时间：2022-09-15 19:03:40
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数控技术是一种将计算机技术、通信技术、光机电技术以及传感监测技术等融为一体的通过数字命令信息指令对机械进行二次加工并控制的自动化技术，该技术由数字化信息设备以及控制运行设备组成，技术含量极高，在用于机械制造领域中能够大大提升生产效率，保证产品质量和精确度。数控技术的特征有以下三点：首先，数控技术可有效提高制造业的产品质量以及精确度，从而提高生产效率。例如，在机床夹具制造过程中利用数控技术，在同一时间内对多个夹具进行统一规格的加工，简化操作程序，缩短制造时间，从而提高了生产聊率，统一规格的加工操作，让机床夹具更符合标准，精确度更高。其次，提供简化工艺流程，减少投入。利用数控技术能够大大简化工艺数量和程序，以自动化的方式代替更多繁琐复杂的工艺，使生产更便利；第三，功能强大。数控技术不仅能提高生产效率，统一规格，提高精确度，还能改变生产参数，使其适用于更多规格不同、批次不同产品的要求。数控技术只需要通过电脑调整生产参数、规格就可以实现以上要求。
2数控技术在机械制造中的实际应用
2.1机床设备上的数控技术
机床设备是机械制造过程中的基础设备，绝大部分的操作程序都是在机床上面实现完成的。数控技术引入机床设备中将计算机技术以及互联网通信技术融合进机床设备中，控制生产过程中的每道工序的参数、时间、以及规格，做到统一规范化的操作，让机床设备在工作时更加稳定、安全和高效，同时完善机床的各类零部件开关控制，使操作开关系统、冷却泵系统等调节得更加精准、细致。
2.2工业生产中的数控技术
工业生产过程中的数控技术应用最为频繁，尤其是食品加工、药品加工以及印刷造纸等工业领域。数控技术的使用不仅可以有效降低工业生产中的材料损耗，提高工作环境的利用率，降低工业投入成本，将工业化生产由传统的、人工化、滞后化带入一个智能化、高效化的全新时代。比如某牛奶加工厂，从牛奶的提取、检测、加工、包装等一系列的过程中，采用数控技术，全程利用计算机控制牛奶加工生产的各个流程和环节，既保证了效率和质量，还能全程监控牛奶的生产加工包装过程，一旦发现不利因素，可及时采取应对措施解决问题，保证奶制品的安全可靠。
2.3航天器材上的数控技术
航空航天技术一直以来是属于高精密型的、技术含量超高的技术，而它所采用到的材料和零件都是经过特制而成的。以往没有出现数控技术之前，对于航天器材的制造尚处于较为粗浅的阶段，往往不能满足航空航天的高要求和高标准。当数控技术引入航天宇航工业中后，以精密的计算机技术以及超强的网络通信技术为支撑，力求将航天器材制作的更符合要求、更完美的程度，尤其是对航天器材的小部件的制作更是精益求精，坚持节约，反对能源浪费。
2.4汽车领域的数控技术
随着人们生活水平的不断提高，对生活质量的要求越来越高，汽车作为出行代步工具和显示人们财富地位的象征已经成为许多人拥有的物品之一，汽车需求量与日俱增，而由此引发的汽车行业的竞争愈演愈烈。汽车生产领域引入数控技术，可以有效提升构成汽车各个零部件的生产速率，加快汽车零部件的组装和后期测试的效率，加大汽车成品的生产量，提高汽车成品的质量，最终提高汽车从生产都投入销售过程中的经济效益。现阶段的汽车生产车间中，全部采用的是现代化、高科技的数控机床设备，生产流水线作业高效化、智能化，让汽车从零件的生产、组装到后期的试运行全程控制中，实现了高产能和高质量的要求。
2.5煤矿机械领域中的数控技术
众所周知，煤炭是人们生产和生活中必不可少的能源之一，而煤炭的开采以及运输属于一项高危险生产活动，必须要求参与者拥有较强的专业技术和高度工作警惕。采煤过程中最常使用到的就是采煤机，尤其采煤工作面的环境极为恶劣，地形地质条件复杂，通常意义上的采煤机只能完成小部分工作面的采煤工作量，无法对一整个矿料进行单独开采和整合，在这种恶劣的情况下难以正常工作并保证工作效率，倘若引入数控技术，即在采煤机添加了数控气割，利用焊接技术将采煤机功能扩展，解决传统采煤机程序单一、功能不全的缺陷，使其能在不同的采煤工作面正常快速的工作，不仅有效提升了采煤工作效率，缩短了煤炭采矿时间，还大大降低了采煤矿工的危险，值得在煤矿机械领域广泛推广。
3结论
目前，我国机械制造行业建设发展速度挑战了人们的想象力，其生产建设水平持续提升，发展规模呈现出逐步扩大的势头。然而，我国机械行业之中应用的相关技术手段却较为滞后，无法跟上发达国家的更新步伐，技术水平也不能与其相匹敌。因而，生产形成的机械制造产品更多的为低档商品，拥有的自主知识产品其技术水平始终较低，同时研发的自主品牌种类有限。导致我国机械制造领域应用技术手段更多的依赖同行业技术。发展过程中，虽然我国一些机械制造行业达到了国产化的建设阶段，然而应用核心技术以及采购部件大部分还依靠向国外市场进口。例如，引进冰箱压缩机设施或是购买机械发动机设施等。该状况下为推动我国机械制造行业实现健康、持续的全面发展，应由应用技术本身入手，全面提升应用水平。
目前，我国机械制造领域逐步实现了由以往机械制造向着现代化、自动化以及智能化的机械制造加工不断转变。在实施机械制造精细化、复杂化处理加工以及高危险性生产过程中，均能够完成机械设施应用控制的全面自动化。由于机械自动化手段技术可符合该类施工应用设备仪器的精密性标准，因此可确保施工操作处理人员的人身安全，保护国家财产完整性，实现国有资产的保值增值，使机械生产加工效率全面提升，并可令机械生产的大规模化以及大批量性变成可能。其在一定层面上使以往传统机械生产加工模式的缺陷有效的得到弥补。
2、机械数控技术实践应用
2、1机械数控技术在机械制造领域中的实践应用
随着现代信息技术、计算机系统的广泛普及，进一步为机械数控技术的快速发展以及广泛应用提供了深层次运作的空间。机械制造领域之中的数控技术更是受到了大众的全面重视。该环境下，机械数控铣床、钻床技术、数控磨床与切割机床手段得到了快速发展。再者，机械数控冲床与弯管机在各领域中也实现了广泛的应用。车削中心与数控板材加工处理中心则有了一定程度的提升。以上机械设施处理加工技术手段加快了CAD技术的更新发展步伐，令其向着工程化的方向不断发展。加之微电子技术的有效渗透与合理应用，使得机械数控综合技术水平迅猛提升，渐渐完成了机械数控机床加工体系刀具的高效自动化转换，并实现了工件的全面更新。机械制造领域之中，较多数控机床生产车间均引入了托盘站，令机械制造以及柔性化生产单元的应用发展变成可能。在该基础之上则完成了自动化的操控数控机床系统目标，使得传动带实现了高效的自动化控制，并引入了工业机器人完成自动化管理。上述单元共同组成了现代化机械制造管理系统，并创建形成了相应的柔性数控系统制造生产线。伴随自动化手段以及现代化网络技术的广泛应用，渐渐构成了集成化的机械数控技术系统，并令机械制造发展整体向着更优质、更健康的方向跨越式提升。
2、2机械数控技术在工业以及煤矿领域的实践应用
纵观当前形势我们明确，在工业化生产建设的阶段中，通常采用的机械数控手段会互相协作施工，而在食品加工较多生产线之中以及印刷造纸过程中，应用机械数控手段更加丰富。在危险性较高的生产环境之下以及施工条件相对复杂的环境下，机械数控技术的应用极为常见。通过机械数控手段可令基本的工业建设生产条件更加健全完善、快速更新。在该基础之上，则可为具体生产部门工作人员创建安全有力的保障，令工业生产机械化水平、产业化程度全面提升。另外，机械数控技术的有效应用在确保生产加工质量上也颇有贡献。可有效的减少企业劳动生产综合强度，进而实现适中任务量的人性化管理目标。再者，应用机械技术还可缩短生产时间，保质保量的完成任务。针对实际加工生产来讲，机械数控技术可借助计算机系统实现对较多工业生产体系的自动化管控，进而令整体工业生产环节均按照原本的流程开展。可应用具体的传感器装置检测体系做常规性的验证。在发掘系统出现错误、运行操作包含缺陷之时，则应就不同状况进行调节以实现相对稳定的目标。
2、3机械数控技术在汽车工业领域的实践应用
有效的引入机械数控手段可使汽车工业生产、加工零部件工序紧凑，提升工作效率。在一定层面可为汽车产业赢取市场竞争主动发挥重要影响作用。特别是高效快速的机械数控机床的丰富应用，令现代化汽车生产线成功组建，体现了快速高效的生产加工特征。另外，机械数控技术手段的应用还令汽车产业持续的扩充生产规模，各类复杂汽车零件的加工生产更新了以往传统单一的加工操作模式，令目前的机械数控技术手段向着更加规范高效的方向发展。
3、结语
1.2数控机床的运用为制造行业所带来的影响。数控机床的应用，使得制造业发生了大规模的变革，在过去的生产制造中，无论是单纯的人力来生产产品，还是引用机械设备进行生产，都需要有大量的人员来参与其中，对于人力的需求较大，而数控机床的运用则是大大地解放了生产力，并且能够通过数控技术，生产出高精度、高质量的产品，实现了企业产业化的发展。
1.3产业技术相关的转变模式。产业技术的转变主要涉及到两种因素，一种是科学技术的发展，一种是社会的进步与人们的需求。在产业技术转变模式的研究中，部分学者认为科学技术的进步是决定产业技术转变的主要因素，技术的研究和开发能够推动产业的发展，而另外一部分学者则是认为社会的发展与人们对于产品的需求才是产业技术转变的主要动力。在实际的产业技术发展中，离不开科学技术的进步，更离不开社会大众的需求，认清两者之间的关系，才能够不断地进行创新，使产业技术走上正确的发展道路。
2、实现我国数控机床行业技术创新的路径
2.1正确定位我国数控机床行业所面对的产品。数控机床行业所面对的产品，应当改变过往的定位模式，摒弃以前以低价来获得市场竞争力的方法。为了能够改变这一现状，我国的制造业需要引进更为先进的大型数控机床设备，以此来为企业制造服务。企业应当能够重新审视我国的市场对于产品的需求，掌握市场对产品需求的变化规律，明确影响产品在市场中竞争力的因素，以此来开拓更为广阔的市场。做好正确的产品定位，就能够选用更为合适的数控机床，并且运用更为先进的数控机床行业技术，以此来实现技术的创新。产品的定位应当以市场需求的预测为主，而不能只是跟随他人的脚步，那样永远只能落后一步，而无法实现创新。
2.2选择以集成创新为主的技术路线。所谓的集成创新，就是企业自主地控制产业创新的整个过程，通过自主地研究开发新技术，来组成数控机床产业创新的核心。集成创新不仅要求企业能够及时地引进先进的设备，更需要具有专业技能的人才。并且集成创新周期较长，需要企业内部的技术人员进行密切的配合，通过对数控机床行业技术的深入研究，对技术创新方案进行深刻的探讨，集合整个技术开发团队的智慧，研究出具有先进技术含量和创新特色的产品；另外，集成创新需要企业有大量的资金投入，从外部技术源获得必要的知识产权、所需的元件或子系统，以保证研究工作的顺利进行。
2.3结合国家、企业、学校、科研院各方面的力量共同实现技术创新。数控机床行业技术创新由于涉及到的学科众多，对于技术开发人员的要求极高，并且要有大量的资金、人力、物力、时间的投入。因此，仅仅依靠企业来进行技术的创新，是很难做到的，换言之，仅仅依靠高校、科研院也无法完全实现技术的创新。而要想完成创新的任务，就必须使产业、学校、科研院进行相应的结合，再加之国家的政策、资金方面的支持，使多方面的力量能够融合到一起，使各个不同领域的人才进行技术上的交流，共同研究开发具有创新性的数控机床行业技术，并且能够实现其实用性，促进技术产品的产业化，尽快地将科学技术转化为社会大众所需要的产品，完成以科学技术促进社会经济发展的目标。
2.4壮大装备制造行业的规模。目前，我国的数控机床行业正在不断地发展过程中，涉及到该产业的企业也非常多，然而，能够在市场竞争中具有较强的竞争力，能够自主实现技术创新的企业却非常少，大多数的企业规模小、技术落后、研究开发能力薄弱，技术创新的实现较为困难，难以形成强大的竞争力与国外的数控机床企业进行抗衡。因此，各个数控机床企业应当联合到一起，形成大规模的产业集群，多个企业的联合，不仅能够实现生产力的大幅度提升，还能够实现人才的相互融合，推动行业技术的创新，促进数控机床行业的飞速发展。
2.5把握好科技、行业等发展所带来的创新机遇。现如今，科学技术的飞速发展为数控机床行业的技术创新带来了极大的发展机遇。由于数字信息技术的不断进步，世界上数控机床行业技术发展极为迅速，企业应当把握好这个机会，及时地引进国外先进的技术及设备，抓住数控机床行业发展的每一个机会，努力实现技术创新，提高企业自身的竞争力，在市场中占据更为有利的地位，让中国的数控机床行业技术能够被世界所认可，并有足够的技术力量与国外的技术进行竞争，提高我国数控机床行业技术的世界地位。
随着计算机技术的高速发展，传统的制造业开始了根本性变革，各工业发达国家投入巨资，对现代制造技术进行研究开发，提出了全新的制造模式。在现代制造系统中，数控技术是关键技术，它集微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体，具有高精度、高效率、柔性自动化等特点，对制造业实现柔性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。目前，数控技术正在发生根本性变革，由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。在集成化基础上，数控系统实现了超薄型、超小型化；在智能化基础上，综合了计算机、多媒体、模糊控制、神经网络等多学科技术，数控系统实现了高速、高精、高效控制，加工过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数，实现了在线诊断和智能化故障处理。
长期以来，我国的数控系统为传统的封闭式体系结构，CNC只能作为非智能的机床运动控制器。加工过程变量根据经验以固定参数形式事先设定，加工程序在实际加工前用手工方式或通过CAD/CAM及自动编程系统进行编制。CAD/CAM和CNC之间没有反馈控制环节，整个制造过程中CNC只是一个封闭式的开环执行机构。在复杂环境以及多变条件下，加工过程中的刀具组合、工件材料、主轴转速、进给速率、刀具轨迹、切削深度、步长、加工余量等加工参数，无法在现场环境下根据外部干扰和随机因素实时动态调整，更无法通过反馈控制环节随机修正CAD/CAM中的设定量，因而影响CNC的工作效率和产品加工质量。由此可见，传统CNC系统的这种固定程序控制模式和封闭式体系结构，限制了CNC向多变量智能化控制发展，己不适应日益复杂的制造过程，因此，大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为我们国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。
2.数控技术的发展趋势
数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，他对国计民生的一些重要行业的发展起着越来越重要的作用。从目前世界上数控技术发展的趋势来看，主要有如下几个方面：
2.1高精度、高速度的发展趋势
尽管十多年前就出现高精度高速度的趋势，但是科学技术的发展是没有止境的，高精度、高速度的内涵也在不断变化，目前正在向着精度和速度的极限发展。
效率、质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大地提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。为此日本先端技术研究会将其列为5大现代制造技术之一，国际生产工程学会将其确定为21世纪的中心研究方向之一。在轿车工业领域，年产30万辆的生产节拍是40秒/辆，而且多品种加工是轿车装备必须解决的重点问题之一；在航空和宇航工业领域，其加工的零部件多为薄壁和薄筋，刚度很差，材料为铝或铝合金，只有在高切削速度和切削力很小的情况下，才能对这些筋、壁进行加工。近来采用大型整体铝合金坯料"掏空"的方法来制造机翼、机身等大型零件来替代多个零件通过众多的铆钉、螺钉和其他联结方式拼装，使构件的强度、刚度和可靠性得到提高。这些都对加工装备提出了高速、高精和高柔性的要求。
2.25轴联动加工和复合加工机床快速发展
采用5轴联动对三维曲面零件的加工，可用刀具最佳几何形状进行切削，不仅光洁度高，而且效率也大幅度提高。一般认为，1台5轴联动机床的效率可以等于2台3轴联动机床，特别是使用立方氮化硼等超硬材料铣刀进行高速铣削淬硬钢零件时，5轴联动加工可比3轴联动加工发挥更高的效益。但过去因5轴联动数控系统、主机结构复杂等原因，其价格要比3轴联动数控机床高出数倍，加之编程技术难度较大，制约了5轴联动机床的发展。当前由于电主轴的出现，使得实现5轴联动加工的复合主轴头结构大为简化，其制造难度和成本大幅度降低，数控系统的价格差距缩小。因此促进了复合主轴头类型5轴联动机床和复合加工机床（含5面加工机床）的发展。
2.3智能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势
21世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统，智能化的内容包括在数控系统中的各个方面：为追求加工效率和加工质量方面的智能化，如加工过程的自适应控制，工艺参数自动生成；为提高驱动性能及使用连接方便的智能化，如前馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负自动选定模型、自整定等；简化编程、简化操作方面的智能化，如智能化的自动编程、智能化的人机界面等；还有智能诊断、智能监控方面的内容、方便系统的诊断及维修等。为解决传统的数控系统封闭性和数控应用软件的产业化生产存在的问题。
目前许多国家对开放式数控系统进行研究，数控系统开放化已经成为数控系统的未来之路。所谓开放式数控系统就是数控系统的开发可以在统一的运行平台上，面向机床厂家和最终用户，通过改变、增加或剪裁结构对象（数控功能），形成系列化，并可方便地将用户的特殊应用和技术诀窍集成到控制系统中，快速实现不同品种、不同档次的开放式数控系统，形成具有鲜明个性的名牌产品。目前开放式数控系统的体系结构规范、通信规范、配置规范、运行平台、数控系统功能库以及数控系统功能软件开发工具等是当前研究的核心。网络化数控装备是近两年国际著名机床博览会的一个新亮点。数控装备的网络化将极大地满足生产线、制造系统、制造企业对信息集成的需求，也是实现新的制造模式如敏捷制造、虚拟企业、全球制造的基础单元。国内外一些著名数控机床和数控系统制造公司都在近两年推出了相关的新概念和样机，反映了数控机床加工向网络化方向发展的趋势。
3.结束语
随着人们对数控技术重视，它的发展越发迅速。文中简要陈述当前的发展趋势，另外数控技术的正不断走向集成化，并行化，仍有广阔的发展空间。
参考文献
[1]王立新.浅谈数控技术的发展趋势[J].赤峰学院学报.2007.
[2]董淳.数控系统技术发展的新趋势[J].可编程控制器与工厂自动化.2006.
[3]张亚力.简述数控发展的新趋势[J].国土资源高等职业教育研究.2005.
[4]陈芳.数控技术的发展和途径[J].科技资讯.2008.
一是教学实际与岗位需求相脱节。在安排组织数控教学时，只是照本宣科，而没有根据岗位需求安排教学计划内容，导致学习与岗位实践相脱节。有的中职院校所使用的数控系统与企业的数控系统不相同，也难以让学生快速适应。有的中职院校所在这样的情况下，学生毕业后进入数控企业，就难以达到一上岗就能胜任的要求。二是学校条件与数控企业条件相差过大。有的中职院校所使用的材料少、工具少，与数控企业多样化、高档化的条件差距较大，一旦进入企业上岗，学生就感到比较吃力，有的甚至不知如何入手。这在一定程度上也影响了他们就业后的继续深造。
2对策与建议
2.1不断加大投入，切实优化教学条件
随着数控技术的发展，中职院校要做到硬件软件两手抓、两手硬。一方面，着力夯实硬件建设基础。要根据学校现状和发展规划，设置专项资金，加大教育经费投入，不断改善数控专业教学的基础设施条件，引进新型的设备和新的技术，使用最新的系统版本，尽可能地做到与企业岗位的对接，为数控教学顺利开展提供坚强的硬件保障。并在此基础上，课堂融入企业元素，构成企业与学校衔接的平台。数控教学中心建立人才培养模型，以真实的工作任务为基础，以真实的工作环境为基础，做到“理、实”一体。另一方面，切实加强教师队伍建设。要提高工资薪酬待遇，改善生活条件、办公条件和福利条件，以此吸引更多的高素质数控技术人才加入到教师队伍中来，从源头上提高教师队伍专业素质。要拓宽多个人才引入渠道，可以从高校、社会、企业等广泛吸纳高素质专业人才，并采用全职、兼职等灵活多样的模式。特别是要加强与企业的合作交流，可以建立合作同盟关系，联系对口企业作为实习基地，带领学生经常性、长期性到在企业中进行实际操作锻炼。
2.2转变教学理念，切实突出实践操作
一是注重学习兴趣培养。兴趣是最好的老师，只有让学生产生浓厚的兴趣，才能起到事半功倍的效果。因此，要加强学生对数控技术兴趣的培养，在教学内容上要注重实用性和趣味性，让学生清晰地看到数控技术的发展前景，教学方式上要求灵活性，教学手段上要求创新性，这样才能充分调动学生学习的积极性和主动性，不断增强对学生的吸引力。二是要充分注重数控技术的发展前沿。注重教学内容与时俱进，特别是要用发展的眼光看待数控技术未来的发展趋势，注重教学的前瞻性，这样才能与学生的就业相适应。三是要注重数控教学的实践性。要以培养实用型数控技术人才为目标，切不可以模拟软件代替实际操作，应积极为学生创设动手操作的平台，让学生在实践操作中锻炼能力，积累数控操作的经验，为就业上岗奠定坚实基础。
3创新教学方式，切实坚持市场引领
数控专业技术教学就是要培养实用型的技术人才，因此必须坚持市场引领，切实创新教学方式，以增强教学的实用型、超前性和针对性。一是要养成随时关注市场动态的心理。数控技术行业动态发展，对于数控技术教学有着直接的影响，只有切实密切注意市场动向，才能把住市场动态趋势，从而明确市场未来人才需求的动向。二是要关注设备及系统技术的更新升级。随着数控技术的发展，新的数控设备不断面世，数控软件也不断更新换代升级，教师应引导学生切实注意了解和掌握新设备、新情况、新技术，才能从呆板的课堂中跳跃出来，从而市场保持更近的距离。三是要注重实践课堂的创建。将车间作为最好的课堂，将学习考核与车间实习生产绩效考核相结合，最大可能地增加学生动手实践的机会。四是可以适当开展竞赛活动。开展数控操作竞赛等系列活动，可以有效地吸引学生的精力，充分激发学生积极进取的奋斗精神，让学生的积极性、主动性和创造性得到最大可能地发掘。要以企业生产车间为大练兵、大比武的广阔舞台，开展数控操作生产实战比赛。通过系列实践竞争，可以增强学生的竞争意识和团队合作精神，提高学生抗击竞争风险的能力，让学生实际操作中锻炼能力、激发潜能、积累经验、提升素质。
4结语
（一）企业调研
天津航空机电有限公司，天津市杰立信模具有限公司，天津龙舟工控设备有限公司，光电集团有限公司，天津汽车模具有限公司，三星电子显示器有限公司，中环三峰电子有限公司，东华医疗系统有限公司，天津索思仪表测控系统有限公司等十多家企业的数控技术专业的用人方向和岗位需求数据表明：目前，高职毕业生整体技能水平偏低、就业质量不高，不能在技能上适应企业的技术岗位。大中型企业对高职院校数控技术技能型人才的需求方向主要集中在：数控机床操作、数控编程与工艺、CAD／CAE／CAM设计、数控机床的维护与保养等。这也为数控技术专业人才培养指明了方向。
（二）院校调研
针对需求方向，分析了多所院校现开设相关职业技术课程如下：数控编程、数控操作、数控加工工艺、CAD／CAM（自动编程）、数控原理、数控机床的维修与维护等。院校开设课程的合理性调查统计数据显示：69％的被调查者认为“数控加工工艺”与“数控编程”为专业核心课程；41％认为“数控加工工艺与编程”课程应加大实践操作比例；61％认为仿真加工与机床操作的课时应增加；49％被调查者认为目前最感兴趣的课程为数控机床操作；认为数控机床的维修与维护知识在未来数控行业更重要的占被调查总数的42％。数据表明，围绕零件设计与加工及机床维修与保养等专业技能相关的课程，理论与实践脱节，毕业生就业质量不高，达不到应有的教学效果，与现存教学模式和课程体系安排有直接的关系。院校教学调研中暴露的问题主要有：课程体系缺乏职业性；理论与实践课程脱节；任务驱动教学模式趋于形式化。这就要求学校针对现行课程进行调整，将理论内容融于实际操作之中，重视操作技能的培养，重视关键能力的提高。
二、调研成果初探
教育部关于加强高职高专人才培养工作的意见中指出：高职教育的培养目标为高素质劳动者和高技能专门人才。以“应用”为主旨和特征构建课程体系和教学模式；实践教学的主要目的是培养学生的技术应用能力。针对企业用人方向和现有课程中理论与实践脱节的问题，我们结合学生的学习兴趣，将数控技术专业培养目标分为两方面：零件设计与加工人员，机床维修与保养人员。根据这一目标把本专业核心知识作模块细分：机械制造基础、数控车工实训、数控铣工实训、计算机辅助设计与制造、数控机床调试与维修。在教学上改进单一的“理论＋实训”模式，根据企业的技能需求，采取“教、学、做”一体化的教学模式。
（一）教学改革实施
教师结合企业用人方向，制定教学目标，针对数控机床维护与维修模块进行了大胆的教学改革尝试。在数控机床维修实训教学中，学生通过亲自打开机床，自己动手拆卸零部件，认识各种零部件及其安装结构特点，先形成感性认知，后作理论理解，之后教师再引导学生对零部件做功能分类。先分出：机械部件、电器部件、液压控制元件等，再结合不同零件进行细化分析。机械部件又分为机床主体、主轴组件、导轨、滚珠丝杠螺母副等。与机械部分相关的理论，如零部件的工作原理、材料、装配关系、强度与刚度的校核等，尽可能在学生拆卸零部件环节中进行讲解。液压控制部件，主要明确液压系统的控制原理，要求学生能够看懂液压回路图，能分析执行元件的工作过程。电器部分在学生直观电器控制柜后，讲解柜中的所有电器元件的功能、作用以及电路的连接，要求学生看懂电路图。这样，可以将学科知识重新整合，将理论融于实践，使学生学有所获，迅速掌握专业技能。例如，在讲解机床机械结构部分时，把滚珠丝杠螺母副作为教学的基本载体，演示部件运动过程，讲解其传动原理，再讲零件结构，及其它相关类型的机械传动结构并绘制其零件图，从而学习零件的测量与绘制，认识零件材料的区别及用途。有了实践动手经验，再加上理论知识的学习，再次让学生动手，将拆卸的机床复原。这样，将所学多门课程的知识融合于实践操作训练之中，达到获取知识有深度、培养技能有特点的综合目标，满足企业高素质、技能型人才培养的需求。
（二）课程体系模块化
课程改革中，我们坚持“以服务为宗旨，以就业为导向，以能力为本位”的高等职业教育改革发展方向，不断探索，将专业知识和技术技能融合为一体，对陈旧的单科课程重新整合，改为模块化教学，建立“基于工作过程”教学模式，突出技术技能型人才培养的特点，制作了数控技术专业人才培养方案。根据就业方向不同，将本专业知识与技能划分为五个核心模块：机械制造基础、数控车工实训、数控铣工实训、计算机辅助设计与制造、数控机床维护与维修。每个核心模块涉及不同的专业基础知识与实践操作技能，面对不同的就业岗位。其中针对普通机加工人员，需要以机械制造基础为核心模块，包含：机械制图与公差配合、材料及热处理、普通机械加工实训（车、铣、钳工）、刀具与机床、切削原理等为基本知识与技能；数控加工人员，分为两个典型方向：数控车工和数控铣工，分别对应两个核心模块，包括：数控加工工艺知识、数控加工编程知识、数控仿真软件的应用、数控机床操作等基本知识和技能；零件设计与自动编程人员，核心模块为计算机辅助设计与制造，包括：机械制图与公差配合、材料及热处理、数控加工工艺、计算机辅助设计（AutoCAD软件应用）、计算机辅助制造（UG三围造型与自动编程）等基本知识和技能；机床维修与保养人员，核心模块为数控机床的调试与维修，包括：电工基础知识（电器元件介绍、电路图的绘制与识读）、安全用电常识、机床电气控制与PLC应用、液压与气压传动、数控机床与数控原理、数控机床使用及维护等基本知识和技能。综上，构建了数控技术专业以职业岗位（群）知识能力为核心的模块化教学内容，为实现理实结合的一体化教学提供了依据。
三、构建高职院校数控技术专业技能型人才培养模式
（一）实施“三明治”人才培养模式
“三明治”人才培养模式由教育家杜威提出，其核心是：“从活动中学，从经验中学”，即把知识的学习与具体的活动联系起来，充分体现了学与做的结合，知与行的统一。遵循“三明治”精神，以“实践—理论—实践”教学模式组织专业课程教学，要求学生对所学专业知识，先有感性认识，再上升到理论高度，最后用所学理论知识，指导实践操作，解决实践环节出现的一些问题，达到学有所用。在机械制造基础模块中，新模式教学将原有的车工实训、铣工实训及机械制造基础课程深层次结合，将原有的实践与理论知识点具体化。课程中先安排车工、铣工等实践操作练习，其间，学生认识机床、练习磨刀、加工小轴、六面体等，通过这些基本实操练习，学生了解切削加工的一般过程，理解刀具角度的定义及不同角度对加工的影响。先获得车削、铣削加工的感性认识；再学习切削原理知识，了解切削过程中的受力、变形、温度变化、刀具磨损等现象发生的原因，从而能够自己想办法，改变切削条件，控制加工过程，使得切削状态达到最佳，生产效率提高，加工质量提高等等。学习理论过程，结合第一阶段面临的诸如“抗刀”等实际问题，重点分析原因，明确加工条件的重要性，在方向上为第二阶段的实践练习奠基，从而提升下一阶段的实践操作练习的技能。通过知识迁移，会举一反三，学生根据零件质量要求，合理选择切削用量、刀具角度，加工出中等难度的零件，满足企业需求。这种“实践－－理论－－实践”交替的“三明治”教学模式，为企业培养技能型人才提供了可靠保证。学生毕业后，基本上能够动手操作，凭借学到的专业知识分析研究产品的加工方法，改进生产技术，凸显课程设置的职业化，对接岗位需求，能够为企业输送高素质高技能人才。
（二）编写任务驱动型教材
教学改革中注重深化基于工作过程的“做中学、学中做”的人才培养模式，与企业深度融合，使企业参与学生培养全过程，共同构建基于工作过程的实践教学课程体系。教学改革的核心任务是依据企业需求，编写任务驱动型教材。技能就像教材的骨骼一样，而知识是肉，要根据骨骼的状况来生长。传统教材以＂肉＂为主线，“骨头”居次，这样的教材基本是没有技能训练的。任务驱动型教材根据培养技能，分析学习需要，然后让学生学习这些知识并掌握这种技能。任务驱动型教材的特点是以任务为载体，以任务实施过程为线索，将专业知识穿插到任务实施过程中，在教师的指导下由学生自主完成任务，从而掌握所学知识点，并具备实践操作能力。针对这五门核心课程，本着工学结合的原则，本课题选用企业代表性产品，编写了任务驱动教材，配合实际教学。数控实训课程是集数控加工工艺、数控编程等多门理论课知识于一体的操作性很强的综合实训课程，是培养数控机床操作人员的核心课程。学生利用任务驱动型教材，不仅懂得了相关专业知识点，而且具备一定的实践操作能力，同时了解了企业常见的产品类型。任务驱动型教材使学生在加工产品的过程中获得成就感，有利于实践技能的获得。
（三）实施项目教学法
调查发现，以课本为中心的传统教学模式不能满足现今的教学要求；理实一体化教学因脱离企业项目和生产产品而流于形式。教师通过编写与企业技能需求对接的任务驱动型教材，开展与企业生产相关的产品项目教学法。“项目教学法”的特点是“以项目为主线、教师为指导、学生为主体”，改变了以往“教师讲，学生听”的被动教学模式，创造了学生主动参与、自主学习、开发创新的新型教学模式。项目教学法注重理论与实践相结合。每一个项目中包含来自生产车间的实际产品，与之相关的知识点，仿真加工，车间操作，实训报告等多个环节的内容，要求学生从认识项目开始，结合相关知识分析项目、制定工艺、编写程序、仿真加工、机床操作等最终加工出产品。通过转变学习方式，将课堂理论教学转为理实结合的一体化教学，营造了实践教学的学习环境，激发了学生的好奇心和创造力，培养了他们分析和解决实际问题的能力。教师通过对学生的指导，转变了传统的灌输式的教育观念和教学方式，从单纯的知识传递者变为学生学习的指导者和组织者。建立了全新的教学理念，提升了办学目标，通过项目教学法的实施，探索教学过程的组织形式，逐步完善核心课程在专业教学中的作用。
四、结语
数控机床是把电子技术、自动化技术、电机技术以及测量技术集中在一起的自动化化设备，数控机床具有精度高，效率高和柔性高这三个主要的特点。数控机床属于过程控制装备的一种，它需要每一时刻都要做好对设备的控制，使全部设备都可以准确的工作。需要注意的是不论哪一部分出现了故障问题都会使得机床设备停止工作，这就造成了工作的停滞，工作停滞的出现会对生产的质量和效率都受到严重影响。此外，特别是当设备运用于煤矿生产中时，一定要加强注意，因为数控机床正是处于工作中的关键岗位，如果出现故障后没有及时的进行维修和维护，就会造成巨大的经济损失，所以对煤矿机械的原理和装置进行详细的设计是很重要的。
2、数控技术特点和发现现状
数控技术能很方便的改变加工工艺中的工艺参数，有利于新产品的研发和换批加工。能确保加工的精度减少辅助时间，从而实现一次工作完成多道复杂的加工工序。对于普通机床难以完成的零价加工，如对复杂零件和零件曲面状的加工能高质量的完成。采用的是模块化的工具，一方面减少了安装和换刀的时间，另一方面又提高了工具的管理水平和提高了工具的标准化。随着现在的微处理器的产生以及现代的SOPC技术的发展，在机械加工和和机械设备的维修检测以及集成的程度上都有很大的提高。我国的自主创新能力不足，目前我国的数控技术只是处于对进口产品的模仿阶段，在技术创新方面缺乏。归其原因就是我们对引进的先进技术的研究不深入，最重要的是我国缺乏完善的鼓励创新机制。还有就是我国的产品网络程度不高，可靠性和稳定新不高。现阶段我国主要的串口通讯技术和NC程序传送技术的集成化和网络水平有限。所以在煤矿数控技术的研究和应用的领域还有很长的路要走。
3、煤矿数控机床的结构
构成数控机床的主体结构，有控制面板、CNC装置、伺服单元、驱动装置和测量装置等构成。计算机系统在煤矿机床的数控系统中占据着一个核心地位，系统通过输入以及输出命令的各种转换来对数据进行处理，从而完成来对工程执行的各方面操作。在操作工程中，控制面板充当了一个人机交换的媒介，传输各种各样的程序。PLC在煤矿数控机床设备中发挥着信息的交换作用，它是一个双方面信息交换空间，不仅要实现与控制中心的信号进行交换，还要与数控机床的开关信号进行交换，所以它的信息存量特别大。信息交换的地址不能随意的删除或者更换，都是已经事先设计好的地址。对煤矿数控机床的设计有三个重要的模块，分别是主传动数控化、传动的数控化以及对伺服进给系统三方面的设计改造。
4、煤矿机械数控机床的设计
应综合考虑系统应用的场合，所需控制的对象以及对系统提出的基本要求这些因素之后，再选择使用合适的CPU。8088，8086，80386，8098，80286，8096等16位机的CPU是目前我国常用的CPU芯片。有时候也选用8位机的CPU，例如8080，8031，Z80等。应用于普通数控机床改造的一般是Z80CPU以及MCS一51单片机。选择它们主要是看重了配套芯片比较廉价，而且实用性和普及都是很强的，此外，对于它们的制造和维修也都是很方便的。这些特点使得它们完全符合改造需求。电气控制系统的目的就是为了满足被控对象工艺，有效的促进产品的质量和生产效率的进一步提升。在设计PLC控制系统的过程中，要按照下列原则进行。
一、坚持完整性原则，也就是说，要确保可以满足工业生产过程和机械设备的需要。
二、经济性原则，就是产品一经设计出可以做到简单实用。
三、可靠性原则，就是PLC控制系统在设计完成后可以稳定可靠的运行。
四、发展性原则，就是对现在已有的生产工艺进行全面的检查后给未来的发展留出一定的空间。
通过机床的传动实现不同的工件在不同的速度下运行时的协调。传动的性能会对零件的质量和生产效率产生很大的影响，在设计中还要考虑其经济性，利用原来的电动机拖动机床的传动，达到机床的正常高效率运行。在加工的设计中，考虑到变换了切削转矩以及机床电压，会使得电机转速也发生变化，使得生产精度提高，其影响会直接反应在零件的表面生产。在主轴的设计中应加入变频调速系统，用来完成机械换挡。传动系统主要是将接受系统的指令传输给传送系统需要进行工作的部分。驱动系统会根据指令进行相应设定的工作，之后会进行机械的加工处理，从而生产出符合规定要求的零件。对于精度要求很高的参数设置需要依据传动要求进行相应的设定，同时，开环控制是对驱动系统进行改造的过程中不可缺少的环节。当现代机床与传统的进行比较时可以发现，现代机床具有更高的稳定性，而且自身发生故障的可能性越来越低，工作中出现的故障也大多是由于人为操作失误所引起。数控机床都是由机械和电气等多方面的程序构成，维修人员要从内到外仔细的检查，最大限度的排除因为随意的卸载造成的机床性能降低。此外，对于参数的设置也要能够起到将滚珠丝杠螺母副之间的轴向间隙减小甚至消除的作用，这样的操作可以更加有效地提高传动的刚度。在设计中，对数据库的整理也是很有必要的，它是远程数据库的基础，网络数据库是将数据和资源实现共享的核心技术，然后经过本地计算机的处理完成数据的存贮和查询。
5、煤矿数控机床伺服系统设计
数控机床的伺服系统有三种，即开环，半闭环和闭环三种。其中闭环的控制方案的优点很多也很突出，闭环的系统的机床精度很高，在补偿机械运动中的误差小，能减小甚至消除干扰与间隙等因素对精度的影响。但是闭环系统的机构较其他系统复杂，使用技术难度较大，对该系统的调试和维修困难，再有就是生产的造价高，在实际的生产过程中使用闭环的控制系统没有太大的必要性。ActiveX的其实就是一个开放的平台。其工作内容就是给程序的开发人员和用户，还有Web生产厂商提供在互联网创建程序集成过程中的方向。ActiveX服务器控件能把所有的能执行的代码还有程序融入到该服务器系统之中，并嵌入到Web中，让用户能通过网络就能得到想要的程序，不需要远程的客户端就能进行远程的执行。
6、总结
[论文摘要]数控机床故障的诊断是数控机床维修的关键。一般来说，随着故障类型的不同，采取的故障诊断的方法也就不同。本文从数控机床故障诊断的内容、原则、方法等方面入手来简要阐述一下数控机床故障的诊断方法。
系统可靠性是指数控系统在规定的条件和规定的时间内完成规定功能的能力。故障是指系统在规定的条件和规定的时间内失去了规定的功能。数控机床是个很复杂的大系统，它涉及光、机、电、液、气等很多技术，发生故障是难免的。机械磨损、机械锈蚀、机械失效、插件接触不良、电子元器件老化、电流电压波动、温度变化、干扰、噪声、软件丢失或本身有隐患、灰尘、操作失误等都可导致数控机床出故障。
一、数控机床故障诊断内容
故障诊断的内容：
1）动作诊断：监视机床各动作部分，判定动作不良的部位。诊断部位是ATC、APC和机床主轴。2）状态诊断：当机床电机带动负载时，观察运行状态。3）点检诊断：定期点检液压元件、气动元件和强电柜。4）操作诊断：监视操作错误和程序错误。5）数控系统故障自诊断：不同的数控系统虽然在结构和性能上有所区别，但随着微电子技术的发展，在故障诊断上有它的共性。
二、数控机床故障诊断原则
在故障诊断时应掌握以下原则：
（1）先外部后内部数控机床是集机械、液压、电气为一体的机床，故其故障的发生也会由这三者综合反映出来。维修人员应先由外向内逐一进行排查，尽量避免随意地启封、拆卸，否则会扩大故障，使机床大伤元气，丧失精度，降低性能。
（2）先机械后电气一般来说，机械故障较易发觉，而数控系统故障的诊断则难度较大些。在故障检修之前，首先注意排除机械性的故障，往往可达到事半功倍的效果。
（3）先静后动先在机床断电的静止状态，通过了解、观察测试、分析确认为非破坏性故障后，方可给机床通电。在运行工况下，进行动态的观察、检验和测试，查找故障。而对破坏性故障，必须先排除危险后，方可通电。
（4）先简单后复杂当出现多种故障互相交织掩盖，一时无从下手时，应先解决容易的问题，后解决难度较大的问题。往往简单问题解决后，难度大的问题也可能变得容易。
三、数控机床故障诊断的方法
1.直观检查法它是维修人员最先使用的方法。在故障诊断时，首先要询问，向故障现场人员仔细询问故障产生的过程、故障表象及故障后果，并且在整个分析、判断过程中可能要多次询问；其次是仔细检查，根据故障诊断原则由外向内逐一进行观察检查。总体查看机床各部分工作状态是否处于正常状态(例如各坐标轴位置、主轴状态、刀库、机械手位置等)，各电控装置(如数控系统、温控装置、装置等)有无报警指示，局部特别要注意观察电路板的元器件及线路是否有烧伤、裂痕等现象、电路板上是否有短路、断路，芯片接触不良等现象，对于已维修过的电路板，更要注意有无缺件、错件及断线等情况；再次是触摸，在整机断电条件下可以通过触摸各主要电路板的安装状况、各插头座的插接状况、各功率及信号导线(如伺服与电机接触器接线)的联接状况等来发现可能出现故障的原因。
2.仪器检查法使用常规电工仪表，对各组交、直流电源电压，对相关直流及脉冲信号等进行测量，从中找寻可能的故障。例如：用万用表检查各电源情况，以及对某些电路板上设置的相关信号状态测量点的测量，用示波器观察相关的脉动信号的幅值、相位甚至有、无，用PLC编程器查找PLC程序中的故障部位及原因等等。
3.功能程序测试法功能程序测试法是将数控系统的G、M、S、T、F功能用编程法编成一个功能试验程序，并存储在相应的介质上。在故障诊断时运行这个程序，可快速判定故障发生的可能起因。功能程序测试法常应用于以下场合：
1）机床加工造成废品而一时无法确定是编程操作不当、还是由于数控系统故障引起的。
2）数控系统出现随机性故障。一时难以区别是外来干扰，还是系统稳定性差时。
3）闲置时间较长的数控机床在投入使用前或对数控机床进行定期检修时。
4.信号与报警指示分析法
1）硬件报警指示这是指包括伺服系统、数控系统在内的各电子、电器装置上的各种状态和故障指示灯，结合指示灯状态和相应的功能说明便可获知指示内容及故障原因与排除方法。
2）软件报警指示如前所述的系统软件、PLC程序与加工程序中的故障通常都设有报警显示，依据显示的报警号对照相应的诊断说明手册便可获知可能的故障原因及故障排除方法。
5.接口状态检查法现代数控系统多将PLC集成于其中，而CNC与PLC之间则以一系列接口信号形式相互通讯联接。有些故障是与接口信号错误或丢失相关的，这些接口信号有的可以在相应的接口板和输入/输出板上有指示灯显示，有的可以通过简单操作在CRT屏幕上显示，而所有的接口信号都可以用PLC编程器调出。这种检查方法要求维修人员既要熟悉本机床的接口信号，又要熟悉PLC编程器的应用。
6.参数检查法数控系统、PLC及伺服驱动系统都设置许多可修改的参数以适应不同机床、不同工作状态的要求。这些参数不仅能使各电气系统与具体机床相匹配，而且更是使机床各项功能达到最佳化所必需的。因此，任何参数的变化(尤其是模拟量参数)甚至丢失都是不允许的；而随机床的长期运行所引起的机械或电气性能的变化会打破最初的匹配状态和最佳化状态。此类故障需要重新调整相关的一个或多个参数方可排除。这种方法对维修人员的要求是很高的，不仅要对具体系统主要参数十分了解，既知晓其地址熟悉其作用，而且要有较丰富的电气调试经验。
7.试探交换法即在分析出故障大致起因的情况下，维修人员可以利用备用的印刷电路板、集成电路芯片或元器件替换有疑点的部分，从而把故障范围缩小到印刷线路板或芯片一级。采用此法之前应注意以下几点：
1）更换任何备件都必须在断电情况下进行。
2）许多印制电路板上都有一些开关或短路棒的设定以匹配实际需要，因此在更换备件板上一定要记录下原有的开关位置和设定状态，并将新板作好同样的设定，否则会产生报警而不能工作。
3）某些印制电路板的更换还需在更换后进行某些特定操作以完成其中软件与参数的建立。这一点需要仔细阅读相应电路板的使用说明。
4）有些印制电路板是不能轻易拔出的，例如含有工作存储器的板，或者备用电池板，它会丢失有用的参数或者程序。必须更换时也必须遵照有关说明操作。
鉴于以上条件，在拔出旧板更换新板之前一定要先仔细阅读相关资料，弄懂要求和操作步骤之后再动手，以免造成更大的故障。
8.测量比较法CNC系统生产厂在设计印刷线路板时，为了调整和维修方便，在印刷线路板上设计了一些检测量端子。维修人员通过检测这些测量端子的电压或波形，可检查有关电路的工作状态是否正常。但利用检测端子进行测量之前，应先熟悉这些检测端子的作用及有关部分的电路或逻辑关系。
9.特殊处理法当今的数控系统已进入PC级、开放化的发展阶段，其中软件含量越来越丰富，有系统软件、机床制造者软件、甚至还有使用自己的软件，由于软件逻辑的设计中不可避免的一些问题，会使得有些故障状态无从分析，例如死机现象。对于这种故障现象则可以采取特殊手段来处理，比如整机断电，稍作停顿后再开机，有时则可能将故障消除。维修人员可以在自己的长期实践中摸索其规律。
参考文献：
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