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關(guān)鍵詞：數(shù)控專業(yè) 培養(yǎng)目標(biāo) 教學(xué)內(nèi)容 教學(xué)方法 評價機(jī)制

我院是國家級數(shù)控培訓(xùn)基地之一，如何利用數(shù)控基地，提高學(xué)生數(shù)控技能，使學(xué)生在企業(yè)中拿到更高工資，使家長愿意送子女到我院就讀，這是我院不斷思索和追求的目標(biāo)，也是我院今后辦學(xué)的方向。根據(jù)辦學(xué)方向，企業(yè)需求，確定數(shù)控專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)，并根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)，在數(shù)控專業(yè)教學(xué)改革中，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)評價機(jī)制方面做了一些有益的探索與實踐，使選擇本專業(yè)的學(xué)生，以成功者的心態(tài)步入社會。

一、依據(jù)企業(yè)需求確定培養(yǎng)目標(biāo)

要發(fā)展職業(yè)教育，要辦好職業(yè)院校，明確定位是學(xué)校發(fā)展的前提，職業(yè)院校數(shù)控專業(yè)應(yīng)該為地方培養(yǎng)優(yōu)秀的數(shù)控技術(shù)人才，如果職業(yè)院校畢業(yè)生每月能拿到3000元、4000元，家長自然就會十分愿意地送子女到職業(yè)院校就讀。企業(yè)憑什么給職業(yè)院校學(xué)生高工資，前提是我們培養(yǎng)的學(xué)生有過硬的本領(lǐng)。據(jù)《關(guān)于數(shù)控人才需求與數(shù)控職業(yè)教育教學(xué)改革的調(diào)研報告》中指出，當(dāng)前企業(yè)對數(shù)控技術(shù)人才有三個層次需求，藍(lán)領(lǐng)層、灰領(lǐng)層和金領(lǐng)層。我院以學(xué)生為主體，以企業(yè)需求為依據(jù)，以就業(yè)為導(dǎo)向，把培養(yǎng)目標(biāo)定位在“藍(lán)領(lǐng)層”。

二、根據(jù)職業(yè)實踐能力改革教學(xué)內(nèi)容

根據(jù)《中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校數(shù)控技術(shù)應(yīng)用專業(yè)領(lǐng)域技能型緊缺人才培養(yǎng)培訓(xùn)指導(dǎo)方案》指導(dǎo)思想，在培養(yǎng)培訓(xùn)中應(yīng)體現(xiàn)以綜合素質(zhì)為基礎(chǔ)，以能力為本位，把提高學(xué)生的職業(yè)能力放在突出的位置，加強(qiáng)實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，使學(xué)生成為企業(yè)生產(chǎn)服務(wù)一線迫切需要的高素質(zhì)勞動者，因此設(shè)置課程的教學(xué)內(nèi)容，應(yīng)圍繞學(xué)生職業(yè)實踐能力。

（一）專業(yè)基礎(chǔ)課服務(wù)職業(yè)實踐能力

我院數(shù)控專業(yè)仍沿用機(jī)械專業(yè)的一些傳統(tǒng)課程名稱，如《機(jī)械制圖》、《公差配合與技術(shù)測量》、《機(jī)械基礎(chǔ)》、《金屬材料與熱處理》、《機(jī)制工藝》、《車工實習(xí)》、《數(shù)控車床編程與操作》等專業(yè)基礎(chǔ)課，但這些課程的外延與內(nèi)涵都發(fā)生變化。因此學(xué)校讓各教研組和備課組共同探討所教學(xué)科的教學(xué)大綱和教學(xué)內(nèi)容。根據(jù)職業(yè)院校生文化成績相對較差的特點，理論教學(xué)以“必需、夠用”為度，突出“適用性”和“針對性”，允許對某些偏難偏深或者陳舊內(nèi)容進(jìn)行大膽刪除，而增加一些數(shù)控技能培養(yǎng)所需的實用性知識。

（二）文化基礎(chǔ)課滲透職業(yè)實踐能力

在文化課程中，要滲透崗位職業(yè)能力的要求。比如，學(xué)生畢業(yè)后如果口才好、寫作能力強(qiáng)，能把車間生產(chǎn)過程，企業(yè)存在的問題以及解決方案，能以調(diào)研報告的形式寫出來，在企業(yè)里就會受到重用，容易得到提拔。因此圍繞專業(yè)崗位需要，將語言口頭表達(dá)能力與應(yīng)用文寫作能力作為語文重點教學(xué)內(nèi)容；對于數(shù)學(xué)課則著重學(xué)習(xí)對數(shù)控編程中的數(shù)學(xué)處理知識，如靈活應(yīng)用三角函數(shù)數(shù)學(xué)知識，確定各表面上點的坐標(biāo)等；對于英語課中加入數(shù)控專業(yè)知識，培養(yǎng)學(xué)生閱讀機(jī)床上英文指令如JOG、MENU、OFSEF、AUTO等指令，培養(yǎng)學(xué)生閱讀數(shù)控機(jī)床說明書的能力。

（三）數(shù)控技能操作課體現(xiàn)職業(yè)實踐能力

目前許多數(shù)控教材給定加工程序不完整和不全面，只給出了“輪廓”加工程序，工藝分析不分粗車、精車工序，沒有介紹如何達(dá)到數(shù)控技術(shù)要求，況且許多教材中實訓(xùn)工件加工直徑超過40mm，那些課題的程序無法在本基地的數(shù)控機(jī)床上運(yùn)行。根據(jù)數(shù)控教材中存在的缺陷，可通過校企合作或課程整合，及時調(diào)整課程設(shè)置和教學(xué)內(nèi)容，在“必需”和“夠用”的原則下，開發(fā)數(shù)控校本課程，體現(xiàn)數(shù)控專業(yè)領(lǐng)域的新知識、新技術(shù)、新工藝和新方法，在實習(xí)過程中向企業(yè)靠攏。如數(shù)控實訓(xùn)部分課題可選自永康企業(yè)生產(chǎn)實際，通過一系列有針對性的技能訓(xùn)練，使學(xué)生在扎實掌握專業(yè)基本知識和技能基礎(chǔ)上，及時了解掌握本專業(yè)領(lǐng)域最新技術(shù)發(fā)展及相關(guān)技能，實現(xiàn)專業(yè)教學(xué)基礎(chǔ)性與先進(jìn)性的統(tǒng)一，從而為學(xué)生直接頂崗，在企業(yè)中獲得高收入創(chuàng)造條件。

三、針對課程特點改革教學(xué)方法

職業(yè)院校學(xué)生，生源復(fù)雜，學(xué)生程度參差不齊，要調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，提高學(xué)生自學(xué)能力，養(yǎng)成良好學(xué)習(xí)習(xí)慣，這是提高教學(xué)質(zhì)量必須解決的課題。根據(jù)數(shù)控技能操作這門課和課程特點，利用國家級數(shù)控培訓(xùn)基地，提高學(xué)生數(shù)控操作能力，對傳統(tǒng)的教學(xué)方法進(jìn)行改革。

我院對數(shù)控技能培訓(xùn)采用項目教學(xué)法，項目教學(xué)法是師生通過共同實施一個完整項目而進(jìn)行教學(xué)活動。在教學(xué)中，采用數(shù)控校本課程，由“雙師型”教學(xué)執(zhí)教，把每個練習(xí)項目根據(jù)數(shù)控技能要求分解成許多小知識點，讓學(xué)生在學(xué)數(shù)控操作中學(xué)會對刀、車削循環(huán)程序的上機(jī)調(diào)試及自編工藝、自編程序、自選刀具并在機(jī)床上將零件加工出來。通過項目教學(xué)法，給學(xué)生提供體驗完整工作過程的學(xué)習(xí)機(jī)會，經(jīng)歷確定任務(wù)――制定工作計劃――實施計劃――進(jìn)行質(zhì)量控制與檢測――評估反饋整個過程，提高學(xué)生理解和掌握車削對刀、車削循環(huán)程序編寫的知識與技能。

四、結(jié)合職教特點改革評價機(jī)制

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關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化；工程機(jī)械；應(yīng)用 

中圖分類號：TH-39 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

一、機(jī)電一體化的產(chǎn)生與應(yīng)用

20世紀(jì)60年代以來，人們利用電子技術(shù)的初步成果來完善機(jī)械產(chǎn)品的性能后，刺激了機(jī)械產(chǎn)品與電子技術(shù)的結(jié)合。計算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展，為機(jī)電一體化的發(fā)展更進(jìn)一步奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。20世紀(jì)80年代末期，機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品得到了極大發(fā)展。各國均開始對機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品給以很大的關(guān)注和支持，20世紀(jì)90年代后期，開始了機(jī)電一體化技術(shù)向智能化方向邁進(jìn)的新階段，機(jī)電一體化進(jìn)入了深入發(fā)展時期。光學(xué)、通信技術(shù)等進(jìn)入了機(jī)電一體化，微細(xì)加工技術(shù)也在機(jī)電一體化中嶄露頭角，出現(xiàn)了光機(jī)電一體化和微機(jī)電一體化等新分支。我國從20世紀(jì)80年代開始開展機(jī)電一體化研究和應(yīng)用。取得了一定成果，它的發(fā)展和進(jìn)步依賴并促進(jìn)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步。 

二、機(jī)電一體化技術(shù)的優(yōu)勢

1、提高了使用的性能

機(jī)電一體化產(chǎn)品大多數(shù)是使用數(shù)字顯示和程序控制這種先進(jìn)的技術(shù)，在進(jìn)行控制的時候都是利用產(chǎn)品控制平面上的按鈕進(jìn)行控制，而且做到了按鈕與操作手柄的數(shù)量最小化，使得操作更加方便和簡單，系統(tǒng)的自動化程度顯著地提高。機(jī)電一體化產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中，都是利用內(nèi)部的電子控制系統(tǒng)的預(yù)制程度進(jìn)行自動指揮，采用重復(fù)的動作來實現(xiàn)所有需要完成的生產(chǎn)步驟。尤其是在這個階段，技術(shù)一流的機(jī)電一體化產(chǎn)品，都是通過控制對象參數(shù)變化的外部環(huán)境來實現(xiàn)最好地工作程序，以達(dá)到最佳地自動運(yùn)行。

2、調(diào)試和養(yǎng)護(hù)更方便

這種控制方案的優(yōu)點是，它使產(chǎn)品在不改變?nèi)魏闻浼糠只蛘卟桓淖儺a(chǎn)品某些部分的情況下，只需要通過直接輸入到機(jī)電一體化產(chǎn)品操作系統(tǒng)上的程序，對程序進(jìn)行相應(yīng)的變動或者進(jìn)行基于基礎(chǔ)上的更新過程就可以完成產(chǎn)品的調(diào)試改進(jìn)。此外，對于一些具有存儲功能的機(jī)電一體化產(chǎn)品，企業(yè)可以通過對預(yù)先安裝在系統(tǒng)中不同的程序的執(zhí)行，可以有效避免重復(fù)安裝的情況出現(xiàn)，機(jī)電一體化的系統(tǒng)也可以隨時根據(jù)產(chǎn)品需要，對目標(biāo)進(jìn)行變動，這時程序會自動更換操作，使得工作效率得到明顯的提高。機(jī)電一體化系統(tǒng)還具有自動化監(jiān)控、巡檢功能，可以使產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中一旦出現(xiàn)設(shè)備故障，該設(shè)備可以及時作出反應(yīng)，并采取適當(dāng)?shù)募m正措施，以確保機(jī)電一體化設(shè)備的正常運(yùn)行。

3、安全性能得到改進(jìn)

機(jī)電一體化產(chǎn)品具有自動報警、自動監(jiān)控、自動保護(hù)、自動診斷等功能，這相比于傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)備在安全性能上取得了巨大的進(jìn)步，使得設(shè)備的安全性能得到有力的保障。目前的機(jī)電一體化產(chǎn)品在工作的過程中，一旦出現(xiàn)故障，就可以自動采取有效的防護(hù)措施，消除安全風(fēng)險，在一定程度上，對設(shè)備以及設(shè)備的操作人員的安全起到了保護(hù)作用。

4、生產(chǎn)質(zhì)量得到提高

機(jī)電一體化產(chǎn)品通常都具有自動控制功能和自動信息處理功能，正因為具有這樣的特點，在對生產(chǎn)產(chǎn)品的檢測精度、生產(chǎn)的靈敏度、生產(chǎn)的范圍等多個方面都取得了顯著地提高，通過自動生產(chǎn)控制系統(tǒng)，機(jī)電一體化產(chǎn)品可以避免從操作者的主觀想法上對產(chǎn)品造成影響，在生產(chǎn)的過程中完全按照預(yù)定的程序，執(zhí)行所需的操作，有效的確保了機(jī)械的使用性能，確保了設(shè)備的生產(chǎn)能力得以實現(xiàn)，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。

5、適用的范圍更廣

相比傳統(tǒng)的機(jī)械和電氣產(chǎn)品，機(jī)電一體化產(chǎn)品不再局限于單一功能，也不再受到單一的技術(shù)限制，這類產(chǎn)品具有復(fù)雜的技術(shù)和先進(jìn)的功能，大大提高了產(chǎn)品的自動化程度和產(chǎn)品的功能水平，使得這類產(chǎn)品的生產(chǎn)、使用范圍越來越大。 

三、機(jī)電一體化在工程機(jī)械中的應(yīng)用 

1、機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用于機(jī)床的創(chuàng)新

在機(jī)電一體化應(yīng)用中，Z80-CPU各種應(yīng)用軟件較多，在我國機(jī)床數(shù)控方面應(yīng)用比較普遍，因為它的系統(tǒng)開發(fā)較容易。我國的數(shù)控機(jī)床一般均采用經(jīng)濟(jì)型的光電隔離電路及Z80-CPU微機(jī)、微機(jī)I/O接口電路以及功率放大電路等。而且這類Z80-CPU及其配套的芯片普遍、廉價并且相對于其他的技術(shù)來說相對可靠、維修方便、通用性強(qiáng)。Z80系列有獨特的I/O指令，而且I/O接口譯碼硬件也較簡單，其微機(jī)執(zhí)行時間也較短、重要的是其指令格式也相對較短，這樣非常有利于縮短掃描現(xiàn)場機(jī)床工作狀況的周期。

由于大部分的數(shù)控機(jī)床要求工作刀具或工作臺必須精確按照沿坐標(biāo)軸的運(yùn)動，因此在這類機(jī)電一體化應(yīng)用中，就必須要考慮采用具有插補(bǔ)功能的連續(xù)控制方式。滾珠絲杠摩擦損失小，副傳動效率高，在整個操作中無爬行現(xiàn)象，運(yùn)動平穩(wěn)，給予適當(dāng)預(yù)緊，采用氟塑貼面導(dǎo)軌，它具有耐磨性好，摩擦系數(shù)小，可消除低速運(yùn)動的爬行現(xiàn)象，同時它的抗撕傷能力強(qiáng)、以及成本低等優(yōu)點。反向時可以定位精度高、消除空間死區(qū)以及剛度好?？上菽负徒z杠的螺紋間隙，因此一般數(shù)控機(jī)床的執(zhí)行機(jī)構(gòu)傳動方式采用滾珠絲杠副傳動。 

3、電子監(jiān)控、故障自診以及自動報警

電子監(jiān)控、故障自診以及自動報警，也就是說對于工程機(jī)械的工作裝置，傳動系統(tǒng)、發(fā)動機(jī)、液壓系統(tǒng)以及制動系統(tǒng)進(jìn)行全面的監(jiān)控，一旦在運(yùn)行的過程中發(fā)生異常情況，就會自動地找出故障的位置并自動進(jìn)行報警提示。機(jī)電一體化的發(fā)展和應(yīng)用，大大地改善了操作人員的現(xiàn)實工作條件，全面提高了機(jī)械設(shè)備的工作效率。與此同時，簡化了機(jī)械設(shè)備檢查和維護(hù)的工作，相應(yīng)地減少了維修費(fèi)用，大大降低了維修停機(jī)的時間，對于提高機(jī)械設(shè)備的使用壽命有很大的作用和意義。 

4、柴油機(jī)控制

通過采用電子油門控制體系、電子調(diào)速器、自動控制升溫系統(tǒng)以及自動停機(jī)系統(tǒng)，對柴油機(jī)的使用更加控制自如。 

5、降低功耗，提高生產(chǎn)率

一般的工程機(jī)械使用時功耗較高，但是生產(chǎn)效率確較低，例如傳統(tǒng)的液壓挖掘機(jī)不僅功耗較高，能量利用率不到30%，而且生產(chǎn)率較低。但是應(yīng)用了機(jī)電一體化技術(shù)的工程機(jī)械利用先進(jìn)的電子控制系統(tǒng)使機(jī)械的功耗大大降低，生產(chǎn)率明顯提高，例如采用了卡特電子系統(tǒng)的液壓挖掘機(jī)，功率利用率明顯提高，從而使機(jī)器的生產(chǎn)率大大增加。又如將機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用于柴油發(fā)動機(jī)，由于電子調(diào)速器等的應(yīng)用，使柴油發(fā)動機(jī)可以根據(jù)不同的工況選擇不同的工作模式，降低了柴油發(fā)動機(jī)的功耗，增加了柴油發(fā)動機(jī)的工作效率。

6、提高精度，增加良品率

機(jī)電一體化技術(shù)在工程機(jī)械中的應(yīng)用，通過精密的電子控制系統(tǒng)，大大增加了工程機(jī)械作業(yè)的精度，使得整個生產(chǎn)過程的良品率大大提高。傳統(tǒng)的機(jī)床加工的產(chǎn)品的精度很多時候是依靠操作人員的經(jīng)驗和操作的熟練程度，產(chǎn)品的良品較低。而應(yīng)用的機(jī)電一體化技術(shù)的數(shù)控加工機(jī)床或者加工中心的加工精度顯著提高，其可以根據(jù)控制系統(tǒng)的命令自動進(jìn)行作業(yè)，并根據(jù)反饋系統(tǒng)的信號及時調(diào)整作業(yè)，產(chǎn)品良品率大大提高。比如最先進(jìn)的數(shù)控金切機(jī)床的加工精度已經(jīng)可以達(dá)到0.001mm左右，超精密數(shù)控機(jī)床的微細(xì)切削和磨削加工精度可達(dá)到0.05μm左右。 

結(jié)束語

機(jī)電一體化不僅是工程機(jī)械行業(yè)的發(fā)展的趨勢，也是世界整個機(jī)械行業(yè)的主要發(fā)展趨勢。由于人們對于工程機(jī)械智能化的追求，機(jī)電一體化在工程機(jī)械中的應(yīng)用會越來越來廣泛。相信隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)將會迎來更廣闊的發(fā)展前景。 

參考文獻(xiàn)

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一、機(jī)電一體化產(chǎn)品概述

機(jī)電工業(yè)是由電子信息工業(yè)和機(jī)械工業(yè)中的某些行業(yè)組成的系統(tǒng)產(chǎn)業(yè),它也是我國國民經(jīng)濟(jì)的支柱行業(yè)。具體包括機(jī)械工業(yè)、電子以及通信設(shè)備制造業(yè)、專用設(shè)備制造業(yè)等等。機(jī)電一體化產(chǎn)品的作用是為國民經(jīng)濟(jì)各個部門提供先進(jìn)的適用的技術(shù)和設(shè)備,為人民大眾提供機(jī)電儀器的各項生活用品,也為國防提供專用儀器設(shè)備和配套的產(chǎn)品。近年來由于我國在機(jī)電一體化工業(yè)方面取得了很大發(fā)展,拉動了我國的整體經(jīng)濟(jì)效益的提高,使我國總產(chǎn)值和總資產(chǎn)有很大提高,出口額也占到了總額的40%以上。

二、機(jī)電一體化產(chǎn)品國際競爭力的不利因素

跨國公司在技術(shù)以及市場網(wǎng)絡(luò)方面都有很明顯的競爭優(yōu)勢,我國與發(fā)達(dá)國家的工業(yè)比較來說,存在著很多的不足之處。

(一) 機(jī)電一體化產(chǎn)品的技術(shù)含量低

目前我國機(jī)電生產(chǎn)工藝應(yīng)用的是傳統(tǒng)的工藝,所以比較落后,對于一些具有世界先進(jìn)水平的機(jī)電設(shè)備在我國使用率并不高,只有某些大企業(yè)的部分車間在應(yīng)用。比如,我國的縫制設(shè)備在國際市場上只是屬于中檔產(chǎn)品,高檔市場幾乎沒有。機(jī)電一體化產(chǎn)品的技術(shù)含量低,一些機(jī)電企業(yè)只能夠制造其中的機(jī)械部分,而最關(guān)鍵而且最能體現(xiàn)機(jī)電一體化產(chǎn)品的數(shù)控方面的部件都要依靠從國外進(jìn)口。如果這些科技含量高的零部件從國外購進(jìn)的話,就增加了生產(chǎn)成本。另外,我國對機(jī)電專業(yè)人才的培養(yǎng)不夠,本身的研發(fā)能力很薄弱,我們要不斷研發(fā)設(shè)計新材料和新工藝。

(二)產(chǎn)品種類雷同,價格競爭激烈

我國企業(yè)的生產(chǎn)狀況是:大部分中小企業(yè)采用的生產(chǎn)模式跟隨大中企業(yè),研發(fā)生產(chǎn)相對比較成熟的中低檔產(chǎn)品。這些產(chǎn)品的市場需求很大,一些中小企業(yè)只要有資金就可以買到這類產(chǎn)品的所有部件,中間省了研發(fā)、加工和管理等工序就可以裝配出這類產(chǎn)品,這就節(jié)省了企業(yè)很多生產(chǎn)成本和中間費(fèi)用,所以他們生產(chǎn)出來的產(chǎn)品在價格上就低很多,很有價格優(yōu)勢。企業(yè)的這種跟隨戰(zhàn)略也導(dǎo)致了產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊,也會導(dǎo)致這類產(chǎn)品種類雷同,也就產(chǎn)生了價格戰(zhàn)爭。這對于一些沒有形成規(guī)模的中小企業(yè)來說,非常不利。

(三)研發(fā)能力薄弱,高級研發(fā)人才缺乏

技術(shù)研發(fā)能力不足是機(jī)電一體化企業(yè)普遍存在的問題。機(jī)電企業(yè)的研發(fā)領(lǐng)域狹窄,產(chǎn)品研發(fā)處于初級階段。雖然研發(fā)的硬件條件很重要,但是最重要的還是研發(fā)人員,我們?nèi)狈Φ木褪菍I(yè)的高素質(zhì)的研發(fā)人員。我國機(jī)電企業(yè)的勞動力資源還是比較充足的,然而專業(yè)技術(shù)人才以及高級管理人員卻很匱乏。我們也高薪聘請一些國外的專家來幫助我們研發(fā),但是在翻譯中會出現(xiàn)一些問題,而且出于民族保護(hù)主義,國外的專家也不一定會把研發(fā)過程中最關(guān)鍵和最有價值的部分傳授給中國的企業(yè)。

三、提高我國機(jī)電一體化產(chǎn)品國際競爭力的對策

(一)從中國市場走向國際市場

我國機(jī)電一體化企業(yè)要不斷地拓展國際市場,在鞏固歐美等傳統(tǒng)市場的同時,還要去開發(fā)中東、東南亞、非洲和俄羅斯等市場,從而進(jìn)一步擴(kuò)大市場份額。我們要精心組織好國內(nèi)外的大型出口商的展覽會和交易會,組織更多的民營企業(yè)出國參觀,從我國機(jī)電一體化的實際情況出發(fā),制定市場多元化戰(zhàn)略,選擇好國外展會的目標(biāo)。根據(jù)我國政府與東盟10國簽訂的中國東盟自由貿(mào)易區(qū)《貨物貿(mào)易協(xié)議》和《爭端解決機(jī)制協(xié)議》,東盟國家降低部分機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)出口關(guān)稅,這為我國機(jī)械產(chǎn)品出口提供了機(jī)遇。我國可以選擇帶有中國特色的產(chǎn)品進(jìn)行出口貿(mào)易,從而開辟新的市場。

(二)注重知識產(chǎn)權(quán),提高企業(yè)競爭力

知識產(chǎn)權(quán)問題是一個國家中企業(yè)綜合競爭力的重要問題,也是一個很敏感的問題。我國機(jī)電一體化企業(yè)多年來的發(fā)展方向一直是在引進(jìn)、吸收和消化產(chǎn)品方面,而知識產(chǎn)權(quán)的意識卻很淡薄。雖然一些企業(yè)開始重視知識產(chǎn)權(quán)工作,也做了一些努力來保護(hù)知識產(chǎn)權(quán),但是隨著機(jī)電一體化行業(yè)中的各個企業(yè)不斷崛起并壯大起來,產(chǎn)銷量增長,仿制能力增長,這已經(jīng)對國外的企業(yè)構(gòu)成了嚴(yán)重的威脅。國外企業(yè)已經(jīng)屢次就知識產(chǎn)權(quán)問題刁難中國的一些企業(yè)。所以知識產(chǎn)權(quán)問題已經(jīng)逐漸威脅到了我國機(jī)電一體化企業(yè)的生存和發(fā)展。我國企業(yè)要高度重視知識產(chǎn)權(quán)工作,在科研和生產(chǎn)人員中加強(qiáng)知識產(chǎn)權(quán)意識的教育,要懂得申請專利的重要性,要給企業(yè)提供良好的發(fā)展環(huán)境;要調(diào)動科研人員的創(chuàng)新性,形成具有知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品來提高企業(yè)的科技競爭力;還有要建立知識產(chǎn)權(quán)部門,引進(jìn)知識產(chǎn)權(quán)專業(yè)人才,積極研究知識產(chǎn)權(quán),從而建立知識產(chǎn)權(quán)的相關(guān)機(jī)制。

(三)加強(qiáng)對外對內(nèi)交流,完善投資環(huán)境

目前我國的機(jī)電一體化產(chǎn)品在出口方面與國外生產(chǎn)企業(yè)有很大差距,當(dāng)然也有投資和政府政策的差距。所以,對于我國政府來說,我們要承擔(dān)起一些責(zé)任:要營造有利于我國機(jī)電企業(yè)發(fā)揮優(yōu)勢的投資環(huán)境,借鑒先進(jìn)的做法,在稅收、退稅和資金方面制定靈活的政策,要加強(qiáng)對電力和稅務(wù)等各個部門的協(xié)調(diào),當(dāng)然,每個地區(qū)要結(jié)合自己的實際情況來看。要完善外資企業(yè)的服務(wù)體系,實現(xiàn)環(huán)境招商,建立外商在我國投資的市場信息體系,打破外商投資企業(yè)用人的地區(qū)限制。對外商的子女教育和文化以及娛樂等等方面采取保障措施,營造良好氛圍來留住外商。

(四)中小企業(yè)要向?qū)I(yè)化發(fā)展

中小企業(yè)在資源和技術(shù)方面都比較有限,所以不可能兼顧很多方面,這就需要向?qū)I(yè)化發(fā)展。因為在激烈競爭的國際市場中,中低檔產(chǎn)品的利潤空間就很小。根據(jù)這些企業(yè)積累的經(jīng)驗,外商更青睞的產(chǎn)品都是專一的企業(yè)。如果靠一個系列的產(chǎn)品在積累的競爭中生存下來,那么這個企業(yè)必定有自己的特色,而且質(zhì)量也是過關(guān)的。所以筆者認(rèn)為中小企業(yè)應(yīng)該把握機(jī)遇,把自己的技術(shù)向更專、更精方向發(fā)展才能使我國機(jī)電一體化企業(yè)快速發(fā)展。

篇4

論文摘要：隨著我國構(gòu)建創(chuàng)新型國家對高技能人才要求的不斷提高，高等職業(yè)教育正面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。而這其中，高等職業(yè)教育課程體系的建設(shè)與改革則是提高高職教學(xué)質(zhì)量的核心，也是教學(xué)改革的重點和難點。

五年制高職高專教育是培養(yǎng)高技能應(yīng)用型人才，應(yīng)具有較寬知識面，過硬的專業(yè)技能，能適應(yīng)生產(chǎn)第一線的工程技術(shù)人員。長期以來，高職專業(yè)培養(yǎng)大多套用普通高等教育的模式，重理論輕實踐，其結(jié)果培養(yǎng)的學(xué)生體現(xiàn)不出工程應(yīng)用型人才的優(yōu)勢及特點。機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)是一個寬口徑專業(yè)，適應(yīng)范圍很廣。本文以面向制造業(yè)培養(yǎng)高職機(jī)電專業(yè)（數(shù)控方向），對其職業(yè)能力及其培養(yǎng)模式進(jìn)行探討。

一、關(guān)于職業(yè)能力的定義

我們從最為本質(zhì)的職業(yè)能力開始分析，現(xiàn)將職業(yè)能力的各類定義列出。①性質(zhì)定義（本質(zhì)論）——心理學(xué)角度，體現(xiàn)個性心理特征，直接影響職業(yè)活動效率和職業(yè)活動順利進(jìn)行的個性心理特征。②條件定義（條件論）——源于CBE理論，有利于進(jìn)行職業(yè)分析，使職業(yè)能力描述具體化，是指完成一定職業(yè)任務(wù)所需的知識、技能、態(tài)度（有的定義還加上了“經(jīng)驗”）。

二、職業(yè)能力分析方法

從職業(yè)能力的定義出發(fā)看問題，可以使我們對各類課程開發(fā)方法中的職業(yè)能力的分析具有更深刻的認(rèn)識，職業(yè)能力分析方法有以下幾種。①功能分析法。職業(yè)功能是指一個職業(yè)要實現(xiàn)的工作目標(biāo)，或是本職業(yè)活動的主要方面（工作項目）。根據(jù)不同的職業(yè)性質(zhì)和特點，可以按照工作領(lǐng)域、工作項目、工作程序、工作對象來描述職業(yè)功能。②崗位分析法。采用人力資源管理中常用的崗位分析方法，通過對該職業(yè)所轄崗位的活動進(jìn)行分析，而推定該職業(yè)所需要的各種能力的一種分析方法。③項目分析法。項目指具有相對獨立性，可以獨立或合作完成的一個職業(yè)活動。④技術(shù)分析法。通過描述該職業(yè)所需要的主要的職業(yè)專門技術(shù)，來描述該職業(yè)能力的一種方法，適合于技術(shù)性較強(qiáng)的職業(yè)類型。

三、職業(yè)導(dǎo)向課程模式的主要觀點

職業(yè)教育課程設(shè)計的主要考慮因素是：生產(chǎn)現(xiàn)場的職業(yè)活動順序、職業(yè)能力形成的心理順序，獲得職業(yè)資格基本要求，課程的主要系統(tǒng)化方式是職業(yè)系統(tǒng)化方式。①體現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場的職業(yè)活動過程。目前大力推行的“職業(yè)活動導(dǎo)向”課程開發(fā)方法，都強(qiáng)調(diào)了這個問題。在職業(yè)學(xué)校的課程中，縮小課程情境與職業(yè)活動情境之間的差距，讓學(xué)生掌握工作過程知識是十分必要的。②要體現(xiàn)職業(yè)能力形成的心理過程。這個問題是從教學(xué)論的角度提出的，知識、技能、態(tài)度的形成有其特定的心理過程，職業(yè)教育培訓(xùn)要按照知識、技能、態(tài)度的形成的心理規(guī)律來組織課程。A.知識的學(xué)習(xí)過程：了解轉(zhuǎn)化鞏固應(yīng)用。B.操作技能學(xué)習(xí)過程：定向模仿整合熟練。C.心智技能學(xué)習(xí)過程：原形定向原形操作原形內(nèi)化。D.態(tài)度形成過程：順從認(rèn)同內(nèi)化。③符合融入職業(yè)資格的要求。這是職業(yè)教育培訓(xùn)課程對職業(yè)能力的最低要求。其核心問題是把國家職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)融入職業(yè)教育的課程中去，實現(xiàn)“雙證”的問題。④指導(dǎo)學(xué)生自主職業(yè)生涯發(fā)展?，F(xiàn)代對職業(yè)技能的要求日趨復(fù)合化，這就要求學(xué)生具有職業(yè)轉(zhuǎn)換能力、創(chuàng)業(yè)能力。因此，職業(yè)教育的課程必須重視全程化職業(yè)指導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生做好職業(yè)準(zhǔn)備和職業(yè)規(guī)劃。

四、對機(jī)電類數(shù)控方向分析

（1）主要就業(yè)崗位。從事數(shù)控設(shè)備的運(yùn)行、安裝、調(diào)試、檢測和維護(hù)， PLC應(yīng)用程序編制；自動化設(shè)備的操作及維護(hù)；自動化設(shè)備的銷售及技術(shù)服務(wù)等相關(guān)崗位的技術(shù)應(yīng)用性人才。

（2）職業(yè)能力分析。我們將這些崗位所要求的職業(yè)能力分為初級專業(yè)技術(shù)能力層、中級專業(yè)技術(shù)能力層、高級專業(yè)技術(shù)能力層。按學(xué)科體系規(guī)律，我們把數(shù)控技術(shù)專業(yè)所需的能力分為職業(yè)基礎(chǔ)能力、機(jī)械能力、電氣能力三大部分。根據(jù)核心能力和一般能力要求，我們又將每種能力分解為幾個主要專項能力，每項主要能力需要的知識內(nèi)容一一列出。

①職業(yè)基礎(chǔ)能力，其主要能力包括英語能力、計算機(jī)應(yīng)用能力和繪圖能力，專項能力包括一定的英語筆譯和口譯能力、看懂英文機(jī)床說明書能力、計算機(jī)基礎(chǔ)及應(yīng)用能力與運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)收集信息能力、機(jī)械識圖能力與手工及計算機(jī)繪圖能力（二維及三維圖形）。相對應(yīng)的課程有：公共英語、數(shù)控專業(yè)英語、計算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)、機(jī)械制圖、Auto CAD 繪圖。

②機(jī)械能力，其主要能力包括機(jī)械加工能力（傳統(tǒng)機(jī)械加工能力、數(shù)控加工能力）、數(shù)控設(shè)備能力（數(shù)控設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)能力、數(shù)控設(shè)備精度檢驗），專項能力包括測量加工零件能力、選擇金屬材料能力、機(jī)械加工設(shè)備操作能力、普通機(jī)床加工工藝能力、選擇刀夾具能力、切削參數(shù)選擇能力、數(shù)控機(jī)床操作能力、手工編程能力、自動編程能力、能CAD/CAM圖形轉(zhuǎn)化為加工程序能力、程序傳輸能力、機(jī)床常用機(jī)械元件及機(jī)構(gòu)應(yīng)用能力、讀懂機(jī)床中液（氣）壓回路能力、理解機(jī)床各部分結(jié)構(gòu)作用的能力、數(shù)控設(shè)備精度檢測及數(shù)控機(jī)床各項指標(biāo)驗收能力。相對應(yīng)的課程有：切削原理及刀具、機(jī)械基礎(chǔ)、機(jī)械制造工程實踐、金工實習(xí)、數(shù)控工藝及編程、數(shù)控加工中心、數(shù)控銑削加工技術(shù)、數(shù)控專業(yè)綜合實訓(xùn)、數(shù)控機(jī)床安裝調(diào)試及維護(hù)。

③電氣能力，其主要能力包括數(shù)控機(jī)床電氣應(yīng)用能力、數(shù)控機(jī)床電氣維護(hù)機(jī)故障診斷能力，專項能力包括電工儀表使用能力、機(jī)床電氣控制能力、通用PLC應(yīng)用能力、閱讀數(shù)控系統(tǒng)、主要參數(shù)設(shè)置修改能力、報警提示分辨能力、典型故障分析及診斷能力、數(shù)控機(jī)床維護(hù)能力。相對應(yīng)的課程有：數(shù)控機(jī)床電氣控制、數(shù)控機(jī)床故障診斷及維護(hù)。

本專業(yè)以數(shù)控應(yīng)用能力和素質(zhì)培養(yǎng)為主線，構(gòu)建了實踐教學(xué)與理論教學(xué)并重、理論與實踐相互交叉、相互滲透、相輔相成兩大教學(xué)體系。因此，將職業(yè)能力素質(zhì)培養(yǎng)的全過程分為三個階段，并保證專業(yè)技術(shù)應(yīng)用能力、計算機(jī)應(yīng)用能力、外語能力培養(yǎng)不斷線，實施“三個結(jié)合”，教學(xué)遵循“實踐——理論——實踐”雙循環(huán)、螺旋式推進(jìn)的模式。

總之，高職學(xué)生應(yīng)具備一定職業(yè)能力，而最重要的是他們的核心能力，還要具備超出某一具體職業(yè)技能和知識范疇的拓展能力。通過通用課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握技術(shù)思維的能力，學(xué)會把復(fù)雜的技術(shù)現(xiàn)象分析為簡單因素，然后進(jìn)行綜合，從中找出一般性的技術(shù)規(guī)律。在此基礎(chǔ)上，學(xué)會把技術(shù)運(yùn)用到實際工作中去。

參考文獻(xiàn)

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教學(xué)與管理，2006(14).

篇5

Abstract： Along with the rapid development of science and technology, CNC technology centered modern manufacturing technology is gradually replacing traditional mechanical manufacturing technology. All kinds of vocational schools have opened the NC machining major. Due to the influence of many reasons, graduates of mechanical-electrical integration major, mechanical and electrical engineering major and mechanical manufacturing major in higher vocational institute do not have satisfied hands-on ability. So the subject of CNC practical teaching is significance.

關(guān)鍵詞： 數(shù)控車工；實訓(xùn)教學(xué)；體會

Key words： CNC latheman; practical teaching; experience

中圖分類號：F270?7 0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2011）13-0291-01

0 引言

實訓(xùn)教學(xué)是高職高專學(xué)院教育中的重要環(huán)節(jié)，它關(guān)系到學(xué)生專業(yè)知識技能的掌握程度。實訓(xùn)教師的恰當(dāng)指導(dǎo)，耐心幫教，是學(xué)生在學(xué)習(xí)中少走彎路，能更快更好地掌握專業(yè)技能的關(guān)鍵。本人結(jié)合實訓(xùn)教學(xué)實踐就數(shù)控車工實訓(xùn)教學(xué)談幾點體會。

1 精心設(shè)計緒論課，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)良好的職業(yè)素質(zhì)

1.1 播放視頻 介紹數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)的背景、發(fā)展歷程、生產(chǎn)特點以及未來的發(fā)展趨勢，讓學(xué)生知道數(shù)控加工技術(shù)是現(xiàn)代機(jī)械制造的新手段，它具有加工精度高、質(zhì)量穩(wěn)定、加工適應(yīng)性強(qiáng)、生產(chǎn)率高、勞動強(qiáng)度小等特點。特別是它能完成許多在普通機(jī)床上無法完成的工作。讓學(xué)生知道現(xiàn)在所學(xué)習(xí)的、未來所從事的是一項有技術(shù)含量的專業(yè)，不但社會地位高、勞動強(qiáng)度低、工作環(huán)境舒適，而且工資待遇不菲。讓他們對未來充滿信心，從而激發(fā)他們學(xué)習(xí)的自覺性和主動性。

1.2 強(qiáng)調(diào)文明生產(chǎn)和安全操作規(guī)程，教學(xué)中，一定要把安全放在生產(chǎn)的首位 讓學(xué)生認(rèn)識到安全文明生產(chǎn)是未來幸福生活的根本前提和保障。面對高速運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)床，稍不小心就會發(fā)生人傷機(jī)損的安全事故，所以操作者必須掌握好數(shù)控機(jī)床的性能，精心操作。一方面要管好、用好和維護(hù)好數(shù)控車床，另一方面還必須養(yǎng)成文明生產(chǎn)的良好習(xí)慣和嚴(yán)謹(jǐn)負(fù)責(zé)的工作作風(fēng)，不斷培養(yǎng)較好的職業(yè)素質(zhì)。

2 利用數(shù)控仿真系統(tǒng)，使學(xué)生在虛擬環(huán)境中了解數(shù)控加工技術(shù)

同數(shù)控機(jī)床操作系統(tǒng)一樣，數(shù)控加工仿真系統(tǒng)也是用了相同的面板與按鍵功能，沒有任何安全隱患，學(xué)生因此能夠大膽地去練習(xí)。同時，現(xiàn)代的數(shù)控加工仿真軟件還可以實現(xiàn)以下兩方面的功能：①模擬演示功能；②程序自診斷功能。一方面，能夠自動地檢測學(xué)生編制的數(shù)控程序，詳細(xì)地指出錯誤的原因所在；另一方面，能夠?qū)崿F(xiàn)三維測量功能，這在真實設(shè)備上是不能達(dá)到的。這樣一來，不但讓學(xué)生相對完整的掌握了操作技術(shù)的知識，而且也鍛煉了他們的膽量，加強(qiáng)了他們的信心。

3 妥善安排實訓(xùn)步驟，減少學(xué)習(xí)“彎路”

目前，數(shù)控車床的種類可謂琳瑯滿目，有著不同的結(jié)構(gòu)、性能以及操作系統(tǒng)。尤其是不同的車床，其控制面板也是不一樣的，其也有著不完全一樣的G代碼與M代碼（輔助功能），更有甚者，完全不一樣。因此，第一步，在實訓(xùn)過程中，一定先讓學(xué)生對于所要操作的車床結(jié)構(gòu)有一定的了解，熟悉諸如操作系統(tǒng)和控制面板等方面的性能。第二步，給學(xué)生一些模型零件（圓弧等）的加工程序，學(xué)生依據(jù)此進(jìn)行輸入，進(jìn)而在教師的指導(dǎo)下進(jìn)行加工，學(xué)生不僅深層次的了解到了車床的性能，以及操作的規(guī)程，同時也消除了在操作時的畏懼心理，加強(qiáng)了信心。第三步，先讓學(xué)生查看一些簡單零件的圖紙，讓他們知道所要操作的內(nèi)容以及技術(shù)要求，以此為基礎(chǔ)去明確加工的方案，組織加工的程序；思考諸如明確切削用量、定位零件以及選擇刀具等等諸多問題，然后對加工程序單進(jìn)行手工編寫，檢修加工程序，對程序說明卡和走刀路線圖等技術(shù)文件進(jìn)行編制。第四步在實訓(xùn)教師在場的情況下按照自己所編工藝路線上車獨自加工完成零件。第五步按照考級要求讓學(xué)生熟練掌握各類G代碼、M指令等功能以及切削要素的內(nèi)涵并能恰當(dāng)選用。加工先從軸類零件、盤類零件、內(nèi)外螺紋零件開始訓(xùn)練，等這些熟練后嘗試加工中等復(fù)雜零件，如車制機(jī)床主軸（要求采用粗切循環(huán)功能）、車制內(nèi)外球面（要求采用刀尖圓弧半徑補(bǔ)償功能，并且球面的位置度不大于0.04mm）、車制蝸桿以及多頭螺紋（要求采用子程序功能，并符合圖樣要求），最后再練習(xí)一兩次較高難度結(jié)構(gòu)復(fù)雜零件的加工，鍛煉學(xué)生獨立思考能力，充分挖掘?qū)W生潛能，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。

4 重視學(xué)生個體差異，注意因材施教

在實施教學(xué)的過程中，我們一方面應(yīng)按照學(xué)生的心理和生理特征，另一方面還要根據(jù)他們的個性，因材施教，增強(qiáng)學(xué)生實際操作的能力。對于某些在掌握操作技術(shù)能力方面不是很快的學(xué)生來講，教師要對操作技術(shù)進(jìn)行認(rèn)真地講解，幫助他們在理解這些操作技術(shù)的基礎(chǔ)上領(lǐng)會其中的內(nèi)在含義，進(jìn)而培養(yǎng)這些學(xué)生的動手能力，使他們盡快地跟上全班學(xué)生的操作進(jìn)度，教師最終達(dá)到教學(xué)目標(biāo)。我們以在加工的時候，有關(guān)刀尖圓弧半徑補(bǔ)償?shù)氖褂梅椒槔?，理解能力不是太好的學(xué)生在編程的過程對刀補(bǔ)的內(nèi)含無法理解，因此，總是忽略去思考這個問題。針對這種情況，筆者就專門地繪制了在加工時候的模擬圖紙，使學(xué)生清楚地知道在數(shù)控加工的過程中，都是依據(jù)零件的輪廓來進(jìn)行的編程。由于刀具有特定的半徑，刀具中心運(yùn)動的軌跡是偏移輪廓一個刀具半徑值加上刀具磨損以及加工余量，而不等于我們需要加工店零件的實際輪廓。因此，在加工外輪廓的時候，應(yīng)使刀具中心偏移零件的外輪廓表面一個刀具半徑值；在進(jìn)行內(nèi)輪廓加工時，應(yīng)使刀具中心偏移零件內(nèi)輪廓表面一個半徑值。通過這樣解釋，學(xué)生就清楚了刀補(bǔ)的含義以及它的重要性。然而，對于在是操作過程中，理解能力強(qiáng)，能夠良好賬務(wù)操作技能的學(xué)生來講，筆者在教學(xué)過程中也會增加適當(dāng)?shù)膶嵙?xí)件的難度，合理地改變一些教學(xué)內(nèi)容，進(jìn)而使這些學(xué)生有更高的操作技能水平。

總之，在數(shù)控車工實訓(xùn)教學(xué)中，實訓(xùn)教師應(yīng)注意學(xué)生興趣的啟發(fā)與引導(dǎo)，注重學(xué)生文明生產(chǎn)和安全操作習(xí)慣的培養(yǎng)，精心設(shè)計安排實訓(xùn)內(nèi)容，更快更好地達(dá)到實訓(xùn)目的，充分挖掘?qū)W生獨立思考問題和解決問題的潛力，以適應(yīng)現(xiàn)代企業(yè)對數(shù)控技工的要求。

參考文獻(xiàn)：

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篇6

關(guān)鍵詞：數(shù)控技術(shù) 發(fā)展 應(yīng)用

裝備工業(yè)的技術(shù)水平和現(xiàn)代化程度決定著整個國民經(jīng)濟(jì)的水平和現(xiàn)代化程度，數(shù)控技術(shù)及裝備是發(fā)展新興高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和尖端工業(yè)（如信息技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)、生物技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)、航空、航天等國防工業(yè)產(chǎn)業(yè)）的使能技術(shù)和最基本的裝備。馬克思曾經(jīng)說過“各種經(jīng)濟(jì)時代的區(qū)別，不在于生產(chǎn)什么，而在于怎樣生產(chǎn)，用什么勞動資料生產(chǎn)”。制造技術(shù)和裝備就是人類生產(chǎn)活動的最基本的生產(chǎn)資料，而數(shù)控技術(shù)又是當(dāng)今先進(jìn)制造技術(shù)和裝備最核心的技術(shù)。當(dāng)今世界各國制造業(yè)廣泛采用數(shù)控技術(shù)，以提高制造能力和水平，提高對動態(tài)多變市場的適應(yīng)能力和競爭能力。此外世界上各工業(yè)發(fā)達(dá)國家還將數(shù)控技術(shù)及數(shù)控裝備列為國家的戰(zhàn)略物資，不僅采取重大措施來發(fā)展自己的數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)，而且在“高精尖”數(shù)控關(guān)鍵技術(shù)和裝備方面對我國實行封鎖和限制政策?？傊罅Πl(fā)展以數(shù)控技術(shù)為核心的先進(jìn)制造技術(shù)已成為世界各發(fā)達(dá)國家加速經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提高綜合國力和國家地位的重要途徑。

數(shù)控技術(shù)是用數(shù)字信息對機(jī)械運(yùn)動和工作過程進(jìn)行控制的技術(shù)，數(shù)控裝備是以數(shù)控技術(shù)為代表的新技術(shù)對傳統(tǒng)制造產(chǎn)業(yè)和新興制造業(yè)的滲透形成的機(jī)電一體化產(chǎn)品，即所謂的數(shù)字化裝備，其技術(shù)范圍覆蓋很多領(lǐng)域：(1)機(jī)械制造技術(shù)；(2)信息處理、加工、傳輸技術(shù)；(3)自動控制技術(shù)；(4)伺服驅(qū)動技術(shù)；(5)傳感器技術(shù)；(6)軟件技術(shù)等。

一、數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢

數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征，而且隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，他對國計民生的一些重要行業(yè)（it、汽車、輕工、醫(yī)療等）的發(fā)展起著越來越重要的作用，因為這些行業(yè)所需裝備的數(shù)字化已是現(xiàn)展的大趨勢。從目前世界上數(shù)控技術(shù)及其裝備發(fā)展的趨勢來看，其主要研究熱點有以下幾個方面［1～4］。

1、 高速、高精加工技術(shù)及裝備的新趨勢

效率、質(zhì)量是先進(jìn)制造技術(shù)的主體。高速、高精加工技術(shù)可極大地提高效率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，縮短生產(chǎn)周期和提高市場競爭能力。為此日本先端技術(shù)研究會將其列為5大現(xiàn)代制造技術(shù)之一，國際生產(chǎn)工程學(xué)會（cirp）將其確定為21世紀(jì)的中心研究方向之一。

在轎車工業(yè)領(lǐng)域，年產(chǎn)30萬輛的生產(chǎn)節(jié)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(yè)領(lǐng)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(jìn)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(jī)翼、機(jī)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(lián)結(jié)方式拼裝，使構(gòu)件的強(qiáng)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(jìn)給速度可達(dá)80m/min，甚至更高，空運(yùn)行速度可達(dá)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(jīng)采用以高速加工中心組成的生產(chǎn)線部分替代組合機(jī)床。美國cincinnati公司的hypermach機(jī)床進(jìn)給速度最大達(dá)60m/min，快速為100m/min，加速度達(dá)2g，主軸轉(zhuǎn)速已達(dá)60 000r/min。加工一薄壁飛機(jī)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(dá)12*!000r/mm和1g。

在加工精度方面，近10年來，普通級數(shù)控機(jī)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(jìn)入納米級(0.01μm)。

在可靠性方面，國外數(shù)控裝置的mtbf值已達(dá)6 000h以上，伺服系統(tǒng)的mtbf值達(dá)到30000h以上，表現(xiàn)出非常高的可靠性。

為了實現(xiàn)高速、高精加工，與之配套的功能部件如電主軸、直線電機(jī)得到了快速的發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步擴(kuò)大。

2、軸聯(lián)動加工和復(fù)合加工機(jī)床快速發(fā)展

采用5軸聯(lián)動對三維曲面零件的加工，可用刀具最佳幾何形狀進(jìn)行切削，不僅光潔度高，而且效率也大幅度提高。一般認(rèn)為，1臺5軸聯(lián)動機(jī)床的效率可以等于2臺3軸聯(lián)動機(jī)床，特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進(jìn)行高速銑削淬硬鋼零件時，5軸聯(lián)動加工可比3軸聯(lián)動加工發(fā)揮更高的效益。但過去因5軸聯(lián)動數(shù)控系統(tǒng)、主機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜等原因，其價格要比3軸聯(lián)動數(shù)控機(jī)床高出數(shù)倍，加之編程技術(shù)難度較大，制約了5軸聯(lián)動機(jī)床的發(fā)展。

當(dāng)前由于電主軸的出現(xiàn)，使得實現(xiàn)5軸聯(lián)動加工的復(fù)合主軸頭結(jié)構(gòu)大為簡化，其制造難度和成本大幅度降低，數(shù)控系統(tǒng)的價格差距縮小。因此促進(jìn)了復(fù)合主軸頭類型5軸聯(lián)動機(jī)床和復(fù)合加工機(jī)床（含5面加工機(jī)床）的發(fā)展。

在emo2001展會上，新日本工機(jī)的5面加工機(jī)床采用復(fù)合主軸頭，可實現(xiàn)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(jī)床上實現(xiàn)，還可實現(xiàn)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(lián)動加工，可由cnc系統(tǒng)控制或cad/cam直接或間接控制。

3、智能化、開放式、網(wǎng)絡(luò)化成為當(dāng)代數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢

21世紀(jì)的數(shù)控裝備將是具有一定智能化的系統(tǒng)，智能化的內(nèi)容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各個方面：為追求加工效率和加工質(zhì)量方面的智能化，如加工過程的自適應(yīng)控制，工藝參數(shù)自動生成；為提高驅(qū)動性能及使用連接方便的智能化，如前饋控制、電機(jī)參數(shù)的自適應(yīng)運(yùn)算、自動識別負(fù)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(jī)界面等；還有智能診斷、智能監(jiān)控方面的內(nèi)容、方便系統(tǒng)的診斷及維修等。

為解決傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)封閉性和數(shù)控應(yīng)用軟件的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)存在的問題。目前許多國家對開放式數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行研究，如美國的ngc(the next generation work-station/machine control)、歐共體的osaca(open system architecture for control within automation systems)、日本的osec(open system environment for controller)，中國的onc(open numerical control system)等。數(shù)控系統(tǒng)開放化已經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)的未來之路。所謂開放式數(shù)控系統(tǒng)就是數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)可以在統(tǒng)一的運(yùn)行平臺上，面向機(jī)床廠家和最終用戶，通過改變、增加或剪裁結(jié)構(gòu)對象（數(shù)控功能），形成系列化，并可方便地將用戶的特殊應(yīng)用和技術(shù)訣竅集成到控制系統(tǒng)中，快速實現(xiàn)不同品種、不同檔次的開放式數(shù)控系統(tǒng)，形成具有鮮明個性的名牌產(chǎn)品。目前開放式數(shù)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)規(guī)范、通信規(guī)范、配置規(guī)范、運(yùn)行平臺、數(shù)控系統(tǒng)功能庫以及數(shù)控系統(tǒng)功能軟件開發(fā)工具等是當(dāng)前研究的核心。

網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控裝備是近兩年國際著名機(jī)床博覽會的一個新亮點。數(shù)控裝備的網(wǎng)絡(luò)化將極大地滿足生產(chǎn)線、制造系統(tǒng)、制造企業(yè)對信息集成的需求，也是實現(xiàn)新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業(yè)、全球制造的基礎(chǔ)單元。國內(nèi)外一些著名數(shù)控機(jī)床和數(shù)控系統(tǒng)制造公司都在近兩年推出了相關(guān)的新概念和樣機(jī)，如在emo2001展中，日本山崎馬扎克（mazak)公司展出的“cyberproduction center”（智能生產(chǎn)控制中心，簡稱cpc)；日本大隈（okuma）機(jī)床公司展出“it plaza”（信息技術(shù)廣場，簡稱it廣場)；德國西門子(siemens)公司展出的open manufacturing environment（開放制造環(huán)境，簡稱ome）等，反映了數(shù)控機(jī)床加工向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展的趨勢。

二、 對我國數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基本估計 我國數(shù)控技術(shù)起步于1958年，近50年的發(fā)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(fā)展階段。在此階段，由于國外的技術(shù)封鎖和我國的基礎(chǔ)條件的限制，數(shù)控技術(shù)的發(fā)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(jìn)技術(shù)，消化吸收，初步建立起國產(chǎn)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(fā)環(huán)境和國際環(huán)境的改善，我國數(shù)控技術(shù)的研究、開發(fā)以及在產(chǎn)品的國產(chǎn)化方面都取得了長足的進(jìn)步。第三階段是在國家的“八五”的后期和“九五”期間，即實施產(chǎn)業(yè)化的研究，進(jìn)入市場競爭階段。在此階段，我國國產(chǎn)數(shù)控裝備的產(chǎn)業(yè)化取得了實質(zhì)性進(jìn)步。在“九五”末期，國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的國內(nèi)市場占有率達(dá)50％，配國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)（普及型）也達(dá)到了10％。

縱觀我國數(shù)控技術(shù)近50年的發(fā)展歷程，特別是經(jīng)過4個5年計劃的攻關(guān)，總體來看取得了以下成績。

1、奠定了數(shù)控技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)，基本掌握了現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)。我國現(xiàn)在已基本掌握了從數(shù)控系統(tǒng)、伺服驅(qū)動、數(shù)控主機(jī)、專機(jī)及其配套件的基礎(chǔ)技術(shù)，其中大部分技術(shù)已具備進(jìn)行商品化開發(fā)的基礎(chǔ)，部分技術(shù)已商品化、產(chǎn)業(yè)化。

2、初步形成了數(shù)控產(chǎn)業(yè)基地。在攻關(guān)成果和部分技術(shù)商品化的基礎(chǔ)上，建立了諸如華中數(shù)控、航天數(shù)控等具有批量生產(chǎn)能力的數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠。蘭州電機(jī)廠、華中數(shù)控等一批伺服系統(tǒng)和伺服電機(jī)生產(chǎn)廠以及北京第一機(jī)床廠、濟(jì)南第一機(jī)床廠等若干數(shù)控主機(jī)生產(chǎn)廠。這些生產(chǎn)廠基本形成了我國的數(shù)控產(chǎn)業(yè)基地。

3、建立了一支數(shù)控研究、開發(fā)、管理人才的基本隊伍。

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

a.技術(shù)水平上，與國外先進(jìn)水平大約落后10～15年，在高精尖技術(shù)方面則更大。

b.產(chǎn)業(yè)化水平上，市場占有率低，品種覆蓋率小，還沒有形成規(guī)模生產(chǎn)；功能部件專業(yè)化生產(chǎn)水平及成套能力較低；外觀質(zhì)量相對差；可靠性不高，商品化程度不足；國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)尚未建立自己的品牌效應(yīng)，用戶信心不足。

c.可持續(xù)發(fā)展的能力上，對競爭前數(shù)控技術(shù)的研究開發(fā)、工程化能力較弱；數(shù)控技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域拓展力度不強(qiáng)；相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)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(rèn)識方面。對國產(chǎn)數(shù)控產(chǎn)業(yè)進(jìn)程艱巨性、復(fù)雜性和長期性的特點認(rèn)識不足；對市場的不規(guī)范、國外的封鎖加扼殺、體制等困難估計不足；對我國數(shù)控技術(shù)應(yīng)用水平及能力分析不夠。

b.體系方面。從技術(shù)的角度關(guān)注數(shù)控產(chǎn)業(yè)化問題的時候多，從系統(tǒng)的、產(chǎn)業(yè)鏈的角度綜合考慮數(shù)控產(chǎn)業(yè)化問題的時候少；沒有建立完整的高質(zhì)量的配套體系、完善的培訓(xùn)、服務(wù)網(wǎng)絡(luò)等支撐體系。

c.機(jī)制方面。不良機(jī)制造成人才流失，又制約了技術(shù)及技術(shù)路線創(chuàng)新、產(chǎn)品創(chuàng)新，且制約了規(guī)劃的有效實施，往往規(guī)劃理想，實施困難。

d.技術(shù)方面。企業(yè)在技術(shù)方面自主創(chuàng)新能力不強(qiáng)，核心技術(shù)的工程化能力不強(qiáng)。機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)落后，水平較低，數(shù)控系統(tǒng)新標(biāo)準(zhǔn)研究不夠。

三、 對我國數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的戰(zhàn)略思考

1、 戰(zhàn)略考慮

我國是制造大國，在世界產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移中要盡量接受前端而不是后端的轉(zhuǎn)移，即要掌握先進(jìn)制造核心技術(shù)，否則在新一輪國際產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整中，我國制造業(yè)將進(jìn)一步“空芯”。我們以資源、環(huán)境、市場為代價，交換得到的可能僅僅是世界新經(jīng)濟(jì)格局中的國際“加工中心”和“組裝中心”，而非掌握核心技術(shù)的制造中心的地位，這樣將會嚴(yán)重影響我國現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展進(jìn)程。

我們應(yīng)站在國家安全戰(zhàn)略的高度來重視數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)業(yè)問題，首先從社會安全看，因為制造業(yè)是我國就業(yè)人口最多的行業(yè)，制造業(yè)發(fā)展不僅可提高人民的生活水平，而且還可緩解我國就業(yè)的壓力，保障社會的穩(wěn)定；其次從國防安全看，西方發(fā)達(dá)國家把高精尖數(shù)控產(chǎn)品都列為國家的戰(zhàn)略物質(zhì)，對我國實現(xiàn)禁運(yùn)和限制，“東芝事件”和“考克斯報告”就是最好的例證。

2、 發(fā)展策略

從我國基本國情的角度出發(fā)，以國家的戰(zhàn)略需求和國民經(jīng)濟(jì)的市場需求為導(dǎo)向，以提高我國制造裝備業(yè)綜合競爭能力和產(chǎn)業(yè)化水平為目標(biāo)，用系統(tǒng)的方法，選擇能夠主導(dǎo)21世紀(jì)初期我國制造裝備業(yè)發(fā)展升級的關(guān)鍵技術(shù)以及支持產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的支撐技術(shù)、配套技術(shù)作為研究開發(fā)的內(nèi)容，實現(xiàn)制造裝備業(yè)的跨躍式發(fā)展。

強(qiáng)調(diào)市場需求為導(dǎo)向，即以數(shù)控終端產(chǎn)品為主，以整機(jī)（如量大面廣的數(shù)控車床、銑床、高速高精高性能數(shù)控機(jī)床、典型數(shù)字化機(jī)械、重點行業(yè)關(guān)鍵設(shè)備等）帶動數(shù)控產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。重點解決數(shù)控系統(tǒng)和相關(guān)功能部件（數(shù)字化伺服系統(tǒng)與電機(jī)、高速電主軸系統(tǒng)和新型裝備的附件等）的可靠性和生產(chǎn)規(guī)模問題。沒有規(guī)模就不會有高可靠性的產(chǎn)品；沒有規(guī)模就不會有價格低廉而富有競爭力的產(chǎn)品；當(dāng)然，沒有規(guī)模中國的數(shù)控裝備最終難以有出頭之日。

在高精尖裝備研發(fā)方面，要強(qiáng)調(diào)產(chǎn)、學(xué)、研以及最終用戶的緊密結(jié)合，以“做得出、用得上、賣得掉”為目標(biāo)，按國家意志實施攻關(guān)，以解決國家之急需。

在競爭前數(shù)控技術(shù)方面，強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新，強(qiáng)調(diào)研究開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)和產(chǎn)品，為我國數(shù)控產(chǎn)業(yè)、裝備制造業(yè)乃至整個制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

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Abstract:NCintoday''''''''sworldoftechnologyandequipmentandthedevelopmenttrendofChina''''''''sCNCequipmentandtechnologydevelopmentandindustrializationofthestatusquoonthebasisofwhichdiscussedChina''''''''saccessiontotheWTOandopeningtotheoutsideworldtofurtherdeepenthenewenvironment,thedevelopmentofourcountryNumericalcontroltechnologyandequipmenttoraisethelevelofChina''''''''sinformationindustryandtheimportanceofinternationalcompetitiveness,andtwolevelsofstrategyandtacticsputforwardthedevelopmentofChina''''''''sCNCtechnologyandequipmentofafewpoints.

裝備工業(yè)的技術(shù)水平和現(xiàn)代化程度決定著整個國民經(jīng)濟(jì)的水平和現(xiàn)代化程度，數(shù)控技術(shù)及裝備是發(fā)展新興高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和尖端工業(yè)（如信息技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)、生物技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)、航空、航天等國防工業(yè)產(chǎn)業(yè)）的使能技術(shù)和最基本的裝備。馬克思曾經(jīng)說過“各種經(jīng)濟(jì)時代的區(qū)別，不在于生產(chǎn)什么，而在于怎樣生產(chǎn)，用什么勞動資料生產(chǎn)”。制造技術(shù)和裝備就是人類生產(chǎn)活動的最基本的生產(chǎn)資料，而數(shù)控技術(shù)又是當(dāng)今先進(jìn)制造技術(shù)和裝備最核心的技術(shù)。當(dāng)今世界各國制造業(yè)廣泛采用數(shù)控技術(shù)，以提高制造能力和水平，提高對動態(tài)多變市場的適應(yīng)能力和競爭能力。此外世界上各工業(yè)發(fā)達(dá)國家還將數(shù)控技術(shù)及數(shù)控裝備列為國家的戰(zhàn)略物資，不僅采取重大措施來發(fā)展自己的數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)，而且在“高精尖”數(shù)控關(guān)鍵技術(shù)和裝備方面對我國實行封鎖和限制政策?？傊?，大力發(fā)展以數(shù)控技術(shù)為核心的先進(jìn)制造技術(shù)已成為世界各發(fā)達(dá)國家加速經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提高綜合國力和國家地位的重要途徑。

數(shù)控技術(shù)是用數(shù)字信息對機(jī)械運(yùn)動和工作過程進(jìn)行控制的技術(shù)，數(shù)控裝備是以數(shù)控技術(shù)為代表的新技術(shù)對傳統(tǒng)制造產(chǎn)業(yè)和新興制造業(yè)的滲透形成的機(jī)電一體化產(chǎn)品，即所謂的數(shù)字化裝備，其技術(shù)范圍覆蓋很多領(lǐng)域：(1)機(jī)械制造技術(shù)；(2)信息處理、加工、傳輸技術(shù)；(3)自動控制技術(shù)；(4)伺服驅(qū)動技術(shù)；(5)傳感器技術(shù)；(6)軟件技術(shù)等。

1數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢

數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征，而且隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，他對國計民生的一些重要行業(yè)（IT、汽車、輕工、醫(yī)療等）的發(fā)展起著越來越重要的作用，因為這些行業(yè)所需裝備的數(shù)字化已是現(xiàn)展的大趨勢。從目前世界上數(shù)控技術(shù)及其裝備發(fā)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(shù)及裝備的新趨勢

效率、質(zhì)量是先進(jìn)制造技術(shù)的主體。高速、高精加工技術(shù)可極大地提高效率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，縮短生產(chǎn)周期和提高市場競爭能力。為此日本先端技術(shù)研究會將其列為5大現(xiàn)代制造技術(shù)之一，國際生產(chǎn)工程學(xué)會（CIRP）將其確定為21世紀(jì)的中心研究方向之一。

在轎車工業(yè)領(lǐng)域，年產(chǎn)30萬輛的生產(chǎn)節(jié)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(yè)領(lǐng)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(jìn)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(jī)翼、機(jī)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(lián)結(jié)方式拼裝，使構(gòu)件的強(qiáng)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(jìn)給速度可達(dá)80m/min，甚至更高，空運(yùn)行速度可達(dá)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(jīng)采用以高速加工中心組成的生產(chǎn)線部分替代組合機(jī)床。美國CINCINNATI公司的HyperMach機(jī)床進(jìn)給速度最大達(dá)60m/min，快速為100m/min，加速度達(dá)2g，主軸轉(zhuǎn)速已達(dá)60000r/min。加工一薄壁飛機(jī)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(dá)12*!000r/mm和1g。

在加工精度方面，近10年來，普通級數(shù)控機(jī)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(jìn)入納米級(0.01μm)。

在可靠性方面，國外數(shù)控裝置的MTBF值已達(dá)6000h以上，伺服系統(tǒng)的MTBF值達(dá)到30000h以上，表現(xiàn)出非常高的可靠性。

為了實現(xiàn)高速、高精加工，與之配套的功能部件如電主軸、直線電機(jī)得到了快速的發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步擴(kuò)大。

1.25軸聯(lián)動加工和復(fù)合加工機(jī)床快速發(fā)展

采用5軸聯(lián)動對三維曲面零件的加工，可用刀具最佳幾何形狀進(jìn)行切削，不僅光潔度高，而且效率也大幅度提高。一般認(rèn)為，1臺5軸聯(lián)動機(jī)床的效率可以等于2臺3軸聯(lián)動機(jī)床，特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進(jìn)行高速銑削淬硬鋼零件時，5軸聯(lián)動加工可比3軸聯(lián)動加工發(fā)揮更高的效益。但過去因5軸聯(lián)動數(shù)控系統(tǒng)、主機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜等原因，其價格要比3軸聯(lián)動數(shù)控機(jī)床高出數(shù)倍，加之編程技術(shù)難度較大，制約了5軸聯(lián)動機(jī)床的發(fā)展。

當(dāng)前由于電主軸的出現(xiàn)，使得實現(xiàn)5軸聯(lián)動加工的復(fù)合主軸頭結(jié)構(gòu)大為簡化，其制造難度和成本大幅度降低，數(shù)控系統(tǒng)的價格差距縮小。因此促進(jìn)了復(fù)合主軸頭類型5軸聯(lián)動機(jī)床和復(fù)合加工機(jī)床（含5面加工機(jī)床）的發(fā)展。

在EMO2001展會上，新日本工機(jī)的5面加工機(jī)床采用復(fù)合主軸頭，可實現(xiàn)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(jī)床上實現(xiàn)，還可實現(xiàn)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(lián)動加工，可由CNC系統(tǒng)控制或CAD/CAM直接或間接控制。

1.3智能化、開放式、網(wǎng)絡(luò)化成為當(dāng)代數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢

21世紀(jì)的數(shù)控裝備將是具有一定智能化的系統(tǒng)，智能化的內(nèi)容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各個方面：為追求加工效率和加工質(zhì)量方面的智能化，如加工過程的自適應(yīng)控制，工藝參數(shù)自動生成；為提高驅(qū)動性能及使用連接方便的智能化，如前饋控制、電機(jī)參數(shù)的自適應(yīng)運(yùn)算、自動識別負(fù)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(jī)界面等；還有智能診斷、智能監(jiān)控方面的內(nèi)容、方便系統(tǒng)的診斷及維修等。

為解決傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)封閉性和數(shù)控應(yīng)用軟件的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)存在的問題。目前許多國家對開放式數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)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(shù)控系統(tǒng)開放化已經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)的未來之路。所謂開放式數(shù)控系統(tǒng)就是數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)可以在統(tǒng)一的運(yùn)行平臺上，面向機(jī)床廠家和最終用戶，通過改變、增加或剪裁結(jié)構(gòu)對象（數(shù)控功能），形成系列化，并可方便地將用戶的特殊應(yīng)用和技術(shù)訣竅集成到控制系統(tǒng)中，快速實現(xiàn)不同品種、不同檔次的開放式數(shù)控系統(tǒng)，形成具有鮮明個性的名牌產(chǎn)品。目前開放式數(shù)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)規(guī)范、通信規(guī)范、配置規(guī)范、運(yùn)行平臺、數(shù)控系統(tǒng)功能庫以及數(shù)控系統(tǒng)功能軟件開發(fā)工具等是當(dāng)前研究的核心。

網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控裝備是近兩年國際著名機(jī)床博覽會的一個新亮點。數(shù)控裝備的網(wǎng)絡(luò)化將極大地滿足生產(chǎn)線、制造系統(tǒng)、制造企業(yè)對信息集成的需求，也是實現(xiàn)新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業(yè)、全球制造的基礎(chǔ)單元。國內(nèi)外一些著名數(shù)控機(jī)床和數(shù)控系統(tǒng)制造公司都在近兩年推出了相關(guān)的新概念和樣機(jī)，如在EMO2001展中，日本山崎馬扎克（Mazak)公司展出的“CyberProductionCenter”（智能生產(chǎn)控制中心，簡稱CPC)；日本大隈（Okuma）機(jī)床公司展出“ITplaza”（信息技術(shù)廣場，簡稱IT廣場)；德國西門子(Siemens)公司展出的OpenManufacturingEnvironment（開放制造環(huán)境，簡稱OME）等，反映了數(shù)控機(jī)床加工向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展的趨勢。

1.4重視新技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的建立

1.4.1關(guān)于數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計開發(fā)規(guī)范

如前所述，開放式數(shù)控系統(tǒng)有更好的通用性、柔性、適應(yīng)性、擴(kuò)展性，美國、歐共體和日本等國紛紛實施戰(zhàn)略發(fā)展計劃，并進(jìn)行開放式體系結(jié)構(gòu)數(shù)控系統(tǒng)規(guī)范(OMAC、OSACA、OSEC)的研究和制定，世界3個最大的經(jīng)濟(jì)體在短期內(nèi)進(jìn)行了幾乎相同的科學(xué)計劃和規(guī)范的制定，預(yù)示了數(shù)控技術(shù)的一個新的變革時期的來臨。我國在2000年也開始進(jìn)行中國的ONC數(shù)控系統(tǒng)的規(guī)范框架的研究和制定。

1.4.2關(guān)于數(shù)控標(biāo)準(zhǔn)

數(shù)控標(biāo)準(zhǔn)是制造業(yè)信息化發(fā)展的一種趨勢。數(shù)控技術(shù)誕生后的50年間的信息交換都是基于ISO6983標(biāo)準(zhǔn)，即采用G，M代碼描述如何（how）加工，其本質(zhì)特征是面向加工過程，顯然，他已越來越不能滿足現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)高速發(fā)展的需要。為此，國際上正在研究和制定一種新的CNC系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)ISO14649（STEP－NC)，其目的是提供一種不依賴于具體系統(tǒng)的中性機(jī)制，能夠描述產(chǎn)品整個生命周期內(nèi)的統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型，從而實現(xiàn)整個制造過程，乃至各個工業(yè)領(lǐng)域產(chǎn)品信息的標(biāo)準(zhǔn)化。

STEP-NC的出現(xiàn)可能是數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域的一次革命，對于數(shù)控技術(shù)的發(fā)展乃至整個制造業(yè)，將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。首先，STEP-NC提出一種嶄新的制造理念，傳統(tǒng)的制造理念中，NC加工程序都集中在單個計算機(jī)上。而在新標(biāo)準(zhǔn)下，NC程序可以分散在互聯(lián)網(wǎng)上，這正是數(shù)控技術(shù)開放式、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展的方向。其次，STEP-NC數(shù)控系統(tǒng)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(fā)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(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)。美國的STEPTools公司是全球范圍內(nèi)制造業(yè)數(shù)據(jù)交換軟件的開發(fā)者，他已經(jīng)開發(fā)了用作數(shù)控機(jī)床加工信息交換的超級模型(SuperModel)，其目標(biāo)是用統(tǒng)一的規(guī)范描述所有加工過程。目前這種新的數(shù)據(jù)交換格式已經(jīng)在配備了SIEMENS、FIDIA以及歐洲OSACA-NC數(shù)控系統(tǒng)的原型樣機(jī)上進(jìn)行了驗證。

2對我國數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基本估計

我國數(shù)控技術(shù)起步于1958年，近50年的發(fā)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(fā)展階段。在此階段，由于國外的技術(shù)封鎖和我國的基礎(chǔ)條件的限制，數(shù)控技術(shù)的發(fā)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(jìn)技術(shù)，消化吸收，初步建立起國產(chǎn)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(fā)環(huán)境和國際環(huán)境的改善，我國數(shù)控技術(shù)的研究、開發(fā)以及在產(chǎn)品的國產(chǎn)化方面都取得了長足的進(jìn)步。第三階段是在國家的“八五”的后期和“九五”期間，即實施產(chǎn)業(yè)化的研究，進(jìn)入市場競爭階段。在此階段，我國國產(chǎn)數(shù)控裝備的產(chǎn)業(yè)化取得了實質(zhì)性進(jìn)步。在“九五”末期，國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的國內(nèi)市場占有率達(dá)50％，配國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)（普及型）也達(dá)到了10％。

縱觀我國數(shù)控技術(shù)近50年的發(fā)展歷程，特別是經(jīng)過4個5年計劃的攻關(guān)，總體來看取得了以下成績。

a.奠定了數(shù)控技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)，基本掌握了現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)。我國現(xiàn)在已基本掌握了從數(shù)控系統(tǒng)、伺服驅(qū)動、數(shù)控主機(jī)、專機(jī)及其配套件的基礎(chǔ)技術(shù)，其中大部分技術(shù)已具備進(jìn)行商品化開發(fā)的基礎(chǔ)，部分技術(shù)已商品化、產(chǎn)業(yè)化。

b.初步形成了數(shù)控產(chǎn)業(yè)基地。在攻關(guān)成果和部分技術(shù)商品化的基礎(chǔ)上，建立了諸如華中數(shù)控、航天數(shù)控等具有批量生產(chǎn)能力的數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠。蘭州電機(jī)廠、華中數(shù)控等一批伺服系統(tǒng)和伺服電機(jī)生產(chǎn)廠以及北京第一機(jī)床廠、濟(jì)南第一機(jī)床廠等若干數(shù)控主機(jī)生產(chǎn)廠。這些生產(chǎn)廠基本形成了我國的數(shù)控產(chǎn)業(yè)基地。

c.建立了一支數(shù)控研究、開發(fā)、管理人才的基本隊伍。

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

a.技術(shù)水平上，與國外先進(jìn)水平大約落后10～15年，在高精尖技術(shù)方面則更大。

b.產(chǎn)業(yè)化水平上，市場占有率低，品種覆蓋率小，還沒有形成規(guī)模生產(chǎn)；功能部件專業(yè)化生產(chǎn)水平及成套能力較低；外觀質(zhì)量相對差；可靠性不高，商品化程度不足；國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)尚未建立自己的品牌效應(yīng)，用戶信心不足。

c.可持續(xù)發(fā)展的能力上，對競爭前數(shù)控技術(shù)的研究開發(fā)、工程化能力較弱；數(shù)控技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域拓展力度不強(qiáng)；相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)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(rèn)識方面。對國產(chǎn)數(shù)控產(chǎn)業(yè)進(jìn)程艱巨性、復(fù)雜性和長期性的特點認(rèn)識不足；對市場的不規(guī)范、國外的封鎖加扼殺、體制等困難估計不足；對我國數(shù)控技術(shù)應(yīng)用水平及能力分析不夠。

b.體系方面。從技術(shù)的角度關(guān)注數(shù)控產(chǎn)業(yè)化問題的時候多，從系統(tǒng)的、產(chǎn)業(yè)鏈的角度綜合考慮數(shù)控產(chǎn)業(yè)化問題的時候少；沒有建立完整的高質(zhì)量的配套體系、完善的培訓(xùn)、服務(wù)網(wǎng)絡(luò)等支撐體系。

c.機(jī)制方面。不良機(jī)制造成人才流失，又制約了技術(shù)及技術(shù)路線創(chuàng)新、產(chǎn)品創(chuàng)新，且制約了規(guī)劃的有效實施，往往規(guī)劃理想，實施困難。

d.技術(shù)方面。企業(yè)在技術(shù)方面自主創(chuàng)新能力不強(qiáng)，核心技術(shù)的工程化能力不強(qiáng)。機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)落后，水平較低，數(shù)控系統(tǒng)新標(biāo)準(zhǔn)研究不夠。

3對我國數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的戰(zhàn)略思考

3.1戰(zhàn)略考慮

我國是制造大國，在世界產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移中要盡量接受前端而不是后端的轉(zhuǎn)移，即要掌握先進(jìn)制造核心技術(shù)，否則在新一輪國際產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整中，我國制造業(yè)將進(jìn)一步“空芯”。我們以資源、環(huán)境、市場為代價，交換得到的可能僅僅是世界新經(jīng)濟(jì)格局中的國際“加工中心”和“組裝中心”，而非掌握核心技術(shù)的制造中心的地位，這樣將會嚴(yán)重影響我國現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展進(jìn)程。

我們應(yīng)站在國家安全戰(zhàn)略的高度來重視數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)業(yè)問題，首先從社會安全看，因為制造業(yè)是我國就業(yè)人口最多的行業(yè)，制造業(yè)發(fā)展不僅可提高人民的生活水平，而且還可緩解我國就業(yè)的壓力，保障社會的穩(wěn)定；其次從國防安全看，西方發(fā)達(dá)國家把高精尖數(shù)控產(chǎn)品都列為國家的戰(zhàn)略物質(zhì)，對我國實現(xiàn)禁運(yùn)和限制，“東芝事件”和“考克斯報告”就是最好的例證。

3.2發(fā)展策略

從我國基本國情的角度出發(fā)，以國家的戰(zhàn)略需求和國民經(jīng)濟(jì)的市場需求為導(dǎo)向，以提高我國制造裝備業(yè)綜合競爭能力和產(chǎn)業(yè)化水平為目標(biāo)，用系統(tǒng)的方法，選擇能夠主導(dǎo)21世紀(jì)初期我國制造裝備業(yè)發(fā)展升級的關(guān)鍵技術(shù)以及支持產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的支撐技術(shù)、配套技術(shù)作為研究開發(fā)的內(nèi)容，實現(xiàn)制造裝備業(yè)的跨躍式發(fā)展。

強(qiáng)調(diào)市場需求為導(dǎo)向，即以數(shù)控終端產(chǎn)品為主，以整機(jī)（如量大面廣的數(shù)控車床、銑床、高速高精高性能數(shù)控機(jī)床、典型數(shù)字化機(jī)械、重點行業(yè)關(guān)鍵設(shè)備等）帶動數(shù)控產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。重點解決數(shù)控系統(tǒng)和相關(guān)功能部件（數(shù)字化伺服系統(tǒng)與電機(jī)、高速電主軸系統(tǒng)和新型裝備的附件等）的可靠性和生產(chǎn)規(guī)模問題。沒有規(guī)模就不會有高可靠性的產(chǎn)品；沒有規(guī)模就不會有價格低廉而富有競爭力的產(chǎn)品；當(dāng)然，沒有規(guī)模中國的數(shù)控裝備最終難以有出頭之日。

在高精尖裝備研發(fā)方面，要強(qiáng)調(diào)產(chǎn)、學(xué)、研以及最終用戶的緊密結(jié)合，以“做得出、用得上、賣得掉”為目標(biāo)，按國家意志實施攻關(guān)，以解決國家之急需。

在競爭前數(shù)控技術(shù)方面，強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新，強(qiáng)調(diào)研究開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)和產(chǎn)品，為我國數(shù)控產(chǎn)業(yè)、裝備制造業(yè)乃至整個制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

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