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數控技術論文范文第1篇

【論文摘要】：隨著計算機業的快速發展，數控技術也發生了根本性的變革，是近年來應用領域中發展十分迅速的一項綜合性的高新技術，文章結合國內外情況，分析了數控技術的發展趨勢。

1.引言

數控技術是一門集計算機技術、自動化控制技術、測量技術、現代機械制造技術、微電子技術、信息處理技術等多學科交叉的綜合技術，是近年來應用領域中發展十分迅速的一項綜合性的高新技術。它是為適應高精度、高速度、復雜零件的加工而出現的，是實現自動化、數字化、柔性化、信息化、集成化、網絡化的基礎，是現代機床裝備的靈魂和核心，有著廣泛的應用領域和廣闊的應用前景。

2.國內外數控系統的發展概況

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。

3.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：

3.1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。

3.25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。3.3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。

4.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

[1]王立新.淺談數控技術的發展趨勢[J].赤峰學院學報.2007.

[2]董淳.數控系統技術發展的新趨勢[J].可編程控制器與工廠自動化.2006.

數控技術論文范文第2篇

（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

數控技術論文范文第3篇

上個世紀80年代，計算機技術的飛速發展帶動各行各業的迅速進步，依賴計算機自動控制技術的現代機械制造業也逐步脫離傳統制造，轉變為高效率生產。由集成電路板支撐的數控技術為核心的數控銑床率先走進了機械制造業，然后各種數控機械迅速充斥了機械制造業。從數控車床到鏜床、磨床、鉆床再到大型的沖床、板材一次性成型機械、車削設備等等，CAD等機械模擬制圖軟件的開發利用又進一步的提高了機械制造的工程化發展。計算機已經走進了微電子的時代，數控技術也不例外，微電子技術為數控技術的更精細更準確操作提供了可能，微電子技術使得操作界面更加人性化，也更加小巧精致，實現的功能也更加豐富。不僅僅是單個制造產品，還可對成品進行計數打包裝箱等后續步驟，操作工人只需在一旁監管突況的發生。傳統的機械制造業也可以進行計算機自動控制化的改造，實現對零散的生產設備統一管理，協調一致的生產。通過計算機模擬技術，可以找到機械制造中效率和利益最高的生產狀況，為企業帶來更大的利益。計算機技術不僅僅是對機械生產中起到作用，在原材料的購進，原材料的加工利用，產品的后續包裝銷售過程中，計算機能構架一條完整的集成制造體系。

2數控技術的生產利用

在一些惡劣的生產環境中利用數控技術尤為重要，在化工生產過程中，粉塵、有毒有害氣體無時不刻威脅著生產工人的人生安全，數控技術的引用不僅改善了工人的勞動條件，提供了安全保障，同時對企業來說，也提高了產品的生產效率，實現機械化。在生產加工中對環境要求非常高的加工過程中，數控技術可以擺脫人的因素，能提供更優的生產環境，例如在食品加工過程，傳統的作坊式生產明顯不能滿足我們對食品衛生的要求，在現在化無菌化生產條件中數控技術減少了人為操作，一切由機械代替手工自動完成，保證了生產加工的質量要求。數控技術對既定的生產過程進行控制，一般采用負反饋的調節機制，利用傳感器發現錯誤并及時采取相應的處理方法，實現全過程的智能化一體化生產。

2.1在采煤業中的應用

在傳統的采煤業中，一般是由采煤工人在地下進行挖煤作業，由于地下情形的不可預知性，煤礦事故頻繁發生。即使是在采用機械化采煤技術的今天人工的操作依舊存在，地下煤層環境的不同，也需要采用不同的機械。數控技術在采煤機的應用，解決了單件下料的重要難題，數字化技術能夠模擬出最優的套料方案，不僅能實現采煤機械的高效率生產，還能極大的避免人工直接操作的危險性，降低甚至杜絕了煤礦事故的發生，提高煤礦生產企業的經濟效益。

2.2在汽車行業中的應用

汽車行業近些年在我國發展迅猛，數控技術在汽車工業中加快了汽車零部件的標準化生產，有數控技術控制的生產中心更加智能化，不僅高效率還能滿足產品更新的要求，還能制造一些極為復雜的零部件，為汽車工業的整體發展添磚加瓦。將不同零部件數字化處理后存儲在計算機中，利用模擬技術可以虛擬制造出各種汽車模型同時利用各種試驗軟件模擬測驗，了解其參數，更迅速的開發出一種產品來，縮減了汽車的研發周期。

2.3在新型機械制造領域的應用

在航天領域，許多零部件需要特殊的加工，才能滿足平整度、剛度、柔韌性的要求，傳統的制造也很難滿足這些加工要求，這就要求數控技術對材質進行精密的微加工，不僅節約了材料還能更快的實現零部件的加工，推動了航天領域的發展。其它高精度的科學儀器亦是需要數控技術的應用。

3機械數控技術的未來發展

3.1更精確

利用數控技術完成高精度的機械操作，在微米級乃至于納米級的操作級別上手工借助機械一般很難完成及其細微的工作，只有通過數字控制技術進行分子的自組裝完成對納米級別的加工，數控技術精確到每一步，嚴格控制生產環境，將各個生產環節嚴絲合縫的連接起來，最終完成高精度超復雜的產品生產。

3.2更大

在微觀領域，數控技術可以做到微米級和納米級，機械設備也可以做的很小。在另一方面，數控技術結合大型生產機械也成了未來發展的一種走向。利用數控技術為核心的3D打印技術可以自行一體化建設大型建筑，在對復雜機械的組裝上，大型組裝機械自動精確組裝每一個零部件，節省時間提高效率。

3.3更快

沒有最快只有更快，數控裝置在未來幾年內需要具備高速處理大量指令的能力，處理數據的能力和反應的時間長短決定了精確度。這不僅需要算法上的不斷改進和優化，更需要硬件設施的不斷提升。由于計算機運行速度的飛速提升，CPU的運行頻率早已達到上千兆MHz，在微秒級別上依舊能夠快速做出反應。在另一個方面，伴隨著數據處理速度的提升，機械傳動速度度提升也十分迅猛，主傳動軸的轉動速度已經達到100000轉每分鐘了，轉速的提高對附加的進給部件的剛度和韌性也提高了很大的要求。

4小結

數控技術論文范文第4篇

基于工作過程的數控技術專業課程改革思路如圖1所示。①分析企業中與數控技術專業相關的典型工作任務，歸納出全部行動領域，并轉換為學習領域，即重構基于工作過程的課程體系。②根據職業資格標準，將學習領域的內容細化為若干教學單元，即設計模擬企業生產過程的學習情境。③在教師的引導下，學生按照咨詢、計劃、決策、實施、檢查和反饋“六步法”獨立實施或團隊協作完成學習任務，體驗整個“工作過程”，最終獲得滿足職業崗位需求的知識、技能和職業素養。④展示工作成果，分享學習經驗，評估教學雙邊活動的效益，反饋問題與不足。

二、基于工作過程的專業課程改革措施

1.課程體系重構

課程體系重構是課程改革的核心內容，應以充分調研相關職業崗位（群）為基礎，收集分析典型工作任務，歸納專業核心知識與技能并獲得行動領域，進而開發基于工作過程的學習領域課程體系。（1）職業崗位（群）調研。通過對本地內燃機、機床工具、汽車零部件、泵閥和模具等規模制造企業進行調研，了解數控技術專業人才需求狀況以及人才培養目標的定位，明確數控技術相關工作崗位（群）有數控機床操作、裝配、機械產品質檢等初始崗位和數控工藝制訂、零件編程、高檔（多軸）數控機床操作、數控機床裝調維修、機械產品生產調度和數控設備管理等發展崗位。（2）典型工作任務分析。由專業團隊聯合企業工程師或技術能手進行實地考察職業崗位，收集與數控技術專業相關的典型工作任務，確保所選任務具有綜合性及其工作過程具有完整性與代表性。（3）行動領域歸納。邀請企業及職教界專家召開“工作任務與職業能力分析”研討會，參照國家職業分類，對典型工作任務和相關職業能力進行歸類分析，總結出數控技術專業的行動領域。（4）學習領域轉換。學習領域是一種根據職業任務和工作過程而設計教學主題單元并組織教學的課程模式。參照國家職業資格標準和行業、企業技術標準，從與數控技術相關的職業工作過程中的行動領域集合推導出一系列教學課程單元，并根據職業成長和學生認知規律，按照由淺及深的邏輯順序遞進排序，其總和就構成了基于工作過程的數控技術專業學習領域課程體系，如表1所示。

2.學習情境設計

（1）目標及內容設計。學習情境設計是以形成職業能力為目標，以典型工作過程為依據，將學習領域（課程）的內容具體化。學習情境的目標及內容之間呈現相關性、遞進性和包容性關系。以“數控編程與加工技術”課程學習領域為例，學習情境的目標及內容的設計要緊抓兩個重點：一是選擇典型數控加工任務為載體；二是通過強化訓練，形成工藝編制、數控編程與加工等技能。由此，設計系列學習情境，并對每個情境的能力目標、子任務內容及預期成果、教學方法、教學組織、教學環境與教學資源等進行詳細描述。（2）教學資源設計。包括開發體現專業特色的校本教材和學材（課程教材、實踐指導書、導學任務單、網絡課程和試題庫等），制作配套教學課件、電子教案和加工案例視頻等多媒體材料。利用校園網絡作為支撐平臺和校內教學資源庫作為管理平臺，滿足師生個性化的使用。教師使用網絡教學平臺能夠進行案例導學、難點解析和作業布置，學生通過開放式學習平臺可以獲取相關信息資源、完成交互式學習任務和拓展性學習項目。

3.教學組織實施

（1）實施“教學做”一體化教學模式。“教學做”一體化教學模式是以工作過程為導向，將專業理論教學與實踐教學融合在同一學習情境中實施。堅持以“做”為中心，“在做中教、在做中學”，使職業教育緊扣職業崗位的要求，實現教學與生產、理論與實踐的緊密結合，使學生在知識結構、動手能力、綜合素質等方面得到全面的發展。例如，實施“車削螺紋”學習情境時，學生在教師的引導下，理解任務要求，獲取相關信息，制訂并實施計劃。學生在模擬的工作場景中邊做邊學，自主完成工作任務，及時總結成果與經驗，最終掌握螺紋類零件的工藝制訂、數控編程與操作加工等知識與技能。由此，知識學習、能力訓練和素質培養三位一體貫穿于整個教學過程中。（2）實施“三階段崗位”、工學交替模式。學生在學習期間，要經歷三個階段的崗位學習。一是在一體化教室完成“教學做”一體化的課程項目學習，培養學生掌握專業基礎知識與工作技能，體驗工作過程的一般流程；二是在校內實訓基地進行課程綜合實訓，培養學生專業知識和技能的綜合運用水平，提高分析問題和解決問題的能力；三是在校外實訓基地參加頂崗實習，培養學生適應企業崗位的職業能力，強化質量意識，形成良好的職業素養。校企共建校內外生產性實訓基地，搭建校企合作平臺，是實施工學交替的關鍵。一方面，將企業產品加工引入到校內實訓基地，既滿足企業降低設備成本投入和追求盈利的目標，又實現了職業教育教學過程與生產過程的對接；另一方面，安排學生到校外實訓基地頂崗實習，學生既是完成綜合實踐訓練，也是在承擔生產任務，所完成的合格實習作品就是企業產品。通過工學交替，學生提前適應了工作崗位，專業知識和實踐技能得到全面的檢驗和提升，質量意識和責任感由此增強，還獲得一定的勞動報酬。

4.教學評價反饋

教學評價是依據教學目標對教學過程及結果進行價值判斷。教學評價提供了展示工作成果和分享學習經驗的機會，激發了學生學習興趣和潛能，反饋學生達成學習目標的情況和存在的問題，還檢驗了教師教學的效果，為教學決策服務。教學評價的形式是多樣的，可通過成果展示、表格反饋、網絡平臺測試、職業技能鑒定和參加技能大賽等方式進行。教學評價內容要全面，一方面，要將專業成績與綜合能力評價相結合，既要檢驗專業技能水平，又要反饋職業素養高低；另一方面，要將結果評價與過程評價相結合，既要重視工作成果的完成，又要關注工作過程的實施。教學評價主體要多元化，即實行教師評價、學生評價（自我評價和組員互評）與企業專家評價相結合。

三、課程改革存在的突出問題與解決措施

數控技術論文范文第5篇

數控技術是用數字信息對機械運動和工作過程進行控制的技術，數控裝備是以數控技術為代表的新技術對傳統制造產業和新興制造業的滲透形成的機電一體化產品，即所謂的數字化裝備，其技術范圍覆蓋很多領域：(1)機械制造技術；(2)信息處理、加工、傳輸技術；(3)自動控制技術；(4)伺服驅動技術；(5)傳感器技術；(6)軟件技術等。

1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（IT、汽車、輕工、醫療等）的發展起著越來越重要的作用，因為這些行業所需裝備的數字化已是現展的大趨勢。從目前世界上數控技術及其裝備發展的趨勢來看，其主要研究熱點有以下幾個方面［1～4］。

1．1高速、高精加工技術及裝備的新趨勢

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（CIRP）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。

從EMO2001展會情況來看，高速加工中心進給速度可達80m/min，甚至更高，空運行速度可達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，已經采用以高速加工中心組成的生產線部分替代組合機床。美國CINCINNATI公司的HyperMach機床進給速度最大達60m/min，快速為100m/min，加速度達2g，主軸轉速已達60000r/min。加工一薄壁飛機零件，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12*!000r/mm和1g。

在加工精度方面，近10年來，普通級數控機床的加工精度已由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入納米級(0.01μm)。

在可靠性方面，國外數控裝置的MTBF值已達6000h以上，伺服系統的MTBF值達到30000h以上，表現出非常高的可靠性。

為了實現高速、高精加工，與之配套的功能部件如電主軸、直線電機得到了快速的發展，應用領域進一步擴大。

1.25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。

在EMO2001展會上，新日本工機的5面加工機床采用復合主軸頭，可實現4個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床上實現，還可實現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軸聯動加工，可由CNC系統控制或CAD/CAM直接或間接控制。

1.3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，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，如在EMO2001展中，日本山崎馬扎克（Mazak)公司展出的“CyberProductionCenter”（智能生產控制中心，簡稱CPC)；日本大隈（Okuma）機床公司展出“ITplaza”（信息技術廣場，簡稱IT廣場)；德國西門子(Siemens)公司展出的OpenManufacturingEnvironment（開放制造環境，簡稱OME）等，反映了數控機床加工向網絡化方向發展的趨勢。

1.4重視新技術標準、規范的建立

1.4.1關于數控系統設計開發規范

如前所述，開放式數控系統有更好的通用性、柔性、適應性、擴展性，美國、歐共體和日本等國紛紛實施戰略發展計劃，并進行開放式體系結構數控系統規范(OMAC、OSACA、OSEC)的研究和制定，世界3個最大的經濟體在短期內進行了幾乎相同的科學計劃和規范的制定，預示了數控技術的一個新的變革時期的來臨。我國在2000年也開始進行中國的ONC數控系統的規范框架的研究和制定。

1.4.2關于數控標準

數控標準是制造業信息化發展的一種趨勢。數控技術誕生后的50年間的信息交換都是基于ISO6983標準，即采用G，M代碼描述如何（how）加工，其本質特征是面向加工過程，顯然，他已越來越不能滿足現代數控技術高速發展的需要。為此，國際上正在研究和制定一種新的CNC系統標準ISO14649（STEP－NC)，其目的是提供一種不依賴于具體系統的中性機制，能夠描述產品整個生命周期內的統一數據模型，從而實現整個制造過程，乃至各個工業領域產品信息的標準化。

STEP-NC的出現可能是數控技術領域的一次革命，對于數控技術的發展乃至整個制造業，將產生深遠的影響。首先，STEP-NC提出一種嶄新的制造理念，傳統的制造理念中，NC加工程序都集中在單個計算機上。而在新標準下，NC程序可以分散在互聯網上，這正是數控技術開放式、網絡化發展的方向。其次，STEP-NC數控系統還可大大減少加工圖紙（約75％）、加工程序編制時間（約35％）和加工時間（約50％）。

目前，歐美國家非常重視STEP-NC的研究，歐洲發起了STEP-NC的IMS計劃(1999.1.1～2001.12.31)。參加這項計劃的有來自歐洲和日本的20個CAD/CAM/CAPP/CNC用戶、廠商和學術機構。美國的STEPTools公司是全球范圍內制造業數據交換軟件的開發者，他已經開發了用作數控機床加工信息交換的超級模型(SuperModel)，其目標是用統一的規范描述所有加工過程。目前這種新的數據交換格式已經在配備了SIEMENS、FIDIA以及歐洲OSACA-NC數控系統的原型樣機上進行了驗證。

2對我國數控技術及其產業發展的基本估計

我國數控技術起步于1958年，近50年的發展歷程大致可分為3個階段：第一階段從1958年到1979年，即封閉式發展階段。在此階段，由于國外的技術封鎖和我國的基礎條件的限制，數控技術的發展較為緩慢。第二階段是在國家的“六五”、“七五”期間以及“八五”的前期，即引進技術，消化吸收，初步建立起國產化體系階段。在此階段，由于改革開放和國家的重視，以及研究開發環境和國際環境的改善，我國數控技術的研究、開發以及在產品的國產化方面都取得了長足的進步。第三階段是在國家的“八五”的后期和“九五”期間，即實施產業化的研究，進入市場競爭階段。在此階段，我國國產數控裝備的產業化取得了實質性進步。在“九五”末期，國產數控機床的國內市場占有率達50％，配國產數控系統（普及型）也達到了10％。

縱觀我國數控技術近50年的發展歷程，特別是經過4個5年計劃的攻關，總體來看取得了以下成績。

a.奠定了數控技術發展的基礎，基本掌握了現代數控技術。我國現在已基本掌握了從數控系統、伺服驅動、數控主機、專機及其配套件的基礎技術，其中大部分技術已具備進行商品化開發的基礎，部分技術已商品化、產業化。

b.初步形成了數控產業基地。在攻關成果和部分技術商品化的基礎上，建立了諸如華中數控、航天數控等具有批量生產能力的數控系統生產廠。蘭州電機廠、華中數控等一批伺服系統和伺服電機生產廠以及北京第一機床廠、濟南第一機床廠等若干數控主機生產廠。這些生產廠基本形成了我國的數控產業基地。

c.建立了一支數控研究、開發、管理人才的基本隊伍。

雖然在數控技術的研究開發以及產業化方面取得了長足的進步，但我們也要清醒地認識到，我國高端數控技術的研究開發，尤其是在產業化方面的技術水平現狀與我國的現實需求還有較大的差距。雖然從縱向看我國的發展速度很快，但橫向比（與國外對比）不僅技術水平有差距，在某些方面發展速度也有差距，即一些高精尖的數控裝備的技術水平差距有擴大趨勢。從國際上來看，對我國數控技術水平和產業化水平估計大致如下。

a.技術水平上，與國外先進水平大約落后10～15年，在高精尖技術方面則更大。

b.產業化水平上，市場占有率低，品種覆蓋率小，還沒有形成規模生產；功能部件專業化生產水平及成套能力較低；外觀質量相對差；可靠性不高，商品化程度不足；國產數控系統尚未建立自己的品牌效應，用戶信心不足。

c.可持續發展的能力上，對競爭前數控技術的研究開發、工程化能力較弱；數控技術應用領域拓展力度不強；相關標準規范的研究、制定滯后。

分析存在上述差距的主要原因有以下幾個方面。

a.認識方面。對國產數控產業進程艱巨性、復雜性和長期性的特點認識不足；對市場的不規范、國外的封鎖加扼殺、體制等困難估計不足；對我國數控技術應用水平及能力分析不夠。

b.體系方面。從技術的角度關注數控產業化問題的時候多，從系統的、產業鏈的角度綜合考慮數控產業化問題的時候少；沒有建立完整的高質量的配套體系、完善的培訓、服務網絡等支撐體系。

c.機制方面。不良機制造成人才流失，又制約了技術及技術路線創新、產品創新，且制約了規劃的有效實施，往往規劃理想，實施困難。

d.技術方面。企業在技術方面自主創新能力不強，核心技術的工程化能力不強。機床標準落后，水平較低，數控系統新標準研究不夠。

3對我國數控技術和產業化發展的戰略思考

3.1戰略考慮

我國是制造大國，在世界產業轉移中要盡量接受前端而不是后端的轉移，即要掌握先進制造核心技術，否則在新一輪國際產業結構調整中，我國制造業將進一步“空芯”。我們以資源、環境、市場為代價，交換得到的可能僅僅是世界新經濟格局中的國際“加工中心”和“組裝中心”，而非掌握核心技術的制造中心的地位，這樣將會嚴重影響我國現代制造業的發展進程。

我們應站在國家安全戰略的高度來重視數控技術和產業問題，首先從社會安全看，因為制造業是我國就業人口最多的行業，制造業發展不僅可提高人民的生活水平，而且還可緩解我國就業的壓力，保障社會的穩定；其次從國防安全看，西方發達國家把高精尖數控產品都列為國家的戰略物質，對我國實現禁運和限制，“東芝事件”和“考克斯報告”就是最好的例證。

3.2發展策略

從我國基本國情的角度出發，以國家的戰略需求和國民經濟的市場需求為導向，以提高我國制造裝備業綜合競爭能力和產業化水平為目標，用系統的方法，選擇能夠主導21世紀初期我國制造裝備業發展升級的關鍵技術以及支持產業化發展的支撐技術、配套技術作為研究開發的內容，實現制造裝備業的跨躍式發展。

強調市場需求為導向，即以數控終端產品為主，以整機（如量大面廣的數控車床、銑床、高速高精高性能數控機床、典型數字化機械、重點行業關鍵設備等）帶動數控產業的發展。重點解決數控系統和相關功能部件（數字化伺服系統與電機、高速電主軸系統和新型裝備的附件等）的可靠性和生產規模問題。沒有規模就不會有高可靠性的產品；沒有規模就不會有價格低廉而富有競爭力的產品；當然，沒有規模中國的數控裝備最終難以有出頭之日。

在高精尖裝備研發方面，要強調產、學、研以及最終用戶的緊密結合，以“做得出、用得上、賣得掉”為目標，按國家意志實施攻關，以解決國家之急需。

在競爭前數控技術方面，強調創新，強調研究開發具有自主知識產權的技術和產品，為我國數控產業、裝備制造業乃至整個制造業的可持續發展奠定基礎。

參考文獻：

［1］中國機床工具工業協會行業發展部.CIMT2001巡禮［J］.世界制造技術與裝備市場，2001(3)：18-20.

［2］梁訓王宣,周延佑.機床技術發展的新動向［J］.世界制造技術與裝備市場，2001(3)：21-28.