時間：2023-03-08 14:55:03
緒論：在尋找寫作靈感嗎？愛發(fā)表網(wǎng)為您精選了8篇數(shù)控技術(shù)，愿這些內(nèi)容能夠啟迪您的思維，激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，歡迎您的閱讀與分享！
在高速發(fā)展的當(dāng)今社會中，數(shù)控機床的發(fā)展也越來越快。數(shù)控技術(shù),是采用數(shù)字控制的方法對某一工作過程實現(xiàn)自動控制的技術(shù)。是我國衡量制造工業(yè)生產(chǎn)的重要指標(biāo)，也是世界列強不遺余力發(fā)展和提升的重要技術(shù)，在提高生產(chǎn)力的同時市場經(jīng)濟也會得到相應(yīng)的提升。我國在數(shù)控技術(shù)上很早就開始了專業(yè)研究，注入了很多人力財力，所以我國的數(shù)控技術(shù)有著很高的水平和競爭力。煤礦是非常重要的資源，所以如何提升煤礦的開采效率和降低成本以及資源的利用成為大型煤礦企業(yè)共同關(guān)注的問題。數(shù)控技術(shù)采用電牽引采煤機為龍頭的液壓支架、重型刮板和帶式輸送機、重型掘進機、提升機等配套設(shè)備為大型煤礦行業(yè)搭建平臺。當(dāng)然，數(shù)控技術(shù)在發(fā)展和完善中也存在著許多問題，尤其是在機械工業(yè)中:首先,對我國的數(shù)控行業(yè)的發(fā)展困難沒有足夠的重視。其次,許多企業(yè)沒有積極的創(chuàng)新技術(shù)，無法領(lǐng)悟核心技術(shù)，沒有指定研究標(biāo)準(zhǔn)。再次,數(shù)控技術(shù)產(chǎn)業(yè)較多，沒有完善的市場和網(wǎng)絡(luò)。最后,我國在培訓(xùn)數(shù)控人才上缺乏好的機構(gòu)，導(dǎo)致數(shù)控技術(shù)的人才匱乏，這些阻礙了數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，影響了我國數(shù)控技術(shù)的發(fā)展。從總的方面來說，我國的技術(shù)落后于發(fā)達國家。數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，已經(jīng)成為設(shè)備運行以及加工過程實現(xiàn)自動化的重要技術(shù)。我們可以運行數(shù)控技術(shù)的自動化控制，來有效的實現(xiàn)大型機械的自動化處理，搭建一個智能的系統(tǒng)，便于維修和管理。因此，數(shù)控技術(shù)在煤礦機械的運行上以及控制上有著很實際的作用。不僅可以提升機械設(shè)備的功能、效率、可靠性還可以將整套系統(tǒng)帶入到一個全新的體制，更高的標(biāo)準(zhǔn)。相比于傳統(tǒng)的制造業(yè)，有些較難較復(fù)雜的工序，特別是一般機床和設(shè)備無法完成的零件加工處理，以及在新產(chǎn)品的研制和生產(chǎn)上還有在細(xì)節(jié)上的提高效率節(jié)省時間，數(shù)控技術(shù)有著太多傳統(tǒng)制造業(yè)無法完成的任務(wù)。
二、分析數(shù)控技術(shù)在煤礦運行中可能存在的問題
1.管理上需要更完善的制度，煤礦技術(shù)在數(shù)控技術(shù)搭建的運行平臺上，需要有全面的管理技術(shù)。但是在實際操作時，平臺上對于操作者的專業(yè)要求不高甚至是零基礎(chǔ)，導(dǎo)致了數(shù)控技術(shù)與煤礦機械融合中的管理缺陷，沒有形成較為完整的管理機制，這樣可能會造成大型機械的損耗，運行不利以及人員上的混亂等等問題。另外，在保養(yǎng)和維修期間，沒有非常嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)和制度，可能會造成設(shè)備的精準(zhǔn)度出現(xiàn)偏差，在日后的生產(chǎn)工藝上出現(xiàn)問題，也可能會造成在同等水平的對比之下處于下風(fēng)，從而影響了數(shù)控技術(shù)在煤礦領(lǐng)域上的效益。
2.工藝指導(dǎo)上存在著不足，在數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用上，沒有對整體的運行情況更詳細(xì)的了解，沒有指定嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕y(tǒng)一的管理方式，例如設(shè)計周期三個星期，試制周期三個月，無故障運行三年。特別是在整體以及二者融合的藝術(shù)運用上，對產(chǎn)品質(zhì)量的控制沒有工藝上的全面指導(dǎo)，這些問題可能會造成技術(shù)與機械運行上的不匹配，不便于提高整體的工作效能。
三、研究數(shù)控技術(shù)在煤礦機械中的應(yīng)用與發(fā)展
1.精湛技術(shù)的高目標(biāo)要求。我國的煤礦資源非常豐富，所以煤礦也成為全國能源系統(tǒng)中的主導(dǎo)，所以，在研究數(shù)控技術(shù)的全面運用上，不妨著手與煤礦企業(yè)的生產(chǎn)要求、發(fā)展趨勢等多方面，同時也可針對煤礦的開采以及保護設(shè)備和精度調(diào)節(jié)中入手。這樣，在激烈的市場競爭中，煤礦企業(yè)在謀發(fā)展、求壯大等技術(shù)層面上想取得突破，可以搭建一個合理的管理嚴(yán)謹(jǐn)?shù)纳a(chǎn)模式，例如機床配置的圖紙樣式以及復(fù)雜程度、準(zhǔn)確度和數(shù)量進行全面的分析，選擇更為適合的機床。盡管不能全面的投資購置大數(shù)量的數(shù)控加工機床，也可以圍繞著現(xiàn)有的一些型號以及加工基礎(chǔ)，進行普通機床與數(shù)控技術(shù)機床的融合，建立出全新的生產(chǎn)模式，可以形成更高精度的指標(biāo)。同時在普通機床與數(shù)控機床相結(jié)合的過程中，出現(xiàn)的一些技術(shù)處理上的問題，在得到解決的同時，也有利于提升和改進，大大保證了生產(chǎn)質(zhì)量和穩(wěn)定性。此外，煤礦企業(yè)需要掌握一些數(shù)控技術(shù)，煤礦企業(yè)可以結(jié)合自己當(dāng)前擁有的普通設(shè)備的基礎(chǔ)上，利用企業(yè)的資源，選擇國內(nèi)或者是進口的數(shù)控技術(shù)、設(shè)備等，就可以對現(xiàn)有的資源和人員進行改造以及培訓(xùn)，形成全新的結(jié)合型數(shù)控技術(shù)，在應(yīng)用的過程中，體現(xiàn)出數(shù)控技術(shù)的占用資源少、操作簡單等優(yōu)點，可以更加協(xié)調(diào)的適應(yīng)比較復(fù)雜的制造和生產(chǎn)。
2.整體優(yōu)勢在企業(yè)中的表現(xiàn)。在受到不同領(lǐng)域包括采煤企業(yè)的不同影響下，特別是大型機械種類、現(xiàn)社會中先進的設(shè)備等的運行方式，能夠從多角度多方面提升采煤企業(yè)的效益，增強開采的技術(shù)和安全性等。
3.當(dāng)今社會工業(yè)的飛速發(fā)展，也加速著人類生存環(huán)境的惡化。在我國科技的發(fā)展浪潮中，資源的利用率以及環(huán)保逐漸成為許多人關(guān)注的問題。煤礦企業(yè)并不特殊，所以，煤礦企業(yè)也應(yīng)該積極響應(yīng)人民的號召滿足人們的需求。在傳統(tǒng)的制造生產(chǎn)中，煤礦企業(yè)的生產(chǎn)對環(huán)境造成了極大的污染，而且資源利用率很低，并且施工人員以身犯險，安全問題沒有絲毫的保障。但是如果煤礦機械與數(shù)控技術(shù)的結(jié)合就會很有效的解決這一系列難題。自動化、少污染、高利用率、使煤礦企業(yè)在綠色環(huán)保的趨勢下穩(wěn)步前行，滿足國家和人民對于煤礦的需求。同時也推動了先進技術(shù)的發(fā)展和實施。當(dāng)然，工業(yè)的綠色化也會增進數(shù)控技術(shù)的發(fā)展。
四、總結(jié)
數(shù)控技術(shù)主要是通過現(xiàn)代計算機編程的方式來對加工機械制定相應(yīng)的加工順序,對整個機械加工過程進行智能化控制。數(shù)控技術(shù)由于其具有較高的精度和較快的工作效率而深受機械生產(chǎn)制造廠家的喜愛,已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于我國的各行各業(yè)當(dāng)中。
1.2數(shù)控技術(shù)的核心原理
數(shù)控技術(shù)的整個控制過程是通過計算機、自動控制系統(tǒng)、電氣傳動裝置以及精密傳感測量裝置完成的,這是一種高新的技術(shù)工藝。目前比較流行的數(shù)控技術(shù)中主要使用的是CNC系統(tǒng),這種系統(tǒng)由于其高靈活性而深受各種機床生產(chǎn)廠家的喜愛,被普遍使用來對機床進行控制。
1.3數(shù)控技術(shù)設(shè)備
隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展,數(shù)控技術(shù)的設(shè)備也得到進一步改進。數(shù)控技術(shù)裝備主要有以下幾個方面:(1)在數(shù)控設(shè)備中所廣泛使用的數(shù)字伺服技術(shù)指的是一種能夠使用現(xiàn)代控制理論對設(shè)備的運轉(zhuǎn)進行控制的技術(shù),也正是由于這種技術(shù)的發(fā)展而逐步摒棄了過去的危機處理控制方式,數(shù)字化的控制理念已經(jīng)成為未來數(shù)控領(lǐng)域發(fā)展的重要思想。(2)數(shù)控設(shè)備中還包括精密機械的設(shè)計和加工等方面。數(shù)控設(shè)備的主要目的就是提升生產(chǎn)效率,提高設(shè)備的生產(chǎn)精度,而精密機械則成為數(shù)控設(shè)備中不可或缺的一部分,只有這樣才能夠保證生產(chǎn)出高精度的機械部件。
二、數(shù)控技術(shù)在機械制造中的應(yīng)用
2.1數(shù)控技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用
現(xiàn)代機械制造行業(yè)不斷發(fā)展,迫切需要在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用數(shù)控技術(shù)成功地實現(xiàn)無人化工業(yè)產(chǎn)業(yè)的模式。在目前我國的工業(yè)生產(chǎn)過程中,通過數(shù)控技術(shù)完成對加工的整體控制。首先錄入工業(yè)生產(chǎn)的控制指令,在計算機的控制作用下來對輸入的生產(chǎn)指令進行任務(wù)發(fā)配,執(zhí)行機構(gòu)在計算機的控制下進行生產(chǎn)加工,并且通過計算機對生產(chǎn)加工過程進行動態(tài)監(jiān)測,發(fā)現(xiàn)加工過程中存在問題及時地傳遞給指令分配模塊,停止繼續(xù)生產(chǎn)作業(yè)。通過數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用,目前我國的工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域已經(jīng)實現(xiàn)了科技化、現(xiàn)代化,有效地解放了工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)的勞動力,降低了企業(yè)的生產(chǎn)成本。
2.2數(shù)控技術(shù)在汽車行業(yè)中的應(yīng)用
由于汽車零部件對于精度的要求比較高,所以在企業(yè)生產(chǎn)中數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用比較廣泛。通過數(shù)控技術(shù)的使用已經(jīng)實現(xiàn)了生產(chǎn)線的高度智能化,有效地提升了生產(chǎn)線的作業(yè)效率,而且高精度化的生產(chǎn)模式也有效地降低了殘次品的概率,有效地降低了企業(yè)的生產(chǎn)成本,為促進我國汽車行業(yè)的發(fā)展起到了十分重要的作用。
2.3數(shù)控技術(shù)在機械設(shè)備中的使用
在機械制造領(lǐng)域中機械是最根本的設(shè)備,高精度的機械設(shè)備能夠更好地保證生產(chǎn)出符合技術(shù)要求的其他設(shè)備。由于數(shù)控機床的控制能力比較強,能夠?qū)崟r地指揮設(shè)備的運轉(zhuǎn)方式,并且通過數(shù)字化處理的模式來解決機械設(shè)備在運轉(zhuǎn)過程中出現(xiàn)的問題,通過編程的形式來實現(xiàn)對整條生產(chǎn)線的整體性控制,有效地提升了生產(chǎn)效率和生產(chǎn)精度。傳統(tǒng)機械生產(chǎn)工藝中需要操作工人到現(xiàn)場對工具進行調(diào)整,根據(jù)設(shè)備技術(shù)參數(shù)要求對設(shè)備部件進行操作,不但生產(chǎn)效率低,而且生產(chǎn)的設(shè)備精度也不夠高。應(yīng)用數(shù)控技術(shù)則可大大地簡化機械設(shè)備的生產(chǎn)過程。隨著我國科技的進步,數(shù)控技術(shù)也取得了突飛猛進的發(fā)展。目前,我國機械制造中數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用發(fā)揮著核心的作用,能夠?qū)崿F(xiàn)多種平臺操作。隨著數(shù)控技術(shù)的逐步成熟,數(shù)控技術(shù)的生產(chǎn)成本也降低了很多。在未來的機械制造行業(yè)中,數(shù)控技術(shù)必將隨著我國科技的進步而取得進一步的發(fā)展。要以科技發(fā)展為基礎(chǔ),以市場需求為技術(shù)革新的動力,進一步推動數(shù)控技術(shù)的發(fā)展。要根據(jù)現(xiàn)代人對于人性化科技的要求,逐步實現(xiàn)數(shù)控技術(shù)的人性化控制,有效地提升機械制造過程的自動控制水平。
在我國，數(shù)控技術(shù)與裝備的發(fā)展亦得到了高度重視，近年來取得了相當(dāng)大的進步。特別是在通用微機數(shù)控領(lǐng)域，以PC平臺為基礎(chǔ)的國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)，已經(jīng)走在了世界前列。但是，我國在數(shù)控技術(shù)研究和產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面亦存在不少問題，特別是在技術(shù)創(chuàng)新能力、商品化進程、市場占有率等方面情況尤為突出。在新世紀(jì)到來時，如何有效解決這些問題，使我國數(shù)控領(lǐng)域沿著可持續(xù)發(fā)展的道路，從整體上全面邁入世界先進行列，使我們在國際競爭中有舉足輕重的地位，將是數(shù)控研究開發(fā)部門和生產(chǎn)廠家所面臨的重要任務(wù)。
為完成此任務(wù)，首先必須確立符合中國國情的發(fā)展道路。為此，本文從總體戰(zhàn)略和技術(shù)路線兩個層次及數(shù)控系統(tǒng)、功能部件、數(shù)控整機等幾個具體方面探討了新世紀(jì)的發(fā)展途徑。
1總體戰(zhàn)略
制定符合中國國情的總體發(fā)展戰(zhàn)略，對21世紀(jì)我國數(shù)控技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的發(fā)展至關(guān)重要。通過對數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢的分析和對我國數(shù)控領(lǐng)域存在問題的研究，我們認(rèn)為以科技創(chuàng)新為先導(dǎo)，以商品化為主干，以管理和營銷為重點，以技術(shù)支持和服務(wù)為后盾，堅持可持續(xù)發(fā)展道路將是一種符合我國國情的發(fā)展數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的總體戰(zhàn)略。
1.1以科技創(chuàng)新為先導(dǎo)
中國數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)業(yè)經(jīng)過40多年的發(fā)展，從無到有，從引進消化到擁有自己獨立的自主版權(quán)，取得了相當(dāng)大的進步。但回顧這幾十年的發(fā)展，可以看到我們在數(shù)控領(lǐng)域的進步主要還是按國外一些模式，按部就班地發(fā)展，真正創(chuàng)新的成分不多。這種局面在發(fā)展初期的起步階段，是無可非議的。但到了世界數(shù)控強手如林的今天和知識經(jīng)濟即將登上舞臺的新世紀(jì)，這一常規(guī)途徑就很難行通了。例如，在國外模擬伺服快過時時，我們開始搞模擬伺服，還沒等我們占穩(wěn)市場，技術(shù)上就已經(jīng)落后了；在國外將脈沖驅(qū)動的數(shù)字式伺服打入我國市場時，我們就跟著搞這類所謂的數(shù)字伺服，但至今沒形成大的市場規(guī)模；近來國外將數(shù)字式伺服發(fā)展到用網(wǎng)絡(luò)（通過光纜等）與數(shù)控裝置連接時，我們又跟著發(fā)展此類系統(tǒng)，前途仍不樂觀。這種老是跟在別人后面走，按國外已有控制和驅(qū)動模式來開發(fā)國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)，在技術(shù)上難免要滯后，再加上國外公司在我國境內(nèi)設(shè)立研究所和生產(chǎn)廠，實行就地開發(fā)、就地生產(chǎn)和就地銷售，使我們的產(chǎn)品在性能價格比上已越來越無多大優(yōu)勢，因此要進一步擴大市場占有率，難度自然就很大了。
為改變這種現(xiàn)狀，我們必須深刻理解和認(rèn)真落實“科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力”的偉大論斷，大力加強數(shù)控領(lǐng)域的科技創(chuàng)新，努力研究具有中國特色的實用的先進數(shù)控技術(shù)，逐步建立自己獨立的、先進的技術(shù)體系。在此基礎(chǔ)上大力發(fā)展符合中國國情的數(shù)控產(chǎn)品，從而形成從數(shù)控系統(tǒng)、數(shù)控功能部件到種類齊全的數(shù)控機床整機的完整的產(chǎn)業(yè)體系。這樣，才不會被國外牽著鼻子，永遠(yuǎn)受別人的制約，才有可能用先進、實用的數(shù)控產(chǎn)品去收復(fù)國內(nèi)市場，打開國際市場，使中國的數(shù)控技術(shù)和數(shù)控產(chǎn)業(yè)在21世紀(jì)走在世界的前列。
1.2在商品化上狠下工夫
近幾年我國數(shù)控產(chǎn)品雖然發(fā)展很快，但真正在市場上站住腳的卻不多。就數(shù)控系統(tǒng)而言，國產(chǎn)貨仍未真正被廣大機床廠所接受，因此出現(xiàn)國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)用于舊機床改造的例子較多，而裝備新機床的卻很少，機床廠出產(chǎn)的國產(chǎn)數(shù)控機床大多數(shù)用的都是國外的系統(tǒng)。這當(dāng)然不是說舊機床的數(shù)控化改造不重要，而是說明從商品的角度看，我們的數(shù)控系統(tǒng)與國外相比還存在相當(dāng)大的差距。
影響數(shù)控系統(tǒng)和數(shù)控機床商品化的主要因素除技術(shù)性能和功能外，更重要的就是可靠性、穩(wěn)定性和實用性。以往，一些數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)品的研究、開發(fā)部門，所追求的往往是一些體現(xiàn)技術(shù)水平的指標(biāo)（如多少通道、多少軸聯(lián)動、每分鐘多少米的進給速度等等），而對影響實用性的一些指標(biāo)和一些小問題卻不太重視，在產(chǎn)品的穩(wěn)定性、魯棒性、可靠性、實用性方面花的精力相對較少。從而出現(xiàn)某些產(chǎn)品鑒定時的水平都很高，甚至也獲各種大獎。但這些高指標(biāo)、高性能的產(chǎn)品到用戶哪兒卻由于一些小問題而表現(xiàn)不盡人意，最后喪失了信譽，打不開市場。這說明，高指標(biāo)、高性能的樣機型的產(chǎn)品離用戶真正需要的實用、可靠的商品是有相當(dāng)大的距離的，將一個高指標(biāo)、高性能的產(chǎn)品變?yōu)橐粋€有市場的商品還需作出大量艱苦的努力。
另一方面，數(shù)控系統(tǒng)和數(shù)控機床不像家電類產(chǎn)品那樣易于大批量生產(chǎn)，應(yīng)用環(huán)境也不那么簡單。數(shù)控產(chǎn)品是在生產(chǎn)環(huán)境中使用，面臨的是五花八門的工藝問題。如果開發(fā)部門對這些問題掌握得不透，就難以將產(chǎn)品設(shè)計得很完善。而且數(shù)控產(chǎn)品的某些問題在開發(fā)、試用，甚至鑒定時都難以發(fā)現(xiàn)。這就造成，同樣型號的數(shù)控機床在有的用戶那兒運行得很好，而在別的用戶那兒卻表現(xiàn)欠佳?；蛘咄瑯有吞柕臄?shù)控機床用于加工某些零件工作得很好，但用于加工其他零件時卻不盡人意。出現(xiàn)這種情況，有時是用戶操作人員的水平問題，但有時就是數(shù)控產(chǎn)品本身潛在問題的暴露。為解決這一問題，國外一些公司設(shè)立了專門機構(gòu)來測試考驗自己的產(chǎn)品，如為考驗新開發(fā)的數(shù)控系統(tǒng)，廠家自己設(shè)計和從生產(chǎn)實際中收集了大量零件程序，讓數(shù)控系統(tǒng)運行各種各樣的程序，一旦發(fā)現(xiàn)問題，即立即反饋給開發(fā)部門予以解決。經(jīng)過這樣的測試考驗過程后，數(shù)控系統(tǒng)的潛在問題就大為減少。以往，我們的產(chǎn)品就很少進行這樣嚴(yán)格的全面的自我測試考驗。好些問題要等到用戶去給我們挑出來。這樣，即使一個小問題也將嚴(yán)重影響國產(chǎn)數(shù)控產(chǎn)品的聲譽。
因此，我們應(yīng)充分重視上述問題，在商品化上切實狠下工夫，將其作為數(shù)控產(chǎn)業(yè)的主干來抓，貫穿于技術(shù)研究、產(chǎn)品開發(fā)、試制、生產(chǎn)等的全過程中，從而將我們已有的技術(shù)水平較高的數(shù)控產(chǎn)品變成真正有市場的好商品。
1.3將管理和營銷作為產(chǎn)業(yè)發(fā)展重點
經(jīng)過20來年市場風(fēng)雨的沖擊，國人已越來越認(rèn)識到，技術(shù)固然重要，但在市場經(jīng)濟的環(huán)境下，要在激烈的全球競爭中獲勝，管理和營銷就顯得更為重要。例如，我國臺灣生產(chǎn)的數(shù)控機床不但占領(lǐng)了大陸市場的相當(dāng)大的份額，而且還打進了美國市場。是臺灣數(shù)控機床的技術(shù)和質(zhì)量超過美國了嗎？顯然不是。那他們靠的是什么？重要的一條就是在企業(yè)管理和產(chǎn)品營銷上下了工夫。而我們長期以來把主要精力放在開發(fā)技術(shù)和提高水平上，忽視了經(jīng)營管理、市場開拓、產(chǎn)品營銷等方面的工作，結(jié)果在新技術(shù)、新產(chǎn)品開發(fā)出來以后，在產(chǎn)品質(zhì)量提高以后，企業(yè)仍然處于產(chǎn)品銷售不暢的困境［1］。國內(nèi)外的經(jīng)驗說明，數(shù)控產(chǎn)品的競爭力不僅取決于技術(shù)，更取決于經(jīng)營管理能力和營銷能力。
因此，從現(xiàn)在起我們應(yīng)將管理和營銷作為產(chǎn)業(yè)發(fā)展重點，真正擺脫計劃經(jīng)濟時代所遺留下來的思維方式和工作習(xí)慣的束縛，建立適應(yīng)市場的高效、靈敏的運行機制和有效的激勵機制。通過這種機制，一方面切實加強企業(yè)管理，激發(fā)企業(yè)負(fù)責(zé)人和廣大職工的負(fù)責(zé)精神、創(chuàng)造精神和獻身精神，努力提高產(chǎn)品的競爭能力；另一方面充分調(diào)動企業(yè)內(nèi)外、行業(yè)內(nèi)外一切積極因素，大力加強市場開拓力度，奮力打通營銷渠道。可以堅信，有過硬競爭力的產(chǎn)品，再加上北京開關(guān)廠那樣的“找、掙、鉆、搶”精神，我們就一定能在市場競爭中取得勝利。
1.4大力加強技術(shù)支持和服務(wù)
數(shù)控系統(tǒng)和數(shù)控機床作為典型的高技術(shù)產(chǎn)品，對用戶的技術(shù)支持和服務(wù)是相當(dāng)重要的。以前國產(chǎn)數(shù)控產(chǎn)品喪失信譽的原因，除可靠性問題外，另一大問題就是缺乏有力的技術(shù)支持和服務(wù)。用戶花了很多錢買的數(shù)控機床或數(shù)控系統(tǒng)，一旦出現(xiàn)問題卻叫天天不應(yīng)，叫地地不靈，以后誰還敢買我們的產(chǎn)品。因此，應(yīng)將對用戶的技術(shù)支持和服務(wù)當(dāng)成重要的日常工作來抓，使我們在市場上向縱深挺進時，有一個強大后方。因此，為了取得數(shù)控產(chǎn)品市場競爭的全面勝利，必須建立以技術(shù)支持和服務(wù)為核心的強大后方。當(dāng)然，為贏得主動，后方也須主動出擊。目前，利用先進的信息技術(shù)手段（如網(wǎng)絡(luò)和多媒體），將為建立新一代立體化的技術(shù)支持和服務(wù)體系開辟新的途徑。
1.5堅持可持續(xù)發(fā)展道路
可持續(xù)發(fā)展是下一世紀(jì)企業(yè)發(fā)展的重要戰(zhàn)略，我國數(shù)控產(chǎn)業(yè)要有大的發(fā)展也必須堅持走可持續(xù)發(fā)展的道路。綠色是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑，其主要思想是清潔和節(jié)約。為此應(yīng)大力加強綠色數(shù)控產(chǎn)品的開發(fā)，加速促進數(shù)控產(chǎn)品、數(shù)控產(chǎn)業(yè)以及整個制造業(yè)的綠色化，主要戰(zhàn)略措施應(yīng)考慮以下幾方面：①有效減少產(chǎn)品制造及使用過程中的環(huán)境污染。如減少數(shù)控機床的鑄件結(jié)構(gòu)，消除鑄造對環(huán)境的污染；將數(shù)控機床主軸的以油氣、噴油等取代油霧，減少對生產(chǎn)環(huán)境的污染；在精密數(shù)控機床及其運行環(huán)境的溫度控制中取消氟利昂制冷的恒溫技術(shù)；以電傳動代替機械傳動，減少噪聲污染。②大幅度降低資源消耗和能源消耗。如以軟件代替硬件，從而減少硬件制造的資源和能源消耗及污染，并減少產(chǎn)品壽命結(jié)束后硬件裝置的拆卸回收問題；以永磁驅(qū)動代替感應(yīng)驅(qū)動，提高效率和功率因數(shù)，節(jié)約能源；以電傳動代替機械傳動，提高效率，減少能源消耗。③加強用數(shù)控技術(shù)改造傳統(tǒng)機床。這既符合運用信息技術(shù)和自動化技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，使傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)和裝備現(xiàn)代化這一產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)得以實現(xiàn)，又可取得巨大的經(jīng)濟效益。我國擁有普通機床數(shù)百萬臺，加強用數(shù)控技術(shù)改造傳統(tǒng)機床將成為下世紀(jì)我國數(shù)控領(lǐng)域的重要發(fā)展方向。④大力發(fā)展綠色數(shù)控機床。綠色數(shù)控機床應(yīng)是材料消耗少、能耗低、無污染，壽命長且便于拆卸回收的新型機床。例如，以并聯(lián)結(jié)構(gòu)代替串聯(lián)結(jié)構(gòu)就是開發(fā)綠色數(shù)控機床的一條途徑，這是因為并聯(lián)結(jié)構(gòu)機床消耗的金屬材料僅為常規(guī)串聯(lián)結(jié)構(gòu)機床的幾分之一，其加工量也比常規(guī)機床大幅度減少，特別是消除了大型結(jié)構(gòu)件的鑄造，這將顯著降低機床制造過程中的能源消耗和對環(huán)境的污染。此外，并聯(lián)結(jié)構(gòu)機床有利于采用電傳動，效率高，可有效降低使用中的能源消耗。
國際標(biāo)準(zhǔn)化組織制定了ISO14000環(huán)境管理標(biāo)準(zhǔn)，全球環(huán)境問題“法律化”的趨勢正在進一步發(fā)展，可持續(xù)發(fā)展將成為企業(yè)通向國際市場的通行證［2］。因此，我們的數(shù)控產(chǎn)品要在下一世紀(jì)走向國際市場，我們的企業(yè)就必須“從我做起，從現(xiàn)在做起”。
2技術(shù)途徑
2.1發(fā)展具有中國特色的新一代PC數(shù)控系統(tǒng)
數(shù)控系統(tǒng)是各類數(shù)控裝備的核心，因此通過科技創(chuàng)新首先發(fā)展具有中國特色的新型數(shù)控系統(tǒng)，將是推動數(shù)控產(chǎn)業(yè)化進程的有效技術(shù)途徑。
實踐證明，10年來我們所走的PC數(shù)控道路是完全正確的。PC機（包括工業(yè)PC）產(chǎn)量大、價格便宜，技術(shù)進步和性能提高很快，且可靠性高（工業(yè)PC主機的MTBF已達30年［3］）。因此，以其作為數(shù)控系統(tǒng)的軟硬件平臺不但可以大幅度提高數(shù)控系統(tǒng)的性能價格比，而且還可充分利用通用微機已有軟硬件資源和分享計算機領(lǐng)域的最新成果，如大容量存儲器、高分辨率彩色顯示器、多媒體信息交換、聯(lián)網(wǎng)通訊等。此外，以通用微機作為數(shù)控平臺還可獲得快速的技術(shù)進步，當(dāng)PC機升級換代時，數(shù)控系統(tǒng)也可相應(yīng)升級換代，從而長期保持技術(shù)上的優(yōu)勢，在競爭中立于不敗之地。
目前，PC數(shù)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)有2種主要形式：（1）專用數(shù)控加PC前端的復(fù)合式結(jié)構(gòu)；（2）通用PC加位控卡的遞階式結(jié)構(gòu)。另外還有一種正在發(fā)展的數(shù)字化分布式結(jié)構(gòu)。其方案是將由DSP等組成的數(shù)字式伺服通過以光纜等為介質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)與數(shù)控裝置連接起來，組成一完整的數(shù)控系統(tǒng)。這種系統(tǒng)雖然性能很好，但由于開發(fā)和生產(chǎn)成本太高，近期難以被國內(nèi)廣大用戶所接受。我們認(rèn)為，上述結(jié)構(gòu)并不是符合中國國情的最好方案，適合中國國情的應(yīng)是將所有數(shù)控功能全軟件化的集成式結(jié)構(gòu)，因為這種結(jié)構(gòu)的硬件規(guī)模最小，不但有利于降低系統(tǒng)成本，而且更重要的是可以有效提高系統(tǒng)的可靠性。
幾十年的經(jīng)驗表明，可靠性好壞是國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)能否發(fā)展的關(guān)鍵。雖然影響數(shù)控系統(tǒng)可靠性的因素很多，但過大的硬件規(guī)模和較低的硬件制造工藝水平往往對可靠性造成最大的威脅。以往，國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)在總體設(shè)計時由于種種原因的限制，不得不選用技術(shù)指標(biāo)不太高的普通CPU，這樣，為完成數(shù)控的復(fù)雜功能往往需要由多個CPU來組成系統(tǒng)，有時還需另加一些專用或通用硬件電路來實現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)的一些高實時（如細(xì)插補、位置伺服控制等），從而造成系統(tǒng)硬件規(guī)模龐大。對于數(shù)控系統(tǒng)這種批量不大的產(chǎn)品，在國內(nèi)現(xiàn)有工藝條件下，很難從硬件制造的角度保證系統(tǒng)的可靠性，因而使得國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)在生產(chǎn)現(xiàn)場的表現(xiàn)不佳，對國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的形象和聲譽造成嚴(yán)重影響，使得不少用戶現(xiàn)在還心有余悸。
因此，我們在開發(fā)新型數(shù)控系統(tǒng)時，應(yīng)優(yōu)先選用新型高性能CPU（如高主頻的PentiumII、PentiumIII等）作為系統(tǒng)的運算和控制核心，并盡量用軟件來實現(xiàn)數(shù)控的所有功能。這樣，可大幅度減小系統(tǒng)硬件的規(guī)模。此外，還應(yīng)在軟件設(shè)計、電源設(shè)計、接插件設(shè)計與選用、接地與屏蔽設(shè)計和施工等方面采用強抗擾高可靠性設(shè)計與制造技術(shù)，從而全面提高系統(tǒng)的可靠性。
由于一個新型高性能CPU可以代替數(shù)十個普通CPU（如80286、80386等），因此，在基于高性能CPU的PC平臺上不僅可以完成數(shù)控系統(tǒng)的基本功能（如信息處理、刀補計算、插補計算、加減速控制等）和開關(guān)量控制功能（內(nèi)裝PLC），而且還可以完成伺服控制功能。這樣，以前由DSP完成的數(shù)字化伺服控制功能（如位置控制、速度控制、矢量變換控制等）均可由PC中的CPU完成，從而實現(xiàn)內(nèi)裝式伺服控制，這不僅有效縮小了數(shù)控部分的硬件規(guī)模，而且還大幅度縮小了伺服控制部分硬件規(guī)模。
這種具有內(nèi)裝PLC和內(nèi)裝伺服控制的全軟件化集成式數(shù)控系統(tǒng)，其硬件規(guī)模將達到最小化，整個數(shù)控系統(tǒng)除一個PC平臺外，剩下的只有驅(qū)動機床運動的功率接口和反饋接口。這既有效提高了系統(tǒng)可靠性，又消除了信息傳遞瓶頸，提高了系統(tǒng)性能，同時還可顯著降低系統(tǒng)成本，使系統(tǒng)（包括電機）售價將可降至現(xiàn)有數(shù)控系統(tǒng)的一半左右。顯然，這種高性能、高可靠性、低成本的新型數(shù)控系統(tǒng)將具有極強的競爭力，有望為開創(chuàng)中國數(shù)控的新局面作出貢獻。
此外，集成化PC數(shù)控系統(tǒng)還有一大優(yōu)點，就是容易實現(xiàn)開放式結(jié)構(gòu)。這是因為，這種系統(tǒng)的硬件本身已經(jīng)是完全開放的，構(gòu)成開放式數(shù)控系統(tǒng)的工作完全在軟件上，只要制定好標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議，從信息處理、軌跡插補、加減速控制、開關(guān)量控制到伺服控制都可以實現(xiàn)開放，從而可大大方便用戶的使用。
2.2推進數(shù)控功能部件的專業(yè)化生產(chǎn)
解決數(shù)控系統(tǒng)問題后，如何實現(xiàn)數(shù)控機床的模塊化設(shè)計與制造便是我國機床制造企業(yè)快速響應(yīng)市場需求，在競爭中獲勝的另一關(guān)鍵。要實現(xiàn)數(shù)控機床的模塊化設(shè)計制造，必須解決數(shù)控機床功能部件的專業(yè)化生產(chǎn)問題。目前我國在這方面離實際需求還有相當(dāng)大的差距。因此，在今后的若干年內(nèi)，我們必須大力促進數(shù)控機床功能部件的開發(fā)和專業(yè)化生產(chǎn)。其要點如下：
(1)新型永磁電主軸單元電主軸已成為國際市場上最熱門的數(shù)控機床功能部件。但目前這類產(chǎn)品幾乎都為感應(yīng)異步型，存在以下突出問題：①轉(zhuǎn)子上存在繞組，有大電流流過，因此轉(zhuǎn)子發(fā)熱嚴(yán)重，直接影響主軸精度；②低速出力小且轉(zhuǎn)矩脈動大，難以滿足寬范圍切削要求；③效率和功率因素低，不僅電機體積和重量大而且要求逆變器容量大、耗能多；④控制系統(tǒng)復(fù)雜、成本高。
因此，利用我國稀土永磁材料的優(yōu)勢，開發(fā)新型大功率、高效率、寬調(diào)速范圍永磁同步型交流電主軸單元，將可有效解決現(xiàn)有電主軸存在的問題，形成具有中國特色的新一代電主軸產(chǎn)品。由于永磁電主軸的機械結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)都較感應(yīng)異步型電主軸簡單，因此易于進行專業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)。當(dāng)然，這還要攻克主軸支承（陶瓷軸承、流體動靜壓軸承、磁懸浮軸承）技術(shù)、高精度高速動平衡技術(shù)、高速驅(qū)動、檢測與控制技術(shù)、高可靠性安全保證技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)。
(2)廉價的高性能伺服系統(tǒng)目前，一套進給交流伺服系統(tǒng)（驅(qū)動器+電機）的價格一般都在萬元以上，主軸伺服系統(tǒng)的價格高達數(shù)萬元，已成為降低國產(chǎn)數(shù)控機床成本的一大障礙。因此，應(yīng)配合新型集成化國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展，大力開發(fā)廉價的高性能內(nèi)裝式伺服系統(tǒng)。由于內(nèi)裝式伺服的硬件部分只有電機和功率接口，充分利用我國的永磁資源優(yōu)勢，通過專業(yè)化生產(chǎn)可以把電機的造價降下來，而采用智能化的IPM模塊作為功率接口也很便宜，因此將內(nèi)裝式進給伺服的價格控制在數(shù)千元以內(nèi)，將內(nèi)裝式主軸伺服的價格控制在2萬元以內(nèi)，將是完全可能的。
(3)直線交流伺服系統(tǒng)直線交流伺服系統(tǒng)是下一世紀(jì)數(shù)控機床不可缺少的功能部件，目前我國還沒有成熟產(chǎn)品，因此應(yīng)加強研究、開發(fā)和推廣應(yīng)用?？紤]到常規(guī)機床的防磁問題較難解決，而并聯(lián)機床的防磁相對容易，因此可為常規(guī)結(jié)構(gòu)機床開發(fā)感應(yīng)異步型直線電機，為并聯(lián)結(jié)構(gòu)機床開發(fā)永磁同步型直線電機，從而揚長避短，構(gòu)成符合實際應(yīng)用要求的新型高速高精度進給系統(tǒng)。在此基礎(chǔ)上，可進一步開發(fā)將驅(qū)動與支承合二為一的磁懸浮工作臺。
(4)零傳動數(shù)控轉(zhuǎn)臺與擺頭數(shù)控轉(zhuǎn)臺與擺頭是多坐標(biāo)數(shù)控機床的關(guān)鍵部件，傳統(tǒng)的采用高精度蝸桿蝸輪等傳動的轉(zhuǎn)臺與擺頭不僅制造難度大、成本高，而且難以達到高速加工所需的速度和精度，因而必須另辟蹊徑開發(fā)新型零傳動（無機械傳動鏈）數(shù)控轉(zhuǎn)臺和擺頭，以促進我國高速高精度多坐標(biāo)數(shù)控機床的發(fā)展。
(5)高速高精度檢測裝置高速高精度是下世紀(jì)數(shù)控機床發(fā)展的主題，這不但需要高性能的控制和驅(qū)動，同時還需要高品質(zhì)的檢測環(huán)節(jié)，因此應(yīng)在現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)上，進一步開發(fā)0.1μm以上精度的高速(60m/min以上)線位移傳感器和100萬脈沖/r的角位移傳感器，此類技術(shù)國外對我國是封鎖的。
2.3加速數(shù)控機床的全國產(chǎn)化，打好市場翻身仗
數(shù)控產(chǎn)業(yè)化的最終成功將體現(xiàn)在數(shù)控機床的全國產(chǎn)化和市場占有率上。在上述總體戰(zhàn)略指導(dǎo)下，采取抓兩頭（低價位數(shù)控機床和高速高效數(shù)控機床）、帶中間（普通數(shù)控機床）、促重型（重型關(guān)鍵裝備）的方針，將是在國內(nèi)市場上快速收復(fù)失地，在國際市場上穩(wěn)步進軍，最終打贏國產(chǎn)數(shù)控機床市場翻身仗的一種有效戰(zhàn)術(shù)和策略。關(guān)于普通數(shù)控機床的發(fā)展已有許多文章作了專門論述，因此下面僅就低價位數(shù)控機床、高速高效數(shù)控機床和重型數(shù)控機床的發(fā)展問題作一討論。
(1)大力發(fā)展低價位數(shù)控機床低價位機床是功能滿足用戶要求(無功能浪費)、技術(shù)指標(biāo)適中、可靠性好、價格便宜的普及型數(shù)控機床。這類機床已成為國際市場上數(shù)控機床的發(fā)展趨勢之一，也是國內(nèi)眾多用戶渴求的產(chǎn)品，其市場前景相當(dāng)廣闊。然而，如果采用國外數(shù)控系統(tǒng)（包括伺服）按照傳統(tǒng)思路來發(fā)展低價位機床，是很難將價格降至廣大用戶所能接受的水平的。因此，采用本文提出的新型集成化國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)來發(fā)展高性能的低價位數(shù)控機床，將是一條最有希望成功的道路。只要有一定批量，由此構(gòu)成的全國產(chǎn)普及型數(shù)控車床的售價完全可以控制在10萬元以內(nèi)，三坐標(biāo)數(shù)控銑床可控制在15萬元左右，加工中心可控制在20萬元左右。此價位的國產(chǎn)數(shù)控機床將是具有較強競爭力的。
(2)加速開發(fā)高速高效數(shù)控機床高速高效是數(shù)控機床發(fā)展的另一大潮流。發(fā)展高速高效數(shù)控機床的技術(shù)途徑可有以下幾條：①通過提高切削速度和進給速度，從而達到成倍提高生產(chǎn)效率，有效提高零件的表面加工質(zhì)量和加工精度并解決常規(guī)加工難以解決的某些特殊材料（如鋁鈦合金、模具鋼、淬硬鋼）和特殊形狀零件（如復(fù)雜薄壁零件）的高效加工問題。②通過工藝復(fù)合，減少工件的安裝次數(shù)，有效縮短搬運和裝夾時間。例如，將五面五軸加工中心與立車復(fù)合構(gòu)成萬能加工中心，可實現(xiàn)一次裝卡完成零件的大部分（或全部）加工。③采用高速高精度圓周銑加工孔和以螺旋軌跡插補實現(xiàn)不鉆底孔的直接攻絲等新加工方法，大幅度減少換刀次數(shù)，提高加工效率。④為數(shù)控機床開發(fā)智能尋位加工功能，消除對精密夾具和人工找正的依賴，有效縮短單件小批加工的準(zhǔn)備時間。
在我國現(xiàn)實條件下如果沿用傳統(tǒng)思路是難以實現(xiàn)上述途徑的，因此，必須立足國情，結(jié)合實際勇于創(chuàng)新，大膽探索新的道路。考慮到常規(guī)數(shù)控機床在總體結(jié)構(gòu)上基本上采用工件和刀具沿各自導(dǎo)軌共同運動的方案，一方面由于機床傳動環(huán)節(jié)剛性不足和導(dǎo)軌中的摩擦阻力較大，使運動部件難以獲得高的進給速度；另一方面由于工件、夾具和工作臺的總質(zhì)量比較大，使之難以獲得高的加速度。此外，傳統(tǒng)機床結(jié)構(gòu)是一種串聯(lián)開鏈結(jié)構(gòu)，組成環(huán)節(jié)多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，并且由于存在懸臂部件和環(huán)節(jié)間的聯(lián)接間隙，不容易獲得高的總體剛度，因此難以適應(yīng)高速高效加工的特殊要求。為此，開發(fā)國產(chǎn)高速高效數(shù)控機床時，可采用工件固定，以直線電機組成并聯(lián)短鏈直接驅(qū)動主軸和刀具運動、將高速高精度傳動與高剛度支撐合二為一的適合于高速高效加工中心的新型結(jié)構(gòu)。采用該結(jié)構(gòu)的高速高效數(shù)控機床不但速度高、剛度高，如果在傳動與控制上處理得當(dāng)，可以達到比常規(guī)機床更高的加工精度和加工質(zhì)量，而且具有機械結(jié)構(gòu)簡單，零部件通用化、標(biāo)準(zhǔn)化程度高，制造成本低，易于經(jīng)濟化批量生產(chǎn)等顯著優(yōu)點。因此，沿此思路發(fā)展高速高效數(shù)控機床將是一條符合國情、易于取得成功的道路。
(3)突破重型數(shù)控機床的設(shè)計制造技術(shù)重型數(shù)控機床（特別是多坐標(biāo)重型數(shù)控機床）是國民經(jīng)濟和國防生產(chǎn)中的重大關(guān)鍵設(shè)備，屬于戰(zhàn)略物資，真正先進的重型數(shù)控機床國外是不可能賣給我們的，因此，在我國下世紀(jì)數(shù)控產(chǎn)品的發(fā)展中必須依靠自己的力量進行解決。發(fā)展重型數(shù)控機床必須有過硬的基礎(chǔ)，我們在數(shù)控機床國產(chǎn)化的進程中應(yīng)不斷總結(jié)經(jīng)驗，加強基礎(chǔ)技術(shù)和關(guān)鍵技術(shù)研究，充分發(fā)揮我國產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的優(yōu)勢，各部門通力合作、共同努力，爭取在下世紀(jì)初取得突破性進展。
目前，在發(fā)展重型數(shù)控機床中除需加強基礎(chǔ)理論研究外，還應(yīng)加強其關(guān)鍵技術(shù)研究。例如，重型機床的控制就是需要加以特殊解決的關(guān)鍵問題。因重型機床加工的工件特別昂貴不允許報廢，為了確保機床工作可靠，在數(shù)控系統(tǒng)中可采用雙（或多）CPU冗余工作方案，以確保運算和控制的絕對正確，并在出現(xiàn)故障時自動診斷、自動修復(fù)或自動替補，確保加工不出問題。此外，在電源上可采取雙蓄電池供電的全隔離供電方案，即一組電池在給系統(tǒng)供電時，可對另一組電池進行充電，電網(wǎng)與控制系統(tǒng)是完全隔離的。這就徹底消除了重型車間中電網(wǎng)電壓波動厲害、干擾嚴(yán)重對數(shù)控系統(tǒng)造成的影響，從而有效保證系統(tǒng)的可靠性。又如，重型數(shù)控機床的驅(qū)動也是一大關(guān)鍵問題。當(dāng)行程長度超過5m，普通滾珠絲桿就難以勝任大負(fù)荷的傳動，因此目前一般采用預(yù)加負(fù)載的雙齒輪-齒條機構(gòu)、靜壓蝸桿-蝸母條機構(gòu)、四足（或雙足）爬行進給機構(gòu)等來實現(xiàn)長行程傳動。但這些方案存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、速度和加速度低、動態(tài)性能差、難以達到高精度、維護保養(yǎng)復(fù)雜等問題。為此可發(fā)展陣列式高效直線電機直接驅(qū)動技術(shù)和空間并聯(lián)機構(gòu)驅(qū)動技術(shù)，以新的途徑來解決重型數(shù)控機床的高速、高精度驅(qū)動問題。除此之外，機床結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計、長行程精密檢測、重力變形補償、切削力變形補償、熱變形補償?shù)纫彩侵匦蛿?shù)控機床中必須解決的關(guān)鍵問題，必須予以充分重視。
3結(jié)語
制定符合中國國情的總體發(fā)展戰(zhàn)略，確立與國際接軌的發(fā)展道路，對21世紀(jì)我國數(shù)控技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的發(fā)展至關(guān)重要。本文在對數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢的分析，對我國數(shù)控領(lǐng)域存在的問題進行研究的基礎(chǔ)上，對21世紀(jì)我國數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展途徑進行了探討，提出了以科技創(chuàng)新為先導(dǎo)，以商品化為主干，以管理和營銷為重點，以技術(shù)支持和服務(wù)為后盾，堅持可持續(xù)發(fā)展道路的總體發(fā)展戰(zhàn)略。在此基礎(chǔ)上，研究了發(fā)展新型數(shù)控系統(tǒng)、數(shù)控功能部件、數(shù)控機床整機等的具體技術(shù)途徑。
我們衷心希望，我國科技界、產(chǎn)業(yè)界和教育界通力合作，把握好知識經(jīng)濟給我們帶來的難得機遇，迎接競爭全球化帶來的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，為在21世紀(jì)使我國數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)業(yè)走向世界的前列，使我國經(jīng)濟繼續(xù)保持強勁的發(fā)展勢頭而共同努力奮斗！
作者簡介
周凱男，1954年生。清華大學(xué)（北京市100084）精密儀器與機械學(xué)系副教授、工學(xué)博士。主要從事數(shù)控技術(shù)、機電控制工程、制造科學(xué)與制造系統(tǒng)等方面的研究工作。取得科研成果15項。70余篇。
參考文獻
1楊皖蘇，嚴(yán)鴻和.機械科學(xué)與技術(shù),1997，26(4):1～6
隨著計算機技術(shù)日新月異的發(fā)展，基于微機的開放式數(shù)控是數(shù)控技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。在傳統(tǒng)數(shù)控技術(shù)方面，我國處于相對落后的狀態(tài)，開放式數(shù)控為我國數(shù)控產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供良好的契機，加強和重點扶持開放性數(shù)控技術(shù)的研究和應(yīng)用，我國的數(shù)控產(chǎn)業(yè)才有發(fā)展壯大可能，才有可能在未來的市場競爭中立于不敗之地。
一、數(shù)控技術(shù)發(fā)展趨勢
（1）高速高精高效化速度、精度和效率是機械制造技術(shù)的關(guān)鍵性能指標(biāo)。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系統(tǒng)以及帶高分辨率絕對式檢測元件的交流數(shù)字伺服系統(tǒng)，同時采取了改善機床動態(tài)、靜態(tài)特性等有效措施，機床的高速高精高效化已大大提高。
（2）柔性化包含兩方面：數(shù)控系統(tǒng)本身的柔性，數(shù)控系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計，功能覆蓋面大，可裁剪性強，便于滿足不同用戶的需求；群控系統(tǒng)的柔性，同一群控系統(tǒng)能依據(jù)不同生產(chǎn)流程的要求，使物料流和信息流自動進行動
（3）科學(xué)計算可視化科學(xué)計算可視化可用于高效處理數(shù)據(jù)和解釋數(shù)據(jù)，使信息交流不再局限于用文字和語言表達，而可以直接使用圖形、圖像、動畫等可視信息?？梢暬夹g(shù)與虛擬環(huán)境技術(shù)相結(jié)合，進一步拓寬了應(yīng)用領(lǐng)域，如無圖紙設(shè)計、虛擬樣機技術(shù)等，這對縮短產(chǎn)品設(shè)計周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低產(chǎn)品成本具有重要意義。在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域，可視化技術(shù)可用于CAD/CAM，如自動編程設(shè)計、參數(shù)自動設(shè)定、刀具補償和刀具管理數(shù)據(jù)的動態(tài)處理和顯示以及加工過程的可視化仿真演示等。
（4）插補和補償方式多樣化多種插補方式如直線插補、圓弧插補、圓柱插補、空間橢圓曲面插補、螺紋插補、極坐標(biāo)插補、2D+2螺旋插補、NANO插補、NURBS插補（非均勻有理B樣條插補）、樣條插補（A、B、C樣條）、多項式插補等。多種補償功能如間隙補償、垂直度補償、象限誤差補償、螺距和測量系統(tǒng)誤差補償、與速度相關(guān)的前饋補償、溫度補償、帶平滑接近和退出以及相反點計算的刀具半徑補償?shù)取?/p>
（5）內(nèi)裝高性能PLC數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)裝高性能PLC控制模塊，可直接用梯形圖或高級語言編程，具有直觀的在線調(diào)試和在線幫助功能。編程工具中包含用于車床銑床的標(biāo)準(zhǔn)PLC用戶程序?qū)嵗脩艨稍跇?biāo)準(zhǔn)PLC用戶程序基礎(chǔ)上進行編輯修改，從而方便地建立自己的應(yīng)用程序。
二、體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展
（1）集成化采用高度集成化CPU、RISC芯片和大規(guī)?？删幊碳呻娐稦PGA、EPLD、CPLD以及專用集成電路ASIC芯片，可提高數(shù)控系統(tǒng)的集成度和軟硬件運行速度。應(yīng)用FPD平板顯示技術(shù)，可提高顯示器性能。平板顯示器具有科技含量高、重量輕、體積小、功耗低、便于攜帶等優(yōu)點，可實現(xiàn)超大尺寸顯示，成為和CRT抗衡的新興顯示技術(shù)，是21世紀(jì)顯示技術(shù)的主流。應(yīng)用先進封裝和互連技術(shù)，將半導(dǎo)體和表面安裝技術(shù)融為一體。通過提高集成電路密度、減少互連長度和數(shù)量來降低產(chǎn)品價格，改進性能，減小組件尺寸，提高系統(tǒng)的可靠性。
（2）模塊化硬件模塊化易于實現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)的集成化和標(biāo)準(zhǔn)化。根據(jù)不同的功能需求，將基本模塊，如CPU、存儲器、位置伺服、PLC、輸入輸出接口、通訊等模塊，作成標(biāo)準(zhǔn)的系列化產(chǎn)品，通過積木方式進行功能裁剪和模塊數(shù)量的增減，構(gòu)成不同檔次的數(shù)控系統(tǒng)。
（3）網(wǎng)絡(luò)化機床聯(lián)網(wǎng)可進行遠(yuǎn)程控制和無人化操作。通過機床聯(lián)網(wǎng)，可在任何一臺機床上對其它機床進行編程、設(shè)定、操作、運行，不同機床的畫面可同時顯示在每一臺機床的屏幕上。
1.1數(shù)控技術(shù)的概念
數(shù)控技術(shù)，也就是通過計算機編碼的形式，實現(xiàn)同設(shè)備的對接，并且進行自動化操作和遠(yuǎn)程運行過程的技術(shù)。這是一個將機械化同信息化相結(jié)合的技術(shù)，可以說比較廣泛的運用在工業(yè)生產(chǎn)的過程中。而現(xiàn)階段，由于信息技術(shù)的進一步發(fā)展，計算機的操作水平也有了飛躍性的提高，數(shù)控技術(shù)的復(fù)雜程度和精密程度也有了進一步的增強，在工業(yè)生產(chǎn)實踐過程中能夠發(fā)揮作用的領(lǐng)域也越來越廣，因而能夠進一步的在生產(chǎn)生活的過程中發(fā)揮自己的作用。
1.2數(shù)控技術(shù)的運用狀況
現(xiàn)階段的數(shù)控技術(shù)已經(jīng)不僅僅是機床加工而已了，可以說從機械制造到使用方面，都可以有數(shù)控技術(shù)的具體應(yīng)用。相對而言，自動化運行的成果，也是由于數(shù)控技術(shù)的產(chǎn)生而帶來的，因而機械自動化方面，可以說是運用比較廣泛的領(lǐng)域。就我國的現(xiàn)實情況來說，在工業(yè)生產(chǎn)方面本身已經(jīng)達到世界先進水平，但就技術(shù)水平來說，還具有一定的差距。數(shù)控技術(shù)實際上也處于這樣的狀況，發(fā)展迅速但是距離高端水平尚有距離，因而在重視程度方面的加強，以及我國信息技術(shù)的發(fā)展，都可以說從環(huán)境方面加強了數(shù)控技術(shù)的發(fā)展空間。
2數(shù)控技術(shù)在煤炭工業(yè)中的意義
2.1對于精度和效率的提高
應(yīng)當(dāng)說在精度方面的提高也是很明顯的，數(shù)控技術(shù)之下實現(xiàn)了機械的自動化運作，因而實際上誤差相對于一般的人工操作就會有很大的緩解。由于自動化操作本身只是對于指令的重復(fù)執(zhí)行，基本上只會因為機械本身為誤差而出現(xiàn)問題，就精度來說，可以有效地避免人工操作失誤的狀況，對于精度也是有提升的。效率方面同樣也是如此，數(shù)控技術(shù)本身的傳導(dǎo)和操作都運轉(zhuǎn)自如，也可以說是渾然一體，因而從煤的采集到輸送方面實際上都是完全的數(shù)字控制，對于生產(chǎn)效率來說，必然的也是大幅度地進行了節(jié)約的功能。
2.2對于安全生產(chǎn)的促進
安全性的提升可以說也是顯而易見的，由于數(shù)控技術(shù)的運用，使得操作人員能夠相對遠(yuǎn)離操作一線，從而使得相對有一定危險性的采煤行業(yè)在對于人員的威脅方面有顯著的下降。數(shù)控技術(shù)一般而言更加適用于露天的煤礦開采，在露天開采方面的使用也更加廣泛，因而就這方面來說，對于開采的本身危險性的降低，以及通過精密化的操作來減少運行風(fēng)險，都可以說不可忽視[1]。即使在井下開采，數(shù)控技術(shù)的運用同樣對于及時的預(yù)警以及危險操作的替代，有著不可忽視的作用。即使需要特定人員對于數(shù)控系統(tǒng)進行監(jiān)控，也并非親臨一線，靠近生產(chǎn)的最前沿，因而在環(huán)境方面也可以說有一定的安全保障。再加上自動監(jiān)測系統(tǒng)的出現(xiàn)，也進一步使得生產(chǎn)系統(tǒng)的故障排除有了更多的依靠。
2.3對于采煤成本的節(jié)約
成本方面也可以說有相當(dāng)?shù)慕Y(jié)約。首先是人力成本方面，在機械大量使用之前可以說是典型的人力密集型產(chǎn)業(yè)需要大量的人力成本，而在機械使用之后則會對于人力成本有明顯的需求降低。而在數(shù)控技術(shù)發(fā)展普及之后，需要進行操作的人員需求則會進一步降低，從而更多的減少人力資源成本。而在技術(shù)成本上也可以這么說，大量的設(shè)備操作被簡化到計算機控制，可以對于機械操作方面作出很大的節(jié)約。而智能控制之下也能夠提高采煤的效率，從而減少對于原煤的篩選工作，進一步的減少成本支出。
3數(shù)控技術(shù)在采煤生產(chǎn)中的具體實用
3.1采煤機械制造方面
在機械制造方面，可以說數(shù)控機床的出現(xiàn)以及大范圍的使用進一步加強了采煤機械制造的效能，從而可以在重工業(yè)的源頭方面有著更進一步的發(fā)展。就采煤行業(yè)來說，采煤機是其主要的工作機械，而數(shù)控技術(shù)運用在機械制造方面，最主要的還是加強了機械本身的精密程度，并且能夠進一步將一些需要更高精度的技術(shù)運用在新的機械方面，從而加強采煤機械的效能[2]。比如說對于氣割的控制就屬于數(shù)控運用的典型方面，通過這些方面的使用，可以說對于采煤行業(yè)本身來說，作用是不可忽視的。
3.2采煤機械運行方面
而在采煤機械的運用方面，可以說數(shù)控技術(shù)的使用則是更加的廣泛，通過數(shù)控技術(shù)的有效使用，可以使得采煤機械真正的實現(xiàn)系統(tǒng)化的運轉(zhuǎn)，并且完全實現(xiàn)自動化的效率使用。可以說對于控制來說，最主要的幾方面包括對于數(shù)控的自動關(guān)停、以及對于采用量的控制以及傳輸?shù)囊惑w化方面都是可以看得見的。而同樣的，在數(shù)控技術(shù)的自動故障檢測方面，也可以說是大幅度的排除了安全風(fēng)險，使得效率和安全水平有了進一步的提高。
4結(jié)語
【關(guān)鍵詞】計算機數(shù)控仿真實訓(xùn)室；建設(shè)；方案；特點及應(yīng)用
隨著經(jīng)濟的高速發(fā)展和現(xiàn)代制造業(yè)的巨大進步，現(xiàn)代數(shù)控機床廣泛應(yīng)用于各生產(chǎn)加工領(lǐng)域，社會急需大量熟練的數(shù)控操作工人。為適應(yīng)社會的發(fā)展，滿足數(shù)控專業(yè)學(xué)生實訓(xùn)的需要，很多學(xué)校正在籌建或擴建數(shù)控實訓(xùn)室。
由于受資金限制，各學(xué)校大多經(jīng)費有限，不大可能投人巨資配備大量的數(shù)控車床供學(xué)生實訓(xùn)之用，因此數(shù)控機床的數(shù)量與學(xué)生數(shù)量相比，相差很大，直接影響實訓(xùn)效果。所以學(xué)校在采購少量數(shù)控機床之后，再建設(shè)計算機數(shù)控仿真實訓(xùn)室不失為一種好辦法。構(gòu)建計算機數(shù)控仿真實訓(xùn)室的目的是為了充分利用現(xiàn)代計算機軟、硬件技術(shù)，輔助學(xué)生進行數(shù)控機床實習(xí)，提高實訓(xùn)質(zhì)量，使學(xué)生更好地掌握和提高數(shù)控加工技術(shù)。
為了達到這個目的，首先要求構(gòu)建的數(shù)控仿真實訓(xùn)室能夠逼真地反映各種真實數(shù)控機床的界面，逼真地模擬真實機床的加工過程，學(xué)生通過模擬實訓(xùn)，能夠較快地熟悉真實機床的操作控制面板，熟練掌握基本的操作，為今后盡快適應(yīng)生產(chǎn)實際打下良好的基礎(chǔ)。其次，可以準(zhǔn)確地驗證學(xué)生手動編寫或自動生成的NC代碼程序，顯示加工效果，使學(xué)生充分理解各編程指令的功能、作用，全面掌握編程方法和編程技巧。
一、計算機數(shù)控仿真實訓(xùn)室硬件構(gòu)造
我們建議一個計算機數(shù)控仿真實驗室配備50臺左右的計算機，這樣可以基本滿足人手一機的需求，大大提高學(xué)生的動手能力。
1.硬件系統(tǒng)
（1）品牌或兼容計算機50臺左右（內(nèi)存不低于512M，推薦使用獨立顯卡）；
（2）服務(wù)器一臺（用于運行軟件加密狗及教師演示）；
（3）足夠端口的交換機；
（4）雙絞線若干、水晶頭若干。
2.軟件系統(tǒng)
（1）操作系統(tǒng)：中文windows XP操作系統(tǒng)專業(yè)版；
（2）多媒體教學(xué)軟件：極域電子教室V4.0；
（3）數(shù)控仿真及自動編程系統(tǒng)軟件：宇龍數(shù)控加工仿真系統(tǒng)V4.8；CAXA數(shù)控車2008；CAXA制造工程師2008；Master CAM 9.1；Auto CAD 2004。
3.網(wǎng)絡(luò)配置
（1）網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)：星形拓樸結(jié)構(gòu)；
（2）網(wǎng)絡(luò)協(xié)議：TCP/IP協(xié)議；
（3）網(wǎng)絡(luò)類型：windows對等局域網(wǎng)。
二、數(shù)控仿真軟件的應(yīng)用
構(gòu)建計算機數(shù)控仿真實訓(xùn)室的關(guān)鍵是使用數(shù)控仿真系統(tǒng)。目前，不少軟件公司為了適應(yīng)市場的需要，相繼開發(fā)出許多優(yōu)秀的商品化數(shù)控仿真系統(tǒng)軟件。這類軟件的價格相對來說，也不太昂貴。目前購買一套國產(chǎn)50節(jié)點的仿真軟件一般只有幾萬元，僅相當(dāng)于一臺數(shù)控機床的幾分之一甚至幾十分之一。此外使用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)還可以提高實訓(xùn)安全性：有了仿真系統(tǒng)，可先在上面進行編程和操作訓(xùn)練，并檢驗程序的正確性之后，再去操作實際機床，由此可大大降低操作事故的發(fā)生。
我們選用了上海宇龍軟件工程有限公司開發(fā)的“數(shù)控加工仿真系統(tǒng)V4.8”，這個軟件可以在計算機上真實地顯示數(shù)控機床的操作面板、逼真地模擬數(shù)控機床的加工動作，顯示加工效果，完全能夠滿足學(xué)生學(xué)習(xí)、實習(xí)訓(xùn)練的需要。
1.數(shù)控系統(tǒng)的仿真
這個仿真功能可以幫助學(xué)生熟悉數(shù)控系統(tǒng)的內(nèi)容，掌握各個按鍵的作用和各種編輯指令的輸入，各個界面切換的方法，用戶坐標(biāo)系的建立等功能。數(shù)控仿真軟件模擬出來的系統(tǒng)跟實際機床完全一致，使用好了數(shù)控仿真軟件后，實際機床可以迅速上手。
2.操作面板的仿真
這個功能可以幫助學(xué)生熟悉培訓(xùn)機床的操作面板，記住各個按鈕的位置以及機床的操作。包括機床指令，機床模式的改變，單步，跳步等調(diào)試程序功能。
3.零件加工的仿真
通過前面2個面板的仿真，學(xué)生可以在交互的方式下，仿真零件的加工過程包括：建立零件毛坯，零件的裝夾，零件的找正，刀具的定義，用戶坐標(biāo)系的建立輸入程序，調(diào)試程序。自動完成零件的加工和零件尺寸的測量過程。
數(shù)控仿真軟件的應(yīng)用，不僅緩解了數(shù)控設(shè)備數(shù)量不足的難題，而且結(jié)合數(shù)控仿真軟件，我們通過培訓(xùn)課程，學(xué)時等方便的改進，還大幅提高了數(shù)控培訓(xùn)的效果。由于數(shù)控仿真軟件在數(shù)控系統(tǒng)面板和機床操作面板上與機床實際操作完全一致，支持常用的數(shù)控指令，一臺計算機就是一臺數(shù)控機床，在一個50人的標(biāo)準(zhǔn)計算機機房內(nèi)，學(xué)生可以人手一機使用仿真系統(tǒng)。通過實踐效果的反饋，經(jīng)過仿真訓(xùn)練的學(xué)生在實際機床上，上手速度快，機床的實際利用率比以前得到了較大的提高。
三、CAD/CAM軟件的應(yīng)用
目前采用CAD/CAM一體化集成形式的軟件已成為數(shù)控加工自動編程系統(tǒng)的主流，目前，應(yīng)用較廣泛的CAD/CAM軟件主要有UG、Pro/Engineer、Master CAM、CAXA制造工程師等。我們在構(gòu)建計算機數(shù)控仿真實訓(xùn)室的時候采用了北航海爾軟件公司的CAXA制造工程師軟件。在實訓(xùn)教學(xué)過程中我們有如下應(yīng)用：
1.自動編程，設(shè)置工藝參數(shù)，定義零件加工工藝
自動編程是數(shù)控編程領(lǐng)域一個重要的組成部分，應(yīng)用計算機輔助制造軟件進行數(shù)控加工自動編程，然后經(jīng)過后置處理轉(zhuǎn)換成NC程序代碼。我們只需要利用CAXA系統(tǒng)中的CAD繪圖建模功能繪制生成三維零件模型，再選擇合適的加工工藝方法，安排零件的加工工序，確定粗加工、半精加工、精加工所對應(yīng)的不同加工表面的刀具、切削用量、進退刀路徑、主軸轉(zhuǎn)速等參數(shù)后，該系統(tǒng)便自動計算出機加工余量，并動態(tài)顯示出和粗加工、半精加工、精加工所對應(yīng)的不同加工表面的刀位軌跡和機床代碼，省去了人為編制NC程序的煩惱。
這一過程將數(shù)控編程、制造工藝、刀具、數(shù)控機床、數(shù)控加工等課程有機地結(jié)合起來，使學(xué)生覺得以前所學(xué)的知識不再孤立、枯燥，在數(shù)控技術(shù)課程中達到了融匯貫通，并在計算機上變得生動、形象起來，鞏固了學(xué)生的加工工藝方面的知識，強化了利用CAXA系統(tǒng)數(shù)控教學(xué)的效果。
2.利用CAXA系統(tǒng)，對計算機計算的刀具軌跡進行模擬仿真
CAXA特有的模擬仿真功能，可以進行三維真實感動態(tài)仿真加工，每個學(xué)生都有模擬加工的機會，省時間、省材料、省設(shè)備投入，在仿真過程中，刀具沿著所定義的加工軌跡進行動態(tài)加工，學(xué)生可以直觀地掌握數(shù)控加工的過程，判斷刀具軌跡的連續(xù)性、合理性，是否存在刀具干涉、空走刀撞刀等情況，刀位計算機是否正確，加深了學(xué)生對加工工藝的理解和對刀具軌跡的認(rèn)識。學(xué)生可以發(fā)揮自己的創(chuàng)造性和綜合能力，對不滿意的加工結(jié)果重新進行零件建?；蛑匦露x刀位軌跡，實現(xiàn)虛擬設(shè)計與虛擬加工。
3.將刀具軌跡轉(zhuǎn)換成數(shù)控加工程序，并可傳送至數(shù)控加工仿真系統(tǒng)或數(shù)控機床進行加工
前面所做的工作均是刀具運動的軌跡，學(xué)生還很難將NC程序和實際的加工聯(lián)系起來。因此我們可以將生成的代碼導(dǎo)入數(shù)控加工仿真系統(tǒng)中進行模擬加工，或者在條件允許的情況下，讓學(xué)生將零件的NC程序通過數(shù)據(jù)接口傳至數(shù)控機床，控制機床進行加工，使學(xué)生對數(shù)控加工有更進一步的認(rèn)識。
通過建設(shè)計算機數(shù)控仿真實訓(xùn)室，我們可以根本解決實訓(xùn)機床不夠用的問題，并且投入少、消耗低、安全性高。在教學(xué)過程中，我們可以從操作到編程立體化的培訓(xùn)學(xué)生，使學(xué)生對數(shù)控加工這個領(lǐng)域有了更深刻的了解，也有利于學(xué)校對這門學(xué)科的開展。但這種方法只適合于那些資金相對緊張的學(xué)校采用，畢竟仿真操作與實際操作在細(xì)節(jié)上存在一定的差異，因此，仿真實訓(xùn)只能在一定程度上輔助學(xué)生掌握基本的操作，而不能以虛擬的實訓(xùn)完全代替真實的訓(xùn)練，有條件的學(xué)校學(xué)校必須配置必要的數(shù)控機床，必須有數(shù)控實習(xí)車間，讓學(xué)生實際操作，理論實踐相結(jié)合，才能收到應(yīng)有的效果。
參考文獻
[1]李偉光.現(xiàn)代制造技術(shù)[M].機械工業(yè)出版社，2003.
關(guān)鍵詞:數(shù)控課程教學(xué)；數(shù)控技術(shù)能力；積極作用；問題；策略
數(shù)控技術(shù)是指融合了計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)、自動檢測技術(shù)等高科技的一種綜合性技術(shù),它能夠提高產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率和精確程度,在工業(yè)界和科技界得到了高度的重視和普遍的應(yīng)用[1]。但是,作為一門新興的學(xué)科,數(shù)控專業(yè)的教學(xué)理念和教學(xué)方法仍然處于初級階段,缺乏完善的教學(xué)體系,因此,在社會進步發(fā)展過程中,改革數(shù)控課程教學(xué),完善數(shù)控專業(yè)的教學(xué)體系,可以推動數(shù)控技術(shù)的發(fā)展和進步。
1中職開設(shè)數(shù)控專業(yè)的積極作用
數(shù)控技術(shù)融合了計算機技術(shù)、自動檢測技術(shù)、自動控制技術(shù)等先進技術(shù),主要通過數(shù)字信息來控制精密機械的運作和工作,可以提高機械運作的效率和質(zhì)量。相關(guān)統(tǒng)計表明,目前,我國嚴(yán)重缺乏高素質(zhì)的專業(yè)數(shù)控技術(shù)人才,因此,教育部、勞動保障部、信息產(chǎn)業(yè)部等都提出了相應(yīng)解決對策,努力培養(yǎng)數(shù)控技術(shù)專業(yè)人才,以滿足我國社會發(fā)展的實際需要。所以,在中職學(xué)校中,開設(shè)數(shù)控技術(shù)課程,培養(yǎng)高素質(zhì)的人才,提高學(xué)生的應(yīng)用能力,滿足企業(yè)的發(fā)展需求,可以實現(xiàn)學(xué)生、中職學(xué)校、社會的共同發(fā)展和進步。
2中職數(shù)控課程教學(xué)中存在的問題
2.1數(shù)控專業(yè)缺乏必要的教學(xué)條件
在師資力量方面,數(shù)控專業(yè)缺乏專業(yè)的教師,開設(shè)的科目比較少,致使數(shù)控課程教學(xué)難以調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性。同時,在教學(xué)實踐方面,學(xué)生只能接觸到最簡單的數(shù)控機床和數(shù)控類型,與社會的實際情況相脫節(jié),給學(xué)生畢業(yè)后的就業(yè)造成巨大影響,從而影響到學(xué)生的學(xué)習(xí)情緒[2]。另外,在課程開展方面,數(shù)控專業(yè)沒有高質(zhì)量的教材,缺乏合適的教學(xué)軟件,使得數(shù)控課程教學(xué)難以滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求,從而降低了數(shù)控專業(yè)的教學(xué)質(zhì)量。
2.2教師的教學(xué)理念和教學(xué)方法陳舊、落后
中職數(shù)控課程兼有自身的獨特性和綜合性,通常會與很多學(xué)科相聯(lián)系,具有復(fù)雜的知識結(jié)構(gòu)體系,教學(xué)內(nèi)容所涉及的范圍比較廣泛,使得教師的教學(xué)任務(wù)過于繁重。而且,在具體的教學(xué)過程中,數(shù)控課程教學(xué)具有枯燥性、需要不斷創(chuàng)新教學(xué)方法,以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,但是,很多教師依然采用傳統(tǒng)的教學(xué)模式和教學(xué)方法,難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,不斷提高學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力,使得數(shù)控專業(yè)的教學(xué)質(zhì)量較差。另外,數(shù)控技術(shù)是不斷發(fā)展變化,所以數(shù)控課程的設(shè)置需要具有深入性和前瞻性,但是,實際情況中,許多教師只注重講解教材內(nèi)容,忽視了適當(dāng)增加新的理論知識和技術(shù),使得數(shù)控課程的教學(xué)效果不高。
3解決中職數(shù)控課程教學(xué)問題的策略
3.1重視數(shù)控課程教學(xué)的地位,建立完整的課程體系
由于數(shù)控技術(shù)的起步較晚,缺乏完善的課程教學(xué)體系,因此,在教學(xué)過程中,中職學(xué)校應(yīng)該重視數(shù)控課程的教學(xué)地位,根據(jù)數(shù)控專業(yè)的實際情況,建立完整的課程體系,以提高數(shù)控課程的教學(xué)質(zhì)量。在數(shù)控專業(yè)的課程設(shè)置方面,中職學(xué)校要結(jié)合自身特點,根據(jù)職業(yè)崗位的實際需要,合理設(shè)置數(shù)控課程,豐富學(xué)生的理論知識,培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力,以提高學(xué)生的職業(yè)技能[3]。同時,中職學(xué)校應(yīng)該認(rèn)真分析數(shù)控課程的培養(yǎng)目標(biāo)和當(dāng)前市場的實際需求不斷提高學(xué)生的實踐能力,確保學(xué)生能夠達到培養(yǎng)目標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn),符合社會和市場的發(fā)展需要,從而提高中職學(xué)生的就業(yè)率。
3.2有效整合數(shù)控專業(yè)的課程體系
完善的課程體系是數(shù)控課程教學(xué)順利開展的前提,因此,中職學(xué)校應(yīng)該有效整合數(shù)控專業(yè)的課程體系,不斷提高數(shù)控課程教學(xué)的科學(xué)性,以提高自身的教育水平。在課程整合過程中,中職學(xué)校應(yīng)該突出應(yīng)用的重要性,明確數(shù)控理論教學(xué)的目的,通過實踐教學(xué),鞏固學(xué)生的理論知識,培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)技能。同時,中職學(xué)校數(shù)控課程體系整合的主要目標(biāo)是徹底改變原有的教學(xué)方法和教學(xué)模式,制定出先進的教學(xué)方法和教學(xué)模式,實現(xiàn)知識、技能和態(tài)度的有效結(jié)合,以滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需要。所以,在實踐教學(xué)過程中,中職學(xué)校應(yīng)該不斷提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性,培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力,以提高學(xué)生的創(chuàng)新能力,促進學(xué)生的全面協(xié)調(diào)發(fā)展。
3.3不斷提高學(xué)生的職業(yè)技能
職業(yè)技能鑒定主要是指全面鑒別、認(rèn)定操作者的理論知識和技能水平,在一定程度上,職業(yè)資格證書能夠反應(yīng)出被鑒定者所具備的職業(yè)技能,為企業(yè)選聘人才提供依據(jù)。因此,在數(shù)控課程的教學(xué)過程中,中職學(xué)校應(yīng)及時了解學(xué)生的學(xué)習(xí)掌握情況,不斷提高學(xué)生的職業(yè)技能,以確保學(xué)生的順利就業(yè)。在具體的教學(xué)過程中,中職學(xué)校應(yīng)該根據(jù)有關(guān)的政策和職業(yè)要求,結(jié)合數(shù)控課程的實際情況,采用先進的教學(xué)方法和教學(xué)手段,培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和職業(yè)技能,合理鑒定學(xué)生的職業(yè)技能,以提高學(xué)生的綜合素質(zhì),為學(xué)生的就業(yè)打下堅實的基礎(chǔ)。
3.4加強校企合作,培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)能力
學(xué)習(xí)、生產(chǎn)、研究相結(jié)合的教育模式能夠提高勞動者的素質(zhì),拓寬勞動者的就業(yè)渠道,因此,中職學(xué)?？梢约訌娦Ｆ蠛献?培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)能力,為學(xué)生提供有利的學(xué)習(xí)條件,以實現(xiàn)學(xué)生的發(fā)展需求。中職學(xué)校應(yīng)該根據(jù)國家的扶持政策,加強與企業(yè)之間的合作,充分發(fā)揮校企合作的積極作用,不斷提高學(xué)生的職業(yè)技能和創(chuàng)新能力,以提高自身的就業(yè)率[4]。同時,中職學(xué)?？梢猿浞掷煤献髌髽I(yè)的設(shè)備,補充學(xué)校的教學(xué)資源,借助校企合作的平臺,培養(yǎng)學(xué)生的實際操作能力和創(chuàng)新能力,滿足企業(yè)、社會對應(yīng)用型人才的需求,以實現(xiàn)學(xué)生、學(xué)校、企業(yè)的共同發(fā)展。
4結(jié)語
總而言之,數(shù)控專業(yè)具有很強的綜合性,需要培養(yǎng)學(xué)生實際操作能力,因此,在教學(xué)過程中,教師應(yīng)該根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)需求,結(jié)合數(shù)控課程教學(xué)的具體內(nèi)容,不斷創(chuàng)新數(shù)控課程教學(xué)的教學(xué)方法和教學(xué)手段,培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,豐富學(xué)生的理論知識,提高學(xué)生的實踐能力,以提升學(xué)生的綜合素質(zhì),促進學(xué)生的全面發(fā)展。
參考文獻
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1MasterCAM軟件的演示步驟
①依據(jù)零件圖紙建立2D平面圖形：在MasterCAM的系統(tǒng)中，強大的CAD繪圖功能能夠?qū)崿F(xiàn)多種二維圖形的繪制，并且提供全面的繪圖工具與編輯處理工具。②有2D平面圖形構(gòu)建3D實體：在MasterCAM系統(tǒng)中，設(shè)置了能夠生成多種曲面曲線的完善線架建模功能，實現(xiàn)對曲面相交、剖切曲線、曲面邊界線、分模線等的繪制。這種曲面建模功能，能夠幫助學(xué)生快速的生成復(fù)雜的熔接曲面和參數(shù)曲面，提供更加直觀的創(chuàng)建3D實體的方法。其次，還可以通過擠壓、旋轉(zhuǎn)二維圖形以及實體倒角、實體布爾運算等操作來生成復(fù)雜的實體模型。③確定毛坯和對刀點：MasterCAM中的強大二維和三維加工模塊能夠?qū)崿F(xiàn)對不同階段、不同加工方式的零件加工和處理。只要學(xué)生能夠選對加工模塊和加工工序，就能夠有效地避免機床加工過程中錯誤的產(chǎn)生，并且程序的編輯和修改量也大量減少。④規(guī)劃刀具路徑：在實際的加工過程中，學(xué)生可以根據(jù)加工的要求，來選擇模型加工的平面銑削、外形銑削和鉆孔三個刀具路徑。在平面銑削過程中，正常的順序為選擇刀具路徑-平面銑削刀具路徑，在選擇要求平面的銑削路徑之后，進行銑削刀具參數(shù)和平面參數(shù)的設(shè)置。外形銑削的順序也是如此。值得注意的是，在進行鉆孔時，要在2D平面圖形上選擇4個基準(zhǔn)點為鉆孔位置，選擇鉆頭后進行鉆孔參數(shù)的設(shè)置。⑤實體加工模擬：在MasterCAM的模擬演示中，不僅僅提供刀具的軌跡顯示，還能讓操作者感受到真實的模擬方式，在毛坯上直接進行材料的切除工序。這樣一來，學(xué)生在操作過程中，可以通過觀察刀具路徑和模擬真實加工來檢查錯誤。⑥生成處理程序：一旦確保刀具的運動軌跡和路徑正確以后，就可以進行NC加工程序的生成。通過系統(tǒng)的相應(yīng)設(shè)置和運行之后，就可以直接用于生產(chǎn)，采用高效的通訊模塊與數(shù)控機床進行連接，執(zhí)行加工程序。
2MasterCAM在數(shù)控教學(xué)中的應(yīng)用
2.1工藝參數(shù)輸入，零件加工工藝設(shè)計在經(jīng)過MasterCAM系統(tǒng)的零件模型繪制以后，及時的進行零件模型的數(shù)據(jù)讀入，然后結(jié)合相關(guān)的課程標(biāo)準(zhǔn)與知識來選擇加工工藝方法和加工順序，確定加工過程中的粗加工、精加工、半精加工等所需要的刀具以及切削量、運動軌跡和參數(shù)。經(jīng)過這些參數(shù)的設(shè)定之后，系統(tǒng)就會自動的進行加工余量計算，省去人為編制的程序，大大提高了工作效率。這樣的過程中包含了數(shù)控編程、工藝、刀具、加工、機床等課程內(nèi)容，讓學(xué)生學(xué)習(xí)的散亂知識有效地結(jié)合起來，鞏固知識的同時能夠強化教學(xué)效果。
2.2利用MasterCAM對手工編織程序的校驗計算機自動變成的基礎(chǔ)就是數(shù)控程序的手工編制，在計算機進行自動編程之后也還需經(jīng)過NC程序代碼的轉(zhuǎn)換?，F(xiàn)代化的數(shù)控人才不僅僅要能夠熟練使用數(shù)控技術(shù)，還應(yīng)該掌握一定的數(shù)控開發(fā)技術(shù)。在MasterCAM系統(tǒng)中，可以快速的進行加工軌跡校驗和NC代碼校驗，有效地避免學(xué)生因為編程工序的枯燥而失去學(xué)習(xí)興趣。只需將NC程序代碼導(dǎo)入系統(tǒng)，就能清楚、直觀的發(fā)現(xiàn)編程中的錯誤與不足。
3結(jié)語
