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    關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床　控制技術(shù)

數(shù)控機(jī)床是機(jī)電一體化的典型產(chǎn)品，數(shù)控機(jī)床控制技術(shù)是集計(jì)算機(jī)及軟件技術(shù)、自動控制技術(shù)、電子技術(shù)、自動檢測技術(shù)、液壓與氣動技術(shù)和精密機(jī)械等技術(shù)為一體的多學(xué)科交叉的綜合技術(shù)。隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)迅猛發(fā)展，數(shù)控機(jī)床在企業(yè)普遍應(yīng)用，對生產(chǎn)線操作人員的知識和能力要求越來越高。

一、數(shù)控機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)

(一)數(shù)控機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)

對零件的適應(yīng)性強(qiáng)，可加工復(fù)雜形狀的零件表面。在同一臺數(shù)控機(jī)床上，只需更換加工程序，就可適應(yīng)不同品種及尺寸工件的自動加工，這就為復(fù)雜結(jié)構(gòu)的單件、小批量生產(chǎn)以及試制新產(chǎn)品提供了極大的便利，特別是對那些普通機(jī)床很難加工或無法加工的精密復(fù)雜表面(如螺旋表面)，數(shù)控機(jī)床也能實(shí)現(xiàn)自動加工。

加工精度高，加工質(zhì)量穩(wěn)定。目前，數(shù)控機(jī)床控制的刀具和工作臺最小移動量(脈沖當(dāng)量)普遍達(dá)到0.0001mm，而且數(shù)控系統(tǒng)可自動補(bǔ)償進(jìn)給傳動鏈的反向間隙和絲杠螺距誤差，使數(shù)控機(jī)床達(dá)到很高的加工精度。此外，數(shù)控機(jī)床的制造精度高，其自動加工方式避免了生產(chǎn)者的人為操作誤差，因此，同一批工件的尺寸一致性好，產(chǎn)品合格率高，加工質(zhì)量穩(wěn)定。

生產(chǎn)效率高。由于數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)剛性好，允許進(jìn)行大切削用量的強(qiáng)力切削，從主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給量的變化范圍比普通機(jī)床大，因此在加工時(shí)可選用最佳切削用量，提高了數(shù)控機(jī)床的切削效率，節(jié)省了機(jī)動時(shí)間。與普通機(jī)床相比，數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)效率可提高2—3倍。

良好的經(jīng)濟(jì)效益。使用數(shù)控機(jī)床進(jìn)行單件、小批量生產(chǎn)時(shí)，可節(jié)省劃線工時(shí)，減少調(diào)整、加工和檢驗(yàn)時(shí)間，節(jié)省直接生產(chǎn)費(fèi)用；同時(shí)還能節(jié)省工裝設(shè)計(jì)、制造費(fèi)用；數(shù)控機(jī)床加工精度高，質(zhì)量穩(wěn)定，減少了廢品率，使生產(chǎn)成本進(jìn)一步下降。此外，數(shù)控機(jī)床還可實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用，所以數(shù)控機(jī)床雖然價(jià)格較高，仍可獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益。

自動化程度高。數(shù)控機(jī)床自動化程度高，可大大減輕工人的勞動強(qiáng)度，減少操作人員的人數(shù)，同時(shí)有利于現(xiàn)代化管理，可向更高級的制造系統(tǒng)發(fā)展。

(二)數(shù)控機(jī)床的缺點(diǎn)

數(shù)控機(jī)床的主要缺點(diǎn)價(jià)格較高，設(shè)備首次投資大；對操作、維修人員的技術(shù)要求較高；加工復(fù)雜形狀的零件時(shí)。手工編程的工作量大。

二、數(shù)控機(jī)床的種類

數(shù)控機(jī)床的種類很多，主要分類

按工藝用途分類。按工藝用途，數(shù)控機(jī)床可分類如下。普通數(shù)控機(jī)床：這種分類方式與普通機(jī)床分類方法一樣，銑床、數(shù)控錨床、數(shù)控鉆床、數(shù)控磨床、數(shù)控齒輪加工機(jī)床等。加工中心機(jī)床：數(shù)控加工中心是在普通數(shù)控機(jī)床上加裝一個(gè)刀庫和自動換刀裝置而構(gòu)成的數(shù)控機(jī)床，它可在一次裝夾后進(jìn)行多種工序加工。

按運(yùn)動方式分類。按運(yùn)動方式，數(shù)控機(jī)床可分類點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床。數(shù)控系統(tǒng)只控制刀具從要有數(shù)控鉆床、數(shù)控坐標(biāo)錘床、數(shù)控沖剪床等。直線控制數(shù)控機(jī)床：數(shù)控系統(tǒng)除了控制點(diǎn)與點(diǎn)之間的準(zhǔn)確位置以外，還要保證兩點(diǎn)之間移動的軌跡是一條直線，而且對移動的速度也要進(jìn)行控制。這類機(jī)床主要有簡易數(shù)控車床、數(shù)控銷、銑床等。輪廓控制數(shù)控機(jī)床：數(shù)控系統(tǒng)能對兩個(gè)或兩個(gè)以上運(yùn)動坐標(biāo)的位移及速度進(jìn)行連續(xù)相關(guān)的控制，使合成的運(yùn)動軌跡能滿足加工的要求。這類機(jī)床主要有數(shù)控車床、數(shù)控銑床等。

按伺服系統(tǒng)的控制方式分類。按伺服系統(tǒng)的控制方式，數(shù)控機(jī)床可分類如下。開環(huán)控制系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床。閉環(huán)控制系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床。半閉環(huán)控制系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床。

按數(shù)控系統(tǒng)的功能水平分類。技功能水平分類，數(shù)控系統(tǒng)可分類如下。經(jīng)濟(jì)性數(shù)控機(jī)床。經(jīng)濟(jì)性數(shù)控機(jī)床大多指采用開環(huán)控制系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床價(jià)格便宜，適用于自動化程度要求不高的場合。中檔數(shù)控機(jī)床。這類數(shù)控機(jī)床功能較全，價(jià)格適中，應(yīng)用較廣。高檔數(shù)控機(jī)床。這類數(shù)控機(jī)床功能齊全，價(jià)格較貴。

   　三、數(shù)控機(jī)床控制技術(shù)的發(fā)展

機(jī)械設(shè)備最早的控制裝置是手動控制器。目前，繼電器—接觸器控制仍然是我國機(jī)械設(shè)備最基本的電氣控制形式之一。到了20世紀(jì)奶年代至50年代，出現(xiàn)了交磁放大機(jī)—電動機(jī)控制，這是一種閉環(huán)反饋系統(tǒng)，系統(tǒng)的控制精度和快速性都有了提高。20世紀(jì)60年代出現(xiàn)了晶體管——晶閘管控制，由晶閘管供電的直流調(diào)速系統(tǒng)和交流調(diào)速系統(tǒng)不僅調(diào)運(yùn)性能大為改善，而且減少了機(jī)械設(shè)備和占地面積，耗電少，效率局，完全取代了交磁放大機(jī)—電動機(jī)控制系統(tǒng)。

在20世紀(jì)的60年代出現(xiàn)丁一種能夠根據(jù)需要方便地改變控制程序，結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格低廉的自動化裝置—順序控制器。隨著大規(guī)模集成電路和微處理器技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用，在20世紀(jì)70年代出現(xiàn)了一種以微處理器為核心的新型工業(yè)控制器——可編程序控制器。這種器件完全能夠適應(yīng)惡劣的工業(yè)環(huán)境，由于它具備了計(jì)算機(jī)控制和繼電器控制系統(tǒng)兩方面的優(yōu)點(diǎn)，故目前已作為一種標(biāo)準(zhǔn)化通用設(shè)備普通應(yīng)用于工業(yè)控制。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用日益廣泛，井進(jìn)一步推動了數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展，產(chǎn)生了自動編程系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)群控系統(tǒng)和天性制造系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、制造一體化是機(jī)械制造一體化的高級階段，可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到制造的全部自動化。

綜上所述，機(jī)械設(shè)備控制技術(shù)的產(chǎn)生，并不是孤立的，而是各種技術(shù)相互滲透的結(jié)果。它代表了正在形成中的新一代的生產(chǎn)技術(shù)，已顯示出并將越來越顯示出強(qiáng)大的威力。

四、數(shù)控機(jī)床控制技術(shù)的發(fā)展趨勢

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關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床　控制技術(shù)

數(shù)控機(jī)床是機(jī)電一體化的典型產(chǎn)品，數(shù)控機(jī)床控制技術(shù)是集計(jì)算機(jī)及軟件技術(shù)、自動控制技術(shù)、電子技術(shù)、自動檢測技術(shù)、液壓與氣動技術(shù)和精密機(jī)械等技術(shù)為一體的多學(xué)科交叉的綜合技術(shù)。隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)迅猛發(fā)展，數(shù)控機(jī)床在企業(yè)普遍應(yīng)用，對生產(chǎn)線操作人員的知識和能力要求越來越高。

一、數(shù)控機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)

(一)數(shù)控機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)

對零件的適應(yīng)性強(qiáng)，可加工復(fù)雜形狀的零件表面。在同一臺數(shù)控機(jī)床上，只需更換加工程序，就可適應(yīng)不同品種及尺寸工件的自動加工，這就為復(fù)雜結(jié)構(gòu)的單件、小批量生產(chǎn)以及試制新產(chǎn)品提供了極大的便利，特別是對那些普通機(jī)床很難加工或無法加工的精密復(fù)雜表面(如螺旋表面)，數(shù)控機(jī)床也能實(shí)現(xiàn)自動加工。

加工精度高，加工質(zhì)量穩(wěn)定。目前，數(shù)控機(jī)床控制的刀具和工作臺最小移動量(脈沖當(dāng)量)普遍達(dá)到0.0001mm，而且數(shù)控系統(tǒng)可自動補(bǔ)償進(jìn)給傳動鏈的反向間隙和絲杠螺距誤差，使數(shù)控機(jī)床達(dá)到很高的加工精度。此外，數(shù)控機(jī)床的制造精度高，其自動加工方式避免了生產(chǎn)者的人為操作誤差，因此，同一批工件的尺寸一致性好，產(chǎn)品合格率高，加工質(zhì)量穩(wěn)定。

生產(chǎn)效率高。由于數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)剛性好，允許進(jìn)行大切削用量的強(qiáng)力切削，從主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給量的變化范圍比普通機(jī)床大，因此在加工時(shí)可選用最佳切削用量，提高了數(shù)控機(jī)床的切削效率，節(jié)省了機(jī)動時(shí)間。與普通機(jī)床相比，數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)效率可提高2—3倍。

良好的經(jīng)濟(jì)效益。使用數(shù)控機(jī)床進(jìn)行單件、小批量生產(chǎn)時(shí)，可節(jié)省劃線工時(shí)，減少調(diào)整、加工和檢驗(yàn)時(shí)間，節(jié)省直接生產(chǎn)費(fèi)用；同時(shí)還能節(jié)省工裝設(shè)計(jì)、制造費(fèi)用；數(shù)控機(jī)床加工精度高，質(zhì)量穩(wěn)定，減少了廢品率，使生產(chǎn)成本進(jìn)一步下降。此外，數(shù)控機(jī)床還可實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用，所以數(shù)控機(jī)床雖然價(jià)格較高，仍可獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益。

自動化程度高。數(shù)控機(jī)床自動化程度高，可大大減輕工人的勞動強(qiáng)度，減少操作人員的人數(shù)，同時(shí)有利于現(xiàn)代化管理，可向更高級的制造系統(tǒng)發(fā)展。

(二)數(shù)控機(jī)床的缺點(diǎn)

數(shù)控機(jī)床的主要缺點(diǎn)如下：價(jià)格較高，設(shè)備首次投資大；對操作、維修人員的技術(shù)要求較高；加工復(fù)雜形狀的零件時(shí)。手工編程的工作量大。

二、數(shù)控機(jī)床的種類

數(shù)控機(jī)床的種類很多，主要分類如下：

按工藝用途分類。按工藝用途，數(shù)控機(jī)床可分類如下。普通數(shù)控機(jī)床：這種分類方式與普通機(jī)床分類方法一樣，銑床、數(shù)控錨床、數(shù)控鉆床、數(shù)控磨床、數(shù)控齒輪加工機(jī)床等。加工中心機(jī)床：數(shù)控加工中心是在普通數(shù)控機(jī)床上加裝一個(gè)刀庫和自動換刀裝置而構(gòu)成的數(shù)控機(jī)床，它可在一次裝夾后進(jìn)行多種工序加工。

按運(yùn)動方式分類。按運(yùn)動方式，數(shù)控機(jī)床可分類如下：點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床。數(shù)控系統(tǒng)只控制刀具從要有數(shù)控鉆床、數(shù)控坐標(biāo)錘床、數(shù)控沖剪床等。直線控制數(shù)控機(jī)床：數(shù)控系統(tǒng)除了控制點(diǎn)與點(diǎn)之間的準(zhǔn)確位置以外，還要保證兩點(diǎn)之間移動的軌跡是一條直線，而且對移動的速度也要進(jìn)行控制。這類機(jī)床主要有簡易數(shù)控車床、數(shù)控銷、銑床等。輪廓控制數(shù)控機(jī)床：數(shù)控系統(tǒng)能對兩個(gè)或兩個(gè)以上運(yùn)動坐標(biāo)的位移及速度進(jìn)行連續(xù)相關(guān)的控制，使合成的運(yùn)動軌跡能滿足加工的要求。這類機(jī)床主要有數(shù)控車床、數(shù)控銑床等。

按伺服系統(tǒng)的控制方式分類。按伺服系統(tǒng)的控制方式，數(shù)控機(jī)床可分類如下。開環(huán)控制系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床。閉環(huán)控制系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床。半閉環(huán)控制系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床。

按數(shù)控系統(tǒng)的功能水平分類。技功能水平分類，數(shù)控系統(tǒng)可分類如下。經(jīng)濟(jì)性數(shù)控機(jī)床。經(jīng)濟(jì)性數(shù)控機(jī)床大多指采用開環(huán)控制系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床價(jià)格便宜，適用于自動化程度要求不高的場合。中檔數(shù)控機(jī)床。這類數(shù)控機(jī)床功能較全，價(jià)格適中，應(yīng)用較廣。高檔數(shù)控機(jī)床。這類數(shù)控機(jī)床功能齊全，價(jià)格較貴。

三、數(shù)控機(jī)床控制技術(shù)的發(fā)展

機(jī)械設(shè)備最早的控制裝置是手動控制器。目前，繼電器—接觸器控制仍然是我國機(jī)械設(shè)備最基本的電氣控制形式之一。到了20世紀(jì)奶年代至50年代，出現(xiàn)了交磁放大機(jī)—電動機(jī)控制，這是一種閉環(huán)反饋系統(tǒng)，系統(tǒng)的控制精度和快速性都有了提高。20世紀(jì)60年代出現(xiàn)了晶體管——晶閘管控制，由晶閘管供電的直流調(diào)速系統(tǒng)和交流調(diào)速系統(tǒng)不僅調(diào)運(yùn)性能大為改善，而且減少了機(jī)械設(shè)備和占地面積，耗電少，效率局，完全取代了交磁放大機(jī)—電動機(jī)控制系統(tǒng)。

在20世紀(jì)的60年代出現(xiàn)丁一種能夠根據(jù)需要方便地改變控制程序，結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格低廉的自動化裝置—順序控制器。隨著大規(guī)模集成電路和微處理器技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用，在20世紀(jì)70年代出現(xiàn)了一種以微處理器為核心的新型工業(yè)控制器——可編程序控制器。這種器件完全能夠適應(yīng)惡劣的工業(yè)環(huán)境，由于它具備了計(jì)算機(jī)控制和繼電器控制系統(tǒng)兩方面的優(yōu)點(diǎn)，故目前已作為一種標(biāo)準(zhǔn)化通用設(shè)備普通應(yīng)用于工業(yè)控制。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用日益廣泛，井進(jìn)一步推動了數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展，產(chǎn)生了自動編程系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)群控系統(tǒng)和天性制造系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、制造一體化是機(jī)械制造一體化的高級階段，可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到制造的全部自動化。

綜上所述，機(jī)械設(shè)備控制技術(shù)的產(chǎn)生，并不是孤立的，而是各種技術(shù)相互滲透的結(jié)果。它代表了正在形成中的新一代的生產(chǎn)技術(shù)，已顯示出并將越來越顯示出強(qiáng)大的威力。

四、數(shù)控機(jī)床控制技術(shù)的發(fā)展趨勢

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關(guān)鍵詞 數(shù)控機(jī)床；第四軸；改造方式

中圖分類號：TG659 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-7597（2013）24-0132-02

數(shù)控機(jī)床在承接外加任務(wù)的時(shí)候，不僅要在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行正常的輪廓加工，而且還需要進(jìn)行曲線、曲面類零件的加工。曲線等零件的加工子在普通的三坐標(biāo)上是銑床上是無法完成的，因此，這就需要擴(kuò)展數(shù)控機(jī)床的功能，在數(shù)控機(jī)床上增加第四軸。和購買四軸數(shù)控機(jī)床相比，增加第四軸的成本相對來說比較低。本文即探討數(shù)控機(jī)床增加第四軸的改造方式。

1 數(shù)控系統(tǒng)功能的簡介

數(shù)控系統(tǒng)的功能有多種系列，不同的系列其功能各不相同，一般而言，數(shù)控系統(tǒng)的功能包括選擇功能和基本功能。其中，基本功能是數(shù)控系統(tǒng)必備的功能之一。對于選擇功能，用戶可以根據(jù)機(jī)床的特點(diǎn)和用途，選擇相應(yīng)的選擇功能。數(shù)控機(jī)床的類型、檔次不同，則其功能差異很大，筆者介紹其主要的幾種功能。

1.1 控制功能

控制功能是數(shù)控系統(tǒng)的主要功能之一?？刂葡到y(tǒng)中的控制軸可以分為四種，一是移動軸，二是回轉(zhuǎn)軸，三是基本軸，四是附加軸?？刂葡到y(tǒng)通過軸的聯(lián)動，就能夠完成輪廓軌跡的加工。一般情況下，數(shù)控機(jī)床二軸聯(lián)動就可以滿足加工的需要。三軸聯(lián)動或者是四軸聯(lián)動，在編制程序比較復(fù)雜的情況下才使用。

1.2 插補(bǔ)功能

在數(shù)控系統(tǒng)中，運(yùn)動軌跡的控制是通過軟件的插補(bǔ)功能來實(shí)現(xiàn)的。我們知道，輪廓控制的現(xiàn)實(shí)性非常強(qiáng)，通常而言，插補(bǔ)軟件的計(jì)算速度無法滿足數(shù)控機(jī)床的速度和分辨率要求。同時(shí)，數(shù)控系統(tǒng)的功能不斷擴(kuò)展，這也要求其縮短其插補(bǔ)軟件的計(jì)算時(shí)間。因此，數(shù)控系統(tǒng)的插補(bǔ)實(shí)際上也就被分成了粗插補(bǔ)和精插補(bǔ)兩種。當(dāng)前，數(shù)控機(jī)床硬件采用的是精插補(bǔ)。

1.3 準(zhǔn)備功能

數(shù)控機(jī)床的準(zhǔn)備功能，也被稱之為G指令代碼，應(yīng)用于指定的數(shù)控機(jī)床的運(yùn)動。它的基本功能有移動、平面選擇和固定循環(huán)等指令。對于點(diǎn)位式的數(shù)控機(jī)床，如起鉆床、沖床等，需要點(diǎn)位移動控制系統(tǒng)來完成。而對于輪廓控制的數(shù)控機(jī)床，則需要兩個(gè)或者是兩個(gè)以上的坐標(biāo)定位系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)動。

1.4 輔助功能

數(shù)控機(jī)床的輔助功能主要是來控制主軸的轉(zhuǎn)向和啟停、刀庫的啟停、切削液的開關(guān)等等。不同類型的數(shù)控系統(tǒng)的輔助功能的差別非常大，而且有很多的自定義系統(tǒng)。

2 增加第四軸的系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 數(shù)控圓光柵的功能及其選型

2.1.1 數(shù)控圓光柵的功能

數(shù)控圓光柵是一種應(yīng)用廣泛的精密圓分度器件，主要的應(yīng)用領(lǐng)域是數(shù)控銑床和數(shù)控加工中心。數(shù)控圓光柵和伺服電機(jī)或者是單坐標(biāo)數(shù)控系統(tǒng)“聯(lián)手”，能夠高校完成回轉(zhuǎn)坐標(biāo)的任意角度或者是連續(xù)的分度工作，從而完成復(fù)雜的曲面加工。此外，其還可以與機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)直接相連接，為數(shù)控機(jī)床增加一個(gè)可以聯(lián)動的回轉(zhuǎn)坐標(biāo)軸。

數(shù)控圓光柵如果安裝在數(shù)控加工中心，則可以通過氣動或者是液壓使主軸剎筋或者是松開。主軸松開后，數(shù)控機(jī)床通過控制預(yù)選的順序還有伺服電機(jī)，能夠高效完成一個(gè)回轉(zhuǎn)坐標(biāo)的任意角度分度，或者是連續(xù)的分度運(yùn)動，從而使數(shù)控機(jī)床高精度開展工作。

2.1.2 數(shù)控圓光柵的選型

數(shù)控機(jī)床在進(jìn)行外加工時(shí)，常常會遇到需要在回轉(zhuǎn)面上對孔加工的情況；此外如箱體類零件，需要在臥式加工中心上加工，但是加工單位有沒有該加工設(shè)備，情急之下，就在設(shè)備上安裝一個(gè)數(shù)控圓光柵，來暫時(shí)解決問題。

關(guān)于數(shù)控圓光柵，分度精度、裝夾工件的直徑和夾緊力矩等指標(biāo)是選擇數(shù)控圓光柵的關(guān)鍵指標(biāo)。根據(jù)相關(guān)的加工精度和工件的質(zhì)量要求，要達(dá)到所要求的精度，圓光柵的分度精度必須控制在合理的范圍之內(nèi)。筆者經(jīng)過調(diào)查，發(fā)現(xiàn)煙臺某廠家生產(chǎn)的數(shù)控圓光柵較好滿足了課題改造所需。

2.2 數(shù)控圓光柵的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.2.1 數(shù)控圓光柵的參數(shù)和安裝尺寸

數(shù)控圓光柵的中心高為160 mm，總的轉(zhuǎn)動比為1：180，最大承載重量為120 kg，總的分度誤差在0.2 mm以下。

2.2.2 伺服系統(tǒng)的選型分析

最大轉(zhuǎn)速、分度精度以及加工表面的質(zhì)量、定位精度等是數(shù)控圓光柵的技術(shù)指標(biāo)，這些技術(shù)指標(biāo)都是由伺服系統(tǒng)的動態(tài)以及靜態(tài)性能所決定的，其故障一般情況下也出現(xiàn)在伺服系統(tǒng)上。該機(jī)床在改造完成以后，需要滿足以下技術(shù)要求。

1）可逆運(yùn)行。

2）速度范圍寬。

3）足夠的速度穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)動剛度。

4）高精度。

5）響應(yīng)快且無超調(diào)。

6）在外界的干擾下，其功能的穩(wěn)定性不受影響。

3 增加第四軸的調(diào)試以及試運(yùn)行

3.1 伺服系統(tǒng)的調(diào)試

伺服系統(tǒng)的調(diào)試，主要檢查的是伺服系統(tǒng)的位誤差、實(shí)際速度和實(shí)際電流這三項(xiàng)。位置環(huán)增益是數(shù)控機(jī)床運(yùn)動坐標(biāo)性能優(yōu)劣的最為直接的表現(xiàn)，并不能夠隨意的放大，如果可以對位置環(huán)增益進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，則表示其性能為優(yōu)。

一般而言，數(shù)控系統(tǒng)中的位置伺服系統(tǒng)可分為兩部分，一部分是位置環(huán)，一部分是速度環(huán)。這也就說是，伺服系統(tǒng)中有速度反饋和位置反饋這兩個(gè)回路，可根據(jù)伺服機(jī)電參數(shù)手冊進(jìn)行調(diào)試。

3.2 機(jī)床總體的調(diào)試

機(jī)床總體的調(diào)試指的是在電氣、機(jī)械方面做出調(diào)整和調(diào)試。一方面，要從失控機(jī)床設(shè)備上做進(jìn)一步的調(diào)整，盡可能多的消除系統(tǒng)之間的縫隙；另一方面，要從電氣的參數(shù)上做進(jìn)一步的優(yōu)化，力爭使電氣參數(shù)與機(jī)械設(shè)備的參數(shù)匹配度達(dá)到最優(yōu)。

1）剛度。部件的剛度好，則其彈性變形就比較小，由其所組成的傳動鏈條即便是受到干擾，也不容易引起振動，且轉(zhuǎn)動仍然比較靈敏。在接收到轉(zhuǎn)動的指令后，可立即轉(zhuǎn)動，從而獲得比較高的轉(zhuǎn)動精度。

2）間隙。這里的間隙既包括伺服機(jī)構(gòu)運(yùn)動時(shí)的反向間隙，也包括各個(gè)機(jī)件之間的連接間隙。間隙是失動量的一部分，在收到運(yùn)動指令的幾秒內(nèi)坐標(biāo)軸是不動的。

3.3 機(jī)床總體性能的優(yōu)化

1）系統(tǒng)參數(shù)的優(yōu)化。數(shù)控系統(tǒng)正常運(yùn)行之后，要對相應(yīng)的坐標(biāo)軸參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)膬?yōu)化調(diào)整，比如速度、增益等，是系統(tǒng)以最佳狀態(tài)投入運(yùn)行。

2）機(jī)械部分的調(diào)整。對于機(jī)床的機(jī)械部分，要對其軸間的垂直度、反向間隙和轉(zhuǎn)動系統(tǒng)的精度進(jìn)行調(diào)整，以使系統(tǒng)達(dá)到最佳的性能狀態(tài)。

3）機(jī)床精度的補(bǔ)償。機(jī)床的精度補(bǔ)償可以分為兩部分，一部分是反向間隙補(bǔ)償，一部分是絲杠螺距補(bǔ)償。

位置反饋編碼器在電機(jī)的尾部，半閉環(huán)消除了機(jī)械傳動部分的反向間歇，但絲杠本的間隙依舊存在，把該數(shù)值輸入到系統(tǒng)中，即可進(jìn)行自動補(bǔ)償。

4 結(jié)束語

在本文中，筆者系統(tǒng)分析了數(shù)控機(jī)床增加第四軸后的功能，加裝了數(shù)控圓光柵，分析了數(shù)控機(jī)床參數(shù)調(diào)整的最優(yōu)方案，較好完成了數(shù)控機(jī)床的改造工作，從而增加了機(jī)床的功能，提高了產(chǎn)品加工的精度。改造成功后，數(shù)控設(shè)備每天的開機(jī)時(shí)間不低于16小時(shí)，性能穩(wěn)定，無故障，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

參考文獻(xiàn)

[1]皮智謀，申曉龍.為數(shù)控機(jī)床增加第四軸的改造[J].機(jī)床與液壓，2012（4）.

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一、教學(xué)內(nèi)容的改革

根據(jù)中職教育的特點(diǎn)，課程教學(xué)內(nèi)容要圍繞知識、能力、素質(zhì)這三方面來進(jìn)行。同時(shí)，必須具備基礎(chǔ)性、實(shí)用性、時(shí)效性和新穎性。數(shù)控車床編程與操作理論教學(xué)內(nèi)容包括基本的編程、零件的工藝分析、機(jī)床的基本操作、caxa數(shù)控車軟件的基本操作和應(yīng)用。由于數(shù)控車技術(shù)發(fā)展很快，而實(shí)訓(xùn)時(shí)間只有2周-4周，為了讓學(xué)生在最短的時(shí)間內(nèi)學(xué)到最多的知識，數(shù)控車這門課程應(yīng)緊跟數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，將目前有關(guān)數(shù)控技術(shù)應(yīng)用方面的新知識、新技術(shù)及時(shí)傳授給學(xué)生。所以，應(yīng)對課程內(nèi)容與教材進(jìn)行更新和調(diào)整。教材以講明基本概念、基本原理為主，可刪去一些繁鎖的計(jì)算過程和過時(shí)的教學(xué)內(nèi)容。

二、教材內(nèi)容與教學(xué)目標(biāo)

在數(shù)控車課程教材的建設(shè)中，應(yīng)以課程的基本要求為基礎(chǔ)。筆者學(xué)校選擇了中、高職職業(yè)技術(shù)學(xué)院數(shù)控類一體化教材。根據(jù)教學(xué)目標(biāo)分類學(xué)理論知識，筆者認(rèn)為可將認(rèn)知領(lǐng)域的教學(xué)目標(biāo)分為知識、理解、應(yīng)用、分析、綜合等5個(gè)類別。本課程知識級的主要教學(xué)目標(biāo)是：數(shù)控編程中的基本規(guī)則以及數(shù)控編程中常用代碼的意義、用途?！袄斫狻笔悄芰Πl(fā)展的基本層次，是對知識材料的轉(zhuǎn)換、解釋、推斷。本課程理解數(shù)控指令編程的格式、應(yīng)用；解釋坐標(biāo)系規(guī)則、定義，并識別各典型機(jī)床坐標(biāo)系；理解數(shù)學(xué)處理的基本方法；理解典型數(shù)控機(jī)床加工程序編制的基礎(chǔ)（機(jī)床主要功能、加工工藝范圍、工藝裝備、編程特點(diǎn)等）?！皯?yīng)用”是將知識和技能運(yùn)用到實(shí)際中解決實(shí)際問題。本課程應(yīng)用主要教學(xué)目標(biāo)：掌握典型數(shù)控機(jī)床的常規(guī)編程方法，進(jìn)行一般形狀零件加工程序的分析及編制。

三、教學(xué)手段和實(shí)踐教學(xué)的改革

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的普及，通訊技術(shù)和傳媒手段迅猛發(fā)展，教學(xué)方法、教學(xué)手段應(yīng)隨著科學(xué)的發(fā)展而改變。一張嘴、一本書、一塊黑板、一支粉筆的傳統(tǒng)教學(xué)方法已不適合現(xiàn)代教學(xué)的要求，取而代之的將是幻燈、錄像、多媒體教學(xué)，其豐富的信息儲備量、快速的運(yùn)行速度、強(qiáng)烈的感染力成為教師首選的教學(xué)手段。利用多媒體課件進(jìn)行《數(shù)控車》課程的教學(xué)，可以使教學(xué)生動、形象，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

數(shù)控車是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，為了達(dá)到數(shù)控技術(shù)和其他機(jī)械類專業(yè)對本課程的要求，必須建立本課程獨(dú)立的實(shí)踐教學(xué)體系，即數(shù)控車床的編程及數(shù)控機(jī)床仿真操作實(shí)訓(xùn)──綜合實(shí)踐數(shù)控機(jī)床操作訓(xùn)練。

1.課程實(shí)驗(yàn)

主要開設(shè)數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生了解數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)，同時(shí)開設(shè)數(shù)控編程的實(shí)訓(xùn)。每個(gè)學(xué)生一臺電腦，完成數(shù)控車編程及仿真訓(xùn)練。對學(xué)生進(jìn)行數(shù)控車床仿真操作訓(xùn)練，使學(xué)生掌握數(shù)控車床的程序輸入、刀具參數(shù)設(shè)置、機(jī)床調(diào)整、機(jī)床維護(hù)知識，使學(xué)生能夠操作數(shù)控車床并加工出合格零件，培養(yǎng)學(xué)生操作機(jī)床的基本技能。

2.綜合實(shí)踐訓(xùn)練

學(xué)生根據(jù)教師提供的零件進(jìn)行選擇與操作，分析零件結(jié)構(gòu)、制訂工藝過程、工藝路線，選擇刀具、夾具等，編制加工程序，自己動手加工出零件，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)理論知識解決實(shí)際問題的能力。

四、考試方法的改革

考試是教師和學(xué)生每學(xué)期都必須經(jīng)歷的事情，然而，考試教育并不受學(xué)生歡迎，考試成績并不代表學(xué)生學(xué)到的知識，學(xué)生為了考試而學(xué)習(xí)，效果不是很好。所以，怎樣考核學(xué)生，是十分重要的。好的考試方法，可以調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，改善學(xué)生學(xué)習(xí)的風(fēng)氣，提高教學(xué)效率。為了尋找一種科學(xué)、合理、有效的考試方法，筆者認(rèn)為有必要對目前的考試方法進(jìn)行改革?？荚噾?yīng)該采取多種形式進(jìn)行，才能反映學(xué)生各方面的能力水平。

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關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化；信息技術(shù)；數(shù)控機(jī)床

機(jī)電一體化就是將機(jī)械技術(shù)、電工電子技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)、傳感器技術(shù)、接口技術(shù)、信號變換技術(shù)等多種技術(shù)進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，并應(yīng)用到實(shí)際中去的綜合技術(shù)。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，現(xiàn)代化的自動生產(chǎn)設(shè)備可以說都是機(jī)電一體化的設(shè)備。

機(jī)電一體化也稱為機(jī)械電子學(xué)，是由英文單詞Mechanics（機(jī)械學(xué)）的詞頭和Electronics（電子學(xué)）的詞尾組合而成的新詞，即Mechatronics。機(jī)電一體化最早出現(xiàn)在1971年日本雜志《機(jī)械設(shè)計(jì)》的副刊上，隨著機(jī)電一體化技術(shù)的快速發(fā)展，機(jī)電一體化的概念被世界各國所承認(rèn)和應(yīng)用。隨著電子技術(shù)和信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)也獲得了高速發(fā)展，并對現(xiàn)代工業(yè)的生產(chǎn)產(chǎn)生了重要影響。

1 機(jī)電一體化的含義

在人類漫長的發(fā)展歷史中，有一種“看不見的思想”推動著技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，而這種“看不見的思想”就是人們追求的“精益求精”的思想，也正是這種思想使人們創(chuàng)造了一個(gè)又一個(gè)技術(shù)奇跡，也正是“精益求精”的思想迫使人們?nèi)ヌ岣吖ぷ餍?，從而?chuàng)造了機(jī)電一體化技術(shù)。

機(jī)電一體化在國外被稱為“Mechatronics”，這個(gè)詞是由英文單詞Mechanics（機(jī)械學(xué)）的詞頭和Electronics（電子學(xué)）的詞尾組合而成的新詞，意思是機(jī)械技術(shù)和電子技術(shù)的有機(jī)結(jié)合。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，這一技術(shù)已經(jīng)得到包括我國在內(nèi)的世界各國的承認(rèn)和應(yīng)用，我國的工程人員將這一名稱譯為“機(jī)電一體化技術(shù)”，機(jī)電一體化技術(shù)又稱為機(jī)械電子技術(shù)，是機(jī)械技術(shù)、電子技術(shù)和信息技術(shù)有機(jī)結(jié)合的產(chǎn)物，是諸多高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和高新技術(shù)裝備的基礎(chǔ)。

2 機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展歷史

機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展歷程，大致可以分為三個(gè)階段。

20世紀(jì)60年代以前是第一階段，這一階段是機(jī)電一體化的初創(chuàng)階段，也就是電子技術(shù)開始在機(jī)械行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，因此，可以稱其為“萌芽階段”。在這一時(shí)期，電子技術(shù)研究的初步成果開始被人們用來完善機(jī)械產(chǎn)品的相關(guān)性能。尤其是第二次世界大戰(zhàn)的爆發(fā)，更是刺激了機(jī)械產(chǎn)品與電子技術(shù)的結(jié)合，出現(xiàn)了一些機(jī)械性能相當(dāng)優(yōu)良的軍事用途的機(jī)電產(chǎn)品。戰(zhàn)后，這些軍事用途的機(jī)電產(chǎn)品轉(zhuǎn)為民用，對經(jīng)濟(jì)的恢復(fù)和技術(shù)的進(jìn)步起到了積極的促進(jìn)作用。

20世紀(jì)70年代到80年代是第二階段，這一階段機(jī)電一體化獲得了蓬勃發(fā)展，因此，可以稱其為“蓬勃發(fā)展階段”。在這一時(shí)期，人們已經(jīng)開始主動地去利用電子技術(shù)、通信技術(shù)和控制技術(shù)，也就是人們常講的3C（Compute、Control、Communication Techology，簡稱3C）技術(shù)的發(fā)展成果來研究新的機(jī)電一體化產(chǎn)品。

20世紀(jì)90年代至今，是機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的第三階段，這一階段智能化技術(shù)在機(jī)電一體化技術(shù)中得到了良好的應(yīng)用，因此，這一階段可以稱其為“智能化階段”。這一時(shí)期，由于人工智能技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和光纖技術(shù)等的發(fā)展，為機(jī)電一體化帶來了巨大的發(fā)展空間。而目前，隨著機(jī)械技術(shù)與激光-微電子等技術(shù)的結(jié)合，光機(jī)電一體化技術(shù)將會成為機(jī)電一體化技術(shù)未來發(fā)展的重要方向。光機(jī)電一體化技術(shù)包括產(chǎn)品和技術(shù)兩方面：光機(jī)電一體化產(chǎn)品是集光學(xué)、機(jī)械、微電子、自動控制和通信技術(shù)于一體的高科技產(chǎn)品，具有豐富的功能和很高附加值；光機(jī)電一體化技術(shù)是指其技術(shù)原理和使光機(jī)電一體化產(chǎn)品得以實(shí)現(xiàn)、使用和發(fā)展的技術(shù)。隨著機(jī)電一體化技術(shù)在各行各業(yè)的廣泛應(yīng)用，光機(jī)電一體化技術(shù)將會獲得巨大的發(fā)展空間。

3 機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢

機(jī)電一體化是集機(jī)械、電子、光學(xué)、控制、計(jì)算機(jī)、信息等多學(xué)科的交叉綜合， 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。[1]21世紀(jì)，隨著科學(xué)技術(shù)和人們的環(huán)保意識的提升，機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢主要是智能化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、微型化及綠色化。

3.1 智能化

智能化是21世紀(jì)機(jī)電一體化發(fā)展的重要趨勢。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、電子技術(shù)的飛速發(fā)展，機(jī)電一體化的智能化在工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用，機(jī)器人就是機(jī)電一體化的重要體現(xiàn)。機(jī)器人就是通過計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)、傳感器技術(shù)等自動執(zhí)行工作的機(jī)器裝置，它既可以接受人類指揮，又可以運(yùn)行預(yù)先編排的程序，也可以根據(jù)以人工智能技術(shù)制定的原則綱領(lǐng)行動。機(jī)器人的主要任務(wù)就是協(xié)助或代替人類的工作，尤其是一些危險(xiǎn)場合，如高電壓環(huán)境、核電站等，都需要機(jī)器人來完成人類不適宜的工作。隨著機(jī)器人性能的提高，在工業(yè)、醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)、建筑業(yè)甚至軍事等領(lǐng)域，機(jī)器人都有著非常重要的用途。

3.2 數(shù)字化

數(shù)字化就是將許多復(fù)雜多變的信息轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢远攘康臄?shù)字、數(shù)據(jù)，再以這些數(shù)字、數(shù)據(jù)建立起適當(dāng)?shù)臄?shù)字化模型，把它們轉(zhuǎn)變?yōu)橐幌盗卸M(jìn)制代碼，引入計(jì)算機(jī)內(nèi)部，進(jìn)行統(tǒng)一處理，這是數(shù)字化的基本過程。21世紀(jì)是信息時(shí)代，信息的數(shù)字化越來越受到人們的重視。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，奠定了機(jī)電產(chǎn)品數(shù)字化的基礎(chǔ)，也為數(shù)字化設(shè)計(jì)和制造提供了重要手段，如虛擬設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)集成制造等。數(shù)字化要求機(jī)電一體化產(chǎn)品的軟件具有具有高可靠性、易操作性、可維護(hù)性以及自診斷能力等。

3.3 網(wǎng)絡(luò)化

網(wǎng)絡(luò)化就是指利用通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，把分布在不同地點(diǎn)的計(jì)算機(jī)及各類電子終端設(shè)備互聯(lián)起來，按照一定的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議相互通信，以達(dá)到所有用戶都可以共享軟件、硬件和數(shù)據(jù)資源的目的。20世紀(jì)90年代中期，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)得到了迅猛發(fā)展，它把互聯(lián)網(wǎng)上分散的資源融為有機(jī)整體，實(shí)現(xiàn)資源的全面共享和有機(jī)協(xié)作，使人們能夠透明地使用資源的整體能力并按需獲取信息，給世界帶來了巨大的變革，也給機(jī)電一體化的發(fā)展帶來了重大影響，如可以通過網(wǎng)絡(luò)對機(jī)電一體化的設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。機(jī)電一體化的產(chǎn)品很多，我們以數(shù)控機(jī)床為例來說明。

數(shù)控機(jī)床是一種裝有程序控制系統(tǒng)的自動化機(jī)床。該控制系統(tǒng)能夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號指令規(guī)定的程序，并將其譯碼，用代碼化的數(shù)字表示，通過信息載體輸入數(shù)控裝置。經(jīng)運(yùn)算處理由數(shù)控裝置發(fā)出各種控制信號，控制機(jī)床的動作，按圖紙要求的形狀和尺寸，自動地將零件加工出來。數(shù)控機(jī)床較好地解決了復(fù)雜、精密、小批量、多品種的零件加工問題，是一種柔性的、高效能的自動化機(jī)床，代表了現(xiàn)代機(jī)床控制技術(shù)的發(fā)展方向，是一種典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品。

3.4 微型化

近年來，作為機(jī)電一體化技術(shù)的重要分支的微機(jī)電系統(tǒng)，得到了迅猛發(fā)展。微機(jī)電系統(tǒng)是微電路和微機(jī)械按功能要求在芯片上的集成，尺寸通常在毫米或微米級，自八十年代中后期崛起以來發(fā)展極其迅速，被認(rèn)為是繼微電子之后又一個(gè)對國民經(jīng)濟(jì)和軍事具有重大影響的技術(shù)領(lǐng)域，將成為21世紀(jì)新的國民經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)和提高軍事能力的重要技術(shù)途徑。

由于微機(jī)電系統(tǒng)具有體積小、重量輕、能耗低、耐用性好、價(jià)格低廉、性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，在生物醫(yī)學(xué)、航空航天、工業(yè)、農(nóng)業(yè)乃至國防等領(lǐng)域等有著廣闊的應(yīng)用前景。雖然目前技術(shù)上還存在一定困難，但取得技術(shù)上的重大突破已經(jīng)為期不遠(yuǎn)。

3.5 多樣化

未來的機(jī)電一體化裝置將會越來越強(qiáng)化其與生命機(jī)體的相似性，它高度依賴于信息，具有相當(dāng)高的智能，能夠?qū)W習(xí)和積累經(jīng)驗(yàn)，有靈活適應(yīng)環(huán)境的能力，并能根據(jù)需要和具體條件進(jìn)行決策、指揮并完成某些任務(wù)。[2]這些在技術(shù)上雖然有一定難度，但其部分功能已經(jīng)得以實(shí)現(xiàn)。人們正在研究如何用機(jī)電一體化技術(shù)取代人體的大部分器官，如人造假肢，過去只是外表和真肢相似的機(jī)械化裝置，而目前，已經(jīng)研究出可以和身體器官相連的裝置，這種假臂的手非常靈活，甚至可以操作樂器等。

3.6 綠色化

綠色設(shè)計(jì)就是指充分利用資源來獲得綠色產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。在漫長的人類發(fā)展史中，工業(yè)設(shè)計(jì)為人類創(chuàng)造了現(xiàn)代生活方式和生活環(huán)境，與此同時(shí)，也加速了資源、能源的消耗，并對地球的生態(tài)平衡造成了嚴(yán)重破壞。但地球上的一次性資源、能源畢竟有限，隨著世界人口的日益增多和人們對物質(zhì)生活越來越高的要求，這種高投入高輸出發(fā)展模式能否持續(xù)下去、還能持續(xù)多久，已成為國際社會的重點(diǎn)研究課題。[3]鑒于此，綠色設(shè)計(jì)也就成了機(jī)電一體化發(fā)展的重要方向。綠色設(shè)計(jì)反映了人們對于現(xiàn)代科技文化所引起的環(huán)境及生態(tài)破壞的反思，要求世界各國要合理的利用資源，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)粗放式的發(fā)展模式，采用以資源、能源高效利用為特色的集約型發(fā)展模式，是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。

4 機(jī)電一體化的重要應(yīng)用

機(jī)電一體化技術(shù)自問世以來獲得了迅猛發(fā)展，推動了機(jī)械工業(yè)的良好發(fā)展，新產(chǎn)品層出不窮。無論是軍事還是經(jīng)濟(jì)，亦或是生產(chǎn)、生活，機(jī)電一體化都在時(shí)刻推動著社會的發(fā)展。

4.1 數(shù)控機(jī)床

數(shù)控機(jī)床是一種裝有程序控制系統(tǒng)的自動化機(jī)床。數(shù)控機(jī)床的基本組成包括加工程序載體、數(shù)控裝置、伺服驅(qū)動裝置、機(jī)床主體和其他輔助裝置。數(shù)控機(jī)床工作時(shí)，不需要工人直接去操作機(jī)床，要對數(shù)控機(jī)床進(jìn)行控制，必須編制加工程序。零件加工程序中，包括機(jī)床上刀具和工件的相對運(yùn)動軌跡、工藝參數(shù)和輔助運(yùn)動等。數(shù)控裝置是數(shù)控機(jī)床的核心。現(xiàn)代數(shù)控裝置均采用CNC（Computer Numerical Control）形式，這種CNC裝置一般使用多個(gè)微處理器，以程序化的軟件形式實(shí)現(xiàn)數(shù)控功能，因此又稱軟件數(shù)控（Software NC）。伺服系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的重要組成部分，用于實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給伺服控制和主軸伺服控制。伺服系統(tǒng)的作用是把接受來自數(shù)控裝置的指令信息，經(jīng)功率放大、整形處理后，轉(zhuǎn)換成機(jī)床執(zhí)行部件的直線位移或角位移運(yùn)動。機(jī)床主機(jī)是數(shù)控機(jī)床的主體。它包括床身、底座、立柱、橫梁、滑座、工作臺、主軸箱、進(jìn)給機(jī)構(gòu)、刀架及自動換刀裝置等機(jī)械部件。它是在數(shù)控機(jī)床上自動地完成各種切削加工的機(jī)械部分。輔助裝置是保證充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床功能所必需的配套裝置，常用的輔助裝置包括：氣動、液壓裝置，排屑裝置，冷卻、裝置，回轉(zhuǎn)工作臺和數(shù)控分度頭，防護(hù)，照明等各種輔助裝置。

4.2 工業(yè)機(jī)器人

工業(yè)機(jī)器人是面向工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機(jī)械手或多自由度的機(jī)器人。工業(yè)機(jī)器人是工業(yè)物流自動化中的重要裝置之一，是當(dāng)今世界新技術(shù)革命的一個(gè)重要標(biāo)志。[4]工業(yè)機(jī)器人是自動執(zhí)行工作的機(jī)器裝置，是靠自身動力和控制能力來實(shí)現(xiàn)各種功能的一種機(jī)器。它可以接受人類指揮，也可以按照預(yù)先編排的程序運(yùn)行，現(xiàn)代的工業(yè)機(jī)器人還可以根據(jù)人工智能技術(shù)制定的原則綱領(lǐng)行動。20世紀(jì)40年代中后期，機(jī)器人的研究與發(fā)明得到了更多人的關(guān)心與關(guān)注。50年代以后，美國橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室開始研究能搬運(yùn)核原料的遙控操縱機(jī)械手。1954年美國戴沃爾最早提出了工業(yè)機(jī)器人的概念，并申請了專利。1959年UNIMATION公司的第一臺工業(yè)機(jī)器人在美國誕生，開創(chuàng)了機(jī)器人發(fā)展的新紀(jì)元。UNIMATION的VAL（very advantage language）語言也成為機(jī)器人領(lǐng)域最早的編程語言在各大學(xué)及科研機(jī)構(gòu)中傳播，這也是各個(gè)機(jī)器人品牌的最基本范本。

5 結(jié)束語

機(jī)電一體化的出現(xiàn)不是孤立的，它是許多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，是社會生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。應(yīng)當(dāng)指出，機(jī)電一體化是機(jī)械理論與計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)等信息理論的結(jié)合，是機(jī)械設(shè)計(jì)理論的發(fā)展，而不是取代。當(dāng)然，與機(jī)電一體化相關(guān)的技術(shù)還有很多，并且隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種技術(shù)相互融合的趨勢將越來越明顯，機(jī)電一體化技術(shù)的廣闊發(fā)展前景也將越來越光明。

參考文獻(xiàn)

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[3]周琴.機(jī)電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J].機(jī)械，2010.

[4]王恒升.機(jī)電一體化及其應(yīng)用[J].機(jī)床電器，1998.

篇6

關(guān)鍵詞：機(jī)械工程訓(xùn)練 數(shù)控加工技術(shù) 教學(xué)改革

中圖分類號：G64 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）10（c）-0100-01

機(jī)械工程訓(xùn)練是高等工科教育重要的實(shí)踐環(huán)節(jié)之一，它是理工科許多專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)課。數(shù)控加工技術(shù)是機(jī)械工程訓(xùn)練實(shí)習(xí)中的一門實(shí)踐性課程，目的是培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。數(shù)控加工技術(shù)是一門理論與實(shí)踐都很強(qiáng)的課程，課程內(nèi)容涉及數(shù)控車、數(shù)控銑床、加工中心、線切割、激光加工等先進(jìn)制造技術(shù)，包含機(jī)械、電氣、液壓、計(jì)算機(jī)、信息處理、零件加工工藝等基礎(chǔ)知識。在工程訓(xùn)練中心學(xué)習(xí)的主要群體是大學(xué)低年級的學(xué)生，學(xué)生從未接觸過機(jī)械設(shè)備，還沒學(xué)習(xí)專業(yè)基礎(chǔ)知識，每種數(shù)控機(jī)床安排的實(shí)習(xí)時(shí)間有限;傳統(tǒng)的單向灌輸教學(xué)方法，以講授、示范操作為主，造成學(xué)生對基本概念掌握不清楚，缺少學(xué)習(xí)興趣和積極性，因此有必要對該課程進(jìn)行教學(xué)改革。

1 教學(xué)改革的內(nèi)容

1.1 面向?qū)I(yè)設(shè)置教學(xué)內(nèi)容

數(shù)控加工技術(shù)課程由兩部分組成：數(shù)控理論和數(shù)控機(jī)床操作實(shí)訓(xùn)。在數(shù)控機(jī)床操作實(shí)訓(xùn)之前，先學(xué)習(xí)數(shù)控理論，包括數(shù)控機(jī)床的基本知識、數(shù)控加工工藝及編程方法、CAM和數(shù)控仿真軟件的應(yīng)用。數(shù)控機(jī)床操作實(shí)訓(xùn)即實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，主要以學(xué)生動手為主。例如：對于機(jī)械類專業(yè)的學(xué)生，側(cè)重講解零件加工工藝、數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)、機(jī)床維護(hù)、機(jī)床工作原理等機(jī)械方面的相關(guān)知識;同時(shí)利用圖紙和CAM軟件，鍛煉學(xué)生的看圖、識圖、制圖的能力。對于電氣/計(jì)算機(jī)/信息類專業(yè)的學(xué)生，教學(xué)內(nèi)容包括：數(shù)控機(jī)床自動控制原理、數(shù)控裝置和PLC的工作原理、數(shù)控機(jī)床的電氣裝置維修等。通過因“需”施教，降低學(xué)習(xí)難度，鍛煉學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識的能力，同時(shí)增強(qiáng)學(xué)習(xí)專業(yè)知識的興趣。

1.2 利用現(xiàn)代教育技術(shù)和教學(xué)手段加強(qiáng)基礎(chǔ)理論教學(xué)

（1）利用多媒體促進(jìn)基礎(chǔ)理論教學(xué)。數(shù)控加工實(shí)習(xí)涉及項(xiàng)目多，機(jī)床工作原理、零件加工程序編制、機(jī)床操作等差異較大，學(xué)生短期內(nèi)難以掌握。在數(shù)控技術(shù)基礎(chǔ)知識教學(xué)環(huán)節(jié)，充分利用錄像、圖片、視頻等方法，演示數(shù)控機(jī)床的加工場面、工作原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和加工方法，使抽象、深奧的原理簡單化、直觀化，有助于學(xué)生更好地加深對基本概念、原理的體驗(yàn)、理解和掌握，更好地激發(fā)學(xué)生興趣。

（2）利用CAD/CAM軟件提高學(xué)生編程能力。在零件加工程序編制教學(xué)環(huán)節(jié)，教師先講解程序指令的含義和基本編程方法，讓學(xué)生對編程基礎(chǔ)知識有一定的了解。然后，由教師指導(dǎo)學(xué)生，結(jié)合實(shí)習(xí)項(xiàng)目任務(wù)，使用CAD/CAM軟件完成零件的建模，確定加工方式、刀具規(guī)格、切削用量等加工工藝參數(shù)，并對加工軌跡進(jìn)行的模擬加工;軌跡無誤后自動生成程序代碼。學(xué)生在應(yīng)用CAD/CAM軟件進(jìn)行數(shù)控編程的過程，將數(shù)控編程、制造工藝、刀具、數(shù)控機(jī)床、數(shù)控加工等知識有機(jī)地結(jié)合起來，使學(xué)生所學(xué)的知識融會貫通，并在計(jì)算機(jī)上變得生動、形象起來。

（3）利用數(shù)控加工仿真軟件，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和數(shù)控理論的教學(xué)效果。通過仿真軟件，學(xué)生可以檢查自己通過課堂學(xué)習(xí)所掌握的知識是否能夠應(yīng)用于數(shù)控實(shí)際操作，激發(fā)學(xué)生對數(shù)控技術(shù)的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的編程能力，縮短實(shí)際操作時(shí)熟悉機(jī)床的時(shí)間，減少誤操作地發(fā)生。

1.3 安全第一，規(guī)范操作

在數(shù)控機(jī)床實(shí)操課，學(xué)生容易因編程的疏忽或操作失誤，造成刀具或機(jī)床損壞，甚至造成人身傷害。所以在操作機(jī)床前，應(yīng)對學(xué)生進(jìn)行必要的安全教育以及基本操作訓(xùn)練。教師必須先講解本次課中進(jìn)行機(jī)床操作的注意事項(xiàng)，強(qiáng)調(diào)安全操作規(guī)程。為確保教學(xué)安全，學(xué)生每兩人一組結(jié)成“互保對子”，同時(shí)按照機(jī)床的操作流程制定出標(biāo)準(zhǔn)的操作規(guī)范。

1.4 采用多種教學(xué)法

1.4.1 教師示范操作和學(xué)生講授相結(jié)合

在進(jìn)行機(jī)床基本操作訓(xùn)練時(shí)，采取四步教學(xué)法，教師先進(jìn)行示范操作，操作過程中應(yīng)說明機(jī)床上的開關(guān)、手柄、按鈕的名稱及用途，邊講解邊示范;同時(shí)注意根據(jù)不同專業(yè)學(xué)生的知識特點(diǎn)，對照實(shí)物講解機(jī)床的結(jié)構(gòu)、原理、維護(hù)、保養(yǎng)和故障排除等知識。通過教師示范、學(xué)生互教、實(shí)際操作，可以使學(xué)生的實(shí)際操作技能得到很大的提高。

1.4.2 利用項(xiàng)目教學(xué)法提高學(xué)生的創(chuàng)新能力

在數(shù)控機(jī)床實(shí)操課能力提高階段，采用項(xiàng)目教學(xué)法;根據(jù)機(jī)床數(shù)量，把全班學(xué)生劃分成若干個(gè)學(xué)習(xí)小組，每組同學(xué)共同討論相互協(xié)作完成一個(gè)項(xiàng)目任務(wù)。項(xiàng)目任務(wù)可以學(xué)生自己擬定，也由學(xué)生從教師提供的備選任務(wù)中選擇;學(xué)生通過相互討論、歸納分析、共同學(xué)習(xí)、團(tuán)結(jié)協(xié)作完成工作任務(wù)。最后由教師根據(jù)學(xué)生獨(dú)立操作完成的工件，從設(shè)計(jì)水平、構(gòu)思及造型等方面給出該工種的成績，并指出存在的問題。

1.5 促進(jìn)自主學(xué)習(xí)

數(shù)控加工技術(shù)課程內(nèi)容多，學(xué)生參加實(shí)訓(xùn)的課時(shí)有限，教師的教學(xué)重點(diǎn)只能放在基本的應(yīng)知應(yīng)會的部分，教學(xué)效果不好。為此，依照教學(xué)大綱要求并結(jié)合我校的實(shí)際情況，編寫了《金工實(shí)習(xí)教材》和《金工實(shí)習(xí)指導(dǎo)書》兩種教材?！督鸸?shí)習(xí)教材》將先進(jìn)加工方法與傳統(tǒng)加工方法的結(jié)合，反映現(xiàn)代科技新成就，每章后都有思考題，思考題的題目難易結(jié)合、覆蓋面廣，便于學(xué)生自學(xué)和鞏固所學(xué)知識?！督鸸?shí)習(xí)指導(dǎo)書》的內(nèi)容涵蓋：機(jī)床的操作方法和實(shí)習(xí)報(bào)告。通過閱讀指導(dǎo)書，學(xué)生可以按標(biāo)準(zhǔn)流程完成機(jī)床的操作，實(shí)現(xiàn)對學(xué)生實(shí)操技能的考察。教學(xué)中，要求學(xué)生每次課前必須根據(jù)教材先預(yù)習(xí)，上課過程中教師要對學(xué)生預(yù)習(xí)的內(nèi)容進(jìn)行抽問，對學(xué)生預(yù)習(xí)情況進(jìn)行督促檢查。采用課前預(yù)習(xí)的方式，可縮短教師在課堂上講解理論的時(shí)間，把更多的課堂時(shí)間留給學(xué)生操作。

1.6 與職業(yè)技能鑒定相結(jié)合

發(fā)揮高校師資力量雄厚和數(shù)控機(jī)床種類齊全的優(yōu)勢，與國家職業(yè)技能鑒定機(jī)構(gòu)合作，開展數(shù)控機(jī)床職業(yè)技能資格培訓(xùn)，將課堂教學(xué)與工程實(shí)踐緊密結(jié)合。學(xué)生在完成實(shí)習(xí)任務(wù)的同時(shí)，可通過參加數(shù)控車床或加工中心操作工技能鑒定考試獲得相應(yīng)的職業(yè)資格證書。通過數(shù)控加工技術(shù)實(shí)習(xí)與職業(yè)技能鑒定培養(yǎng)相結(jié)合，提高了學(xué)生理論知識水平和綜合技能，提高學(xué)生的就業(yè)優(yōu)勢和競爭力，拓寬學(xué)生的就業(yè)范圍。

2 結(jié)語

通過對數(shù)控加工技術(shù)實(shí)習(xí)課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法的改進(jìn)，能夠加深學(xué)生對知識的理解和應(yīng)用，鍛煉學(xué)生綜合運(yùn)用知識的能力，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力，縮短學(xué)校教育與企業(yè)需要的距離，為學(xué)生將來的學(xué)習(xí)和就業(yè)打下良好的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉軍.CAD/CAM軟件在數(shù)控教學(xué)中的應(yīng)用探討[J].教育教學(xué)論壇，2014（14）.

篇7

關(guān)鍵詞：多媒體；改革；數(shù)控編程；教學(xué)

Abstract: Some methods are mentioned in this paper in order to reforming the course NC programe， such as adjusting the contents of the course， regarding the construct of the textbook， reforming the ways of teaching， reforming the way of testing on the students and lifelong practal teaching．

Key words: multimedia; reform；NC programe；teaching

《數(shù)控編程》是高職高專數(shù)控技術(shù)應(yīng)用和其他許多機(jī)電類專業(yè)的一門主干專業(yè)課，它以培養(yǎng)學(xué)生熟練掌握數(shù)控設(shè)備基本編程技能和數(shù)控設(shè)備的應(yīng)用能力為目標(biāo)。根據(jù)高職高專學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)，有必要對《數(shù)控編程》這門課程進(jìn)行教學(xué)改革，從教學(xué)內(nèi)容，課程體系，教學(xué)方法與手段和實(shí)踐教學(xué)體系進(jìn)行改革，以提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)掌握數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用型、技能型人才，滿足市場對該類人才的需求。

1．教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整

根據(jù)高職教育的特點(diǎn)，課程教學(xué)內(nèi)容要圍繞知識、能力、素質(zhì)這三方面來進(jìn)行，同時(shí)，必須有基礎(chǔ)性、實(shí)用性、時(shí)效性和新穎性。《數(shù)控編程》理論教學(xué)內(nèi)容包括計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)、數(shù)控機(jī)床機(jī)械機(jī)構(gòu)、數(shù)控編程等內(nèi)容。由于數(shù)控技術(shù)發(fā)展很快，因此，《數(shù)控編程》這門課程應(yīng)緊跟數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，將目前有關(guān)數(shù)控技術(shù)應(yīng)用方面的新知識、新技術(shù)及時(shí)傳授給學(xué)生，所以，應(yīng)對課程內(nèi)容與教材隨時(shí)進(jìn)行更新和調(diào)整。教材以講明基本概念、基本原理為度，應(yīng)刪去一些繁鎖的計(jì)算過程和一些過時(shí)的教學(xué)內(nèi)容。例如，由于自動編程在數(shù)控編程中已得到廣泛應(yīng)用，可將教材中一些復(fù)雜曲線的數(shù)學(xué)處理等內(nèi)容進(jìn)行了壓縮；因穿孔紙帶在企業(yè)中已很少使用，這部分內(nèi)容也可以刪減；由于高職學(xué)生主要是技能的培養(yǎng)，因此，有必要對理論性太強(qiáng)、崗位實(shí)用性較低的內(nèi)容進(jìn)行刪減，突出實(shí)踐技能性強(qiáng)的教學(xué)內(nèi)容，所以對數(shù)控加工的原理也可以只進(jìn)行簡單講解，還應(yīng)將教材中內(nèi)容接近的部分進(jìn)行合并。同時(shí)還應(yīng)根據(jù)不同的專業(yè)對《數(shù)控編程》課程教學(xué)內(nèi)容按不同要求進(jìn)行編排。如對于機(jī)械制造及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)專業(yè)，主要講授數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)、數(shù)控車床、銑床、加工中心、計(jì)算機(jī)輔助編程。對于模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)主要講授數(shù)控車床、銑床、加工中心編程、數(shù)控電火花、線切割機(jī)床編程。這樣，《數(shù)控編程》課程教學(xué)內(nèi)容的安排就體現(xiàn)了系統(tǒng)性、完整性、科學(xué)性和先進(jìn)性，同時(shí)要注重汲取近期先進(jìn)制造技術(shù)和數(shù)控技術(shù)的最新研究成果，注重知識的前后連貫，注重基礎(chǔ)知識的完整性。

2．教材的建設(shè)

教材是教學(xué)改革的物化成果。在確定了課程基本內(nèi)容后，教材的編寫就成為有效提高課程教學(xué)質(zhì)量的重要方式之一。在《數(shù)控編程》課程教材的建設(shè)中，應(yīng)以課程的基本要求為基礎(chǔ)。以教材設(shè)計(jì)的教學(xué)目標(biāo)分類原則為理論指導(dǎo)，進(jìn)行高職高專《數(shù)控編程》教材的編寫。根據(jù)教學(xué)目標(biāo)分類學(xué)理論，筆者認(rèn)為可將認(rèn)知領(lǐng)域的教學(xué)目標(biāo)分為知識、理解、應(yīng)用、分析、綜合等5個(gè)類別。知識級涉及的主要是心理過程的記憶。本課程知識級主要教學(xué)目標(biāo)是：數(shù)控編程基本概念的名稱、定義；數(shù)控編程中的基本規(guī)則以及數(shù)控編程中常用代碼的意義、用途。“理解” 是能力發(fā)展的一個(gè)基本層次，是對知識材料的轉(zhuǎn)換、解釋、推斷。本課程理解級教學(xué)目標(biāo)是理解數(shù)控編程的定義、字與字的功能、程序格式；解釋坐標(biāo)系規(guī)則、定義，并識別各典型機(jī)床坐標(biāo)系；理解數(shù)學(xué)處理的基本方法；解釋常用代碼的定義、使用方法及編寫格式，各代碼間的區(qū)別與聯(lián)系；理解典型數(shù)控機(jī)床加工程序編制的基礎(chǔ)（機(jī)床主要功能、加工工藝范圍、工藝裝備、編程特點(diǎn)等）?！皯?yīng)用”是將知識和技能運(yùn)用到實(shí)際中解決新問題。本課程應(yīng)用級主要教學(xué)目標(biāo)：掌握典型數(shù)控機(jī)床的常規(guī)編程方法；進(jìn)行一般形狀零件加工程序的分析及編制?！胺治觥?是對一項(xiàng)信息，找出其構(gòu)成的要素或部分，使得觀念中相關(guān)的層次更為清楚，并且使得觀念與觀念的關(guān)系更為明白。本課程分析級主要教學(xué)目標(biāo)：分析數(shù)控機(jī)床編程中，各項(xiàng)功能的適用場合，并使用其進(jìn)行編程；對典型數(shù)控機(jī)床的對刀調(diào)整、工作臺調(diào)整、程序調(diào)整等進(jìn)行分析，并確定正確方法。綜合是將多元素或部分加以組合以形成一個(gè)整體。本課程中“綜合” 級教學(xué)目標(biāo)主要表現(xiàn)為能對較復(fù)雜零件進(jìn)行數(shù)控加 程序的多方案比較，對較復(fù)雜零件進(jìn)行工藝、程序、加工調(diào)整分析，并確定加工方案。

教學(xué)目標(biāo)分類理論的基本精神是教學(xué)要循序漸進(jìn)，層層深入，這是教材設(shè)計(jì)的基本原則，遵循這一原則能有效提高教材的科學(xué)性、適用性和針對性。高職教材的編寫必須要遵循這一基本理論，才能形成高職教材的特色。

3．教學(xué)手段的改革

媒體與手段是現(xiàn)代教育技術(shù)的一個(gè)重要組成部分， 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的普及， 通訊技術(shù)和傳媒手段迅猛發(fā)展，教學(xué)方法、教學(xué)手段應(yīng)隨著科學(xué)的發(fā)展而改變。一張嘴、一本書、一塊黑板、一支粉筆的傳統(tǒng)教學(xué)方法已不適合現(xiàn)代學(xué)習(xí)的要求，取而代之的將是錄音、幻燈、錄像、電視，特別是多媒體電腦，以其豐富的信息儲備、快速的運(yùn)行速度、強(qiáng)烈的感染力成為教師首選的教學(xué)手段。利用多媒體課件進(jìn)行《數(shù)控編程》課程的教學(xué)，可以使教學(xué)生動、形象，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣 過去學(xué)生在學(xué)習(xí)《數(shù)控編程》課程時(shí)，普遍感覺這門課枯燥、難學(xué)，但如果利用電子教案，采用多媒體形式組織教學(xué)，同時(shí)利用數(shù)控加工的仿真軟件，對學(xué)生編制出的數(shù)控程序進(jìn)行仿真加工，這樣就會使教學(xué)直觀、形象，也會大大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使他們感覺數(shù)控編程不但易懂、易學(xué)，而且實(shí)用，這樣就會對《數(shù)控編程》產(chǎn)生濃厚的興趣，學(xué)好這門課也就不是難事了。利用多媒體課件進(jìn)行《數(shù)控編程》課程的教學(xué)也可以減輕學(xué)生負(fù)擔(dān)，提高課堂利用率。傳統(tǒng)的教學(xué)方式一般是老師在上面講，學(xué)生在下面做筆記。有些同學(xué)往往顧了做筆記就顧上聽課，常常一堂課下來，筆記做了不少，但腦子卻是一片空白。采用多媒體課件授課，學(xué)生無需做筆記，只須專心聽課，課后將電子教案一COPY就行了，復(fù)習(xí)時(shí)也非常輕松，而且多媒體課件的信息量也非常豐富，還可以解決課時(shí)不足的問題。另外，傳統(tǒng)的授課方法，不但板書需要花費(fèi)大量時(shí)間，而且課堂氣氛比較沉悶，教學(xué)效果也較差。但采用多媒體課件授課，就會大大節(jié)約課堂的教學(xué)時(shí)間，提高課堂的利用率

4．考試方法的改革

考試是教師和學(xué)生每學(xué)期都必須經(jīng)歷的事情。學(xué)生可以通過考試，對學(xué)期所學(xué)課程進(jìn)行系統(tǒng)的、綜合的復(fù)習(xí)；教師也以通過考試了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，檢查自己的教學(xué)教學(xué)效果。然而，采用什么樣的考試方法，怎樣考核學(xué)生，是十分重要的。好的考試方法，可以調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，改善學(xué)生學(xué)習(xí)的風(fēng)氣，促進(jìn)教學(xué)。為了尋找一種科學(xué)的、合理的、有效的考試方法，我認(rèn)為有必要對目前的考試方法進(jìn)行改革?？荚噾?yīng)該采取多種形式進(jìn)行，才能反映學(xué)生各方面能力水平。考試成績可以由三項(xiàng)內(nèi)容組成：筆試（50％）+操作考試（30％）+綜合考試（20％）=總成績（100％）。1）筆試：主要考核學(xué)生對本課程基本理論知識的掌握情況（50分）；試卷可以采用從試題庫中隨機(jī)抽取的辦法，這樣真正做到“教考分離”。2）操作考試：主要考核學(xué)生操作數(shù)控機(jī)床基本技能（30分）；3）綜合考試：每個(gè)學(xué)生獨(dú)立加工一個(gè)零件，考核學(xué)生綜合運(yùn)用知識的能力（20分）。

5．實(shí)踐教學(xué)的改革

高職專業(yè)課程的顯著特點(diǎn)之一就是實(shí)踐性強(qiáng)。為此，必須要重點(diǎn)建設(shè)好與理論教學(xué)體系互相聯(lián)系、相互融合的實(shí)踐教學(xué)體系，理論教學(xué)體系，必須與實(shí)踐教學(xué)體系相結(jié)合，才能培養(yǎng)出高素質(zhì)、高技能的應(yīng)用型人才?！稊?shù)控編程》是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程。為了達(dá)到數(shù)控技術(shù)和其他機(jī)械類專業(yè)對本課程的要求，必須建立本課程獨(dú)立的實(shí)踐教學(xué)體系，即數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)及編程實(shí)驗(yàn)──數(shù)控機(jī)床操作實(shí)訓(xùn)──綜合實(shí)踐訓(xùn)練。

1）課程實(shí)驗(yàn) 主要開設(shè)數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生了解數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)，同時(shí)開設(shè)數(shù)控編程的實(shí)驗(yàn)，包括①手工編程：每個(gè)學(xué)生一臺模擬編程器，完成數(shù)控車床、銑床編程訓(xùn)練。②計(jì)算機(jī)輔助編程（自動編程）。每個(gè)學(xué)生一臺計(jì)算機(jī)及配套CAD／CAM軟件，完成復(fù)雜形狀零件自動編程訓(xùn)練，通過編程訓(xùn)練使學(xué)生掌握數(shù)控編程的方法和技巧。

2）數(shù)控機(jī)床操作實(shí)訓(xùn) 對學(xué)生進(jìn)行數(shù)控車床、銑床和加工中心實(shí)際操作訓(xùn)練，使學(xué)生掌握數(shù)控機(jī)床、加工中心的程序輸入、刀具參數(shù)設(shè)置、機(jī)床調(diào)整、機(jī)床維護(hù)知識，使學(xué)生能夠操作數(shù)控機(jī)床并加工出合格零件，培養(yǎng)學(xué)生操作機(jī)床的基本技能。

3）綜合實(shí)踐訓(xùn)練 學(xué)生自己選擇中等復(fù)雜程度的零件，分析零件結(jié)構(gòu)、制訂工藝過程、工藝路線，選擇數(shù)控機(jī)床、刀具、夾具等，編制加工程序，自己動手操作加工出零件，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)理論知識解決實(shí)際問題的能力。

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篇8

20世紀(jì)中期，隨著電子技術(shù)的發(fā)展，自動信息處理、數(shù)據(jù)處理以及電子計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，給自動化技術(shù)帶來了新的概念，用數(shù)字化信號對機(jī)床運(yùn)動及其加工過程進(jìn)行控制，推動了機(jī)床自動化的發(fā)展。

采用數(shù)字技術(shù)進(jìn)行機(jī)械加工，最早是在40年代初，由美國北密支安的一個(gè)小型飛機(jī)工業(yè)承包商派爾遜斯公司（ParsonsCorporation）實(shí)現(xiàn)的。他們在制造飛機(jī)的框架及直升飛機(jī)的轉(zhuǎn)動機(jī)翼時(shí)，利用全數(shù)字電子計(jì)算機(jī)對機(jī)翼加工路徑進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并考慮到刀具直徑對加工路線的影響，使得加工精度達(dá)到±0.0381mm（±0.0015in），達(dá)到了當(dāng)時(shí)的最高水平。

1952年，麻省理工學(xué)院在一臺立式銑床上，裝上了一套試驗(yàn)性的數(shù)控系統(tǒng)，成功地實(shí)現(xiàn)了同時(shí)控制三軸的運(yùn)動。這臺數(shù)控機(jī)床被大家稱為世界上第一臺數(shù)控機(jī)床。

這臺機(jī)床是一臺試驗(yàn)性機(jī)床，到了1954年11月，在派爾遜斯專利的基礎(chǔ)上，第一臺工業(yè)用的數(shù)控機(jī)床由美國本迪克斯公司（Bendix-Cooperation）正式生產(chǎn)出來。

在此以后，從1960年開始，其他一些工業(yè)國家，如德國、日本都陸續(xù)開發(fā)、生產(chǎn)及使用了數(shù)控機(jī)床。

數(shù)控機(jī)床中最初出現(xiàn)并獲得使用的是數(shù)控銑床，因?yàn)閿?shù)控機(jī)床能夠解決普通機(jī)床難于勝任的、需要進(jìn)行輪廓加工的曲線或曲面零件。

然而，由于當(dāng)時(shí)的數(shù)控系統(tǒng)采用的是電子管，體積龐大，功耗高，因此除了在軍事部門使用外，在其他行業(yè)沒有得到推廣使用。

到了1960年以后，點(diǎn)位控制的數(shù)控機(jī)床得到了迅速的發(fā)展。因?yàn)辄c(diǎn)位控制的數(shù)控系統(tǒng)比起輪廓控制的數(shù)控系統(tǒng)要簡單得多。因此，數(shù)控銑床、沖床、坐標(biāo)鏜床大量發(fā)展，據(jù)統(tǒng)計(jì)資料表明，到1966年實(shí)際使用的約6000臺數(shù)控機(jī)床中，85%是點(diǎn)位控制的機(jī)床。

數(shù)控機(jī)床的發(fā)展中，值得一提的是加工中心。這是一種具有自動換刀裝置的數(shù)控機(jī)床，它能實(shí)現(xiàn)工件一次裝卡而進(jìn)行多工序的加工。這種產(chǎn)品最初是在1959年3月，由美國卡耐·;特雷克公司（Keaney&TreckerCorp.）開發(fā)出來的。這種機(jī)床在刀庫中裝有絲錐、鉆頭、鉸刀、銑刀等刀具，根據(jù)穿孔帶的指令自動選擇刀具，并通過機(jī)械手將刀具裝在主軸上，對工件進(jìn)行加工。它可縮短機(jī)床上零件的裝卸時(shí)間和更換刀具的時(shí)間。加工中心現(xiàn)在已經(jīng)成為數(shù)控機(jī)床中一種非常重要的品種，不僅有立式、臥式等用于箱體零件加工的鏜銑類加工中心，還有用于回轉(zhuǎn)整體零件加工的車削中心、磨削中心等。

1967年，英國首先把幾臺數(shù)控機(jī)床連接成具有柔性的加工系統(tǒng)，這就是所謂的柔性制造系統(tǒng)（FlexibleManufacturingSystem——FMS）之后，美、歐、日等也相繼進(jìn)行開發(fā)及應(yīng)用。1974年以后，隨著微電子技術(shù)的迅速發(fā)展，微處理器直接用于數(shù)控機(jī)床，使數(shù)控的軟件功能加強(qiáng)，發(fā)展成計(jì)算機(jī)數(shù)字控制機(jī)床（簡稱為CNC機(jī)床），進(jìn)一步推動了數(shù)控機(jī)床的普及應(yīng)用和大力發(fā)展。

80年代，國際上出現(xiàn)了1～4臺加工中心或車削中心為主體，再配上工件自動裝卸和監(jiān)控檢驗(yàn)裝置的柔性制造單元（FlexibleManufacturingCell——FMC）。這種單元投資少，見效快，既可單獨(dú)長時(shí)間少人看管運(yùn)行，也可集成到FMS或更高級的集成制造系統(tǒng)中使用。

目前，F(xiàn)MS也從切削加工向板材冷作、焊接、裝配等領(lǐng)域擴(kuò)展，從中小批量加工向大批量加工發(fā)展。

所以機(jī)床數(shù)控技術(shù)，被認(rèn)為是現(xiàn)代機(jī)械自動化的基礎(chǔ)技術(shù)。

那什么是車床呢？據(jù)資料所載，所謂車床，是主要用車刀對旋轉(zhuǎn)的工件進(jìn)行車削加工的機(jī)床。在車床上還可用鉆頭、擴(kuò)孔鉆、鉸刀、絲錐、板牙和滾花工具等進(jìn)行相應(yīng)的加工。車床主要用于加工軸、盤、套和其他具有回轉(zhuǎn)表面的工件，是機(jī)械制造和修配工廠中使用最廣的一類機(jī)床。

古代的車床是靠手拉或腳踏，通過繩索使工件旋轉(zhuǎn)，并手持刀具而進(jìn)行切削的。1797年，英國機(jī)械發(fā)明家莫茲利創(chuàng)制了用絲杠傳動刀架的現(xiàn)代車床，并于1800年采用交換齒輪，可改變進(jìn)給速度和被加工螺紋的螺距。1817年，另一位英國人羅伯茨采用了四級帶輪和背輪機(jī)構(gòu)來改變主軸轉(zhuǎn)速。

為了提高機(jī)械化自動化程度，1845年，美國的菲奇發(fā)明轉(zhuǎn)塔車床；1848年，美國又出現(xiàn)回輪車床；1873年，美國的斯潘塞制成一臺單軸自動車床，不久他又制成三軸自動車床；20世紀(jì)初出現(xiàn)了由單獨(dú)電機(jī)驅(qū)動的帶有齒輪變速箱的車床。

第一次世界大戰(zhàn)后，由于軍火、汽車和其他機(jī)械工業(yè)的需要，各種高效自動車床和專門化車床迅速發(fā)展。為了提高小批量工件的生產(chǎn)率，40年代末，帶液壓仿形裝置的車床得到推廣，與此同時(shí)，多刀車床也得到發(fā)展。50年代中，發(fā)展了帶穿孔卡、插銷板和撥碼盤等的程序控制車床。數(shù)控技術(shù)于60年代開始用于車床，70年代后得到迅速發(fā)展。

車床依用途和功能區(qū)分為多種類型。

普通車床的加工對象廣，主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給量的調(diào)整范圍大，能加工工件的內(nèi)外表面、端面和內(nèi)外螺紋。這種車床主要由工人手工操作，生產(chǎn)效率低，適用于單件、小批生產(chǎn)和修配車間。

轉(zhuǎn)塔車床和回轉(zhuǎn)車床具有能裝多把刀具的轉(zhuǎn)塔刀架或回輪刀架，能在工件的一次裝夾中由工人依次使用不同刀具完成多種工序，適用于成批生產(chǎn)。

自動車床能按一定程序自動完成中小型工件的多工序加工，能自動上下料，重復(fù)加工一批同樣的工件，適用于大批、大量生產(chǎn)。

多刀半自動車床有單軸、多軸、臥式和立式之分。單軸臥式的布局形式與普通車床相似，但兩組刀架分別裝在主軸的前后或上下，用于加工盤、環(huán)和軸類工件，其生產(chǎn)率比普通車床提高3～5倍。

仿形車床能仿照樣板或樣件的形狀尺寸，自動完成工件的加工循環(huán)，適用于形狀較復(fù)雜的工件的小批和成批生產(chǎn)，生產(chǎn)率比普通車床高10～15倍。有多刀架、多軸、卡盤式、立式等類型

立式車床的主軸垂直于水平面，工件裝夾在水平的回轉(zhuǎn)工作臺上，刀架在橫粱或立柱上移動。適用于加工較大、較重、難于在普通車床上安裝的工件，一般分為單柱和雙柱兩大類。

鏟齒車床在車削的同時(shí)，刀架周期地作徑向往復(fù)運(yùn)動，用于鏟車銑刀、滾刀等的成形齒面。通常帶有鏟磨附件，由單獨(dú)電動機(jī)驅(qū)動的小砂輪鏟磨齒面。

專門車床是用于加工某類工件的特定表面的車床，如曲軸車床、凸輪軸車床、車輪車床、車軸車床、軋輥車床和鋼錠車床等。聯(lián)合車床主要用于車削加工，但附加一些特殊部件和附件后，還可進(jìn)行鏜、銑、鉆、插、磨等加工，具有“一機(jī)多能”的特點(diǎn)，適用于工程車、船舶或移動修理站

看機(jī)床的水平主要看金屬切削機(jī)床，其他機(jī)床技術(shù)和復(fù)雜性不高，就是近幾年很流行的電加工機(jī)床，也只是方法的改變，沒什么復(fù)雜性和科技含量。

我國的數(shù)控磨床水平不錯(cuò)，每年都有大量出口，因?yàn)樗唵?，基本屬于勞動密集型?/p>

金屬加工主要是去除材料，得到想得到的金屬形狀。去除材料，主要靠車和銑，車床發(fā)展為數(shù)控車床，銑床發(fā)展為加工中心。高精度多軸機(jī)床，可以讓復(fù)雜零件在精度和形狀上一次到位，例如，飛機(jī)上的一個(gè)復(fù)雜零件，以前由很多種工人：車工、銑工、磨床工、畫線工、熱處理工用好幾個(gè)月干，其中還有報(bào)廢的，最新的復(fù)合數(shù)控機(jī)床幾天甚至幾個(gè)小時(shí)就全干好了，而且精度比你設(shè)計(jì)的還高。零件精度高就意味著壽命長，可靠性好。

由普通發(fā)展到數(shù)控，一個(gè)人頂原來的十個(gè)，在精度上，更是沒法說，適應(yīng)性上，零件變了，換個(gè)程序就行。把人的因素也降為最低，以前在工廠，誰要時(shí)會車渦輪、蝸桿，沒個(gè)10年8年的不行，要是誰掌握了，那牛得很?，F(xiàn)在用數(shù)控設(shè)備，只要你會編程，把參數(shù)輸進(jìn)去就可以了，很簡單，剛畢業(yè)的技校學(xué)生都會，而且批量的產(chǎn)品質(zhì)量也有保證。

自美國在50年代末搞出世界一臺數(shù)控車床后，機(jī)床制造業(yè)就進(jìn)入了數(shù)控時(shí)代，中國在六十年代也搞出了第一代數(shù)控機(jī)床，但后來中國進(jìn)入了什么年代，大家都知道。等80年代我們再去看世界的數(shù)控機(jī)床水平，差距就是20年了，其實(shí)奮起直追還有希望，但國營工廠不思進(jìn)取，到了90年代，我們再去看世界水平，已有30年的差距了。中國改革開放前走的是蘇聯(lián)的路子，什么叫蘇聯(lián)的路子，舉個(gè)例子來講：比如，生產(chǎn)一根軸，蘇聯(lián)的方式是建一個(gè)專用生產(chǎn)線，用多臺專用機(jī)床，好處是批量很容易上去，但一旦這根軸的參數(shù)發(fā)生了變化，這條線就報(bào)廢了，生產(chǎn)人員也就沒事做了。在1960－1980年代，國營工廠一個(gè)產(chǎn)品生產(chǎn)幾十年不變樣。到了1980年代后，當(dāng)時(shí)搞商品經(jīng)濟(jì)，這些廠不能迅速適應(yīng)市場，經(jīng)營就困難了，到了90年代就大量破產(chǎn)，大量職工下崗?，F(xiàn)代的生產(chǎn)也有大批量生產(chǎn)，但主要是單件小批量，不管是那種，只要你的設(shè)備是數(shù)控的，適應(yīng)起來就快。專業(yè)機(jī)床的路子已經(jīng)到頭了，;西方走的路和前蘇聯(lián)不一樣，當(dāng)年的“東芝”事件，就是日本東芝賣給蘇聯(lián)了幾臺五軸聯(lián)動的數(shù)控銑床，讓蘇聯(lián)在潛艇的推進(jìn)螺旋槳上的制造，上了一個(gè)檔次，讓美國的聲納聽不到潛艇聲音了，所以美國要懲處東芝公司。由此也可見，前蘇聯(lián)的機(jī)床制造業(yè)也落后了，他們落后，我們就更不用說了。雖然，美國搞出了世界第一臺數(shù)控機(jī)床，但數(shù)控機(jī)床的發(fā)展，還是要數(shù)德國。德國本來在機(jī)械方面就是世界第一，數(shù)控機(jī)床無非就是搞機(jī)電一體化，機(jī)械方面德國已沒問題，剩下的就是電子系統(tǒng)方面，德國的電子系統(tǒng)工業(yè)本來就強(qiáng)大，所以在上世紀(jì)六、七十年代，德國就執(zhí)機(jī)床界的牛耳了。

但日本人的強(qiáng)項(xiàng)就是仿造，從上世紀(jì)70年代起，日本大量從德國引進(jìn)技術(shù)，消化后大量仿造，經(jīng)過努力，日本在90年代起，就超越了德國，成為世界第一大數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)國，直到現(xiàn)在還是。他們在機(jī)床制造水平上，有一些也走在了世界前面，如在機(jī)床復(fù)合（一機(jī)多種功能）化方面，是世界第一。數(shù)控機(jī)床的核心就在數(shù)控系統(tǒng)方面，日本目前在系統(tǒng)方面也排世界第一，主要是它的發(fā)拿科公司。第一代的系統(tǒng)用步進(jìn)電機(jī)，我們現(xiàn)在也能造，第二代用交流伺服電機(jī)?，F(xiàn)在的數(shù)控系統(tǒng)的核心就是交流伺服電機(jī)和系統(tǒng)內(nèi)的邏輯控制軟件，交流伺服電機(jī)我們國家目前還沒有誰能制造，這是一個(gè)光學(xué)、機(jī)械、電子的綜合體。邏輯控制軟件就是控制機(jī)床的各軸運(yùn)動，而這些軸是用伺服電機(jī)驅(qū)動的，一般的系統(tǒng)能同時(shí)控制3軸，高級系統(tǒng)能控制五軸，能控5軸的，五軸以上也沒問題。我們國家也由有5軸系統(tǒng)，但“做秀”的成份多，還沒實(shí)用化。我們的工廠用的五軸和五軸以上機(jī)床，100％進(jìn)口。

機(jī)床是一個(gè)國家制造業(yè)水平高低的象征，其核心就是數(shù)控系統(tǒng)。我們目前不要說系統(tǒng)，就是國內(nèi)造的質(zhì)量稍微好一點(diǎn)的數(shù)控機(jī)床，所用的高精度滾珠絲杠，軸承都是進(jìn)口的，主要是買日本的，我們自產(chǎn)的滾珠絲杠、軸承在精度、壽命方面都有問題。目前國內(nèi)的各大機(jī)床廠，數(shù)控系統(tǒng)100％外購，各廠家一般都買日本發(fā)那科、三菱的系統(tǒng)，占80％以上，也有德國西門子的系統(tǒng)，但比較少。德國西門子系統(tǒng)為什么用的少呢？早期，德國系統(tǒng)不太能適合我們的電網(wǎng)，我們的電網(wǎng)穩(wěn)定性不夠，西門子系統(tǒng)的電子伺服模塊容易燒壞。日本就不同了，他們的系統(tǒng)就燒不壞。近來西門子系統(tǒng)改進(jìn)了不少，價(jià)格方面還是略高。德國人很不重視中國，所以他們的系統(tǒng)漢語化最近才有，不像日本，老早就有漢語化版的。

就國產(chǎn)高級數(shù)控機(jī)床而言，其利潤的主體是被外國人拿走了，中國只是掙了一個(gè)辛苦錢。

美國為什么沒有能成為數(shù)控機(jī)床制造大國呢？這個(gè)和他們當(dāng)時(shí)制定產(chǎn)業(yè)政策的人有關(guān)，再加上當(dāng)時(shí)美國的勞動力貴，買比制造劃算。機(jī)床屬于投資大，見效慢，回報(bào)率底的產(chǎn)業(yè)，而且需要技術(shù)積累。不太附和美國情況。但后來美國發(fā)現(xiàn)，機(jī)床屬于戰(zhàn)略物資，沒有它，飛機(jī)、大炮、坦克、軍艦的制造都有問題，所以他們重新制定政策，扶植了一些機(jī)床廠，規(guī)定了一些單位只能買國產(chǎn)設(shè)備，就是貴也得買，這就為美國保留了一些數(shù)控機(jī)床行業(yè)。美國機(jī)床在世界上沒有什么競爭力。

歐洲的機(jī)床，除德國外，瑞士的也很好，要說超高精密機(jī)床，瑞士的相當(dāng)好，但價(jià)格也是天價(jià)。一般用戶用不起。意大利、英國、法國屬于二流，中國很少買他們的機(jī)床。西班牙為了讓中國進(jìn)口他們的機(jī)床，不惜貸款給中國，但買的人也很少??借錢總是要還的。

韓國、臺灣的數(shù)控機(jī)床制造能力比大陸地區(qū)略強(qiáng)，不過水平差不多。他們也是在上世紀(jì)90年代引進(jìn)日本技術(shù)發(fā)展的。韓國應(yīng)該好一點(diǎn)，它有自己制造的、已經(jīng)商業(yè)化了的數(shù)控系統(tǒng)，但進(jìn)口到中國的機(jī)床，應(yīng)我們的要求，也換成了日本系統(tǒng)。我們對他們的系統(tǒng)信不過。韓國數(shù)控機(jī)床主要有兩家：大宇和現(xiàn)代。大宇目前在我國設(shè)有合資企業(yè)。臺灣機(jī)床和我們大體一樣，自己造機(jī)械部分，系統(tǒng)采購日本的。但他們的機(jī)床質(zhì)量差，壽命短，目前在大陸影響很壞。其實(shí)他們比我們國產(chǎn)的要好一點(diǎn)。但我們自己的差，我們還能容忍，臺灣的機(jī)床是用美金買來的，用的不好，那火就大了。臺灣最主要的幾家機(jī)床廠已打算把工廠遷往大陸，大部分都在上海。這些廠目前在國內(nèi)的競爭中，也打著“國產(chǎn)”的旗號。

近來隨著中國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，也引起了世界一些主要機(jī)床廠商的注意，2000年，日本最大的機(jī)床制造商“馬扎克”在中國銀川設(shè)立了一家數(shù)控機(jī)床合資廠，據(jù)說制造水平相當(dāng)高，號稱“智能化、網(wǎng)絡(luò)化”工廠，和世界同步。今年日本另外一家大機(jī)床廠大隈公司在北京設(shè)立了一家能年產(chǎn)1000臺數(shù)控機(jī)床的控股公司，德國的一家很有名的企業(yè)也在上海設(shè)立了工廠。

目前，國家制定了一些政策，鼓勵國民使用國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床，各廠家也在努力追趕。國內(nèi)買機(jī)床最多的是軍工企業(yè)，一個(gè)購買計(jì)劃里，80％是進(jìn)口，國產(chǎn)機(jī)床滿足不了需要。今后五年內(nèi)，這個(gè)趨勢不會改變。不過就目前國內(nèi)的需要來講，我國的數(shù)控機(jī)床目前能滿足中低檔產(chǎn)品的訂貨。

美、德、日三國是當(dāng)今世上在數(shù)控機(jī)床科研、設(shè)計(jì)、制造和使用上，技術(shù)最先進(jìn)、經(jīng)驗(yàn)最多的國家。因其社會條件不同，各有特點(diǎn)。

1.美國的數(shù)控發(fā)展史

美國政府重視機(jī)床工業(yè)，美國國防部等部門因其軍事方面的需求而不斷提出機(jī)床的發(fā)展方向、科研任務(wù),并且提供充足的經(jīng)費(fèi)，且網(wǎng)羅世界人才，特別講究“效率”和“創(chuàng)新”，注重基礎(chǔ)科研。因而在機(jī)床技術(shù)上不斷創(chuàng)新，如1952年研制出世界第一臺數(shù)控機(jī)床、1958年創(chuàng)制出加工中心、70年代初研制成FMS、1987年首創(chuàng)開放式數(shù)控系統(tǒng)等。由於美國首先結(jié)合汽車、軸承生產(chǎn)需求，充分發(fā)展了大量大批生產(chǎn)自動化所需的自動線，而且電子、計(jì)算機(jī)技術(shù)在世界上領(lǐng)先，因此其數(shù)控機(jī)床的主機(jī)設(shè)計(jì)、制造及數(shù)控系統(tǒng)基礎(chǔ)扎實(shí)，且一貫重視科研和創(chuàng)新，故其高性能數(shù)控機(jī)床技術(shù)在世界也一直領(lǐng)先。當(dāng)今美國生產(chǎn)宇航等使用的高性能數(shù)控機(jī)床，其存在的教訓(xùn)是，偏重於基礎(chǔ)科研，忽視應(yīng)用技術(shù)，且在上世紀(jì)80代政府一度放松了引導(dǎo)，致使數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量增加緩慢，于1982年被后進(jìn)的日本超過，并大量進(jìn)口。從90年代起，糾正過去偏向，數(shù)控機(jī)床技術(shù)上轉(zhuǎn)向?qū)嵱茫a(chǎn)量又逐漸上升。

2.德國的數(shù)控發(fā)展史

德國政府一貫重視機(jī)床工業(yè)的重要戰(zhàn)略地位，在多方面大力扶植。，於1956年研制出第一臺數(shù)控機(jī)床后，德國特別注重科學(xué)試驗(yàn)，理論與實(shí)際相結(jié)合，基礎(chǔ)科研與應(yīng)用技術(shù)科研并重。企業(yè)與大學(xué)科研部門緊密合作，對數(shù)控機(jī)床的共性和特性問題進(jìn)行深入的研究，在質(zhì)量上精益求精。德國的數(shù)控機(jī)床質(zhì)量及性能良好、先進(jìn)實(shí)用、貨真價(jià)實(shí)，出口遍及世界。尤其是大型、重型、精密數(shù)控機(jī)床。德國特別重視數(shù)控機(jī)床主機(jī)及配套件之先進(jìn)實(shí)用，其機(jī)、電、液、氣、光、刀具、測量、數(shù)控系統(tǒng)、各種功能部件，在質(zhì)量、性能上居世界前列。如西門子公司之?dāng)?shù)控系統(tǒng)，均為世界聞名，競相采用。

3.日本的數(shù)控發(fā)展史

日本政府對機(jī)床工業(yè)之發(fā)展異常重視，通過規(guī)劃、法規(guī)(如“機(jī)振法”、“機(jī)電法”、“機(jī)信法”等)引導(dǎo)發(fā)展。在重視人才及機(jī)床元部件配套上學(xué)習(xí)德國，在質(zhì)量管理及數(shù)控機(jī)床技術(shù)上學(xué)習(xí)美國，甚至青出于藍(lán)而勝于藍(lán)。自1958年研制出第一臺數(shù)控機(jī)床后，1978年產(chǎn)量(7,342臺)超過美國(5,688臺)，至今產(chǎn)量、出口量一直居世界首位(2001年產(chǎn)量46,604臺，出口27,409臺，占59%)。戰(zhàn)略上先仿后創(chuàng)，先生產(chǎn)量大而廣的中檔數(shù)控機(jī)床，大量出口，占去世界廣大市場。在上世紀(jì)80年代開始進(jìn)一步加強(qiáng)科研，向高性能數(shù)控機(jī)床發(fā)展。日本FANUC公司戰(zhàn)略正確，仿創(chuàng)結(jié)合，針對性地發(fā)展市場所需各種低中高檔數(shù)控系統(tǒng)，在技術(shù)上領(lǐng)先，在產(chǎn)量上居世界第一。該公司現(xiàn)有職工3,674人，科研人員超過600人，月產(chǎn)能力7,000套，銷售額在世界市場上占50%，在國內(nèi)約占70%，對加速日本和世界數(shù)控機(jī)床的發(fā)展起了重大促進(jìn)作用。

4.我國的現(xiàn)狀

我國數(shù)控技術(shù)的發(fā)展起步于二十世紀(jì)五十年代，中國于1958年研制出第一臺數(shù)控機(jī)床，發(fā)展過程大致可分為兩大階段。在1958~1979年間為第一階段，從1979年至今為第二階段。第一階段中對數(shù)控機(jī)床特點(diǎn)、發(fā)展條件缺乏認(rèn)識，在人員素質(zhì)差、基礎(chǔ)薄弱、配套件不過關(guān)的情況下，一哄而上又一哄而下，曾三起三落、終因表現(xiàn)欠佳，無法用于生產(chǎn)而停頓。主要存在的問題是盲目性大，缺乏實(shí)事求是的科學(xué)精神。在第二階段從日、德、美、西班牙先后引進(jìn)數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)，從日、美、德、意、英、法、瑞士、匈、奧、韓國、臺灣省共11國(地區(qū))引進(jìn)數(shù)控機(jī)床先進(jìn)技術(shù)和合作、合資生產(chǎn)，解決了可靠性、穩(wěn)定性問題，數(shù)控機(jī)床開始正式生產(chǎn)和使用，并逐步向前發(fā)展。通過“六五”期間引進(jìn)數(shù)控技術(shù)，“七五”期間組織消化吸收“科技攻關(guān)”，我國數(shù)控技術(shù)和數(shù)控產(chǎn)業(yè)取得了相當(dāng)大的成績。特別是最近幾年，我國數(shù)控產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，1998～2004年國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量和消費(fèi)量的年平均增長率分別為39.3%和34.9%。盡管如此，進(jìn)口機(jī)床的發(fā)展勢頭依然強(qiáng)勁，從2002年開始，中國連續(xù)三年成為世界機(jī)床消費(fèi)第一大國、機(jī)床進(jìn)口第一大國，2004年中國機(jī)床主機(jī)消費(fèi)高達(dá)94.6億美元，國內(nèi)數(shù)控機(jī)床制造企業(yè)在中高檔與大型數(shù)控機(jī)床的研究開發(fā)方面與國外的差距更加明顯，70%以上的此類設(shè)備和絕大多數(shù)的功能部件均依賴進(jìn)口。由此可以看出國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床特別是中高檔數(shù)控機(jī)床仍然缺乏市場競爭力，究其原因主要在于國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的研究開發(fā)深度不夠、制造水平依然落后、服務(wù)意識與能力欠缺、數(shù)控,系統(tǒng)生產(chǎn)應(yīng)用推廣不力及數(shù)控人才缺乏等。我們應(yīng)看清形勢，充分認(rèn)識國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的不足，努力發(fā)展先進(jìn)技術(shù)，加大技術(shù)創(chuàng)新與培訓(xùn)服務(wù)力度，以縮短與發(fā)達(dá)國家之問的差距。 

 在20余年間，數(shù)控機(jī)床的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)有較大提高，主要表現(xiàn)在三大方面：培訓(xùn)一批設(shè)計(jì)、制造、使用和維護(hù)的人才；通過合作生產(chǎn)先進(jìn)數(shù)控機(jī)床，使設(shè)計(jì)、制造、使用水平大大提高，縮小了與世界先進(jìn)技術(shù)的差距；通過利用國外先進(jìn)元部件、數(shù)控系統(tǒng)配套，開始能自行設(shè)計(jì)及制造高速、高性能、五面或五軸聯(lián)動加工的數(shù)控機(jī)床，供應(yīng)國內(nèi)市場的需求，但對關(guān)鍵技術(shù)的試驗(yàn)、消化、掌握及創(chuàng)新卻較差。至今許多重要功能部件、自動化刀具、數(shù)控系統(tǒng)依靠國外技術(shù)支撐，不能獨(dú)立發(fā)展，基本上處于從仿制走向自行開發(fā)階段，與日本數(shù)控機(jī)床的水平差距很大。存在的主要問題包括：缺乏象日本“機(jī)電法”、“機(jī)信法”那樣的指引；嚴(yán)重缺乏各方面專家人才和熟練技術(shù)工人；缺少深入系統(tǒng)的科研工作；元部件和數(shù)控系統(tǒng)不配套；企業(yè)和專業(yè)間缺乏合作，基本上孤軍作戰(zhàn)，雖然廠多人眾，但形成不了合力。我國數(shù)控技術(shù)的發(fā)展起步于二十世紀(jì)五十年代，通過“六五”期間引進(jìn)數(shù)控技術(shù)，“七五”期間組織消化吸收“科技攻關(guān)”，我國數(shù)控技術(shù)和數(shù)控產(chǎn)業(yè)取得了相當(dāng)大的成績。特別是最近幾年，我國數(shù)控產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，1998～2004年國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量和消費(fèi)量的年平均增長率分別為39.3%和34.9%。盡管如此，進(jìn)口機(jī)床的發(fā)展勢頭依然強(qiáng)勁，從2002年開始，中國連續(xù)三年成為世界機(jī)床消費(fèi)第一大國、機(jī)床進(jìn)口第一大國，2004年中國機(jī)床主機(jī)消費(fèi)高達(dá)94.6億美元，國內(nèi)數(shù)控機(jī)床制造企業(yè)在中高檔與大型數(shù)控機(jī)床的研究開發(fā)方面與國外的差距更加明顯，70%以上的此類設(shè)備和絕大多數(shù)的功能部件均依賴進(jìn)口。由此可以看出國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床特別是中高檔數(shù)控機(jī)床仍然缺乏市場競爭力，究其原因主要在于國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的研究開發(fā)深度不夠、制造水平依然落后、服務(wù)意識與能力欠缺、數(shù)控,系統(tǒng)生產(chǎn)應(yīng)用推廣不力及數(shù)控人才缺乏等。我們應(yīng)看清形勢，充分認(rèn)識國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的不足，努力發(fā)展先進(jìn)技術(shù)，加大技術(shù)創(chuàng)新與培訓(xùn)服務(wù)力度，以縮短與發(fā)達(dá)國家之問的差距。

2003年開始，中國就成了全球最大的機(jī)床消費(fèi)國，也是世界上最大的數(shù)控機(jī)床進(jìn)口國。目前正在提高機(jī)械加工設(shè)備的數(shù)控化率，1999年，我們國家機(jī)械加工設(shè)備數(shù)控華率是5－8％，目前預(yù)計(jì)是15－20％之間。一、什么是數(shù)控機(jī)床車、銑、刨、磨、鏜、鉆、電火花、剪板、折彎、激光切割等等都是機(jī)械加工方法，所謂機(jī)械加工，就是把金屬毛坯零件加工成所需要的形狀，包含尺寸精度和幾何精度兩個(gè)方面。能完成以上功能的設(shè)備都稱為機(jī)床，數(shù)控機(jī)床就是在普通機(jī)床上發(fā)展過來的，數(shù)控的意思就是數(shù)字控制。給機(jī)床裝上數(shù)控系統(tǒng)后，機(jī)床就成了數(shù)控機(jī)床。當(dāng)然，普通機(jī)床發(fā)展到數(shù)控機(jī)床不只是加裝系統(tǒng)這么簡單，例如：從銑床發(fā)展到加工中心，機(jī)床結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，最主要的是加了刀庫，大幅度提高了精度。加工中心最主要的功能是銑、鏜、鉆的功能。我們一般所說的數(shù)控設(shè)備，主要是指數(shù)控車床和加工中心。我國目前各種門類的數(shù)控機(jī)床都能生產(chǎn)，水平參差不齊，有的是世界水平，有的比國外落后10－15年，但如果國家支持，追趕起來也不是什么問題，例如：去年，沈陽機(jī)床集團(tuán)收購了德國西思機(jī)床公司，意義很大，如果大力消化技術(shù)，可以縮短不少差距。大連機(jī)床公司也從德國引進(jìn)了不少先進(jìn)技術(shù)。上海一家企業(yè)購買日本著名的機(jī)床制造商池貝。，近幾年隨著中國制造的崛起，歐洲不少企業(yè)倒閉或者被兼并，如馬毫、斯濱納等。日本經(jīng)濟(jì)不景氣，有不少在80年代很出名的機(jī)床制造商倒閉，例如：新瀉鐵工所。二、數(shù)控設(shè)備的發(fā)展方向六個(gè)方面：智能化、網(wǎng)絡(luò)化、高速、高精度、符合、環(huán)保。目前德國和瑞士的機(jī)床精度最高，綜合起來，德國的水平最高，日本的產(chǎn)值最大。美國的機(jī)床業(yè)一般。中國大陸、韓國。臺灣屬于同一水平。但就門類、種類多少而言，我們應(yīng)該能進(jìn)世界前4名。三、數(shù)控系統(tǒng) 由顯示器、控制器伺服、伺服電機(jī)、和各種開關(guān)、傳感器構(gòu)成。目前世界最大的三家廠商是：日本發(fā)那客、德國西門子、日本三菱；其余還有法國扭姆、西班牙凡高等。國內(nèi)由華中數(shù)控、航天數(shù)控等。國內(nèi)的數(shù)控系統(tǒng)剛剛開始產(chǎn)業(yè)化、水平質(zhì)量一般。高檔次的系統(tǒng)全都是進(jìn)口。華中數(shù)控這幾年發(fā)展迅速，軟件水平相當(dāng)不錯(cuò)，但差就差在電器硬件上，故障率比較高。華中數(shù)控也有意向數(shù)控機(jī)床業(yè)進(jìn)軍，但機(jī)床的硬件方面不行，質(zhì)量精度一般。目前國內(nèi)一些大廠還沒有采用華中數(shù)控的。廣州機(jī)床廠的簡易數(shù)控系統(tǒng)也不錯(cuò)。我們國家機(jī)床業(yè)最薄弱的環(huán)節(jié)在數(shù)控系統(tǒng)。

四、機(jī)床精度1、機(jī)械加工機(jī)床精度分靜精度、加工精度（包括尺寸精度和幾何精度）、定位精度、重復(fù)定位精度等5種。2、機(jī)床精度體系：目前我們國家內(nèi)承認(rèn)的大致是四種體系：德國VDI標(biāo)準(zhǔn)、日本JIS標(biāo)準(zhǔn)、國際標(biāo)準(zhǔn)ISO標(biāo)準(zhǔn)、國標(biāo)GB，國標(biāo)和國際標(biāo)準(zhǔn)差不多。3、看一臺機(jī)床水平的高低，要看它的重復(fù)定位精度，一臺機(jī)床的重復(fù)定位精度如果能達(dá)到0.005mm(ISO標(biāo)準(zhǔn).、統(tǒng)計(jì)法),就是一臺高精度機(jī)床，在0.005mm(ISO標(biāo)準(zhǔn).、統(tǒng)計(jì)法)以下，就是超高精度機(jī)床，高精度的機(jī)床，要有最好的軸承、絲杠。;4、加工出高精度零件，不只要求機(jī)床精度高，還要有好的工藝方法、好的夾具、好的刀具。五、目前世界著名機(jī)床廠商在我國的投資情況1、2000年，世界最大的專業(yè)機(jī)床制造商馬扎克（MAZAK）在寧夏銀川投資建了名為“寧夏小巨人機(jī)床公司”的機(jī)床公司，生產(chǎn)數(shù)控車床、立式加工中心和車銑復(fù)合中心。機(jī)床質(zhì)量不錯(cuò)，目前效益良好，年產(chǎn)600臺，目前正在建2期工程，建成后可以年產(chǎn)1200臺。2、2003年，德國著名的機(jī)床制造商德馬吉在上海投資建廠，目前年組裝生產(chǎn)數(shù)控車床和立式加工中心120臺左右。3、2002年，日本著名的機(jī)床生產(chǎn)商大隈公司和北京第一機(jī)床廠合資建廠，年生產(chǎn)能力為1000臺，生產(chǎn)數(shù)控車床、立式加工中心、臥式加工中心。4、韓國大宇在山東青島投資建廠，目前生產(chǎn)能力不知。5、臺灣省的著名機(jī)床制造商友嘉在浙江蕭山投資建廠，年生產(chǎn)能力800臺。5、民營企業(yè)進(jìn)入機(jī)床行業(yè)情況1、浙江日發(fā)公司，2000年投產(chǎn)，生產(chǎn)數(shù)控車床、加工中心。年生產(chǎn)能力300臺。2．2004年，浙江寧波著名的鑄塑機(jī)廠商海天公司投資生產(chǎn)機(jī)床，主要是從日本引進(jìn)技術(shù)，目前剛開始，起點(diǎn)比較高。3．2002年，西安北村投產(chǎn)，名字象日本的，其實(shí)老板是中國人，采用日本技術(shù)。生產(chǎn)小型儀表數(shù)控車床，水平相當(dāng)不錯(cuò)。六、軍工企業(yè)技改情況軍工企業(yè)得到國家撥款開始于當(dāng)年“大使館被炸”，后來臺灣上臺后，大規(guī)模技改開始了，軍工企業(yè)進(jìn)入新一輪的技改高峰，我們很多軍工企業(yè)開始停止購買普通設(shè)備。尤其是近3年來，我們的軍工企業(yè)從歐洲和日本買了大批量的先進(jìn)數(shù)控機(jī)床。也從國內(nèi)機(jī)床廠哪里采購了大批普通數(shù)控機(jī)床，國內(nèi)機(jī)床廠商為了迎接這次大技改，也引進(jìn)了不少先進(jìn)技術(shù)，爭取軍工企業(yè)的高端訂單。聽在軍工企業(yè)的朋友講，如果再能“頂”三年，我們的整體水平會上一個(gè)臺階。 其實(shí)，總書記掌權(quán)以來，已經(jīng)把國防事業(yè)提到了和經(jīng)濟(jì)發(fā)展一樣的高度上，他說，我們要建立和經(jīng)濟(jì)發(fā)展相適應(yīng)的國防能力，相信再過10年，隨著我國國防工業(yè)和汽車行業(yè)的發(fā)展，我們國家會誕生世界水平的機(jī)床制造商，也將會超越日本，成為世界第一機(jī)床生產(chǎn)大國。

參考文獻(xiàn)：

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4.《機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢》黃勇陳子辰浙江大學(xué)

5.《中國機(jī)械工程》

6.《數(shù)控機(jī)床及應(yīng)用》作者：李佳

7.《機(jī)械設(shè)計(jì)與制造工程》2001年第30卷第1期

8《機(jī)電新產(chǎn)品導(dǎo)報(bào)》2005年第12期

9.《瞭望》2007年第37期

篇9

關(guān)鍵詞：數(shù)控加工；實(shí)訓(xùn)；模式；體系

近年來，中國的制造業(yè)取得了舉世矚目的成就，機(jī)械制造行業(yè)作為制造業(yè)基礎(chǔ)，龍頭的地位日益凸顯。隨著中國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，機(jī)械制造行業(yè)的作用必將進(jìn)一步得到提升和強(qiáng)化，同時(shí)隨著國家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，機(jī)械制造業(yè)的就業(yè)前景一片光明。

我校模具數(shù)控專業(yè)學(xué)制三年，前兩年在校學(xué)習(xí)理論知識，到實(shí)訓(xùn)車間接受實(shí)訓(xùn)。我校模具數(shù)控專業(yè)特開設(shè)了《鉗工》 《車工加工工藝學(xué) 》 《模具數(shù)控加工技術(shù)》 《公差測量與技術(shù)》《機(jī)械制圖》 《CAD》《UG》《Mastercam》等基礎(chǔ)課程，使學(xué)生掌握編程理論及有關(guān)方面的知識，建立一個(gè)完整的知識體系。每周六進(jìn)行全天的實(shí)訓(xùn)操作，掌握數(shù)控加工的實(shí)際操作技術(shù)，每個(gè)學(xué)期要進(jìn)行三個(gè)月的實(shí)訓(xùn)，為第三年的頂崗實(shí)習(xí)做準(zhǔn)備，這樣才能源源不斷的為企業(yè)輸送“血液”，學(xué)生才能學(xué)以致用，更好的就業(yè)。為了熟練地掌握操作技能，鞏固理論知識，本人將實(shí)訓(xùn)課的教學(xué)模式分為五個(gè)步驟，也做實(shí)訓(xùn)五步教學(xué)法。

1 鉗工實(shí)訓(xùn)課：基礎(chǔ)性技能

隨著我國在世界制造業(yè)的中心地位的凸顯，機(jī)械制造領(lǐng)域中技能型人才愈顯緊缺，在“以服務(wù)為宗旨，以就業(yè)我導(dǎo)向”的職業(yè)教育辦學(xué)思想的指導(dǎo)下，各職業(yè)學(xué)校更加重視對學(xué)生技能的培養(yǎng)和培訓(xùn)工作，鉗工是機(jī)械制造中最古老的金屬加工技術(shù)。19世紀(jì)以后，各種機(jī)床的發(fā)展和普及，雖然逐步使大部分鉗工作業(yè)實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化和自動化，但在機(jī)械制造過程中鉗工仍是廣泛應(yīng)用的基本技術(shù)。

鉗工的主要任務(wù)是使用鉗工工具，鉆床等，按技木要求對工件進(jìn)行加工、修整、裝配等工作。鉗工主要用在機(jī)械加工方法不適宜或難以解決的場合。其特點(diǎn)是靈活性強(qiáng)，工作范圍廣，技術(shù)性強(qiáng)，操作者的技能水平直接決定工件的加工質(zhì)量。國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中，鉗工工種 占有很重要的地位，發(fā)揮著獨(dú)特的作用，如裝配、調(diào)式、安裝、維修、工具 制造等都離開鉗。

鉗工基本內(nèi)容劃線、鏨削、鋸削、鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、锪孔、攻螺紋、套螺紋、刮削、研磨、技術(shù)測量、簡單的熱處理、并能部件機(jī)械進(jìn)行配調(diào)試等。

鉗工實(shí)訓(xùn)課的開設(shè)使學(xué)生正確使用和維護(hù)保養(yǎng)常用設(shè)備，了解鉗工安全操作技術(shù)及所用設(shè)備安全操作規(guī)程和車間（實(shí)訓(xùn)室）安全文明生產(chǎn)管理規(guī)定。熟悉鉗工的基本知識，了解鉗工工藝范圍，掌握鉗工常用設(shè)備、工具的結(jié)構(gòu)、用途及正確使用、維護(hù)保養(yǎng)方法。熟悉鉗工常用量具的基本知識，掌握鉗工常用量具使用和維護(hù)保養(yǎng)方法。掌握鉗工常用刃具的使用和刃磨方法。掌握鉗工的基本操作技能，按圖樣獨(dú)立加工工件，達(dá)到中級鉗工考核標(biāo)準(zhǔn)。培養(yǎng)勤學(xué)苦練精神，養(yǎng)成遵紀(jì)守規(guī)、安全操作、文明生產(chǎn)的職業(yè)習(xí)慣。并能使學(xué)生合理選擇主軸轉(zhuǎn)速切削用量、刀具的裝夾方式等，能夠根據(jù)零件的技術(shù)要求編制加工工藝。通過鉗工 的實(shí)訓(xùn)使學(xué)生理解尺寸連接的概念，常用尺寸連接的基本方法，掌握尺寸定位、裝夾的概念方法，和典型結(jié)構(gòu)的裝配工藝過程，并懂得機(jī)床的維修常識。

2 普車實(shí)訓(xùn)課：苦練基本功

普車加工是模具數(shù)控專業(yè)學(xué)生必須掌握的基本功，只有苦練好車工技術(shù)，才能為將來的數(shù)控車加工掃平困難。

磨刀是車工基礎(chǔ)當(dāng)中的基礎(chǔ)，只要刀具能夠磨對磨好，加工就能很順暢的進(jìn)行，如果刀具磨不好，就會出現(xiàn)各種各樣的問題，例如：外圓車削不光滑，車削不動鐵，并出現(xiàn)很大的響聲；切斷刀磨不好，就會出現(xiàn)崩刀和車不了槽的現(xiàn)象等等。

一個(gè)合格的車工必須學(xué)會磨刀，裝刀，熟練操作機(jī)床，他們掌握工件的端面車削、內(nèi)外外圓車削、槽車削、內(nèi)外螺紋車削，以及更加復(fù)雜的細(xì)長軸車削、蝸桿蝸輪車削等，在此過程中學(xué)生會摸索出各種切削用量的最佳選擇，并且制定出最好的機(jī)械加工工藝，為后面的數(shù)控加工打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

不過從各學(xué)校機(jī)械專業(yè)學(xué)生組成結(jié)構(gòu)來看，具有年齡小、個(gè)頭低、農(nóng)村學(xué)生多，這就給普車實(shí)訓(xùn)課安全操作帶來了一定難度。從心理上對車床操作具有畏懼感，經(jīng)常表現(xiàn)出不敢大膽上車床操作的情緒，就是勉強(qiáng)上去，也是提心吊膽，生怕出現(xiàn)事故，因而造成心理的過度緊張或焦慮。當(dāng)一旦發(fā)生小事故時(shí)，他們就驚慌失措，不是果斷地壓下安全按鈕或采取停車等措施，而是手足無措大喊大叫，或者逃離操作平臺，頭腦迷蒙誤操作，往往將一個(gè)小事故演變?yōu)橐粋€(gè)大事故。這就要求實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)老師要多了解熟悉每一個(gè)學(xué)生，因人施教，進(jìn)行差別化指導(dǎo)，除了多對他們手把手地傳授操作技能外，還要對他們進(jìn)行心理上的訓(xùn)練與指導(dǎo)，克服生理和心理上的障礙，培養(yǎng)學(xué)生勇敢、果斷、鎮(zhèn)靜和有必勝的意志品質(zhì)。

3 數(shù)控仿真課：模擬數(shù)控技術(shù)

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，機(jī)械制造技術(shù)正在發(fā)生著深刻的變革，傳統(tǒng)的普通加工設(shè)備難以適應(yīng)市場對產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率、多元化的要求，而以數(shù)控技術(shù)為核心的現(xiàn)在制造技術(shù)正在逐漸取代傳統(tǒng)的機(jī)械制造技術(shù)。數(shù)控制造技術(shù)是集機(jī)械制造技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子 技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)、光機(jī)電一體化技術(shù)于一身的多學(xué)科高新制造技術(shù)。數(shù) 控技術(shù)水平的高低、數(shù)控機(jī)床的擁有量，已經(jīng)成為衡量一個(gè)國家工業(yè)現(xiàn)代化水平的重要 標(biāo) 志。

數(shù)控技術(shù)課程是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，離開實(shí)踐，就談不上素質(zhì)，實(shí)踐是知識轉(zhuǎn)化并升華為素質(zhì)的根本條件。要想達(dá)到理想的教學(xué)和實(shí)踐效果，僅在課堂上實(shí)施全方位的教學(xué)是不夠的，還應(yīng)具備一個(gè)良好的實(shí)踐教學(xué)環(huán)境。

但是大部分農(nóng)村中職學(xué)校設(shè)備不足，要想讓每個(gè)學(xué)生都擁有一臺機(jī)床跟著教師操作練習(xí)很困難，而數(shù)控加工仿真軟件的出現(xiàn)解決了這一問題。

它既能解決實(shí)訓(xùn)設(shè)備不足，學(xué)生實(shí)習(xí)時(shí)間少的問題，又能加強(qiáng)學(xué)生對數(shù)控系統(tǒng)操作及控制面板的熟悉度，還能提高學(xué)生的編程能力及對加工工藝安排的能力。

數(shù)控仿真是對數(shù)控加工零件的走刀路線的模擬，通過計(jì)算機(jī)仿真練習(xí)，可以驗(yàn)證程序 編寫的準(zhǔn)確程度，防止試加工時(shí)撞刀，及時(shí)對加工程序給予修正。仿真練習(xí)中使學(xué)生熟悉仿真機(jī)床的操作面板和錄入面板，明確每個(gè)按鍵的功能，掌握建立工件坐標(biāo)系，選擇刀具集合度，設(shè)置刀偏、刀位的方法。正確靈活地選用切削指令，制定加工程序加工出符合要求 的零件。

4 數(shù)控實(shí)訓(xùn)課：增強(qiáng)綜合素質(zhì)

近年來，數(shù)控機(jī)床以其加工精度高、柔性好、適應(yīng)中批量生產(chǎn)而日益受到重視，由于數(shù) 控機(jī)床是通過數(shù)控程序完成加工循環(huán)的，無需人工操作，調(diào)試方便，適應(yīng)靈活多變的產(chǎn)品，使得中小批生產(chǎn)自動化成為可能。目前國內(nèi)市場需要大批數(shù)控人才，急需大批能熟練掌握數(shù)控機(jī)床編程、操作、維護(hù)的一線工人，所以中職學(xué)校加強(qiáng)數(shù)控實(shí)訓(xùn)，以增強(qiáng)學(xué)生的綜合素質(zhì)為基礎(chǔ)，以能力為本位，把培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)能力放在首要位置，加強(qiáng)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，使學(xué) 生成為企業(yè)生產(chǎn)一線迫切需要的高素質(zhì)勞動者?；钄?shù)控仿真的練習(xí)，同學(xué)把仿真后的程 序輸 數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行實(shí)操練習(xí)。由于仿真軟件和數(shù)控車床按鍵功能，車削的方法，刀具的 選擇等是基本相同的，所以學(xué)生短時(shí)間內(nèi)可以熟練操作機(jī)床。數(shù)控機(jī)床練習(xí)時(shí)，除了嚴(yán)格按操作規(guī)執(zhí)行外，遇到具體問題，能夠正確解決，具體在數(shù)控車床和數(shù)控銑床操作時(shí)還要注意以下幾點(diǎn)。

（1）學(xué)會選擇刀具及切削參數(shù)，工件的材質(zhì)不同，所用的刀具幾何角度不同。

（2）數(shù)控加工之前，要根據(jù)工件的圖形編制好程序。模擬加工，確認(rèn)無誤后把程序傳送到數(shù)控機(jī)床上。

（3）進(jìn)行數(shù)控機(jī)床的對刀工作，這一項(xiàng)十分重要，直接關(guān)系到人身安全和工件的好壞。

（4）精加工前使用MO0指令使機(jī)床暫停測量后，重新檢查是否需要調(diào)整刀補(bǔ)，再繼續(xù)精車，要保質(zhì)保量地加工出合格的產(chǎn)品。

（5）加工的過程中要遵循由易到難，由簡單到復(fù)雜，由單項(xiàng)到綜合的原則進(jìn)行加工。加工之前對零件進(jìn)行加工工藝分析，確定裝夾方法、切削用量等，做到萬無一失，從而訓(xùn)練學(xué)生的實(shí)踐能力及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)學(xué)習(xí)態(tài)度。

（6）認(rèn)真填寫好實(shí)驗(yàn)報(bào)告，組織學(xué)生以小組為單位對加工出來的零件互評、自評。不能放過任何一個(gè)細(xì)節(jié)，選出優(yōu)秀的零件放到展柜里展覽，以激發(fā)學(xué)生的上進(jìn)心。中職學(xué)校 實(shí)訓(xùn)課注重培養(yǎng)學(xué)生的技能，掌握加工常用工件的工藝分析方法，編程方法和機(jī)床的實(shí)際操 作技能，這樣才能使學(xué)生在這一行業(yè)中、在自己的崗位上，實(shí)現(xiàn)自己的價(jià)值。

5 探究提高：優(yōu)化實(shí)訓(xùn)效果“教學(xué)相長”，在教學(xué)過程中，師生共同學(xué)習(xí)，相互總結(jié)提高，通過多年的實(shí)踐，筆者認(rèn)為數(shù)控實(shí)訓(xùn)的重點(diǎn)要從以下幾個(gè)方面人手

（1）明確實(shí)訓(xùn)目的，安排數(shù)控實(shí)訓(xùn)的基本目的是通過該課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生熟練的掌握數(shù)控車床、數(shù)控銑床的基本手工編程方法，電火花、線切割數(shù)控機(jī)床操作方法，初步掌握數(shù)控機(jī)床精度檢驗(yàn)和維護(hù)技能。

（2）精心組織，認(rèn)真做好實(shí)習(xí)教學(xué)。在零件車削的實(shí)際教學(xué)中，要根據(jù)實(shí)訓(xùn)的教學(xué)內(nèi)容，機(jī)床的種類，合理的安排加工工藝和準(zhǔn)確的編寫加工程序，實(shí)踐中優(yōu)化實(shí)訓(xùn)效果，在 數(shù)控專業(yè)的實(shí)訓(xùn)課中，鉗工―― 普車加工―― 數(shù)控仿真―― 數(shù)控加工，充分的利用了教 學(xué)資源，避免了事故的發(fā)生，提高了機(jī)床的利用率和使用壽命。

（3）實(shí)訓(xùn)教學(xué)取得的成果實(shí)訓(xùn)是職業(yè)教育中最主要的教學(xué)環(huán)節(jié)，動手能力的高低直接影響學(xué)生的就業(yè)。在實(shí)訓(xùn)課程之后，絕大多數(shù)學(xué)基本掌握數(shù)控機(jī)床的基本操作，感到不僅實(shí)際動手能力得到了前所未有的提高，而且通過具體的實(shí)踐進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生對專業(yè)知識的 興趣，并且做到理論和實(shí)踐相結(jié)合，為今后自身的就業(yè)及發(fā)展打下扎實(shí)的基礎(chǔ)，現(xiàn)在學(xué)校一直進(jìn)行“校企合作”，教學(xué)和生產(chǎn)相結(jié)合，教學(xué)效果會更好。

（4）存在的問題和努力方向

①我校數(shù)控設(shè)備不足，影響學(xué)生的正常實(shí)訓(xùn)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足教學(xué)需求。

②大部分年輕專業(yè)教師實(shí)際操作水平較低，需要多進(jìn)行培訓(xùn)和下廠實(shí)踐，這樣可以提高教學(xué)能力。

③以后一定會努力提高自己的專業(yè)知識水平和實(shí)際操作能力，更好的勝任教學(xué)工作。

參考文獻(xiàn)：

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[3]高楓，肖衛(wèi)寧.數(shù)控車削編程與操作訓(xùn)練[ M】.北京：高等教育出版社，20O 4 .

篇10

關(guān)鍵詞:刀具 種類 要求 選擇 切削用量

現(xiàn)在,如Pro/ENGINEER、UG、Cimatron、MasterCAM等許多CAD/CAM軟件包都提供自動編程功能,這些軟件一般是在編程界面中提示工藝規(guī)劃的有關(guān)問題,比如,刀具選擇、加工路徑規(guī)劃 、切削用量設(shè)定等,編程人員只要設(shè)置了有關(guān)的參數(shù),就可以自動生成NC程序并傳輸至數(shù)控機(jī)床完成加工。因此,數(shù)控加工中的刀具選擇和切削用量確定是在人機(jī)交互狀態(tài)下完成的,這與普通機(jī)床加工形成鮮明的對比,同時(shí)也要求編程人員必須掌握刀具選擇和切削用量確定的基本原則,在編程時(shí)充分考慮數(shù)控加工的特點(diǎn)。眾所周知,在借助CAM軟件進(jìn)行數(shù)控編程的過程中,刀具的選擇和切削用量的確定是十分重要,它不僅對被加工零件的質(zhì)量影響巨大,甚至可以決定著機(jī)床功效的發(fā)揮和安全生產(chǎn)的順利進(jìn)行。所以無論是手工編程或計(jì)算機(jī)輔助編程,在編制加工程序時(shí),選擇合理的刀具和切削用量,是編制高質(zhì)量加工程序的前提。本文對數(shù)控編程中必須面對的刀具選擇和切削用量確定問題進(jìn)行了探討,給出了若干原則和建議,并對應(yīng)該注意的問題進(jìn)行了討論。

一、刀具的選擇

1、 數(shù)控銑加工常用刀具的種類

數(shù)控銑加工刀具種類很多,為了適應(yīng)數(shù)控機(jī)床高速、高效和自動化程度高的特點(diǎn),所用刀具正朝著標(biāo)準(zhǔn)化、通用化和模塊化的方向發(fā)展,主要包括銑削刀具和孔加工刀具兩大類。為了滿足高效和特殊的銑削要求,又發(fā)展了各種特殊用途的專用刀具。數(shù)控銑刀具的分類有多種方法,根據(jù)刀具結(jié)構(gòu)可分為:①整體式;②鑲嵌式,采用焊接或機(jī)夾式連接,機(jī)夾式又可分為不轉(zhuǎn)位和可轉(zhuǎn)位兩種;③特殊型式,如復(fù)合式刀具,減震式刀具等。根據(jù)制造刀具所用的材料可分為:①高速鋼刀具;②硬質(zhì)合金刀具;③金剛石刀具;④其他材料刀具,如立方氮化硼刀具,陶瓷刀具等。從切削工藝上可分為:平端立銑刀、圓角立銑刀、球頭刀和錐度銑刀等。

2、數(shù)控銑加工對刀具的要求

為了保證數(shù)控銑機(jī)床的加工精度,提高數(shù)控銑機(jī)床的生產(chǎn)效率及降低刀具材料的消耗,在選用數(shù)控銑機(jī)床刀具和刀具材料時(shí),除滿足普通機(jī)床應(yīng)具備的基本條件外, 還要考慮在數(shù)控銑機(jī)床中刀具工作條件等多方面因素,如切屑的斷屑性能、刀具快速調(diào)整與更換,因此對刀具和刀具材料提出更高的要求。

1)銑刀剛性要好 一是為提高生產(chǎn)效率而采用大切削用量的需要;二是為適應(yīng)數(shù)控銑床加工過程中難以調(diào)整切削用量的特點(diǎn)。當(dāng)工件各處的加工余量相差懸殊時(shí),通用銑床遇到這種情況很容易采取分層銑削方法加以解決,而數(shù)控銑削就必須按程序規(guī)定的走刀路線前進(jìn),遇到余量大時(shí)無法象通用銑床那樣“隨機(jī)應(yīng)變”,除非在編程時(shí)能夠預(yù)先考慮到,否則銑刀必須返回原點(diǎn),用改變切削面高度或加大刀具半徑補(bǔ)償值的方法從頭開始加工,多走幾刀。但這樣勢必造成余量少的地方經(jīng)常走空刀,降低了生產(chǎn)效率,如刀具剛性較好就不必這么辦。2)銑刀的耐用度要高 尤其是當(dāng)一把銑刀加工的內(nèi)容很多時(shí),如刀具不耐用而磨損較快,就會影響工件的表面質(zhì)量與加工精度,而且會增加換刀引起的調(diào)刀與對刀次數(shù),也會使工作表面留下因?qū)Φ墩`差而形成的接刀臺階,降低了工件的表面質(zhì)量。除上述兩點(diǎn)之外,互換性好,便于快速換刀;刀具的尺寸便于調(diào)整,以減少換刀調(diào)整時(shí)間; 刀具應(yīng)能可靠地?cái)嘈蓟蚓硇?以利于切屑的排除; 系列化,標(biāo)準(zhǔn)化,以利于編程和刀具管理,等等這些是數(shù)控加工與普通機(jī)床加工對刀具的不同要求。

3、數(shù)控銑加工刀具類型的選擇

刀具的選擇是在數(shù)控編程的人機(jī)交互狀態(tài)下進(jìn)行的。應(yīng)根據(jù)機(jī)床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相關(guān)因素正確選用刀具及刀柄。刀具選擇總的原則是:安裝調(diào)整方便,剛性好,耐用度和精度高。在滿足加工要求的前提下,盡量選擇較短的刀柄,以提高刀具加工的剛性。生產(chǎn)中,被加工零件的幾何形狀是選擇刀具類型的主要依據(jù)。1)銑削刀具的選用:加工曲面類零件時(shí),為了保證刀具切削刃與加工輪廓在切削點(diǎn)相切,而避免刀刃與工件輪廓發(fā)生干涉,一般采用球頭刀,粗加工用兩刃銑刀,半精加工和精加工用四刃銑刀;銑較大平面時(shí),為了提高生產(chǎn)效率和提高加工表面粗糙度,一般采用刀片鑲嵌式盤形銑刀;銑小平面或臺階面時(shí)一般采用通用銑刀;銑鍵槽時(shí),為了保證槽的尺寸精度、一般用兩刃鍵槽銑刀;2)孔加工刀具的選用: 數(shù)控機(jī)床孔加工一般無鉆模,由于鉆頭的剛性和切削條件差,選用鉆頭直徑D應(yīng)滿足L/D≤5(L為鉆孔深度)的條件;鉆孔前先用中心鉆定位,保證孔加工的定位精度;精絞前可選用浮動絞刀,絞孔前孔口要倒角;鏜孔時(shí)應(yīng)盡量選用對稱的多刃鏜刀頭進(jìn)行切削,以平衡鏜削振動;盡量選擇較粗和較短的刀桿,以減少切削振動。在經(jīng)濟(jì)型數(shù)控加工中,由于刀具的刃磨、測量和更換多為人工手動進(jìn)行,占用輔助時(shí)間較長,因此,必須合理安排刀具的排列順序。一般應(yīng)遵循以下原則:①盡量減少刀具數(shù)量;②一把刀具裝夾后,應(yīng)完成其所能進(jìn)行的所有加工部位;③粗精加工的刀具應(yīng)分開使用,即使是相同尺寸規(guī)格的刀具;④先銑后鉆;⑤先進(jìn)行曲面精加工,后進(jìn)行二維輪廓精加工;⑥在可能的情況下,應(yīng)盡可能利用數(shù)控機(jī)床的自動換刀功能,以提高生產(chǎn)效率等。另外,刀具的耐用度和精度與刀具價(jià)格關(guān)系極大,必須引起注意的是,在大多數(shù)情況下,選擇好的刀具雖然增加了刀具成本,但由此帶來的加工質(zhì)量和加工效率的提高,則可以使整個(gè)加工成本大大降低?？傊? 根據(jù)被加工工件材料的熱處理狀態(tài)、切削性能及加工余量,選擇剛性好,耐用度高的銑刀,是充分發(fā)揮數(shù)控銑床的生產(chǎn)效率和獲得滿意的加工質(zhì)量的前提。

二、切削用量的確定