机电一体化数控方向范文

导语：如何才能写好一篇机电一体化数控方向，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：数控专业 培养目标 教学内容 教学方法 评价机制

我院是国家级数控培训基地之一，如何利用数控基地，提高学生数控技能，使学生在企业中拿到更高工资，使家长愿意送子女到我院就读，这是我院不断思索和追求的目标，也是我院今后办学的方向。根据办学方向，企业需求，确定数控专业的培养目标，并根据培养目标，在数控专业教学改革中，从教学内容、教学方法、教学评价机制方面做了一些有益的探索与实践，使选择本专业的学生，以成功者的心态步入社会。

一、依据企业需求确定培养目标

要发展职业教育，要办好职业院校，明确定位是学校发展的前提，职业院校数控专业应该为地方培养优秀的数控技术人才，如果职业院校毕业生每月能拿到3000元、4000元，家长自然就会十分愿意地送子女到职业院校就读。企业凭什么给职业院校学生高工资，前提是我们培养的学生有过硬的本领。据《关于数控人才需求与数控职业教育教学改革的调研报告》中指出，当前企业对数控技术人才有三个层次需求，蓝领层、灰领层和金领层。我院以学生为主体，以企业需求为依据，以就业为导向，把培养目标定位在“蓝领层”。

二、根据职业实践能力改革教学内容

根据《中等职业技术学校数控技术应用专业领域技能型紧缺人才培养培训指导方案》指导思想，在培养培训中应体现以综合素质为基础，以能力为本位，把提高学生的职业能力放在突出的位置，加强实践性教学环节，使学生成为企业生产服务一线迫切需要的高素质劳动者，因此设置课程的教学内容，应围绕学生职业实践能力。

（一）专业基础课服务职业实践能力

我院数控专业仍沿用机械专业的一些传统课程名称，如《机械制图》、《公差配合与技术测量》、《机械基础》、《金属材料与热处理》、《机制工艺》、《车工实习》、《数控车床编程与操作》等专业基础课，但这些课程的外延与内涵都发生变化。因此学校让各教研组和备课组共同探讨所教学科的教学大纲和教学内容。根据职业院校生文化成绩相对较差的特点，理论教学以“必需、够用”为度，突出“适用性”和“针对性”，允许对某些偏难偏深或者陈旧内容进行大胆删除，而增加一些数控技能培养所需的实用性知识。

（二）文化基础课渗透职业实践能力

在文化课程中，要渗透岗位职业能力的要求。比如，学生毕业后如果口才好、写作能力强，能把车间生产过程，企业存在的问题以及解决方案，能以调研报告的形式写出来，在企业里就会受到重用，容易得到提拔。因此围绕专业岗位需要，将语言口头表达能力与应用文写作能力作为语文重点教学内容；对于数学课则着重学习对数控编程中的数学处理知识，如灵活应用三角函数数学知识，确定各表面上点的坐标等；对于英语课中加入数控专业知识，培养学生阅读机床上英文指令如JOG、MENU、OFSEF、AUTO等指令，培养学生阅读数控机床说明书的能力。

（三）数控技能操作课体现职业实践能力

目前许多数控教材给定加工程序不完整和不全面，只给出了“轮廓”加工程序，工艺分析不分粗车、精车工序，没有介绍如何达到数控技术要求，况且许多教材中实训工件加工直径超过40mm，那些课题的程序无法在本基地的数控机床上运行。根据数控教材中存在的缺陷，可通过校企合作或课程整合，及时调整课程设置和教学内容，在“必需”和“够用”的原则下，开发数控校本课程，体现数控专业领域的新知识、新技术、新工艺和新方法，在实习过程中向企业靠拢。如数控实训部分课题可选自永康企业生产实际，通过一系列有针对性的技能训练，使学生在扎实掌握专业基本知识和技能基础上，及时了解掌握本专业领域最新技术发展及相关技能，实现专业教学基础性与先进性的统一，从而为学生直接顶岗，在企业中获得高收入创造条件。

三、针对课程特点改革教学方法

职业院校学生，生源复杂，学生程度参差不齐，要调动学生学习积极性，提高学生自学能力，养成良好学习习惯，这是提高教学质量必须解决的课题。根据数控技能操作这门课和课程特点，利用国家级数控培训基地，提高学生数控操作能力，对传统的教学方法进行改革。

我院对数控技能培训采用项目教学法，项目教学法是师生通过共同实施一个完整项目而进行教学活动。在教学中，采用数控校本课程，由“双师型”教学执教，把每个练习项目根据数控技能要求分解成许多小知识点，让学生在学数控操作中学会对刀、车削循环程序的上机调试及自编工艺、自编程序、自选刀具并在机床上将零件加工出来。通过项目教学法，给学生提供体验完整工作过程的学习机会，经历确定任务――制定工作计划――实施计划――进行质量控制与检测――评估反馈整个过程，提高学生理解和掌握车削对刀、车削循环程序编写的知识与技能。

四、结合职教特点改革评价机制

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关键词：机电一体化；工程机械；应用 

中图分类号：TH-39 文献标识码：A

一、机电一体化的产生与应用

20世纪60年代以来，人们利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能后，刺激了机械产品与电子技术的结合。计算机技术、控制技术、通信技术的发展，为机电一体化的发展更进一步奠定了技术基础。20世纪80年代末期，机电一体化技术和产品得到了极大发展。各国均开始对机电一体化技术和产品给以很大的关注和支持，20世纪90年代后期，开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段，机电一体化进入了深入发展时期。光学、通信技术等进入了机电一体化，微细加工技术也在机电一体化中崭露头角，出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支。我国从20世纪80年代开始开展机电一体化研究和应用。取得了一定成果，它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展和进步。 

二、机电一体化技术的优势

1、提高了使用的性能

机电一体化产品大多数是使用数字显示和程序控制这种先进的技术，在进行控制的时候都是利用产品控制平面上的按钮进行控制，而且做到了按钮与操作手柄的数量最小化，使得操作更加方便和简单，系统的自动化程度显著地提高。机电一体化产品在生产过程中，都是利用内部的电子控制系统的预制程度进行自动指挥，采用重复的动作来实现所有需要完成的生产步骤。尤其是在这个阶段，技术一流的机电一体化产品，都是通过控制对象参数变化的外部环境来实现最好地工作程序，以达到最佳地自动运行。

2、调试和养护更方便

这种控制方案的优点是，它使产品在不改变任何配件部分或者不改变产品某些部分的情况下，只需要通过直接输入到机电一体化产品操作系统上的程序，对程序进行相应的变动或者进行基于基础上的更新过程就可以完成产品的调试改进。此外，对于一些具有存储功能的机电一体化产品，企业可以通过对预先安装在系统中不同的程序的执行，可以有效避免重复安装的情况出现，机电一体化的系统也可以随时根据产品需要，对目标进行变动，这时程序会自动更换操作，使得工作效率得到明显的提高。机电一体化系统还具有自动化监控、巡检功能，可以使产品在生产过程中一旦出现设备故障，该设备可以及时作出反应，并采取适当的纠正措施，以确保机电一体化设备的正常运行。

3、安全性能得到改进

机电一体化产品具有自动报警、自动监控、自动保护、自动诊断等功能，这相比于传统的机械设备在安全性能上取得了巨大的进步，使得设备的安全性能得到有力的保障。目前的机电一体化产品在工作的过程中，一旦出现故障，就可以自动采取有效的防护措施，消除安全风险，在一定程度上，对设备以及设备的操作人员的安全起到了保护作用。

4、生产质量得到提高

机电一体化产品通常都具有自动控制功能和自动信息处理功能，正因为具有这样的特点，在对生产产品的检测精度、生产的灵敏度、生产的范围等多个方面都取得了显著地提高，通过自动生产控制系统，机电一体化产品可以避免从操作者的主观想法上对产品造成影响，在生产的过程中完全按照预定的程序，执行所需的操作，有效的确保了机械的使用性能，确保了设备的生产能力得以实现，提高了产品质量。

5、适用的范围更广

相比传统的机械和电气产品，机电一体化产品不再局限于单一功能，也不再受到单一的技术限制，这类产品具有复杂的技术和先进的功能，大大提高了产品的自动化程度和产品的功能水平，使得这类产品的生产、使用范围越来越大。 

三、机电一体化在工程机械中的应用 

1、机电一体化技术应用于机床的创新

在机电一体化应用中，Z80-CPU各种应用软件较多，在我国机床数控方面应用比较普遍，因为它的系统开发较容易。我国的数控机床一般均采用经济型的光电隔离电路及Z80-CPU微机、微机I/O接口电路以及功率放大电路等。而且这类Z80-CPU及其配套的芯片普遍、廉价并且相对于其他的技术来说相对可靠、维修方便、通用性强。Z80系列有独特的I/O指令，而且I/O接口译码硬件也较简单，其微机执行时间也较短、重要的是其指令格式也相对较短，这样非常有利于缩短扫描现场机床工作状况的周期。

由于大部分的数控机床要求工作刀具或工作台必须精确按照沿坐标轴的运动，因此在这类机电一体化应用中，就必须要考虑采用具有插补功能的连续控制方式。滚珠丝杠摩擦损失小，副传动效率高，在整个操作中无爬行现象，运动平稳，给予适当预紧，采用氟塑贴面导轨，它具有耐磨性好，摩擦系数小，可消除低速运动的爬行现象，同时它的抗撕伤能力强、以及成本低等优点。反向时可以定位精度高、消除空间死区以及刚度好。可消除螺母和丝杠的螺纹间隙，因此一般数控机床的执行机构传动方式采用滚珠丝杠副传动。 

3、电子监控、故障自诊以及自动报警

电子监控、故障自诊以及自动报警，也就是说对于工程机械的工作装置，传动系统、发动机、液压系统以及制动系统进行全面的监控，一旦在运行的过程中发生异常情况，就会自动地找出故障的位置并自动进行报警提示。机电一体化的发展和应用，大大地改善了操作人员的现实工作条件，全面提高了机械设备的工作效率。与此同时，简化了机械设备检查和维护的工作，相应地减少了维修费用，大大降低了维修停机的时间，对于提高机械设备的使用寿命有很大的作用和意义。 

4、柴油机控制

通过采用电子油门控制体系、电子调速器、自动控制升温系统以及自动停机系统，对柴油机的使用更加控制自如。 

5、降低功耗，提高生产率

一般的工程机械使用时功耗较高，但是生产效率确较低，例如传统的液压挖掘机不仅功耗较高，能量利用率不到30%，而且生产率较低。但是应用了机电一体化技术的工程机械利用先进的电子控制系统使机械的功耗大大降低，生产率明显提高，例如采用了卡特电子系统的液压挖掘机，功率利用率明显提高，从而使机器的生产率大大增加。又如将机电一体化技术应用于柴油发动机，由于电子调速器等的应用，使柴油发动机可以根据不同的工况选择不同的工作模式，降低了柴油发动机的功耗，增加了柴油发动机的工作效率。

6、提高精度，增加良品率

机电一体化技术在工程机械中的应用，通过精密的电子控制系统，大大增加了工程机械作业的精度，使得整个生产过程的良品率大大提高。传统的机床加工的产品的精度很多时候是依靠操作人员的经验和操作的熟练程度，产品的良品较低。而应用的机电一体化技术的数控加工机床或者加工中心的加工精度显著提高，其可以根据控制系统的命令自动进行作业，并根据反馈系统的信号及时调整作业，产品良品率大大提高。比如最先进的数控金切机床的加工精度已经可以达到0.001mm左右，超精密数控机床的微细切削和磨削加工精度可达到0.05μm左右。 

结束语

机电一体化不仅是工程机械行业的发展的趋势，也是世界整个机械行业的主要发展趋势。由于人们对于工程机械智能化的追求，机电一体化在工程机械中的应用会越来越来广泛。相信随着科学技术的飞速发展，机电一体化技术将会迎来更广阔的发展前景。 

参考文献

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一、机电一体化产品概述

机电工业是由电子信息工业和机械工业中的某些行业组成的系统产业,它也是我国国民经济的支柱行业。具体包括机械工业、电子以及通信设备制造业、专用设备制造业等等。机电一体化产品的作用是为国民经济各个部门提供先进的适用的技术和设备,为人民大众提供机电仪器的各项生活用品,也为国防提供专用仪器设备和配套的产品。近年来由于我国在机电一体化工业方面取得了很大发展,拉动了我国的整体经济效益的提高,使我国总产值和总资产有很大提高,出口额也占到了总额的40%以上。

二、机电一体化产品国际竞争力的不利因素

跨国公司在技术以及市场网络方面都有很明显的竞争优势,我国与发达国家的工业比较来说,存在着很多的不足之处。

(一) 机电一体化产品的技术含量低

目前我国机电生产工艺应用的是传统的工艺,所以比较落后,对于一些具有世界先进水平的机电设备在我国使用率并不高,只有某些大企业的部分车间在应用。比如,我国的缝制设备在国际市场上只是属于中档产品,高档市场几乎没有。机电一体化产品的技术含量低,一些机电企业只能够制造其中的机械部分,而最关键而且最能体现机电一体化产品的数控方面的部件都要依靠从国外进口。如果这些科技含量高的零部件从国外购进的话,就增加了生产成本。另外,我国对机电专业人才的培养不够,本身的研发能力很薄弱,我们要不断研发设计新材料和新工艺。

(二)产品种类雷同,价格竞争激烈

我国企业的生产状况是:大部分中小企业采用的生产模式跟随大中企业,研发生产相对比较成熟的中低档产品。这些产品的市场需求很大,一些中小企业只要有资金就可以买到这类产品的所有部件,中间省了研发、加工和管理等工序就可以装配出这类产品,这就节省了企业很多生产成本和中间费用,所以他们生产出来的产品在价格上就低很多,很有价格优势。企业的这种跟随战略也导致了产品质量参差不齐,也会导致这类产品种类雷同,也就产生了价格战争。这对于一些没有形成规模的中小企业来说,非常不利。

(三)研发能力薄弱,高级研发人才缺乏

技术研发能力不足是机电一体化企业普遍存在的问题。机电企业的研发领域狭窄,产品研发处于初级阶段。虽然研发的硬件条件很重要,但是最重要的还是研发人员,我们缺乏的就是专业的高素质的研发人员。我国机电企业的劳动力资源还是比较充足的,然而专业技术人才以及高级管理人员却很匮乏。我们也高薪聘请一些国外的专家来帮助我们研发,但是在翻译中会出现一些问题,而且出于民族保护主义,国外的专家也不一定会把研发过程中最关键和最有价值的部分传授给中国的企业。

三、提高我国机电一体化产品国际竞争力的对策

(一)从中国市场走向国际市场

我国机电一体化企业要不断地拓展国际市场,在巩固欧美等传统市场的同时,还要去开发中东、东南亚、非洲和俄罗斯等市场,从而进一步扩大市场份额。我们要精心组织好国内外的大型出口商的展览会和交易会,组织更多的民营企业出国参观,从我国机电一体化的实际情况出发,制定市场多元化战略,选择好国外展会的目标。根据我国政府与东盟10国签订的中国东盟自由贸易区《货物贸易协议》和《争端解决机制协议》,东盟国家降低部分机械产品进出口关税,这为我国机械产品出口提供了机遇。我国可以选择带有中国特色的产品进行出口贸易,从而开辟新的市场。

(二)注重知识产权,提高企业竞争力

知识产权问题是一个国家中企业综合竞争力的重要问题,也是一个很敏感的问题。我国机电一体化企业多年来的发展方向一直是在引进、吸收和消化产品方面,而知识产权的意识却很淡薄。虽然一些企业开始重视知识产权工作,也做了一些努力来保护知识产权,但是随着机电一体化行业中的各个企业不断崛起并壮大起来,产销量增长,仿制能力增长,这已经对国外的企业构成了严重的威胁。国外企业已经屡次就知识产权问题刁难中国的一些企业。所以知识产权问题已经逐渐威胁到了我国机电一体化企业的生存和发展。我国企业要高度重视知识产权工作,在科研和生产人员中加强知识产权意识的教育,要懂得申请专利的重要性,要给企业提供良好的发展环境;要调动科研人员的创新性,形成具有知识产权的产品来提高企业的科技竞争力;还有要建立知识产权部门,引进知识产权专业人才,积极研究知识产权,从而建立知识产权的相关机制。

(三)加强对外对内交流,完善投资环境

目前我国的机电一体化产品在出口方面与国外生产企业有很大差距,当然也有投资和政府政策的差距。所以,对于我国政府来说,我们要承担起一些责任:要营造有利于我国机电企业发挥优势的投资环境,借鉴先进的做法,在税收、退税和资金方面制定灵活的政策,要加强对电力和税务等各个部门的协调,当然,每个地区要结合自己的实际情况来看。要完善外资企业的服务体系,实现环境招商,建立外商在我国投资的市场信息体系,打破外商投资企业用人的地区限制。对外商的子女教育和文化以及娱乐等等方面采取保障措施,营造良好氛围来留住外商。

(四)中小企业要向专业化发展

中小企业在资源和技术方面都比较有限,所以不可能兼顾很多方面,这就需要向专业化发展。因为在激烈竞争的国际市场中,中低档产品的利润空间就很小。根据这些企业积累的经验,外商更青睐的产品都是专一的企业。如果靠一个系列的产品在积累的竞争中生存下来,那么这个企业必定有自己的特色,而且质量也是过关的。所以笔者认为中小企业应该把握机遇,把自己的技术向更专、更精方向发展才能使我国机电一体化企业快速发展。

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论文摘要：随着我国构建创新型国家对高技能人才要求的不断提高，高等职业教育正面临着严峻的挑战。而这其中，高等职业教育课程体系的建设与改革则是提高高职教学质量的核心，也是教学改革的重点和难点。

五年制高职高专教育是培养高技能应用型人才，应具有较宽知识面，过硬的专业技能，能适应生产第一线的工程技术人员。长期以来，高职专业培养大多套用普通高等教育的模式，重理论轻实践，其结果培养的学生体现不出工程应用型人才的优势及特点。机电一体化技术专业是一个宽口径专业，适应范围很广。本文以面向制造业培养高职机电专业（数控方向），对其职业能力及其培养模式进行探讨。

一、关于职业能力的定义

我们从最为本质的职业能力开始分析，现将职业能力的各类定义列出。①性质定义（本质论）——心理学角度，体现个性心理特征，直接影响职业活动效率和职业活动顺利进行的个性心理特征。②条件定义（条件论）——源于CBE理论，有利于进行职业分析，使职业能力描述具体化，是指完成一定职业任务所需的知识、技能、态度（有的定义还加上了“经验”）。

二、职业能力分析方法

从职业能力的定义出发看问题，可以使我们对各类课程开发方法中的职业能力的分析具有更深刻的认识，职业能力分析方法有以下几种。①功能分析法。职业功能是指一个职业要实现的工作目标，或是本职业活动的主要方面（工作项目）。根据不同的职业性质和特点，可以按照工作领域、工作项目、工作程序、工作对象来描述职业功能。②岗位分析法。采用人力资源管理中常用的岗位分析方法，通过对该职业所辖岗位的活动进行分析，而推定该职业所需要的各种能力的一种分析方法。③项目分析法。项目指具有相对独立性，可以独立或合作完成的一个职业活动。④技术分析法。通过描述该职业所需要的主要的职业专门技术，来描述该职业能力的一种方法，适合于技术性较强的职业类型。

三、职业导向课程模式的主要观点

职业教育课程设计的主要考虑因素是：生产现场的职业活动顺序、职业能力形成的心理顺序，获得职业资格基本要求，课程的主要系统化方式是职业系统化方式。①体现生产现场的职业活动过程。目前大力推行的“职业活动导向”课程开发方法，都强调了这个问题。在职业学校的课程中，缩小课程情境与职业活动情境之间的差距，让学生掌握工作过程知识是十分必要的。②要体现职业能力形成的心理过程。这个问题是从教学论的角度提出的，知识、技能、态度的形成有其特定的心理过程，职业教育培训要按照知识、技能、态度的形成的心理规律来组织课程。A.知识的学习过程：了解转化巩固应用。B.操作技能学习过程：定向模仿整合熟练。C.心智技能学习过程：原形定向原形操作原形内化。D.态度形成过程：顺从认同内化。③符合融入职业资格的要求。这是职业教育培训课程对职业能力的最低要求。其核心问题是把国家职业标准融入职业教育的课程中去，实现“双证”的问题。④指导学生自主职业生涯发展。现代对职业技能的要求日趋复合化，这就要求学生具有职业转换能力、创业能力。因此，职业教育的课程必须重视全程化职业指导，引导学生做好职业准备和职业规划。

四、对机电类数控方向分析

（1）主要就业岗位。从事数控设备的运行、安装、调试、检测和维护， PLC应用程序编制；自动化设备的操作及维护；自动化设备的销售及技术服务等相关岗位的技术应用性人才。

（2）职业能力分析。我们将这些岗位所要求的职业能力分为初级专业技术能力层、中级专业技术能力层、高级专业技术能力层。按学科体系规律，我们把数控技术专业所需的能力分为职业基础能力、机械能力、电气能力三大部分。根据核心能力和一般能力要求，我们又将每种能力分解为几个主要专项能力，每项主要能力需要的知识内容一一列出。

①职业基础能力，其主要能力包括英语能力、计算机应用能力和绘图能力，专项能力包括一定的英语笔译和口译能力、看懂英文机床说明书能力、计算机基础及应用能力与运用网络收集信息能力、机械识图能力与手工及计算机绘图能力（二维及三维图形）。相对应的课程有：公共英语、数控专业英语、计算机应用基础、机械制图、Auto CAD 绘图。

②机械能力，其主要能力包括机械加工能力（传统机械加工能力、数控加工能力）、数控设备能力（数控设备机械基础能力、数控设备精度检验），专项能力包括测量加工零件能力、选择金属材料能力、机械加工设备操作能力、普通机床加工工艺能力、选择刀夹具能力、切削参数选择能力、数控机床操作能力、手工编程能力、自动编程能力、能CAD/CAM图形转化为加工程序能力、程序传输能力、机床常用机械元件及机构应用能力、读懂机床中液（气）压回路能力、理解机床各部分结构作用的能力、数控设备精度检测及数控机床各项指标验收能力。相对应的课程有：切削原理及刀具、机械基础、机械制造工程实践、金工实习、数控工艺及编程、数控加工中心、数控铣削加工技术、数控专业综合实训、数控机床安装调试及维护。

③电气能力，其主要能力包括数控机床电气应用能力、数控机床电气维护机故障诊断能力，专项能力包括电工仪表使用能力、机床电气控制能力、通用PLC应用能力、阅读数控系统、主要参数设置修改能力、报警提示分辨能力、典型故障分析及诊断能力、数控机床维护能力。相对应的课程有：数控机床电气控制、数控机床故障诊断及维护。

本专业以数控应用能力和素质培养为主线，构建了实践教学与理论教学并重、理论与实践相互交叉、相互渗透、相辅相成两大教学体系。因此，将职业能力素质培养的全过程分为三个阶段，并保证专业技术应用能力、计算机应用能力、外语能力培养不断线，实施“三个结合”，教学遵循“实践——理论——实践”双循环、螺旋式推进的模式。

总之，高职学生应具备一定职业能力，而最重要的是他们的核心能力，还要具备超出某一具体职业技能和知识范畴的拓展能力。通过通用课程的学习，使学生掌握技术思维的能力，学会把复杂的技术现象分析为简单因素，然后进行综合，从中找出一般性的技术规律。在此基础上，学会把技术运用到实际工作中去。

参考文献

[1]姜宏.高等职业教育课程改革探讨[J].

教学与管理，2006(14).

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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.

关键词： 数控车工；实训教学；体会

Key words： CNC latheman; practical teaching; experience

中图分类号：F270・7 0 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2011）13-0291-01

0 引言

实训教学是高职高专学院教育中的重要环节，它关系到学生专业知识技能的掌握程度。实训教师的恰当指导，耐心帮教，是学生在学习中少走弯路，能更快更好地掌握专业技能的关键。本人结合实训教学实践就数控车工实训教学谈几点体会。

1 精心设计绪论课，激发学生的学习兴趣，培养良好的职业素质

1.1 播放视频 介绍数控机床出现的背景、发展历程、生产特点以及未来的发展趋势，让学生知道数控加工技术是现代机械制造的新手段，它具有加工精度高、质量稳定、加工适应性强、生产率高、劳动强度小等特点。特别是它能完成许多在普通机床上无法完成的工作。让学生知道现在所学习的、未来所从事的是一项有技术含量的专业，不但社会地位高、劳动强度低、工作环境舒适，而且工资待遇不菲。让他们对未来充满信心，从而激发他们学习的自觉性和主动性。

1.2 强调文明生产和安全操作规程，教学中，一定要把安全放在生产的首位 让学生认识到安全文明生产是未来幸福生活的根本前提和保障。面对高速运转的机床，稍不小心就会发生人伤机损的安全事故，所以操作者必须掌握好数控机床的性能，精心操作。一方面要管好、用好和维护好数控车床，另一方面还必须养成文明生产的良好习惯和严谨负责的工作作风，不断培养较好的职业素质。

2 利用数控仿真系统，使学生在虚拟环境中了解数控加工技术

同数控机床操作系统一样，数控加工仿真系统也是用了相同的面板与按键功能，没有任何安全隐患，学生因此能够大胆地去练习。同时，现代的数控加工仿真软件还可以实现以下两方面的功能：①模拟演示功能；②程序自诊断功能。一方面，能够自动地检测学生编制的数控程序，详细地指出错误的原因所在；另一方面，能够实现三维测量功能，这在真实设备上是不能达到的。这样一来，不但让学生相对完整的掌握了操作技术的知识，而且也锻炼了他们的胆量，加强了他们的信心。

3 妥善安排实训步骤，减少学习“弯路”

目前，数控车床的种类可谓琳琅满目，有着不同的结构、性能以及操作系统。尤其是不同的车床，其控制面板也是不一样的，其也有着不完全一样的G代码与M代码（辅助功能），更有甚者，完全不一样。因此，第一步，在实训过程中，一定先让学生对于所要操作的车床结构有一定的了解，熟悉诸如操作系统和控制面板等方面的性能。第二步，给学生一些模型零件（圆弧等）的加工程序，学生依据此进行输入，进而在教师的指导下进行加工，学生不仅深层次的了解到了车床的性能，以及操作的规程，同时也消除了在操作时的畏惧心理，加强了信心。第三步，先让学生查看一些简单零件的图纸，让他们知道所要操作的内容以及技术要求，以此为基础去明确加工的方案，组织加工的程序；思考诸如明确切削用量、定位零件以及选择刀具等等诸多问题，然后对加工程序单进行手工编写，检修加工程序，对程序说明卡和走刀路线图等技术文件进行编制。第四步在实训教师在场的情况下按照自己所编工艺路线上车独自加工完成零件。第五步按照考级要求让学生熟练掌握各类G代码、M指令等功能以及切削要素的内涵并能恰当选用。加工先从轴类零件、盘类零件、内外螺纹零件开始训练，等这些熟练后尝试加工中等复杂零件，如车制机床主轴（要求采用粗切循环功能）、车制内外球面（要求采用刀尖圆弧半径补偿功能，并且球面的位置度不大于0.04mm）、车制蜗杆以及多头螺纹（要求采用子程序功能，并符合图样要求），最后再练习一两次较高难度结构复杂零件的加工，锻炼学生独立思考能力，充分挖掘学生潜能，激发学习兴趣。

4 重视学生个体差异，注意因材施教

在实施教学的过程中，我们一方面应按照学生的心理和生理特征，另一方面还要根据他们的个性，因材施教，增强学生实际操作的能力。对于某些在掌握操作技术能力方面不是很快的学生来讲，教师要对操作技术进行认真地讲解，帮助他们在理解这些操作技术的基础上领会其中的内在含义，进而培养这些学生的动手能力，使他们尽快地跟上全班学生的操作进度，教师最终达到教学目标。我们以在加工的时候，有关刀尖圆弧半径补偿的使用方法为例，理解能力不是太好的学生在编程的过程对刀补的内含无法理解，因此，总是忽略去思考这个问题。针对这种情况，笔者就专门地绘制了在加工时候的模拟图纸，使学生清楚地知道在数控加工的过程中，都是依据零件的轮廓来进行的编程。由于刀具有特定的半径，刀具中心运动的轨迹是偏移轮廓一个刀具半径值加上刀具磨损以及加工余量，而不等于我们需要加工店零件的实际轮廓。因此，在加工外轮廓的时候，应使刀具中心偏移零件的外轮廓表面一个刀具半径值；在进行内轮廓加工时，应使刀具中心偏移零件内轮廓表面一个半径值。通过这样解释，学生就清楚了刀补的含义以及它的重要性。然而，对于在是操作过程中，理解能力强，能够良好账务操作技能的学生来讲，笔者在教学过程中也会增加适当的实习件的难度，合理地改变一些教学内容，进而使这些学生有更高的操作技能水平。

总之，在数控车工实训教学中，实训教师应注意学生兴趣的启发与引导，注重学生文明生产和安全操作习惯的培养，精心设计安排实训内容，更快更好地达到实训目的，充分挖掘学生独立思考问题和解决问题的潜力，以适应现代企业对数控技工的要求。

参考文献：

[1]刘雄伟.数控机床操作与编程培训教程[M].北京：机械工业出版社，2001.

[2]蒋建强.数控加工技术与实训[M].北京：电子工业出版社，2004.

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关键词：数控技术 发展 应用

装备工业的技术水平和现代化程度决定着整个国民经济的水平和现代化程度，数控技术及装备是发展新兴高新技术产业和尖端工业（如信息技术及其产业、生物技术及其产业、航空、航天等国防工业产业）的使能技术和最基本的装备。马克思曾经说过“各种经济时代的区别，不在于生产什么，而在于怎样生产，用什么劳动资料生产”。制造技术和装备就是人类生产活动的最基本的生产资料，而数控技术又是当今先进制造技术和装备最核心的技术。当今世界各国制造业广泛采用数控技术，以提高制造能力和水平，提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力。此外世界上各工业发达国家还将数控技术及数控装备列为国家的战略物资，不仅采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业，而且在“高精尖”数控关键技术和装备方面对我国实行封锁和限制政策。总之，大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各发达国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。

数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术，数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造业的渗透形成的机电一体化产品，即所谓的数字化装备，其技术范围覆盖很多领域：(1)机械制造技术；(2)信息处理、加工、传输技术；(3)自动控制技术；(4)伺服驱动技术；(5)传感器技术；(6)软件技术等。

一、数控技术的发展趋势

数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，他对国计民生的一些重要行业（it、汽车、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因为这些行业所需装备的数字化已是现展的大趋势。从目前世界上数控技术及其装备发展的趋势来看，其主要研究热点有以下几个方面［1～4］。

1、 高速、高精加工技术及装备的新趋势

效率、质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大地提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。为此日本先端技术研究会将其列为5大现代制造技术之一，国际生产工程学会（cirp）将其确定为21世纪的中心研究方向之一。

在轿车工业领域，年产30万辆的生产节拍是40秒/辆，而且多品种加工是轿车装备必须解决的重点问题之一；在航空和宇航工业领域，其加工的零部件多为薄壁和薄筋，刚度很差，材料为铝或铝合金，只有在高切削速度和切削力很小的情况下，才能对这些筋、壁进行加工。近来采用大型整体铝合金坯料“掏空”的方法来制造机翼、机身等大型零件来替代多个零件通过众多的铆钉、螺钉和其他联结方式拼装，使构件的强度、刚度和可靠性得到提高。这些都对加工装备提出了高速、高精和高柔性的要求。

从emo2001展会情况来看，高速加工中心进给速度可达80m/min，甚至更高，空运行速度可达100m/min左右。目前世界上许多汽车厂，包括我国的上海通用汽车公司，已经采用以高速加工中心组成的生产线部分替代组合机床。美国cincinnati公司的hypermach机床进给速度最大达60m/min，快速为100m/min，加速度达2g，主轴转速已达60 000r/min。加工一薄壁飞机零件，只用30min，而同样的零件在一般高速铣床加工需3h，在普通铣床加工需8h；德国dmg公司的双主轴车床的主轴速度及加速度分别达12*!000r/mm和1g。

在加工精度方面，近10年来，普通级数控机床的加工精度已由10μm提高到5μm，精密级加工中心则从3～5μm，提高到1～1.5μm，并且超精密加工精度已开始进入纳米级(0.01μm)。

在可靠性方面，国外数控装置的mtbf值已达6 000h以上，伺服系统的mtbf值达到30000h以上，表现出非常高的可靠性。

为了实现高速、高精加工，与之配套的功能部件如电主轴、直线电机得到了快速的发展，应用领域进一步扩大。

2、轴联动加工和复合加工机床快速发展

采用5轴联动对三维曲面零件的加工，可用刀具最佳几何形状进行切削，不仅光洁度高，而且效率也大幅度提高。一般认为，1台5轴联动机床的效率可以等于2台3轴联动机床，特别是使用立方氮化硼等超硬材料铣刀进行高速铣削淬硬钢零件时，5轴联动加工可比3轴联动加工发挥更高的效益。但过去因5轴联动数控系统、主机结构复杂等原因，其价格要比3轴联动数控机床高出数倍，加之编程技术难度较大，制约了5轴联动机床的发展。

当前由于电主轴的出现，使得实现5轴联动加工的复合主轴头结构大为简化，其制造难度和成本大幅度降低，数控系统的价格差距缩小。因此促进了复合主轴头类型5轴联动机床和复合加工机床（含5面加工机床）的发展。

在emo2001展会上，新日本工机的5面加工机床采用复合主轴头，可实现4个垂直平面的加工和任意角度的加工，使得5面加工和5轴加工可在同一台机床上实现，还可实现倾斜面和倒锥孔的加工。德国dmg公司展出dmuvoution系列加工中心，可在一次装夹下5面加工和5轴联动加工，可由cnc系统控制或cad/cam直接或间接控制。

3、智能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势

21世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统，智能化的内容包括在数控系统中的各个方面：为追求加工效率和加工质量方面的智能化，如加工过程的自适应控制，工艺参数自动生成；为提高驱动性能及使用连接方便的智能化，如前馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负载自动选定模型、自整定等；简化编程、简化操作方面的智能化，如智能化的自动编程、智能化的人机界面等；还有智能诊断、智能监控方面的内容、方便系统的诊断及维修等。

为解决传统的数控系统封闭性和数控应用软件的产业化生产存在的问题。目前许多国家对开放式数控系统进行研究，如美国的ngc(the next generation work-station/machine control)、欧共体的osaca(open system architecture for control within automation systems)、日本的osec(open system environment for controller)，中国的onc(open numerical control system)等。数控系统开放化已经成为数控系统的未来之路。所谓开放式数控系统就是数控系统的开发可以在统一的运行平台上，面向机床厂家和最终用户，通过改变、增加或剪裁结构对象（数控功能），形成系列化，并可方便地将用户的特殊应用和技术诀窍集成到控制系统中，快速实现不同品种、不同档次的开放式数控系统，形成具有鲜明个性的名牌产品。目前开放式数控系统的体系结构规范、通信规范、配置规范、运行平台、数控系统功能库以及数控系统功能软件开发工具等是当前研究的核心。

网络化数控装备是近两年国际著名机床博览会的一个新亮点。数控装备的网络化将极大地满足生产线、制造系统、制造企业对信息集成的需求，也是实现新的制造模式如敏捷制造、虚拟企业、全球制造的基础单元。国内外一些著名数控机床和数控系统制造公司都在近两年推出了相关的新概念和样机，如在emo2001展中，日本山崎马扎克（mazak)公司展出的“cyberproduction center”（智能生产控制中心，简称cpc)；日本大隈（okuma）机床公司展出“it plaza”（信息技术广场，简称it广场)；德国西门子(siemens)公司展出的open manufacturing environment（开放制造环境，简称ome）等，反映了数控机床加工向网络化方向发展的趋势。

二、 对我国数控技术及其产业发展的基本估计 我国数控技术起步于1958年，近50年的发展历程大致可分为3个阶段：第一阶段从1958年到1979年，即封闭式发展阶段。在此阶段，由于国外的技术封锁和我国的基础条件的限制，数控技术的发展较为缓慢。第二阶段是在国家的“六五”、“七五”期间以及“八五”的前期，即引进技术，消化吸收，初步建立起国产化体系阶段。在此阶段，由于改革开放和国家的重视，以及研究开发环境和国际环境的改善，我国数控技术的研究、开发以及在产品的国产化方面都取得了长足的进步。第三阶段是在国家的“八五”的后期和“九五”期间，即实施产业化的研究，进入市场竞争阶段。在此阶段，我国国产数控装备的产业化取得了实质性进步。在“九五”末期，国产数控机床的国内市场占有率达50％，配国产数控系统（普及型）也达到了10％。

纵观我国数控技术近50年的发展历程，特别是经过4个5年计划的攻关，总体来看取得了以下成绩。

1、奠定了数控技术发展的基础，基本掌握了现代数控技术。我国现在已基本掌握了从数控系统、伺服驱动、数控主机、专机及其配套件的基础技术，其中大部分技术已具备进行商品化开发的基础，部分技术已商品化、产业化。

2、初步形成了数控产业基地。在攻关成果和部分技术商品化的基础上，建立了诸如华中数控、航天数控等具有批量生产能力的数控系统生产厂。兰州电机厂、华中数控等一批伺服系统和伺服电机生产厂以及北京第一机床厂、济南第一机床厂等若干数控主机生产厂。这些生产厂基本形成了我国的数控产业基地。

3、建立了一支数控研究、开发、管理人才的基本队伍。

虽然在数控技术的研究开发以及产业化方面取得了长足的进步，但我们也要清醒地认识到，我国高端数控技术的研究开发，尤其是在产业化方面的技术水平现状与我国的现实需求还有较大的差距。虽然从纵向看我国的发展速度很快，但横向比（与国外对比）不仅技术水平有差距，在某些方面发展速度也有差距，即一些高精尖的数控装备的技术水平差距有扩大趋势。从国际上来看，对我国数控技术水平和产业化水平估计大致如下。

a.技术水平上，与国外先进水平大约落后10～15年，在高精尖技术方面则更大。

b.产业化水平上，市场占有率低，品种覆盖率小，还没有形成规模生产；功能部件专业化生产水平及成套能力较低；外观质量相对差；可靠性不高，商品化程度不足；国产数控系统尚未建立自己的品牌效应，用户信心不足。

c.可持续发展的能力上，对竞争前数控技术的研究开发、工程化能力较弱；数控技术应用领域拓展力度不强；相关标准规范的研究、制定滞后。

分析存在上述差距的主要原因有以下几个方面。

a.认识方面。对国产数控产业进程艰巨性、复杂性和长期性的特点认识不足；对市场的不规范、国外的封锁加扼杀、体制等困难估计不足；对我国数控技术应用水平及能力分析不够。

b.体系方面。从技术的角度关注数控产业化问题的时候多，从系统的、产业链的角度综合考虑数控产业化问题的时候少；没有建立完整的高质量的配套体系、完善的培训、服务网络等支撑体系。

c.机制方面。不良机制造成人才流失，又制约了技术及技术路线创新、产品创新，且制约了规划的有效实施，往往规划理想，实施困难。

d.技术方面。企业在技术方面自主创新能力不强，核心技术的工程化能力不强。机床标准落后，水平较低，数控系统新标准研究不够。

三、 对我国数控技术和产业化发展的战略思考

1、 战略考虑

我国是制造大国，在世界产业转移中要尽量接受前端而不是后端的转移，即要掌握先进制造核心技术，否则在新一轮国际产业结构调整中，我国制造业将进一步“空芯”。我们以资源、环境、市场为代价，交换得到的可能仅仅是世界新经济格局中的国际“加工中心”和“组装中心”，而非掌握核心技术的制造中心的地位，这样将会严重影响我国现代制造业的发展进程。

我们应站在国家安全战略的高度来重视数控技术和产业问题，首先从社会安全看，因为制造业是我国就业人口最多的行业，制造业发展不仅可提高人民的生活水平，而且还可缓解我国就业的压力，保障社会的稳定；其次从国防安全看，西方发达国家把高精尖数控产品都列为国家的战略物质，对我国实现禁运和限制，“东芝事件”和“考克斯报告”就是最好的例证。

2、 发展策略

从我国基本国情的角度出发，以国家的战略需求和国民经济的市场需求为导向，以提高我国制造装备业综合竞争能力和产业化水平为目标，用系统的方法，选择能够主导21世纪初期我国制造装备业发展升级的关键技术以及支持产业化发展的支撑技术、配套技术作为研究开发的内容，实现制造装备业的跨跃式发展。

强调市场需求为导向，即以数控终端产品为主，以整机（如量大面广的数控车床、铣床、高速高精高性能数控机床、典型数字化机械、重点行业关键设备等）带动数控产业的发展。重点解决数控系统和相关功能部件（数字化伺服系统与电机、高速电主轴系统和新型装备的附件等）的可靠性和生产规模问题。没有规模就不会有高可靠性的产品；没有规模就不会有价格低廉而富有竞争力的产品；当然，没有规模中国的数控装备最终难以有出头之日。

在高精尖装备研发方面，要强调产、学、研以及最终用户的紧密结合，以“做得出、用得上、卖得掉”为目标，按国家意志实施攻关，以解决国家之急需。

在竞争前数控技术方面，强调创新，强调研究开发具有自主知识产权的技术和产品，为我国数控产业、装备制造业乃至整个制造业的可持续发展奠定基础。

篇7

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

装备工业的技术水平和现代化程度决定着整个国民经济的水平和现代化程度，数控技术及装备是发展新兴高新技术产业和尖端工业（如信息技术及其产业、生物技术及其产业、航空、航天等国防工业产业）的使能技术和最基本的装备。马克思曾经说过“各种经济时代的区别，不在于生产什么，而在于怎样生产，用什么劳动资料生产”。制造技术和装备就是人类生产活动的最基本的生产资料，而数控技术又是当今先进制造技术和装备最核心的技术。当今世界各国制造业广泛采用数控技术，以提高制造能力和水平，提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力。此外世界上各工业发达国家还将数控技术及数控装备列为国家的战略物资，不仅采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业，而且在“高精尖”数控关键技术和装备方面对我国实行封锁和限制政策。总之，大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各发达国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。

数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术，数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造业的渗透形成的机电一体化产品，即所谓的数字化装备，其技术范围覆盖很多领域：(1)机械制造技术；(2)信息处理、加工、传输技术；(3)自动控制技术；(4)伺服驱动技术；(5)传感器技术；(6)软件技术等。

1数控技术的发展趋势

数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，他对国计民生的一些重要行业（IT、汽车、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因为这些行业所需装备的数字化已是现展的大趋势。从目前世界上数控技术及其装备发展的趋势来看，其主要研究热点有以下几个方面［1～4］。

1．1高速、高精加工技术及装备的新趋势

效率、质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大地提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。为此日本先端技术研究会将其列为5大现代制造技术之一，国际生产工程学会（CIRP）将其确定为21世纪的中心研究方向之一。

在轿车工业领域，年产30万辆的生产节拍是40秒/辆，而且多品种加工是轿车装备必须解决的重点问题之一；在航空和宇航工业领域，其加工的零部件多为薄壁和薄筋，刚度很差，材料为铝或铝合金，只有在高切削速度和切削力很小的情况下，才能对这些筋、壁进行加工。近来采用大型整体铝合金坯料“掏空”的方法来制造机翼、机身等大型零件来替代多个零件通过众多的铆钉、螺钉和其他联结方式拼装，使构件的强度、刚度和可靠性得到提高。这些都对加工装备提出了高速、高精和高柔性的要求。

从EMO2001展会情况来看，高速加工中心进给速度可达80m/min，甚至更高，空运行速度可达100m/min左右。目前世界上许多汽车厂，包括我国的上海通用汽车公司，已经采用以高速加工中心组成的生产线部分替代组合机床。美国CINCINNATI公司的HyperMach机床进给速度最大达60m/min，快速为100m/min，加速度达2g，主轴转速已达60000r/min。加工一薄壁飞机零件，只用30min，而同样的零件在一般高速铣床加工需3h，在普通铣床加工需8h；德国DMG公司的双主轴车床的主轴速度及加速度分别达12*!000r/mm和1g。

在加工精度方面，近10年来，普通级数控机床的加工精度已由10μm提高到5μm，精密级加工中心则从3～5μm，提高到1～1.5μm，并且超精密加工精度已开始进入纳米级(0.01μm)。

在可靠性方面，国外数控装置的MTBF值已达6000h以上，伺服系统的MTBF值达到30000h以上，表现出非常高的可靠性。

为了实现高速、高精加工，与之配套的功能部件如电主轴、直线电机得到了快速的发展，应用领域进一步扩大。

1.25轴联动加工和复合加工机床快速发展

采用5轴联动对三维曲面零件的加工，可用刀具最佳几何形状进行切削，不仅光洁度高，而且效率也大幅度提高。一般认为，1台5轴联动机床的效率可以等于2台3轴联动机床，特别是使用立方氮化硼等超硬材料铣刀进行高速铣削淬硬钢零件时，5轴联动加工可比3轴联动加工发挥更高的效益。但过去因5轴联动数控系统、主机结构复杂等原因，其价格要比3轴联动数控机床高出数倍，加之编程技术难度较大，制约了5轴联动机床的发展。

当前由于电主轴的出现，使得实现5轴联动加工的复合主轴头结构大为简化，其制造难度和成本大幅度降低，数控系统的价格差距缩小。因此促进了复合主轴头类型5轴联动机床和复合加工机床（含5面加工机床）的发展。

在EMO2001展会上，新日本工机的5面加工机床采用复合主轴头，可实现4个垂直平面的加工和任意角度的加工，使得5面加工和5轴加工可在同一台机床上实现，还可实现倾斜面和倒锥孔的加工。德国DMG公司展出DMUVoution系列加工中心，可在一次装夹下5面加工和5轴联动加工，可由CNC系统控制或CAD/CAM直接或间接控制。

1.3智能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势

21世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统，智能化的内容包括在数控系统中的各个方面：为追求加工效率和加工质量方面的智能化，如加工过程的自适应控制，工艺参数自动生成；为提高驱动性能及使用连接方便的智能化，如前馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负载自动选定模型、自整定等；简化编程、简化操作方面的智能化，如智能化的自动编程、智能化的人机界面等；还有智能诊断、智能监控方面的内容、方便系统的诊断及维修等。

为解决传统的数控系统封闭性和数控应用软件的产业化生产存在的问题。目前许多国家对开放式数控系统进行研究，如美国的NGC(TheNextGenerationWork-Station/MachineControl)、欧共体的OSACA(OpenSystemArchitectureforControlwithinAutomationSystems)、日本的OSEC(OpenSystemEnvironmentforController)，中国的ONC(OpenNumericalControlSystem)等。数控系统开放化已经成为数控系统的未来之路。所谓开放式数控系统就是数控系统的开发可以在统一的运行平台上，面向机床厂家和最终用户，通过改变、增加或剪裁结构对象（数控功能），形成系列化，并可方便地将用户的特殊应用和技术诀窍集成到控制系统中，快速实现不同品种、不同档次的开放式数控系统，形成具有鲜明个性的名牌产品。目前开放式数控系统的体系结构规范、通信规范、配置规范、运行平台、数控系统功能库以及数控系统功能软件开发工具等是当前研究的核心。

网络化数控装备是近两年国际著名机床博览会的一个新亮点。数控装备的网络化将极大地满足生产线、制造系统、制造企业对信息集成的需求，也是实现新的制造模式如敏捷制造、虚拟企业、全球制造的基础单元。国内外一些著名数控机床和数控系统制造公司都在近两年推出了相关的新概念和样机，如在EMO2001展中，日本山崎马扎克（Mazak)公司展出的“CyberProductionCenter”（智能生产控制中心，简称CPC)；日本大隈（Okuma）机床公司展出“ITplaza”（信息技术广场，简称IT广场)；德国西门子(Siemens)公司展出的OpenManufacturingEnvironment（开放制造环境，简称OME）等，反映了数控机床加工向网络化方向发展的趋势。

1.4重视新技术标准、规范的建立

1.4.1关于数控系统设计开发规范

如前所述，开放式数控系统有更好的通用性、柔性、适应性、扩展性，美国、欧共体和日本等国纷纷实施战略发展计划，并进行开放式体系结构数控系统规范(OMAC、OSACA、OSEC)的研究和制定，世界3个最大的经济体在短期内进行了几乎相同的科学计划和规范的制定，预示了数控技术的一个新的变革时期的来临。我国在2000年也开始进行中国的ONC数控系统的规范框架的研究和制定。

1.4.2关于数控标准

数控标准是制造业信息化发展的一种趋势。数控技术诞生后的50年间的信息交换都是基于ISO6983标准，即采用G，M代码描述如何（how）加工，其本质特征是面向加工过程，显然，他已越来越不能满足现代数控技术高速发展的需要。为此，国际上正在研究和制定一种新的CNC系统标准ISO14649（STEP－NC)，其目的是提供一种不依赖于具体系统的中性机制，能够描述产品整个生命周期内的统一数据模型，从而实现整个制造过程，乃至各个工业领域产品信息的标准化。

STEP-NC的出现可能是数控技术领域的一次革命，对于数控技术的发展乃至整个制造业，将产生深远的影响。首先，STEP-NC提出一种崭新的制造理念，传统的制造理念中，NC加工程序都集中在单个计算机上。而在新标准下，NC程序可以分散在互联网上，这正是数控技术开放式、网络化发展的方向。其次，STEP-NC数控系统还可大大减少加工图纸（约75％）、加工程序编制时间（约35％）和加工时间（约50％）。

目前，欧美国家非常重视STEP-NC的研究，欧洲发起了STEP-NC的IMS计划(1999.1.1～2001.12.31)。参加这项计划的有来自欧洲和日本的20个CAD/CAM/CAPP/CNC用户、厂商和学术机构。美国的STEPTools公司是全球范围内制造业数据交换软件的开发者，他已经开发了用作数控机床加工信息交换的超级模型(SuperModel)，其目标是用统一的规范描述所有加工过程。目前这种新的数据交换格式已经在配备了SIEMENS、FIDIA以及欧洲OSACA-NC数控系统的原型样机上进行了验证。

2对我国数控技术及其产业发展的基本估计

我国数控技术起步于1958年，近50年的发展历程大致可分为3个阶段：第一阶段从1958年到1979年，即封闭式发展阶段。在此阶段，由于国外的技术封锁和我国的基础条件的限制，数控技术的发展较为缓慢。第二阶段是在国家的“六五”、“七五”期间以及“八五”的前期，即引进技术，消化吸收，初步建立起国产化体系阶段。在此阶段，由于改革开放和国家的重视，以及研究开发环境和国际环境的改善，我国数控技术的研究、开发以及在产品的国产化方面都取得了长足的进步。第三阶段是在国家的“八五”的后期和“九五”期间，即实施产业化的研究，进入市场竞争阶段。在此阶段，我国国产数控装备的产业化取得了实质性进步。在“九五”末期，国产数控机床的国内市场占有率达50％，配国产数控系统（普及型）也达到了10％。

纵观我国数控技术近50年的发展历程，特别是经过4个5年计划的攻关，总体来看取得了以下成绩。

a.奠定了数控技术发展的基础，基本掌握了现代数控技术。我国现在已基本掌握了从数控系统、伺服驱动、数控主机、专机及其配套件的基础技术，其中大部分技术已具备进行商品化开发的基础，部分技术已商品化、产业化。

b.初步形成了数控产业基地。在攻关成果和部分技术商品化的基础上，建立了诸如华中数控、航天数控等具有批量生产能力的数控系统生产厂。兰州电机厂、华中数控等一批伺服系统和伺服电机生产厂以及北京第一机床厂、济南第一机床厂等若干数控主机生产厂。这些生产厂基本形成了我国的数控产业基地。

c.建立了一支数控研究、开发、管理人才的基本队伍。

虽然在数控技术的研究开发以及产业化方面取得了长足的进步，但我们也要清醒地认识到，我国高端数控技术的研究开发，尤其是在产业化方面的技术水平现状与我国的现实需求还有较大的差距。虽然从纵向看我国的发展速度很快，但横向比（与国外对比）不仅技术水平有差距，在某些方面发展速度也有差距，即一些高精尖的数控装备的技术水平差距有扩大趋势。从国际上来看，对我国数控技术水平和产业化水平估计大致如下。

a.技术水平上，与国外先进水平大约落后10～15年，在高精尖技术方面则更大。

b.产业化水平上，市场占有率低，品种覆盖率小，还没有形成规模生产；功能部件专业化生产水平及成套能力较低；外观质量相对差；可靠性不高，商品化程度不足；国产数控系统尚未建立自己的品牌效应，用户信心不足。

c.可持续发展的能力上，对竞争前数控技术的研究开发、工程化能力较弱；数控技术应用领域拓展力度不强；相关标准规范的研究、制定滞后。

分析存在上述差距的主要原因有以下几个方面。

a.认识方面。对国产数控产业进程艰巨性、复杂性和长期性的特点认识不足；对市场的不规范、国外的封锁加扼杀、体制等困难估计不足；对我国数控技术应用水平及能力分析不够。

b.体系方面。从技术的角度关注数控产业化问题的时候多，从系统的、产业链的角度综合考虑数控产业化问题的时候少；没有建立完整的高质量的配套体系、完善的培训、服务网络等支撑体系。

c.机制方面。不良机制造成人才流失，又制约了技术及技术路线创新、产品创新，且制约了规划的有效实施，往往规划理想，实施困难。

d.技术方面。企业在技术方面自主创新能力不强，核心技术的工程化能力不强。机床标准落后，水平较低，数控系统新标准研究不够。

3对我国数控技术和产业化发展的战略思考

3.1战略考虑

我国是制造大国，在世界产业转移中要尽量接受前端而不是后端的转移，即要掌握先进制造核心技术，否则在新一轮国际产业结构调整中，我国制造业将进一步“空芯”。我们以资源、环境、市场为代价，交换得到的可能仅仅是世界新经济格局中的国际“加工中心”和“组装中心”，而非掌握核心技术的制造中心的地位，这样将会严重影响我国现代制造业的发展进程。

我们应站在国家安全战略的高度来重视数控技术和产业问题，首先从社会安全看，因为制造业是我国就业人口最多的行业，制造业发展不仅可提高人民的生活水平，而且还可缓解我国就业的压力，保障社会的稳定；其次从国防安全看，西方发达国家把高精尖数控产品都列为国家的战略物质，对我国实现禁运和限制，“东芝事件”和“考克斯报告”就是最好的例证。

3.2发展策略

从我国基本国情的角度出发，以国家的战略需求和国民经济的市场需求为导向，以提高我国制造装备业综合竞争能力和产业化水平为目标，用系统的方法，选择能够主导21世纪初期我国制造装备业发展升级的关键技术以及支持产业化发展的支撑技术、配套技术作为研究开发的内容，实现制造装备业的跨跃式发展。

强调市场需求为导向，即以数控终端产品为主，以整机（如量大面广的数控车床、铣床、高速高精高性能数控机床、典型数字化机械、重点行业关键设备等）带动数控产业的发展。重点解决数控系统和相关功能部件（数字化伺服系统与电机、高速电主轴系统和新型装备的附件等）的可靠性和生产规模问题。没有规模就不会有高可靠性的产品；没有规模就不会有价格低廉而富有竞争力的产品；当然，没有规模中国的数控装备最终难以有出头之日。

在高精尖装备研发方面，要强调产、学、研以及最终用户的紧密结合，以“做得出、用得上、卖得掉”为目标，按国家意志实施攻关，以解决国家之急需。

在竞争前数控技术方面，强调创新，强调研究开发具有自主知识产权的技术和产品，为我国数控产业、装备制造业乃至整个制造业的可持续发展奠定基础。

参考文献：

［1］中国机床工具工业协会行业发展部.CIMT2001巡礼［J］.世界制造技术与装备市场，2001(3)：18-20.

［2］梁训王宣,周延佑.机床技术发展的新动向［J］.世界制造技术与装备市场，2001(3)：21-28.