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数控技术将以往的计算机技术、机械制造技术、自动化控制技术、网络通信技术、传感检测技术以及光电技术有机地进行了结合,这也使得数控技术有了高效率、高集成、高柔性等特点,这是制造自动化的重点基础,是当代制造业的核心。据统计,当前我国数控相关的熟练人才已经严重短缺,数控技术工成为了社会的热点问题。数控人才的严重短缺也引起了我国教育部、劳动保障部、信息产业部等相关部门的高度重视,提出了职业院校制造业技能型紧缺人才培养培训工程,以此来改善我国制造业技术人才严重短缺的局面。所以,开设数控技术课程来培养数控方面的综合素质强、实际水平高的应用性和研究型人才,已经迫在眉睫。
二、数控技术课程教学中容易出现的问题
首先,专业师资非常短缺,相关的课程开设有所欠缺;第二,在实践教学过程中所接触的数控系统类型以及数控机床类型过于简单,远远落后于企业所使用的数控设备;第三,课程开展中相关的教学软件很匮乏,没有与教学相适应的高质量教材。同时,在教师实际的教学当中,对于教学方法、教学内容、课程体系等方面的把握也有相关的问题,主要表现在:1、由于数控技术课程的独特性,它涉及到了很多学科,其体系结构很复杂,其中庞大的教学内容难以在一两门课程中全部解决,这样一来就使得教学活动的双方都显得力不从心;2、在日常的数控技术教学中,教学方法显得过于陈旧,难以激发学生对于数控技术学习的兴趣,更谈不上提高学生的创新意识、创新能力以及创新精神;3、由于数控技术的更新换代十分快速,很多课堂教学的内容没有一定的前瞻性和深入性,很多实质性的技术和先进性技术在讲解上有一定困难,这样一来,数控技术课程教学的质量就难以得到保证。
三、提高学生数控技术能力的途径和方法
1.灵动透彻学习编程指令
很多学生在中职数控技术技能学习结束之后,都会去考中级操作证,中级操作资格中对于编程指令的运用一般来说都会比较简单,学生在日常的学习中,就可以通过编程指令来编制一些简单的加工程序。同时,对于编程的学习和数学课程中定理、公式的学习,不仅仅要求简单的理解,还需要学生对其进行深入的了解和掌握,因为在指令格式中各种参数的设定和与其他指令之间的配合,都会对程序编制的速度、程序的结构以及程序的运行速度造成直接的影响。所以说在实际的教学当中,需要教师指导学生通过各种图纸指令编程进行不断的练习,让学生对这些指令有着很好的理解,达到学生在实际操作中灵活运用编程指令的目的。
2.重视机床结构和工作原理以及机械加工工艺知识的教学
数控机床是集合了自动控制技术、信息处理加工传输技术、传感器技术、软件技术以及机械制造技术等多方面技术于一身的机械设备,这其中也涉及到很多学科,如果要求学生非常深入并掌握这些相关知识是非常困难的。所以在实际的教学中,教师应该通过机床执行零件加工的流程,分功能地对学生进行原理和结构的教学,让学生对机床的各个模块有一个初步的了解,当机床出现故障以及问题时,学生能够很快地找出问题的所在并迅速地对故障进行分析和排除。同时,数控加工的流程与普通机床加工相比而言,增加了对于程序的编制和输入,而编程过程中会遇到很多工艺知识,例如定位基准的选择、工艺路线的设计以及零件各个表面的加工方式、工序的设定、工序尺寸的确定等等,这些工艺知识与普通机床的运用是相通的。因此,在学习数控加工技能之前,学校可以设置一些普通机床的加工课程,这样一来,不但可以在学习数控加工技能的同时和普通机床加工的原理和操作进行比较,还能够有效地减少数控技能的学习时间,有效地节约技能成本,更重要的是可以对数控知识进行巩固和加深。
3.上机操作要求要根据课题的不同来进行改变
在实际的上机操作中,教师首先要让学生明白该做什么、做的步骤、怎样做以及每一个步骤的目的是什么。学生对于机床准备、开机、机床坐标原点等步骤的内容应该准确掌握,同时还要养成良好的操作习惯。同时,教师还要引导学生熟悉机床的操作界面,对于各个按键、旋钮的功能要了然于心,合理地进行界面的切换。在程序的输入和编辑上,虽然难度不大,但是关键在于要记牢以及养成良好的习惯动作,这些对于学生的实际操作都有着很大的帮助。对刀操作是上机操作的第二课题。在学习这个课题时,学生要学会对刀具、工件的装夹,清楚了解刀具要伸出多少、工件要伸出多少、装在什么刀位以及原因所在。教师在示范的时候,要针对学生的疑难地方,细致并耐心地进行讲解。在对刀上,学生要掌握对刀的原理是什么,再对工件坐标系进行设定。在数控机床操作中,对刀操作是重点,也是一个考验学生耐心与细致的步骤。一般情况下,学生都会有一定的紧张感,所以在实际的教学中,教师要给予学生充分的时间进行练习,以便学生掌握,事后学生还要对练习的过程进行仔细思考,思考操作中的错误的原因是什么,也可和教师一起进行分析,然后进行二次练习,直到可以很好的掌握为止。
数控加工技术与传统的加工技术不同,数控加工技术需要在数控机床上对机器的零件进行精细地加工技术,该技术需要运用到机械加工和数字信息控制零件方法,而且数控加工这种技术,能够广泛地运用在各种复杂的零件上,应用的领域非常广泛。数控加工技术还具有精密度高的优点,对零件的加工精细。在数控加工过程中运用到的数控机床,是一种应用计算机来进行控制的机床,数控系统又控制着数控机床,数控系统能够根据程序员对零件的材质、加工要求等规定的要求进行程序编辑。
一、复杂曲面数控加工中的技术
随着社会的高新科学技术的发展,在航空、造船、汽车等交通领域中,对零件的加工要求逐步的提高,人们要求的零件越来越精细与精确,因此,复杂曲面数控加工技术得到了快速的提升。由于数控加工技术应用广泛,该技术可以应用在已有零件的复制、受损零件的还原、新零件的设计等等方面,因此,数控加工技术包含了方方面面的技术,如:获取数据的技术、曲面匹配的技术等。
数控技术是一种运用数字来对某一工程的全过程进行有效地控制,并且能够达到机械自动化的目的的一种新型技术。该技术能够机械中的方位、角度、长度、速度等的物理量进行机械化控制,数控加工技术伴随着高级数学的研究而发展。在数控技术加工中,需要运用到数控机床进行对数控系统进行操控,然后数控机床又是根据操作者的编辑来进行操控的,在数控机床内部中,机器内部会自动地对操控着输入的数据以及规定进行系统的数据计算、数据转换等复杂的工程式的操作,最后再通过一系列的机器自动操作,对需要加工的零件进行制造,来完成这一零件加工的过程,即数控加工过程。数控技术一般分为数字控制、计算机控制、直接控制和微机控制。这几种数控技术都是通过不同的机器来实现对数字的控制欲数字的转换的过程。
二、数控加工技术的特点
数控加工技术的发达与否是一个国家的工业发展的情况的标志,因此,一个国家的工业是否发达,与该国家的数控技术的发展是密切相关的。那么数控加工这种技术为什么会占有如此重要的位置呢?以下让我们一起了解一下数控加工技术具备的各种优点。
(一)机械自动化
数控加工技术是一种全自动化的高科技的技术,运用对数字的控制进行机械自动运行的技术。在数控的加工过程中,操作者的工作量非常的简单与便捷,操作者只需要在数控系统中按下规定的数据,对零件进行装卸以及定时的给机械换道具,并且在过程中进行监督。机械的自动化,可以大大地减少工业员工的工作量,减轻了员工们的工作负担,给人们带来了许多的方便。在工业的生产过程中,运用数控加工技术,可以使复杂的手工操作过程变得简便许多。
(二)精确度高
运用数控加工技术对工业生产中的零件进行加工,能够在加工的过程中进行很精确地计算,由于数控技术的机械化,计算非常精确,从而能够确保产品的高度精确,在很大一定程度上,满足了人们对产品的高度精细的要求,该技术的精确度高,不仅保证了零件的精细程度,而且为大型机器的制造奠定了坚实的基础。
(三)工作效率高
由于数控加工技术在运用数控机床加工能够在一次的装卸中同时对多个零件的表面进行加工,就仅此这一个步骤,就比人工的操作快了许多,在数控加工过程中,还在许多过程上的效率高,如:数据的检测、划线等方面。这种数控加工技术大大地缩短了零件的加工时间,这也很大程度上方便了人们,为工业生产的员工减少了工作的压力。
(四)用于创新产品的研制
在数控加工技术中,操作人员不要太多的制造过程,只需要对机器中的数据进行高级编辑就能够快速地制造出一种新型的产品出来,因此,运用数控技术生产出创新的产品,就比以往降低了一个等次,变得容易了许多。
虽然,运用数控技术进行零件的加工具备了很多的优点,但是这种技术也具有一些不足之处,如:数控技术的投资大、工业生产风险高、数控系统的维修要求高、运行数控机床时遵守的规则繁琐等缺点。数控技术的这些缺点也成为了该技术在工业生产中得不到推广的主要原因,许多企业家不愿意投资大笔的钱财在工业生产中,从而放弃了数控技术的这种新型加工技术,从而,在一定程度上,限制了数控技术的发展。
三、复杂曲面数控加工技术的应用
数控加工技术在许多的领域里都可以应用得到,不单单对复杂的曲面上可以应用,在许多的零件中需要应用数控系统这样的大型机器才可以进行,面向各个领域的高科技术,数控技术的发展获得了很大的提升,如今,在工程上的数据的获取技术子航空、航天等方面也得到了很广泛的应用,曲面的匹配技术也应用在了许许多多的方面,如:建筑设计上的各种家具的相互匹配等。由于零件的配置应用在人们生活中的方方面面,在汽车里,会有零零碎碎的零件,在飞机中、航船中等等的大型机器当中,也是由零件构成的。总之,数控加工这种先进的技术,在以后具有很大的发展潜能,且应用十分的广泛。
(一)数控技术在交通行业中的应用
数控技术最早就是运用在机器中的零件的制造当中,随着数控技术对零件的加工过程应用得越来越多,在汽车、船舶、航空等交通运输行业中,交通工具的内部的构造的零件中,开始广泛地使用数控技术,对繁琐、众多的细小零件进行精确地加工,在数控加工中,大到可以加工交通工具的发动机,小到可以加工一个细小的螺丝。因此,在现今的数控加工技术,已经普遍地应用于交通工具的制造当中。
(二)数控技术在军事装备中的应用
数控技术的应用,不仅仅局限在交通生产方面上,海能够推广到军事装备的制造当中。许多国家的军事上的武器,已逐步地需要运用数控加工这种技术。这一技术之所以能够应用于军事武装上面,最主要的原因在于该技术制作的精确性高,许多国家考虑到武器对国家的国防的重要性,制造出一种高度精确精细的武器成为了首先需要解决的问题,运用数控技术又恰好的符合了制造精确的零件的要求,而且,制造出一种精确度高的武器,也能很好地保证了武器的安全性与使用性。
(三)数控技术在通信行业中的应用
如今的计算机产业、手机通信的产业以及电视机产业当中,大多需要运用到一种含有纳米技术、超精技术的高科技的精细制造配置。这些通信产品的内部的精细构造中,许多的零件需要有高度的精细与精确性,数控加工技术在很大地程度上满足了制造通信产品中的这一要求,运用数控技术加工通信产品的零件,将会成为通信生产行业的一大趋势。
(四)数控技术在医疗设备上的应用
医疗行业当中,数控技术将能够应用于现代的一些机械化的医疗器具当中,现在医院里的一些高科技的诊断设备实际上都应用了数控技术,这些设备的应用大多数是运用了数控技术当中的数据监测的技术,利用了数控技术的获得准确数据的特点。使得数控技术在医疗设备上得到了应用。
(五)数控技术在印刷行业上的应用
在印刷行业中,印刷机器的内部构造同样可以应用到数控加工这种技术。该行业运用数控技术,主要利用了数控技术的耗时少的特点,在相同的时间内,运用了数控技术的印刷机器比传统的印刷机器的工作效率要打很多,使印刷术在短暂的时间内得到最大量的工作量,满足了人们对时间观念上的要求,从而,使数控技术能够在印刷行业中的得到了广泛地应用。
数控技术的应用不仅仅局限在以上的行业当中,该技术甚至能够渗透到人类的生活的方方面面当中,由于数控技术的运行方便的特点,现代的纺织业、包装业等等的行业当中也看可以运用到数控这种技术,在简单的行业当中也能很好的运用数控技术。在以后的手工产业当中,主要由数控机床来进行操控,见见地取代人工的手工制造业,方便人们的生活,减轻人们的劳动力。
四、总结
本论文主要对数控加工技术进行简要的陈述,让读者能够对数控技术有了进一步的了解,并且通过介绍数控技术的优势所在,向人们推广这种数控加工技术,向各大企业家推荐现今的数控技术是值得大家投入发展的技术,最后,再深入地介绍数控技术在各个行业中的广泛应用,说明了数控技术的应用的领域是非常广阔的,是一种非常有用的技术,是产品生产中的很有必要的一门技术。
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中图分类号:G642.4 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)43-0084-02
数控技术,是利用数字化的信息对机床运动及加工过程进行控制的一种方法。数控技术对传统机械制造业的滲透产生了机电一体化产品——数控机床。现在数控技术已成为制造业实现自动化、柔性化、集成化的基础技术,数控机床也已成为新一代生产技术,如FMS,CIMS等的制造基础。我国和世界上的发达国家一样,都把发展数控技术作为制造业发展的战略重点,将数控技术向深度和广度发展列入科技发展的重要内容。
一、《数控技术》课程的性质与特点
《数控技术》课程是我校机电一体化专业的专业必修课。通过本课程学习,使学生建立现代机械制造的全新概念,掌握数控技术的基本知识、基本理论和基本技能。该课程有以下特点:
1.知识密集。《数控技术》课程是以数控机床等典型数控设备为主要研究对象讲授计算机数控的基本原理、基础理论和方法。数控机床具有集机、电、液于一身,技术密集和知识密的特点,设计、使用数控机床必须具备机械制造、微电子、自动控制和计算机等多方面知识。
2.理论性与应用性均要求较高。《数控技术》课程既包含了开发设计数控系统和数控机床所需要的深奥的理论知识,又包含了使用数控机床所需要的应用方面的知识。
3.知识更新快。随着微电子技术、计算机技术的发展,数控技术也在不断地发展。数控技术从发明到现在,虽然只有50多年的历史,但已经经历了五个发展阶段,相应的数控机床也经历了五次更新换代,专业知识的更新速度非常快。
二、对教学中存在的问题一些探讨
由于《数控技术》课程具备的以上特点,给教学过程中带来一定的难度,因此在教学过程中,授课教师经常会被以下问题所困扰:如授课的侧重点应在哪里、如何掌握讲授的深浅程度、怎样将才会收到良好的教学效果等等。笔者通过在《数控技术》课程教学实践中的探索,获得一些认识和体会,现归结如下:
1.根据培养人才的定位确定授课内容。以往的教学过程中,授课内容往往是跟着教材跑,即教材上有什么就讲什么。但目前《数控技术》教材版本多,质量参差不齐,内容编排也差别很大,从而使教学目的和培养目标带有很大的盲目性。数控技术人才可分为研究型、应用型和操作型三个层次。根据我校培养人才的目标,我们培养的学生应定位在应用型人才。所以《数控技术》课程的理论教学内容应侧重应用性、先进性和前沿性。在重视专业性较强的应用理论,加强与职业能力密切相关的使用理论基础上,舍弃一些烦琐的理论推导、证明方面的内容,突出实用性、应用性。根据专业培养方案制订课程的授课大纲,编写教学计划,当与教材内容有出入时,以大纲为准,给学生列出相应的参考书作为辅助教材,围绕人才培养方向开展教学工作。
2.加强实验教学,提高学生的综合能力与素质。《数控技术》课程具有很强的实践性,要想达到理想的教学效果,仅在课堂上实施全方位的教学是不够的,还应具备一个良好的实践教学环境。过去由于教学条件的限制,只能传授理论知识而不能将理论付诸于实践。今年我校新增了两个数控实验室,购进了两台数控加工设备及相应的教学软件,使我们有条件去加强学生的实践教学环节,在实践课中,一方面学生可以上机编程,动态模拟加工过程。在条件允许的情况下,还可以将编制的零件程序通过数据接口传至数控机床,进行实际加工。另一方面,学生可以学习操作机床,从而提高他们的实践能力,为以后的求职与就业奠定基础。
3.加强与先修课程的沟通。与《数控技术》课程联系紧密的先修课主要是《电工电子技术》和《微机原理与接口技术》,这两门课程的教学程度将直接影响到《数控技术》课程的教学效果,在以前的教学过程中曾发现这样的情况,《数控技术》课程所需用到的先修课的知识有的没有学,有的学得不全面。所以,预先将《数控技术》课程中将会用到的知识与先修课程的教师进行沟通,为学生打下一个良好的学习基础是十分必要的。
4.教学方式的改革。在目前的教学方式中,黑板式教学传达的信息量小,但是教师与学生之间的沟通较好。多媒体教学传达的信息量大,但有时会妨碍师生之间的互动。对《数控技术》这样一门综合性强的课程,仅采用单一的教学方式很难达到理想的教学效果,针对课程特点,可以采用综合型的教学模式,将教学内容分为三大块,分别采用不同的教学方式:(1)对于基础知识基础理论的讲授采用黑板式教学,边讲边写,使学生搞清楚这些理论的来龙去脉;(2)对于数控机床与数控系统的组成及工作原理部分由于图形多,可以制成课件,使用多媒体教学,既便于教师的讲授,又易于学生理解;(3)对于数控基本技能的训练与实践环节,把课堂设到实验室,让学生边实践边学习。
【关键词】OBE;数控技术;实训教学
培养现代数控技术人才是高校机电类专业培养适应市场需求的高技术应用型人才的重要目标,数控实训教学是培养现代数控技术人才的重要环节,对于提高学生的专业综合能力、创新意识和实际操作能力具有重要意义。根据学校招生就业处等部门到各地用人单位进行调研反馈的消息称,毕业生除了工作经验缺乏之外,其知识结构、技术技能、素质素养均与用人单位的要求存在一定差距。这与数控技术实训教学管理、实训方案和师资队伍建设方面的不合理性存在一定的关系,这些因素制约着数控技术实训工作的有效开展以及数控技术人才培养水平的提高。以钦州学院工程训练中心为例,在筹建北部湾大学的阶段,虽然采购了一定数量的数控机床,但是由于人才培养方案以及课程教学大纲的约束,其授课课时较少,而且数控技术实习多以示范性和验证性为主,着重对基本理论的校验和实际工件的演示,学生动手机会少,数控技术实训实施方案设计不尽合理,学生所学的知识水平、技术技能水平等不能满足用人单位的要求。
针对上述数控技术实训教学中存在的问题,笔者尝试运用OBE(Outcome-basedEducation,中文简称“成果导向教育”)理念对数控技术实训教学改革进行一些探讨。
一、OBE教育理念
OBE也称能力导向教育、目标导向教育、需求导向教育或学习产出导向教育,由Spandy等人于1981年提出,现已成为美国、英国、加拿大等发达国家高等教育的主流理念。《华盛顿协议》全面接受了OBE理念,并将其贯穿于工程教育认证标准中。在理念上,OBE是一种“以学生为本”的教育哲学;在实践上,OBE是一种关注于学生受教育后获得什么能力和能够做什么的培养模式。基于OBE理念的教育过程和课程计划等都是围绕实现预期的学习结果来设计,这样的体系能真正体现以学生为中心,确保学生围绕未来岗位所需要的知识、能力和素质发展自己。OBE以学生的学习成果为目标,以社会需求为标尺,更加注重学习过程,并持续改进跟以前的教学策略相比,OBE更加强调学生学到了什么而非教师教了什么,更加强调能力本位和个性化评定。
二、基于OBE的数控技术实训教学的几点探讨
(一)以需求为导向的实训教学管理设计
钦州学院工程训练中心目前开设的数控技术实训的课程主要有工程训练Ⅰ、工程训练Ⅱ等全校公共必修课以及数控技术实训等专业选修课,工程训练Ⅰ、工程训练Ⅱ中數控技术实训的实训课时量分别为8课时、16课时,主要培养学生的工程素养和工程意识,数控技术实训等专业选修课对于不同的专业课时其量不尽相同,最长仅有80课时。但无论是全校公共必修课还是专业选修课,数控技术的实训教学仍然是传统的先理论后实操的模式,对于全校公共必修课,不同专业学生的教学内容差异不大,对于专业选修课,则根据整个实训课时量安排实习内容整个过程,两者都以完成知识教学为主,对于不同专业的程度需求、知识结构考虑的不够。根据OBE的理念,学校的培养目标及培养模式应以专业和社会的需求为导向,以OBE模式来进行数控实训教学,应紧密结合不同专业的人才培养计划和毕业应达到的要求进行教学设计并进行管理。实训教学模式有别于理论教学模式,对于数控技术实训的理论知识如编程知识,可以让学生在进行实训之前自学,并自行设计自己想要实训的内容,在实训期间,老师对于重点难点内容进行点拨并指导实习。工程训练中心现有的实训室已全部实现智能控制,老师和学生只要提前向设备保障科申请权限,可凭指纹进入实训室,实现实训室的全天候开放,学生可实现自主学习和管理,对于自己想要达到的实训目标较为清楚。采取这种模式后,学生根据自身不同的专业和需求,心里清楚的知道自己需要学习的内容及深度,学生学习的效率和实训室设备的利用率都将大为提升。
(二)“以学生为本”的实训教学方案
钦州学院工程训练中心目前数控实训教学的现状是教师主导,学生需要学习什么理论知识,学到何种程度,需要加工何种图样的零件,都是由实训指导老师指定,并没有考虑学生接收知识的能力和兴趣程度,不想学的学生觉得枯燥无味,不愿深入学习,想学的学生觉得实训时间和内容都远不够,学习热情受到限制。OBE强调以学生为主体,实训教学方案应以学生的人才培养方案及毕业要求为出发点,设置菜单式的教学方案,学生根据自己的需求程度和兴趣爱好进行自主选择,并利用课余时间预约实训室开放,从而提高教学质量,学生也可以根据需要,在工程训练中心的职业技能鉴定所进行考证。
(三)能力为导向的师资队伍建设
想要培养高质量的数控技术人才,首先得有一支高素质高能力的师资队伍。数控技术实训涉及多学科交叉,其理论性和实践性都很强,在数控技术实训教学中,教师除了具备一定的理论知识外,还必须熟练掌握数控机床的基本操作技能,熟悉常规维护技术,熟悉现代CAD/CAM自动加工技术的应用方法和基本流程。工程训练中心大部分老师都持有数控车、数控铣等工种的技师证或高级技师证,技能水平可以保证,但运用技能解决工程实际问题的能力还有待提高,可以依托国家级、省部级竞赛等平台,组织学生参加全国大学生工程训练综合能力竞赛、全国大学生机械创新设计大赛、全国三维数字化设计大赛、广西高校大学生创新设计与制作大赛等比赛,从指导学生参赛的过程中加强数控技术实训师资队伍建设。此外,还要充分利用自治区级实训教学示范中心——先进制造技术与创新创业实训中心和钦州市“互联网+先进制造”工程技术研究中心的平台资源,设立相关科研和教改课题,全面提升实训教师解决工程技术问题的能力。
三、结语
OBE作为一种先进的教育理念,在全世界范围众多发达国家已有了多年的理论与实践探索,形成了一套比较完整的理论体系和实施模式,同样也为我校工程训练中心的数控技术实训教学改革提供方法论指导,后期仍将不断深化OBE教学改革模式,为社会培养更多高级数控技术人才。
参考文献
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一、数控技术发展及改革意义
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。为什么要改进?可能是绝大部分人的共同疑问。随着数控加工技术的不断成熟提高,数控技能竞赛也越来越难。在这样的背景下,结合我们这近几年的数控比赛,我觉得对我们技术的改进是具有很重要的意义的。
二、分析现状和未来展望
1.我们的加工时间可以分成三块
(1)辅助时间:指我们为加工零件做的一些辅助动作所用的时间总和。(2)编程时间:指我们为加工零件用在编写零件加工程序的时间总和。(3)程序加工时间:指我们为加工零件用在运行零件加工程序加工零件的时间总和。
2.展望未来,我们的加工将是“有效加工”
就是在正确的时间里,操作者和机床在每一秒钟里都在做有效的工作。可想而知这样的竞争力和我们以前拥有的竞争力的差距,肯定是有效加工>传统加工。
三、程序改进前后对比分析
辅助时间和编程时间是可以通过不断的练习来快速有效地提高的,但程序加工时间在相同机床和相同参数下是相差无几的,我们现在可以通过改进程序格式,改变数控加工的路径,达到数控加工的有效度的增加。下面以华中和FANUC两种数控系统程序改进前后的对比来说明(见上页表)。
竞赛促进教学。这些年来参加的技能比赛都是全身心投入到比赛中了,为了适应比赛,很多内容都有了相应的改变。包括这次改革的内容,是把技能竞赛中的内容应用到了普通教学中。这些知识是由数控竞赛方面训练转变而来,这也正是现在数控的各类竞赛真正要达到的效果,就是由竞赛促进教学。
改进后所产生的效果也是很明显的,在同系统、同条件加工下,改进的数控加工程序能为每个零件节省5~7分钟的时间。可想而知,如果在工厂里大批量地加工,那可以节省多少资源。在资源严重不足的当代是具有非常大的意义的。
参考文献:
1背景
数控技术是先进制造技术的核心,世界各国制造业广泛采用数控技术,以提高制造能力、适应市场能力和竞争能力。随着我国加入世贸组织,综合国力进一步增强,我国经济全面与国际接轨,并正在成为全球制造业中心,进入了一个空前蓬勃发展的新时期,这必然对掌握现代化制造技术的人才、特别对一线数控技术工人形成了巨大的需求。到2008年,我国的数控机床年产量将达到4万台,数控机床的普及率也将大为提高,因此数控技术的应用将是我国机械制造业发展的重要任务。但目前我国机床的数控化率还达不到3%,其原因是多方面的,而数控人才的匮乏无疑是主要原因之一。现阶段,职业学校以及数控专业的现状是这样的。数控技术作为机电应用技术的专门化学科,应按照支撑岗位核心能力的知识、技能课程的需要为原则,对专业课程的教学内容进行精选和优化,要突出数控技术的特点,不必过于苛求课程的系统性和完整性。特别是面对中职学生,基础相对差、领悟能力低等诸多方面不利因素。所以,在安排课程上有时宜专不宜博,这样才能做到数控技术的专业化。根据中职学校现阶段的情况与数控专业未来的发展,数控理论课、仿真教学、小型数控机床、实体生产用机床结合穿插教学使用会对职专学生数控机床的学习和使用有很大的帮助和提高。
2理论
学习是基础理论课是基础,没有理论指导,就谈不上学习数控加工,但理论学习一定不能与实际脱节,要使学生理解今后要使用的设备,而不单单是图片。比如在介绍刀具时,可以把一些典型的刀具拿到教室,让学生知道各种刀具的形状、参数、用途,这样,学生不至于一头雾水,而真正有一个直观的认识。在讲数控机床时,应该引领学生进入实训车间,让学生真正认识各种数控设备,它们之间有什么样的联系,又有什么样的不同。这样学起来,学生才有兴趣,才能调动他们的积极性。效果比老师在黑板上写定义好得多。
3仿真
软件承前启后仿真软件是作理论课的升华,在讲一些比较抽象、晦涩的知识点或者是具体零部件时,仿真软件可以起到一目了然的作用,例如在讲解典型零件时,利用软件素材库,调出实物的平面、立体图,甚至是动态图,帮助学生更好理解。此外,在讲解刀具的安装时,零件的组装可以通过软件模拟仿真来进行实现,编程与加工过程,仿真软件的优势就更加能够突显,编写程序可以通过仿真系统演示出来,对程序编写的错误就能及时发现,特别是使学生对程序中复式循环指令的理解就更加容易。另外仿真软件可以达到学生与机器1∶1的的使用率,不会因为设备不足,影响课堂效率。再有数控加工仿真软件都具有多系统、多机床,且能逼真反映机床加工过程等功能。
4小型数控机床保证动手操作
教学用小型数控机床是近几年的一种新型教学器材,也是今后职业学校机电专业、数控专业实训课动手实践的趋势。根据职业学校的现状,无论从经济角度还是从占地面积来讲,不可能大量购买大型实际生产用数控机床,一般情况是一个学校有几台数控设备,条件好一点的学校可能会有加工中心这样的高级机床。老式的教学方法中,实习设备都是实际生产用大型设备,学生实训通常是几个人一台机床,实训操作时间短,有的甚至都没有办法接触到机床,无法提高教学质量完成教学任务,培养出来的毕业生也往往只有理论基础。那么,学生需要多操作与机器数量少不能满足学生要求,学校资金有限与多投入这两对矛盾就越发突出。“多实践”是欧美发达国家多年的教学心得,也是我国跟他们教学的最大差距,他们所培养出来的学生是那种理论和实践都具备的复合型人才,企业也非常喜欢聘用这样的毕业生。欧美国家职业院校在教学设备投入方面考虑的因素是:①是否符合职业教育的教学规律(科学性)。②设备是否绝对保证学生的安全(安全性)。③设备是否可以达到训练的目的(功能性)。④设备故障率以及是否能够及时排除故障(稳定性)。⑤设备的外观是否能够激发学生的学习主动性(心理学特征)。⑥设备的单价以及是否占地少、消耗少(前期投入以及后续使用的经济性)。教学用小型数控机床教学正适合这种教学模式,也是大势所趋。机床虽小、五脏俱全,以几分之一的投入就可产生常态的教学效果,既切实解决现实教学中资金和场地不足的难题,又同时让学生踏出校门那一刻,有更足的底气面对社会。降低采购成本,加强教学密度、降低实习消耗、提高教学实效、多种安全设置提高操作的安全性,解决前期阶段数控教学难题,在保证安全稳定,节能环保,高效减耗,规模化教学,增加机时的同时,学生安全,减轻老师负担。
5大型设备做辅助
职业学校的任务就是要让学生掌握职业技能,与企业达到零对接,教学中小型数控机床是学生实践的主力军,在学生实训操作也一定要让学生有机会实践实际生产设备,要让学生真正明白构造,布局,使用方法。不能让学生在这个方面产生盲区,使今后学生步入社会,步入工作岗位能更好更快地适应。职业教育不像普通高中,职业教育办学要适应社会需求,社会需要什么样的人才,我们就教什么样的课程。国家现在需要的就是懂专业,会操作的技术人员,那这就应该是我们的办学方向。不能让学生只有理论知识,动起手来却完全是个门外汉,如果那样,就失去了职业教育的意义。对于数控加工这个专业,社会、企业需要的就是走出校门就能顶岗。如何把这点做好,是我们教育工作者,应该时常总结与反思的,我们就应该克服困难,真正把学生培养成一名有一技之长的技能型人才。
参考文献:
近年来,先进数控技术在我国制造业开始得到广泛使用。专家预言:“21世纪机械制造业的竞争,其实质是数控技术的竞争”[1]。对于高校而言,《数控技术》课程传统的教学模式一般是课堂讲授加上演示性的实验模式已经不符合数控技术人才的培养的需要,并且与高等教育改革的目标相悖。因此,我们高校对本课程的理论与实践教学进行改革创新已成为重要而迫切的任务。下面介绍一下我校在《数控技术》教学改革所做的一些尝试和探索。
一、高职院校数控技术教学的现状
数控技术的应用为企业的生产带来了极大的便利,是企业提高产品质量和劳动生产率的重要手段。由此来看,数控技术可以说是整个生产环节必不可少的重要因素。它的发展关系到国家工业的发展速度和水平,是国家综合国力水平体现的标志之一,但目前很多高职院校的教学现状却跟不上社会的实际需求,未能培养出符合社会需求的人才。①理论知识教学与实践教学相分离。在实际教学过程中,教师过于重视理论知识的讲授,轻视学生动手实践能力的培养,最终导致了学生的理论知识与实践能力相分离,理论知识不能够很好地指导实践,学生的实际能力不能够满足企业生产岗位的实际需求,这样的冲突矛盾得不到及时解决,将会形成恶性循环,导致高职院校的数控技术教学与社会生产活动实际相距越来越远。②数控技术专业教师的综合素质不高。数控技术是一门多学科相互交叉、综合性极强的学科,任何一方面与之相关的学科知识有了新的突破和进展,都将牵动数控技术的革新,这就对教师提出了更高的要求。但目前数控技术专业教师的综合素质却不高,师资队伍建设跟不上学科的变化和进步,导致了高职院校的数控技术教学很难取得理想的效果。
二、提高高职院校数控技术专业教学的策略
①转变教育理念,加快观念的深入人心。数控技术这一行业虽然在我国发展已有些年头,但真正有多少人对这一行业有深入全面的了解那就不得而知了。为此,我们院校在学生入学之初就应该给他们提供相关的专业认识,在头脑中树立一定的概念。同时,要引起足够的重视。数控技术在现在社会的应用越来越广,在今后也是一个发展趋势。受多方因素的局限,我国制造业的发展一直还是处于技术含量较低,劳动密集型阶段,对于技术含量较高领域的发展还是很有限的。而我国高等院校在这方面的教育观念虽有所改变,但还是较为落后,仍以传统技术教学为重点。同时,受我国传统教育观念的影响,一直以来较为重视理论,而对实践教学重视不够,大多数情况下只是作为附属,或流于形式,并没有将它放在该有的位置,这也就造成了目前我国大多数大学生讲起来长篇大论,空有理论,做起来什么都不会,一事无成的被动局面。为此,我们一定要转变教育理念,力图将我们的学生教成不光会说,更要会做的实用人才。②创新和完善项目课程体系。建议将典型就业岗位工作任务转化为教学目标,来体现高职课程价值趋向的职业性;以典型零件的数控加工过程为主线序化课程体系,体现项目课程基于过程培养能力系统化知识的应用性和实践性;以典型零件图样为项目载体,将同一项目载体贯穿于不同的课程中,把同一课程中不同项目的同类工作任务按项目载体总序排列形成课程内容结构,体现了目标、任务过程的连续性和技能与知识的完整性,便于积累工作经验;实践项目引领、任务驱动、过程在现的导学导做教学情景,使知识变的好学、知识变的好用;以物化学习成果展示、鉴赏和档案袋管理法为考核评价主要手段,分享工学成果,激励学生争强好胜、提高学习兴趣,体现了项目课程的技能性与技术性的统一、外在要求和主管意识的良好配合;按课程分工实施课程建设、教材开发和组织教学实施,维持了任课教师的专业覆盖度要求,提高了双师内含要求,体现了项目课程教学实施的可行性和推广应用的普适性。③不断更新教学手段,采取多媒体教学。。教师运用多媒体教学手段,通过视频展示,可以使那些用传统的教学手段无法讲清,或难以讲清的教学内容化难为易、化繁为简,使抽象的结构变得直观,使课堂教学获得最大的效率。现代化教学手段可以借助相关软件和仿真加工技术在计算机上进行编程和模拟演示,让学生在仿真练习中熟练掌握数控生产技术,学生通过与仿真场景的交互来体验一种真实感觉,因此能进一步提高操作者的实际工作技能。④加强“双师型”师资队伍建设,提高教师的理论水平和业务能力。职业教育与基础教育的重大区别之一就是在职业教育的发展过程中,师资队伍的质量直接决定其整体质量。教师必须是既具有扎实的基础理论知识和较高的教学水平,又具有较强的专业实践能力和丰富的工作经验的“双师型”教师。教师不但应是课程实施者,而且应是课程开发者。在“双师型”教师培养上,学校可以有计划地将年轻老师送到企业进行实践和见习,同时也可以直接从企业聘用数控技术人员作为兼职教师,参与教学大纲和教学计划的制定,承担教育相应的教学任务。
总之,职校作为人才培养基地,要坚持培养目标,为实现这一目标不断了解学生的反馈信息,不断完善我们的教学方法,培养教师高度的责任感,理论联系实际,提高教学质量,以更好地适应国家现代化发展的需要,培养出更多的具有较强的实际动手能力的应用型工程技术人才。
参考文献:
[1]张导成.数控加工技术专业的教学改革与实践[J].湖南工业职业技术学院学报,2001,(9).
[2]关天富.关于高等职业教育数控专业教学的探讨[J].广东交通职业技术学院学报,2005,(12).
0 引言
作为新建本科院校,培养服务本地区的经济社会发展的应用型人才是人才培养的主要目标。数控技术作为机械设计制造及其自动化专业的一门非常重要的专业课,对学生的应用能力的培养就应该放在首位。数控技术课程设计是学习数控技术课程后进行的一个重要的实践教学环节,可提高学生的数控编程能力,加深对数控原理及数控机床结构的理解,为学生进一步学习数控机床知识及从事相关工作打下基础。本着理论够用,重在实践的教学思想,针对数控技术实践能力培养的重要环节课程设计进行必要的教学改革就势在必行。
1 传统的数控技术课程设计的方法及存在的问题
1.1 传统的数控技术课程设计的方法
传统的数控技术课程设计主要是对针对数控编程部分,其流程如图1所示:通常有老师指定相关的编程题目,学生根据相关的题目,按照数控编程的步骤编写零件的加工程序;在宇龙或沃斯软件上进行简单地设置后,对程序进行加工仿真,检验程序的正确性。对课程设计的评价方法为一般的批阅相关资料,给出单一成绩的方法。
图1 数控技术课程设计流程图
1.2 传统的数控技术课程设计的不足
传统的数控技术课程设计存在的不足主要有:
1.2.1 满足不了学生的多样化要求。因为题目有老师指定题目比较单一,对一些要求比较高的学生,可能仅仅是平时练习题。对于基础不好的同学,可能又比较难。
1.2.2 数控技术课程的特点是理论与应用并重,理论要指导实践,在应用中让学生对理论的知识有更深层的理解。传统的数控技术课程设计强调了数控编程部分,对理论的知识涉及很少,使理论与实践脱节,达不到对学生全面能力培养的目标。
1.2.3 评价方法不够科学。通过学生上交的资料,仅能反映学生对基础知识的掌握,很难反映学生综合能力的培养。同时师生互动比较差,学生存在的问题很难及时反馈到学生那里。批改后只有少数不合格的课程设计会发到学生那里,而大部分同学并不知道自己课程设计到底存在什么问题,看到自己合格了,就好像万事大吉了,也不关心自己的课程设计是否存在问题。
2 教改思路和措施
2.1 教改思路
传统数控课程设计存在种种缺陷,很难满足应用型本科对学生实践能力的培养目标。针对以上问题,教改思路为:允许自主选题与教师选题并存;引导学生在课程设计中,积极创新,通过各种方式复习和验证理论;改革考核方式,及时把课程设计的情况反馈到学生那里,使学生及时改正存在的问题。改革后数控技术课程设计流程图就如图2所示。教改主要强调师生互动,通过集中指导和现场答辩等方式,课程设计流程不再是一个单一的开环系统,而是带有反馈调节的闭环系统。
图2 数控技术课程设计循环流程图
2.2 教改措施
2.2.1 自主选题和指定题目相结合
老师选定的题目往往难度适中,满足不了学生的多样化要求。因此在选题的基础上,允许学生根据自己的基础和要求自主选题。部分基础比较好的学生,可以选择比较复杂的加工编程,比如泵壳、箱体、叶轮、模具等;选择比较复杂的加工仿真方法,比如用Vericut软件进行仿真;也可以在手工编程的基础上采用自动编程。这样不仅可以检验学生对基础知识掌握程度,而且可以培养学生自学能力和理论与实践的综合运用能力。部分基础稍差的学生,可以选择简单点零件,仿真软件采用宇龙或者沃斯。这样也可以检验学生对编程基础知识的应用,达到课程设计的目的。
2.2.2 以机房为依托,集中指导
考虑到数控技术课程设计的特点既有CAD,又有CAM,要大量采用电脑,因此把课程设计教室选在机房。这样就解决了传统课程设计放羊式的指导模式,为学生提供比较好的设计条件和设计环境。便于集中管理和集中指导。对在设计过程中普遍存在的问题,可以现场及时指导,同时对设计进度可以有比较好的把握和督促。方便在设计过程中进行师生互动。
2.2.3 理论与实践相结合,引导学生积极创新
在课程设计过程中,不能为了编程而编程,要引导学生将数控技术的基础知识加以验证和灵活应用,从而加深对基础理论的掌握。比如对刀,在理论课中,学生对对刀没有一个感性的认识,仅有一个概念。在仿真的过程中,通过不同的对刀方式设置,让学生对对刀有进一步的了解。同时加深学生对机床的机械结构和机械加工工艺装备的认识。
2.2.4 改革考核方法,提高课程设计效果
采用批改纸质资料和组织现场答辩相结合的办法。在批改纸质资料的过程中会发现很多问题,采用现场答辩的方式,把这些问题及时反馈到学生手里。答辩类型分为三类,一类为申请答辩,如果申请优秀或者良好,就必须申请答辩。这类学生,主要向同学们展示课程设计中的亮点,创新点。让同学们都有一次共同学习的机会;一类为指定答辩,主要是在课程设计中有创新点的学生,和存在问题比较典型的学生。指定答辩的同学,主要通过提问的方式,让学生把创新的思路或者出现问题的思路给大家阐述出来。让学生思路更加开阔。同时对照答辩同学存在的问题看自己有没有出现同样的问题,并且对存在的问题加以分析和解决。让同学们对这些问题能有一个更深刻的认识;另一类为随机抽取。主要是推动大家对参与答辩的积极性和热情,人人准备,让同学们不要觉得答辩跟自己没关系,让每个同学都通过答辩可以对课程设计中存在的问题和课程设计全过程进行全面总结。
3 结论
通过以上教改措施,使学生更深入掌握数控编程方法、数控原理等方面的知识。同时更好培养学生运用理论知识解决有关本课程实际问题的能力。提高了学生进行课程设计的积极性,解决了课程设计中存在的众多问题,取得了良好的教改效果。为理工科进行课程设计教改提供了一种新的思路。
【参考文献】
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。
1.2 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。
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(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。
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。
2.1 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。
2.2 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。
2.3 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。
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.
中国分类号:TG659
Reflections on the CNC machine tool operation skill training mode
Keywords: CNC machine tool CNC technology training mode
有人说,二十一世纪机械制作业的竞争本质就属于数控技术的竞争,数控技术的重要性不言而喻。加上我国被誉为制造大国,却鲜有创新,数控技术的推广及应用,可以为国家科技创新打下坚实的基础,让我国从制造大国逐渐成为创新大国,如今工业化建设,机械化发展,都离不开数控技术,随着数控技术越来越被重视,社会对数控人才的需求更显得迫切。结合数控技术的特点,综合看待数控机床操作,以建立数控人才的知识体系及提高技能实际能力为突破点,研究数控机床操作技能的训练模式,并对其发展现状提出几点思考,希望有助于提高数控人才的综合能力,缓解数控人才缺失的现状。
一、数控技术人才层次的划分
综合分析国内数控技术人才,可以将数控人才分为三个层次,分别为“金领层”数控操作人才、“灰领层”数控操作人才与“蓝领层”数控操作人才。
(一)“金领层”数控操作人才
“金领层”数控操作人才,属于数控操作人才中的顶尖部分,也是数控操作人数中最少的一部分,为复合型数控人才。成为“金领层”数控操作人才需要具备并精通以下几个方面:数控操作、数控工艺编程、数控机床维护、综合维修机床的所有知识、数控机床机械结构设计、数控机床数控系统电气化设计、数控机床数控化改造等。以上技能及知识,都需要做到精通,一般“金领层”数控操作人才担任企业中数控机床产品开发设计主管或企业数控技术负责人。
在目前看来,众多的企业中都缺少“金领层”数控操作人才,缺少这种同时精通多种数控工艺,具有丰富知识面的复合型综合人才。
(二)“灰领层”数控操作人才
“灰领层”数控操作人才在企业数控技术岗位中,约占25%的比例。“灰领层”数控操作人才是数控操作人才的中间部分,主要负责数控机床的维护及维修工作与数控编程工作,分为数控机床维护维修人员与数控编程工艺员两大类。成为“灰领层”数控操作人才所需要具备的技能及知识结构如下:
1.数控机床维护维修人员需要掌握数控机床的工作原理,并对数控机床的结构有很深的了解;掌握机电联调知识、PLC知识、接口技术及数控系统的特点;可以进行数控机床操作、数控机床机械调试维护、数控机床电气调试维护、手工编程等;目前来说,这类人才十分的缺乏,在企业之中待遇较高,这类人才的培养,主要是通过高职院校学习基础之后在实际操作中不断积累技能经验培育而来。
2.数控编程工艺员需要掌握基本的数控加工工艺知识及基本数控机床的操作能力,可以进行日常维护和手工编程,可以使用软件进行自动编程或设计三维模型。所需要的知识较少,通过高等职业学院培训之后,基本可以具备数控编程工艺员的资格。
(三)“蓝领层”数控操作人才
“蓝领层”数控操作人是数控操作人才的基础部分,负责生产岗位上数控机床的具体操作及简单维护工作,属于企业需求量最大的数控技术人才。这类人才需要掌握机床结构的基本知识及数控操作的工艺技能,可以进行简单维护及手工编程。
二、数控人才的学历状况分析
根据目前数控技术人才学历统计分析,学历为中专及中专以下学历的数控人才占了数控人才总数的60%,大专学历占了数控人才总数的30%,仅仅这两项就占了总数的90%,可见高等职业院校在数控人才的培养方面,有着很大的优势。
三、对高等院校数控机床操作技能训练模式的几点思考和建议
从数控人才学历的分布情况中可以看出高等院校是数控人才培养的主力,如何更好的提高数控机床操作技能,建立数控人才的知识夸奖及能力结构,改变数控机床操作技能训练模式是十分有必要的也是必须的。
(一)普通机械加工操作技能的训练及改进
在目前教学中,普遍存在着实践能力较差的问题。比如在学生学习完“机械设计基础”、“工程材料与成型技术”、“机械制造技术”等专业知识课程之后,其实际操作的能力却很低,甚至有很多的学生分不清什么是铣刀、立铣刀、端铣刀等,在切削用量上更是难以准确的进行把握,甚至还有的学生不能正确测量。但数控技术要求的是精确度高,操作十分的复杂,加工的难度很大,学生学到的知识不能与实践完美的结合,缺少实践是主要的原因。
所以要在教学环节中,不仅仅是让学生学会基础的知识,还必须和实践相结合,加大对学生普通机械加工操作技能的培训,打好数控机床操作的基础技能。普通机械加工操作技能训练的内容主要包括正确操作机床、车刀角度、切削用量、外回转面零件加工、内圆柱面与圆锥面加工、综合零件加工、测量方法等训练内容。
在实际操作训练中,需要有专业教师一旁讲解并结合示范操作,提高学生的动手能力,提高训练模式的实际训练效果。
(二)数控机床操作技能的实际训练
在进行普通机床零件的加工过程中,需要对机床进行运动上的控制,运动上的控制主要包括两个方便,一个是机床运动先后的问题,一个是机场个运动部件的位移量控制。在进行零件加工的时候,开车、停车及走刀等程序都是需要操作人员进行直接操作的。
数控加工操作人员,需要通过数控机床,对加工零件的整个过程进行控制,为此操作人员必须能够熟练而正确的控制数控机床,具备普通机械加工能力、计算机编程能力、机床实际操作能力。
1.加强手工编程训练
给出课题,明确预定要求的工艺路线及加工方式,教会学生如何正确选择切削用量,学会正确的选择好工件的坐标系,并分析切入、切出点及走刀的路线;根据系统格式进行手工编程,需要熟悉系统指令代码并输入加工程序单,做好调试程序,使用施工编程模拟仿真器运行程序,综合分析程序中存在的逻辑错误或运行错误,及时进行更正。
2.加强自动编程训练
自动编程训练,需要利用系统软件,建立加工零件的系统模型。在进行自动编程训练的时候,要注意加工方法的选择,根据实际情况,选择两轴加工还是三轴加工等方式;确定好工艺参数,比如说道具结构参数、切削用量参数、加工精度参数等,争取找到最优参数;加强加工文件及工艺单的训练;做好综合零件自动编程训练。
3.加强数学型数控机床训练
加强数学型数控机床训练,主要是让学生熟悉设备,对刀具、程序运行操作的训练,可以进行数控铣床曲面加工的训练,综合分析零件加工及质量。
四、结语
数控技术对于一个国家的发展及建设有着极为重要的作用,我国近年来越来越重视数控技术人才的培养,但在数控人才培养过程中,普遍存在着理论与实践的脱节的问题,本文提出数控机床操作技能训练模式的几点思考,希望可以提高数控人才的质量,培养出更多更优秀的应用型复杂型综合型数控人才。
参考文献:
[1]张璐青.浅谈《数控编程与操作》教学改革[J].职业,2009,08:73-74.
[2]夏卫锋.数控加工与编程实践教学模式的研究[J].装备制造技术,2009,No.17103:180-182.
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。
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(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。
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。
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.