用嵌入式结构+实时现场总线。国外CNC制造商在其产品中广泛采用现场总线技术。如Siemens公司采用ProfiNet，Indramat、Fagor等公司采用SERCOS总线。FANUC 0i-C和30i中高档数控系统采用了先进的嵌入式结构。整个CNC系统包括液晶显示器、键盘和CNC主机集成在一个控制箱内,通过FSSB高速总线和伺服驱动器连接，接线简单方便。系统显得紧凑、简洁、美观，可靠性高。

此外，针对数控技术新标准STEP-NC展开研究。采用G，M代码来描述如何加工已越来越不能满足现代数控技术高速发展的需要。国际上正在研究和制定一种新的CNC系统标准ISO14649（STEP－NC)，其目的是提供一种不依赖于具体系统的中性机制，能够描述产品整个生命周期内的统一数据模型，从而实现整个制造过程，乃至各个工业领域产品信息的标准化。

目前，欧美、日本、韩国等国家投入了大量资金研究STEP-NC，研究数据表明：STEP-NC应用将使加工工艺规划时间减少35%，生产数据的准备时间减少75%，加工时间减少50%（五轴和高速加工）。STEP-NC为真正实现基于网络的E-Manufacturing、CNC的自治智能制造提供了可能。目前STEP-NC的研究已取得了很大的进展。

先进计算机数控技术是是现代制造装备技术中各种新兴或尖端技术得以存在和发展的“使能技术”，是发展我国装备制造业必不可少的核心技术，其技术水平高低、规模化生产能力的大小，对于国民经济的发展、国力增强有着极其重要意义。

目前，我国在中高档数控系统领域还严重依赖进口，汽车生产线设备中很少见到国产系统。由于没有国产系统参与竞争，进口产品价格昂贵。因此，国家把高档数控系统和伺服驱动系统作为关键功能部件，与数控机床并列放在同等重要的地位发展。

国内的数控技术经过这些年的发展，基本掌握了现代数控技术和伺服驱动技术，初步形成了如华中数控、广州数控、上海开通数控等数控产业化基地。建立了一支数控研究开发、管理人才的基本队伍，在数控机床市场中占有一席之地。

国家 “十一五”数控重大专项的实施使基于现场总线技术的中高档数控系统和伺服驱动系统的研发有了重大突破，华中数控的HNC-8型数控系统已开始进入示范应用，这对我国高端数控软件研发有很大的促进作用。

发展自主产权的高端数控软件平台

数控技术发展的关键是数控软件的开发，有一个好的数控系统软件平台，又是数控技术能持续发展的基础。上海开通数控有限公司总结了多年来对国外先进的开放式数控系统研究开发的经验，研究了开放式数控系统的标准规范，完全自主创新建立了基于Windows和Linux双操作系统的开放式数控系统软件平台，在这个平台上开发了基于总线技术的中高档数控系统。其具有很好的开放性和灵活性，能较快适应用户设备的各种个性化需求。系统的下位机运动控制器（KT500/KT510）可以配置各种上位机-嵌入式数控系统显示单元（KT630）、台式电脑/笔记本电脑、工业计算机。上下位机通过标准以太网接口进行通信，该系列产品已应用于车、铣、磨、加工中心和滚齿机等装备。为实施“数控一代”机械产品创新工程、开通数控将在现有基础上完善并提升数控系统软件平台，继续开发基于实时以太网现场总线、多轴多通道的数控软件系统及其应用。

十余年来，开通数控与上海交大、上海理工大学、上海大学、上海机床厂有限公司等单位建立了产学研用联盟，在数控系统和伺服驱动系统的开发中紧密合作，取得了丰硕的成果。公司将充分发挥上海市软件工程中心（数控和伺服驱动）的作用，对数控产品进行示范应用和推广，扩大用户服务培训的范围。

数控技术发展的关键是数控软件的开发，由于我国的数控软件开发的基础薄弱，积累少，因此数控系统的开发周期长，稳定性可靠性较差。在计算机技术高速发展的今天，如何能快速可靠的开发出高质量、可持续发展的数控软件，缩短我们与国外数控技术水平的差距，具有重要意义。根据多年来积累的开放式数控系统研究开发及应用的经验，学习研究了国外开放式数控系统及相关标准规范，并根据公司自身发展数控技术的需求，研究开发了一种适用于开放式数控系统软件平台ONCASP(Open Numerical Controller Application Software Platform)。

ONCASP的开放性主要体现在四个层次：

第一层为内核层：由于运动控制与逻辑控制任务工作在实时内核中。ONCASP采用编译执行的PMC与PLC编程语言，允许用户定制实时控制任务，编写复杂的轨迹插补算法。编译执行的方式确保了系统级任务的运行效率。

第二层为插件层：由于ONCASP采用了模块化的设计。用户可以使用高级语言编写插件模块运行在系统程序的后台或前台。通过高级语言，可以将操作系统硬件以及第三方软件的资源与控制系统无缝整合在一起，使系统功能得到充分地延伸。

第三层为组态层：ONCASP提供了脚本语言编程接口以及基于XML的操作界面描述语言。通过这个接口，用户无需掌握专业的编程知识，就可以定制界面并可以实现基于菜单按钮的人机交互。这一层次主要面向控制系统的现场工程师和高级用户。他们往往掌握丰富的工艺经验，但是并不懂得软件编程技术。ONCASP的脚本和组态工具有效地降低了系统的二次开发的门槛。

第四层为网络层：基于以太网的Socket接口，ONCASP平台可以向网络上的远程计算机实时广播控制系统的状态，并可接受经过加密的控制指令。而通过无线Wi-Fi网络，对ONCASP平台的监控更可以扩展到智能移动终端。管理人员可以在工厂的每一个角落均可以实时了解到生产设备的工作状态。

以上几个开放层次，使ONCASP平台满足了不同层次的用户需求，并能适应灵活多变的应用场合。

在工业控制中广泛使用的具有图形用户界面的操作系统主要是Windows和Linux两种。ONCASP能够在这两种不同的操作系统中运行；并且在不同的操作系统中，基于ONCASP所开发的应用软件能够表现出相似的视感和操作方法。

数控系统集成CAD/CAM技术

数控系统的编程技术经过多年的不断发展，已经由传统的手工编程，逐渐转化为更加灵活易用的自动化辅助编程。尽管这一技术与专业的CAD/CAM软件之间仍然存在一定的差距，但是这并不能阻止它与数控系统的深度结合。

目前国外的知名数控系统，如西门子、海德汉、FANUC等，都根据各自数控系统的操作风格，发展起了专有的自动化辅助编程技术。与基于PC的专业的CAD/CAM软件相比，数控系统因为屏幕尺寸和输入设备的限制，在复杂零件建模方面仍然无法替代专业软件。

但是，数控系统上实现CAD/CAM具备两个独特的优势：一方面在于数控系统上能够随时编程、随时加工，有效提高工作效率；另一方面在于CAD/CAM能够获得数控系统的刀具、加工参数等信息，使所设计的零件在加工时都具备更好的工艺性，充分提高加工效率和质量。然而，方便灵活的CAD/CAM功能对数控系统的性能提出了更高的要求。正是由于以上原因，是否集成了CAD/CAM功能成为高档数控系统的重要辨别标准。

开通数控从1998年开始，就已经对集成CAD/CAM技术进行了跟踪研究。经过了十余年的发展。目前已经拥有了一套具有完全自主知识产权的CAD/CAM软件技术――KTCAM，并将其与ONCASP平台进行了深度整合。

KTCAM采用OpenGL三维渲染引擎，并采用高速三维建模算法。能够实现简单快捷的逆向重构。KTCAM能够支持多种主流CAD/CAM的文件格式，并能够基于基本的三维实体，通过拉伸、剪切、合并等实体算法生成复杂的三维零件形状。另外，根据当今艺术品、模具、广告和展会产业的快速发展，KTCAM还提供了浮雕、刻字等简单实用的曲面建模和刀具路径优化算法。而所有这些三维形状编辑和加工参数的设置操作都充分考虑到了数控系统的操作风格，力求操作简单。

随着CAD/CAM的应用日趋广泛，数控系统渐已成为高端软件技术发展的新高地。

软件平台应用

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一、前言

在工程设计中，一些机械零件，为了满足其所需工件性能要求，截面形状常设计成非圆形，如内燃机、发动机的活塞，为了改善活塞的接触状态，活塞的径向方向要设计成变椭圆截面。随着科学技术的不断发展，非圆曲线零件所占的比例日益增加，为了达到所需要性能要求，其加工精度要求也随之提高，而相应的非圆曲线零件精密高效加工技术也成为当今加工技术研究的热点。数控加工是非圆曲线零件加工中非常有效的加工方法，可大幅度地提高生产效率。

椭圆和抛物线等非圆曲线轮廓形状的工件在数控车削加工中属于复杂零件类别，其成型方法通常有三种，一是成型法，如铸、锻、冲压等；二是特殊加工法，如线切割、电火花、激光加工等；三是运动合成法的数控加工等，如采用二次曲线法或用户宏程序法等等。

成型法是非圆零件常用的方法之一，但由于其制造精度较低与表面粗糙度值较大，故不能用于非圆零件的精加工，通常用于制作零件毛坯。对于普通材料的非圆曲线零件，采用特种加工时，一是成本较高，二是难以获得较高的加工效率。运动合成法的数控加工是获得高精度非圆零件的主要途径，在数控技术出现之前，非圆曲线轮廓零件的车削方法有两种，一是机械运动合成法，二是靠模仿形加工法。随着计算机和自动化技术的不断发展，各种系统的数控车床的不断出现，为各类非圆截面零件的加工奠定了良好的基础。但数控加工一般只能作直线插补和圆弧插补，遇到回转轮廓是非圆曲线的零件时，数学处理的任务是用直线段或圆弧段去逼近非圆轮廓，这种拟合法的特点就是根据零件图纸的形状误差要求，把曲线用许多小段的直线或者圆弧段来代替，根据零件图纸的形状误差，如果要求越高，相应的代替直线（圆弧）段数就越多，虽然可以凭借CAD软件来计算各节点的坐标值，但是节点过多，也会导致加工的不便。所以本文采用灵活运用成型加工复合循环编程指令G73和宏程序相结合的方法，能够方便简捷地进行编程，从而提高加工效率。非圆曲线又可分为用方程表达的曲线和列表曲线两类，在此仅讨论可用方程表达的二次曲线（椭圆和抛物线等）。

二、G73编程指令的应用方法

编程指令G73，在多种数控车床系统中都作为复合型循环加工指令应用，而且应用格式和功能都基本相同。本文以FANUC（BEIJING- FANUC Series Oi Mate）数控系统为例来阐述非圆曲线轮廓的加工方法。

（一）G73指令使用的条件和格式

在FANUC数控车床系统中，G73指令一般用于粗加工锻造（或铸造）方式成型的工件，尤其是对于G71、G72等循环指令都无法加工的凹圆弧面的加工，它更能体现出优越性。

G73指令格式如下（BEIJING- FANUC Series Oi Mate）：

G73 U（ΔI）W（ΔK）R（d）

G73 P（n s）Q（nf）U（ ΔU）W（ ΔW）F（f）S（s）T（t）

N（ns）

。。。。。。

。。。。。。

N（nf）

指令中各参数的意义分别为：F为进给率，S为主轴转速，T为处于加工位置的刀位号，粗车加工过程中从顺序号ns到nf的程序段之间的F，S，T都无效，只G73指令中指定的F，S，T功能有效；ΔI为X轴方向退刀距离（半径指定）；Δ K为Z轴方向退刀距离；d为粗加工循环次数；ns为精加工循环段的第一个程序段号；nf为精加工循环段的最后一个程序段号；Δ U为X方向精加工预留量的距离及方向（直径指定）；Δ W为Z方向精加工预留量的距离及方向。

（二）G73指令的刀具循环路径

G73指令的刀具循环路径如图1所示。从 A′到B点的折线段为工件加工完成后的轮廓。加工时，刀具先定位于工件轮廓之外的点A，执行G73指令时，快速移动到点3，接着以点3为起点，按图中的箭头所指方向中途经点 3′，仿照工件的外形轮廓运行回到点2完成首次加工。

按照上述的运行规律，刀具循环运行3次最后回到点A，完成了对零件的粗加工。

G73指令在运用时，容易给使用者造成的麻烦是不知如何确定参数ΔI，ΔK和 d，随意确定的数值会导致：或者是刀具循环了多次还未加工到工件，或者是首次车削吃刀量过大，从而损坏刀具。这两类情况均会影响加工效率，达不到数控加工的目的。所以要解决此问题，其关键在于控制首次加工的吃刀量，使其值在背吃刀量的范围内。为使问题简单，可设置 ΔK与ΔW为零，主要解决如何确定ΔI的问题，从而可把循环路径简化为图2所示情况。

五、结束语

通过上例可知，G73指令修改后的格式类似子程序的运用，从工件外不断逼近，直至最后加工成型，该指令解决了G71在运用当中必须要保证X轴与Z轴单调变化的不足；另外非圆曲线的特点也不能用相对编程方式，导致子程序无法使用，因此要能加工非圆曲线的工件必须综合使用G73指令与非圆曲线宏程序，方能实现数控加工方便快捷的目的。

致谢：

作者在撰写本文过程中，非常高兴得到广东省国防工办技师学院的杨幕湘和唐红权等几位老师的有益指导，并对本文的修改提供了宝贵意见，谨此表示感谢。

参考文献：

[1] 宋小春，张木青.数控车床编程与操作（第一版）.广州经济出版社，2002

[2] 韩鸿鸾，荣维芝.数控机床加工程序的编制（第一版）[M ].北京；机械工业出版社，2004

[3] 禹诚，肖明.数控车削加工中公式曲线在数控大赛中应用[J].CAD/CAM与制造业信息化，2007

篇5

初期首先由丁洋、董庆运老师讲解了三坐标测量的基础，三坐标测量仿真操作，精密测量工艺与操作训练，两位老师认真讲解热心答疑，使我对三坐标测量有了初步认识且自己实操学会测量不同形状零件。其次由李杰老师讲解了powermill基础功能且引导我们模拟训练。李老师娓娓动听的讲解及仔细认真说明每一步程序的过程使我感到他好像想把所有东西都要教给我们。最后由吴鸿雁老师讲解了机械维修概述及机床精度检测调整及四工位动力刀架拆装与调试，大家动手拆电动刀架热情很高，第一次看到刀架的内部结构。使我能理论联系实际，业务水平大大提高。

中期由赵海龙老师讲解并指导了数控车典型零件加工及竞赛零件的加工训练，数控车典型零件加工工艺分析及加工编程。赵老师认真讲解零件编程,把他有的资料都考贝给大家，手把手指导大家实操,把他的大赛经验毫不保留传授给大家，使我的操作水平有了质的飞跃。

篇6

[作者简介]包中碧（1972- ），女，重庆人，重庆工业职业技术学院，讲师，研究方向为机械类技术及高等职业教育;徐益（1964- ），男，浙江永康人，重庆工业职业技术学院副院长，教授，博士，研究方向为高等职业教育;刘虹（1964- ），女，重庆人，重庆工业职业技术学院，教授，研究方向为数控技术及高等职业教育。（重庆 401120）

[中图分类号]G712 [文献标识码]A [文章编号]1004-3985（2014）36-0108-02

数控技术作为国家首批紧缺型技能人才专业，经过近十年的快速发展，极大满足了我国装备制造业的需求，并为中国制造走向中国创造奠定了基础。但不可否认，目前职业院校、社会培训机构培养的都是普通数控操作工，相互之间区别不大，且日趋饱和。随着产业结构调整和装备制造技术的不断升级，企业缺的是高精细设备的操作、调试人员，缺的是高精尖零部件加工的技能人才，这类技能型人才如何培养，谁来培养，是高职院校人才培养面临的问题。

一、高职数控专业人才培养中存在的问题

1.人才培养目标定位明显滞后于产业技术发展。当前正是制造业转型升级关键期，却频频面临“设备易得、技工难求”的尴尬局面。人社部一项统计显示，中国2.25亿第二产业就业人员中，技能劳动者总量仅为1.19亿人，其中高技能人才约3117万人，仅制造业高级技工缺口就达400余万人。产品精度、复杂程度及尺寸的要求提高，高精、大型、复合化数控设备广泛使用，复杂编程、多轴加工技术广泛应用，但相应的高端技能人才奇缺，职业院校的人才培养目标定位明显滞后于产业转型及升级。

2.课程体系难以匹配职业岗位能力。原有课程体系与职业岗位能力不匹配，课程内容中企业主流技术体现不充分，缺乏质量、成本、工期等生产过程要素;教学活动设计缺乏精专项目、严谨训练环节;课程实施缺乏高水平师资支撑;鉴定模式中知识模块与技能模块分离;职业素养养成缺乏孕育环境。

3.多轴、复合型数控设备操作工缺少职业标准。国家现有数控车工、数控铣工、加工中心操作工、数控机床装调维修工等职业标准中缺少多轴、复合型数控设备操作工的技能要求与相关知识，该类人才的教育培训无参照、技能鉴定无依据，缺少相应的职业标准。

4.教学资源不能满足教育教学需求。教学资源缺乏品牌企业技术、项目的支持，设备档次普遍不高，技术不规范，教学场所缺乏真实的工作氛围，教学装备与制造技术升级不同步，能力本位课程实施困难。

二、数控“精致型操作工”培养模式构建与实施

随着制造业中加工精度、复杂程度、精细程度等要求提高，大量多轴、大型、复合化数控设备在企业广泛使用，相应岗位的操作工不仅要有一流操作技能，还要有严谨的职业素养，要达到“精致型操作工”的要求。为此，学院要瞄准以国防核工业基地为代表的高端制造领域，围绕数控加工关键技术及数控机床装调维修高端技能人才培养，按照“需求驱动、精致培养”的思路，与32家大中型企业深度合作，共同开发数控专业岗位能力标准，构建多轴、复合型数控设备操作工职业标准，优化课程体系与教学内容，整合国际优质资源，实施“团队+组件”能力评价模式，创新并实践数控专业“精致型”人才培养，如下图所示。

1.校企共建岗位能力标准，确定人才培养目标和教学标准。通过对32家大中型装备制造企业的生产流程和岗位调研，收集、整理和分析数控设备信息及岗位工作任务，整合出数控设备操作员”“数控加工工艺员”“数控设备调试、维修员”“数控加工质检员”四大岗位群;与企业专家共同提炼专业群面向的28种典型工作任务;对典型的工作任务进行疏理整合，形成20项职业能力;以数控加工及数控装调维修国家职业标准为基础，引入德国AHK数控加工技师证书标准和日本FANUC数控系统技术规范，新增多轴、复合数控设备操作岗位能力要素，共同开发出数控技术岗位能力标准1套（43个能力单元），重庆市教育委员会认可并备案。各能力单元描述了工作任务需要的能力要素、实做指标、基础知识与技能、关键能力水平、学习资源等信息，既为课程设计、教材编写、教学实施、评价考核的内涵和标准提供准确依据，又实现教学标准与国际对接。

2.强化职业素养，实施“浸入式”素质教育。鉴于国防尖端企业产品加工的特殊技术、工艺极限状态以及设备操作复杂性，提出“严细融于一切”工作要求。基于此，职业素质课程设计一要以中国工程物理研究院核科学技术馆作为素质教育实践教学基地，通过了解我国国防科技事业发展的艰辛历程，感受国防高科技的科技魅力，增强责任重于一切、严细融于一切、进取成就一切的意识。二要聘请核九院的技能大师进校园，通过分享他们研制核武器的经历，激励学生苦练技能。三要通过校友座谈会及优秀校友事迹介绍，感受严谨细致、一丝不苟、精益求精的工作态度。四要与核九院共同创建育人环境，将“产业、工业、企业”和高职的文化转化为“文化符号”，融入校园环境，凸显校园文化特色，提升学生的创新能力、敬业精神。

3.基于岗位能力标准，构建职业能力课程。分析企业流程、岗位群与课程模块的对应关系，根据岗位能力标准，构建校企合作课程。借鉴发达国家课程开发经验，以企业高端设备、先进加工技术以及复杂产品加工工艺为载体，与企业专家、职教课程专家共同分析课程结构、整合课程内容，形成“课程内容项目化、教学策略活动化、能力评价组合化”为特征的课程。

一是课程内容项目化。借鉴德国数控加工技师标准以及日本FANUC数控系统技术规范，参照企业工作岗位、生产流程设置教学环节，以岗位能力标准为依据，以真实的任务或产品为载体，融入产品质量、成本及工期等要素，按照“由浅入深、由易到难、由单一到综合”的认知规律重组教学内容。设计“学做一体”项目，突出企业主流技术，跟进高速、精密、复合加工等先进技术，实现课程内容与岗位能力无缝对接。

二是教学策略活动化。采用理实一体化教学，边教、边学、边做。教，强调质量、成本、工期理念;训，强调技能基础训练，学习数控加工的学生必须接受长期的普通加工训练;学，强调创新，突出学生动手能力和精专技艺训练。学习和训练的过程与真实工作情境一致，并把“德国的严谨、日本的注重细节、中国核工业的严细融于一切”的职业精神贯穿到学生职业素养、综合实训、创新实践的教学活动中。

三是能力评价组合化。比对AHK证书标准，以企业员工的职业能力标准为考核标准，构建职业化的考核评价体系。课程考核依据零件图纸要求及工艺条件，考核学生专业理论知识与实践技能综合运用的能力。创新“团队+组件”评价模式，学生分工完成零件加工任务，协作完成组件总装，以单件与组件均合格为评判标准，整个考核凸显生产化过程。

4.以生产过程因素为主线，实践四步教学法。借鉴德国学徒培训方式及行为导向教法，针对学生先前知识和技能，构建知识讲解、动作示范、参照练习、指导提升的四步教学法，即教师讲解相关专业知识及操作要领、根据操作规程进行操作示范、学生参照教师示范进行练习、教师巡回指导学生技能提升。老师在必要的讲解和示范后，放手让学生自己做，学生全面参与问题的提出和解决过程，包括获取信息、选择材料工具、拟订工艺过程、确定工作步骤、实施项目任务、评价项目成果。遇到问题，学生先自己动脑思考，解决不了再向组内人员寻求帮助，还解决不了，再找老师。操作加工的时候，以小组为单位，每个学生负责一种零件的生产，最后将所有零件再组装成部件。

5.制定多轴、复合型数控设备操作工职业标准。针对多轴加工工艺及编程，结合空间复杂曲面的加工解决方案及高速度、高精度、复合加工要素，制定多轴、复合型数控设备操作工职业标准。该标准参照国家职业标准框架，由职业名称、定义、等级、职业能力特征、培训要求、鉴定方式等构成，职业等级确定为高级，不少于300个培训学时，考核时间为420分钟，考核对象是从事编制复杂数控加工程序、操作多轴及复合数控机床进行零件多工序组合切削加工的人员。标准中含“三维建模”“多轴加工的刀具系统”等11项职业功能，“第五轴控制程序的编制”“车、铣复合控制程序的编制”等20项工作内容。

6.整合国际企业资源，创新实践教学平台。FANUC数控系统设备的市场份额在重庆约占70%，在全国约占60%，所以学校要及时引入FANUC国际知名企业技术规范、设备、企业文化、培训项目，跟踪国内外新技术、新工艺发展，同时融入欧洲职教联盟培训标准，建成教育部“重庆FANUC数控系统技术应用中心”，构建起具有真实职业情境的教学环境，实现教学内容与企业技术同步，为重庆市职业院校师资培训、学生技能培训及技能大赛提供基地，并作为FANUC公司在西南地区唯一的售后技术服务中心，共同承担5期对外技术培训与技术服务。

三、数控“精致型操作工”培养模式实施效果

数控“精致型操作工”目标定位契合国防核工业要求，数控专业30余名学生参与核九院国家重大科学工程项目，协助解决“高、精、尖、怪”的制造难题，毕业生成了先进装备制造行业“抢手货”。“团队+组件”评价模式突破了传统能力鉴定方法，职业能力显著提升，学生参加德方AHK数控技师证书认证，通过率与德国本土相当，并在全国、省级数控类技能大赛获一、二等奖30余个，连续6届包揽重庆市技能大赛一等奖，近20名学生赴德国应用技术大学深造，进入BSK德制工程师高职精英教育计划项目。该培养模式形成的成果荣获2014年职业教育国家教学成果二等奖。

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Abstract: In the simulation of NC milling simulation software VNUC as an example, through the teaching practice, the application of VNUC simulation software can not only make up the equipment deficiencies, but also save the cost, safety and effective teaching model.

Key words: VNUC; NC milling; machining simulation

中图分类号：O245文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）

数控铣床是一类很重要的数控机床，在数控机床中所占的比例最大，在航空航天、汽车制造、一般机械加工和模具制造业中应用非常广泛。数控铣床可进行钻孔、镗孔、攻螺纹、外形轮廓铣削和立体轮廓铣削及五维复杂形面的铣削加工。随着数控加工在机械制造业中的广泛应用，对数控技术人员的需求日益增加，数控操作者的大量培训便成为迫切的问题。数控加工仿真软件是结合机床厂家实际加工制造经验与院校教学训练一体所开发的一种机床控制虚拟仿真软件，是通过计算机的编程和建模，将加工过程用三维图形或者二维图形的方式演示出来的软件。用计算机仿真软件进行培训，安全可靠、费用低，因此，VNUC数控仿真软件在数控教学中发挥着重要的作用。

本文以VNUC仿真软件对数控铣削的仿真加工为例，通过一段时间的数控教学，发现数控仿真软件不仅弥补了数控设备不足而无法满足学生实际动手操作训练的缺陷，同时也是节约成本、安全有效的教学模式。

铣床零件的数控仿真加工

铣床零件的尺寸及程序的编写

下面以加工如图1所示零件内外轮廓为例说明FANUC铣床的操作方法。用刀具半径补偿指令编程，刀具直径为8mm。

分析：外轮廓沿圆弧切线方向切入，切出时沿切线方向，根据判断，用左侧刀具半径补偿。内轮廓加工时，为切入段，为切出段，故用右侧刀具半径补偿。外轮廓加工完毕取消左侧刀具半径补偿，待刀具移至点，再建立右侧刀具半径补偿。加工应选用高度为14mm、边长为240mm的正方形毛坯。

打开“开始”菜单，在“程序/数控加工仿真系统/”中选择“数控加工仿真系统”点击，进入系统，点击“快速登录”进入系统主界面。

图1铣床加工零件

1.2 选择机床

点击菜单“机床/选择机床…”，在选择机床对话框中控制系统选择FANUC，机床类型选择铣床并按“确定”按钮。

1.3 机床回零

在操作面板的MODE旋钮位置点击鼠标左键，将旋钮拨到REF档，再点击JOG加号按钮，此时X轴将回零，相应操作面板上X轴的指示灯亮，同时CRT上的X坐标发生变化；再用鼠标右键点击XYZ轴切换旋钮，左键点击加号按钮，可以将Y、Z轴回零。

1.4 安装零件

点击菜单“零件/定义毛坯…”，在定义毛坯对话框中将零件尺寸改为高14、长和宽240，并按确定按钮。点击菜单“零件/安装夹具…”，在选择夹具对话框中，选择零件栏选取“毛坯1”，选择夹具栏选取“工艺板”，夹具尺寸用缺省值，并按确定按钮。点击菜单“零件/放置零件…”，在选择零件对话框中，选取名称为“毛坯1”的零件，并按确定按钮，界面上出现控制零件移动的面板，可以用其移动零件，此时点击面板上的退出按钮，关闭该面板，此时零件已放置在机床工作台面上。点击菜单“零件/安装压板”，在选择压板对话框中，点击左边的图案，选取安装四块压板，压板尺寸用缺省值，点击确定按钮。

1.5 输入NC程序

数控程序可以通过记事本或写字板等编辑软件输入并保存为文本格式文件，也可直接用FANUC系统的MDI键盘输入。

1.6 检查运行轨迹

将操作面板中MODE旋钮切换到AUTO模式，按键，然后点击操作面板上的自动运行按钮start，即可观察数控程序的运行轨迹，此时也可通过“视图”菜单中的动态旋转、动态放缩、动态平移等方式对运行轨迹进行全方位的动态观察。如运行轨迹正确，表明输入的程序基本正确。

1.7 对刀

数控程序以零件上表面中心点为原点，下面将说明如何通过对基准来建立工件坐标系与机床坐标系的关系。

点击菜单“机床/基准工具…”，在基准工具对话框中选取左边的刚性圆柱基准工具（为对刀而用），其直径为14mm，如图2；将操作面板中MODE旋钮切换到JOG，点击MDI键盘的POS按钮，利用操作面板上的按钮JOG和X、Y、Z轴的控制旋钮，将机床移动到如图3所示的大致位置。

点击菜单“塞尺检查/1mm”，首先对X轴方向的基准，将基准工具移动到如图4所示的位置，将操作面板的MODE旋钮切换到HANDLE，通过调节操作面板上的倍率旋钮和JOG按钮移动基准工具，使得提示信息对话框显示“塞尺检查的结果：合适”，记下此时CRT中的X坐标-372.000，此为基准工具中心的X坐标，故工件中心的X座标为-372.000-1（塞尺厚度）-14/2（基准工具半径）-240/2（取工件中心为原点）=-500.000，同样操作可得到工件中心的Y座标为-415。

图 2图3

图4

X，Y方向基准对好后，点击菜单“塞尺检查/收回塞尺”收回塞尺，抬高并点击“机床/拆除工具”拆除基准工具，点击菜单“机床/选择刀具”，选择一把直径为8mm的平底刀，装好刀具。用类似方法得到工件上表面的Z座标为-404.000。

1.8 自动加工

机床位置确定和刀补数据输入后，就可以开始自动加工了。首先手工移动刀具（可通过操作面板的MODE下的STEPHANDLE和JOG配合使用）到工件中心上方100mm的位置，即机床坐标(-500.000,-415.000,-404+100)，此时将操作面板的MODE旋钮切换到AUTO模式，点击start按钮，机床就开始自动加工了。

总结

VNUC数控加工仿真软件来模拟实际机床的加工过程，可使学生轻松学习数控机床加工的基本原理，又能熟悉数控机床操作的基本技能。因此，将该软件应用于教学培训中，是节约成本、安全有效的教学模式。

参考文献：

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引言

数控技术和数控装备是各个国家工业现代化的重要基础。我国数控技术与世界先进国家。相比还有一定的差距，因此了解数控技术国内外的发展状况对我国数控领域的发展有非常重要的意义。

数控技术（简称NC即NumericalContro1）应用于生产中已有二十多年的历史了，它使传统的制造业发生了质的变化，尤其是近年来.微电子技术和计算机技术的发展给NC技术带来了新的活力。数控机床是现代制造业的主流设备，是体现现代机床技术水平、现代机械制造业工艺水平的重要标志，是关系国计民生、国防尖端建设的战略物资。因此世界上各工业发达国家均采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业。

1.数控车床的发展趋势

根据2004年10月，完成的《数控机床产业发展专项规划》。国内数控机床大致发展趋势表现在以下几方面：

1.1智能、高速、高精度化

新一代数控机床为提高生产效率，向超高速方向发展，采用新型功能部（如电主轴、直线电机、LM直线滚动系统等）主轴转速达15，000r/min以上。计算机技术及其软件控制技术在机床产品技术中占的比重越来越大，计算机系统及其应用软件的复杂化，带来了机床系统及其硬件结构的简化，数控机床的智能化程度日趋提高。

1.2设计、制造绿色化

绿色设计是一种综合考虑了产品设计、制造、使用和回收等整个生命周期的环境特性和资源效率的先进设计理论和方法。它在不牺牲产品功能、质量和成本的前提下，系统考虑产品开发、制造及其活动对环境的影响，从而使得产品在整个生命周期中对环境的负面影响最小，资源利用率最高。数控机床在设计时要考虑：绿色材料设计;可拆卸性设计;节能性设计;可回收性设计;模块化设计;绿色包装设计等。绿色制造是一个综合考虑环境影响和资源消耗的现代制造模式，通过绿色生产过程生产出绿色产品。

1.3复合化与系统化

工件一次装夹，能进行多种工序复合加工，可大大地提高生产效率和加工精度，是机床一贯追求的。由于产品开发周期愈来愈短，对制造速度的要求也相应提高，机床也朝高效能发展。机床已逐渐发展成为系统化产品，用一台电脑控制一条生产线的作业。产品对外观曲线要求的提高，机床五轴加工、六轴加工已日益普及，机床加工的复合化已是不可避免的发展趋势。

1.4数控系统控制性能向智能化方向发展

随着人工智能在计算机领域的渗透和发展，数控系统引入了自适应控制、模糊系统和神经网络的控制机理，不但具有自动编程、前馈控制、模糊控制、学习控制、自适应控制、工艺参数自动生成、三维刀具补偿、运动参数动态补偿等功能，而且人机界面极为友好，并具有故障诊断专家系统，使自诊断和故障监控功能更趋完善。

1.5数控系统向网络化方向发展

数控系统的网络化，主要指数控系统与外部的其他控制系统或上位计算机进行网络连接和网络控制。数控系统一般首先面向生产现场和企业内部的局域网，然后再经由因特网通向企业外部，这就是所谓的Intranet技术。随着网络技术的成熟和发展，最近业界又提出了数字制造的概念。数字制造，又称“E一制造”，是机械制造企业现代化的标志之一，也是国际先进机床制造商当今标准配置的供货方式。随着信息化技术的大量采用，越来越多的国内用户在进口数控机床时要求具有远程通讯服务等功能。

1.6数控系统向高可靠性方向发展

随着数控机床网络化应用的日趋广泛，数控系统的高可靠性已经成为数控系统制造商追求的目标。对于每天工作两班的无人工厂而言，如果要求在16h内连续正常工作，无故障率在99%以上，则数控机床的平均无故障运行时间（MTBF）就必须大于3000h。如主机与数控系统的失效率之比为10：l（数控的可靠比主机高一个数量级），数控系统的MTBF就要大于3h，而其中的数控装置、主轴及驱动等的MTBF就必须大于105h。对整条生产线而言，可靠性要求还要更高。

1.7数控系统向复合化方向发展

在零件加工过程中，有大量的无用时间消耗在工件搬运、上下料、安装调整、换刀和主轴的升速、降速上，为了尽可能降低这些无用时间，人们希望将不同的加工功能整合在同一台机床上，因此具有复合功能的机床成为近年来发展很快的机种。柔性制造范畴的机床复合加工概念是指将工件一次装夹后，机床便能按照数控加工程序自动进行同一类工艺方法或不同类工艺方法的多工序加工，以完成一个复杂形状零件的主要乃至全部加工工序。

1.8数控系统向多轴联动化方向发展

加工自由曲面时，三轴联动控制的机床无法避免切速接近于零的球头铣刀端部参与切削，进而对工件的加工质量造成破坏性影响，而五轴联动控制对球头铣刀的数控编程比较简单，并且能使球头铣刀在铣削三维曲面的过程中始终保持合理的切速，从而显著改善加工表面的粗糙度，大幅度提高加工效率。因此多轴联动控制的加工中心和数控铣床已经成为当前的一个开发热点。

2.结语

目前，数控机床的发展日新月异，高速化、高精度化、复合化、智能化、开放化、并联驱动化、网络化、极端化、绿色化已成为数控机床发展的趋势和方向。中国作为一个制造大国，主要还是依靠劳动力、价格、资源等方面的比较优势，而在产品的技术创新与自主开发方面与国外同行的差距还很大。中国的数控产业不能安于现状，应该抓住机会不断发展，努力发展自己的先进技术，加大技术创新与人才培训力度，提高企业综合服务能力，努力缩短与发达国家之间的差距。力争早日实现数控机床产品从低端到高端、从初级产品加工到高精尖产品制造的转变，实现从中国制造到中国创造、从制造大国到制造强国的转变。

参考文献：

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数控机床内有成千上万个元器件，若其中有一个元件或是螺丝有故障，就会造成机床的不正常现象，还有导线的焊接、液压管件互相的联结，有一点疏漏就会出问题，加之大型、重型数控机床体积较大，在无恒温高等厂房条件下使用，冷热环境都会造成设备的不正常运行。为此，数控专业“维修难”就值得教师深思了。数控教师的培养也必须注重从以下几方面：

第一：必须熟知数控技术，懂得数控车床的应用及操作。很多时候不懂得数控机床的原理就无法正确判断是哪个元器件出现的故障，如机床工作台无法移动时可以是伺服电机的故障，电路的故障，但很多时候会是超程造成的自锁，只需点击接触超程就可以。所以，必须使自己的数控操作达到高级工及高级工以上水平，这样才能准确的判断是操作错误或是机床故障，进而准确判断故障的出处。

第二：要多看。要多看数控资料，要多看，要了解各种数控系统的操作及指令和PLC可编程序控制器的特点公用和功能；更要了解各种数控系统的报警指令及具体排除方法；要了解NC、PLC代号机床参数设定的含义；要了解PLC的语言及编程；要了解数控编程的方法，特别是宏程序；要了解机床控制面板的操作和各菜单的内容，包括各种英语专用词语；要了解主轴特征等等，所以各种数控资料我们都必须涉猎。不止是数控教学书籍，更要看数控说明书和PLC编程软件，只有这样才能为维修打好坚实的基础。

第三：要多看电气图、机械图。每一个元气件的输入、输出，要会在电气图上注明。拿一个简单例子来说，比如伺服电机启动的接触器，一般在图下注出其常开或常闭触点的去向。每一个机械部件的安装也必须看好图纸及安装方位，拿联轴器来说，将两根轴间距设置为多少必须从图纸上看出，从而在安装前进行调整。所以图纸必须看懂，有的时候还要学会设计图纸。

第四：要多问维修专家。如果你能有出国培训的机会或者专家来学校安装调试机床，这是一个最好的学习机会，因为这个时候你得到的可能在书本上一年都学不到，很多机械故障在专家那可以迎刃而解。甚至专家可以合理的改装机床，这些是一般维修人员必须经过多次试验和学习才能够学到的。

第五：要记录有关的各种参数。读懂参数对于维修人员至关重要，机床参数是机床和人交流的一种语言，懂得了机床语言才能够和机床进行正常的交流。不同的机床，机床参数不尽相同，但原理都是一样的。所以必须做好记录，不同的机床参数的不同点一定要分清楚。更要准确的判断参数所代表的故障，这样才能使维修轻而易举。

第六：要多思。往往有时修理机床时，由于不够沉稳冷静，没有很好地分析，钻了牛角尖。曾经出现过1322控制回路开路警，但没有引起我们足够的重视，从而耽误了大量的时间，因此，必须把所发生的报警、故障情况列出来，通过由外及内，去伪存真，进行综合判断和筛选，找出发生故障的最大可能性，随后进行彻底排除。根据某些故障发生的频率、重复性、机械电器的使用年限，认真做好维修工作，这是保证机床连续正常运行的必备工作。对于元器件的下市，要事先做好考虑，比有时候可以购买或是进行改装，从而避免机床的报废。

第七：要多练，即多实践。对于维修人员来说，要胆大心细，要敢于动手，抓理论，不动手，修不好机床。但你必须掌握了原理及各种资料再动手，不要盲目，否则可能扩大故障，造成严重事故。我们还要善于动手，首先要熟悉机床的操作面板和各菜单的内容，做到操作自如，因为各种型号及系统操作不尽一样。同时也要充分利用数控机床的自我诊断技术来迅速地处理解决故障。有时有些故障看起来很模糊，分不清是电气故障还是机械故障，比如华中铣床发生过这样的故障，即开z轴无论是上升，还是下降，z轴滑枕总是向下移动而报警。我们可以接到电机二端用“隔离法”、“互换法”、“对比法”、“敲打”等，这些方法都可以作为一种有效的手段来帮助我们找出、排除故障。往往在正常工作中发生某一元件损坏（如选择开关、按钮、继电器等）而暂无备件时，DIY是个可行的方法，比如说把手的使用。把手断了以后可采用正常粘合法等办法修复或采用暂时的特殊办法，使机床能正常工作下去，等到备件来后再恢复，或是更长久的使用下来。

数控维修不是一件简单的事情，需要常动手，勤动手，更需要我们学习数控的操作及指令，很多时候还要吃透说明书，不管大小故障都需要我们记录并详细的比较同样一个故障为什么会发生。数控维修教师必须将这些问题一一归类，只有这样才能够做到轻松而顺利的解决各种故障。

参考文献

1　上海宇龙数控仿真系统说明书

2　田吉花.数控技术人才的需求状况分析.辽宁高职学报，2008（7）

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中图分类号：TG659 文献标识码：A

数控车床集计算机技术，电子技术，自动控制技术，传感测量，机械制造，是典型的机电一体化产品。它使传统的制造业发生了质的变化，尤其是近年来.微电子技术和计算机技术的发展使得数控车床有了新的发展方向。国内数控车床大致发展方向表现在以下方面：

1智能化、高速化、高精度化方向

新一代数控车床为提高生产效率，向超高速方向发展。计算机技术及其软件控制技术在机床产品技术中占的比重越来越大，计算机系统及其应用软件的复杂化，带来了机床系统及其硬件结构的简化，数控机床的智能化程度日趋提高。一台机床的重复定位精度如果能达到0.005mm，即一台高精度机床，在0.005mm以下，就是超高精度机床。随着计算机辅助制造系统的发展，精密度已达到微米级。随着人工智能在计算机领域的渗透和发展，数控系统引入了自适应控制、模糊系统和神经网络的控制机理，不但具有自动编程、前馈控制、模糊控制、学习控制、自适应控制、工艺参数自动生成、三维刀具补偿、运动参数动态补偿等功能，而且人机界面极为友好，并具有故障诊断专家系统，使自诊断和故障监控功能更趋完善。

2复合化、系统化方向

工件一次装夹，能进行多种工序复合加工，可大大地提高生产效率和加工精度，是车床一贯追求的。由于产品开发周期愈来愈短，对制造速度的要求也相应提高，车床也朝高效能发展。车床已逐渐发展成为系统化产品，用一台电脑控制一条生产线的作业。产品对外观曲线要求的提高，机床五轴加工、六轴加工已日益普及，机床加工的复合化已是不可避免的发展趋势。

在零件加工过程中，有大量的无用时间消耗在工件搬运、上下料、安装调整、换刀和主轴的升速、降速上，为了尽可能降低这些无用时间，人们希望将不同的加工功能整合在同一台机床上，因此具有复合功能的机床成为近年来发展很快的机种。车床复合加工概念是指将工件一次装夹后，车床便能按照数控加工程序自动进行同一类工艺方法或不同类工艺方法的多工序加工，完成一个复杂形状零件的主要乃至全部加工工序以达到系统化加工。

3网络化、高可靠性方向

数控系统的网络化，主要指数控系统与外部的其他控制系统或计算机进行网络连接和网络控制。数控系统一般首先面向生产现场和企业内部的局域网，然后再经由因特网通向企业外部。随着网络技术的成熟和发展，最近业界又提出了数字制造的概念。数字制造是机械制造企业现代化的标志之一，也是国际先进车床制造商当今标准配置的供货方式。随着信息化技术的大量采用，越来越多的国内用户在进口数控车床时要求具有远程通讯服务等功能。数控系统的网络化进一步促进了柔性自动化制造技术的发展，现代柔性制造系统从点向面的方向发展。柔性自动化技术以易于联网和集成为目标，同时注重加强单元技术的开拓、完善，向信息集成方向发展，网络系统向开放、集成和智能化方向发展。随着数控车床网络化应用广泛，数控系统的高可靠性已经成为数控系统制造商追求的目标。

4多轴联动化方向

加工自由曲面时，三轴联动控制的车床无法避免切速接近于零的球头铣刀端部参予切削，进而对工件的加工质量造成破坏性影响，而五轴联动控制对球头铣刀的数控编程比较简单，并且能使球头铣刀在铣削三维曲面的过程中始终保持合理的切速，从而显著改善加工表面的粗糙度，大幅度提高加工效率。因此多轴联动控制的加工中心和数控车床已经成为当前的一个开发热点。

5设计制造绿色化方向

绿色设计是一种综合考虑了产品设计、制造、使用和回收等整个生命周期的环境特性和资源效率的先进设计理论和方法。它在不牺牲产品功能、质量和成本的前提下，系统考虑产品开发、制造及其活动对环境的影响，从而使得产品在整个生命周期中对环境的负面影响最小，资源利用率最高。数控车床在设计时要考虑：绿色材料设计、可拆卸性设计、节能性设计、可回收性设计、模块化设计、绿色包装设计等。数控车床作为装备制造业的核心，能否顺应环保趋势，加大绿色设计与制造的研制，将是影响经济发展的重要因素之一。

我国数控产业不能安于现状，应该抓住机会不断发展，努力发展自己的先进技术，加大技术创新与人才培训力度，提高企业综合服务能力，力争早日实现数控车床产品从低端到高端、从初级产品加工到高精尖产品制造的转变，实现从中国制造到中国创造、从制造大国到制造强国的转变。

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1. 引言

受到传统思想的局限性，数控机床目前的研究一直是处于高精度加工的提高和自动化水平的提高这两个方面，机床的控制系统一直以来只是作为封闭的结构形式充当机床运动的控制器，这就导致了机床操作者只是作为机床的附属物来工作，从而使得人们不能充分发挥其劳动经验和创造力。现在，随着我国经济的不断发展和全球化的发展，一些国外的数控系统更加显现出其竞争优势，在我国显现出其强大的发展潜力。因此，对我国来说，目前的当务之急是开发具有自主知识产权并且具备国内外先进技术水平的数控车床系统。

2. PMAC简介

可编程多轴控制器（Programmable Multi-Axis Controller）简称为PMAC，它是在九十年代由美国Delta Tau公司研制出的一种基于PC平台的开放式的多轴运动控制器，PMAC采用的CPU是Motorola公司的DSP56系列高性能数字信号处理器，是现在功能最强大的运动控制器之一。PMAC可以单独使用，也可以多个级联使用，级联后的PMAC有时可以控制128跟轴，通过这些控制轴，PMAC能够迅速准确的实现定位，因此，包装、机床和医药工业等行业对PMAC应用的比较广泛。

PMAC主要分为三种类型，可以在PC-XT和AT，VME，STD这几种不同的总线上运行，因此，PMAC能提供对多平台的支持，在不同的硬件平台上能运行同样的控制软件。PMAC运动控制器主要有六个特点，第一，PMAC运动控制器采用的是开放式结构系统；第二，PMAC运动控制器具有单独的CPU处理器；第三，PMAC运动控制器能够执行运动程序和PLC程序；第四，PMAC运动控制器可以实现自动对任务进行优先级别的判别；第五，PMAC运动控制器可对对G代码进行编程；第六，对每一个电机，PMAC都以一个固定频率（20KHz左右）对其进行伺服更新。

3. 数控系统的发展趋势

随着计算机技术的不断发展，微电子技术和伺服控制技术也在迅速的发展，目前，因为现代控制理论和智能控制技术的出现，高精度和高速响应交流伺服系统在此基础上也在不断的发展，并且使得数控系统的整体性能不断的完善。现在，数控系统的发展趋势和特点主要体现在以下几个方面。

首先，高性能数控系统的发展。目前比较先进的数控系统一般都采用32位的处理器，采用模块化结构的硬件和软件，同时加上高响应特性和高精度的伺服交流系统，并且在生产的过程中采用的都是先进的生产技术，对元件的质量进行了严格的控制，是数控系统的可靠性比较好。其次，数控系统的通用性。从以前的只能装配车床和加工中心等，到现在发展成能适配各种电加工厂、冲切机床、激光加工床、折弯机和机器人等的机械设备。在硬件方面也从原来的一体化设备变成了现在的面向用户和开放式的结构特点，软件方面实现了人机交互和菜单选择、用户宏程序，这些技术的应用都使数控技术的发展更具有通用性。最后，数控系统的多功能化。现在的数控系统为了符合FMS和CIMS的要求专门设计了和其它的计算机通讯和联网运行的借口程序，不仅图形功能强大，而且还有在线诊断的刀具轨迹，整个系统的设计采用了比较系统的方法和理论。

4. 基于PMAC的数控车床的改进分析

对于数控车床来说，其零件的加工是完全自主的按照预定的加工顺序来加工的，是一种高度自动化的机床系统，对于普通的车床来说，数控机床的优点主要表现在以下几个方面：首先，对于异型复杂的零件来说，比较容易加工；其次，对于零件的加工质量有保证，一致性比较好；最后；零件的加工周期比较短，而且加工效率高，能实现软件的优化控制和插补。

对于普通的车床来说，一般为有级变速并且车床的纵向和横向的进给范围较窄，可以完成进给和车削螺纹的运动，但是对于工件的快速加工移动来说，则需要利用主动传、进给箱、光杠以及溜板箱和刀架等零件通过多组变速机构并联来实现，并且速度比较慢仅仅是数控车床速度的一半左右。对于数控车床来说，大多数都是无级变速并且进给范围比较宽，其各个运动轴之间也都有自己的降速单元和伺服驱动交流电机。和目前的主轴旋转编码器相结合，数控系统一般都是统一控制首先完成主轴，其次再是纵向Z轴和横向X轴的顺序进行，但是数控机床的零件加工一般要按照某种既定的格式并且要遵循文字、符号和数字等规定的形式，所以说对于数控机床来说，其操作人员需要经过一定的基础培训，这就对数控机床的发展和推广带来了困难。目前，数普兼容机床的设计发展就是基于普通机床的简单操作和数控机床的功能全面这两种优势设计的。

5. 总结

数控机床的发展是目前比较热门的行业之一，目前数控机床的发展也正在向高速、高效、高精度、智能化和集成化等方向前进，基于PMAC系统的数控车床的发展也是目前比较流行的一种发展模式，只有牢牢把握发展机遇，我们才能在以后的发展中取得优势，占领自己的地位。

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中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1671-0568（2013）23-0035-03

作者简介：王凌云，教授，研究方向为数控技术应用、先进制造技术；黄红辉，教授，研究方向为模具设计与制造、先进制造技术。

一、专业人才培养方案的系统设计、开发

1.服务地区经济，建校企合作战略平台，构建专业对接产业、学生对接职业的人才培养模式

全面落实《国家中长期教育改革与发展规划纲要》对职业教育提出的目标任务。突出高职教育特色，坚持“以服务为宗旨，以就业为导向”的办学方针，贯彻落实《上海高等教育内涵建设“085”工程实施方案》。

以校企合作为基础，依托校内外两个平台，推进，形成数控技术高技能人才培养与机械装备制造行业企业的对接。

“数控技术”专业紧扣上海市先进制造业竞争力的提升脉搏，覆盖多个新兴制造产业的岗位群，为机械制造、汽车制造、船舶制造、航空航天制造等上海龙头发展行业培养所急需的制造业一流人才。

在“示范型高职院校”目标引领下，以强化实践实训为基础，以技能培养为主线，以先进数字化协同集成制造技术为特色，以技术革新意识、团队精神培养为先行，充分整合已有教学资源，进一步强化自身优势，做强“上海市数控技术公共实训基地”。

将学院拥有的“上海市数控技术开放实训中心”建成“数字化制造技术创新实训平台”，从而达到数控技术专业（及专业群）学生利用该平台进行典型产品的数控加工工艺设计、数控机床程序设计与加工的一体化培养目标；为培养以技能和技术创新为重点的数控技术技能型人才奠定基础。

以重点专业建设为“龙头”，带动相关专业群--数控技术、模具设计与制造、机制工艺与设备、机电一体化技术等专业的发展。通过专业建设，创新人才培养模式和课程体系，提升社会化服务能力。

根据产业人才需求确定专业培养目标，以专业教学、人员培训、技术开发等合作项目为依托，将行业和合作企业的生产、设备、标准直接引入教学过程，将职业岗位的职业道德要求和企业文化引入校园，实现毕业生就业与职业岗位的有效对接；拓展工学结合工业中心，发挥校企合作、工学结合基地的功能，强化与上海宝山钢铁股份有限公司、上海烟机厂、上海大众汽车制造有限公司、上海汇众汽车制造有限公司、上海三电贝洱汽车空调有限公司、上海汽车上海纳铁福传动轴有限公司、上海拖拉机内燃机有限公司、上海电气集团人民电器厂等企业的战略合作伙伴关系，建立校企共生发展的利益分享机制，完善生产实习、顶岗实习、综合实训等生产性实训环节的实施方案和质量监控体系；建立先进的职业技能培训和鉴定平台。

（1）实行学历教育与具有国际认证的职业资格“双证”制；突破传统的教学模式，以岗位任务作驱动，企业工作项目为导向，以一体化教学、工学交替等手段组织教学，并制定相应的培养计划。

（2）实行“综合职业能力素质养成”教育模式；以企业为导向，专业为基础，职业能力为核心，培养学生成为有较强综合职业能力的技术应用型人才培养模式。

（3）以岗位为目标、实行工学交替、产学合作；以项目驱动、任务引领进行教学，以就业为导向，培养高技能应用型人才。

（4）签订校企合作人才培养协议书，扩大校外顶岗实习企业网络。

（5）以职业能力培养为核心优化课程体系。

2.专业定位与发展相融合

专业建设上，按照“职业岗位明确，层次定位准确，培养模式先进，专业特色鲜明，人才质量优良"的要求，集学历、职业技能“双证制”教育、继续教育等多元化教学模式，推进人才培养模式、课程体系和教学内容改革，全面提高专业建设水平和人才培养质量。着力推进校企合作战略联盟建设，加快推进工学交替教育模式，进一步完善支撑专业特色发展的体制和机制。

以国家的经济结构调整为依据，以先进制造业为专业背景，进行培养目标的确定。培养适应产业转型发展中所需的、具有较强综合职业能力的人才，重点是培养数控多轴及高速加工技术、数控编程与操作、数控加工工艺设计、数控机床装调及设备维修、CAD/CAM技术、集成化数字制造技术及数控产品质量管理等方面的高级应用型技术人才。

二、人才培养方案设计思想

1.课程设计理念

课程设计理念是根据数控技术专业人才培养目标，以企业的实际岗位职责为依据，课程体系全面对接用人单位的需求，提高的课程的针对性与适用性，减少课程设置的盲目性。通过市场调研和企业走访，了解企业对于专业毕业生的能力与素质要求，针对企业具体岗位的能力要求，开发相应的课程与实训模块。结合基于工作过程方法，突出技能培养的模式。课程体系按照企业数字化制造岗位实际工作需要，设计教学内容；按照模块化课程设计方法，重点突出技能；以现代装备制造业实际工程项目为载体，设计制造过程为导向，过程学习与综合能力训练相结合，实施“做中学、学中做”课程设计理念的一体化教学课程开发与设计。

2.以培养具有技术革新意识的高级技术应用型人才为目标

专业课程的开发和设计目标指向培养高级技术应用型人才，以学生形成数控职业技术能力为目标，以提高数控人才培养质量为目的，建立“公共数控技术平台，多个专业方向（数控机床程序设计与加工方向、数控多轴及高速加工技术方向、集成化数字制造技术方向、数控加工工艺设计方向及数控设备维修与管理方向）”的新的人才培养模式，根据职业岗位群的要求确定人才培养目标和培养规格；以能力为中心构建理论教学体系和实践教学体系，拓宽基础，注重实践，加强职业能力培养，提高综合职业素质。

能运用CAD/CAM专业软件从事数控加工工艺分析、数控编程设计、加工设备操作调试、维护等方面综合职业能力，同时了解材料加工先进技术及理论，具有基本的从事技术革新能力。

3.能力结构总体要求

4.课程体系分层次、模块化，培养学生工程实践能力

分为基础能力模块、设计模块课程、制造模块课程、职业技能训练模块课程、职业能力拓展模块课程五部分，各部分侧重于专业基础知识与基本技能的培养、专业核心知识与综合职业能力的培养和专业新技术、新设备、新工艺的能力的培养，五部分课程模块共同培养学生的专业知识与技术，具有系统性。各部分课程在开课时间上具有先后关系，在课程内容深度与知识层次上具有递进关系，体现出课程间的发展性。

根据课程模块之间的内在联系，统筹安排职业技能训练模块课程，分层次构建训练项目的内容。分为机械设计与制造基础技能训练、金属切削技能训练、数控机床编程与加工训练、CAD/CAM综合训练、数控机床维护维修等五大模块。各模块训练内容对应相关职业岗位和课程需求，对接普通机械加工和数控技术应用职业标准，学生根据职业资格等级对知识与操作技能要求的不同，灵活选用不同的功能模块进行实训，在实训结束后参加相应等级职业技能鉴定并获取数控中级或高级证书。利用CAD/CAM综合实训和《数字化制造中心》，打破了过去各项数控加工技术互相封闭独立、相互脱节，缺乏有机联系、系统化训练的传统做法，为学生提供全新教学体验，提高学生综合工程素质和实践能力。通过数控机床编程与加工实训体现专业特色，让学生掌握数字化制造岗位所必须的基本技能和知识，并取得数控加工中级和高级资格证书。

利用理论教学、生产实训、企业顶岗实训、毕业设计等环节相融合的模式进行教学，使学生在过程中了解生产工艺流程，锻炼动手能力，培养团队协作精神。

三、结语

基于机械制造工作流程，依据数控技术相关专业标准以及相应岗位职业标准，兼顾搭建学生可持续发展平台的要求，从主要培养学生创新设计、创新制造能力出发，设置相应的课程体系。

以专业建设为核心，根据高技能人才培养的需要，建设融教学、培训、职业技能鉴定和技术研发功能于一体的实训基地或车间。可以看出，高等职业院校实验实训条件建设是实现人才培养目标、实现工学结合的基础条件。围绕课程设置和培养目标，加强实验实训建设和双师结构师资队伍建设，全面推进校企合作，实施工学结合的人才培养模式，促进数控专业内涵建设，培养出社会与市场需要的高技能应用型人才。

参考文献：

[1]李雄杰.高职理论实践一体化课程规划与设计[J].高等工程教育研究，2010，（2）.