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時(shí)間:2022-04-05 23:43:55
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數(shù)控技術(shù)將以往的計(jì)算機(jī)技術(shù)、機(jī)械制造技術(shù)、自動化控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、傳感檢測技術(shù)以及光電技術(shù)有機(jī)地進(jìn)行了結(jié)合,這也使得數(shù)控技術(shù)有了高效率、高集成、高柔性等特點(diǎn),這是制造自動化的重點(diǎn)基礎(chǔ),是當(dāng)代制造業(yè)的核心。據(jù)統(tǒng)計(jì),當(dāng)前我國數(shù)控相關(guān)的熟練人才已經(jīng)嚴(yán)重短缺,數(shù)控技術(shù)工成為了社會的熱點(diǎn)問題。數(shù)控人才的嚴(yán)重短缺也引起了我國教育部、勞動保障部、信息產(chǎn)業(yè)部等相關(guān)部門的高度重視,提出了職業(yè)院校制造業(yè)技能型緊缺人才培養(yǎng)培訓(xùn)工程,以此來改善我國制造業(yè)技術(shù)人才嚴(yán)重短缺的局面。所以,開設(shè)數(shù)控技術(shù)課程來培養(yǎng)數(shù)控方面的綜合素質(zhì)強(qiáng)、實(shí)際水平高的應(yīng)用性和研究型人才,已經(jīng)迫在眉睫。
二、數(shù)控技術(shù)課程教學(xué)中容易出現(xiàn)的問題
首先,專業(yè)師資非常短缺,相關(guān)的課程開設(shè)有所欠缺;第二,在實(shí)踐教學(xué)過程中所接觸的數(shù)控系統(tǒng)類型以及數(shù)控機(jī)床類型過于簡單,遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于企業(yè)所使用的數(shù)控設(shè)備;第三,課程開展中相關(guān)的教學(xué)軟件很匱乏,沒有與教學(xué)相適應(yīng)的高質(zhì)量教材。同時(shí),在教師實(shí)際的教學(xué)當(dāng)中,對于教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容、課程體系等方面的把握也有相關(guān)的問題,主要表現(xiàn)在:1、由于數(shù)控技術(shù)課程的獨(dú)特性,它涉及到了很多學(xué)科,其體系結(jié)構(gòu)很復(fù)雜,其中龐大的教學(xué)內(nèi)容難以在一兩門課程中全部解決,這樣一來就使得教學(xué)活動的雙方都顯得力不從心;2、在日常的數(shù)控技術(shù)教學(xué)中,教學(xué)方法顯得過于陳舊,難以激發(fā)學(xué)生對于數(shù)控技術(shù)學(xué)習(xí)的興趣,更談不上提高學(xué)生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力以及創(chuàng)新精神;3、由于數(shù)控技術(shù)的更新?lián)Q代十分快速,很多課堂教學(xué)的內(nèi)容沒有一定的前瞻性和深入性,很多實(shí)質(zhì)性的技術(shù)和先進(jìn)性技術(shù)在講解上有一定困難,這樣一來,數(shù)控技術(shù)課程教學(xué)的質(zhì)量就難以得到保證。
三、提高學(xué)生數(shù)控技術(shù)能力的途徑和方法
1.靈動透徹學(xué)習(xí)編程指令
很多學(xué)生在中職數(shù)控技術(shù)技能學(xué)習(xí)結(jié)束之后,都會去考中級操作證,中級操作資格中對于編程指令的運(yùn)用一般來說都會比較簡單,學(xué)生在日常的學(xué)習(xí)中,就可以通過編程指令來編制一些簡單的加工程序。同時(shí),對于編程的學(xué)習(xí)和數(shù)學(xué)課程中定理、公式的學(xué)習(xí),不僅僅要求簡單的理解,還需要學(xué)生對其進(jìn)行深入的了解和掌握,因?yàn)樵谥噶罡袷街懈鞣N參數(shù)的設(shè)定和與其他指令之間的配合,都會對程序編制的速度、程序的結(jié)構(gòu)以及程序的運(yùn)行速度造成直接的影響。所以說在實(shí)際的教學(xué)當(dāng)中,需要教師指導(dǎo)學(xué)生通過各種圖紙指令編程進(jìn)行不斷的練習(xí),讓學(xué)生對這些指令有著很好的理解,達(dá)到學(xué)生在實(shí)際操作中靈活運(yùn)用編程指令的目的。
2.重視機(jī)床結(jié)構(gòu)和工作原理以及機(jī)械加工工藝知識的教學(xué)
數(shù)控機(jī)床是集合了自動控制技術(shù)、信息處理加工傳輸技術(shù)、傳感器技術(shù)、軟件技術(shù)以及機(jī)械制造技術(shù)等多方面技術(shù)于一身的機(jī)械設(shè)備,這其中也涉及到很多學(xué)科,如果要求學(xué)生非常深入并掌握這些相關(guān)知識是非常困難的。所以在實(shí)際的教學(xué)中,教師應(yīng)該通過機(jī)床執(zhí)行零件加工的流程,分功能地對學(xué)生進(jìn)行原理和結(jié)構(gòu)的教學(xué),讓學(xué)生對機(jī)床的各個(gè)模塊有一個(gè)初步的了解,當(dāng)機(jī)床出現(xiàn)故障以及問題時(shí),學(xué)生能夠很快地找出問題的所在并迅速地對故障進(jìn)行分析和排除。同時(shí),數(shù)控加工的流程與普通機(jī)床加工相比而言,增加了對于程序的編制和輸入,而編程過程中會遇到很多工藝知識,例如定位基準(zhǔn)的選擇、工藝路線的設(shè)計(jì)以及零件各個(gè)表面的加工方式、工序的設(shè)定、工序尺寸的確定等等,這些工藝知識與普通機(jī)床的運(yùn)用是相通的。因此,在學(xué)習(xí)數(shù)控加工技能之前,學(xué)??梢栽O(shè)置一些普通機(jī)床的加工課程,這樣一來,不但可以在學(xué)習(xí)數(shù)控加工技能的同時(shí)和普通機(jī)床加工的原理和操作進(jìn)行比較,還能夠有效地減少數(shù)控技能的學(xué)習(xí)時(shí)間,有效地節(jié)約技能成本,更重要的是可以對數(shù)控知識進(jìn)行鞏固和加深。
3.上機(jī)操作要求要根據(jù)課題的不同來進(jìn)行改變
在實(shí)際的上機(jī)操作中,教師首先要讓學(xué)生明白該做什么、做的步驟、怎樣做以及每一個(gè)步驟的目的是什么。學(xué)生對于機(jī)床準(zhǔn)備、開機(jī)、機(jī)床坐標(biāo)原點(diǎn)等步驟的內(nèi)容應(yīng)該準(zhǔn)確掌握,同時(shí)還要養(yǎng)成良好的操作習(xí)慣。同時(shí),教師還要引導(dǎo)學(xué)生熟悉機(jī)床的操作界面,對于各個(gè)按鍵、旋鈕的功能要了然于心,合理地進(jìn)行界面的切換。在程序的輸入和編輯上,雖然難度不大,但是關(guān)鍵在于要記牢以及養(yǎng)成良好的習(xí)慣動作,這些對于學(xué)生的實(shí)際操作都有著很大的幫助。對刀操作是上機(jī)操作的第二課題。在學(xué)習(xí)這個(gè)課題時(shí),學(xué)生要學(xué)會對刀具、工件的裝夾,清楚了解刀具要伸出多少、工件要伸出多少、裝在什么刀位以及原因所在。教師在示范的時(shí)候,要針對學(xué)生的疑難地方,細(xì)致并耐心地進(jìn)行講解。在對刀上,學(xué)生要掌握對刀的原理是什么,再對工件坐標(biāo)系進(jìn)行設(shè)定。在數(shù)控機(jī)床操作中,對刀操作是重點(diǎn),也是一個(gè)考驗(yàn)學(xué)生耐心與細(xì)致的步驟。一般情況下,學(xué)生都會有一定的緊張感,所以在實(shí)際的教學(xué)中,教師要給予學(xué)生充分的時(shí)間進(jìn)行練習(xí),以便學(xué)生掌握,事后學(xué)生還要對練習(xí)的過程進(jìn)行仔細(xì)思考,思考操作中的錯(cuò)誤的原因是什么,也可和教師一起進(jìn)行分析,然后進(jìn)行二次練習(xí),直到可以很好的掌握為止。
數(shù)控加工技術(shù)與傳統(tǒng)的加工技術(shù)不同,數(shù)控加工技術(shù)需要在數(shù)控機(jī)床上對機(jī)器的零件進(jìn)行精細(xì)地加工技術(shù),該技術(shù)需要運(yùn)用到機(jī)械加工和數(shù)字信息控制零件方法,而且數(shù)控加工這種技術(shù),能夠廣泛地運(yùn)用在各種復(fù)雜的零件上,應(yīng)用的領(lǐng)域非常廣泛。數(shù)控加工技術(shù)還具有精密度高的優(yōu)點(diǎn),對零件的加工精細(xì)。在數(shù)控加工過程中運(yùn)用到的數(shù)控機(jī)床,是一種應(yīng)用計(jì)算機(jī)來進(jìn)行控制的機(jī)床,數(shù)控系統(tǒng)又控制著數(shù)控機(jī)床,數(shù)控系統(tǒng)能夠根據(jù)程序員對零件的材質(zhì)、加工要求等規(guī)定的要求進(jìn)行程序編輯。
一、復(fù)雜曲面數(shù)控加工中的技術(shù)
隨著社會的高新科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,在航空、造船、汽車等交通領(lǐng)域中,對零件的加工要求逐步的提高,人們要求的零件越來越精細(xì)與精確,因此,復(fù)雜曲面數(shù)控加工技術(shù)得到了快速的提升。由于數(shù)控加工技術(shù)應(yīng)用廣泛,該技術(shù)可以應(yīng)用在已有零件的復(fù)制、受損零件的還原、新零件的設(shè)計(jì)等等方面,因此,數(shù)控加工技術(shù)包含了方方面面的技術(shù),如:獲取數(shù)據(jù)的技術(shù)、曲面匹配的技術(shù)等。
數(shù)控技術(shù)是一種運(yùn)用數(shù)字來對某一工程的全過程進(jìn)行有效地控制,并且能夠達(dá)到機(jī)械自動化的目的的一種新型技術(shù)。該技術(shù)能夠機(jī)械中的方位、角度、長度、速度等的物理量進(jìn)行機(jī)械化控制,數(shù)控加工技術(shù)伴隨著高級數(shù)學(xué)的研究而發(fā)展。在數(shù)控技術(shù)加工中,需要運(yùn)用到數(shù)控機(jī)床進(jìn)行對數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行操控,然后數(shù)控機(jī)床又是根據(jù)操作者的編輯來進(jìn)行操控的,在數(shù)控機(jī)床內(nèi)部中,機(jī)器內(nèi)部會自動地對操控著輸入的數(shù)據(jù)以及規(guī)定進(jìn)行系統(tǒng)的數(shù)據(jù)計(jì)算、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換等復(fù)雜的工程式的操作,最后再通過一系列的機(jī)器自動操作,對需要加工的零件進(jìn)行制造,來完成這一零件加工的過程,即數(shù)控加工過程。數(shù)控技術(shù)一般分為數(shù)字控制、計(jì)算機(jī)控制、直接控制和微機(jī)控制。這幾種數(shù)控技術(shù)都是通過不同的機(jī)器來實(shí)現(xiàn)對數(shù)字的控制欲數(shù)字的轉(zhuǎn)換的過程。
二、數(shù)控加工技術(shù)的特點(diǎn)
數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)達(dá)與否是一個(gè)國家的工業(yè)發(fā)展的情況的標(biāo)志,因此,一個(gè)國家的工業(yè)是否發(fā)達(dá),與該國家的數(shù)控技術(shù)的發(fā)展是密切相關(guān)的。那么數(shù)控加工這種技術(shù)為什么會占有如此重要的位置呢?以下讓我們一起了解一下數(shù)控加工技術(shù)具備的各種優(yōu)點(diǎn)。
(一)機(jī)械自動化
數(shù)控加工技術(shù)是一種全自動化的高科技的技術(shù),運(yùn)用對數(shù)字的控制進(jìn)行機(jī)械自動運(yùn)行的技術(shù)。在數(shù)控的加工過程中,操作者的工作量非常的簡單與便捷,操作者只需要在數(shù)控系統(tǒng)中按下規(guī)定的數(shù)據(jù),對零件進(jìn)行裝卸以及定時(shí)的給機(jī)械換道具,并且在過程中進(jìn)行監(jiān)督。機(jī)械的自動化,可以大大地減少工業(yè)員工的工作量,減輕了員工們的工作負(fù)擔(dān),給人們帶來了許多的方便。在工業(yè)的生產(chǎn)過程中,運(yùn)用數(shù)控加工技術(shù),可以使復(fù)雜的手工操作過程變得簡便許多。
(二)精確度高
運(yùn)用數(shù)控加工技術(shù)對工業(yè)生產(chǎn)中的零件進(jìn)行加工,能夠在加工的過程中進(jìn)行很精確地計(jì)算,由于數(shù)控技術(shù)的機(jī)械化,計(jì)算非常精確,從而能夠確保產(chǎn)品的高度精確,在很大一定程度上,滿足了人們對產(chǎn)品的高度精細(xì)的要求,該技術(shù)的精確度高,不僅保證了零件的精細(xì)程度,而且為大型機(jī)器的制造奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
(三)工作效率高
由于數(shù)控加工技術(shù)在運(yùn)用數(shù)控機(jī)床加工能夠在一次的裝卸中同時(shí)對多個(gè)零件的表面進(jìn)行加工,就僅此這一個(gè)步驟,就比人工的操作快了許多,在數(shù)控加工過程中,還在許多過程上的效率高,如:數(shù)據(jù)的檢測、劃線等方面。這種數(shù)控加工技術(shù)大大地縮短了零件的加工時(shí)間,這也很大程度上方便了人們,為工業(yè)生產(chǎn)的員工減少了工作的壓力。
(四)用于創(chuàng)新產(chǎn)品的研制
在數(shù)控加工技術(shù)中,操作人員不要太多的制造過程,只需要對機(jī)器中的數(shù)據(jù)進(jìn)行高級編輯就能夠快速地制造出一種新型的產(chǎn)品出來,因此,運(yùn)用數(shù)控技術(shù)生產(chǎn)出創(chuàng)新的產(chǎn)品,就比以往降低了一個(gè)等次,變得容易了許多。
雖然,運(yùn)用數(shù)控技術(shù)進(jìn)行零件的加工具備了很多的優(yōu)點(diǎn),但是這種技術(shù)也具有一些不足之處,如:數(shù)控技術(shù)的投資大、工業(yè)生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)高、數(shù)控系統(tǒng)的維修要求高、運(yùn)行數(shù)控機(jī)床時(shí)遵守的規(guī)則繁瑣等缺點(diǎn)。數(shù)控技術(shù)的這些缺點(diǎn)也成為了該技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中得不到推廣的主要原因,許多企業(yè)家不愿意投資大筆的錢財(cái)在工業(yè)生產(chǎn)中,從而放棄了數(shù)控技術(shù)的這種新型加工技術(shù),從而,在一定程度上,限制了數(shù)控技術(shù)的發(fā)展。
三、復(fù)雜曲面數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用
數(shù)控加工技術(shù)在許多的領(lǐng)域里都可以應(yīng)用得到,不單單對復(fù)雜的曲面上可以應(yīng)用,在許多的零件中需要應(yīng)用數(shù)控系統(tǒng)這樣的大型機(jī)器才可以進(jìn)行,面向各個(gè)領(lǐng)域的高科技術(shù),數(shù)控技術(shù)的發(fā)展獲得了很大的提升,如今,在工程上的數(shù)據(jù)的獲取技術(shù)子航空、航天等方面也得到了很廣泛的應(yīng)用,曲面的匹配技術(shù)也應(yīng)用在了許許多多的方面,如:建筑設(shè)計(jì)上的各種家具的相互匹配等。由于零件的配置應(yīng)用在人們生活中的方方面面,在汽車?yán)?,會有零零碎碎的零件,在飛機(jī)中、航船中等等的大型機(jī)器當(dāng)中,也是由零件構(gòu)成的。總之,數(shù)控加工這種先進(jìn)的技術(shù),在以后具有很大的發(fā)展?jié)撃?,且?yīng)用十分的廣泛。
(一)數(shù)控技術(shù)在交通行業(yè)中的應(yīng)用
數(shù)控技術(shù)最早就是運(yùn)用在機(jī)器中的零件的制造當(dāng)中,隨著數(shù)控技術(shù)對零件的加工過程應(yīng)用得越來越多,在汽車、船舶、航空等交通運(yùn)輸行業(yè)中,交通工具的內(nèi)部的構(gòu)造的零件中,開始廣泛地使用數(shù)控技術(shù),對繁瑣、眾多的細(xì)小零件進(jìn)行精確地加工,在數(shù)控加工中,大到可以加工交通工具的發(fā)動機(jī),小到可以加工一個(gè)細(xì)小的螺絲。因此,在現(xiàn)今的數(shù)控加工技術(shù),已經(jīng)普遍地應(yīng)用于交通工具的制造當(dāng)中。
(二)數(shù)控技術(shù)在軍事裝備中的應(yīng)用
數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用,不僅僅局限在交通生產(chǎn)方面上,海能夠推廣到軍事裝備的制造當(dāng)中。許多國家的軍事上的武器,已逐步地需要運(yùn)用數(shù)控加工這種技術(shù)。這一技術(shù)之所以能夠應(yīng)用于軍事武裝上面,最主要的原因在于該技術(shù)制作的精確性高,許多國家考慮到武器對國家的國防的重要性,制造出一種高度精確精細(xì)的武器成為了首先需要解決的問題,運(yùn)用數(shù)控技術(shù)又恰好的符合了制造精確的零件的要求,而且,制造出一種精確度高的武器,也能很好地保證了武器的安全性與使用性。
(三)數(shù)控技術(shù)在通信行業(yè)中的應(yīng)用
如今的計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)、手機(jī)通信的產(chǎn)業(yè)以及電視機(jī)產(chǎn)業(yè)當(dāng)中,大多需要運(yùn)用到一種含有納米技術(shù)、超精技術(shù)的高科技的精細(xì)制造配置。這些通信產(chǎn)品的內(nèi)部的精細(xì)構(gòu)造中,許多的零件需要有高度的精細(xì)與精確性,數(shù)控加工技術(shù)在很大地程度上滿足了制造通信產(chǎn)品中的這一要求,運(yùn)用數(shù)控技術(shù)加工通信產(chǎn)品的零件,將會成為通信生產(chǎn)行業(yè)的一大趨勢。
(四)數(shù)控技術(shù)在醫(yī)療設(shè)備上的應(yīng)用
醫(yī)療行業(yè)當(dāng)中,數(shù)控技術(shù)將能夠應(yīng)用于現(xiàn)代的一些機(jī)械化的醫(yī)療器具當(dāng)中,現(xiàn)在醫(yī)院里的一些高科技的診斷設(shè)備實(shí)際上都應(yīng)用了數(shù)控技術(shù),這些設(shè)備的應(yīng)用大多數(shù)是運(yùn)用了數(shù)控技術(shù)當(dāng)中的數(shù)據(jù)監(jiān)測的技術(shù),利用了數(shù)控技術(shù)的獲得準(zhǔn)確數(shù)據(jù)的特點(diǎn)。使得數(shù)控技術(shù)在醫(yī)療設(shè)備上得到了應(yīng)用。
(五)數(shù)控技術(shù)在印刷行業(yè)上的應(yīng)用
在印刷行業(yè)中,印刷機(jī)器的內(nèi)部構(gòu)造同樣可以應(yīng)用到數(shù)控加工這種技術(shù)。該行業(yè)運(yùn)用數(shù)控技術(shù),主要利用了數(shù)控技術(shù)的耗時(shí)少的特點(diǎn),在相同的時(shí)間內(nèi),運(yùn)用了數(shù)控技術(shù)的印刷機(jī)器比傳統(tǒng)的印刷機(jī)器的工作效率要打很多,使印刷術(shù)在短暫的時(shí)間內(nèi)得到最大量的工作量,滿足了人們對時(shí)間觀念上的要求,從而,使數(shù)控技術(shù)能夠在印刷行業(yè)中的得到了廣泛地應(yīng)用。
數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不僅僅局限在以上的行業(yè)當(dāng)中,該技術(shù)甚至能夠滲透到人類的生活的方方面面當(dāng)中,由于數(shù)控技術(shù)的運(yùn)行方便的特點(diǎn),現(xiàn)代的紡織業(yè)、包裝業(yè)等等的行業(yè)當(dāng)中也看可以運(yùn)用到數(shù)控這種技術(shù),在簡單的行業(yè)當(dāng)中也能很好的運(yùn)用數(shù)控技術(shù)。在以后的手工產(chǎn)業(yè)當(dāng)中,主要由數(shù)控機(jī)床來進(jìn)行操控,見見地取代人工的手工制造業(yè),方便人們的生活,減輕人們的勞動力。
四、總結(jié)
本論文主要對數(shù)控加工技術(shù)進(jìn)行簡要的陳述,讓讀者能夠?qū)?shù)控技術(shù)有了進(jìn)一步的了解,并且通過介紹數(shù)控技術(shù)的優(yōu)勢所在,向人們推廣這種數(shù)控加工技術(shù),向各大企業(yè)家推薦現(xiàn)今的數(shù)控技術(shù)是值得大家投入發(fā)展的技術(shù),最后,再深入地介紹數(shù)控技術(shù)在各個(gè)行業(yè)中的廣泛應(yīng)用,說明了數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用的領(lǐng)域是非常廣闊的,是一種非常有用的技術(shù),是產(chǎn)品生產(chǎn)中的很有必要的一門技術(shù)。
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中圖分類號:G642.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)43-0084-02
數(shù)控技術(shù),是利用數(shù)字化的信息對機(jī)床運(yùn)動及加工過程進(jìn)行控制的一種方法。數(shù)控技術(shù)對傳統(tǒng)機(jī)械制造業(yè)的滲透產(chǎn)生了機(jī)電一體化產(chǎn)品——數(shù)控機(jī)床?,F(xiàn)在數(shù)控技術(shù)已成為制造業(yè)實(shí)現(xiàn)自動化、柔性化、集成化的基礎(chǔ)技術(shù),數(shù)控機(jī)床也已成為新一代生產(chǎn)技術(shù),如FMS,CIMS等的制造基礎(chǔ)。我國和世界上的發(fā)達(dá)國家一樣,都把發(fā)展數(shù)控技術(shù)作為制造業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略重點(diǎn),將數(shù)控技術(shù)向深度和廣度發(fā)展列入科技發(fā)展的重要內(nèi)容。
一、《數(shù)控技術(shù)》課程的性質(zhì)與特點(diǎn)
《數(shù)控技術(shù)》課程是我校機(jī)電一體化專業(yè)的專業(yè)必修課。通過本課程學(xué)習(xí),使學(xué)生建立現(xiàn)代機(jī)械制造的全新概念,掌握數(shù)控技術(shù)的基本知識、基本理論和基本技能。該課程有以下特點(diǎn):
1.知識密集?!稊?shù)控技術(shù)》課程是以數(shù)控機(jī)床等典型數(shù)控設(shè)備為主要研究對象講授計(jì)算機(jī)數(shù)控的基本原理、基礎(chǔ)理論和方法。數(shù)控機(jī)床具有集機(jī)、電、液于一身,技術(shù)密集和知識密的特點(diǎn),設(shè)計(jì)、使用數(shù)控機(jī)床必須具備機(jī)械制造、微電子、自動控制和計(jì)算機(jī)等多方面知識。
2.理論性與應(yīng)用性均要求較高?!稊?shù)控技術(shù)》課程既包含了開發(fā)設(shè)計(jì)數(shù)控系統(tǒng)和數(shù)控機(jī)床所需要的深?yuàn)W的理論知識,又包含了使用數(shù)控機(jī)床所需要的應(yīng)用方面的知識。
3.知識更新快。隨著微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,數(shù)控技術(shù)也在不斷地發(fā)展。數(shù)控技術(shù)從發(fā)明到現(xiàn)在,雖然只有50多年的歷史,但已經(jīng)經(jīng)歷了五個(gè)發(fā)展階段,相應(yīng)的數(shù)控機(jī)床也經(jīng)歷了五次更新?lián)Q代,專業(yè)知識的更新速度非常快。
二、對教學(xué)中存在的問題一些探討
由于《數(shù)控技術(shù)》課程具備的以上特點(diǎn),給教學(xué)過程中帶來一定的難度,因此在教學(xué)過程中,授課教師經(jīng)常會被以下問題所困擾:如授課的側(cè)重點(diǎn)應(yīng)在哪里、如何掌握講授的深淺程度、怎樣將才會收到良好的教學(xué)效果等等。筆者通過在《數(shù)控技術(shù)》課程教學(xué)實(shí)踐中的探索,獲得一些認(rèn)識和體會,現(xiàn)歸結(jié)如下:
1.根據(jù)培養(yǎng)人才的定位確定授課內(nèi)容。以往的教學(xué)過程中,授課內(nèi)容往往是跟著教材跑,即教材上有什么就講什么。但目前《數(shù)控技術(shù)》教材版本多,質(zhì)量參差不齊,內(nèi)容編排也差別很大,從而使教學(xué)目的和培養(yǎng)目標(biāo)帶有很大的盲目性。數(shù)控技術(shù)人才可分為研究型、應(yīng)用型和操作型三個(gè)層次。根據(jù)我校培養(yǎng)人才的目標(biāo),我們培養(yǎng)的學(xué)生應(yīng)定位在應(yīng)用型人才。所以《數(shù)控技術(shù)》課程的理論教學(xué)內(nèi)容應(yīng)側(cè)重應(yīng)用性、先進(jìn)性和前沿性。在重視專業(yè)性較強(qiáng)的應(yīng)用理論,加強(qiáng)與職業(yè)能力密切相關(guān)的使用理論基礎(chǔ)上,舍棄一些煩瑣的理論推導(dǎo)、證明方面的內(nèi)容,突出實(shí)用性、應(yīng)用性。根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)方案制訂課程的授課大綱,編寫教學(xué)計(jì)劃,當(dāng)與教材內(nèi)容有出入時(shí),以大綱為準(zhǔn),給學(xué)生列出相應(yīng)的參考書作為輔助教材,圍繞人才培養(yǎng)方向開展教學(xué)工作。
2.加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué),提高學(xué)生的綜合能力與素質(zhì)?!稊?shù)控技術(shù)》課程具有很強(qiáng)的實(shí)踐性,要想達(dá)到理想的教學(xué)效果,僅在課堂上實(shí)施全方位的教學(xué)是不夠的,還應(yīng)具備一個(gè)良好的實(shí)踐教學(xué)環(huán)境。過去由于教學(xué)條件的限制,只能傳授理論知識而不能將理論付諸于實(shí)踐。今年我校新增了兩個(gè)數(shù)控實(shí)驗(yàn)室,購進(jìn)了兩臺數(shù)控加工設(shè)備及相應(yīng)的教學(xué)軟件,使我們有條件去加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),在實(shí)踐課中,一方面學(xué)生可以上機(jī)編程,動態(tài)模擬加工過程。在條件允許的情況下,還可以將編制的零件程序通過數(shù)據(jù)接口傳至數(shù)控機(jī)床,進(jìn)行實(shí)際加工。另一方面,學(xué)生可以學(xué)習(xí)操作機(jī)床,從而提高他們的實(shí)踐能力,為以后的求職與就業(yè)奠定基礎(chǔ)。
3.加強(qiáng)與先修課程的溝通。與《數(shù)控技術(shù)》課程聯(lián)系緊密的先修課主要是《電工電子技術(shù)》和《微機(jī)原理與接口技術(shù)》,這兩門課程的教學(xué)程度將直接影響到《數(shù)控技術(shù)》課程的教學(xué)效果,在以前的教學(xué)過程中曾發(fā)現(xiàn)這樣的情況,《數(shù)控技術(shù)》課程所需用到的先修課的知識有的沒有學(xué),有的學(xué)得不全面。所以,預(yù)先將《數(shù)控技術(shù)》課程中將會用到的知識與先修課程的教師進(jìn)行溝通,為學(xué)生打下一個(gè)良好的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)是十分必要的。
4.教學(xué)方式的改革。在目前的教學(xué)方式中,黑板式教學(xué)傳達(dá)的信息量小,但是教師與學(xué)生之間的溝通較好。多媒體教學(xué)傳達(dá)的信息量大,但有時(shí)會妨礙師生之間的互動。對《數(shù)控技術(shù)》這樣一門綜合性強(qiáng)的課程,僅采用單一的教學(xué)方式很難達(dá)到理想的教學(xué)效果,針對課程特點(diǎn),可以采用綜合型的教學(xué)模式,將教學(xué)內(nèi)容分為三大塊,分別采用不同的教學(xué)方式:(1)對于基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)理論的講授采用黑板式教學(xué),邊講邊寫,使學(xué)生搞清楚這些理論的來龍去脈;(2)對于數(shù)控機(jī)床與數(shù)控系統(tǒng)的組成及工作原理部分由于圖形多,可以制成課件,使用多媒體教學(xué),既便于教師的講授,又易于學(xué)生理解;(3)對于數(shù)控基本技能的訓(xùn)練與實(shí)踐環(huán)節(jié),把課堂設(shè)到實(shí)驗(yàn)室,讓學(xué)生邊實(shí)踐邊學(xué)習(xí)。
【關(guān)鍵詞】OBE;數(shù)控技術(shù);實(shí)訓(xùn)教學(xué)
培養(yǎng)現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)人才是高校機(jī)電類專業(yè)培養(yǎng)適應(yīng)市場需求的高技術(shù)應(yīng)用型人才的重要目標(biāo),數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)是培養(yǎng)現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)人才的重要環(huán)節(jié),對于提高學(xué)生的專業(yè)綜合能力、創(chuàng)新意識和實(shí)際操作能力具有重要意義。根據(jù)學(xué)校招生就業(yè)處等部門到各地用人單位進(jìn)行調(diào)研反饋的消息稱,畢業(yè)生除了工作經(jīng)驗(yàn)缺乏之外,其知識結(jié)構(gòu)、技術(shù)技能、素質(zhì)素養(yǎng)均與用人單位的要求存在一定差距。這與數(shù)控技術(shù)實(shí)訓(xùn)教學(xué)管理、實(shí)訓(xùn)方案和師資隊(duì)伍建設(shè)方面的不合理性存在一定的關(guān)系,這些因素制約著數(shù)控技術(shù)實(shí)訓(xùn)工作的有效開展以及數(shù)控技術(shù)人才培養(yǎng)水平的提高。以欽州學(xué)院工程訓(xùn)練中心為例,在籌建北部灣大學(xué)的階段,雖然采購了一定數(shù)量的數(shù)控機(jī)床,但是由于人才培養(yǎng)方案以及課程教學(xué)大綱的約束,其授課課時(shí)較少,而且數(shù)控技術(shù)實(shí)習(xí)多以示范性和驗(yàn)證性為主,著重對基本理論的校驗(yàn)和實(shí)際工件的演示,學(xué)生動手機(jī)會少,數(shù)控技術(shù)實(shí)訓(xùn)實(shí)施方案設(shè)計(jì)不盡合理,學(xué)生所學(xué)的知識水平、技術(shù)技能水平等不能滿足用人單位的要求。
針對上述數(shù)控技術(shù)實(shí)訓(xùn)教學(xué)中存在的問題,筆者嘗試運(yùn)用OBE(Outcome-basedEducation,中文簡稱“成果導(dǎo)向教育”)理念對數(shù)控技術(shù)實(shí)訓(xùn)教學(xué)改革進(jìn)行一些探討。
一、OBE教育理念
OBE也稱能力導(dǎo)向教育、目標(biāo)導(dǎo)向教育、需求導(dǎo)向教育或?qū)W習(xí)產(chǎn)出導(dǎo)向教育,由Spandy等人于1981年提出,現(xiàn)已成為美國、英國、加拿大等發(fā)達(dá)國家高等教育的主流理念。《華盛頓協(xié)議》全面接受了OBE理念,并將其貫穿于工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)中。在理念上,OBE是一種“以學(xué)生為本”的教育哲學(xué);在實(shí)踐上,OBE是一種關(guān)注于學(xué)生受教育后獲得什么能力和能夠做什么的培養(yǎng)模式?;贠BE理念的教育過程和課程計(jì)劃等都是圍繞實(shí)現(xiàn)預(yù)期的學(xué)習(xí)結(jié)果來設(shè)計(jì),這樣的體系能真正體現(xiàn)以學(xué)生為中心,確保學(xué)生圍繞未來崗位所需要的知識、能力和素質(zhì)發(fā)展自己。OBE以學(xué)生的學(xué)習(xí)成果為目標(biāo),以社會需求為標(biāo)尺,更加注重學(xué)習(xí)過程,并持續(xù)改進(jìn)跟以前的教學(xué)策略相比,OBE更加強(qiáng)調(diào)學(xué)生學(xué)到了什么而非教師教了什么,更加強(qiáng)調(diào)能力本位和個(gè)性化評定。
二、基于OBE的數(shù)控技術(shù)實(shí)訓(xùn)教學(xué)的幾點(diǎn)探討
(一)以需求為導(dǎo)向的實(shí)訓(xùn)教學(xué)管理設(shè)計(jì)
欽州學(xué)院工程訓(xùn)練中心目前開設(shè)的數(shù)控技術(shù)實(shí)訓(xùn)的課程主要有工程訓(xùn)練Ⅰ、工程訓(xùn)練Ⅱ等全校公共必修課以及數(shù)控技術(shù)實(shí)訓(xùn)等專業(yè)選修課,工程訓(xùn)練Ⅰ、工程訓(xùn)練Ⅱ中數(shù)控技術(shù)實(shí)訓(xùn)的實(shí)訓(xùn)課時(shí)量分別為8課時(shí)、16課時(shí),主要培養(yǎng)學(xué)生的工程素養(yǎng)和工程意識,數(shù)控技術(shù)實(shí)訓(xùn)等專業(yè)選修課對于不同的專業(yè)課時(shí)其量不盡相同,最長僅有80課時(shí)。但無論是全校公共必修課還是專業(yè)選修課,數(shù)控技術(shù)的實(shí)訓(xùn)教學(xué)仍然是傳統(tǒng)的先理論后實(shí)操的模式,對于全校公共必修課,不同專業(yè)學(xué)生的教學(xué)內(nèi)容差異不大,對于專業(yè)選修課,則根據(jù)整個(gè)實(shí)訓(xùn)課時(shí)量安排實(shí)習(xí)內(nèi)容整個(gè)過程,兩者都以完成知識教學(xué)為主,對于不同專業(yè)的程度需求、知識結(jié)構(gòu)考慮的不夠。根據(jù)OBE的理念,學(xué)校的培養(yǎng)目標(biāo)及培養(yǎng)模式應(yīng)以專業(yè)和社會的需求為導(dǎo)向,以O(shè)BE模式來進(jìn)行數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué),應(yīng)緊密結(jié)合不同專業(yè)的人才培養(yǎng)計(jì)劃和畢業(yè)應(yīng)達(dá)到的要求進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)并進(jìn)行管理。實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式有別于理論教學(xué)模式,對于數(shù)控技術(shù)實(shí)訓(xùn)的理論知識如編程知識,可以讓學(xué)生在進(jìn)行實(shí)訓(xùn)之前自學(xué),并自行設(shè)計(jì)自己想要實(shí)訓(xùn)的內(nèi)容,在實(shí)訓(xùn)期間,老師對于重點(diǎn)難點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行點(diǎn)撥并指導(dǎo)實(shí)習(xí)。工程訓(xùn)練中心現(xiàn)有的實(shí)訓(xùn)室已全部實(shí)現(xiàn)智能控制,老師和學(xué)生只要提前向設(shè)備保障科申請權(quán)限,可憑指紋進(jìn)入實(shí)訓(xùn)室,實(shí)現(xiàn)實(shí)訓(xùn)室的全天候開放,學(xué)生可實(shí)現(xiàn)自主學(xué)習(xí)和管理,對于自己想要達(dá)到的實(shí)訓(xùn)目標(biāo)較為清楚。采取這種模式后,學(xué)生根據(jù)自身不同的專業(yè)和需求,心里清楚的知道自己需要學(xué)習(xí)的內(nèi)容及深度,學(xué)生學(xué)習(xí)的效率和實(shí)訓(xùn)室設(shè)備的利用率都將大為提升。
(二)“以學(xué)生為本”的實(shí)訓(xùn)教學(xué)方案
欽州學(xué)院工程訓(xùn)練中心目前數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)的現(xiàn)狀是教師主導(dǎo),學(xué)生需要學(xué)習(xí)什么理論知識,學(xué)到何種程度,需要加工何種圖樣的零件,都是由實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)老師指定,并沒有考慮學(xué)生接收知識的能力和興趣程度,不想學(xué)的學(xué)生覺得枯燥無味,不愿深入學(xué)習(xí),想學(xué)的學(xué)生覺得實(shí)訓(xùn)時(shí)間和內(nèi)容都遠(yuǎn)不夠,學(xué)習(xí)熱情受到限制。OBE強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為主體,實(shí)訓(xùn)教學(xué)方案應(yīng)以學(xué)生的人才培養(yǎng)方案及畢業(yè)要求為出發(fā)點(diǎn),設(shè)置菜單式的教學(xué)方案,學(xué)生根據(jù)自己的需求程度和興趣愛好進(jìn)行自主選擇,并利用課余時(shí)間預(yù)約實(shí)訓(xùn)室開放,從而提高教學(xué)質(zhì)量,學(xué)生也可以根據(jù)需要,在工程訓(xùn)練中心的職業(yè)技能鑒定所進(jìn)行考證。
(三)能力為導(dǎo)向的師資隊(duì)伍建設(shè)
想要培養(yǎng)高質(zhì)量的數(shù)控技術(shù)人才,首先得有一支高素質(zhì)高能力的師資隊(duì)伍。數(shù)控技術(shù)實(shí)訓(xùn)涉及多學(xué)科交叉,其理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng),在數(shù)控技術(shù)實(shí)訓(xùn)教學(xué)中,教師除了具備一定的理論知識外,還必須熟練掌握數(shù)控機(jī)床的基本操作技能,熟悉常規(guī)維護(hù)技術(shù),熟悉現(xiàn)代CAD/CAM自動加工技術(shù)的應(yīng)用方法和基本流程。工程訓(xùn)練中心大部分老師都持有數(shù)控車、數(shù)控銑等工種的技師證或高級技師證,技能水平可以保證,但運(yùn)用技能解決工程實(shí)際問題的能力還有待提高,可以依托國家級、省部級競賽等平臺,組織學(xué)生參加全國大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競賽、全國大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽、全國三維數(shù)字化設(shè)計(jì)大賽、廣西高校大學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計(jì)與制作大賽等比賽,從指導(dǎo)學(xué)生參賽的過程中加強(qiáng)數(shù)控技術(shù)實(shí)訓(xùn)師資隊(duì)伍建設(shè)。此外,還要充分利用自治區(qū)級實(shí)訓(xùn)教學(xué)示范中心——先進(jìn)制造技術(shù)與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)訓(xùn)中心和欽州市“互聯(lián)網(wǎng)+先進(jìn)制造”工程技術(shù)研究中心的平臺資源,設(shè)立相關(guān)科研和教改課題,全面提升實(shí)訓(xùn)教師解決工程技術(shù)問題的能力。
三、結(jié)語
OBE作為一種先進(jìn)的教育理念,在全世界范圍眾多發(fā)達(dá)國家已有了多年的理論與實(shí)踐探索,形成了一套比較完整的理論體系和實(shí)施模式,同樣也為我校工程訓(xùn)練中心的數(shù)控技術(shù)實(shí)訓(xùn)教學(xué)改革提供方法論指導(dǎo),后期仍將不斷深化OBE教學(xué)改革模式,為社會培養(yǎng)更多高級數(shù)控技術(shù)人才。
參考文獻(xiàn)
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一、數(shù)控技術(shù)發(fā)展及改革意義
裝備工業(yè)的技術(shù)水平和現(xiàn)代化程度決定著整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)的水平和現(xiàn)代化程度,數(shù)控技術(shù)及裝備是發(fā)展新興高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和尖端工業(yè)(如信息技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)、生物技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)、航空、航天等國防工業(yè)產(chǎn)業(yè))的使能技術(shù)和最基本的裝備。馬克思曾經(jīng)說過:“各種經(jīng)濟(jì)時(shí)代的區(qū)別,不在于生產(chǎn)什么,而在于怎樣生產(chǎn),用什么勞動資料生產(chǎn)。”制造技術(shù)和裝備就是人類生產(chǎn)活動的最基本的生產(chǎn)資料,而數(shù)控技術(shù)又是當(dāng)今先進(jìn)制造技術(shù)和裝備最核心的技術(shù)。當(dāng)今世界各國制造業(yè)廣泛采用數(shù)控技術(shù),以提高制造能力和水平,提高對動態(tài)多變市場的適應(yīng)能力和競爭能力。此外,世界上各工業(yè)發(fā)達(dá)國家還將數(shù)控技術(shù)及數(shù)控裝備列為國家的戰(zhàn)略物資,不僅采取重大措施來發(fā)展自己的數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè),而且在“高精尖”數(shù)控關(guān)鍵技術(shù)和裝備方面對我國實(shí)行封鎖和限制政策??傊?,大力發(fā)展以數(shù)控技術(shù)為核心的先進(jìn)制造技術(shù)已成為世界各發(fā)達(dá)國家加速經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提高綜合國力和國家地位的重要途徑。為什么要改進(jìn)?可能是絕大部分人的共同疑問。隨著數(shù)控加工技術(shù)的不斷成熟提高,數(shù)控技能競賽也越來越難。在這樣的背景下,結(jié)合我們這近幾年的數(shù)控比賽,我覺得對我們技術(shù)的改進(jìn)是具有很重要的意義的。
二、分析現(xiàn)狀和未來展望
1.我們的加工時(shí)間可以分成三塊
(1)輔助時(shí)間:指我們?yōu)榧庸ち慵龅囊恍┹o助動作所用的時(shí)間總和。(2)編程時(shí)間:指我們?yōu)榧庸ち慵迷诰帉懥慵庸こ绦虻臅r(shí)間總和。(3)程序加工時(shí)間:指我們?yōu)榧庸ち慵迷谶\(yùn)行零件加工程序加工零件的時(shí)間總和。
2.展望未來,我們的加工將是“有效加工”
就是在正確的時(shí)間里,操作者和機(jī)床在每一秒鐘里都在做有效的工作??上攵@樣的競爭力和我們以前擁有的競爭力的差距,肯定是有效加工>傳統(tǒng)加工。
三、程序改進(jìn)前后對比分析
輔助時(shí)間和編程時(shí)間是可以通過不斷的練習(xí)來快速有效地提高的,但程序加工時(shí)間在相同機(jī)床和相同參數(shù)下是相差無幾的,我們現(xiàn)在可以通過改進(jìn)程序格式,改變數(shù)控加工的路徑,達(dá)到數(shù)控加工的有效度的增加。下面以華中和FANUC兩種數(shù)控系統(tǒng)程序改進(jìn)前后的對比來說明(見上頁表)。
競賽促進(jìn)教學(xué)。這些年來參加的技能比賽都是全身心投入到比賽中了,為了適應(yīng)比賽,很多內(nèi)容都有了相應(yīng)的改變。包括這次改革的內(nèi)容,是把技能競賽中的內(nèi)容應(yīng)用到了普通教學(xué)中。這些知識是由數(shù)控競賽方面訓(xùn)練轉(zhuǎn)變而來,這也正是現(xiàn)在數(shù)控的各類競賽真正要達(dá)到的效果,就是由競賽促進(jìn)教學(xué)。
改進(jìn)后所產(chǎn)生的效果也是很明顯的,在同系統(tǒng)、同條件加工下,改進(jìn)的數(shù)控加工程序能為每個(gè)零件節(jié)省5~7分鐘的時(shí)間。可想而知,如果在工廠里大批量地加工,那可以節(jié)省多少資源。在資源嚴(yán)重不足的當(dāng)代是具有非常大的意義的。
參考文獻(xiàn):
1背景
數(shù)控技術(shù)是先進(jìn)制造技術(shù)的核心,世界各國制造業(yè)廣泛采用數(shù)控技術(shù),以提高制造能力、適應(yīng)市場能力和競爭能力。隨著我國加入世貿(mào)組織,綜合國力進(jìn)一步增強(qiáng),我國經(jīng)濟(jì)全面與國際接軌,并正在成為全球制造業(yè)中心,進(jìn)入了一個(gè)空前蓬勃發(fā)展的新時(shí)期,這必然對掌握現(xiàn)代化制造技術(shù)的人才、特別對一線數(shù)控技術(shù)工人形成了巨大的需求。到2008年,我國的數(shù)控機(jī)床年產(chǎn)量將達(dá)到4萬臺,數(shù)控機(jī)床的普及率也將大為提高,因此數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用將是我國機(jī)械制造業(yè)發(fā)展的重要任務(wù)。但目前我國機(jī)床的數(shù)控化率還達(dá)不到3%,其原因是多方面的,而數(shù)控人才的匱乏無疑是主要原因之一?,F(xiàn)階段,職業(yè)學(xué)校以及數(shù)控專業(yè)的現(xiàn)狀是這樣的。數(shù)控技術(shù)作為機(jī)電應(yīng)用技術(shù)的專門化學(xué)科,應(yīng)按照支撐崗位核心能力的知識、技能課程的需要為原則,對專業(yè)課程的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行精選和優(yōu)化,要突出數(shù)控技術(shù)的特點(diǎn),不必過于苛求課程的系統(tǒng)性和完整性。特別是面對中職學(xué)生,基礎(chǔ)相對差、領(lǐng)悟能力低等諸多方面不利因素。所以,在安排課程上有時(shí)宜專不宜博,這樣才能做到數(shù)控技術(shù)的專業(yè)化。根據(jù)中職學(xué)校現(xiàn)階段的情況與數(shù)控專業(yè)未來的發(fā)展,數(shù)控理論課、仿真教學(xué)、小型數(shù)控機(jī)床、實(shí)體生產(chǎn)用機(jī)床結(jié)合穿插教學(xué)使用會對職專學(xué)生數(shù)控機(jī)床的學(xué)習(xí)和使用有很大的幫助和提高。
2理論
學(xué)習(xí)是基礎(chǔ)理論課是基礎(chǔ),沒有理論指導(dǎo),就談不上學(xué)習(xí)數(shù)控加工,但理論學(xué)習(xí)一定不能與實(shí)際脫節(jié),要使學(xué)生理解今后要使用的設(shè)備,而不單單是圖片。比如在介紹刀具時(shí),可以把一些典型的刀具拿到教室,讓學(xué)生知道各種刀具的形狀、參數(shù)、用途,這樣,學(xué)生不至于一頭霧水,而真正有一個(gè)直觀的認(rèn)識。在講數(shù)控機(jī)床時(shí),應(yīng)該引領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入實(shí)訓(xùn)車間,讓學(xué)生真正認(rèn)識各種數(shù)控設(shè)備,它們之間有什么樣的聯(lián)系,又有什么樣的不同。這樣學(xué)起來,學(xué)生才有興趣,才能調(diào)動他們的積極性。效果比老師在黑板上寫定義好得多。
3仿真
軟件承前啟后仿真軟件是作理論課的升華,在講一些比較抽象、晦澀的知識點(diǎn)或者是具體零部件時(shí),仿真軟件可以起到一目了然的作用,例如在講解典型零件時(shí),利用軟件素材庫,調(diào)出實(shí)物的平面、立體圖,甚至是動態(tài)圖,幫助學(xué)生更好理解。此外,在講解刀具的安裝時(shí),零件的組裝可以通過軟件模擬仿真來進(jìn)行實(shí)現(xiàn),編程與加工過程,仿真軟件的優(yōu)勢就更加能夠突顯,編寫程序可以通過仿真系統(tǒng)演示出來,對程序編寫的錯(cuò)誤就能及時(shí)發(fā)現(xiàn),特別是使學(xué)生對程序中復(fù)式循環(huán)指令的理解就更加容易。另外仿真軟件可以達(dá)到學(xué)生與機(jī)器1∶1的的使用率,不會因?yàn)樵O(shè)備不足,影響課堂效率。再有數(shù)控加工仿真軟件都具有多系統(tǒng)、多機(jī)床,且能逼真反映機(jī)床加工過程等功能。
4小型數(shù)控機(jī)床保證動手操作
教學(xué)用小型數(shù)控機(jī)床是近幾年的一種新型教學(xué)器材,也是今后職業(yè)學(xué)校機(jī)電專業(yè)、數(shù)控專業(yè)實(shí)訓(xùn)課動手實(shí)踐的趨勢。根據(jù)職業(yè)學(xué)校的現(xiàn)狀,無論從經(jīng)濟(jì)角度還是從占地面積來講,不可能大量購買大型實(shí)際生產(chǎn)用數(shù)控機(jī)床,一般情況是一個(gè)學(xué)校有幾臺數(shù)控設(shè)備,條件好一點(diǎn)的學(xué)??赡軙屑庸ぶ行倪@樣的高級機(jī)床。老式的教學(xué)方法中,實(shí)習(xí)設(shè)備都是實(shí)際生產(chǎn)用大型設(shè)備,學(xué)生實(shí)訓(xùn)通常是幾個(gè)人一臺機(jī)床,實(shí)訓(xùn)操作時(shí)間短,有的甚至都沒有辦法接觸到機(jī)床,無法提高教學(xué)質(zhì)量完成教學(xué)任務(wù),培養(yǎng)出來的畢業(yè)生也往往只有理論基礎(chǔ)。那么,學(xué)生需要多操作與機(jī)器數(shù)量少不能滿足學(xué)生要求,學(xué)校資金有限與多投入這兩對矛盾就越發(fā)突出。“多實(shí)踐”是歐美發(fā)達(dá)國家多年的教學(xué)心得,也是我國跟他們教學(xué)的最大差距,他們所培養(yǎng)出來的學(xué)生是那種理論和實(shí)踐都具備的復(fù)合型人才,企業(yè)也非常喜歡聘用這樣的畢業(yè)生。歐美國家職業(yè)院校在教學(xué)設(shè)備投入方面考慮的因素是:①是否符合職業(yè)教育的教學(xué)規(guī)律(科學(xué)性)。②設(shè)備是否絕對保證學(xué)生的安全(安全性)。③設(shè)備是否可以達(dá)到訓(xùn)練的目的(功能性)。④設(shè)備故障率以及是否能夠及時(shí)排除故障(穩(wěn)定性)。⑤設(shè)備的外觀是否能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性(心理學(xué)特征)。⑥設(shè)備的單價(jià)以及是否占地少、消耗少(前期投入以及后續(xù)使用的經(jīng)濟(jì)性)。教學(xué)用小型數(shù)控機(jī)床教學(xué)正適合這種教學(xué)模式,也是大勢所趨。機(jī)床雖小、五臟俱全,以幾分之一的投入就可產(chǎn)生常態(tài)的教學(xué)效果,既切實(shí)解決現(xiàn)實(shí)教學(xué)中資金和場地不足的難題,又同時(shí)讓學(xué)生踏出校門那一刻,有更足的底氣面對社會。降低采購成本,加強(qiáng)教學(xué)密度、降低實(shí)習(xí)消耗、提高教學(xué)實(shí)效、多種安全設(shè)置提高操作的安全性,解決前期階段數(shù)控教學(xué)難題,在保證安全穩(wěn)定,節(jié)能環(huán)保,高效減耗,規(guī)?;虒W(xué),增加機(jī)時(shí)的同時(shí),學(xué)生安全,減輕老師負(fù)擔(dān)。
5大型設(shè)備做輔助
職業(yè)學(xué)校的任務(wù)就是要讓學(xué)生掌握職業(yè)技能,與企業(yè)達(dá)到零對接,教學(xué)中小型數(shù)控機(jī)床是學(xué)生實(shí)踐的主力軍,在學(xué)生實(shí)訓(xùn)操作也一定要讓學(xué)生有機(jī)會實(shí)踐實(shí)際生產(chǎn)設(shè)備,要讓學(xué)生真正明白構(gòu)造,布局,使用方法。不能讓學(xué)生在這個(gè)方面產(chǎn)生盲區(qū),使今后學(xué)生步入社會,步入工作崗位能更好更快地適應(yīng)。職業(yè)教育不像普通高中,職業(yè)教育辦學(xué)要適應(yīng)社會需求,社會需要什么樣的人才,我們就教什么樣的課程。國家現(xiàn)在需要的就是懂專業(yè),會操作的技術(shù)人員,那這就應(yīng)該是我們的辦學(xué)方向。不能讓學(xué)生只有理論知識,動起手來卻完全是個(gè)門外漢,如果那樣,就失去了職業(yè)教育的意義。對于數(shù)控加工這個(gè)專業(yè),社會、企業(yè)需要的就是走出校門就能頂崗。如何把這點(diǎn)做好,是我們教育工作者,應(yīng)該時(shí)常總結(jié)與反思的,我們就應(yīng)該克服困難,真正把學(xué)生培養(yǎng)成一名有一技之長的技能型人才。
參考文獻(xiàn):
近年來,先進(jìn)數(shù)控技術(shù)在我國制造業(yè)開始得到廣泛使用。專家預(yù)言:“21世紀(jì)機(jī)械制造業(yè)的競爭,其實(shí)質(zhì)是數(shù)控技術(shù)的競爭”[1]。對于高校而言,《數(shù)控技術(shù)》課程傳統(tǒng)的教學(xué)模式一般是課堂講授加上演示性的實(shí)驗(yàn)?zāi)J揭呀?jīng)不符合數(shù)控技術(shù)人才的培養(yǎng)的需要,并且與高等教育改革的目標(biāo)相悖。因此,我們高校對本課程的理論與實(shí)踐教學(xué)進(jìn)行改革創(chuàng)新已成為重要而迫切的任務(wù)。下面介紹一下我校在《數(shù)控技術(shù)》教學(xué)改革所做的一些嘗試和探索。
一、高職院校數(shù)控技術(shù)教學(xué)的現(xiàn)狀
數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用為企業(yè)的生產(chǎn)帶來了極大的便利,是企業(yè)提高產(chǎn)品質(zhì)量和勞動生產(chǎn)率的重要手段。由此來看,數(shù)控技術(shù)可以說是整個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)必不可少的重要因素。它的發(fā)展關(guān)系到國家工業(yè)的發(fā)展速度和水平,是國家綜合國力水平體現(xiàn)的標(biāo)志之一,但目前很多高職院校的教學(xué)現(xiàn)狀卻跟不上社會的實(shí)際需求,未能培養(yǎng)出符合社會需求的人才。①理論知識教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)相分離。在實(shí)際教學(xué)過程中,教師過于重視理論知識的講授,輕視學(xué)生動手實(shí)踐能力的培養(yǎng),最終導(dǎo)致了學(xué)生的理論知識與實(shí)踐能力相分離,理論知識不能夠很好地指導(dǎo)實(shí)踐,學(xué)生的實(shí)際能力不能夠滿足企業(yè)生產(chǎn)崗位的實(shí)際需求,這樣的沖突矛盾得不到及時(shí)解決,將會形成惡性循環(huán),導(dǎo)致高職院校的數(shù)控技術(shù)教學(xué)與社會生產(chǎn)活動實(shí)際相距越來越遠(yuǎn)。②數(shù)控技術(shù)專業(yè)教師的綜合素質(zhì)不高。數(shù)控技術(shù)是一門多學(xué)科相互交叉、綜合性極強(qiáng)的學(xué)科,任何一方面與之相關(guān)的學(xué)科知識有了新的突破和進(jìn)展,都將牽動數(shù)控技術(shù)的革新,這就對教師提出了更高的要求。但目前數(shù)控技術(shù)專業(yè)教師的綜合素質(zhì)卻不高,師資隊(duì)伍建設(shè)跟不上學(xué)科的變化和進(jìn)步,導(dǎo)致了高職院校的數(shù)控技術(shù)教學(xué)很難取得理想的效果。
二、提高高職院校數(shù)控技術(shù)專業(yè)教學(xué)的策略
①轉(zhuǎn)變教育理念,加快觀念的深入人心。數(shù)控技術(shù)這一行業(yè)雖然在我國發(fā)展已有些年頭,但真正有多少人對這一行業(yè)有深入全面的了解那就不得而知了。為此,我們院校在學(xué)生入學(xué)之初就應(yīng)該給他們提供相關(guān)的專業(yè)認(rèn)識,在頭腦中樹立一定的概念。同時(shí),要引起足夠的重視。數(shù)控技術(shù)在現(xiàn)在社會的應(yīng)用越來越廣,在今后也是一個(gè)發(fā)展趨勢。受多方因素的局限,我國制造業(yè)的發(fā)展一直還是處于技術(shù)含量較低,勞動密集型階段,對于技術(shù)含量較高領(lǐng)域的發(fā)展還是很有限的。而我國高等院校在這方面的教育觀念雖有所改變,但還是較為落后,仍以傳統(tǒng)技術(shù)教學(xué)為重點(diǎn)。同時(shí),受我國傳統(tǒng)教育觀念的影響,一直以來較為重視理論,而對實(shí)踐教學(xué)重視不夠,大多數(shù)情況下只是作為附屬,或流于形式,并沒有將它放在該有的位置,這也就造成了目前我國大多數(shù)大學(xué)生講起來長篇大論,空有理論,做起來什么都不會,一事無成的被動局面。為此,我們一定要轉(zhuǎn)變教育理念,力圖將我們的學(xué)生教成不光會說,更要會做的實(shí)用人才。②創(chuàng)新和完善項(xiàng)目課程體系。建議將典型就業(yè)崗位工作任務(wù)轉(zhuǎn)化為教學(xué)目標(biāo),來體現(xiàn)高職課程價(jià)值趨向的職業(yè)性;以典型零件的數(shù)控加工過程為主線序化課程體系,體現(xiàn)項(xiàng)目課程基于過程培養(yǎng)能力系統(tǒng)化知識的應(yīng)用性和實(shí)踐性;以典型零件圖樣為項(xiàng)目載體,將同一項(xiàng)目載體貫穿于不同的課程中,把同一課程中不同項(xiàng)目的同類工作任務(wù)按項(xiàng)目載體總序排列形成課程內(nèi)容結(jié)構(gòu),體現(xiàn)了目標(biāo)、任務(wù)過程的連續(xù)性和技能與知識的完整性,便于積累工作經(jīng)驗(yàn);實(shí)踐項(xiàng)目引領(lǐng)、任務(wù)驅(qū)動、過程在現(xiàn)的導(dǎo)學(xué)導(dǎo)做教學(xué)情景,使知識變的好學(xué)、知識變的好用;以物化學(xué)習(xí)成果展示、鑒賞和檔案袋管理法為考核評價(jià)主要手段,分享工學(xué)成果,激勵(lì)學(xué)生爭強(qiáng)好勝、提高學(xué)習(xí)興趣,體現(xiàn)了項(xiàng)目課程的技能性與技術(shù)性的統(tǒng)一、外在要求和主管意識的良好配合;按課程分工實(shí)施課程建設(shè)、教材開發(fā)和組織教學(xué)實(shí)施,維持了任課教師的專業(yè)覆蓋度要求,提高了雙師內(nèi)含要求,體現(xiàn)了項(xiàng)目課程教學(xué)實(shí)施的可行性和推廣應(yīng)用的普適性。③不斷更新教學(xué)手段,采取多媒體教學(xué)。。教師運(yùn)用多媒體教學(xué)手段,通過視頻展示,可以使那些用傳統(tǒng)的教學(xué)手段無法講清,或難以講清的教學(xué)內(nèi)容化難為易、化繁為簡,使抽象的結(jié)構(gòu)變得直觀,使課堂教學(xué)獲得最大的效率?,F(xiàn)代化教學(xué)手段可以借助相關(guān)軟件和仿真加工技術(shù)在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行編程和模擬演示,讓學(xué)生在仿真練習(xí)中熟練掌握數(shù)控生產(chǎn)技術(shù),學(xué)生通過與仿真場景的交互來體驗(yàn)一種真實(shí)感覺,因此能進(jìn)一步提高操作者的實(shí)際工作技能。④加強(qiáng)“雙師型”師資隊(duì)伍建設(shè),提高教師的理論水平和業(yè)務(wù)能力。職業(yè)教育與基礎(chǔ)教育的重大區(qū)別之一就是在職業(yè)教育的發(fā)展過程中,師資隊(duì)伍的質(zhì)量直接決定其整體質(zhì)量。教師必須是既具有扎實(shí)的基礎(chǔ)理論知識和較高的教學(xué)水平,又具有較強(qiáng)的專業(yè)實(shí)踐能力和豐富的工作經(jīng)驗(yàn)的“雙師型”教師。教師不但應(yīng)是課程實(shí)施者,而且應(yīng)是課程開發(fā)者。在“雙師型”教師培養(yǎng)上,學(xué)??梢杂杏?jì)劃地將年輕老師送到企業(yè)進(jìn)行實(shí)踐和見習(xí),同時(shí)也可以直接從企業(yè)聘用數(shù)控技術(shù)人員作為兼職教師,參與教學(xué)大綱和教學(xué)計(jì)劃的制定,承擔(dān)教育相應(yīng)的教學(xué)任務(wù)。
總之,職校作為人才培養(yǎng)基地,要堅(jiān)持培養(yǎng)目標(biāo),為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)不斷了解學(xué)生的反饋信息,不斷完善我們的教學(xué)方法,培養(yǎng)教師高度的責(zé)任感,理論聯(lián)系實(shí)際,提高教學(xué)質(zhì)量,以更好地適應(yīng)國家現(xiàn)代化發(fā)展的需要,培養(yǎng)出更多的具有較強(qiáng)的實(shí)際動手能力的應(yīng)用型工程技術(shù)人才。
參考文獻(xiàn):
[1]張導(dǎo)成.數(shù)控加工技術(shù)專業(yè)的教學(xué)改革與實(shí)踐[J].湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2001,(9).
[2]關(guān)天富.關(guān)于高等職業(yè)教育數(shù)控專業(yè)教學(xué)的探討[J].廣東交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2005,(12).
0 引言
作為新建本科院校,培養(yǎng)服務(wù)本地區(qū)的經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的應(yīng)用型人才是人才培養(yǎng)的主要目標(biāo)。數(shù)控技術(shù)作為機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化專業(yè)的一門非常重要的專業(yè)課,對學(xué)生的應(yīng)用能力的培養(yǎng)就應(yīng)該放在首位。數(shù)控技術(shù)課程設(shè)計(jì)是學(xué)習(xí)數(shù)控技術(shù)課程后進(jìn)行的一個(gè)重要的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),可提高學(xué)生的數(shù)控編程能力,加深對數(shù)控原理及數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)的理解,為學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)數(shù)控機(jī)床知識及從事相關(guān)工作打下基礎(chǔ)。本著理論夠用,重在實(shí)踐的教學(xué)思想,針對數(shù)控技術(shù)實(shí)踐能力培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)課程設(shè)計(jì)進(jìn)行必要的教學(xué)改革就勢在必行。
1 傳統(tǒng)的數(shù)控技術(shù)課程設(shè)計(jì)的方法及存在的問題
1.1 傳統(tǒng)的數(shù)控技術(shù)課程設(shè)計(jì)的方法
傳統(tǒng)的數(shù)控技術(shù)課程設(shè)計(jì)主要是對針對數(shù)控編程部分,其流程如圖1所示:通常有老師指定相關(guān)的編程題目,學(xué)生根據(jù)相關(guān)的題目,按照數(shù)控編程的步驟編寫零件的加工程序;在宇龍或沃斯軟件上進(jìn)行簡單地設(shè)置后,對程序進(jìn)行加工仿真,檢驗(yàn)程序的正確性。對課程設(shè)計(jì)的評價(jià)方法為一般的批閱相關(guān)資料,給出單一成績的方法。
圖1 數(shù)控技術(shù)課程設(shè)計(jì)流程圖
1.2 傳統(tǒng)的數(shù)控技術(shù)課程設(shè)計(jì)的不足
傳統(tǒng)的數(shù)控技術(shù)課程設(shè)計(jì)存在的不足主要有:
1.2.1 滿足不了學(xué)生的多樣化要求。因?yàn)轭}目有老師指定題目比較單一,對一些要求比較高的學(xué)生,可能僅僅是平時(shí)練習(xí)題。對于基礎(chǔ)不好的同學(xué),可能又比較難。
1.2.2 數(shù)控技術(shù)課程的特點(diǎn)是理論與應(yīng)用并重,理論要指導(dǎo)實(shí)踐,在應(yīng)用中讓學(xué)生對理論的知識有更深層的理解。傳統(tǒng)的數(shù)控技術(shù)課程設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)了數(shù)控編程部分,對理論的知識涉及很少,使理論與實(shí)踐脫節(jié),達(dá)不到對學(xué)生全面能力培養(yǎng)的目標(biāo)。
1.2.3 評價(jià)方法不夠科學(xué)。通過學(xué)生上交的資料,僅能反映學(xué)生對基礎(chǔ)知識的掌握,很難反映學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)。同時(shí)師生互動比較差,學(xué)生存在的問題很難及時(shí)反饋到學(xué)生那里。批改后只有少數(shù)不合格的課程設(shè)計(jì)會發(fā)到學(xué)生那里,而大部分同學(xué)并不知道自己課程設(shè)計(jì)到底存在什么問題,看到自己合格了,就好像萬事大吉了,也不關(guān)心自己的課程設(shè)計(jì)是否存在問題。
2 教改思路和措施
2.1 教改思路
傳統(tǒng)數(shù)控課程設(shè)計(jì)存在種種缺陷,很難滿足應(yīng)用型本科對學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)目標(biāo)。針對以上問題,教改思路為:允許自主選題與教師選題并存;引導(dǎo)學(xué)生在課程設(shè)計(jì)中,積極創(chuàng)新,通過各種方式復(fù)習(xí)和驗(yàn)證理論;改革考核方式,及時(shí)把課程設(shè)計(jì)的情況反饋到學(xué)生那里,使學(xué)生及時(shí)改正存在的問題。改革后數(shù)控技術(shù)課程設(shè)計(jì)流程圖就如圖2所示。教改主要強(qiáng)調(diào)師生互動,通過集中指導(dǎo)和現(xiàn)場答辯等方式,課程設(shè)計(jì)流程不再是一個(gè)單一的開環(huán)系統(tǒng),而是帶有反饋調(diào)節(jié)的閉環(huán)系統(tǒng)。
圖2 數(shù)控技術(shù)課程設(shè)計(jì)循環(huán)流程圖
2.2 教改措施
2.2.1 自主選題和指定題目相結(jié)合
老師選定的題目往往難度適中,滿足不了學(xué)生的多樣化要求。因此在選題的基礎(chǔ)上,允許學(xué)生根據(jù)自己的基礎(chǔ)和要求自主選題。部分基礎(chǔ)比較好的學(xué)生,可以選擇比較復(fù)雜的加工編程,比如泵殼、箱體、葉輪、模具等;選擇比較復(fù)雜的加工仿真方法,比如用Vericut軟件進(jìn)行仿真;也可以在手工編程的基礎(chǔ)上采用自動編程。這樣不僅可以檢驗(yàn)學(xué)生對基礎(chǔ)知識掌握程度,而且可以培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力和理論與實(shí)踐的綜合運(yùn)用能力。部分基礎(chǔ)稍差的學(xué)生,可以選擇簡單點(diǎn)零件,仿真軟件采用宇龍或者沃斯。這樣也可以檢驗(yàn)學(xué)生對編程基礎(chǔ)知識的應(yīng)用,達(dá)到課程設(shè)計(jì)的目的。
2.2.2 以機(jī)房為依托,集中指導(dǎo)
考慮到數(shù)控技術(shù)課程設(shè)計(jì)的特點(diǎn)既有CAD,又有CAM,要大量采用電腦,因此把課程設(shè)計(jì)教室選在機(jī)房。這樣就解決了傳統(tǒng)課程設(shè)計(jì)放羊式的指導(dǎo)模式,為學(xué)生提供比較好的設(shè)計(jì)條件和設(shè)計(jì)環(huán)境。便于集中管理和集中指導(dǎo)。對在設(shè)計(jì)過程中普遍存在的問題,可以現(xiàn)場及時(shí)指導(dǎo),同時(shí)對設(shè)計(jì)進(jìn)度可以有比較好的把握和督促。方便在設(shè)計(jì)過程中進(jìn)行師生互動。
2.2.3 理論與實(shí)踐相結(jié)合,引導(dǎo)學(xué)生積極創(chuàng)新
在課程設(shè)計(jì)過程中,不能為了編程而編程,要引導(dǎo)學(xué)生將數(shù)控技術(shù)的基礎(chǔ)知識加以驗(yàn)證和靈活應(yīng)用,從而加深對基礎(chǔ)理論的掌握。比如對刀,在理論課中,學(xué)生對對刀沒有一個(gè)感性的認(rèn)識,僅有一個(gè)概念。在仿真的過程中,通過不同的對刀方式設(shè)置,讓學(xué)生對對刀有進(jìn)一步的了解。同時(shí)加深學(xué)生對機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)和機(jī)械加工工藝裝備的認(rèn)識。
2.2.4 改革考核方法,提高課程設(shè)計(jì)效果
采用批改紙質(zhì)資料和組織現(xiàn)場答辯相結(jié)合的辦法。在批改紙質(zhì)資料的過程中會發(fā)現(xiàn)很多問題,采用現(xiàn)場答辯的方式,把這些問題及時(shí)反饋到學(xué)生手里。答辯類型分為三類,一類為申請答辯,如果申請優(yōu)秀或者良好,就必須申請答辯。這類學(xué)生,主要向同學(xué)們展示課程設(shè)計(jì)中的亮點(diǎn),創(chuàng)新點(diǎn)。讓同學(xué)們都有一次共同學(xué)習(xí)的機(jī)會;一類為指定答辯,主要是在課程設(shè)計(jì)中有創(chuàng)新點(diǎn)的學(xué)生,和存在問題比較典型的學(xué)生。指定答辯的同學(xué),主要通過提問的方式,讓學(xué)生把創(chuàng)新的思路或者出現(xiàn)問題的思路給大家闡述出來。讓學(xué)生思路更加開闊。同時(shí)對照答辯同學(xué)存在的問題看自己有沒有出現(xiàn)同樣的問題,并且對存在的問題加以分析和解決。讓同學(xué)們對這些問題能有一個(gè)更深刻的認(rèn)識;另一類為隨機(jī)抽取。主要是推動大家對參與答辯的積極性和熱情,人人準(zhǔn)備,讓同學(xué)們不要覺得答辯跟自己沒關(guān)系,讓每個(gè)同學(xué)都通過答辯可以對課程設(shè)計(jì)中存在的問題和課程設(shè)計(jì)全過程進(jìn)行全面總結(jié)。
3 結(jié)論
通過以上教改措施,使學(xué)生更深入掌握數(shù)控編程方法、數(shù)控原理等方面的知識。同時(shí)更好培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用理論知識解決有關(guān)本課程實(shí)際問題的能力。提高了學(xué)生進(jìn)行課程設(shè)計(jì)的積極性,解決了課程設(shè)計(jì)中存在的眾多問題,取得了良好的教改效果。為理工科進(jìn)行課程設(shè)計(jì)教改提供了一種新的思路。
【參考文獻(xiàn)】
裝備工業(yè)的技術(shù)水平和現(xiàn)代化程度決定著整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)的水平和現(xiàn)代化程度,數(shù)控技術(shù)及裝備是發(fā)展新興高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和尖端工業(yè)(如信息技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)、生物技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)、航空、航天等國防工業(yè)產(chǎn)業(yè))的使能技術(shù)和最基本的裝備。馬克思曾經(jīng)說過“各種經(jīng)濟(jì)時(shí)代的區(qū)別,不在于生產(chǎn)什么,而在于怎樣生產(chǎn),用什么勞動資料生產(chǎn)”。制造技術(shù)和裝備就是人類生產(chǎn)活動的最基本的生產(chǎn)資料,而數(shù)控技術(shù)又是當(dāng)今先進(jìn)制造技術(shù)和裝備最核心的技術(shù)。當(dāng)今世界各國制造業(yè)廣泛采用數(shù)控技術(shù),以提高制造能力和水平,提高對動態(tài)多變市場的適應(yīng)能力和競爭能力。此外世界上各工業(yè)發(fā)達(dá)國家還將數(shù)控技術(shù)及數(shù)控裝備列為國家的戰(zhàn)略物資,不僅采取重大措施來發(fā)展自己的數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè),而且在“高精尖”數(shù)控關(guān)鍵技術(shù)和裝備方面對我國實(shí)行封鎖和限制政策??傊?,大力發(fā)展以數(shù)控技術(shù)為核心的先進(jìn)制造技術(shù)已成為世界各發(fā)達(dá)國家加速經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提高綜合國力和國家地位的重要途徑。
數(shù)控技術(shù)是用數(shù)字信息對機(jī)械運(yùn)動和工作過程進(jìn)行控制的技術(shù),數(shù)控裝備是以數(shù)控技術(shù)為代表的新技術(shù)對傳統(tǒng)制造產(chǎn)業(yè)和新興制造業(yè)的滲透形成的機(jī)電一體化產(chǎn)品,即所謂的數(shù)字化裝備,其技術(shù)范圍覆蓋很多領(lǐng)域:(1)機(jī)械制造技術(shù);(2)信息處理、加工、傳輸技術(shù);(3)自動控制技術(shù);(4)伺服驅(qū)動技術(shù);(5)傳感器技術(shù);(6)軟件技術(shù)等。
1 數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢
數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化,使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征,而且隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大,他對國計(jì)民生的一些重要行業(yè)(IT、汽車、輕工、醫(yī)療等)的發(fā)展起著越來越重要的作用,因?yàn)檫@些行業(yè)所需裝備的數(shù)字化已是現(xiàn)展的大趨勢。從目前世界上數(shù)控技術(shù)及其裝備發(fā)展的趨勢來看,其主要研究熱點(diǎn)有以下幾個(gè)方面[1~4]。
1.1 高速、高精加工技術(shù)及裝備的新趨勢。
效率、質(zhì)量是先進(jìn)制造技術(shù)的主體。高速、高精加工技術(shù)可極大地提高效率,提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次,縮短生產(chǎn)周期和提高市場競爭能力。為此日本先端技術(shù)研究會將其列為5大現(xiàn)代制造技術(shù)之一,國際生產(chǎn)工程學(xué)會(CIRP)將其確定為21世紀(jì)的中心研究方向之一。
在轎車工業(yè)領(lǐng)域,年產(chǎn)30萬輛的生產(chǎn)節(jié)拍是40秒/輛,而且多品種加工是轎車裝備必須解決的重點(diǎn)問題之一;在航空和宇航工業(yè)領(lǐng)域,其加工的零部件多為薄壁和薄筋,剛度很差,材料為鋁或鋁合金,只有在高切削速度和切削力很小的情況下,才能對這些筋、壁進(jìn)行加工。近來采用大型整體鋁合金坯料“掏空”的方法來制造機(jī)翼、機(jī)身等大型零件來替代多個(gè)零件通過眾多的鉚釘、螺釘和其他聯(lián)結(jié)方式拼裝,使構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和可靠性得到提高。這些都對加工裝備提出了高速、高精和高柔性的要求。
從EMO2001展會情況來看,高速加工中心進(jìn)給速度可達(dá)80m/min,甚至更高,空運(yùn)行速度可達(dá)100m/min左右。目前世界上許多汽車廠,包括我國的上海通用汽車公司,已經(jīng)采用以高速加工中心組成的生產(chǎn)線部分替代組合機(jī)床。美國CINCINNATI公司的HyperMach機(jī)床進(jìn)給速度最大達(dá)60m/min,快速為100m/min,加速度達(dá)2g,主軸轉(zhuǎn)速已達(dá)60 000r/min。加工一薄壁飛機(jī)零件,只用30min,而同樣的零件在一般高速銑床加工需3h,在普通銑床加工需8h;德國DMG公司的雙主軸車床的主軸速度及加速度分別達(dá)12*!000r/mm和1g。
在加工精度方面,近10年來,普通級數(shù)控機(jī)床的加工精度已由10μm提高到5μm,精密級加工中心則從3~5μm,提高到1~1.5μm,并且超精密加工精度已開始進(jìn)入納米級(0.01μm)。
在可靠性方面,國外數(shù)控裝置的MTBF值已達(dá)6 000h以上,伺服系統(tǒng)的MTBF值達(dá)到30000h以上,表現(xiàn)出非常高的可靠性。
為了實(shí)現(xiàn)高速、高精加工,與之配套的功能部件如電主軸、直線電機(jī)得到了快速的發(fā)展,應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步擴(kuò)大。
1.2 軸聯(lián)動加工和復(fù)合加工機(jī)床快速發(fā)展。
采用5軸聯(lián)動對三維曲面零件的加工,可用刀具最佳幾何形狀進(jìn)行切削,不僅光潔度高,而且效率也大幅度提高。一般認(rèn)為,1臺5軸聯(lián)動機(jī)床的效率可以等于2臺3軸聯(lián)動機(jī)床,特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進(jìn)行高速銑削淬硬鋼零件時(shí),5軸聯(lián)動加工可比3軸聯(lián)動加工發(fā)揮更高的效益。但過去因5軸聯(lián)動數(shù)控系統(tǒng)、主機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜等原因,其價(jià)格要比3軸聯(lián)動數(shù)控機(jī)床高出數(shù)倍,加之編程技術(shù)難度較大,制約了5軸聯(lián)動機(jī)床的發(fā)展。
當(dāng)前由于電主軸的出現(xiàn),使得實(shí)現(xiàn)5軸聯(lián)動加工的復(fù)合主軸頭結(jié)構(gòu)大為簡化,其制造難度和成本大幅度降低,數(shù)控系統(tǒng)的價(jià)格差距縮小。因此促進(jìn)了復(fù)合主軸頭類型5軸聯(lián)動機(jī)床和復(fù)合加工機(jī)床(含5面加工機(jī)床)的發(fā)展。
在EMO2001展會上,新日本工機(jī)的5面加工機(jī)床采用復(fù)合主軸頭,可實(shí)現(xiàn)4個(gè)垂直平面的加工和任意角度的加工,使得5面加工和5軸加工可在同一臺機(jī)床上實(shí)現(xiàn),還可實(shí)現(xiàn)傾斜面和倒錐孔的加工。德國DMG公司展出DMUVoution系列加工中心,可在一次裝夾下5面加工和5軸聯(lián)動加工,可由CNC系統(tǒng)控制或CAD/CAM直接或間接控制。
1.3 智能化、開放式、網(wǎng)絡(luò)化成為當(dāng)代數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢。
21世紀(jì)的數(shù)控裝備將是具有一定智能化的系統(tǒng),智能化的內(nèi)容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各個(gè)方面:為追求加工效率和加工質(zhì)量方面的智能化,如加工過程的自適應(yīng)控制,工藝參數(shù)自動生成;為提高驅(qū)動性能及使用連接方便的智能化,如前饋控制、電機(jī)參數(shù)的自適應(yīng)運(yùn)算、自動識別負(fù)載自動選定模型、自整定等;簡化編程、簡化操作方面的智能化,如智能化的自動編程、智能化的人機(jī)界面等;還有智能診斷、智能監(jiān)控方面的內(nèi)容、方便系統(tǒng)的診斷及維修等。
為解決傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)封閉性和數(shù)控應(yīng)用軟件的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)存在的問題。目前許多國家對開放式數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行研究,如美國的NGC(The Next Generation Work-Station/Machine Control)、歐共體的OSACA(Open System Architecture for Control within Automation Systems)、日本的OSEC(Open System Environment for Controller),中國的ONC(Open Numerical Control System)等。數(shù)控系統(tǒng)開放化已經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)的未來之路。所謂開放式數(shù)控系統(tǒng)就是數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)可以在統(tǒng)一的運(yùn)行平臺上,面向機(jī)床廠家和最終用戶,通過改變、增加或剪裁結(jié)構(gòu)對象(數(shù)控功能),形成系列化,并可方便地將用戶的特殊應(yīng)用和技術(shù)訣竅集成到控制系統(tǒng)中,快速實(shí)現(xiàn)不同品種、不同檔次的開放式數(shù)控系統(tǒng),形成具有鮮明個(gè)性的名牌產(chǎn)品。目前開放式數(shù)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)規(guī)范、通信規(guī)范、配置規(guī)范、運(yùn)行平臺、數(shù)控系統(tǒng)功能庫以及數(shù)控系統(tǒng)功能軟件開發(fā)工具等是當(dāng)前研究的核心。
網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控裝備是近兩年國際著名機(jī)床博覽會的一個(gè)新亮點(diǎn)。數(shù)控裝備的網(wǎng)絡(luò)化將極大地滿足生產(chǎn)線、制造系統(tǒng)、制造企業(yè)對信息集成的需求,也是實(shí)現(xiàn)新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業(yè)、全球制造的基礎(chǔ)單元。國內(nèi)外一些著名數(shù)控機(jī)床和數(shù)控系統(tǒng)制造公司都在近兩年推出了相關(guān)的新概念和樣機(jī),如在EMO2001展中,日本山崎馬扎克(Mazak)公司展出的“CyberProduction Center”(智能生產(chǎn)控制中心,簡稱CPC);日本大隈(Okuma)機(jī)床公司展出“IT plaza”(信息技術(shù)廣場,簡稱IT廣場);德國西門子(Siemens)公司展出的Open Manufacturing Environment(開放制造環(huán)境,簡稱OME)等,反映了數(shù)控機(jī)床加工向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展的趨勢。
2 對我國數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基本估計(jì)
我國數(shù)控技術(shù)起步于1958年,近50年的發(fā)展歷程大致可分為3個(gè)階段:第一階段從1958年到1979年,即封閉式發(fā)展階段。在此階段,由于國外的技術(shù)封鎖和我國的基礎(chǔ)條件的限制,數(shù)控技術(shù)的發(fā)展較為緩慢。第二階段是在國家的“六五”、“七五”期間以及“八五”的前期,即引進(jìn)技術(shù),消化吸收,初步建立起國產(chǎn)化體系階段。在此階段,由于改革開放和國家的重視,以及研究開發(fā)環(huán)境和國際環(huán)境的改善,我國數(shù)控技術(shù)的研究、開發(fā)以及在產(chǎn)品的國產(chǎn)化方面都取得了長足的進(jìn)步。第三階段是在國家的“八五”的后期和“九五”期間,即實(shí)施產(chǎn)業(yè)化的研究,進(jìn)入市場競爭階段。在此階段,我國國產(chǎn)數(shù)控裝備的產(chǎn)業(yè)化取得了實(shí)質(zhì)性進(jìn)步。在“九五”末期,國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的國內(nèi)市場占有率達(dá)50%,配國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)(普及型)也達(dá)到了10%。
縱觀我國數(shù)控技術(shù)近50年的發(fā)展歷程,特別是經(jīng)過4個(gè)5年計(jì)劃的攻關(guān),總體來看取得了以下成績。
2.1 奠定了數(shù)控技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ),基本掌握了現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)。我國現(xiàn)在已基本掌握了從數(shù)控系統(tǒng)、伺服驅(qū)動、數(shù)控主機(jī)、專機(jī)及其配套件的基礎(chǔ)技術(shù),其中大部分技術(shù)已具備進(jìn)行商品化開發(fā)的基礎(chǔ),部分技術(shù)已商品化、產(chǎn)業(yè)化。
2.2 初步形成了數(shù)控產(chǎn)業(yè)基地。在攻關(guān)成果和部分技術(shù)商品化的基礎(chǔ)上,建立了諸如華中數(shù)控、航天數(shù)控等具有批量生產(chǎn)能力的數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠。蘭州電機(jī)廠、華中數(shù)控等一批伺服系統(tǒng)和伺服電機(jī)生產(chǎn)廠以及北京第一機(jī)床廠、濟(jì)南第一機(jī)床廠等若干數(shù)控主機(jī)生產(chǎn)廠。這些生產(chǎn)廠基本形成了我國的數(shù)控產(chǎn)業(yè)基地。
2.3 建立了一支數(shù)控研究、開發(fā)、管理人才的基本隊(duì)伍。
雖然在數(shù)控技術(shù)的研究開發(fā)以及產(chǎn)業(yè)化方面取得了長足的進(jìn)步,但我們也要清醒地認(rèn)識到,我國高端數(shù)控技術(shù)的研究開發(fā),尤其是在產(chǎn)業(yè)化方面的技術(shù)水平現(xiàn)狀與我國的現(xiàn)實(shí)需求還有較大的差距。雖然從縱向看我國的發(fā)展速度很快,但橫向比(與國外對比)不僅技術(shù)水平有差距,在某些方面發(fā)展速度也有差距,即一些高精尖的數(shù)控裝備的技術(shù)水平差距有擴(kuò)大趨勢。從國際上來看,對我國數(shù)控技術(shù)水平和產(chǎn)業(yè)化水平估計(jì)大致如下。
a.技術(shù)水平上,與國外先進(jìn)水平大約落后10~15年,在高精尖技術(shù)方面則更大。
b.產(chǎn)業(yè)化水平上,市場占有率低,品種覆蓋率小,還沒有形成規(guī)模生產(chǎn);功能部件專業(yè)化生產(chǎn)水平及成套能力較低;外觀質(zhì)量相對差;可靠性不高,商品化程度不足;國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)尚未建立自己的品牌效應(yīng),用戶信心不足。
c.可持續(xù)發(fā)展的能力上,對競爭前數(shù)控技術(shù)的研究開發(fā)、工程化能力較弱;數(shù)控技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域拓展力度不強(qiáng);相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的研究、制定滯后。
分析存在上述差距的主要原因有以下幾個(gè)方面。
a.認(rèn)識方面。對國產(chǎn)數(shù)控產(chǎn)業(yè)進(jìn)程艱巨性、復(fù)雜性和長期性的特點(diǎn)認(rèn)識不足;對市場的不規(guī)范、國外的封鎖加扼殺、體制等困難估計(jì)不足;對我國數(shù)控技術(shù)應(yīng)用水平及能力分析不夠。
b.體系方面。從技術(shù)的角度關(guān)注數(shù)控產(chǎn)業(yè)化問題的時(shí)候多,從系統(tǒng)的、產(chǎn)業(yè)鏈的角度綜合考慮數(shù)控產(chǎn)業(yè)化問題的時(shí)候少;沒有建立完整的高質(zhì)量的配套體系、完善的培訓(xùn)、服務(wù)網(wǎng)絡(luò)等支撐體系。
c.機(jī)制方面。不良機(jī)制造成人才流失,又制約了技術(shù)及技術(shù)路線創(chuàng)新、產(chǎn)品創(chuàng)新,且制約了規(guī)劃的有效實(shí)施,往往規(guī)劃理想,實(shí)施困難。
d.技術(shù)方面。企業(yè)在技術(shù)方面自主創(chuàng)新能力不強(qiáng),核心技術(shù)的工程化能力不強(qiáng)。機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)落后,水平較低,數(shù)控系統(tǒng)新標(biāo)準(zhǔn)研究不夠。
3 對我國數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的戰(zhàn)略思考
3.1 戰(zhàn)略考慮。
我國是制造大國,在世界產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移中要盡量接受前端而不是后端的轉(zhuǎn)移,即要掌握先進(jìn)制造核心技術(shù),否則在新一輪國際產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整中,我國制造業(yè)將進(jìn)一步“空芯”。我們以資源、環(huán)境、市場為代價(jià),交換得到的可能僅僅是世界新經(jīng)濟(jì)格局中的國際“加工中心”和“組裝中心”,而非掌握核心技術(shù)的制造中心的地位,這樣將會嚴(yán)重影響我國現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展進(jìn)程。
我們應(yīng)站在國家安全戰(zhàn)略的高度來重視數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)業(yè)問題,首先從社會安全看,因?yàn)橹圃鞓I(yè)是我國就業(yè)人口最多的行業(yè),制造業(yè)發(fā)展不僅可提高人民的生活水平,而且還可緩解我國就業(yè)的壓力,保障社會的穩(wěn)定;其次從國防安全看,西方發(fā)達(dá)國家把高精尖數(shù)控產(chǎn)品都列為國家的戰(zhàn)略物質(zhì),對我國實(shí)現(xiàn)禁運(yùn)和限制,“東芝事件”和“考克斯報(bào)告”就是最好的例證。
3.2 發(fā)展策略。
從我國基本國情的角度出發(fā),以國家的戰(zhàn)略需求和國民經(jīng)濟(jì)的市場需求為導(dǎo)向,以提高我國制造裝備業(yè)綜合競爭能力和產(chǎn)業(yè)化水平為目標(biāo),用系統(tǒng)的方法,選擇能夠主導(dǎo)21世紀(jì)初期我國制造裝備業(yè)發(fā)展升級的關(guān)鍵技術(shù)以及支持產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的支撐技術(shù)、配套技術(shù)作為研究開發(fā)的內(nèi)容,實(shí)現(xiàn)制造裝備業(yè)的跨躍式發(fā)展。
強(qiáng)調(diào)市場需求為導(dǎo)向,即以數(shù)控終端產(chǎn)品為主,以整機(jī)(如量大面廣的數(shù)控車床、銑床、高速高精高性能數(shù)控機(jī)床、典型數(shù)字化機(jī)械、重點(diǎn)行業(yè)關(guān)鍵設(shè)備等)帶動數(shù)控產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。重點(diǎn)解決數(shù)控系統(tǒng)和相關(guān)功能部件(數(shù)字化伺服系統(tǒng)與電機(jī)、高速電主軸系統(tǒng)和新型裝備的附件等)的可靠性和生產(chǎn)規(guī)模問題。沒有規(guī)模就不會有高可靠性的產(chǎn)品;沒有規(guī)模就不會有價(jià)格低廉而富有競爭力的產(chǎn)品;當(dāng)然,沒有規(guī)模中國的數(shù)控裝備最終難以有出頭之日。
在高精尖裝備研發(fā)方面,要強(qiáng)調(diào)產(chǎn)、學(xué)、研以及最終用戶的緊密結(jié)合,以“做得出、用得上、賣得掉”為目標(biāo),按國家意志實(shí)施攻關(guān),以解決國家之急需。
在競爭前數(shù)控技術(shù)方面,強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新,強(qiáng)調(diào)研究開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)和產(chǎn)品,為我國數(shù)控產(chǎn)業(yè)、裝備制造業(yè)乃至整個(gè)制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn)
[1] 中國機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會 行業(yè)發(fā)展部.CIMT2001巡禮[J].世界制造技術(shù)與裝備市場,2001(3):18-20.
中國分類號:TG659
Reflections on the CNC machine tool operation skill training mode
Keywords: CNC machine tool CNC technology training mode
有人說,二十一世紀(jì)機(jī)械制作業(yè)的競爭本質(zhì)就屬于數(shù)控技術(shù)的競爭,數(shù)控技術(shù)的重要性不言而喻。加上我國被譽(yù)為制造大國,卻鮮有創(chuàng)新,數(shù)控技術(shù)的推廣及應(yīng)用,可以為國家科技創(chuàng)新打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),讓我國從制造大國逐漸成為創(chuàng)新大國,如今工業(yè)化建設(shè),機(jī)械化發(fā)展,都離不開數(shù)控技術(shù),隨著數(shù)控技術(shù)越來越被重視,社會對數(shù)控人才的需求更顯得迫切。結(jié)合數(shù)控技術(shù)的特點(diǎn),綜合看待數(shù)控機(jī)床操作,以建立數(shù)控人才的知識體系及提高技能實(shí)際能力為突破點(diǎn),研究數(shù)控機(jī)床操作技能的訓(xùn)練模式,并對其發(fā)展現(xiàn)狀提出幾點(diǎn)思考,希望有助于提高數(shù)控人才的綜合能力,緩解數(shù)控人才缺失的現(xiàn)狀。
一、數(shù)控技術(shù)人才層次的劃分
綜合分析國內(nèi)數(shù)控技術(shù)人才,可以將數(shù)控人才分為三個(gè)層次,分別為“金領(lǐng)層”數(shù)控操作人才、“灰領(lǐng)層”數(shù)控操作人才與“藍(lán)領(lǐng)層”數(shù)控操作人才。
(一)“金領(lǐng)層”數(shù)控操作人才
“金領(lǐng)層”數(shù)控操作人才,屬于數(shù)控操作人才中的頂尖部分,也是數(shù)控操作人數(shù)中最少的一部分,為復(fù)合型數(shù)控人才。成為“金領(lǐng)層”數(shù)控操作人才需要具備并精通以下幾個(gè)方面:數(shù)控操作、數(shù)控工藝編程、數(shù)控機(jī)床維護(hù)、綜合維修機(jī)床的所有知識、數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、數(shù)控機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)電氣化設(shè)計(jì)、數(shù)控機(jī)床數(shù)控化改造等。以上技能及知識,都需要做到精通,一般“金領(lǐng)層”數(shù)控操作人才擔(dān)任企業(yè)中數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)主管或企業(yè)數(shù)控技術(shù)負(fù)責(zé)人。
在目前看來,眾多的企業(yè)中都缺少“金領(lǐng)層”數(shù)控操作人才,缺少這種同時(shí)精通多種數(shù)控工藝,具有豐富知識面的復(fù)合型綜合人才。
(二)“灰領(lǐng)層”數(shù)控操作人才
“灰領(lǐng)層”數(shù)控操作人才在企業(yè)數(shù)控技術(shù)崗位中,約占25%的比例?!盎翌I(lǐng)層”數(shù)控操作人才是數(shù)控操作人才的中間部分,主要負(fù)責(zé)數(shù)控機(jī)床的維護(hù)及維修工作與數(shù)控編程工作,分為數(shù)控機(jī)床維護(hù)維修人員與數(shù)控編程工藝員兩大類。成為“灰領(lǐng)層”數(shù)控操作人才所需要具備的技能及知識結(jié)構(gòu)如下:
1.數(shù)控機(jī)床維護(hù)維修人員需要掌握數(shù)控機(jī)床的工作原理,并對數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)有很深的了解;掌握機(jī)電聯(lián)調(diào)知識、PLC知識、接口技術(shù)及數(shù)控系統(tǒng)的特點(diǎn);可以進(jìn)行數(shù)控機(jī)床操作、數(shù)控機(jī)床機(jī)械調(diào)試維護(hù)、數(shù)控機(jī)床電氣調(diào)試維護(hù)、手工編程等;目前來說,這類人才十分的缺乏,在企業(yè)之中待遇較高,這類人才的培養(yǎng),主要是通過高職院校學(xué)習(xí)基礎(chǔ)之后在實(shí)際操作中不斷積累技能經(jīng)驗(yàn)培育而來。
2.數(shù)控編程工藝員需要掌握基本的數(shù)控加工工藝知識及基本數(shù)控機(jī)床的操作能力,可以進(jìn)行日常維護(hù)和手工編程,可以使用軟件進(jìn)行自動編程或設(shè)計(jì)三維模型。所需要的知識較少,通過高等職業(yè)學(xué)院培訓(xùn)之后,基本可以具備數(shù)控編程工藝員的資格。
(三)“藍(lán)領(lǐng)層”數(shù)控操作人才
“藍(lán)領(lǐng)層”數(shù)控操作人是數(shù)控操作人才的基礎(chǔ)部分,負(fù)責(zé)生產(chǎn)崗位上數(shù)控機(jī)床的具體操作及簡單維護(hù)工作,屬于企業(yè)需求量最大的數(shù)控技術(shù)人才。這類人才需要掌握機(jī)床結(jié)構(gòu)的基本知識及數(shù)控操作的工藝技能,可以進(jìn)行簡單維護(hù)及手工編程。
二、數(shù)控人才的學(xué)歷狀況分析
根據(jù)目前數(shù)控技術(shù)人才學(xué)歷統(tǒng)計(jì)分析,學(xué)歷為中專及中專以下學(xué)歷的數(shù)控人才占了數(shù)控人才總數(shù)的60%,大專學(xué)歷占了數(shù)控人才總數(shù)的30%,僅僅這兩項(xiàng)就占了總數(shù)的90%,可見高等職業(yè)院校在數(shù)控人才的培養(yǎng)方面,有著很大的優(yōu)勢。
三、對高等院校數(shù)控機(jī)床操作技能訓(xùn)練模式的幾點(diǎn)思考和建議
從數(shù)控人才學(xué)歷的分布情況中可以看出高等院校是數(shù)控人才培養(yǎng)的主力,如何更好的提高數(shù)控機(jī)床操作技能,建立數(shù)控人才的知識夸獎(jiǎng)及能力結(jié)構(gòu),改變數(shù)控機(jī)床操作技能訓(xùn)練模式是十分有必要的也是必須的。
(一)普通機(jī)械加工操作技能的訓(xùn)練及改進(jìn)
在目前教學(xué)中,普遍存在著實(shí)踐能力較差的問題。比如在學(xué)生學(xué)習(xí)完“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”、“工程材料與成型技術(shù)”、“機(jī)械制造技術(shù)”等專業(yè)知識課程之后,其實(shí)際操作的能力卻很低,甚至有很多的學(xué)生分不清什么是銑刀、立銑刀、端銑刀等,在切削用量上更是難以準(zhǔn)確的進(jìn)行把握,甚至還有的學(xué)生不能正確測量。但數(shù)控技術(shù)要求的是精確度高,操作十分的復(fù)雜,加工的難度很大,學(xué)生學(xué)到的知識不能與實(shí)踐完美的結(jié)合,缺少實(shí)踐是主要的原因。
所以要在教學(xué)環(huán)節(jié)中,不僅僅是讓學(xué)生學(xué)會基礎(chǔ)的知識,還必須和實(shí)踐相結(jié)合,加大對學(xué)生普通機(jī)械加工操作技能的培訓(xùn),打好數(shù)控機(jī)床操作的基礎(chǔ)技能。普通機(jī)械加工操作技能訓(xùn)練的內(nèi)容主要包括正確操作機(jī)床、車刀角度、切削用量、外回轉(zhuǎn)面零件加工、內(nèi)圓柱面與圓錐面加工、綜合零件加工、測量方法等訓(xùn)練內(nèi)容。
在實(shí)際操作訓(xùn)練中,需要有專業(yè)教師一旁講解并結(jié)合示范操作,提高學(xué)生的動手能力,提高訓(xùn)練模式的實(shí)際訓(xùn)練效果。
(二)數(shù)控機(jī)床操作技能的實(shí)際訓(xùn)練
在進(jìn)行普通機(jī)床零件的加工過程中,需要對機(jī)床進(jìn)行運(yùn)動上的控制,運(yùn)動上的控制主要包括兩個(gè)方便,一個(gè)是機(jī)床運(yùn)動先后的問題,一個(gè)是機(jī)場個(gè)運(yùn)動部件的位移量控制。在進(jìn)行零件加工的時(shí)候,開車、停車及走刀等程序都是需要操作人員進(jìn)行直接操作的。
數(shù)控加工操作人員,需要通過數(shù)控機(jī)床,對加工零件的整個(gè)過程進(jìn)行控制,為此操作人員必須能夠熟練而正確的控制數(shù)控機(jī)床,具備普通機(jī)械加工能力、計(jì)算機(jī)編程能力、機(jī)床實(shí)際操作能力。
1.加強(qiáng)手工編程訓(xùn)練
給出課題,明確預(yù)定要求的工藝路線及加工方式,教會學(xué)生如何正確選擇切削用量,學(xué)會正確的選擇好工件的坐標(biāo)系,并分析切入、切出點(diǎn)及走刀的路線;根據(jù)系統(tǒng)格式進(jìn)行手工編程,需要熟悉系統(tǒng)指令代碼并輸入加工程序單,做好調(diào)試程序,使用施工編程模擬仿真器運(yùn)行程序,綜合分析程序中存在的邏輯錯(cuò)誤或運(yùn)行錯(cuò)誤,及時(shí)進(jìn)行更正。
2.加強(qiáng)自動編程訓(xùn)練
自動編程訓(xùn)練,需要利用系統(tǒng)軟件,建立加工零件的系統(tǒng)模型。在進(jìn)行自動編程訓(xùn)練的時(shí)候,要注意加工方法的選擇,根據(jù)實(shí)際情況,選擇兩軸加工還是三軸加工等方式;確定好工藝參數(shù),比如說道具結(jié)構(gòu)參數(shù)、切削用量參數(shù)、加工精度參數(shù)等,爭取找到最優(yōu)參數(shù);加強(qiáng)加工文件及工藝單的訓(xùn)練;做好綜合零件自動編程訓(xùn)練。
3.加強(qiáng)數(shù)學(xué)型數(shù)控機(jī)床訓(xùn)練
加強(qiáng)數(shù)學(xué)型數(shù)控機(jī)床訓(xùn)練,主要是讓學(xué)生熟悉設(shè)備,對刀具、程序運(yùn)行操作的訓(xùn)練,可以進(jìn)行數(shù)控銑床曲面加工的訓(xùn)練,綜合分析零件加工及質(zhì)量。
四、結(jié)語
數(shù)控技術(shù)對于一個(gè)國家的發(fā)展及建設(shè)有著極為重要的作用,我國近年來越來越重視數(shù)控技術(shù)人才的培養(yǎng),但在數(shù)控人才培養(yǎng)過程中,普遍存在著理論與實(shí)踐的脫節(jié)的問題,本文提出數(shù)控機(jī)床操作技能訓(xùn)練模式的幾點(diǎn)思考,希望可以提高數(shù)控人才的質(zhì)量,培養(yǎng)出更多更優(yōu)秀的應(yīng)用型復(fù)雜型綜合型數(shù)控人才。
參考文獻(xiàn):
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裝備工業(yè)的技術(shù)水平和現(xiàn)代化程度決定著整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)的水平和現(xiàn)代化程度,數(shù)控技術(shù)及裝備是發(fā)展新興高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和尖端工業(yè)(如信息技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)、生物技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)、航空、航天等國防工業(yè)產(chǎn)業(yè))的使能技術(shù)和最基本的裝備。馬克思曾經(jīng)說過“各種經(jīng)濟(jì)時(shí)代的區(qū)別,不在于生產(chǎn)什么,而在于怎樣生產(chǎn),用什么勞動資料生產(chǎn)”。制造技術(shù)和裝備就是人類生產(chǎn)活動的最基本的生產(chǎn)資料,而數(shù)控技術(shù)又是當(dāng)今先進(jìn)制造技術(shù)和裝備最核心的技術(shù)。當(dāng)今世界各國制造業(yè)廣泛采用數(shù)控技術(shù),以提高制造能力和水平,提高對動態(tài)多變市場的適應(yīng)能力和競爭能力。此外世界上各工業(yè)發(fā)達(dá)國家還將數(shù)控技術(shù)及數(shù)控裝備列為國家的戰(zhàn)略物資,不僅采取重大措施來發(fā)展自己的數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè),而且在“高精尖”數(shù)控關(guān)鍵技術(shù)和裝備方面對我國實(shí)行封鎖和限制政策??傊?,大力發(fā)展以數(shù)控技術(shù)為核心的先進(jìn)制造技術(shù)已成為世界各發(fā)達(dá)國家加速經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提高綜合國力和國家地位的重要途徑。
數(shù)控技術(shù)是用數(shù)字信息對機(jī)械運(yùn)動和工作過程進(jìn)行控制的技術(shù),數(shù)控裝備是以數(shù)控技術(shù)為代表的新技術(shù)對傳統(tǒng)制造產(chǎn)業(yè)和新興制造業(yè)的滲透形成的機(jī)電一體化產(chǎn)品,即所謂的數(shù)字化裝備,其技術(shù)范圍覆蓋很多領(lǐng)域:(1)機(jī)械制造技術(shù);(2)信息處理、加工、傳輸技術(shù);(3)自動控制技術(shù);(4)伺服驅(qū)動技術(shù);(5)傳感器技術(shù);(6)軟件技術(shù)等。
一、數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢
數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化,使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征,而且隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大,他對國計(jì)民生的一些重要行業(yè)(IT、汽車、輕工、醫(yī)療等)的發(fā)展起著越來越重要的作用,因?yàn)檫@些行業(yè)所需裝備的數(shù)字化已是現(xiàn)展的大趨勢。從目前世界上數(shù)控技術(shù)及其裝備發(fā)展的趨勢來看,其主要研究熱點(diǎn)有以下幾個(gè)方面[1~4]。
1、高速、高精加工技術(shù)及裝備的新趨勢
效率、質(zhì)量是先進(jìn)制造技術(shù)的主體。高速、高精加工技術(shù)可極大地提高效率,提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次,縮短生產(chǎn)周期和提高市場競爭能力。為此日本先端技術(shù)研究會將其列為5大現(xiàn)代制造技術(shù)之一,國際生產(chǎn)工程學(xué)會(CIRP)將其確定為21世紀(jì)的中心研究方向之一。
在轎車工業(yè)領(lǐng)域,年產(chǎn)30萬輛的生產(chǎn)節(jié)拍是40秒/輛,而且多品種加工是轎車裝備必須解決的重點(diǎn)問題之一;在航空和宇航工業(yè)領(lǐng)域,其加工的零部件多為薄壁和薄筋,剛度很差,材料為鋁或鋁合金,只有在高切削速度和切削力很小的情況下,才能對這些筋、壁進(jìn)行加工。近來采用大型整體鋁合金坯料“掏空”的方法來制造機(jī)翼、機(jī)身等大型零件來替代多個(gè)零件通過眾多的鉚釘、螺釘和其他聯(lián)結(jié)方式拼裝,使構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和可靠性得到提高。這些都對加工裝備提出了高速、高精和高柔性的要求。
從EMO2001展會情況來看,高速加工中心進(jìn)給速度可達(dá)80m/min,甚至更高,空運(yùn)行速度可達(dá)100m/min左右。目前世界上許多汽車廠,包括我國的上海通用汽車公司,已經(jīng)采用以高速加工中心組成的生產(chǎn)線部分替代組合機(jī)床。美國CINCINNATI公司的HyperMach機(jī)床進(jìn)給速度最大達(dá)60m/min,快速為100m/min,加速度達(dá)2g,主軸轉(zhuǎn)速已達(dá)60000r/min。加工一薄壁飛機(jī)零件,只用30min,而同樣的零件在一般高速銑床加工需3h,在普通銑床加工需8h;德國DMG公司的雙主軸車床的主軸速度及加速度分別達(dá)12*!000r/mm和1g。
在加工精度方面,近10年來,普通級數(shù)控機(jī)床的加工精度已由10μm提高到5μm,精密級加工中心則從3~5μm,提高到1~1.5μm,并且超精密加工精度已開始進(jìn)入納米級(0.01μm)。
在可靠性方面,國外數(shù)控裝置的MTBF值已達(dá)6000h以上,伺服系統(tǒng)的MTBF值達(dá)到30000h以上,表現(xiàn)出非常高的可靠性。
為了實(shí)現(xiàn)高速、高精加工,與之配套的功能部件如電主軸、直線電機(jī)得到了快速的發(fā)展,應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步擴(kuò)大。
2、軸聯(lián)動加工和復(fù)合加工機(jī)床快速發(fā)展
采用5軸聯(lián)動對三維曲面零件的加工,可用刀具最佳幾何形狀進(jìn)行切削,不僅光潔度高,而且效率也大幅度提高。一般認(rèn)為,1臺5軸聯(lián)動機(jī)床的效率可以等于2臺3軸聯(lián)動機(jī)床,特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進(jìn)行高速銑削淬硬鋼零件時(shí),5軸聯(lián)動加工可比3軸聯(lián)動加工發(fā)揮更高的效益。但過去因5軸聯(lián)動數(shù)控系統(tǒng)、主機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜等原因,其價(jià)格要比3軸聯(lián)動數(shù)控機(jī)床高出數(shù)倍,加之編程技術(shù)難度較大,制約了5軸聯(lián)動機(jī)床的發(fā)展。
當(dāng)前由于電主軸的出現(xiàn),使得實(shí)現(xiàn)5軸聯(lián)動加工的復(fù)合主軸頭結(jié)構(gòu)大為簡化,其制造難度和成本大幅度降低,數(shù)控系統(tǒng)的價(jià)格差距縮小。因此促進(jìn)了復(fù)合主軸頭類型5軸聯(lián)動機(jī)床和復(fù)合加工機(jī)床(含5面加工機(jī)床)的發(fā)展。
在EMO2001展會上,新日本工機(jī)的5面加工機(jī)床采用復(fù)合主軸頭,可實(shí)現(xiàn)4個(gè)垂直平面的加工和任意角度的加工,使得5面加工和5軸加工可在同一臺機(jī)床上實(shí)現(xiàn),還可實(shí)現(xiàn)傾斜面和倒錐孔的加工。德國DMG公司展出DMUVoution系列加工中心,可在一次裝夾下5面加工和5軸聯(lián)動加工,可由CNC系統(tǒng)控制或CAD/CAM直接或間接控制。
3、智能化、開放式、網(wǎng)絡(luò)化成為當(dāng)代數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢
21世紀(jì)的數(shù)控裝備將是具有一定智能化的系統(tǒng),智能化的內(nèi)容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各個(gè)方面:為追求加工效率和加工質(zhì)量方面的智能化,如加工過程的自適應(yīng)控制,工藝參數(shù)自動生成;為提高驅(qū)動性能及使用連接方便的智能化,如前饋控制、電機(jī)參數(shù)的自適應(yīng)運(yùn)算、自動識別負(fù)載自動選定模型、自整定等;簡化編程、簡化操作方面的智能化,如智能化的自動編程、智能化的人機(jī)界面等;還有智能診斷、智能監(jiān)控方面的內(nèi)容、方便系統(tǒng)的診斷及維修等。
為解決傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)封閉性和數(shù)控應(yīng)用軟件的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)存在的問題。目前許多國家對開放式數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行研究,如美國的NGC(TheNextGenerationWork-Station/MachineControl)、歐共體的OSACA(OpenSystemArchitectureforControlwithinAutomationSystems)、日本的OSEC(OpenSystemEnvironmentforController),中國的ONC(OpenNumericalControlSystem)等。數(shù)控系統(tǒng)開放化已經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)的未來之路。所謂開放式數(shù)控系統(tǒng)就是數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)可以在統(tǒng)一的運(yùn)行平臺上,面向機(jī)床廠家和最終用戶,通過改變、增加或剪裁結(jié)構(gòu)對象(數(shù)控功能),形成系列化,并可方便地將用戶的特殊應(yīng)用和技術(shù)訣竅集成到控制系統(tǒng)中,快速實(shí)現(xiàn)不同品種、不同檔次的開放式數(shù)控系統(tǒng),形成具有鮮明個(gè)性的名牌產(chǎn)品。目前開放式數(shù)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)規(guī)范、通信規(guī)范、配置規(guī)范、運(yùn)行平臺、數(shù)控系統(tǒng)功能庫以及數(shù)控系統(tǒng)功能軟件開發(fā)工具等是當(dāng)前研究的核心。
網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控裝備是近兩年國際著名機(jī)床博覽會的一個(gè)新亮點(diǎn)。數(shù)控裝備的網(wǎng)絡(luò)化將極大地滿足生產(chǎn)線、制造系統(tǒng)、制造企業(yè)對信息集成的需求,也是實(shí)現(xiàn)新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業(yè)、全球制造的基礎(chǔ)單元。國內(nèi)外一些著名數(shù)控機(jī)床和數(shù)控系統(tǒng)制造公司都在近兩年推出了相關(guān)的新概念和樣機(jī),如在EMO2001展中,日本山崎馬扎克(Mazak)公司展出的“CyberProductionCenter”(智能生產(chǎn)控制中心,簡稱CPC);日本大隈(Okuma)機(jī)床公司展出“ITplaza”(信息技術(shù)廣場,簡稱IT廣場);德國西門子(Siemens)公司展出的OpenManufacturingEnvironment(開放制造環(huán)境,簡稱OME)等,反映了數(shù)控機(jī)床加工向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展的趨勢。
二、對我國數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基本估計(jì)
我國數(shù)控技術(shù)起步于1958年,近50年的發(fā)展歷程大致可分為3個(gè)階段:第一階段從1958年到1979年,即封閉式發(fā)展階段。在此階段,由于國外的技術(shù)封鎖和我國的基礎(chǔ)條件的限制,數(shù)控技術(shù)的發(fā)展較為緩慢。第二階段是在國家的“六五”、“七五”期間以及“八五”的前期,即引進(jìn)技術(shù),消化吸收,初步建立起國產(chǎn)化體系階段。在此階段,由于改革開放和國家的重視,以及研究開發(fā)環(huán)境和國際環(huán)境的改善,我國數(shù)控技術(shù)的研究、開發(fā)以及在產(chǎn)品的國產(chǎn)化方面都取得了長足的進(jìn)步。第三階段是在國家的“八五”的后期和“九五”期間,即實(shí)施產(chǎn)業(yè)化的研究,進(jìn)入市場競爭階段。在此階段,我國國產(chǎn)數(shù)控裝備的產(chǎn)業(yè)化取得了實(shí)質(zhì)性進(jìn)步。在“九五”末期,國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的國內(nèi)市場占有率達(dá)50%,配國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)(普及型)也達(dá)到了10%。
縱觀我國數(shù)控技術(shù)近50年的發(fā)展歷程,特別是經(jīng)過4個(gè)5年計(jì)劃的攻關(guān),總體來看取得了以下成績。
1、奠定了數(shù)控技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ),基本掌握了現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)。我國現(xiàn)在已基本掌握了從數(shù)控系統(tǒng)、伺服驅(qū)動、數(shù)控主機(jī)、專機(jī)及其配套件的基礎(chǔ)技術(shù),其中大部分技術(shù)已具備進(jìn)行商品化開發(fā)的基礎(chǔ),部分技術(shù)已商品化、產(chǎn)業(yè)化。
2、初步形成了數(shù)控產(chǎn)業(yè)基地。在攻關(guān)成果和部分技術(shù)商品化的基礎(chǔ)上,建立了諸如華中數(shù)控、航天數(shù)控等具有批量生產(chǎn)能力的數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠。蘭州電機(jī)廠、華中數(shù)控等一批伺服系統(tǒng)和伺服電機(jī)生產(chǎn)廠以及北京第一機(jī)床廠、濟(jì)南第一機(jī)床廠等若干數(shù)控主機(jī)生產(chǎn)廠。這些生產(chǎn)廠基本形成了我國的數(shù)控產(chǎn)業(yè)基地。
3、建立了一支數(shù)控研究、開發(fā)、管理人才的基本隊(duì)伍。
雖然在數(shù)控技術(shù)的研究開發(fā)以及產(chǎn)業(yè)化方面取得了長足的進(jìn)步,但我們也要清醒地認(rèn)識到,我國高端數(shù)控技術(shù)的研究開發(fā),尤其是在產(chǎn)業(yè)化方面的技術(shù)水平現(xiàn)狀與我國的現(xiàn)實(shí)需求還有較大的差距。雖然從縱向看我國的發(fā)展速度很快,但橫向比(與國外對比)不僅技術(shù)水平有差距,在某些方面發(fā)展速度也有差距,即一些高精尖的數(shù)控裝備的技術(shù)水平差距有擴(kuò)大趨勢。從國際上來看,對我國數(shù)控技術(shù)水平和產(chǎn)業(yè)化水平估計(jì)大致如下。
a.技術(shù)水平上,與國外先進(jìn)水平大約落后10~15年,在高精尖技術(shù)方面則更大。
b.產(chǎn)業(yè)化水平上,市場占有率低,品種覆蓋率小,還沒有形成規(guī)模生產(chǎn);功能部件專業(yè)化生產(chǎn)水平及成套能力較低;外觀質(zhì)量相對差;可靠性不高,商品化程度不足;國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)尚未建立自己的品牌效應(yīng),用戶信心不足。
c.可持續(xù)發(fā)展的能力上,對競爭前數(shù)控技術(shù)的研究開發(fā)、工程化能力較弱;數(shù)控技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域拓展力度不強(qiáng);相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的研究、制定滯后。
分析存在上述差距的主要原因有以下幾個(gè)方面。
a.認(rèn)識方面。對國產(chǎn)數(shù)控產(chǎn)業(yè)進(jìn)程艱巨性、復(fù)雜性和長期性的特點(diǎn)認(rèn)識不足;對市場的不規(guī)范、國外的封鎖加扼殺、體制等困難估計(jì)不足;對我國數(shù)控技術(shù)應(yīng)用水平及能力分析不夠。
b.體系方面。從技術(shù)的角度關(guān)注數(shù)控產(chǎn)業(yè)化問題的時(shí)候多,從系統(tǒng)的、產(chǎn)業(yè)鏈的角度綜合考慮數(shù)控產(chǎn)業(yè)化問題的時(shí)候少;沒有建立完整的高質(zhì)量的配套體系、完善的培訓(xùn)、服務(wù)網(wǎng)絡(luò)等支撐體系。
c.機(jī)制方面。不良機(jī)制造成人才流失,又制約了技術(shù)及技術(shù)路線創(chuàng)新、產(chǎn)品創(chuàng)新,且制約了規(guī)劃的有效實(shí)施,往往規(guī)劃理想,實(shí)施困難。
d.技術(shù)方面。企業(yè)在技術(shù)方面自主創(chuàng)新能力不強(qiáng),核心技術(shù)的工程化能力不強(qiáng)。機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)落后,水平較低,數(shù)控系統(tǒng)新標(biāo)準(zhǔn)研究不夠。
三、對我國數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的戰(zhàn)略思考
1、戰(zhàn)略考慮
我國是制造大國,在世界產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移中要盡量接受前端而不是后端的轉(zhuǎn)移,即要掌握先進(jìn)制造核心技術(shù),否則在新一輪國際產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整中,我國制造業(yè)將進(jìn)一步“空芯”。我們以資源、環(huán)境、市場為代價(jià),交換得到的可能僅僅是世界新經(jīng)濟(jì)格局中的國際“加工中心”和“組裝中心”,而非掌握核心技術(shù)的制造中心的地位,這樣將會嚴(yán)重影響我國現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展進(jìn)程。
我們應(yīng)站在國家安全戰(zhàn)略的高度來重視數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)業(yè)問題,首先從社會安全看,因?yàn)橹圃鞓I(yè)是我國就業(yè)人口最多的行業(yè),制造業(yè)發(fā)展不僅可提高人民的生活水平,而且還可緩解我國就業(yè)的壓力,保障社會的穩(wěn)定;其次從國防安全看,西方發(fā)達(dá)國家把高精尖數(shù)控產(chǎn)品都列為國家的戰(zhàn)略物質(zhì),對我國實(shí)現(xiàn)禁運(yùn)和限制,“東芝事件”和“考克斯報(bào)告”就是最好的例證。
2、發(fā)展策略
從我國基本國情的角度出發(fā),以國家的戰(zhàn)略需求和國民經(jīng)濟(jì)的市場需求為導(dǎo)向,以提高我國制造裝備業(yè)綜合競爭能力和產(chǎn)業(yè)化水平為目標(biāo),用系統(tǒng)的方法,選擇能夠主導(dǎo)21世紀(jì)初期我國制造裝備業(yè)發(fā)展升級的關(guān)鍵技術(shù)以及支持產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的支撐技術(shù)、配套技術(shù)作為研究開發(fā)的內(nèi)容,實(shí)現(xiàn)制造裝備業(yè)的跨躍式發(fā)展。
強(qiáng)調(diào)市場需求為導(dǎo)向,即以數(shù)控終端產(chǎn)品為主,以整機(jī)(如量大面廣的數(shù)控車床、銑床、高速高精高性能數(shù)控機(jī)床、典型數(shù)字化機(jī)械、重點(diǎn)行業(yè)關(guān)鍵設(shè)備等)帶動數(shù)控產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。重點(diǎn)解決數(shù)控系統(tǒng)和相關(guān)功能部件(數(shù)字化伺服系統(tǒng)與電機(jī)、高速電主軸系統(tǒng)和新型裝備的附件等)的可靠性和生產(chǎn)規(guī)模問題。沒有規(guī)模就不會有高可靠性的產(chǎn)品;沒有規(guī)模就不會有價(jià)格低廉而富有競爭力的產(chǎn)品;當(dāng)然,沒有規(guī)模中國的數(shù)控裝備最終難以有出頭之日。
在高精尖裝備研發(fā)方面,要強(qiáng)調(diào)產(chǎn)、學(xué)、研以及最終用戶的緊密結(jié)合,以“做得出、用得上、賣得掉”為目標(biāo),按國家意志實(shí)施攻關(guān),以解決國家之急需。
在競爭前數(shù)控技術(shù)方面,強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新,強(qiáng)調(diào)研究開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)和產(chǎn)品,為我國數(shù)控產(chǎn)業(yè)、裝備制造業(yè)乃至整個(gè)制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn):
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