時間：2022-09-15 19:03:40
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數控技術的應用,使得機械加工脫離了傳統以人工控制為主的加工時代,對生產力的提高具有重要作用。數控技術的應用對機械加工的變革性意義主要表現在以下幾方面:1)生產效率大幅提高。應用數控技術后,機械加工脫離人為控制,生產周期大大縮短,生產效率大幅提高,廢料率大幅降低;2)生產速度更快。數控技術對機械加工時間的控制非常精確,完全不受人為主觀控制,在機械加工速度上去除了人為干擾,加工速度得到迅速提高;3)產品外觀更美觀。機械加工的產品,外觀要求精美,數控技術將外觀要求輸入后,電子自動控制,外觀與模型幾乎無異;4)產品外形實現多樣化。通過制圖工具制作模型,產品形狀隨心所欲,經過數控技術加工都能成為現實;5)產品精度更標準。傳統人為控制的機械加工,產品在精度方面控制不夠精細。而數控技術的應用,精確控制完全自動化,可以完全避免人為誤差。產品加工精度更符合設計標準;6)生產控制自動化。這也是最直觀的表現。數控技術的最直接目的就是自動控制,是機械加工擺脫人力因素的唯一選擇。數控技術運用自身的數字化功能,可以有效控制機械加工的設備和過程,并采用數控設備、數控編控等技術使機械加工更加系統化。
2機械加工中數控技術的應用
2.1數控技術在機床加工中的應用
機械加工中,機床的應用比例很大。各種各樣的模具生產都是由機床來完成的。傳統的機床生產,模具的精度控制很難實現自動化,因此,生產出的模具合格率較低,材料利用率低。而數控化技術在機床上應用后,實現了機床全自動化機電一體制,這種機電一體化加工生產技術能保證產品的質量。
2.2數控技術在煤礦機械加工中的應用
煤礦機械具有特殊性,是專用的機械設備,由于其工作環境復雜多變,對安全系統要求較高,煤礦機械加工過程要求精細化程度高。而傳統機械加工很難實現其精度的要求。而且,煤礦機械更新換代較快,應用領域單一,所以生產加工量小,下料難。數控技術得到應用后,設備下料切割采用數控技術,改變了過去的工作模式,切割效率得到成倍提高,切割質量高,提高了材料的利用率,降低了設備的生產成本。同時,數控氣割機裝有自動可調的切縫補償裝置,它允許對構件的實際輪廓進行程序控制,好比數控機床上對銑刀的半徑補償一樣。這樣可以通過調切切縫的補償值來精確控制毛還件的加工余量。
2.3數控技術在工業生產中的應用
工業生產過程中,難免會有惡劣的工作環境存在,如高溫、高壓、操作空間狹小,操作高度過高等。這些危險的工作環境極大地增加了工作人員的工作危險性。而數控技術的應用后,工業生產上類似的惡劣環境完全編入數控程序,使工業生產危險性得到極大改善。在實際的生產過程當中,應用數控技術之后,生產過程可以由計算機系統全程控制。只要預先輸入各種生產程序和產品參數,則計算機系統便能夠依照指令實現真正意義上的無人自動化生產。即便是在生產過程當中出現了故障或者問題,系統會根據錯誤的等級來決定是否繼續進行生產,同時采用有關的保護性護理措施,并向管理者報警。除此之外,機械加式中數控技術的應用還有很多,如航空設備的生產、機器人系統的生產、汽車工業的生產、石油機械的生產、國家武器裝備的生產以及建筑機械、農業機械等領域,應用數控技術后,無一不推動了行業的快速良性發展。
3機械加工中數控技術的應用趨勢
隨著新的智能化技術的發展,機械加工中數控技術的發展同樣朝向智能化方向發展。主要表現在加工過程的自適應控制和工藝參數自動生成;為提高驅動性能及使用連接方便的智能化,如前饋控制、電機參數的自適應運算等;操作方面的智能化,如智能化的自動編程、智能化的人機界面等。另外,隨著數字技術的不斷進步,機械加工也面臨著新的市場需求,特別是人們對精細化的要求也越來越高,于是高速度、高精加工技術成為必然的趨勢。
4結語
目前，我國機械制造行業建設發展速度挑戰了人們的想象力，其生產建設水平持續提升，發展規模呈現出逐步擴大的勢頭。然而，我國機械行業之中應用的相關技術手段卻較為滯后，無法跟上發達國家的更新步伐，技術水平也不能與其相匹敵。因而，生產形成的機械制造產品更多的為低檔商品，擁有的自主知識產品其技術水平始終較低，同時研發的自主品牌種類有限。導致我國機械制造領域應用技術手段更多的依賴同行業技術。發展過程中，雖然我國一些機械制造行業達到了國產化的建設階段，然而應用核心技術以及采購部件大部分還依靠向國外市場進口。例如，引進冰箱壓縮機設施或是購買機械發動機設施等。該狀況下為推動我國機械制造行業實現健康、持續的全面發展，應由應用技術本身入手，全面提升應用水平。
目前，我國機械制造領域逐步實現了由以往機械制造向著現代化、自動化以及智能化的機械制造加工不斷轉變。在實施機械制造精細化、復雜化處理加工以及高危險性生產過程中，均能夠完成機械設施應用控制的全面自動化。由于機械自動化手段技術可符合該類施工應用設備儀器的精密性標準，因此可確保施工操作處理人員的人身安全，保護國家財產完整性，實現國有資產的保值增值，使機械生產加工效率全面提升，并可令機械生產的大規模化以及大批量性變成可能。其在一定層面上使以往傳統機械生產加工模式的缺陷有效的得到彌補。
2、機械數控技術實踐應用
2、1機械數控技術在機械制造領域中的實踐應用
隨著現代信息技術、計算機系統的廣泛普及，進一步為機械數控技術的快速發展以及廣泛應用提供了深層次運作的空間。機械制造領域之中的數控技術更是受到了大眾的全面重視。該環境下，機械數控銑床、鉆床技術、數控磨床與切割機床手段得到了快速發展。再者，機械數控沖床與彎管機在各領域中也實現了廣泛的應用。車削中心與數控板材加工處理中心則有了一定程度的提升。以上機械設施處理加工技術手段加快了CAD技術的更新發展步伐，令其向著工程化的方向不斷發展。加之微電子技術的有效滲透與合理應用，使得機械數控綜合技術水平迅猛提升，漸漸完成了機械數控機床加工體系刀具的高效自動化轉換，并實現了工件的全面更新。機械制造領域之中，較多數控機床生產車間均引入了托盤站，令機械制造以及柔性化生產單元的應用發展變成可能。在該基礎之上則完成了自動化的操控數控機床系統目標，使得傳動帶實現了高效的自動化控制，并引入了工業機器人完成自動化管理。上述單元共同組成了現代化機械制造管理系統，并創建形成了相應的柔性數控系統制造生產線。伴隨自動化手段以及現代化網絡技術的廣泛應用，漸漸構成了集成化的機械數控技術系統，并令機械制造發展整體向著更優質、更健康的方向跨越式提升。
2、2機械數控技術在工業以及煤礦領域的實踐應用
縱觀當前形勢我們明確，在工業化生產建設的階段中，通常采用的機械數控手段會互相協作施工，而在食品加工較多生產線之中以及印刷造紙過程中，應用機械數控手段更加豐富。在危險性較高的生產環境之下以及施工條件相對復雜的環境下，機械數控技術的應用極為常見。通過機械數控手段可令基本的工業建設生產條件更加健全完善、快速更新。在該基礎之上，則可為具體生產部門工作人員創建安全有力的保障，令工業生產機械化水平、產業化程度全面提升。另外，機械數控技術的有效應用在確保生產加工質量上也頗有貢獻。可有效的減少企業勞動生產綜合強度，進而實現適中任務量的人性化管理目標。再者，應用機械技術還可縮短生產時間，保質保量的完成任務。針對實際加工生產來講，機械數控技術可借助計算機系統實現對較多工業生產體系的自動化管控，進而令整體工業生產環節均按照原本的流程開展。可應用具體的傳感器裝置檢測體系做常規性的驗證。在發掘系統出現錯誤、運行操作包含缺陷之時，則應就不同狀況進行調節以實現相對穩定的目標。
2、3機械數控技術在汽車工業領域的實踐應用
有效的引入機械數控手段可使汽車工業生產、加工零部件工序緊湊，提升工作效率。在一定層面可為汽車產業贏取市場競爭主動發揮重要影響作用。特別是高效快速的機械數控機床的豐富應用，令現代化汽車生產線成功組建，體現了快速高效的生產加工特征。另外，機械數控技術手段的應用還令汽車產業持續的擴充生產規模，各類復雜汽車零件的加工生產更新了以往傳統單一的加工操作模式，令目前的機械數控技術手段向著更加規范高效的方向發展。
3、結語
1.2數控機床的運用為制造行業所帶來的影響。數控機床的應用，使得制造業發生了大規模的變革，在過去的生產制造中，無論是單純的人力來生產產品，還是引用機械設備進行生產，都需要有大量的人員來參與其中，對于人力的需求較大，而數控機床的運用則是大大地解放了生產力，并且能夠通過數控技術，生產出高精度、高質量的產品，實現了企業產業化的發展。
1.3產業技術相關的轉變模式。產業技術的轉變主要涉及到兩種因素，一種是科學技術的發展，一種是社會的進步與人們的需求。在產業技術轉變模式的研究中，部分學者認為科學技術的進步是決定產業技術轉變的主要因素，技術的研究和開發能夠推動產業的發展，而另外一部分學者則是認為社會的發展與人們對于產品的需求才是產業技術轉變的主要動力。在實際的產業技術發展中，離不開科學技術的進步，更離不開社會大眾的需求，認清兩者之間的關系，才能夠不斷地進行創新，使產業技術走上正確的發展道路。
2、實現我國數控機床行業技術創新的路徑
2.1正確定位我國數控機床行業所面對的產品。數控機床行業所面對的產品，應當改變過往的定位模式，摒棄以前以低價來獲得市場競爭力的方法。為了能夠改變這一現狀，我國的制造業需要引進更為先進的大型數控機床設備，以此來為企業制造服務。企業應當能夠重新審視我國的市場對于產品的需求，掌握市場對產品需求的變化規律，明確影響產品在市場中競爭力的因素，以此來開拓更為廣闊的市場。做好正確的產品定位，就能夠選用更為合適的數控機床，并且運用更為先進的數控機床行業技術，以此來實現技術的創新。產品的定位應當以市場需求的預測為主，而不能只是跟隨他人的腳步，那樣永遠只能落后一步，而無法實現創新。
2.2選擇以集成創新為主的技術路線。所謂的集成創新，就是企業自主地控制產業創新的整個過程，通過自主地研究開發新技術，來組成數控機床產業創新的核心。集成創新不僅要求企業能夠及時地引進先進的設備，更需要具有專業技能的人才。并且集成創新周期較長，需要企業內部的技術人員進行密切的配合，通過對數控機床行業技術的深入研究，對技術創新方案進行深刻的探討，集合整個技術開發團隊的智慧，研究出具有先進技術含量和創新特色的產品；另外，集成創新需要企業有大量的資金投入，從外部技術源獲得必要的知識產權、所需的元件或子系統，以保證研究工作的順利進行。
2.3結合國家、企業、學校、科研院各方面的力量共同實現技術創新。數控機床行業技術創新由于涉及到的學科眾多，對于技術開發人員的要求極高，并且要有大量的資金、人力、物力、時間的投入。因此，僅僅依靠企業來進行技術的創新，是很難做到的，換言之，僅僅依靠高校、科研院也無法完全實現技術的創新。而要想完成創新的任務，就必須使產業、學校、科研院進行相應的結合，再加之國家的政策、資金方面的支持，使多方面的力量能夠融合到一起，使各個不同領域的人才進行技術上的交流，共同研究開發具有創新性的數控機床行業技術，并且能夠實現其實用性，促進技術產品的產業化，盡快地將科學技術轉化為社會大眾所需要的產品，完成以科學技術促進社會經濟發展的目標。
2.4壯大裝備制造行業的規模。目前，我國的數控機床行業正在不斷地發展過程中，涉及到該產業的企業也非常多，然而，能夠在市場競爭中具有較強的競爭力，能夠自主實現技術創新的企業卻非常少，大多數的企業規模小、技術落后、研究開發能力薄弱，技術創新的實現較為困難，難以形成強大的競爭力與國外的數控機床企業進行抗衡。因此，各個數控機床企業應當聯合到一起，形成大規模的產業集群，多個企業的聯合，不僅能夠實現生產力的大幅度提升，還能夠實現人才的相互融合，推動行業技術的創新，促進數控機床行業的飛速發展。
2.5把握好科技、行業等發展所帶來的創新機遇。現如今，科學技術的飛速發展為數控機床行業的技術創新帶來了極大的發展機遇。由于數字信息技術的不斷進步，世界上數控機床行業技術發展極為迅速，企業應當把握好這個機會，及時地引進國外先進的技術及設備，抓住數控機床行業發展的每一個機會，努力實現技術創新，提高企業自身的競爭力，在市場中占據更為有利的地位，讓中國的數控機床行業技術能夠被世界所認可，并有足夠的技術力量與國外的技術進行競爭，提高我國數控機床行業技術的世界地位。
隨著計算機技術的高速發展，傳統的制造業開始了根本性變革，各工業發達國家投入巨資，對現代制造技術進行研究開發，提出了全新的制造模式。在現代制造系統中，數控技術是關鍵技術，它集微電子、計算機、信息處理、自動檢測、自動控制等高新技術于一體，具有高精度、高效率、柔性自動化等特點，對制造業實現柔性自動化、集成化、智能化起著舉足輕重的作用。目前，數控技術正在發生根本性變革，由專用型封閉式開環控制模式向通用型開放式實時動態全閉環控制模式發展。在集成化基礎上，數控系統實現了超薄型、超小型化；在智能化基礎上，綜合了計算機、多媒體、模糊控制、神經網絡等多學科技術，數控系統實現了高速、高精、高效控制，加工過程中可以自動修正、調節與補償各項參數，實現了在線診斷和智能化故障處理。
長期以來，我國的數控系統為傳統的封閉式體系結構，CNC只能作為非智能的機床運動控制器。加工過程變量根據經驗以固定參數形式事先設定，加工程序在實際加工前用手工方式或通過CAD/CAM及自動編程系統進行編制。CAD/CAM和CNC之間沒有反饋控制環節，整個制造過程中CNC只是一個封閉式的開環執行機構。在復雜環境以及多變條件下，加工過程中的刀具組合、工件材料、主軸轉速、進給速率、刀具軌跡、切削深度、步長、加工余量等加工參數，無法在現場環境下根據外部干擾和隨機因素實時動態調整，更無法通過反饋控制環節隨機修正CAD/CAM中的設定量，因而影響CNC的工作效率和產品加工質量。由此可見，傳統CNC系統的這種固定程序控制模式和封閉式體系結構，限制了CNC向多變量智能化控制發展，己不適應日益復雜的制造過程，因此，大力發展以數控技術為核心的先進制造技術已成為我們國家加速經濟發展、提高綜合國力和國家地位的重要途徑。
2.數控技術的發展趨勢
數控技術的應用不但給傳統制造業帶來了革命性的變化，使制造業成為工業化的象征，而且隨著數控技術的不斷發展和應用領域的擴大，他對國計民生的一些重要行業的發展起著越來越重要的作用。從目前世界上數控技術發展的趨勢來看，主要有如下幾個方面：
2.1高精度、高速度的發展趨勢
盡管十多年前就出現高精度高速度的趨勢，但是科學技術的發展是沒有止境的，高精度、高速度的內涵也在不斷變化，目前正在向著精度和速度的極限發展。
效率、質量是先進制造技術的主體。高速、高精加工技術可極大地提高效率，提高產品的質量和檔次，縮短生產周期和提高市場競爭能力。為此日本先端技術研究會將其列為5大現代制造技術之一，國際生產工程學會將其確定為21世紀的中心研究方向之一。在轎車工業領域，年產30萬輛的生產節拍是40秒/輛，而且多品種加工是轎車裝備必須解決的重點問題之一；在航空和宇航工業領域，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"的方法來制造機翼、機身等大型零件來替代多個零件通過眾多的鉚釘、螺釘和其他聯結方式拼裝，使構件的強度、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。
2.25軸聯動加工和復合加工機床快速發展
采用5軸聯動對三維曲面零件的加工，可用刀具最佳幾何形狀進行切削，不僅光潔度高，而且效率也大幅度提高。一般認為，1臺5軸聯動機床的效率可以等于2臺3軸聯動機床，特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進行高速銑削淬硬鋼零件時，5軸聯動加工可比3軸聯動加工發揮更高的效益。但過去因5軸聯動數控系統、主機結構復雜等原因，其價格要比3軸聯動數控機床高出數倍，加之編程技術難度較大，制約了5軸聯動機床的發展。當前由于電主軸的出現，使得實現5軸聯動加工的復合主軸頭結構大為簡化，其制造難度和成本大幅度降低，數控系統的價格差距縮小。因此促進了復合主軸頭類型5軸聯動機床和復合加工機床（含5面加工機床）的發展。
2.3智能化、開放式、網絡化成為當代數控系統發展的主要趨勢
21世紀的數控裝備將是具有一定智能化的系統，智能化的內容包括在數控系統中的各個方面：為追求加工效率和加工質量方面的智能化，如加工過程的自適應控制，工藝參數自動生成；為提高驅動性能及使用連接方便的智能化，如前饋控制、電機參數的自適應運算、自動識別負自動選定模型、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、智能化的人機界面等；還有智能診斷、智能監控方面的內容、方便系統的診斷及維修等。為解決傳統的數控系統封閉性和數控應用軟件的產業化生產存在的問題。
目前許多國家對開放式數控系統進行研究，數控系統開放化已經成為數控系統的未來之路。所謂開放式數控系統就是數控系統的開發可以在統一的運行平臺上，面向機床廠家和最終用戶，通過改變、增加或剪裁結構對象（數控功能），形成系列化，并可方便地將用戶的特殊應用和技術訣竅集成到控制系統中，快速實現不同品種、不同檔次的開放式數控系統，形成具有鮮明個性的名牌產品。目前開放式數控系統的體系結構規范、通信規范、配置規范、運行平臺、數控系統功能庫以及數控系統功能軟件開發工具等是當前研究的核心。網絡化數控裝備是近兩年國際著名機床博覽會的一個新亮點。數控裝備的網絡化將極大地滿足生產線、制造系統、制造企業對信息集成的需求，也是實現新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業、全球制造的基礎單元。國內外一些著名數控機床和數控系統制造公司都在近兩年推出了相關的新概念和樣機，反映了數控機床加工向網絡化方向發展的趨勢。
3.結束語
隨著人們對數控技術重視，它的發展越發迅速。文中簡要陳述當前的發展趨勢，另外數控技術的正不斷走向集成化，并行化，仍有廣闊的發展空間。
參考文獻
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一是教學實際與崗位需求相脫節。在安排組織數控教學時，只是照本宣科，而沒有根據崗位需求安排教學計劃內容，導致學習與崗位實踐相脫節。有的中職院校所使用的數控系統與企業的數控系統不相同，也難以讓學生快速適應。有的中職院校所在這樣的情況下，學生畢業后進入數控企業，就難以達到一上崗就能勝任的要求。二是學校條件與數控企業條件相差過大。有的中職院校所使用的材料少、工具少，與數控企業多樣化、高檔化的條件差距較大，一旦進入企業上崗，學生就感到比較吃力，有的甚至不知如何入手。這在一定程度上也影響了他們就業后的繼續深造。
2對策與建議
2.1不斷加大投入，切實優化教學條件
隨著數控技術的發展，中職院校要做到硬件軟件兩手抓、兩手硬。一方面，著力夯實硬件建設基礎。要根據學校現狀和發展規劃，設置專項資金，加大教育經費投入，不斷改善數控專業教學的基礎設施條件，引進新型的設備和新的技術，使用最新的系統版本，盡可能地做到與企業崗位的對接，為數控教學順利開展提供堅強的硬件保障。并在此基礎上，課堂融入企業元素，構成企業與學校銜接的平臺。數控教學中心建立人才培養模型，以真實的工作任務為基礎，以真實的工作環境為基礎，做到“理、實”一體。另一方面，切實加強教師隊伍建設。要提高工資薪酬待遇，改善生活條件、辦公條件和福利條件，以此吸引更多的高素質數控技術人才加入到教師隊伍中來，從源頭上提高教師隊伍專業素質。要拓寬多個人才引入渠道，可以從高校、社會、企業等廣泛吸納高素質專業人才，并采用全職、兼職等靈活多樣的模式。特別是要加強與企業的合作交流，可以建立合作同盟關系，聯系對口企業作為實習基地，帶領學生經常性、長期性到在企業中進行實際操作鍛煉。
2.2轉變教學理念，切實突出實踐操作
一是注重學習興趣培養。興趣是最好的老師，只有讓學生產生濃厚的興趣，才能起到事半功倍的效果。因此，要加強學生對數控技術興趣的培養，在教學內容上要注重實用性和趣味性，讓學生清晰地看到數控技術的發展前景，教學方式上要求靈活性，教學手段上要求創新性，這樣才能充分調動學生學習的積極性和主動性，不斷增強對學生的吸引力。二是要充分注重數控技術的發展前沿。注重教學內容與時俱進，特別是要用發展的眼光看待數控技術未來的發展趨勢，注重教學的前瞻性，這樣才能與學生的就業相適應。三是要注重數控教學的實踐性。要以培養實用型數控技術人才為目標，切不可以模擬軟件代替實際操作，應積極為學生創設動手操作的平臺，讓學生在實踐操作中鍛煉能力，積累數控操作的經驗，為就業上崗奠定堅實基礎。
3創新教學方式，切實堅持市場引領
數控專業技術教學就是要培養實用型的技術人才，因此必須堅持市場引領，切實創新教學方式，以增強教學的實用型、超前性和針對性。一是要養成隨時關注市場動態的心理。數控技術行業動態發展，對于數控技術教學有著直接的影響，只有切實密切注意市場動向，才能把住市場動態趨勢，從而明確市場未來人才需求的動向。二是要關注設備及系統技術的更新升級。隨著數控技術的發展，新的數控設備不斷面世，數控軟件也不斷更新換代升級，教師應引導學生切實注意了解和掌握新設備、新情況、新技術，才能從呆板的課堂中跳躍出來，從而市場保持更近的距離。三是要注重實踐課堂的創建。將車間作為最好的課堂，將學習考核與車間實習生產績效考核相結合，最大可能地增加學生動手實踐的機會。四是可以適當開展競賽活動。開展數控操作競賽等系列活動，可以有效地吸引學生的精力，充分激發學生積極進取的奮斗精神，讓學生的積極性、主動性和創造性得到最大可能地發掘。要以企業生產車間為大練兵、大比武的廣闊舞臺，開展數控操作生產實戰比賽。通過系列實踐競爭，可以增強學生的競爭意識和團隊合作精神，提高學生抗擊競爭風險的能力，讓學生實際操作中鍛煉能力、激發潛能、積累經驗、提升素質。
4結語
（一）企業調研
天津航空機電有限公司，天津市杰立信模具有限公司，天津龍舟工控設備有限公司，光電集團有限公司，天津汽車模具有限公司，三星電子顯示器有限公司，中環三峰電子有限公司，東華醫療系統有限公司，天津索思儀表測控系統有限公司等十多家企業的數控技術專業的用人方向和崗位需求數據表明：目前，高職畢業生整體技能水平偏低、就業質量不高，不能在技能上適應企業的技術崗位。大中型企業對高職院校數控技術技能型人才的需求方向主要集中在：數控機床操作、數控編程與工藝、CAD／CAE／CAM設計、數控機床的維護與保養等。這也為數控技術專業人才培養指明了方向。
（二）院校調研
針對需求方向，分析了多所院校現開設相關職業技術課程如下：數控編程、數控操作、數控加工工藝、CAD／CAM（自動編程）、數控原理、數控機床的維修與維護等。院校開設課程的合理性調查統計數據顯示：69％的被調查者認為“數控加工工藝”與“數控編程”為專業核心課程；41％認為“數控加工工藝與編程”課程應加大實踐操作比例；61％認為仿真加工與機床操作的課時應增加；49％被調查者認為目前最感興趣的課程為數控機床操作；認為數控機床的維修與維護知識在未來數控行業更重要的占被調查總數的42％。數據表明，圍繞零件設計與加工及機床維修與保養等專業技能相關的課程，理論與實踐脫節，畢業生就業質量不高，達不到應有的教學效果，與現存教學模式和課程體系安排有直接的關系。院校教學調研中暴露的問題主要有：課程體系缺乏職業性；理論與實踐課程脫節；任務驅動教學模式趨于形式化。這就要求學校針對現行課程進行調整，將理論內容融于實際操作之中，重視操作技能的培養，重視關鍵能力的提高。
二、調研成果初探
教育部關于加強高職高專人才培養工作的意見中指出：高職教育的培養目標為高素質勞動者和高技能專門人才。以“應用”為主旨和特征構建課程體系和教學模式；實踐教學的主要目的是培養學生的技術應用能力。針對企業用人方向和現有課程中理論與實踐脫節的問題，我們結合學生的學習興趣，將數控技術專業培養目標分為兩方面：零件設計與加工人員，機床維修與保養人員。根據這一目標把本專業核心知識作模塊細分：機械制造基礎、數控車工實訓、數控銑工實訓、計算機輔助設計與制造、數控機床調試與維修。在教學上改進單一的“理論＋實訓”模式，根據企業的技能需求，采取“教、學、做”一體化的教學模式。
（一）教學改革實施
教師結合企業用人方向，制定教學目標，針對數控機床維護與維修模塊進行了大膽的教學改革嘗試。在數控機床維修實訓教學中，學生通過親自打開機床，自己動手拆卸零部件，認識各種零部件及其安裝結構特點，先形成感性認知，后作理論理解，之后教師再引導學生對零部件做功能分類。先分出：機械部件、電器部件、液壓控制元件等，再結合不同零件進行細化分析。機械部件又分為機床主體、主軸組件、導軌、滾珠絲杠螺母副等。與機械部分相關的理論，如零部件的工作原理、材料、裝配關系、強度與剛度的校核等，盡可能在學生拆卸零部件環節中進行講解。液壓控制部件，主要明確液壓系統的控制原理，要求學生能夠看懂液壓回路圖，能分析執行元件的工作過程。電器部分在學生直觀電器控制柜后，講解柜中的所有電器元件的功能、作用以及電路的連接，要求學生看懂電路圖。這樣，可以將學科知識重新整合，將理論融于實踐，使學生學有所獲，迅速掌握專業技能。例如，在講解機床機械結構部分時，把滾珠絲杠螺母副作為教學的基本載體，演示部件運動過程，講解其傳動原理，再講零件結構，及其它相關類型的機械傳動結構并繪制其零件圖，從而學習零件的測量與繪制，認識零件材料的區別及用途。有了實踐動手經驗，再加上理論知識的學習，再次讓學生動手，將拆卸的機床復原。這樣，將所學多門課程的知識融合于實踐操作訓練之中，達到獲取知識有深度、培養技能有特點的綜合目標，滿足企業高素質、技能型人才培養的需求。
（二）課程體系模塊化
課程改革中，我們堅持“以服務為宗旨，以就業為導向，以能力為本位”的高等職業教育改革發展方向，不斷探索，將專業知識和技術技能融合為一體，對陳舊的單科課程重新整合，改為模塊化教學，建立“基于工作過程”教學模式，突出技術技能型人才培養的特點，制作了數控技術專業人才培養方案。根據就業方向不同，將本專業知識與技能劃分為五個核心模塊：機械制造基礎、數控車工實訓、數控銑工實訓、計算機輔助設計與制造、數控機床維護與維修。每個核心模塊涉及不同的專業基礎知識與實踐操作技能，面對不同的就業崗位。其中針對普通機加工人員，需要以機械制造基礎為核心模塊，包含：機械制圖與公差配合、材料及熱處理、普通機械加工實訓（車、銑、鉗工）、刀具與機床、切削原理等為基本知識與技能；數控加工人員，分為兩個典型方向：數控車工和數控銑工，分別對應兩個核心模塊，包括：數控加工工藝知識、數控加工編程知識、數控仿真軟件的應用、數控機床操作等基本知識和技能；零件設計與自動編程人員，核心模塊為計算機輔助設計與制造，包括：機械制圖與公差配合、材料及熱處理、數控加工工藝、計算機輔助設計（AutoCAD軟件應用）、計算機輔助制造（UG三圍造型與自動編程）等基本知識和技能；機床維修與保養人員，核心模塊為數控機床的調試與維修，包括：電工基礎知識（電器元件介紹、電路圖的繪制與識讀）、安全用電常識、機床電氣控制與PLC應用、液壓與氣壓傳動、數控機床與數控原理、數控機床使用及維護等基本知識和技能。綜上，構建了數控技術專業以職業崗位（群）知識能力為核心的模塊化教學內容，為實現理實結合的一體化教學提供了依據。
三、構建高職院校數控技術專業技能型人才培養模式
（一）實施“三明治”人才培養模式
“三明治”人才培養模式由教育家杜威提出，其核心是：“從活動中學，從經驗中學”，即把知識的學習與具體的活動聯系起來，充分體現了學與做的結合，知與行的統一。遵循“三明治”精神，以“實踐—理論—實踐”教學模式組織專業課程教學，要求學生對所學專業知識，先有感性認識，再上升到理論高度，最后用所學理論知識，指導實踐操作，解決實踐環節出現的一些問題，達到學有所用。在機械制造基礎模塊中，新模式教學將原有的車工實訓、銑工實訓及機械制造基礎課程深層次結合，將原有的實踐與理論知識點具體化。課程中先安排車工、銑工等實踐操作練習，其間，學生認識機床、練習磨刀、加工小軸、六面體等，通過這些基本實操練習，學生了解切削加工的一般過程，理解刀具角度的定義及不同角度對加工的影響。先獲得車削、銑削加工的感性認識；再學習切削原理知識，了解切削過程中的受力、變形、溫度變化、刀具磨損等現象發生的原因，從而能夠自己想辦法，改變切削條件，控制加工過程，使得切削狀態達到最佳，生產效率提高，加工質量提高等等。學習理論過程，結合第一階段面臨的諸如“抗刀”等實際問題，重點分析原因，明確加工條件的重要性，在方向上為第二階段的實踐練習奠基，從而提升下一階段的實踐操作練習的技能。通過知識遷移，會舉一反三，學生根據零件質量要求，合理選擇切削用量、刀具角度，加工出中等難度的零件，滿足企業需求。這種“實踐－－理論－－實踐”交替的“三明治”教學模式，為企業培養技能型人才提供了可靠保證。學生畢業后，基本上能夠動手操作，憑借學到的專業知識分析研究產品的加工方法，改進生產技術，凸顯課程設置的職業化，對接崗位需求，能夠為企業輸送高素質高技能人才。
（二）編寫任務驅動型教材
教學改革中注重深化基于工作過程的“做中學、學中做”的人才培養模式，與企業深度融合，使企業參與學生培養全過程，共同構建基于工作過程的實踐教學課程體系。教學改革的核心任務是依據企業需求，編寫任務驅動型教材。技能就像教材的骨骼一樣，而知識是肉，要根據骨骼的狀況來生長。傳統教材以＂肉＂為主線，“骨頭”居次，這樣的教材基本是沒有技能訓練的。任務驅動型教材根據培養技能，分析學習需要，然后讓學生學習這些知識并掌握這種技能。任務驅動型教材的特點是以任務為載體，以任務實施過程為線索，將專業知識穿插到任務實施過程中，在教師的指導下由學生自主完成任務，從而掌握所學知識點，并具備實踐操作能力。針對這五門核心課程，本著工學結合的原則，本課題選用企業代表性產品，編寫了任務驅動教材，配合實際教學。數控實訓課程是集數控加工工藝、數控編程等多門理論課知識于一體的操作性很強的綜合實訓課程，是培養數控機床操作人員的核心課程。學生利用任務驅動型教材，不僅懂得了相關專業知識點，而且具備一定的實踐操作能力，同時了解了企業常見的產品類型。任務驅動型教材使學生在加工產品的過程中獲得成就感，有利于實踐技能的獲得。
（三）實施項目教學法
調查發現，以課本為中心的傳統教學模式不能滿足現今的教學要求；理實一體化教學因脫離企業項目和生產產品而流于形式。教師通過編寫與企業技能需求對接的任務驅動型教材，開展與企業生產相關的產品項目教學法。“項目教學法”的特點是“以項目為主線、教師為指導、學生為主體”，改變了以往“教師講，學生聽”的被動教學模式，創造了學生主動參與、自主學習、開發創新的新型教學模式。項目教學法注重理論與實踐相結合。每一個項目中包含來自生產車間的實際產品，與之相關的知識點，仿真加工，車間操作，實訓報告等多個環節的內容，要求學生從認識項目開始，結合相關知識分析項目、制定工藝、編寫程序、仿真加工、機床操作等最終加工出產品。通過轉變學習方式，將課堂理論教學轉為理實結合的一體化教學，營造了實踐教學的學習環境，激發了學生的好奇心和創造力，培養了他們分析和解決實際問題的能力。教師通過對學生的指導，轉變了傳統的灌輸式的教育觀念和教學方式，從單純的知識傳遞者變為學生學習的指導者和組織者。建立了全新的教學理念，提升了辦學目標，通過項目教學法的實施，探索教學過程的組織形式，逐步完善核心課程在專業教學中的作用。
四、結語
數控機床是把電子技術、自動化技術、電機技術以及測量技術集中在一起的自動化化設備，數控機床具有精度高，效率高和柔性高這三個主要的特點。數控機床屬于過程控制裝備的一種，它需要每一時刻都要做好對設備的控制，使全部設備都可以準確的工作。需要注意的是不論哪一部分出現了故障問題都會使得機床設備停止工作，這就造成了工作的停滯，工作停滯的出現會對生產的質量和效率都受到嚴重影響。此外，特別是當設備運用于煤礦生產中時，一定要加強注意，因為數控機床正是處于工作中的關鍵崗位，如果出現故障后沒有及時的進行維修和維護，就會造成巨大的經濟損失，所以對煤礦機械的原理和裝置進行詳細的設計是很重要的。
2、數控技術特點和發現現狀
數控技術能很方便的改變加工工藝中的工藝參數，有利于新產品的研發和換批加工。能確保加工的精度減少輔助時間，從而實現一次工作完成多道復雜的加工工序。對于普通機床難以完成的零價加工，如對復雜零件和零件曲面狀的加工能高質量的完成。采用的是模塊化的工具，一方面減少了安裝和換刀的時間，另一方面又提高了工具的管理水平和提高了工具的標準化。隨著現在的微處理器的產生以及現代的SOPC技術的發展，在機械加工和和機械設備的維修檢測以及集成的程度上都有很大的提高。我國的自主創新能力不足，目前我國的數控技術只是處于對進口產品的模仿階段，在技術創新方面缺乏。歸其原因就是我們對引進的先進技術的研究不深入，最重要的是我國缺乏完善的鼓勵創新機制。還有就是我國的產品網絡程度不高，可靠性和穩定新不高。現階段我國主要的串口通訊技術和NC程序傳送技術的集成化和網絡水平有限。所以在煤礦數控技術的研究和應用的領域還有很長的路要走。
3、煤礦數控機床的結構
構成數控機床的主體結構，有控制面板、CNC裝置、伺服單元、驅動裝置和測量裝置等構成。計算機系統在煤礦機床的數控系統中占據著一個核心地位，系統通過輸入以及輸出命令的各種轉換來對數據進行處理，從而完成來對工程執行的各方面操作。在操作工程中，控制面板充當了一個人機交換的媒介，傳輸各種各樣的程序。PLC在煤礦數控機床設備中發揮著信息的交換作用，它是一個雙方面信息交換空間，不僅要實現與控制中心的信號進行交換，還要與數控機床的開關信號進行交換，所以它的信息存量特別大。信息交換的地址不能隨意的刪除或者更換，都是已經事先設計好的地址。對煤礦數控機床的設計有三個重要的模塊，分別是主傳動數控化、傳動的數控化以及對伺服進給系統三方面的設計改造。
4、煤礦機械數控機床的設計
應綜合考慮系統應用的場合，所需控制的對象以及對系統提出的基本要求這些因素之后，再選擇使用合適的CPU。8088，8086，80386，8098，80286，8096等16位機的CPU是目前我國常用的CPU芯片。有時候也選用8位機的CPU，例如8080，8031，Z80等。應用于普通數控機床改造的一般是Z80CPU以及MCS一51單片機。選擇它們主要是看重了配套芯片比較廉價，而且實用性和普及都是很強的，此外，對于它們的制造和維修也都是很方便的。這些特點使得它們完全符合改造需求。電氣控制系統的目的就是為了滿足被控對象工藝，有效的促進產品的質量和生產效率的進一步提升。在設計PLC控制系統的過程中，要按照下列原則進行。
一、堅持完整性原則，也就是說，要確保可以滿足工業生產過程和機械設備的需要。
二、經濟性原則，就是產品一經設計出可以做到簡單實用。
三、可靠性原則，就是PLC控制系統在設計完成后可以穩定可靠的運行。
四、發展性原則，就是對現在已有的生產工藝進行全面的檢查后給未來的發展留出一定的空間。
通過機床的傳動實現不同的工件在不同的速度下運行時的協調。傳動的性能會對零件的質量和生產效率產生很大的影響，在設計中還要考慮其經濟性，利用原來的電動機拖動機床的傳動，達到機床的正常高效率運行。在加工的設計中，考慮到變換了切削轉矩以及機床電壓，會使得電機轉速也發生變化，使得生產精度提高，其影響會直接反應在零件的表面生產。在主軸的設計中應加入變頻調速系統，用來完成機械換擋。傳動系統主要是將接受系統的指令傳輸給傳送系統需要進行工作的部分。驅動系統會根據指令進行相應設定的工作，之后會進行機械的加工處理，從而生產出符合規定要求的零件。對于精度要求很高的參數設置需要依據傳動要求進行相應的設定，同時，開環控制是對驅動系統進行改造的過程中不可缺少的環節。當現代機床與傳統的進行比較時可以發現，現代機床具有更高的穩定性，而且自身發生故障的可能性越來越低，工作中出現的故障也大多是由于人為操作失誤所引起。數控機床都是由機械和電氣等多方面的程序構成，維修人員要從內到外仔細的檢查，最大限度的排除因為隨意的卸載造成的機床性能降低。此外，對于參數的設置也要能夠起到將滾珠絲杠螺母副之間的軸向間隙減小甚至消除的作用，這樣的操作可以更加有效地提高傳動的剛度。在設計中，對數據庫的整理也是很有必要的，它是遠程數據庫的基礎，網絡數據庫是將數據和資源實現共享的核心技術，然后經過本地計算機的處理完成數據的存貯和查詢。
5、煤礦數控機床伺服系統設計
數控機床的伺服系統有三種，即開環，半閉環和閉環三種。其中閉環的控制方案的優點很多也很突出，閉環的系統的機床精度很高，在補償機械運動中的誤差小，能減小甚至消除干擾與間隙等因素對精度的影響。但是閉環系統的機構較其他系統復雜，使用技術難度較大，對該系統的調試和維修困難，再有就是生產的造價高，在實際的生產過程中使用閉環的控制系統沒有太大的必要性。ActiveX的其實就是一個開放的平臺。其工作內容就是給程序的開發人員和用戶，還有Web生產廠商提供在互聯網創建程序集成過程中的方向。ActiveX服務器控件能把所有的能執行的代碼還有程序融入到該服務器系統之中，并嵌入到Web中，讓用戶能通過網絡就能得到想要的程序，不需要遠程的客戶端就能進行遠程的執行。
6、總結
[論文摘要]數控機床故障的診斷是數控機床維修的關鍵。一般來說，隨著故障類型的不同，采取的故障診斷的方法也就不同。本文從數控機床故障診斷的內容、原則、方法等方面入手來簡要闡述一下數控機床故障的診斷方法。
系統可靠性是指數控系統在規定的條件和規定的時間內完成規定功能的能力。故障是指系統在規定的條件和規定的時間內失去了規定的功能。數控機床是個很復雜的大系統，它涉及光、機、電、液、氣等很多技術，發生故障是難免的。機械磨損、機械銹蝕、機械失效、插件接觸不良、電子元器件老化、電流電壓波動、溫度變化、干擾、噪聲、軟件丟失或本身有隱患、灰塵、操作失誤等都可導致數控機床出故障。
一、數控機床故障診斷內容
故障診斷的內容：
1）動作診斷：監視機床各動作部分，判定動作不良的部位。診斷部位是ATC、APC和機床主軸。2）狀態診斷：當機床電機帶動負載時，觀察運行狀態。3）點檢診斷：定期點檢液壓元件、氣動元件和強電柜。4）操作診斷：監視操作錯誤和程序錯誤。5）數控系統故障自診斷：不同的數控系統雖然在結構和性能上有所區別，但隨著微電子技術的發展，在故障診斷上有它的共性。
二、數控機床故障診斷原則
在故障診斷時應掌握以下原則：
（1）先外部后內部數控機床是集機械、液壓、電氣為一體的機床，故其故障的發生也會由這三者綜合反映出來。維修人員應先由外向內逐一進行排查，盡量避免隨意地啟封、拆卸，否則會擴大故障，使機床大傷元氣，喪失精度，降低性能。
（2）先機械后電氣一般來說，機械故障較易發覺，而數控系統故障的診斷則難度較大些。在故障檢修之前，首先注意排除機械性的故障，往往可達到事半功倍的效果。
（3）先靜后動先在機床斷電的靜止狀態，通過了解、觀察測試、分析確認為非破壞性故障后，方可給機床通電。在運行工況下，進行動態的觀察、檢驗和測試，查找故障。而對破壞性故障，必須先排除危險后，方可通電。
（4）先簡單后復雜當出現多種故障互相交織掩蓋，一時無從下手時，應先解決容易的問題，后解決難度較大的問題。往往簡單問題解決后，難度大的問題也可能變得容易。
三、數控機床故障診斷的方法
1.直觀檢查法它是維修人員最先使用的方法。在故障診斷時，首先要詢問，向故障現場人員仔細詢問故障產生的過程、故障表象及故障后果，并且在整個分析、判斷過程中可能要多次詢問；其次是仔細檢查，根據故障診斷原則由外向內逐一進行觀察檢查。總體查看機床各部分工作狀態是否處于正常狀態(例如各坐標軸位置、主軸狀態、刀庫、機械手位置等)，各電控裝置(如數控系統、溫控裝置、裝置等)有無報警指示，局部特別要注意觀察電路板的元器件及線路是否有燒傷、裂痕等現象、電路板上是否有短路、斷路，芯片接觸不良等現象，對于已維修過的電路板，更要注意有無缺件、錯件及斷線等情況；再次是觸摸，在整機斷電條件下可以通過觸摸各主要電路板的安裝狀況、各插頭座的插接狀況、各功率及信號導線(如伺服與電機接觸器接線)的聯接狀況等來發現可能出現故障的原因。
2.儀器檢查法使用常規電工儀表，對各組交、直流電源電壓，對相關直流及脈沖信號等進行測量，從中找尋可能的故障。例如：用萬用表檢查各電源情況，以及對某些電路板上設置的相關信號狀態測量點的測量，用示波器觀察相關的脈動信號的幅值、相位甚至有、無，用PLC編程器查找PLC程序中的故障部位及原因等等。
3.功能程序測試法功能程序測試法是將數控系統的G、M、S、T、F功能用編程法編成一個功能試驗程序，并存儲在相應的介質上。在故障診斷時運行這個程序，可快速判定故障發生的可能起因。功能程序測試法常應用于以下場合：
1）機床加工造成廢品而一時無法確定是編程操作不當、還是由于數控系統故障引起的。
2）數控系統出現隨機性故障。一時難以區別是外來干擾，還是系統穩定性差時。
3）閑置時間較長的數控機床在投入使用前或對數控機床進行定期檢修時。
4.信號與報警指示分析法
1）硬件報警指示這是指包括伺服系統、數控系統在內的各電子、電器裝置上的各種狀態和故障指示燈，結合指示燈狀態和相應的功能說明便可獲知指示內容及故障原因與排除方法。
2）軟件報警指示如前所述的系統軟件、PLC程序與加工程序中的故障通常都設有報警顯示，依據顯示的報警號對照相應的診斷說明手冊便可獲知可能的故障原因及故障排除方法。
5.接口狀態檢查法現代數控系統多將PLC集成于其中，而CNC與PLC之間則以一系列接口信號形式相互通訊聯接。有些故障是與接口信號錯誤或丟失相關的，這些接口信號有的可以在相應的接口板和輸入/輸出板上有指示燈顯示，有的可以通過簡單操作在CRT屏幕上顯示，而所有的接口信號都可以用PLC編程器調出。這種檢查方法要求維修人員既要熟悉本機床的接口信號，又要熟悉PLC編程器的應用。
6.參數檢查法數控系統、PLC及伺服驅動系統都設置許多可修改的參數以適應不同機床、不同工作狀態的要求。這些參數不僅能使各電氣系統與具體機床相匹配，而且更是使機床各項功能達到最佳化所必需的。因此，任何參數的變化(尤其是模擬量參數)甚至丟失都是不允許的；而隨機床的長期運行所引起的機械或電氣性能的變化會打破最初的匹配狀態和最佳化狀態。此類故障需要重新調整相關的一個或多個參數方可排除。這種方法對維修人員的要求是很高的，不僅要對具體系統主要參數十分了解，既知曉其地址熟悉其作用，而且要有較豐富的電氣調試經驗。
7.試探交換法即在分析出故障大致起因的情況下，維修人員可以利用備用的印刷電路板、集成電路芯片或元器件替換有疑點的部分，從而把故障范圍縮小到印刷線路板或芯片一級。采用此法之前應注意以下幾點：
1）更換任何備件都必須在斷電情況下進行。
2）許多印制電路板上都有一些開關或短路棒的設定以匹配實際需要，因此在更換備件板上一定要記錄下原有的開關位置和設定狀態，并將新板作好同樣的設定，否則會產生報警而不能工作。
3）某些印制電路板的更換還需在更換后進行某些特定操作以完成其中軟件與參數的建立。這一點需要仔細閱讀相應電路板的使用說明。
4）有些印制電路板是不能輕易拔出的，例如含有工作存儲器的板，或者備用電池板，它會丟失有用的參數或者程序。必須更換時也必須遵照有關說明操作。
鑒于以上條件，在拔出舊板更換新板之前一定要先仔細閱讀相關資料，弄懂要求和操作步驟之后再動手，以免造成更大的故障。
8.測量比較法CNC系統生產廠在設計印刷線路板時，為了調整和維修方便，在印刷線路板上設計了一些檢測量端子。維修人員通過檢測這些測量端子的電壓或波形，可檢查有關電路的工作狀態是否正常。但利用檢測端子進行測量之前，應先熟悉這些檢測端子的作用及有關部分的電路或邏輯關系。
9.特殊處理法當今的數控系統已進入PC級、開放化的發展階段，其中軟件含量越來越豐富，有系統軟件、機床制造者軟件、甚至還有使用自己的軟件，由于軟件邏輯的設計中不可避免的一些問題，會使得有些故障狀態無從分析，例如死機現象。對于這種故障現象則可以采取特殊手段來處理，比如整機斷電，稍作停頓后再開機，有時則可能將故障消除。維修人員可以在自己的長期實踐中摸索其規律。
參考文獻：