多系統(tǒng)小型數(shù)控車床研發(fā)探索

張炳培

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)的不斷高速發(fā)展，數(shù)控操作系統(tǒng)多元化增加，職校生畢業(yè)就業(yè)難適應(yīng)。職業(yè)院校面臨的共同難題：學(xué)生人數(shù)多、設(shè)備少、設(shè)備體積大、數(shù)控操作系統(tǒng)少等教學(xué)資源問題，無(wú)法滿足企業(yè)需求。結(jié)合職校教育狀況，多系統(tǒng)小型數(shù)控車床研發(fā)是解決職業(yè)教育教學(xué)資源缺乏問題。

關(guān)鍵詞：數(shù)控；多系統(tǒng)；車床；教學(xué)資源；職業(yè)教育

1 研發(fā)的背景

數(shù)控技術(shù)相關(guān)專業(yè)，強(qiáng)調(diào)先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用和實(shí)踐作業(yè)的操作能力，這些要求決定了數(shù)控技術(shù)專業(yè)從業(yè)人員不僅需要扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，更應(yīng)具有實(shí)際的動(dòng)手操作能力，并且應(yīng)具備專業(yè)以外的能力。于是，素質(zhì)全面的技能型人才培養(yǎng)方式尤為重要。經(jīng)調(diào)研，部分院校數(shù)控專業(yè)在教學(xué)條件方面，都存在以下這些問題：（1）設(shè)備數(shù)量種類配比不合理，學(xué)生實(shí)際操作機(jī)床的時(shí)間少。（2）如何提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。（3）一體化教學(xué)環(huán)境如何建設(shè)。

作為技能型人才培養(yǎng)的職業(yè)院校，應(yīng)該適應(yīng)市場(chǎng)需求，以企業(yè)對(duì)多系統(tǒng)小型數(shù)控車床加工技術(shù)的畢業(yè)生的能力要求為依據(jù)，結(jié)合職業(yè)院校學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)與技能水平，開設(shè)相應(yīng)的多系統(tǒng)小型數(shù)控車床加工技術(shù)課程，使學(xué)生具備操作多系統(tǒng)小型數(shù)控車床加工的技術(shù)，達(dá)到企業(yè)的生產(chǎn)需求。

2 研發(fā)意義

市場(chǎng)上工業(yè)級(jí)數(shù)控機(jī)械類設(shè)備價(jià)格高、耗材多、安全性差，造成部分學(xué)校買不起、用不起、擔(dān)不起的情況，直接影響專業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展。據(jù)此提出基于小型多系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床構(gòu)建低碳環(huán)保型數(shù)控實(shí)訓(xùn)的共同開發(fā)升級(jí)項(xiàng)目，將小型的具有加工能力的多系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床搬入教室，構(gòu)建理實(shí)一體化的教學(xué)環(huán)境。小型的數(shù)控機(jī)床主軸功率小，降耗低，可以極大地降低采購(gòu)成本，節(jié)約能源消耗，響應(yīng)國(guó)家低碳節(jié)能的政策，使教學(xué)過程變得更加直觀，學(xué)生在學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)后，可以直接的進(jìn)行實(shí)操，能夠更深入地獲取知識(shí)；機(jī)床與課室一體化，學(xué)生為主老師為輔，以完成任務(wù)的形式來(lái)加強(qiáng)學(xué)生多動(dòng)手的教學(xué)模式，真正做到了理實(shí)一體化的教學(xué)；基于以上情況計(jì)劃與合作企業(yè)共同升級(jí)開發(fā)多系統(tǒng)數(shù)控平臺(tái)，可讓學(xué)生在一臺(tái)機(jī)床上就能操作華中、法那科、西門子、三菱四種數(shù)控系統(tǒng)，不僅便于老師教學(xué)，增加了學(xué)生的知識(shí)面，同時(shí)也可提高學(xué)生的實(shí)操技能，因此，多系統(tǒng)小型數(shù)控車床的研發(fā)將具有是深遠(yuǎn)影響。

3 研發(fā)界定

本課題的研發(fā)對(duì)象為職業(yè)院校數(shù)控專業(yè)在多系統(tǒng)小型數(shù)控車床項(xiàng)目升級(jí)及教學(xué)研發(fā)的問題。鑒于多系統(tǒng)小型數(shù)控車床在實(shí)踐教學(xué)中的重要地位和作用，以及多軸系統(tǒng)對(duì)職業(yè)院校專業(yè)建設(shè)和發(fā)展的意義，本課題的研發(fā)題目為“多系統(tǒng)小型數(shù)控車床升級(jí)改造項(xiàng)目研發(fā)”，針對(duì)的是華中數(shù)控、FANUC、西門子、三菱四個(gè)系統(tǒng)。

4 研發(fā)目標(biāo)

在項(xiàng)目研發(fā)中，來(lái)自企業(yè)的專家擔(dān)任兼職教師，引導(dǎo)學(xué)生如何實(shí)現(xiàn)各類主流系統(tǒng)間的靈活轉(zhuǎn)化，通過此種方式不僅提高學(xué)生理論水平和實(shí)操技能，而且又在教師有目的的引導(dǎo)下，培養(yǎng)了合作、解決問題等綜合能力。對(duì)在教學(xué)過程中出現(xiàn)的問題以及學(xué)生在學(xué)習(xí)與實(shí)踐過程中存在的不足加以適時(shí)研究與總結(jié)，積極尋找解決辦法，以求在校企合作的模式下，培養(yǎng)出一批能夠滿足數(shù)控車床各類系統(tǒng)崗位需求的技能型人才，真正實(shí)現(xiàn)多元化技能型人才培養(yǎng)的目標(biāo)。

5 課題發(fā)主要內(nèi)容

（1）數(shù)控車床技術(shù)現(xiàn)狀分析。（2）職校數(shù)控專業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)。（3）職校數(shù)控類專業(yè)課程設(shè)置。（4）職校數(shù)控專業(yè)畢業(yè)學(xué)生的就業(yè)。（5）職校對(duì)數(shù)控專業(yè)學(xué)生培養(yǎng)目標(biāo)理解。（6）對(duì)各職校數(shù)控專業(yè)實(shí)訓(xùn)室建設(shè)規(guī)劃。（7）多系統(tǒng)小型數(shù)控車床的開發(fā)升級(jí)內(nèi)容。

重點(diǎn)：多系統(tǒng)小型數(shù)控車床的開發(fā)升級(jí)內(nèi)容。難點(diǎn)：華中數(shù)控、FANUC、西門子、三菱小型數(shù)控車床的設(shè)計(jì)原理、編程語(yǔ)言、數(shù)據(jù)接品技術(shù)、開發(fā)系統(tǒng)的技術(shù)方法和應(yīng)用。創(chuàng)新點(diǎn)：（1）以企業(yè)對(duì)數(shù)控技能人才的要求為依據(jù)，按照企業(yè)的崗位設(shè)置，開發(fā)符合職校數(shù)控專業(yè)教學(xué)的核心課程。（2）1臺(tái)多系統(tǒng)機(jī)床相當(dāng)于4臺(tái)單一系統(tǒng)機(jī)床，便于老師教學(xué)，增加學(xué)生的知識(shí)面和技能。

6 課題研發(fā)方法

6.1 調(diào)查分析法和問卷調(diào)查法

就企業(yè)發(fā)展前景、生產(chǎn)現(xiàn)狀、用人需求及畢業(yè)生就業(yè)現(xiàn)狀等方面進(jìn)行調(diào)查研發(fā)和論證，掌握充分事實(shí)依據(jù)前提下，制定計(jì)劃、采取措施、提高課題實(shí)施的針對(duì)性和實(shí)效性。深入先進(jìn)制造類企業(yè)進(jìn)行行業(yè)調(diào)查，獲得行業(yè)發(fā)展的第一手資料；深入同類院校了解數(shù)控類專業(yè)教學(xué)方法及課程設(shè)置，獲得教學(xué)案例及教學(xué)改革的資料。

6.2 文獻(xiàn)查閱法和經(jīng)驗(yàn)總結(jié)法

根據(jù)本課題研發(fā)的目標(biāo)和內(nèi)容，收集相關(guān)資料、查閱相關(guān)政策法規(guī)、了解其他學(xué)科實(shí)踐性教學(xué)方法的最新理論，檢索國(guó)內(nèi)外已有的教育科研成果。學(xué)習(xí)、借鑒他人的成功經(jīng)驗(yàn)，從他人的經(jīng)驗(yàn)心得中得到啟發(fā)，形成自己較完善的教育理念，并提供充實(shí)可靠的理論支持，有效地推進(jìn)課題研發(fā)進(jìn)程，提高研發(fā)效率。

7 課題研發(fā)主要過程

（1）成立項(xiàng)目小組：為了順利完成此次項(xiàng)目的研發(fā)，成立了由專業(yè)教師及企業(yè)專家組成的項(xiàng)目小組。（2）編寫設(shè)計(jì)開發(fā)升級(jí)的思路與大綱。根據(jù)調(diào)研情況編寫《多系統(tǒng)小型數(shù)控車庫(kù)開發(fā)升級(jí)大綱》和《多系統(tǒng)小型數(shù)控車庫(kù)開發(fā)升級(jí)思路》，合作企業(yè)負(fù)責(zé)提供收集及提供各個(gè)開發(fā)過程中需要的數(shù)據(jù)、市場(chǎng)反映等有效數(shù)據(jù)、分析各系統(tǒng)之間的區(qū)別情況，為項(xiàng)目產(chǎn)品開發(fā)人提供產(chǎn)品支持策略、對(duì)大綱和思路提出指導(dǎo)意見和提升意見。（3）邀請(qǐng)企業(yè)專家召開研討會(huì)。對(duì)整個(gè)多系統(tǒng)小型數(shù)控車床的研討會(huì)進(jìn)行策劃、主導(dǎo)、參與討論和總結(jié)。并要求企業(yè)技術(shù)骨干協(xié)助對(duì)整個(gè)會(huì)議進(jìn)行策劃，召開研討會(huì)。論證多系統(tǒng)小型數(shù)控車庫(kù)開發(fā)升級(jí)的可行性。（4）確定開發(fā)思路與大綱。通過與專家溝通交流的研討會(huì)后，總結(jié)理清設(shè)計(jì)開發(fā)思路，對(duì)《多系統(tǒng)小型數(shù)控車庫(kù)開發(fā)升級(jí)大綱》和《多系統(tǒng)小型數(shù)控車庫(kù)開發(fā)升級(jí)思路》修改和定稿，專家審核提出指導(dǎo)和提升意見。（5）材料準(zhǔn)備與預(yù)算。根據(jù)升級(jí)大綱和思路建設(shè)方案確定需要的原小型數(shù)據(jù)車床、材料、配件和耗材清單及預(yù)算，校企合作企業(yè)提供匹配的原小型數(shù)據(jù)車床、材料、配件和提供相關(guān)的耗材。（6）企業(yè)專家與專業(yè)教師互相培訓(xùn)。對(duì)華中數(shù)控、FANUC、西門子、三菱小型數(shù)控車床的設(shè)計(jì)原理、編程語(yǔ)言、數(shù)據(jù)接品技術(shù)、開發(fā)系統(tǒng)的技術(shù)方法和應(yīng)用等不太熟悉，需要企業(yè)專家和專業(yè)教師互相培訓(xùn)。

8 課題研發(fā)成果

（1）配備多系統(tǒng)操作界面，實(shí)現(xiàn)華中數(shù)控、FANUC、西門子、三菱四種系教學(xué)。（2）體積小，占地小、 消耗小、師資資源占用少、安全性能高、便于教學(xué)。（3）可用于儀表、手表等行業(yè)小型零件加工。

9 研發(fā)設(shè)想

對(duì)于校企合作模式、專業(yè)方向建設(shè)等方面的工作仍將繼續(xù)進(jìn)行，特別是項(xiàng)目研發(fā)中所涉及的數(shù)控加工方向的數(shù)控機(jī)床編程與調(diào)試等技術(shù)，項(xiàng)目組將會(huì)繼續(xù)關(guān)注和研發(fā)下去，不斷創(chuàng)新完成系統(tǒng)性的升級(jí)改造。

參考文獻(xiàn)

[1]伍鐵軍.數(shù)控加工仿真關(guān)鍵技術(shù)研究與軟件開發(fā)[D].南京航空航天大學(xué)，2001.

[2]沈春龍.虛擬制造可視化環(huán)境及其過程管理的技術(shù)研究[D].南京理工大學(xué)，2002.