时间：2023-03-08 14:55:03
绪论：在寻找写作灵感吗？爱发表网为您精选了8篇数控技术，愿这些内容能够启迪您的思维，激发您的创作热情，欢迎您的阅读与分享！
在高速发展的当今社会中，数控机床的发展也越来越快。数控技术,是采用数字控制的方法对某一工作过程实现自动控制的技术。是我国衡量制造工业生产的重要指标，也是世界列强不遗余力发展和提升的重要技术，在提高生产力的同时市场经济也会得到相应的提升。我国在数控技术上很早就开始了专业研究，注入了很多人力财力，所以我国的数控技术有着很高的水平和竞争力。煤矿是非常重要的资源，所以如何提升煤矿的开采效率和降低成本以及资源的利用成为大型煤矿企业共同关注的问题。数控技术采用电牵引采煤机为龙头的液压支架、重型刮板和带式输送机、重型掘进机、提升机等配套设备为大型煤矿行业搭建平台。当然，数控技术在发展和完善中也存在着许多问题，尤其是在机械工业中:首先,对我国的数控行业的发展困难没有足够的重视。其次,许多企业没有积极的创新技术，无法领悟核心技术，没有指定研究标准。再次,数控技术产业较多，没有完善的市场和网络。最后,我国在培训数控人才上缺乏好的机构，导致数控技术的人才匮乏，这些阻碍了数控技术的发展，影响了我国数控技术的发展。从总的方面来说，我国的技术落后于发达国家。数控技术的不断发展和完善，已经成为设备运行以及加工过程实现自动化的重要技术。我们可以运行数控技术的自动化控制，来有效的实现大型机械的自动化处理，搭建一个智能的系统，便于维修和管理。因此，数控技术在煤矿机械的运行上以及控制上有着很实际的作用。不仅可以提升机械设备的功能、效率、可靠性还可以将整套系统带入到一个全新的体制，更高的标准。相比于传统的制造业，有些较难较复杂的工序，特别是一般机床和设备无法完成的零件加工处理，以及在新产品的研制和生产上还有在细节上的提高效率节省时间，数控技术有着太多传统制造业无法完成的任务。
二、分析数控技术在煤矿运行中可能存在的问题
1.管理上需要更完善的制度，煤矿技术在数控技术搭建的运行平台上，需要有全面的管理技术。但是在实际操作时，平台上对于操作者的专业要求不高甚至是零基础，导致了数控技术与煤矿机械融合中的管理缺陷，没有形成较为完整的管理机制，这样可能会造成大型机械的损耗，运行不利以及人员上的混乱等等问题。另外，在保养和维修期间，没有非常严格的标准和制度，可能会造成设备的精准度出现偏差，在日后的生产工艺上出现问题，也可能会造成在同等水平的对比之下处于下风，从而影响了数控技术在煤矿领域上的效益。
2.工艺指导上存在着不足，在数控技术的应用上，没有对整体的运行情况更详细的了解，没有指定严谨的统一的管理方式，例如设计周期三个星期，试制周期三个月，无故障运行三年。特别是在整体以及二者融合的艺术运用上，对产品质量的控制没有工艺上的全面指导，这些问题可能会造成技术与机械运行上的不匹配，不便于提高整体的工作效能。
三、研究数控技术在煤矿机械中的应用与发展
1.精湛技术的高目标要求。我国的煤矿资源非常丰富，所以煤矿也成为全国能源系统中的主导，所以，在研究数控技术的全面运用上，不妨着手与煤矿企业的生产要求、发展趋势等多方面，同时也可针对煤矿的开采以及保护设备和精度调节中入手。这样，在激烈的市场竞争中，煤矿企业在谋发展、求壮大等技术层面上想取得突破，可以搭建一个合理的管理严谨的生产模式，例如机床配置的图纸样式以及复杂程度、准确度和数量进行全面的分析，选择更为适合的机床。尽管不能全面的投资购置大数量的数控加工机床，也可以围绕着现有的一些型号以及加工基础，进行普通机床与数控技术机床的融合，建立出全新的生产模式，可以形成更高精度的指标。同时在普通机床与数控机床相结合的过程中，出现的一些技术处理上的问题，在得到解决的同时，也有利于提升和改进，大大保证了生产质量和稳定性。此外，煤矿企业需要掌握一些数控技术，煤矿企业可以结合自己当前拥有的普通设备的基础上，利用企业的资源，选择国内或者是进口的数控技术、设备等，就可以对现有的资源和人员进行改造以及培训，形成全新的结合型数控技术，在应用的过程中，体现出数控技术的占用资源少、操作简单等优点，可以更加协调的适应比较复杂的制造和生产。
2.整体优势在企业中的表现。在受到不同领域包括采煤企业的不同影响下，特别是大型机械种类、现社会中先进的设备等的运行方式，能够从多角度多方面提升采煤企业的效益，增强开采的技术和安全性等。
3.当今社会工业的飞速发展，也加速着人类生存环境的恶化。在我国科技的发展浪潮中，资源的利用率以及环保逐渐成为许多人关注的问题。煤矿企业并不特殊，所以，煤矿企业也应该积极响应人民的号召满足人们的需求。在传统的制造生产中，煤矿企业的生产对环境造成了极大的污染，而且资源利用率很低，并且施工人员以身犯险，安全问题没有丝毫的保障。但是如果煤矿机械与数控技术的结合就会很有效的解决这一系列难题。自动化、少污染、高利用率、使煤矿企业在绿色环保的趋势下稳步前行，满足国家和人民对于煤矿的需求。同时也推动了先进技术的发展和实施。当然，工业的绿色化也会增进数控技术的发展。
四、总结
数控技术主要是通过现代计算机编程的方式来对加工机械制定相应的加工顺序,对整个机械加工过程进行智能化控制。数控技术由于其具有较高的精度和较快的工作效率而深受机械生产制造厂家的喜爱,已经广泛地应用于我国的各行各业当中。
1.2数控技术的核心原理
数控技术的整个控制过程是通过计算机、自动控制系统、电气传动装置以及精密传感测量装置完成的,这是一种高新的技术工艺。目前比较流行的数控技术中主要使用的是CNC系统,这种系统由于其高灵活性而深受各种机床生产厂家的喜爱,被普遍使用来对机床进行控制。
1.3数控技术设备
随着数控技术的发展,数控技术的设备也得到进一步改进。数控技术装备主要有以下几个方面:(1)在数控设备中所广泛使用的数字伺服技术指的是一种能够使用现代控制理论对设备的运转进行控制的技术,也正是由于这种技术的发展而逐步摒弃了过去的危机处理控制方式,数字化的控制理念已经成为未来数控领域发展的重要思想。(2)数控设备中还包括精密机械的设计和加工等方面。数控设备的主要目的就是提升生产效率,提高设备的生产精度,而精密机械则成为数控设备中不可或缺的一部分,只有这样才能够保证生产出高精度的机械部件。
二、数控技术在机械制造中的应用
2.1数控技术在工业生产领域的应用
现代机械制造行业不断发展,迫切需要在工业生产中应用数控技术成功地实现无人化工业产业的模式。在目前我国的工业生产过程中,通过数控技术完成对加工的整体控制。首先录入工业生产的控制指令,在计算机的控制作用下来对输入的生产指令进行任务发配,执行机构在计算机的控制下进行生产加工,并且通过计算机对生产加工过程进行动态监测,发现加工过程中存在问题及时地传递给指令分配模块,停止继续生产作业。通过数控技术的应用,目前我国的工业生产领域已经实现了科技化、现代化,有效地解放了工业生产企业的劳动力,降低了企业的生产成本。
2.2数控技术在汽车行业中的应用
由于汽车零部件对于精度的要求比较高,所以在企业生产中数控技术的应用比较广泛。通过数控技术的使用已经实现了生产线的高度智能化,有效地提升了生产线的作业效率,而且高精度化的生产模式也有效地降低了残次品的概率,有效地降低了企业的生产成本,为促进我国汽车行业的发展起到了十分重要的作用。
2.3数控技术在机械设备中的使用
在机械制造领域中机械是最根本的设备,高精度的机械设备能够更好地保证生产出符合技术要求的其他设备。由于数控机床的控制能力比较强,能够实时地指挥设备的运转方式,并且通过数字化处理的模式来解决机械设备在运转过程中出现的问题,通过编程的形式来实现对整条生产线的整体性控制,有效地提升了生产效率和生产精度。传统机械生产工艺中需要操作工人到现场对工具进行调整,根据设备技术参数要求对设备部件进行操作,不但生产效率低,而且生产的设备精度也不够高。应用数控技术则可大大地简化机械设备的生产过程。随着我国科技的进步,数控技术也取得了突飞猛进的发展。目前,我国机械制造中数控技术的应用发挥着核心的作用,能够实现多种平台操作。随着数控技术的逐步成熟,数控技术的生产成本也降低了很多。在未来的机械制造行业中,数控技术必将随着我国科技的进步而取得进一步的发展。要以科技发展为基础,以市场需求为技术革新的动力,进一步推动数控技术的发展。要根据现代人对于人性化科技的要求,逐步实现数控技术的人性化控制,有效地提升机械制造过程的自动控制水平。
在我国，数控技术与装备的发展亦得到了高度重视，近年来取得了相当大的进步。特别是在通用微机数控领域，以PC平台为基础的国产数控系统，已经走在了世界前列。但是，我国在数控技术研究和产业发展方面亦存在不少问题，特别是在技术创新能力、商品化进程、市场占有率等方面情况尤为突出。在新世纪到来时，如何有效解决这些问题，使我国数控领域沿着可持续发展的道路，从整体上全面迈入世界先进行列，使我们在国际竞争中有举足轻重的地位，将是数控研究开发部门和生产厂家所面临的重要任务。
为完成此任务，首先必须确立符合中国国情的发展道路。为此，本文从总体战略和技术路线两个层次及数控系统、功能部件、数控整机等几个具体方面探讨了新世纪的发展途径。
1总体战略
制定符合中国国情的总体发展战略，对21世纪我国数控技术与产业的发展至关重要。通过对数控技术和产业发展趋势的分析和对我国数控领域存在问题的研究，我们认为以科技创新为先导，以商品化为主干，以管理和营销为重点，以技术支持和服务为后盾，坚持可持续发展道路将是一种符合我国国情的发展数控技术和产业的总体战略。
1.1以科技创新为先导
中国数控技术和产业经过40多年的发展，从无到有，从引进消化到拥有自己独立的自主版权，取得了相当大的进步。但回顾这几十年的发展，可以看到我们在数控领域的进步主要还是按国外一些模式，按部就班地发展，真正创新的成分不多。这种局面在发展初期的起步阶段，是无可非议的。但到了世界数控强手如林的今天和知识经济即将登上舞台的新世纪，这一常规途径就很难行通了。例如，在国外模拟伺服快过时时，我们开始搞模拟伺服，还没等我们占稳市场，技术上就已经落后了；在国外将脉冲驱动的数字式伺服打入我国市场时，我们就跟着搞这类所谓的数字伺服，但至今没形成大的市场规模；近来国外将数字式伺服发展到用网络（通过光缆等）与数控装置连接时，我们又跟着发展此类系统，前途仍不乐观。这种老是跟在别人后面走，按国外已有控制和驱动模式来开发国产数控系统，在技术上难免要滞后，再加上国外公司在我国境内设立研究所和生产厂，实行就地开发、就地生产和就地销售，使我们的产品在性能价格比上已越来越无多大优势，因此要进一步扩大市场占有率，难度自然就很大了。
为改变这种现状，我们必须深刻理解和认真落实“科学技术是第一生产力”的伟大论断，大力加强数控领域的科技创新，努力研究具有中国特色的实用的先进数控技术，逐步建立自己独立的、先进的技术体系。在此基础上大力发展符合中国国情的数控产品，从而形成从数控系统、数控功能部件到种类齐全的数控机床整机的完整的产业体系。这样，才不会被国外牵着鼻子，永远受别人的制约，才有可能用先进、实用的数控产品去收复国内市场，打开国际市场，使中国的数控技术和数控产业在21世纪走在世界的前列。
1.2在商品化上狠下工夫
近几年我国数控产品虽然发展很快，但真正在市场上站住脚的却不多。就数控系统而言，国产货仍未真正被广大机床厂所接受，因此出现国产数控系统用于旧机床改造的例子较多，而装备新机床的却很少，机床厂出产的国产数控机床大多数用的都是国外的系统。这当然不是说旧机床的数控化改造不重要，而是说明从商品的角度看，我们的数控系统与国外相比还存在相当大的差距。
影响数控系统和数控机床商品化的主要因素除技术性能和功能外，更重要的就是可靠性、稳定性和实用性。以往，一些数控技术和产品的研究、开发部门，所追求的往往是一些体现技术水平的指标（如多少通道、多少轴联动、每分钟多少米的进给速度等等），而对影响实用性的一些指标和一些小问题却不太重视，在产品的稳定性、鲁棒性、可靠性、实用性方面花的精力相对较少。从而出现某些产品鉴定时的水平都很高，甚至也获各种大奖。但这些高指标、高性能的产品到用户哪儿却由于一些小问题而表现不尽人意，最后丧失了信誉，打不开市场。这说明，高指标、高性能的样机型的产品离用户真正需要的实用、可靠的商品是有相当大的距离的，将一个高指标、高性能的产品变为一个有市场的商品还需作出大量艰苦的努力。
另一方面，数控系统和数控机床不像家电类产品那样易于大批量生产，应用环境也不那么简单。数控产品是在生产环境中使用，面临的是五花八门的工艺问题。如果开发部门对这些问题掌握得不透，就难以将产品设计得很完善。而且数控产品的某些问题在开发、试用，甚至鉴定时都难以发现。这就造成，同样型号的数控机床在有的用户那儿运行得很好，而在别的用户那儿却表现欠佳。或者同样型号的数控机床用于加工某些零件工作得很好，但用于加工其他零件时却不尽人意。出现这种情况，有时是用户操作人员的水平问题，但有时就是数控产品本身潜在问题的暴露。为解决这一问题，国外一些公司设立了专门机构来测试考验自己的产品，如为考验新开发的数控系统，厂家自己设计和从生产实际中收集了大量零件程序，让数控系统运行各种各样的程序，一旦发现问题，即立即反馈给开发部门予以解决。经过这样的测试考验过程后，数控系统的潜在问题就大为减少。以往，我们的产品就很少进行这样严格的全面的自我测试考验。好些问题要等到用户去给我们挑出来。这样，即使一个小问题也将严重影响国产数控产品的声誉。
因此，我们应充分重视上述问题，在商品化上切实狠下工夫，将其作为数控产业的主干来抓，贯穿于技术研究、产品开发、试制、生产等的全过程中，从而将我们已有的技术水平较高的数控产品变成真正有市场的好商品。
1.3将管理和营销作为产业发展重点
经过20来年市场风雨的冲击，国人已越来越认识到，技术固然重要，但在市场经济的环境下，要在激烈的全球竞争中获胜，管理和营销就显得更为重要。例如，我国台湾生产的数控机床不但占领了大陆市场的相当大的份额，而且还打进了美国市场。是台湾数控机床的技术和质量超过美国了吗？显然不是。那他们靠的是什么？重要的一条就是在企业管理和产品营销上下了工夫。而我们长期以来把主要精力放在开发技术和提高水平上，忽视了经营管理、市场开拓、产品营销等方面的工作，结果在新技术、新产品开发出来以后，在产品质量提高以后，企业仍然处于产品销售不畅的困境［1］。国内外的经验说明，数控产品的竞争力不仅取决于技术，更取决于经营管理能力和营销能力。
因此，从现在起我们应将管理和营销作为产业发展重点，真正摆脱计划经济时代所遗留下来的思维方式和工作习惯的束缚，建立适应市场的高效、灵敏的运行机制和有效的激励机制。通过这种机制，一方面切实加强企业管理，激发企业负责人和广大职工的负责精神、创造精神和献身精神，努力提高产品的竞争能力；另一方面充分调动企业内外、行业内外一切积极因素，大力加强市场开拓力度，奋力打通营销渠道。可以坚信，有过硬竞争力的产品，再加上北京开关厂那样的“找、挣、钻、抢”精神，我们就一定能在市场竞争中取得胜利。
1.4大力加强技术支持和服务
数控系统和数控机床作为典型的高技术产品，对用户的技术支持和服务是相当重要的。以前国产数控产品丧失信誉的原因，除可靠性问题外，另一大问题就是缺乏有力的技术支持和服务。用户花了很多钱买的数控机床或数控系统，一旦出现问题却叫天天不应，叫地地不灵，以后谁还敢买我们的产品。因此，应将对用户的技术支持和服务当成重要的日常工作来抓，使我们在市场上向纵深挺进时，有一个强大后方。因此，为了取得数控产品市场竞争的全面胜利，必须建立以技术支持和服务为核心的强大后方。当然，为赢得主动，后方也须主动出击。目前，利用先进的信息技术手段（如网络和多媒体），将为建立新一代立体化的技术支持和服务体系开辟新的途径。
1.5坚持可持续发展道路
可持续发展是下一世纪企业发展的重要战略，我国数控产业要有大的发展也必须坚持走可持续发展的道路。绿色是实现可持续发展的重要途径，其主要思想是清洁和节约。为此应大力加强绿色数控产品的开发，加速促进数控产品、数控产业以及整个制造业的绿色化，主要战略措施应考虑以下几方面：①有效减少产品制造及使用过程中的环境污染。如减少数控机床的铸件结构，消除铸造对环境的污染；将数控机床主轴的以油气、喷油等取代油雾，减少对生产环境的污染；在精密数控机床及其运行环境的温度控制中取消氟利昂制冷的恒温技术；以电传动代替机械传动，减少噪声污染。②大幅度降低资源消耗和能源消耗。如以软件代替硬件，从而减少硬件制造的资源和能源消耗及污染，并减少产品寿命结束后硬件装置的拆卸回收问题；以永磁驱动代替感应驱动，提高效率和功率因数，节约能源；以电传动代替机械传动，提高效率，减少能源消耗。③加强用数控技术改造传统机床。这既符合运用信息技术和自动化技术改造传统产业，使传统产业生产技术和装备现代化这一产业可持续发展的目标得以实现，又可取得巨大的经济效益。我国拥有普通机床数百万台，加强用数控技术改造传统机床将成为下世纪我国数控领域的重要发展方向。④大力发展绿色数控机床。绿色数控机床应是材料消耗少、能耗低、无污染，寿命长且便于拆卸回收的新型机床。例如，以并联结构代替串联结构就是开发绿色数控机床的一条途径，这是因为并联结构机床消耗的金属材料仅为常规串联结构机床的几分之一，其加工量也比常规机床大幅度减少，特别是消除了大型结构件的铸造，这将显著降低机床制造过程中的能源消耗和对环境的污染。此外，并联结构机床有利于采用电传动，效率高，可有效降低使用中的能源消耗。
国际标准化组织制定了ISO14000环境管理标准，全球环境问题“法律化”的趋势正在进一步发展，可持续发展将成为企业通向国际市场的通行证［2］。因此，我们的数控产品要在下一世纪走向国际市场，我们的企业就必须“从我做起，从现在做起”。
2技术途径
2.1发展具有中国特色的新一代PC数控系统
数控系统是各类数控装备的核心，因此通过科技创新首先发展具有中国特色的新型数控系统，将是推动数控产业化进程的有效技术途径。
实践证明，10年来我们所走的PC数控道路是完全正确的。PC机（包括工业PC）产量大、价格便宜，技术进步和性能提高很快，且可靠性高（工业PC主机的MTBF已达30年［3］）。因此，以其作为数控系统的软硬件平台不但可以大幅度提高数控系统的性能价格比，而且还可充分利用通用微机已有软硬件资源和分享计算机领域的最新成果，如大容量存储器、高分辨率彩色显示器、多媒体信息交换、联网通讯等。此外，以通用微机作为数控平台还可获得快速的技术进步，当PC机升级换代时，数控系统也可相应升级换代，从而长期保持技术上的优势，在竞争中立于不败之地。
目前，PC数控系统的体系结构有2种主要形式：（1）专用数控加PC前端的复合式结构；（2）通用PC加位控卡的递阶式结构。另外还有一种正在发展的数字化分布式结构。其方案是将由DSP等组成的数字式伺服通过以光缆等为介质的网络与数控装置连接起来，组成一完整的数控系统。这种系统虽然性能很好，但由于开发和生产成本太高，近期难以被国内广大用户所接受。我们认为，上述结构并不是符合中国国情的最好方案，适合中国国情的应是将所有数控功能全软件化的集成式结构，因为这种结构的硬件规模最小，不但有利于降低系统成本，而且更重要的是可以有效提高系统的可靠性。
几十年的经验表明，可靠性好坏是国产数控系统能否发展的关键。虽然影响数控系统可靠性的因素很多，但过大的硬件规模和较低的硬件制造工艺水平往往对可靠性造成最大的威胁。以往，国产数控系统在总体设计时由于种种原因的限制，不得不选用技术指标不太高的普通CPU，这样，为完成数控的复杂功能往往需要由多个CPU来组成系统，有时还需另加一些专用或通用硬件电路来实现数控系统的一些高实时（如细插补、位置伺服控制等），从而造成系统硬件规模庞大。对于数控系统这种批量不大的产品，在国内现有工艺条件下，很难从硬件制造的角度保证系统的可靠性，因而使得国产数控系统在生产现场的表现不佳，对国产数控系统的形象和声誉造成严重影响，使得不少用户现在还心有余悸。
因此，我们在开发新型数控系统时，应优先选用新型高性能CPU（如高主频的PentiumII、PentiumIII等）作为系统的运算和控制核心，并尽量用软件来实现数控的所有功能。这样，可大幅度减小系统硬件的规模。此外，还应在软件设计、电源设计、接插件设计与选用、接地与屏蔽设计和施工等方面采用强抗扰高可靠性设计与制造技术，从而全面提高系统的可靠性。
由于一个新型高性能CPU可以代替数十个普通CPU（如80286、80386等），因此，在基于高性能CPU的PC平台上不仅可以完成数控系统的基本功能（如信息处理、刀补计算、插补计算、加减速控制等）和开关量控制功能（内装PLC），而且还可以完成伺服控制功能。这样，以前由DSP完成的数字化伺服控制功能（如位置控制、速度控制、矢量变换控制等）均可由PC中的CPU完成，从而实现内装式伺服控制，这不仅有效缩小了数控部分的硬件规模，而且还大幅度缩小了伺服控制部分硬件规模。
这种具有内装PLC和内装伺服控制的全软件化集成式数控系统，其硬件规模将达到最小化，整个数控系统除一个PC平台外，剩下的只有驱动机床运动的功率接口和反馈接口。这既有效提高了系统可靠性，又消除了信息传递瓶颈，提高了系统性能，同时还可显著降低系统成本，使系统（包括电机）售价将可降至现有数控系统的一半左右。显然，这种高性能、高可靠性、低成本的新型数控系统将具有极强的竞争力，有望为开创中国数控的新局面作出贡献。
此外，集成化PC数控系统还有一大优点，就是容易实现开放式结构。这是因为，这种系统的硬件本身已经是完全开放的，构成开放式数控系统的工作完全在软件上，只要制定好标准和协议，从信息处理、轨迹插补、加减速控制、开关量控制到伺服控制都可以实现开放，从而可大大方便用户的使用。
2.2推进数控功能部件的专业化生产
解决数控系统问题后，如何实现数控机床的模块化设计与制造便是我国机床制造企业快速响应市场需求，在竞争中获胜的另一关键。要实现数控机床的模块化设计制造，必须解决数控机床功能部件的专业化生产问题。目前我国在这方面离实际需求还有相当大的差距。因此，在今后的若干年内，我们必须大力促进数控机床功能部件的开发和专业化生产。其要点如下：
(1)新型永磁电主轴单元电主轴已成为国际市场上最热门的数控机床功能部件。但目前这类产品几乎都为感应异步型，存在以下突出问题：①转子上存在绕组，有大电流流过，因此转子发热严重，直接影响主轴精度；②低速出力小且转矩脉动大，难以满足宽范围切削要求；③效率和功率因素低，不仅电机体积和重量大而且要求逆变器容量大、耗能多；④控制系统复杂、成本高。
因此，利用我国稀土永磁材料的优势，开发新型大功率、高效率、宽调速范围永磁同步型交流电主轴单元，将可有效解决现有电主轴存在的问题，形成具有中国特色的新一代电主轴产品。由于永磁电主轴的机械结构和控制系统都较感应异步型电主轴简单，因此易于进行专业化大规模生产。当然，这还要攻克主轴支承（陶瓷轴承、流体动静压轴承、磁悬浮轴承）技术、高精度高速动平衡技术、高速驱动、检测与控制技术、高可靠性安全保证技术等关键技术。
(2)廉价的高性能伺服系统目前，一套进给交流伺服系统（驱动器+电机）的价格一般都在万元以上，主轴伺服系统的价格高达数万元，已成为降低国产数控机床成本的一大障碍。因此，应配合新型集成化国产数控系统的发展，大力开发廉价的高性能内装式伺服系统。由于内装式伺服的硬件部分只有电机和功率接口，充分利用我国的永磁资源优势，通过专业化生产可以把电机的造价降下来，而采用智能化的IPM模块作为功率接口也很便宜，因此将内装式进给伺服的价格控制在数千元以内，将内装式主轴伺服的价格控制在2万元以内，将是完全可能的。
(3)直线交流伺服系统直线交流伺服系统是下一世纪数控机床不可缺少的功能部件，目前我国还没有成熟产品，因此应加强研究、开发和推广应用。考虑到常规机床的防磁问题较难解决，而并联机床的防磁相对容易，因此可为常规结构机床开发感应异步型直线电机，为并联结构机床开发永磁同步型直线电机，从而扬长避短，构成符合实际应用要求的新型高速高精度进给系统。在此基础上，可进一步开发将驱动与支承合二为一的磁悬浮工作台。
(4)零传动数控转台与摆头数控转台与摆头是多坐标数控机床的关键部件，传统的采用高精度蜗杆蜗轮等传动的转台与摆头不仅制造难度大、成本高，而且难以达到高速加工所需的速度和精度，因而必须另辟蹊径开发新型零传动（无机械传动链）数控转台和摆头，以促进我国高速高精度多坐标数控机床的发展。
(5)高速高精度检测装置高速高精度是下世纪数控机床发展的主题，这不但需要高性能的控制和驱动，同时还需要高品质的检测环节，因此应在现有技术基础上，进一步开发0.1μm以上精度的高速(60m/min以上)线位移传感器和100万脉冲/r的角位移传感器，此类技术国外对我国是封锁的。
2.3加速数控机床的全国产化，打好市场翻身仗
数控产业化的最终成功将体现在数控机床的全国产化和市场占有率上。在上述总体战略指导下，采取抓两头（低价位数控机床和高速高效数控机床）、带中间（普通数控机床）、促重型（重型关键装备）的方针，将是在国内市场上快速收复失地，在国际市场上稳步进军，最终打赢国产数控机床市场翻身仗的一种有效战术和策略。关于普通数控机床的发展已有许多文章作了专门论述，因此下面仅就低价位数控机床、高速高效数控机床和重型数控机床的发展问题作一讨论。
(1)大力发展低价位数控机床低价位机床是功能满足用户要求(无功能浪费)、技术指标适中、可靠性好、价格便宜的普及型数控机床。这类机床已成为国际市场上数控机床的发展趋势之一，也是国内众多用户渴求的产品，其市场前景相当广阔。然而，如果采用国外数控系统（包括伺服）按照传统思路来发展低价位机床，是很难将价格降至广大用户所能接受的水平的。因此，采用本文提出的新型集成化国产数控系统来发展高性能的低价位数控机床，将是一条最有希望成功的道路。只要有一定批量，由此构成的全国产普及型数控车床的售价完全可以控制在10万元以内，三坐标数控铣床可控制在15万元左右，加工中心可控制在20万元左右。此价位的国产数控机床将是具有较强竞争力的。
(2)加速开发高速高效数控机床高速高效是数控机床发展的另一大潮流。发展高速高效数控机床的技术途径可有以下几条：①通过提高切削速度和进给速度，从而达到成倍提高生产效率，有效提高零件的表面加工质量和加工精度并解决常规加工难以解决的某些特殊材料（如铝钛合金、模具钢、淬硬钢）和特殊形状零件（如复杂薄壁零件）的高效加工问题。②通过工艺复合，减少工件的安装次数，有效缩短搬运和装夹时间。例如，将五面五轴加工中心与立车复合构成万能加工中心，可实现一次装卡完成零件的大部分（或全部）加工。③采用高速高精度圆周铣加工孔和以螺旋轨迹插补实现不钻底孔的直接攻丝等新加工方法，大幅度减少换刀次数，提高加工效率。④为数控机床开发智能寻位加工功能，消除对精密夹具和人工找正的依赖，有效缩短单件小批加工的准备时间。
在我国现实条件下如果沿用传统思路是难以实现上述途径的，因此，必须立足国情，结合实际勇于创新，大胆探索新的道路。考虑到常规数控机床在总体结构上基本上采用工件和刀具沿各自导轨共同运动的方案，一方面由于机床传动环节刚性不足和导轨中的摩擦阻力较大，使运动部件难以获得高的进给速度；另一方面由于工件、夹具和工作台的总质量比较大，使之难以获得高的加速度。此外，传统机床结构是一种串联开链结构，组成环节多、结构复杂，并且由于存在悬臂部件和环节间的联接间隙，不容易获得高的总体刚度，因此难以适应高速高效加工的特殊要求。为此，开发国产高速高效数控机床时，可采用工件固定，以直线电机组成并联短链直接驱动主轴和刀具运动、将高速高精度传动与高刚度支撑合二为一的适合于高速高效加工中心的新型结构。采用该结构的高速高效数控机床不但速度高、刚度高，如果在传动与控制上处理得当，可以达到比常规机床更高的加工精度和加工质量，而且具有机械结构简单，零部件通用化、标准化程度高，制造成本低，易于经济化批量生产等显著优点。因此，沿此思路发展高速高效数控机床将是一条符合国情、易于取得成功的道路。
(3)突破重型数控机床的设计制造技术重型数控机床（特别是多坐标重型数控机床）是国民经济和国防生产中的重大关键设备，属于战略物资，真正先进的重型数控机床国外是不可能卖给我们的，因此，在我国下世纪数控产品的发展中必须依靠自己的力量进行解决。发展重型数控机床必须有过硬的基础，我们在数控机床国产化的进程中应不断总结经验，加强基础技术和关键技术研究，充分发挥我国产学研相结合的优势，各部门通力合作、共同努力，争取在下世纪初取得突破性进展。
目前，在发展重型数控机床中除需加强基础理论研究外，还应加强其关键技术研究。例如，重型机床的控制就是需要加以特殊解决的关键问题。因重型机床加工的工件特别昂贵不允许报废，为了确保机床工作可靠，在数控系统中可采用双（或多）CPU冗余工作方案，以确保运算和控制的绝对正确，并在出现故障时自动诊断、自动修复或自动替补，确保加工不出问题。此外，在电源上可采取双蓄电池供电的全隔离供电方案，即一组电池在给系统供电时，可对另一组电池进行充电，电网与控制系统是完全隔离的。这就彻底消除了重型车间中电网电压波动厉害、干扰严重对数控系统造成的影响，从而有效保证系统的可靠性。又如，重型数控机床的驱动也是一大关键问题。当行程长度超过5m，普通滚珠丝杆就难以胜任大负荷的传动，因此目前一般采用预加负载的双齿轮-齿条机构、静压蜗杆-蜗母条机构、四足（或双足）爬行进给机构等来实现长行程传动。但这些方案存在结构复杂、速度和加速度低、动态性能差、难以达到高精度、维护保养复杂等问题。为此可发展阵列式高效直线电机直接驱动技术和空间并联机构驱动技术，以新的途径来解决重型数控机床的高速、高精度驱动问题。除此之外，机床结构的优化设计、长行程精密检测、重力变形补偿、切削力变形补偿、热变形补偿等也是重型数控机床中必须解决的关键问题，必须予以充分重视。
3结语
制定符合中国国情的总体发展战略，确立与国际接轨的发展道路，对21世纪我国数控技术与产业的发展至关重要。本文在对数控技术和产业发展趋势的分析，对我国数控领域存在的问题进行研究的基础上，对21世纪我国数控技术和产业的发展途径进行了探讨，提出了以科技创新为先导，以商品化为主干，以管理和营销为重点，以技术支持和服务为后盾，坚持可持续发展道路的总体发展战略。在此基础上，研究了发展新型数控系统、数控功能部件、数控机床整机等的具体技术途径。
我们衷心希望，我国科技界、产业界和教育界通力合作，把握好知识经济给我们带来的难得机遇，迎接竞争全球化带来的严峻挑战，为在21世纪使我国数控技术和产业走向世界的前列，使我国经济继续保持强劲的发展势头而共同努力奋斗！
作者简介
周凯男，1954年生。清华大学（北京市100084）精密仪器与机械学系副教授、工学博士。主要从事数控技术、机电控制工程、制造科学与制造系统等方面的研究工作。取得科研成果15项。70余篇。
参考文献
1杨皖苏，严鸿和.机械科学与技术,1997，26(4):1～6
随着计算机技术日新月异的发展，基于微机的开放式数控是数控技术发展的必然趋势。在传统数控技术方面，我国处于相对落后的状态，开放式数控为我国数控产业的发展提供良好的契机，加强和重点扶持开放性数控技术的研究和应用，我国的数控产业才有发展壮大可能，才有可能在未来的市场竞争中立于不败之地。
一、数控技术发展趋势
（1）高速高精高效化速度、精度和效率是机械制造技术的关键性能指标。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系统以及带高分辨率绝对式检测元件的交流数字伺服系统，同时采取了改善机床动态、静态特性等有效措施，机床的高速高精高效化已大大提高。
（2）柔性化包含两方面：数控系统本身的柔性，数控系统采用模块化设计，功能覆盖面大，可裁剪性强，便于满足不同用户的需求；群控系统的柔性，同一群控系统能依据不同生产流程的要求，使物料流和信息流自动进行动
（3）科学计算可视化科学计算可视化可用于高效处理数据和解释数据，使信息交流不再局限于用文字和语言表达，而可以直接使用图形、图像、动画等可视信息。可视化技术与虚拟环境技术相结合，进一步拓宽了应用领域，如无图纸设计、虚拟样机技术等，这对缩短产品设计周期、提高产品质量、降低产品成本具有重要意义。在数控技术领域，可视化技术可用于CAD/CAM，如自动编程设计、参数自动设定、刀具补偿和刀具管理数据的动态处理和显示以及加工过程的可视化仿真演示等。
（4）插补和补偿方式多样化多种插补方式如直线插补、圆弧插补、圆柱插补、空间椭圆曲面插补、螺纹插补、极坐标插补、2D+2螺旋插补、NANO插补、NURBS插补（非均匀有理B样条插补）、样条插补（A、B、C样条）、多项式插补等。多种补偿功能如间隙补偿、垂直度补偿、象限误差补偿、螺距和测量系统误差补偿、与速度相关的前馈补偿、温度补偿、带平滑接近和退出以及相反点计算的刀具半径补偿等。
（5）内装高性能PLC数控系统内装高性能PLC控制模块，可直接用梯形图或高级语言编程，具有直观的在线调试和在线帮助功能。编程工具中包含用于车床铣床的标准PLC用户程序实例，用户可在标准PLC用户程序基础上进行编辑修改，从而方便地建立自己的应用程序。
二、体系结构的发展
（1）集成化采用高度集成化CPU、RISC芯片和大规模可编程集成电路FPGA、EPLD、CPLD以及专用集成电路ASIC芯片，可提高数控系统的集成度和软硬件运行速度。应用FPD平板显示技术，可提高显示器性能。平板显示器具有科技含量高、重量轻、体积小、功耗低、便于携带等优点，可实现超大尺寸显示，成为和CRT抗衡的新兴显示技术，是21世纪显示技术的主流。应用先进封装和互连技术，将半导体和表面安装技术融为一体。通过提高集成电路密度、减少互连长度和数量来降低产品价格，改进性能，减小组件尺寸，提高系统的可靠性。
（2）模块化硬件模块化易于实现数控系统的集成化和标准化。根据不同的功能需求，将基本模块，如CPU、存储器、位置伺服、PLC、输入输出接口、通讯等模块，作成标准的系列化产品，通过积木方式进行功能裁剪和模块数量的增减，构成不同档次的数控系统。
（3）网络化机床联网可进行远程控制和无人化操作。通过机床联网，可在任何一台机床上对其它机床进行编程、设定、操作、运行，不同机床的画面可同时显示在每一台机床的屏幕上。
1.1数控技术的概念
数控技术，也就是通过计算机编码的形式，实现同设备的对接，并且进行自动化操作和远程运行过程的技术。这是一个将机械化同信息化相结合的技术，可以说比较广泛的运用在工业生产的过程中。而现阶段，由于信息技术的进一步发展，计算机的操作水平也有了飞跃性的提高，数控技术的复杂程度和精密程度也有了进一步的增强，在工业生产实践过程中能够发挥作用的领域也越来越广，因而能够进一步的在生产生活的过程中发挥自己的作用。
1.2数控技术的运用状况
现阶段的数控技术已经不仅仅是机床加工而已了，可以说从机械制造到使用方面，都可以有数控技术的具体应用。相对而言，自动化运行的成果，也是由于数控技术的产生而带来的，因而机械自动化方面，可以说是运用比较广泛的领域。就我国的现实情况来说，在工业生产方面本身已经达到世界先进水平，但就技术水平来说，还具有一定的差距。数控技术实际上也处于这样的状况，发展迅速但是距离高端水平尚有距离，因而在重视程度方面的加强，以及我国信息技术的发展，都可以说从环境方面加强了数控技术的发展空间。
2数控技术在煤炭工业中的意义
2.1对于精度和效率的提高
应当说在精度方面的提高也是很明显的，数控技术之下实现了机械的自动化运作，因而实际上误差相对于一般的人工操作就会有很大的缓解。由于自动化操作本身只是对于指令的重复执行，基本上只会因为机械本身为误差而出现问题，就精度来说，可以有效地避免人工操作失误的状况，对于精度也是有提升的。效率方面同样也是如此，数控技术本身的传导和操作都运转自如，也可以说是浑然一体，因而从煤的采集到输送方面实际上都是完全的数字控制，对于生产效率来说，必然的也是大幅度地进行了节约的功能。
2.2对于安全生产的促进
安全性的提升可以说也是显而易见的，由于数控技术的运用，使得操作人员能够相对远离操作一线，从而使得相对有一定危险性的采煤行业在对于人员的威胁方面有显著的下降。数控技术一般而言更加适用于露天的煤矿开采，在露天开采方面的使用也更加广泛，因而就这方面来说，对于开采的本身危险性的降低，以及通过精密化的操作来减少运行风险，都可以说不可忽视[1]。即使在井下开采，数控技术的运用同样对于及时的预警以及危险操作的替代，有着不可忽视的作用。即使需要特定人员对于数控系统进行监控，也并非亲临一线，靠近生产的最前沿，因而在环境方面也可以说有一定的安全保障。再加上自动监测系统的出现，也进一步使得生产系统的故障排除有了更多的依靠。
2.3对于采煤成本的节约
成本方面也可以说有相当的结约。首先是人力成本方面，在机械大量使用之前可以说是典型的人力密集型产业需要大量的人力成本，而在机械使用之后则会对于人力成本有明显的需求降低。而在数控技术发展普及之后，需要进行操作的人员需求则会进一步降低，从而更多的减少人力资源成本。而在技术成本上也可以这么说，大量的设备操作被简化到计算机控制，可以对于机械操作方面作出很大的节约。而智能控制之下也能够提高采煤的效率，从而减少对于原煤的筛选工作，进一步的减少成本支出。
3数控技术在采煤生产中的具体实用
3.1采煤机械制造方面
在机械制造方面，可以说数控机床的出现以及大范围的使用进一步加强了采煤机械制造的效能，从而可以在重工业的源头方面有着更进一步的发展。就采煤行业来说，采煤机是其主要的工作机械，而数控技术运用在机械制造方面，最主要的还是加强了机械本身的精密程度，并且能够进一步将一些需要更高精度的技术运用在新的机械方面，从而加强采煤机械的效能[2]。比如说对于气割的控制就属于数控运用的典型方面，通过这些方面的使用，可以说对于采煤行业本身来说，作用是不可忽视的。
3.2采煤机械运行方面
而在采煤机械的运用方面，可以说数控技术的使用则是更加的广泛，通过数控技术的有效使用，可以使得采煤机械真正的实现系统化的运转，并且完全实现自动化的效率使用。可以说对于控制来说，最主要的几方面包括对于数控的自动关停、以及对于采用量的控制以及传输的一体化方面都是可以看得见的。而同样的，在数控技术的自动故障检测方面，也可以说是大幅度的排除了安全风险，使得效率和安全水平有了进一步的提高。
4结语
【关键词】计算机数控仿真实训室；建设；方案；特点及应用
随着经济的高速发展和现代制造业的巨大进步，现代数控机床广泛应用于各生产加工领域，社会急需大量熟练的数控操作工人。为适应社会的发展，满足数控专业学生实训的需要，很多学校正在筹建或扩建数控实训室。
由于受资金限制，各学校大多经费有限，不大可能投人巨资配备大量的数控车床供学生实训之用，因此数控机床的数量与学生数量相比，相差很大，直接影响实训效果。所以学校在采购少量数控机床之后，再建设计算机数控仿真实训室不失为一种好办法。构建计算机数控仿真实训室的目的是为了充分利用现代计算机软、硬件技术，辅助学生进行数控机床实习，提高实训质量，使学生更好地掌握和提高数控加工技术。
为了达到这个目的，首先要求构建的数控仿真实训室能够逼真地反映各种真实数控机床的界面，逼真地模拟真实机床的加工过程，学生通过模拟实训，能够较快地熟悉真实机床的操作控制面板，熟练掌握基本的操作，为今后尽快适应生产实际打下良好的基础。其次，可以准确地验证学生手动编写或自动生成的NC代码程序，显示加工效果，使学生充分理解各编程指令的功能、作用，全面掌握编程方法和编程技巧。
一、计算机数控仿真实训室硬件构造
我们建议一个计算机数控仿真实验室配备50台左右的计算机，这样可以基本满足人手一机的需求，大大提高学生的动手能力。
1.硬件系统
（1）品牌或兼容计算机50台左右（内存不低于512M，推荐使用独立显卡）；
（2）服务器一台（用于运行软件加密狗及教师演示）；
（3）足够端口的交换机；
（4）双绞线若干、水晶头若干。
2.软件系统
（1）操作系统：中文windows XP操作系统专业版；
（2）多媒体教学软件：极域电子教室V4.0；
（3）数控仿真及自动编程系统软件：宇龙数控加工仿真系统V4.8；CAXA数控车2008；CAXA制造工程师2008；Master CAM 9.1；Auto CAD 2004。
3.网络配置
（1）网络拓朴结构：星形拓朴结构；
（2）网络协议：TCP/IP协议；
（3）网络类型：windows对等局域网。
二、数控仿真软件的应用
构建计算机数控仿真实训室的关键是使用数控仿真系统。目前，不少软件公司为了适应市场的需要，相继开发出许多优秀的商品化数控仿真系统软件。这类软件的价格相对来说，也不太昂贵。目前购买一套国产50节点的仿真软件一般只有几万元，仅相当于一台数控机床的几分之一甚至几十分之一。此外使用数控加工仿真系统还可以提高实训安全性：有了仿真系统，可先在上面进行编程和操作训练，并检验程序的正确性之后，再去操作实际机床，由此可大大降低操作事故的发生。
我们选用了上海宇龙软件工程有限公司开发的“数控加工仿真系统V4.8”，这个软件可以在计算机上真实地显示数控机床的操作面板、逼真地模拟数控机床的加工动作，显示加工效果，完全能够满足学生学习、实习训练的需要。
1.数控系统的仿真
这个仿真功能可以帮助学生熟悉数控系统的内容，掌握各个按键的作用和各种编辑指令的输入，各个界面切换的方法，用户坐标系的建立等功能。数控仿真软件模拟出来的系统跟实际机床完全一致，使用好了数控仿真软件后，实际机床可以迅速上手。
2.操作面板的仿真
这个功能可以帮助学生熟悉培训机床的操作面板，记住各个按钮的位置以及机床的操作。包括机床指令，机床模式的改变，单步，跳步等调试程序功能。
3.零件加工的仿真
通过前面2个面板的仿真，学生可以在交互的方式下，仿真零件的加工过程包括：建立零件毛坯，零件的装夹，零件的找正，刀具的定义，用户坐标系的建立输入程序，调试程序。自动完成零件的加工和零件尺寸的测量过程。
数控仿真软件的应用，不仅缓解了数控设备数量不足的难题，而且结合数控仿真软件，我们通过培训课程，学时等方便的改进，还大幅提高了数控培训的效果。由于数控仿真软件在数控系统面板和机床操作面板上与机床实际操作完全一致，支持常用的数控指令，一台计算机就是一台数控机床，在一个50人的标准计算机机房内，学生可以人手一机使用仿真系统。通过实践效果的反馈，经过仿真训练的学生在实际机床上，上手速度快，机床的实际利用率比以前得到了较大的提高。
三、CAD/CAM软件的应用
目前采用CAD/CAM一体化集成形式的软件已成为数控加工自动编程系统的主流，目前，应用较广泛的CAD/CAM软件主要有UG、Pro/Engineer、Master CAM、CAXA制造工程师等。我们在构建计算机数控仿真实训室的时候采用了北航海尔软件公司的CAXA制造工程师软件。在实训教学过程中我们有如下应用：
1.自动编程，设置工艺参数，定义零件加工工艺
自动编程是数控编程领域一个重要的组成部分，应用计算机辅助制造软件进行数控加工自动编程，然后经过后置处理转换成NC程序代码。我们只需要利用CAXA系统中的CAD绘图建模功能绘制生成三维零件模型，再选择合适的加工工艺方法，安排零件的加工工序，确定粗加工、半精加工、精加工所对应的不同加工表面的刀具、切削用量、进退刀路径、主轴转速等参数后，该系统便自动计算出机加工余量，并动态显示出和粗加工、半精加工、精加工所对应的不同加工表面的刀位轨迹和机床代码，省去了人为编制NC程序的烦恼。
这一过程将数控编程、制造工艺、刀具、数控机床、数控加工等课程有机地结合起来，使学生觉得以前所学的知识不再孤立、枯燥，在数控技术课程中达到了融汇贯通，并在计算机上变得生动、形象起来，巩固了学生的加工工艺方面的知识，强化了利用CAXA系统数控教学的效果。
2.利用CAXA系统，对计算机计算的刀具轨迹进行模拟仿真
CAXA特有的模拟仿真功能，可以进行三维真实感动态仿真加工，每个学生都有模拟加工的机会，省时间、省材料、省设备投入，在仿真过程中，刀具沿着所定义的加工轨迹进行动态加工，学生可以直观地掌握数控加工的过程，判断刀具轨迹的连续性、合理性，是否存在刀具干涉、空走刀撞刀等情况，刀位计算机是否正确，加深了学生对加工工艺的理解和对刀具轨迹的认识。学生可以发挥自己的创造性和综合能力，对不满意的加工结果重新进行零件建模或重新定义刀位轨迹，实现虚拟设计与虚拟加工。
3.将刀具轨迹转换成数控加工程序，并可传送至数控加工仿真系统或数控机床进行加工
前面所做的工作均是刀具运动的轨迹，学生还很难将NC程序和实际的加工联系起来。因此我们可以将生成的代码导入数控加工仿真系统中进行模拟加工，或者在条件允许的情况下，让学生将零件的NC程序通过数据接口传至数控机床，控制机床进行加工，使学生对数控加工有更进一步的认识。
通过建设计算机数控仿真实训室，我们可以根本解决实训机床不够用的问题，并且投入少、消耗低、安全性高。在教学过程中，我们可以从操作到编程立体化的培训学生，使学生对数控加工这个领域有了更深刻的了解，也有利于学校对这门学科的开展。但这种方法只适合于那些资金相对紧张的学校采用，毕竟仿真操作与实际操作在细节上存在一定的差异，因此，仿真实训只能在一定程度上辅助学生掌握基本的操作，而不能以虚拟的实训完全代替真实的训练，有条件的学校学校必须配置必要的数控机床，必须有数控实习车间，让学生实际操作，理论实践相结合，才能收到应有的效果。
参考文献
[1]李伟光.现代制造技术[M].机械工业出版社，2003.
关键词:数控课程教学；数控技术能力；积极作用；问题；策略
数控技术是指融合了计算机技术、自动控制技术、自动检测技术等高科技的一种综合性技术,它能够提高产品质量、生产效率和精确程度,在工业界和科技界得到了高度的重视和普遍的应用[1]。但是,作为一门新兴的学科,数控专业的教学理念和教学方法仍然处于初级阶段,缺乏完善的教学体系,因此,在社会进步发展过程中,改革数控课程教学,完善数控专业的教学体系,可以推动数控技术的发展和进步。
1中职开设数控专业的积极作用
数控技术融合了计算机技术、自动检测技术、自动控制技术等先进技术,主要通过数字信息来控制精密机械的运作和工作,可以提高机械运作的效率和质量。相关统计表明,目前,我国严重缺乏高素质的专业数控技术人才,因此,教育部、劳动保障部、信息产业部等都提出了相应解决对策,努力培养数控技术专业人才,以满足我国社会发展的实际需要。所以,在中职学校中,开设数控技术课程,培养高素质的人才,提高学生的应用能力,满足企业的发展需求,可以实现学生、中职学校、社会的共同发展和进步。
2中职数控课程教学中存在的问题
2.1数控专业缺乏必要的教学条件
在师资力量方面,数控专业缺乏专业的教师,开设的科目比较少,致使数控课程教学难以调动学生学习的积极性和主动性。同时,在教学实践方面,学生只能接触到最简单的数控机床和数控类型,与社会的实际情况相脱节,给学生毕业后的就业造成巨大影响,从而影响到学生的学习情绪[2]。另外,在课程开展方面,数控专业没有高质量的教材,缺乏合适的教学软件,使得数控课程教学难以满足学生的学习需求,从而降低了数控专业的教学质量。
2.2教师的教学理念和教学方法陈旧、落后
中职数控课程兼有自身的独特性和综合性,通常会与很多学科相联系,具有复杂的知识结构体系,教学内容所涉及的范围比较广泛,使得教师的教学任务过于繁重。而且,在具体的教学过程中,数控课程教学具有枯燥性、需要不断创新教学方法,以激发学生的学习兴趣,但是,很多教师依然采用传统的教学模式和教学方法,难以激发学生的学习兴趣,不断提高学生的实践能力和创新能力,使得数控专业的教学质量较差。另外,数控技术是不断发展变化,所以数控课程的设置需要具有深入性和前瞻性,但是,实际情况中,许多教师只注重讲解教材内容,忽视了适当增加新的理论知识和技术,使得数控课程的教学效果不高。
3解决中职数控课程教学问题的策略
3.1重视数控课程教学的地位,建立完整的课程体系
由于数控技术的起步较晚,缺乏完善的课程教学体系,因此,在教学过程中,中职学校应该重视数控课程的教学地位,根据数控专业的实际情况,建立完整的课程体系,以提高数控课程的教学质量。在数控专业的课程设置方面,中职学校要结合自身特点,根据职业岗位的实际需要,合理设置数控课程,丰富学生的理论知识,培养学生的应用能力,以提高学生的职业技能[3]。同时,中职学校应该认真分析数控课程的培养目标和当前市场的实际需求不断提高学生的实践能力,确保学生能够达到培养目标的标准,符合社会和市场的发展需要,从而提高中职学生的就业率。
3.2有效整合数控专业的课程体系
完善的课程体系是数控课程教学顺利开展的前提,因此,中职学校应该有效整合数控专业的课程体系,不断提高数控课程教学的科学性,以提高自身的教育水平。在课程整合过程中,中职学校应该突出应用的重要性,明确数控理论教学的目的,通过实践教学,巩固学生的理论知识,培养学生的职业技能。同时,中职学校数控课程体系整合的主要目标是彻底改变原有的教学方法和教学模式,制定出先进的教学方法和教学模式,实现知识、技能和态度的有效结合,以满足学生的学习需要。所以,在实践教学过程中,中职学校应该不断提高学生的学习兴趣,充分发挥学生的主观能动性,培养学生的实践能力,以提高学生的创新能力,促进学生的全面协调发展。
3.3不断提高学生的职业技能
职业技能鉴定主要是指全面鉴别、认定操作者的理论知识和技能水平,在一定程度上,职业资格证书能够反应出被鉴定者所具备的职业技能,为企业选聘人才提供依据。因此,在数控课程的教学过程中,中职学校应及时了解学生的学习掌握情况,不断提高学生的职业技能,以确保学生的顺利就业。在具体的教学过程中,中职学校应该根据有关的政策和职业要求,结合数控课程的实际情况,采用先进的教学方法和教学手段,培养学生的实践能力和职业技能,合理鉴定学生的职业技能,以提高学生的综合素质,为学生的就业打下坚实的基础。
3.4加强校企合作,培养学生的职业能力
学习、生产、研究相结合的教育模式能够提高劳动者的素质,拓宽劳动者的就业渠道,因此,中职学校可以加强校企合作,培养学生的职业能力,为学生提供有利的学习条件,以实现学生的发展需求。中职学校应该根据国家的扶持政策,加强与企业之间的合作,充分发挥校企合作的积极作用,不断提高学生的职业技能和创新能力,以提高自身的就业率[4]。同时,中职学校可以充分利用合作企业的设备,补充学校的教学资源,借助校企合作的平台,培养学生的实际操作能力和创新能力,满足企业、社会对应用型人才的需求,以实现学生、学校、企业的共同发展。
4结语
总而言之,数控专业具有很强的综合性,需要培养学生实际操作能力,因此,在教学过程中,教师应该根据学生的学习需求,结合数控课程教学的具体内容,不断创新数控课程教学的教学方法和教学手段,培养学生的学习兴趣,丰富学生的理论知识,提高学生的实践能力,以提升学生的综合素质,促进学生的全面发展。
参考文献
[1]陆松华.论中职数控课程教学及数控技术能力培养[J].当代职业教育,2011(4):68-69.
[2]顾海明.中职数控课程教学及数控技术能力培养分析[J].科技致富向导,2012(24):117.
[3]齐玉石.关于数控课程教学及数控技术能力培养分析[J].黑龙江科技信息,2012(33):202.
1MasterCAM软件的演示步骤
①依据零件图纸建立2D平面图形：在MasterCAM的系统中，强大的CAD绘图功能能够实现多种二维图形的绘制，并且提供全面的绘图工具与编辑处理工具。②有2D平面图形构建3D实体：在MasterCAM系统中，设置了能够生成多种曲面曲线的完善线架建模功能，实现对曲面相交、剖切曲线、曲面边界线、分模线等的绘制。这种曲面建模功能，能够帮助学生快速的生成复杂的熔接曲面和参数曲面，提供更加直观的创建3D实体的方法。其次，还可以通过挤压、旋转二维图形以及实体倒角、实体布尔运算等操作来生成复杂的实体模型。③确定毛坯和对刀点：MasterCAM中的强大二维和三维加工模块能够实现对不同阶段、不同加工方式的零件加工和处理。只要学生能够选对加工模块和加工工序，就能够有效地避免机床加工过程中错误的产生，并且程序的编辑和修改量也大量减少。④规划刀具路径：在实际的加工过程中，学生可以根据加工的要求，来选择模型加工的平面铣削、外形铣削和钻孔三个刀具路径。在平面铣削过程中，正常的顺序为选择刀具路径-平面铣削刀具路径，在选择要求平面的铣削路径之后，进行铣削刀具参数和平面参数的设置。外形铣削的顺序也是如此。值得注意的是，在进行钻孔时，要在2D平面图形上选择4个基准点为钻孔位置，选择钻头后进行钻孔参数的设置。⑤实体加工模拟：在MasterCAM的模拟演示中，不仅仅提供刀具的轨迹显示，还能让操作者感受到真实的模拟方式，在毛坯上直接进行材料的切除工序。这样一来，学生在操作过程中，可以通过观察刀具路径和模拟真实加工来检查错误。⑥生成处理程序：一旦确保刀具的运动轨迹和路径正确以后，就可以进行NC加工程序的生成。通过系统的相应设置和运行之后，就可以直接用于生产，采用高效的通讯模块与数控机床进行连接，执行加工程序。
2MasterCAM在数控教学中的应用
2.1工艺参数输入，零件加工工艺设计在经过MasterCAM系统的零件模型绘制以后，及时的进行零件模型的数据读入，然后结合相关的课程标准与知识来选择加工工艺方法和加工顺序，确定加工过程中的粗加工、精加工、半精加工等所需要的刀具以及切削量、运动轨迹和参数。经过这些参数的设定之后，系统就会自动的进行加工余量计算，省去人为编制的程序，大大提高了工作效率。这样的过程中包含了数控编程、工艺、刀具、加工、机床等课程内容，让学生学习的散乱知识有效地结合起来，巩固知识的同时能够强化教学效果。
2.2利用MasterCAM对手工编织程序的校验计算机自动变成的基础就是数控程序的手工编制，在计算机进行自动编程之后也还需经过NC程序代码的转换。现代化的数控人才不仅仅要能够熟练使用数控技术，还应该掌握一定的数控开发技术。在MasterCAM系统中，可以快速的进行加工轨迹校验和NC代码校验，有效地避免学生因为编程工序的枯燥而失去学习兴趣。只需将NC程序代码导入系统，就能清楚、直观的发现编程中的错误与不足。
3结语
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