時間：2022-07-23 16:41:34
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇數控技術論文，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
【論文摘要】：隨著計算機業的快速發展，數控技術也發生了根本性的變革，是近年來應用領域中發展十分迅速的一項綜合性的高新技術，文章結合國內外情況，分析了數控技術的發展趨勢。
1.引言
數控技術是一門集計算機技術、自動化控制技術、測量技術、現代機械制造技術、微電子技術、信息處理技術等多學科交叉的綜合技術，是近年來應用領域中發展十分迅速的一項綜合性的高新技術。它是為適應高精度、高速度、復雜零件的加工而出現的，是實現自動化、數字化、柔性化、信息化、集成化、網絡化的基礎，是現代機床裝備的靈魂和核心，有著廣泛的應用領域和廣闊的應用前景。
2.國內外數控系統的發展概況
隨著計算機技術的高速發展，傳統的制造業開始了根本性變革，各工業發達國家投入巨資，對現代制造技術進行研究開發，提出了全新的制造模式。在現代制造系統中，數控技術是關鍵技術，它集微電子、計算機、信息處理、自動檢測、自動控制等高新技術于一體，具有高精度、高效率、柔性自動化等特點，對制造業實現柔性自動化、集成化、智能化起著舉足輕重的作用。目前，數控技術正在發生根本性變革，由專用型封閉式開環控制模式向通用型開放式實時動態全閉環控制模式發展。在集成化基礎上，數控系統實現了超薄型、超小型化；在智能化基礎上，綜合了計算機、多媒體、模糊控制、神經網絡等多學科技術，數控系統實現了高速、高精、高效控制，加工過程中可以自動修正、調節與補償各項參數，實現了在線診斷和智能化故障處理。
長期以來，我國的數控系統為傳統的封閉式體系結構，CNC只能作為非智能的機床運動控制器。加工過程變量根據經驗以固定參數形式事先設定，加工程序在實際加工前用手工方式或通過CAD/CAM及自動編程系統進行編制。CAD/CAM和CNC之間沒有反饋控制環節，整個制造過程中CNC只是一個封閉式的開環執行機構。在復雜環境以及多變條件下，加工過程中的刀具組合、工件材料、主軸轉速、進給速率、刀具軌跡、切削深度、步長、加工余量等加工參數，無法在現場環境下根據外部干擾和隨機因素實時動態調整，更無法通過反饋控制環節隨機修正CAD/CAM中的設定量，因而影響CNC的工作效率和產品加工質量。由此可見，傳統CNC系統的這種固定程序控制模式和封閉式體系結構，限制了CNC向多變量智能化控制發展，己不適應日益復雜的制造過程，因此，大力發展以數控技術為核心的先進制造技術已成為我們國家加速經濟發展、提高綜合國力和國家地位的重要途徑。
3.數控技術的發展趨勢
數控技術的應用不但給傳統制造業帶來了革命性的變化，使制造業成為工業化的象征，而且隨著數控技術的不斷發展和應用領域的擴大，他對國計民生的一些重要行業的發展起著越來越重要的作用。從目前世界上數控技術發展的趨勢來看，主要有如下幾個方面：
3.1高精度、高速度的發展趨勢
盡管十多年前就出現高精度高速度的趨勢，但是科學技術的發展是沒有止境的，高精度、高速度的內涵也在不斷變化，目前正在向著精度和速度的極限發展。
效率、質量是先進制造技術的主體。高速、高精加工技術可極大地提高效率，提高產品的質量和檔次，縮短生產周期和提高市場競爭能力。為此日本先端技術研究會將其列為5大現代制造技術之一，國際生產工程學會將其確定為21世紀的中心研究方向之一。在轎車工業領域，年產30萬輛的生產節拍是40秒/輛，而且多品種加工是轎車裝備必須解決的重點問題之一；在航空和宇航工業領域，其加工的零部件多為薄壁和薄筋，剛度很差，材料為鋁或鋁合金，只有在高切削速度和切削力很小的情況下，才能對這些筋、壁進行加工。近來采用大型整體鋁合金坯料"掏空"的方法來制造機翼、機身等大型零件來替代多個零件通過眾多的鉚釘、螺釘和其他聯結方式拼裝，使構件的強度、剛度和可靠性得到提高。這些都對加工裝備提出了高速、高精和高柔性的要求。
3.25軸聯動加工和復合加工機床快速發展
采用5軸聯動對三維曲面零件的加工，可用刀具最佳幾何形狀進行切削，不僅光潔度高，而且效率也大幅度提高。一般認為，1臺5軸聯動機床的效率可以等于2臺3軸聯動機床，特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進行高速銑削淬硬鋼零件時，5軸聯動加工可比3軸聯動加工發揮更高的效益。但過去因5軸聯動數控系統、主機結構復雜等原因，其價格要比3軸聯動數控機床高出數倍，加之編程技術難度較大，制約了5軸聯動機床的發展。當前由于電主軸的出現，使得實現5軸聯動加工的復合主軸頭結構大為簡化，其制造難度和成本大幅度降低，數控系統的價格差距縮小。因此促進了復合主軸頭類型5軸聯動機床和復合加工機床（含5面加工機床）的發展。3.3智能化、開放式、網絡化成為當代數控系統發展的主要趨勢
21世紀的數控裝備將是具有一定智能化的系統，智能化的內容包括在數控系統中的各個方面：為追求加工效率和加工質量方面的智能化，如加工過程的自適應控制，工藝參數自動生成；為提高驅動性能及使用連接方便的智能化，如前饋控制、電機參數的自適應運算、自動識別負自動選定模型、自整定等；簡化編程、簡化操作方面的智能化，如智能化的自動編程、智能化的人機界面等；還有智能診斷、智能監控方面的內容、方便系統的診斷及維修等。為解決傳統的數控系統封閉性和數控應用軟件的產業化生產存在的問題。
目前許多國家對開放式數控系統進行研究，數控系統開放化已經成為數控系統的未來之路。所謂開放式數控系統就是數控系統的開發可以在統一的運行平臺上，面向機床廠家和最終用戶，通過改變、增加或剪裁結構對象（數控功能），形成系列化，并可方便地將用戶的特殊應用和技術訣竅集成到控制系統中，快速實現不同品種、不同檔次的開放式數控系統，形成具有鮮明個性的名牌產品。目前開放式數控系統的體系結構規范、通信規范、配置規范、運行平臺、數控系統功能庫以及數控系統功能軟件開發工具等是當前研究的核心。網絡化數控裝備是近兩年國際著名機床博覽會的一個新亮點。數控裝備的網絡化將極大地滿足生產線、制造系統、制造企業對信息集成的需求，也是實現新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業、全球制造的基礎單元。國內外一些著名數控機床和數控系統制造公司都在近兩年推出了相關的新概念和樣機，反映了數控機床加工向網絡化方向發展的趨勢。
4.結束語
隨著人們對數控技術重視，它的發展越發迅速。文中簡要陳述當前的發展趨勢，另外數控技術的正不斷走向集成化，并行化，仍有廣闊的發展空間。
參考文獻
[1]王立新.淺談數控技術的發展趨勢[J].赤峰學院學報.2007.
[2]董淳.數控系統技術發展的新趨勢[J].可編程控制器與工廠自動化.2006.
1.1數控技術的核心原理
數控技術的整個控制過程是通過計算機、自動控制系統、電氣傳動裝置以及精密傳感測量裝置完成的，這是一種高新的技術工藝。目前比較流行的數控技術中主要使用的是CNC系統，這種系統由于其高靈活性而深受各種機床生產廠家的喜愛，被普遍使用來對機床進行控制。在CNC系統中發揮主要作用的就是CNC裝置，這種裝置是主要用于數控系統控制的計算機裝置。其工作過程是：首先在錄入系統中輸入機床運行的技術要求和參數；在輸入完成之后，通過系統中的計算機處理系統對錄入程序進行控制執行，接收到執行指令的機構則開始行動按輸入的要求完成加工。整個過程都是在電腦控制下完成的，精準化程度非常高。為了進一步提升數控機床的生產加工效率和精度，目前的數控機床也都裝設有軟件插補來對機床的插補算法進行補充。
1.2數控技術設備
隨著數控技術的發展，數控技術的設備也得到進一步改進。數控技術裝備主要有以下幾個方面：（1）在數控設備中所廣泛使用的數字伺服技術指的是一種能夠使用現代控制理論對設備的運轉進行控制的技術，也正是由于這種技術的發展而逐步摒棄了過去的危機處理控制方式，數字化的控制理念已經成為未來數控領域發展的重要思想。（2）數控設備中還包括精密機械的設計和加工等方面。數控設備的主要目的就是提升生產效率，提高設備的生產精度，而精密機械則成為數控設備中不可或缺的一部分，只有這樣才能夠保證生產出高精度的機械部件。
2數控技術在機械制造中的應用
2.1數控技術在工業生產領域的應用
現代機械制造行業不斷發展，迫切需要在工業生產中應用數控技術成功地實現無人化工業產業的模式。在目前我國的工業生產過程中，通過數控技術完成對加工的整體控制。首先錄入工業生產的控制指令，在計算機的控制作用下來對輸入的生產指令進行任務發配，執行機構在計算機的控制下進行生產加工，并且通過計算機對生產加工過程進行動態監測，發現加工過程中存在問題及時地傳遞給指令分配模塊，停止繼續生產作業。通過數控技術的應用，目前我國的工業生產領域已經實現了科技化、現代化，有效地解放了工業生產企業的勞動力，降低了企業的生產成本。
2.2數控技術在汽車行業中的應用
由于汽車零部件對于精度的要求比較高，所以在企業生產中數控技術的應用比較廣泛。通過數控技術的使用已經實現了生產線的高度智能化，有效地提升了生產線的作業效率，而且高精度化的生產模式也有效地降低了殘次品的概率，有效地降低了企業的生產成本，為促進我國汽車行業的發展起到了十分重要的作用。
2.3數控技術在機械設備中的使用
在機械制造領域中機械是最根本的設備，高精度的機械設備能夠更好地保證生產出符合技術要求的其他設備。由于數控機床的控制能力比較強，能夠實時地指揮設備的運轉方式，并且通過數字化處理的模式來解決機械設備在運轉過程中出現的問題，通過編程的形式來實現對整條生產線的整體性控制，有效地提升了生產效率和生產精度。傳統機械生產工藝中需要操作工人到現場對工具進行調整，根據設備技術參數要求對設備部件進行操作，不但生產效率低，而且生產的設備精度也不夠高。應用數控技術則可大大地簡化機械設備的生產過程。隨著我國科技的進步，數控技術也取得了突飛猛進的發展。目前，我國機械制造中數控技術的應用發揮著核心的作用，能夠實現多種平臺操作。隨著數控技術的逐步成熟，數控技術的生產成本也降低了很多。在未來的機械制造行業中，數控技術必將隨著我國科技的進步而取得進一步的發展。要以科技發展為基礎，以市場需求為技術革新的動力，進一步推動數控技術的發展。要根據現代人對于人性化科技的要求，逐步實現數控技術的人性化控制，有效地提升機械制造過程的自動控制水平。
3結語
隨著計算機技術的高速發展，傳統的制造業開始了根本性變革，各工業發達國家投入巨資，對現代制造技術進行研究開發，提出了全新的制造模式。在現代制造系統中，數控技術是關鍵技術，它集微電子、計算機、信息處理、自動檢測、自動控制等高新技術于一體，具有高精度、高效率、柔性自動化等特點，對制造業實現柔性自動化、集成化、智能化起著舉足輕重的作用。目前，數控技術正在發生根本性變革，由專用型封閉式開環控制模式向通用型開放式實時動態全閉環控制模式發展。在集成化基礎上，數控系統實現了超薄型、超小型化；在智能化基礎上，綜合了計算機、多媒體、模糊控制、神經網絡等多學科技術，數控系統實現了高速、高精、高效控制，加工過程中可以自動修正、調節與補償各項參數，實現了在線診斷和智能化故障處理；在網絡化基礎上，CAD/CAM與數控系統集成為一體，機床聯網，實現了中央集中控制的群控加工。
長期以來，我國的數控系統為傳統的封閉式體系結構，CNC只能作為非智能的機床運動控制器。加工過程變量根據經驗以固定參數形式事先設定，加工程序在實際加工前用手工方式或通過CAD/CAM及自動編程系統進行編制。CAD/CAM和CNC之間沒有反饋控制環節，整個制造過程中CNC只是一個封閉式的開環執行機構。在復雜環境以及多變條件下，加工過程中的刀具組合、工件材料、主軸轉速、進給速率、刀具軌跡、切削深度、步長、加工余量等加工參數，無法在現場環境下根據外部干擾和隨機因素實時動態調整，更無法通過反饋控制環節隨機修正CAD/CAM中的設定量，因而影響CNC的工作效率和產品加工質量。由此可見，傳統CNC系統的這種固定程序控制模式和封閉式體系結構，限制了CNC向多變量智能化控制發展，已不適應日益復雜的制造過程，因此，對數控技術實行變革勢在必行。
2數控技術發展趨勢
2.1性能發展方向
(1)高速高精高效化速度、精度和效率是機械制造技術的關鍵性能指標。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系統以及帶高分辨率絕對式檢測元件的交流數字伺服系統，同時采取了改善機床動態、靜態特性等有效措施，機床的高速高精高效化已大大提高。
(2)柔性化包含兩方面：數控系統本身的柔性，數控系統采用模塊化設計，功能覆蓋面大，可裁剪性強，便于滿足不同用戶的需求；群控系統的柔性，同一群控系統能依據不同生產流程的要求，使物料流和信息流自動進行動態調整，從而最大限度地發揮群控系統的效能。
(3)工藝復合性和多軸化以減少工序、輔助時間為主要目的的復合加工，正朝著多軸、多系列控制功能方向發展。數控機床的工藝復合化是指工件在一臺機床上一次裝夾后，通過自動換刀、旋轉主軸頭或轉臺等各種措施，完成多工序、多表面的復合加工。數控技術軸，西門子880系統控制軸數可達24軸。
(4)實時智能化早期的實時系統通常針對相對簡單的理想環境，其作用是如何調度任務，以確保任務在規定期限內完成。而人工智能則試圖用計算模型實現人類的各種智能行為。科學技術發展到今天，實時系統和人工智能相互結合，人工智能正向著具有實時響應的、更現實的領域發展，而實時系統也朝著具有智能行為的、更加復雜的應用發展，由此產生了實時智能控制這一新的領域。在數控技術領域，實時智能控制的研究和應用正沿著幾個主要分支發展：自適應控制、模糊控制、神經網絡控制、專家控制、學習控制、前饋控制等。例如在數控系統中配備編程專家系統、故障診斷專家系統、參數自動設定和刀具自動管理及補償等自適應調節系統，在高速加工時的綜合運動控制中引入提前預測和預算功能、動態前饋功能，在壓力、溫度、位置、速度控制等方面采用模糊控制，使數控系統的控制性能大大提高，從而達到最佳控制的目的。
2.2功能發展方向
(1)用戶界面圖形化用戶界面是數控系統與使用者之間的對話接口。由于不同用戶對界面的要求不同，因而開發用戶界面的工作量極大，用戶界面成為計算機軟件研制中最困難的部分之一。當前INTERNET、虛擬現實、科學計算可視化及多媒體等技術也對用戶界面提出了更高要求。圖形用戶界面極大地方便了非專業用戶的使用，人們可以通過窗口和菜單進行操作，便于藍圖編程和快速編程、三維彩色立體動態圖形顯示、圖形模擬、圖形動態跟蹤和仿真、不同方向的視圖和局部顯示比例縮放功能的實現。(2)科學計算可視化科學計算可視化可用于高效處理數據和解釋數據，使信息交流不再局限于用文字和語言表達，而可以直接使用圖形、圖像、動畫等可視信息。可視化技術與虛擬環境技術相結合，進一步拓寬了應用領域，如無圖紙設計、虛擬樣機技術等，這對縮短產品設計周期、提高產品質量、降低產品成本具有重要意義。在數控技術領域，可視化技術可用于CAD/CAM，如自動編程設計、參數自動設定、刀具補償和刀具管理數據的動態處理和顯示以及加工過程的可視化仿真演示等。
(3)插補和補償方式多樣化多種插補方式如直線插補、圓弧插補、圓柱插補、空間橢圓曲面插補、螺紋插補、極坐標插補、2D+2螺旋插補、NANO插補、NURBS插補(非均勻有理B樣條插補)、樣條插補(A、B、C樣條)、多項式插補等。多種補償功能如間隙補償、垂直度補償、象限誤差補償、螺距和測量系統誤差補償、與速度相關的前饋補償、溫度補償、帶平滑接近和退出以及相反點計算的刀具半徑補償等。
(4)內裝高性能PLC數控系統內裝高性能PLC控制模塊，可直接用梯形圖或高級語言編程，具有直觀的在線調試和在線幫助功能。編程工具中包含用于車床銑床的標準PLC用戶程序實例，用戶可在標準PLC用戶程序基礎上進行編輯修改，從而方便地建立自己的應用程序。
(5)多媒體技術應用多媒體技術集計算機、聲像和通信技術于一體，使計算機具有綜合處理聲音、文字、圖像和視頻信息的能力。在數控技術領域，應用多媒體技術可以做到信息處理綜合化、智能化，在實時監控系統和生產現場設備的故障診斷、生產過程參數監測等方面有著重大的應用價值。
2.3體系結構的發展
(1)集成化采用高度集成化CPU、RISC芯片和大規模可編程集成電路FPGA、EPLD、CPLD以及專用集成電路ASIC芯片，可提高數控系統的集成度和軟硬件運行速度。應用FPD平板顯示技術，可提高顯示器性能。平板顯示器具有科技含量高、重量輕、體積小、功耗低、便于攜帶等優點，可實現超大尺寸顯示，成為和CRT抗衡的新興顯示技術，是21世紀顯示技術的主流。應用先進封裝和互連技術，將半導體和表面安裝技術融為一體。通過提高集成電路密度、減少互連長度和數量來降低產品價格，改進性能，減小組件尺寸，提高系統的可靠性。
(2)模塊化硬件模塊化易于實現數控系統的集成化和標準化。根據不同的功能需求，將基本模塊，如CPU、存儲器、位置伺服、PLC、輸入輸出接口、通訊等模塊，作成標準的系列化產品，通過積木方式進行功能裁剪和模塊數量的增減，構成不同檔次的數控系統。
(3)網絡化機床聯網可進行遠程控制和無人化操作。通過機床聯網，可在任何一臺機床上對其它機床進行編程、設定、操作、運行，不同機床的畫面可同時顯示在每一臺機床的屏幕上。
(4)通用型開放式閉環控制模式采用通用計算機組成總線式、模塊化、開放式、嵌入式體系結構，便于裁剪、擴展和升級，可組成不同檔次、不同類型、不同集成程度的數控系統。閉環控制模式是針對傳統的數控系統僅有的專用型單機封閉式開環控制模式提出的。由于制造過程是一個具有多變量控制和加工工藝綜合作用的復雜過程，包含諸如加工尺寸、形狀、振動、噪聲、溫度和熱變形等各種變化因素，因此，要實現加工過程的多目標優化，必須采用多變量的閉環控制，在實時加工過程中動態調整加工過程變量。加工過程中采用開放式通用型實時動態全閉環控制模式，易于將計算機實時智能技術、網絡技術、多媒體技術、CAD/CAM、伺服控制、自適應控制、動態數據管理及動態刀具補償、動態仿真等高新技術融于一體，構成嚴密的制造過程閉環控制體系，從而實現集成化、智能化、網絡化。
3智能化新一代PCNC數控系統
裝備工業的技術水平和現代化程度決定著整個國民經濟的水平和現代化程度，數控技術及裝備是發展新興高新技術產業和尖端工業（如信息技術及其產業、生物技術及其產業、航空、航天等國防工業產業）的使能技術和最基本的裝備。馬克思曾經說過“各種經濟時代的區別，不在于生產什么，而在于怎樣生產，用什么勞動資料生產”。制造技術和裝備就是人類生產活動的最基本的生產資料，而數控技術又是當今先進制造技術和裝備最核心的技術。當今世界各國制造業廣泛采用數控技術，以提高制造能力和水平，提高對動態多變市場的適應能力和競爭能力。此外世界上各工業發達國家還將數控技術及數控裝備列為國家的戰略物資，不僅采取重大措施來發展自己的數控技術及其產業，而且在“高精尖”數控關鍵技術和裝備方面對我國實行封鎖和限制政策。總之，大力發展以數控技術為核心的先進制造技術已成為世界各發達國家加速經濟發展、提高綜合國力和國家地位的重要途徑。
數控技術是用數字信息對機械運動和工作過程進行控制的技術，數控裝備是以數控技術為代表的新技術對傳統制造產業和新興制造業的滲透形成的機電一體化產品，即所謂的數字化裝備，其技術范圍覆蓋很多領域：(1)機械制造技術；(2)信息處理、加工、傳輸技術；(3)自動控制技術；(4)伺服驅動技術；(5)傳感器技術；(6)軟件技術等。
1數控技術的發展趨勢
數控技術的應用不但給傳統制造業帶來了革命性的變化，使制造業成為工業化的象征，而且隨著數控技術的不斷發展和應用領域的擴大，他對國計民生的一些重要行業（IT、汽車、輕工、醫療等）的發展起著越來越重要的作用，因為這些行業所需裝備的數字化已是現展的大趨勢。從目前世界上數控技術及其裝備發展的趨勢來看，其主要研究熱點有以下幾個方面［1～4］。
1．1高速、高精加工技術及裝備的新趨勢
效率、質量是先進制造技術的主體。高速、高精加工技術可極大地提高效率，提高產品的質量和檔次，縮短生產周期和提高市場競爭能力。為此日本先端技術研究會將其列為5大現代制造技術之一，國際生產工程學會（CIRP）將其確定為21世紀的中心研究方向之一。
在轎車工業領域，年產30萬輛的生產節拍是40秒/輛，而且多品種加工是轎車裝備必須解決的重點問題之一；在航空和宇航工業領域，其加工的零部件多為薄壁和薄筋，剛度很差，材料為鋁或鋁合金，只有在高切削速度和切削力很小的情況下，才能對這些筋、壁進行加工。近來采用大型整體鋁合金坯料“掏空”的方法來制造機翼、機身等大型零件來替代多個零件通過眾多的鉚釘、螺釘和其他聯結方式拼裝，使構件的強度、剛度和可靠性得到提高。這些都對加工裝備提出了高速、高精和高柔性的要求。
從EMO2001展會情況來看，高速加工中心進給速度可達80m/min，甚至更高，空運行速度可達100m/min左右。目前世界上許多汽車廠，包括我國的上海通用汽車公司，已經采用以高速加工中心組成的生產線部分替代組合機床。美國CINCINNATI公司的HyperMach機床進給速度最大達60m/min，快速為100m/min，加速度達2g，主軸轉速已達60000r/min。加工一薄壁飛機零件，只用30min，而同樣的零件在一般高速銑床加工需3h，在普通銑床加工需8h；德國DMG公司的雙主軸車床的主軸速度及加速度分別達12*!000r/mm和1g。
在加工精度方面，近10年來，普通級數控機床的加工精度已由10μm提高到5μm，精密級加工中心則從3～5μm，提高到1～1.5μm，并且超精密加工精度已開始進入納米級(0.01μm)。
在可靠性方面，國外數控裝置的MTBF值已達6000h以上，伺服系統的MTBF值達到30000h以上，表現出非常高的可靠性。
為了實現高速、高精加工，與之配套的功能部件如電主軸、直線電機得到了快速的發展，應用領域進一步擴大。
1.25軸聯動加工和復合加工機床快速發展
采用5軸聯動對三維曲面零件的加工，可用刀具最佳幾何形狀進行切削，不僅光潔度高，而且效率也大幅度提高。一般認為，1臺5軸聯動機床的效率可以等于2臺3軸聯動機床，特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進行高速銑削淬硬鋼零件時，5軸聯動加工可比3軸聯動加工發揮更高的效益。但過去因5軸聯動數控系統、主機結構復雜等原因，其價格要比3軸聯動數控機床高出數倍，加之編程技術難度較大，制約了5軸聯動機床的發展。
當前由于電主軸的出現，使得實現5軸聯動加工的復合主軸頭結構大為簡化，其制造難度和成本大幅度降低，數控系統的價格差距縮小。因此促進了復合主軸頭類型5軸聯動機床和復合加工機床（含5面加工機床）的發展。
在EMO2001展會上，新日本工機的5面加工機床采用復合主軸頭，可實現4個垂直平面的加工和任意角度的加工，使得5面加工和5軸加工可在同一臺機床上實現，還可實現傾斜面和倒錐孔的加工。德國DMG公司展出DMUVoution系列加工中心，可在一次裝夾下5面加工和5軸聯動加工，可由CNC系統控制或CAD/CAM直接或間接控制。
1.3智能化、開放式、網絡化成為當代數控系統發展的主要趨勢
21世紀的數控裝備將是具有一定智能化的系統，智能化的內容包括在數控系統中的各個方面：為追求加工效率和加工質量方面的智能化，如加工過程的自適應控制，工藝參數自動生成；為提高驅動性能及使用連接方便的智能化，如前饋控制、電機參數的自適應運算、自動識別負載自動選定模型、自整定等；簡化編程、簡化操作方面的智能化，如智能化的自動編程、智能化的人機界面等；還有智能診斷、智能監控方面的內容、方便系統的診斷及維修等。
為解決傳統的數控系統封閉性和數控應用軟件的產業化生產存在的問題。目前許多國家對開放式數控系統進行研究，如美國的NGC(TheNextGenerationWork-Station/MachineControl)、歐共體的OSACA(OpenSystemArchitectureforControlwithinAutomationSystems)、日本的OSEC(OpenSystemEnvironmentforController)，中國的ONC(OpenNumericalControlSystem)等。數控系統開放化已經成為數控系統的未來之路。所謂開放式數控系統就是數控系統的開發可以在統一的運行平臺上，面向機床廠家和最終用戶，通過改變、增加或剪裁結構對象（數控功能），形成系列化，并可方便地將用戶的特殊應用和技術訣竅集成到控制系統中，快速實現不同品種、不同檔次的開放式數控系統，形成具有鮮明個性的名牌產品。目前開放式數控系統的體系結構規范、通信規范、配置規范、運行平臺、數控系統功能庫以及數控系統功能軟件開發工具等是當前研究的核心。
網絡化數控裝備是近兩年國際著名機床博覽會的一個新亮點。數控裝備的網絡化將極大地滿足生產線、制造系統、制造企業對信息集成的需求，也是實現新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業、全球制造的基礎單元。國內外一些著名數控機床和數控系統制造公司都在近兩年推出了相關的新概念和樣機，如在EMO2001展中，日本山崎馬扎克（Mazak)公司展出的“CyberProductionCenter”（智能生產控制中心，簡稱CPC)；日本大隈（Okuma）機床公司展出“ITplaza”（信息技術廣場，簡稱IT廣場)；德國西門子(Siemens)公司展出的OpenManufacturingEnvironment（開放制造環境，簡稱OME）等，反映了數控機床加工向網絡化方向發展的趨勢。
1.4重視新技術標準、規范的建立
1.4.1關于數控系統設計開發規范
如前所述，開放式數控系統有更好的通用性、柔性、適應性、擴展性，美國、歐共體和日本等國紛紛實施戰略發展計劃，并進行開放式體系結構數控系統規范(OMAC、OSACA、OSEC)的研究和制定，世界3個最大的經濟體在短期內進行了幾乎相同的科學計劃和規范的制定，預示了數控技術的一個新的變革時期的來臨。我國在2000年也開始進行中國的ONC數控系統的規范框架的研究和制定。
1.4.2關于數控標準
數控標準是制造業信息化發展的一種趨勢。數控技術誕生后的50年間的信息交換都是基于ISO6983標準，即采用G，M代碼描述如何（how）加工，其本質特征是面向加工過程，顯然，他已越來越不能滿足現代數控技術高速發展的需要。為此，國際上正在研究和制定一種新的CNC系統標準ISO14649（STEP－NC)，其目的是提供一種不依賴于具體系統的中性機制，能夠描述產品整個生命周期內的統一數據模型，從而實現整個制造過程，乃至各個工業領域產品信息的標準化。
STEP-NC的出現可能是數控技術領域的一次革命，對于數控技術的發展乃至整個制造業，將產生深遠的影響。首先，STEP-NC提出一種嶄新的制造理念，傳統的制造理念中，NC加工程序都集中在單個計算機上。而在新標準下，NC程序可以分散在互聯網上，這正是數控技術開放式、網絡化發展的方向。其次，STEP-NC數控系統還可大大減少加工圖紙（約75％）、加工程序編制時間（約35％）和加工時間（約50％）。
目前，歐美國家非常重視STEP-NC的研究，歐洲發起了STEP-NC的IMS計劃(1999.1.1～2001.12.31)。參加這項計劃的有來自歐洲和日本的20個CAD/CAM/CAPP/CNC用戶、廠商和學術機構。美國的STEPTools公司是全球范圍內制造業數據交換軟件的開發者，他已經開發了用作數控機床加工信息交換的超級模型(SuperModel)，其目標是用統一的規范描述所有加工過程。目前這種新的數據交換格式已經在配備了SIEMENS、FIDIA以及歐洲OSACA-NC數控系統的原型樣機上進行了驗證。
2對我國數控技術及其產業發展的基本估計
我國數控技術起步于1958年，近50年的發展歷程大致可分為3個階段：第一階段從1958年到1979年，即封閉式發展階段。在此階段，由于國外的技術封鎖和我國的基礎條件的限制，數控技術的發展較為緩慢。第二階段是在國家的“六五”、“七五”期間以及“八五”的前期，即引進技術，消化吸收，初步建立起國產化體系階段。在此階段，由于改革開放和國家的重視，以及研究開發環境和國際環境的改善，我國數控技術的研究、開發以及在產品的國產化方面都取得了長足的進步。第三階段是在國家的“八五”的后期和“九五”期間，即實施產業化的研究，進入市場競爭階段。在此階段，我國國產數控裝備的產業化取得了實質性進步。在“九五”末期，國產數控機床的國內市場占有率達50％，配國產數控系統（普及型）也達到了10％。
縱觀我國數控技術近50年的發展歷程，特別是經過4個5年計劃的攻關，總體來看取得了以下成績。
a.奠定了數控技術發展的基礎，基本掌握了現代數控技術。我國現在已基本掌握了從數控系統、伺服驅動、數控主機、專機及其配套件的基礎技術，其中大部分技術已具備進行商品化開發的基礎，部分技術已商品化、產業化。
b.初步形成了數控產業基地。在攻關成果和部分技術商品化的基礎上，建立了諸如華中數控、航天數控等具有批量生產能力的數控系統生產廠。蘭州電機廠、華中數控等一批伺服系統和伺服電機生產廠以及北京第一機床廠、濟南第一機床廠等若干數控主機生產廠。這些生產廠基本形成了我國的數控產業基地。
c.建立了一支數控研究、開發、管理人才的基本隊伍。
雖然在數控技術的研究開發以及產業化方面取得了長足的進步，但我們也要清醒地認識到，我國高端數控技術的研究開發，尤其是在產業化方面的技術水平現狀與我國的現實需求還有較大的差距。雖然從縱向看我國的發展速度很快，但橫向比（與國外對比）不僅技術水平有差距，在某些方面發展速度也有差距，即一些高精尖的數控裝備的技術水平差距有擴大趨勢。從國際上來看，對我國數控技術水平和產業化水平估計大致如下。
a.技術水平上，與國外先進水平大約落后10～15年，在高精尖技術方面則更大。
b.產業化水平上，市場占有率低，品種覆蓋率小，還沒有形成規模生產；功能部件專業化生產水平及成套能力較低；外觀質量相對差；可靠性不高，商品化程度不足；國產數控系統尚未建立自己的品牌效應，用戶信心不足。
c.可持續發展的能力上，對競爭前數控技術的研究開發、工程化能力較弱；數控技術應用領域拓展力度不強；相關標準規范的研究、制定滯后。
分析存在上述差距的主要原因有以下幾個方面。
a.認識方面。對國產數控產業進程艱巨性、復雜性和長期性的特點認識不足；對市場的不規范、國外的封鎖加扼殺、體制等困難估計不足；對我國數控技術應用水平及能力分析不夠。
b.體系方面。從技術的角度關注數控產業化問題的時候多，從系統的、產業鏈的角度綜合考慮數控產業化問題的時候少；沒有建立完整的高質量的配套體系、完善的培訓、服務網絡等支撐體系。
c.機制方面。不良機制造成人才流失，又制約了技術及技術路線創新、產品創新，且制約了規劃的有效實施，往往規劃理想，實施困難。
d.技術方面。企業在技術方面自主創新能力不強，核心技術的工程化能力不強。機床標準落后，水平較低，數控系統新標準研究不夠。
3對我國數控技術和產業化發展的戰略思考
3.1戰略考慮
我國是制造大國，在世界產業轉移中要盡量接受前端而不是后端的轉移，即要掌握先進制造核心技術，否則在新一輪國際產業結構調整中，我國制造業將進一步“空芯”。我們以資源、環境、市場為代價，交換得到的可能僅僅是世界新經濟格局中的國際“加工中心”和“組裝中心”，而非掌握核心技術的制造中心的地位，這樣將會嚴重影響我國現代制造業的發展進程。
我們應站在國家安全戰略的高度來重視數控技術和產業問題，首先從社會安全看，因為制造業是我國就業人口最多的行業，制造業發展不僅可提高人民的生活水平，而且還可緩解我國就業的壓力，保障社會的穩定；其次從國防安全看，西方發達國家把高精尖數控產品都列為國家的戰略物質，對我國實現禁運和限制，“東芝事件”和“考克斯報告”就是最好的例證。
3.2發展策略
從我國基本國情的角度出發，以國家的戰略需求和國民經濟的市場需求為導向，以提高我國制造裝備業綜合競爭能力和產業化水平為目標，用系統的方法，選擇能夠主導21世紀初期我國制造裝備業發展升級的關鍵技術以及支持產業化發展的支撐技術、配套技術作為研究開發的內容，實現制造裝備業的跨躍式發展。
強調市場需求為導向，即以數控終端產品為主，以整機（如量大面廣的數控車床、銑床、高速高精高性能數控機床、典型數字化機械、重點行業關鍵設備等）帶動數控產業的發展。重點解決數控系統和相關功能部件（數字化伺服系統與電機、高速電主軸系統和新型裝備的附件等）的可靠性和生產規模問題。沒有規模就不會有高可靠性的產品；沒有規模就不會有價格低廉而富有競爭力的產品；當然，沒有規模中國的數控裝備最終難以有出頭之日。
在高精尖裝備研發方面，要強調產、學、研以及最終用戶的緊密結合，以“做得出、用得上、賣得掉”為目標，按國家意志實施攻關，以解決國家之急需。
在競爭前數控技術方面，強調創新，強調研究開發具有自主知識產權的技術和產品，為我國數控產業、裝備制造業乃至整個制造業的可持續發展奠定基礎。
參考文獻：
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［2］梁訓王宣,周延佑.機床技術發展的新動向［J］.世界制造技術與裝備市場，2001(3)：21-28.
1．引言
《數控技術》是全日制普通工科高校機電專業必修的一門專業課程，其教學內容包括數控機床的組成和工作原理，數控編程和加工，數控機床的故障診斷和維修等。數控技術是利用數字信息對機床設備空間運動坐標實現控制，其集機械、電子、自動控制、計算機技術為一體，使得數控技術課程在教學中較為抽象、復雜，從實用和操作的角度看，其教學實施也必然對課程實驗（實踐）環節提出較高要求，使該課程具有鮮明的實踐性特點[1]。在目前我國作為世界制造基地的背景下，數控類技術人才大量需求，包括數控機床制造，數控加工等行業。目前，數控技術人才培養有兩個層次，一個高職類院校，主要培養實用型的數控加工人才；一個為普通高校數控技術方向，培養更高層次數控技術人才。受教學培養計劃限制，我校數控技術課程教學采用理論教學和課內實驗的教學模式，其中課內實驗 6 個學時，課時偏少，實驗設備偏少，導致學生實踐教學效果不好，對數控技術理解不透徹，動手能力不強的問題。因此，如何解決數控技術實踐工程動手能力，更好學習理解數控技術這門應用型較強的課程，是需要解決的問題。結合我校的教學改革計劃和存在問題，近年來在機電專業數控技術課程改革中，注重對實踐教學環節進行了較大幅度的改革，加大實踐教學課時，采用分層設置實踐教學環節，通過采用課內實驗，綜合實訓和開放選修三個層次實踐教學環節結合，全面培養學生的實踐動手能力，解決問題的能力和團隊協作能力。
2．實踐教學體系改革實施
在我校機電專業教學計劃中，數控技術課程為《數控技術》（32 學時）以及課內實驗等實踐性環節，它們在該專業系列課程中占有重要的位置，也是培養學生程素質和創新能力的一個重要載體。因此，在本課程教學改革中，遵循 “注重基礎知識，以培養實踐能力、綜合應用知識能力、創造能、在實踐中主動獲取知識的能力為主要目的”的指導思想[3，4]，在數控技術實踐教學改革中體現了分層次、循序漸進的特點，涉及到課內實驗、綜合實訓、開放選修實驗等多個階段。
2.1 課內實驗項目設置在該層次的實踐教學環節項目設置中，主要目的是增加學生的感性認識，以直觀認知為主，不強調學生的動手能力。因此，設置了《數控機床認知實驗》《數控車床編程實驗》和《數控插補實驗》等三個課內是項目，共 6 個學時。《數控機床認知實驗》利用本校機械工程實驗中心已有的數控車床、數控銑床、數控加工中心等數控機床，以教師結合實物講解為主，使學生了解數控機床的各個組成部分，工作原理等基本知識。《數控車床編程實驗》以教師講解演示為主，使學生了解數控編程加工的基本知識。《數控插補實驗》以專門開發的插補實驗軟件演示為主，使學生了解數控插補原理。課內實驗結合理論課程教學進度，分組進行，實驗類型有演示實驗和驗證實驗，注重基礎性知識的實踐訓練。
2.2 綜合實訓項目設置在該層次的實踐教學環節項目設置中，主要目的是鍛煉學生的實踐動手能力，利用所學理論知識運用到實踐中的能力，鞏固和拓展課程知識，培養學生綜合分析問題的能力以及動手能力。因此，數控技術實訓內容按模塊化劃分，強調循序漸進，相關訓練針對性強，應用性強，設置《數控加工仿真實訓》《數控加工實訓》《數控安裝調試實訓》三個實訓項目，共計 3 周。在《數控加工仿真實訓》項目設置中，考慮到由于高校的持續擴招學生人數大增，而實驗設備-數控機床屬于高技術、高附加值產品，其機床本體和控制系統品類繁多，價格高昂，一般數控車或銑床單價約十萬到二三十萬，加工中心則動輒幾十萬甚至數百萬。如果數控課程的實驗、實訓環節完全依賴數控機床，則需大量數控機床，投入巨大、消耗多、成本貴、實驗風險高，學校將無力組織實踐教學[2]。近年來，市場上出現了基于虛擬現實技術開發的數控加工仿真系統，實驗者可在此計算機系統平臺上實現演示、分析數控加工從零件設計圖到加工程序調試直至動態切削演示的全過程，包括毛坯定義、夾具刀具定義與選用，零件基準測量和設置，數控程序輸入、編輯和調試等，甚至具有工件的三維測量功能；能夠仿真 Fanuc 、Siemens 、PA 8000、三菱、大森數控、華中數控和廣州數控等主流系統，提供數控車床、數控銑床、加工中心等各種機床面板；面向數控加工技術初學者，具有強大的數控知識呈現功能，具有用于輔助教學的各種模塊設置。學生通過軟件模擬仿真基本上可解決學生熟悉機床控制面板及數控系統操作等問題，具有使用成本低廉、安全性高、方便輔助授課等特點。因此，根據學校實際情況，設置了《數控加工仿真實訓》實訓項目，實訓時間 1 周，為此采購了宇龍數控加工仿真系統。通過仿真實訓，可使每一個學生單獨使用一臺計算機進行數控編程、操作和加工全過程的模擬訓練。《數控加工實訓》項目，實訓時間 1 周，實訓內容包括數控車床和數控銑床兩種數控機床的編程加工。安排在學生完成《數控加工仿真實訓》項目之后，此時，學生在進行《數控加工仿真實訓》項目時已經把要加工的零件程序編程完成，并在在加工仿真系統中仿真運行，檢驗了程序的正確性。這樣，在實際的機床上完成典型零件的編程加工操作時，可以節約大量占用機床時間，解決了設備不足的問題。《數控安裝調試實訓》項目，實訓時間 1 周，實訓內容包括數控系統的連接、調試（包括參數保護、回參考點、絲杠螺距誤差補償、伺服驅動單元調試、PLC 編程）和故障診斷（包括機床故障模擬與診斷、主軸變頻單元的故障診斷）等實訓內容。通過該項目實訓，使學生能掌握數控機床安裝調試方面和數控故障診斷方面的能力。為了開展這個實訓內容，已有設備不能滿足要求，為此采購了南京日上自動化設備有限公司開發的數控實訓設備，來完成這些實訓內容。在本層次的實踐教學項目設置中，根據學校實際情況，通過軟件仿真實訓和實際機床操作實訓結合的方式，用有限的資金，解決了設備不足的問題，使每個學生在這個環節能得到充分的動手鍛煉的機會。通過學生單獨使用軟件仿真加工，鍛煉獨立操作的能力；同時，通過數控加工實訓和安裝調試實訓的分組操作，培養學生團隊合作完成任務和解決問題的能力。
2.3 開放選修實驗項目設置
在該層次的實踐教學環節項目設置中，主要目的是培養學生的在數控機床設計開發方面的創新能力。目前，開發式數控系統的出現，為數控機床（數控系統）的設計開發提供了一種方便的途徑。因此，在這本環節設計了《開放式數控系統開發》的開發選修實驗，利用固高公司開發的基于運動控制卡的二維開放式數控平臺，學生可以在上面定制自己的數控系統。本環節時數 32 學時，運行模式為開發選修實驗，針對部分對數控技術有興趣的學生選擇。可在此基礎上組織學生參與大學生科技創新計劃項目。
3．總結
數控技術實踐環節改革方案完成后，從 2008 年開始在在機電專業數控方向學生中進行實施。通過這幾年的教學情況結果來看情況良好。通過不同層次實踐教學學生對數控理論教學的興趣有較大提高，對數控技術理論理解和掌握程度提高，使教學質量穩步提升。同時，通過三個層次的實踐環節使得學生的實際工程能力得到全方面的鍛煉，數控方向畢業生可以從事數控加工制造、數控機床設計制造、數控維修和改造即數控設備管理等與數控相關的各種工作，更加符合企業需求對數控人才的需求，也增加學生的就業范圍，近三年來，數控方向學生的就業率都保持在 100%，用人單位反饋信息也都十分良好。
作者：王佳 單位：江蘇科技大學機械工程學院
（一）數控技術應用于機床
當下，數控技術在機床生產上的應用已經相當普遍。機床設備為機械生產提供數量龐當、種類繁多零部件，進行零件加工時，由于不同批次、不同廠家的需求不同，零件的規格也存在細微差異，此時就需要通過手工調整編程數據，實現相關參數的規范化。數控技術可以對生產環節中的不同工序進行整體性或局部性的調整和監控，還能針對實際情況對工序中的參數進行修改，從而完成即時性的跟蹤控制。簡而言之，數控技術就是以計算機的精密指揮取代操作人員的經驗性指導，實現控制裝置的自動化操作，并有效提高機床設備的控制與執行能力。通過將零件規格與操作誤差數據化，合理調節相關設備的啟閉時間與運轉周期，實現機床加工精度的提升，進而滿足機械生產工藝復雜化的具體要求。
（二）數控技術應用于汽車
汽車操縱靈敏性、機械動力性及速度、安全等方面的要求都要靠精密的內部零件來實現。在汽車購買量不斷增大的今天，數控技術在提高生產線效率，保證零件生產速度與質量方面依然發揮著重要作用。除復雜零件的生產環節，在進行底盤裝配和發動機安裝時，自動化生產線同樣可以節約大量安裝人力，并有效提供操作的精準性，避免誤差和瑕疵的產生。此外，數控系統通過整合大量模擬數據，還可以實現對不同款型、功能汽車的柔性控制與柔性生產線歸納。柔性生產線能根據市場需求完成對高、中、低檔車型的不同調試，并進行新品的開發工作，以此減小品牌更新換代過快對生產線造成的壓力。與此同時，柔性生產線還可通過控制系統與不同操作系統、監控反饋系統的不同組合實現產品的更新，并通過汽車生產線與柔性生產的有機結合，實現生產質量與效能的提高與品牌的創新。
（三）數控技術應用于煤炭開采
煤炭的發掘和開采工作存在較大危險性，對施工質量、施工設備、施工人員也有較高要求，是以在進行相關操作前，必須探明具體礦藏情況、地質環境、氣候環境及相關內容。數控技術能實現套料選擇方案的最優，在擴大開采規模、提高工作效率的同時完成對挖掘的深度、角度、方向等進行精確控制，從最大程度上保證施工人員的安全，避免坍塌事故的發生。
（四）數控技術應用于工業生產以造紙業為例
在完成原木的采購工序后，需要對木材進行去皮、正圓、切割、粉碎、熬漿、造紙、曬干等一系列環節的處理。然而，流程中產生的廢氣、機械操縱的失誤都可能對施工人員帶來安全隱患。此時，數控技術先通過限制正圓環節中的程序參數實現原木規格的統一化，降低后續環節的操作難度，再通過數控切割等技術實現后續環節的相對封閉化，減少相應環節中的人力投入，從而在確保人員安全的基礎上實現生產效能的提升。數控技術在食品生產領域也有著廣泛應用。通過無菌自動化生產線，可以完成對食品造型、材料配比、加工時間等各項指標的數據化規定。此外，還可通電子監控系統與自動報警裝置及時發現、糾正制作流程中存在的問題，并進行針對性調整。值得注意的是，工資在勞動力導向型為主的工業生產的生產開支中占了很大比重，這造成了利益空間的壓縮，不利于生產擴大化和高速化，而數控技術的應用則是通過機械生產取代手工操作的方式，完成了人力的節約化與生產的高質高效化。
二小結
關鍵詞：機械制造數控技術
引言
在機械制造業中，數控加工技術已經越來越受到重視。隨著計算機技術為主流的現代科技技術發展和市場產品競爭的加劇，傳統的機械制造技術很難滿足現代產品多樣化的發展和日新月異的換代速度。面對多品種小批量生產比重的加大，產品交貨質量和成本要求的提高，要求現代的制造技術具有很高的柔性。如何能增強機械制造業對外界因素的適應能力以及產品適應市場的變化能力，就需要我們能利用現代數控技術的靈活性，最大限度的應用于機械制造行業。將機械設備的功能、效率、可靠性和產品質量提高到一個新的水平，從而滿足現代市場的競爭需求。
一、技術特點
數控技術是用數字信息對機械加工和運動過程進行控制的技術。它是集傳統的機械制造技術、計算機技術、傳感檢測技術、網絡通信技術、光機電技術于一體的現代制造業基礎技術，具有高精度、高效率、柔性自動化等特點。
目前是采用計算機控制，預先編程然后利用控制程序實現對設備的控制功能。由于計算機軟件的輔助功能替代了早期使用純硬件電路組成的數控裝置，使得輸入數據的存儲、處理、判斷、運算等功能均由現場可編輯的軟件來完成，這樣極大的增強了機械制造的靈活性，提高設備的工作效率。
二、機械制造中數控技術的應用
2.1工業生產工業機器人和傳統的數控系統一樣是由控制單元、驅動單元和執行機構組成的。主要運用機器設備的生產線上，或者運用于復雜惡劣的勞動環境下下，完成人類難以完成的工作，很大程度上改善了勞動條件，保證了生產質量和人身安全。
在實際操作中，控制單元是由計算機系統組成，指揮機器人按照寫入內核的程序向驅動單元發出指令，完成預想的操作，同時同步檢測執行動作，一旦出現錯誤或發生故障，由傳感系統和檢測系統反饋到控制單元，發出報警信號和相應的保護動作。而執行機構是由伺服系統和機械構件組成。有動力部分向執行機構提供動力，使執行機構在驅動元件的作用下完成規定操作。
2.2煤礦機械現代采煤機開發速度快、品種多，都是小批量的生產，各種機殼的毛坯制造越來越多地采用焊件，傳統機械加工難以實現單件的下料問題，而使用數控氣割，代替了過去流行的仿型法，使用龍骨板程序對采煤機葉片、滾筒等下料，從而優化套料的選用方案。使其發揮了切割速度快、質量可靠的優勢，一些零件的焊接坡口可直接割出，這樣大大提高了生產效率。同時，數控氣割機裝有自動可調的切縫補償裝置。它允許對構件的實際輪廓進行程序控制，好比數控機床上對銑刀的半徑補償一樣。這樣可以通過調節切縫的補償值來精確的控制毛坯件的加工余量。
2.3汽車工業汽車工業近20年來發展尤為迅猛，在快速發展的過程中，汽車零部件的加工技術也在快速發展，數控技術的出現，更加快了復雜零部件快速制造的實現過程。
將高速加工中心和其它高速數控機床組成的高速柔性生產線集“高柔性”與“高效率”于一體，既可滿足產品不斷更新換代的要求，做到一次投資，長期受益，又有接近于組合機床剛性自動線的生產效率，從而打破汽車生產中有關“經濟規模”的傳統觀念，實現了多品種、中小批量的高效生產。數控加工技術中的快速成形制造技術在復雜的零部件加工制造中可以很輕易方便的實現，不僅如此，數控技術中的虛擬制造技術、柔性制造技術、集成制造技術等等，在汽車制造工業中都得到了廣泛深入的應用。21世紀的汽車加工制造業已經離不開數控加工技術的應用了。
2.4機床設備機械設備是機械制造中的重中之重，面對現代機械制造業的需求，具備了控制能力的機床設備是現代機電一體化產品的重要組成部分。計算機數控技術為機械制造業提供了良好的機床控制能力，即把計算機控制裝置運用到機床上，也就是用數控技術對機床的加工實施控制，這樣的機床就是數控機床。它是以代碼實現機床控制的機電一體化產品，它把刀具和工件之間的相對位置、主軸變速、刀具的選擇、冷卻泵的起停等各種操作和順序動作數字碼記錄在控制介質上，從而發出控制指令來控制機床的伺服系統或其他執行元件，使機床自動加工出所需零件。
三、數控技術的發展
從第一臺數控機床開發成功到現在已有50多年的歷史，由傳統的封閉式數控系統發展到現今的開放式PC數控系統。傳統的計算機數控系統，由于采用封閉的體系結構，它的通用性、軟件移植性、功能擴展和維修都比較困難；開放式體系結構的計算機數控系統的發展，使傳統的計算機數控系統的市場正在受到挑戰。開放式計算機數控系統，采用軟件模塊化的體系結構，顯示了優良的性能，能適應各種計算機的軟件平臺，具有統一風格的用戶交互環境，操作、維護、更新換代和軟件開發都比較方便，具有較高的性能價格比，已成為數控系統發展的方向。
四、結束語
機械制造技術不僅是衡量一個國家科技發展水平的重要標志，也是國際間科技競爭的重點。我國正處于經濟發展的關鍵時期，制造技術是我們的薄弱環節。PC機進入數控領域，極大的促進了數控技術的發展，也為我國在數控生產領域趕超發達國家提供了機遇。跟上發展先進數控制造技術的世界潮流，將其放在戰略優先地位，并以足夠的力度予以實施，盡快縮小與發達國家的差距，在激烈的市場競爭中立于不敗之地。同時，數控加工技術的發展孕育產生大量的數控專業技術人才，進而推動我國現代機械制造業進一步走向繁榮。
參考文獻：
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多種畢業設計思路通過實踐，總存在諸多條件限制，而終未取得良好的效果。在改革的道路上我們通過多次探索，最終確定了一種通過機械結構設計編程加工畢業設計論文答辯，全過程的專業綜合訓練模式。這種訓練模式，第一階段是有指導老師提前選擇適合數控技術專業進行綜合訓練的畢業設計機構，然后對所帶學生根據學習情況分組確定完成的零件；第二階段學生根據自己所要完成的任務進行零件造型設計，編程加工，待全組成員完成零件加工進行機械結構的組裝；第三個階段，學生進行所設計部分零件的數控加工畢業設計論文；第四個階段進行畢業答辯。
1實施
我院在2010級數控技術專業畢業設計執行時采用上述模式，進行了數控技術專業畢業設計教學改革試點。試點選取30名數控技術專業畢業生進行，分為4組，根據學生綜合能力高低每組題目各有差異。第一階段，指導老師根據學生情況選題。在試點階段，為了保質保量完成教改全過程，除風力推料機構為我院參加全省機械設計創新大賽機構難度較大外，其他的如裝卸器，槽輪機構，大力神杯相對難度都較小。風力推料機構由15人分別完成葉輪加工，凸輪軸加工，齒輪加工，偏心輪加工，底板、推桿、料筒等部分加工，其余3項目共有15人完成。第二階段，畢業設計學生根據設計任務進行造型、編程、加工、裝配。本階段，由指導老師指導學生完成料單上報，所需工裝清單；院部進行材料的準備，并由數控實訓中心提供相應的工裝，機床；在不影響正常教學的前提下，畢業設計機構的加工我們主要安排在課余時間進行，如晚自習、周末。學生進行零件工藝設計、數據計算、造型、數控編程、數控加工；在整個加工過程中，老師指導學生選用合適的刀具、夾具、量具、切削用量保證零件的加工精度。最終各小組成員完成零部件加工后，進行裝配。標準件：如軸承、螺釘、螺母、墊片由項目組統一購買；在裝配過程中，出現問題，老師指導學生進行修正，直至完成機構裝配達到預定目標。第三階段，畢業設計資料整理完善。各小組成員根據自己完成的指定零件進行畢業設計資料整理，主要內容有零件圖繪制，零件結構分析，工藝規程設計，各工序工裝的選擇，各工序切削用量的選擇，數控加工程序的編制，畢業設計總結幾個部分。本階段不僅僅要對零件進行工藝設計，更重要的是提高工藝規程資料的填寫、畢業設計文本資料的規范，通過本階段的總結，真正實現畢業設計內涵的升華，使理論與實踐相結合，為走上工作崗位做好鋪墊。第四階段，進行畢業設計答辯。在答辯過程中我們一改以往提問基礎理論知識的模式，重點讓學生陳述自己在機構加工過程中出現的問題，以及問題的解決方案，真正通過畢業設計讓學生學會自己動腦、動手解決實際問題。圖1為數控技術專業畢業設計教學改革實施流程圖。
2畢業設計教改效果
通過2013屆數控技術專業畢業生畢業設計教學改革試點后座談，學生普遍反映收獲頗豐，既鞏固了原本所學的專業理論知識，同時又加強了數控編程、加工、裝配等知識的學習，尤其對數控刀具、夾具、量具、切削用量這些知識理解更深刻，還教會了學生如何處理實際問題，如何獨立解決問題，學生的積極性很高，效果很好。
3總結
通過數控技術畢業設計的改革探索，讓學生在綜合實踐過程中有了更多的收獲和體會，對高職教育目標有一定的促進作用，增強了學生的動手能力，對學生走上工作崗位有著積極意義。
作者：潘冬 單位：陜西國防工業職業技術學院
摘要：數控技術是實現機械制造自動化的關鍵，直接影響到國家工業的發展和綜合國力的提高。以數控技術為核心的機械設備的生產和應用已經成為衡量一個國家技術水平和戰略地位的重要標準。因此廣泛采用數控技術應用于制造業，無論從戰略角度還是發展策略，都是我國實現工業經濟大國必須要大力提倡和廣泛發展的。
關鍵詞：機械制造數控技術
在機械制造業中，數控加工技術已經越來越受到重視。隨著計算機技術為主流的現代科技技術發展和市場產品競爭的加劇，傳統的機械制造技術很難滿足現代產品多樣化的發展和日新月異的換代速度。面對多品種小批量生產比重的加大，產品交貨質量和成本要求的提高，要求現代的制造技術具有很高的柔性。如何能增強機械制造業對外界因素的適應能力以及產品適應市場的變化能力，就需要我們能利用現代數控技術的靈活性，最大限度的應用于機械制造行業。將機械設備的功能、效率、可靠性和產品質量提高到一個新的水平，從而滿足現代市場的競爭需求。
1技術特點
數控技術是用數字信息對機械加工和運動過程進行控制的技術。它是集傳統的機械制造技術、計算機技術、傳感檢測技術、網絡通信技術、光機電技術于一體的現代制造業基礎技術，具有高精度、高效率、柔性自動化等特點。
目前是采用計算機控制，預先編程然后利用控制程序實現對設備的控制功能。由于計算機軟件的輔助功能替代了早期使用純硬件電路組成的數控裝置，使得輸入數據的存儲、處理、判斷、運算等功能均由現場可編輯的軟件來完成，這樣極大的增強了機械制造的靈活性，提高設備的工作效率。
2機械制造中數控技術的應用
2.1工業生產工業機器人和傳統的數控系統一樣是由控制單元、驅動單元和執行機構組成的。主要運用機器設備的生產線上，或者運用于復雜惡劣的勞動環境下下，完成人類難以完成的工作，很大程度上改善了勞動條件，保證了生產質量和人身安全。
在實際操作中，控制單元是由計算機系統組成，指揮機器人按照寫入內核的程序向驅動單元發出指令，完成預想的操作，同時同步檢測執行動作，一旦出現錯誤或發生故障，由傳感系統和檢測系統反饋到控制單元，發出報警信號和相應的保護動作。而執行機構是由伺服系統和機械構件組成。有動力部分向執行機構提供動力，使執行機構在驅動元件的作用下完成規定操作。
2.2煤礦機械現代采煤機開發速度快、品種多，都是小批量的生產，各種機殼的毛坯制造越來越多地采用焊件，傳統機械加工難以實現單件的下料問題，而使用數控氣割，代替了過去流行的仿型法，使用龍骨板程序對采煤機葉片、滾筒等下料，從而優化套料的選用方案。使其發揮了切割速度快、質量可靠的優勢，一些零件的焊接坡口可直接割出，這樣大大提高了生產效率。同時，數控氣割機裝有自動可調的切縫補償裝置。它允許對構件的實際輪廓進行程序控制，好比數控機床上對銑刀的半徑補償一樣。這樣可以通過調節切縫的補償值來精確的控制毛坯件的加工余量。
2.3汽車工業汽車工業近20年來發展尤為迅猛，在快速發展的過程中，汽車零部件的加工技術也在快速發展，數控技術的出現，更加快了復雜零部件快速制造的實現過程。
將高速加工中心和其它高速數控機床組成的高速柔性生產線集“高柔性”與“高效率”于一體，既可滿足產品不斷更新換代的要求，做到一次投資，長期受益，又有接近于組合機床剛性自動線的生產效率，從而打破汽車生產中有關“經濟規模”的傳統觀念，實現了多品種、中小批量的高效生產。數控加工技術中的快速成形制造技術在復雜的零部件加工制造中可以很輕易方便的實現，不僅如此，數控技術中的虛擬制造技術、柔性制造技術、集成制造技術等等，在汽車制造工業中都得到了廣泛深入的應用。21世紀的汽車加工制造業已經離不開數控加工技術的應用了。2.4機床設備機械設備是機械制造中的重中之重，面對現代機械制造業的需求，具備了控制能力的機床設備是現代機電一體化產品的重要組成部分。計算機數控技術為機械制造業提供了良好的機床控制能力，即把計算機控制裝置運用到機床上，也就是用數控技術對機床的加工實施控制，這樣的機床就是數控機床。它是以代碼實現機床控制的機電一體化產品，它把刀具和工件之間的相對位置、主軸變速、刀具的選擇、冷卻泵的起停等各種操作和順序動作數字碼記錄在控制介質上，從而發出控制指令來控制機床的伺服系統或其他執行元件，使機床自動加工出所需零件。
3數控技術的發展
從第一臺數控機床開發成功到現在已有50多年的歷史，由傳統的封閉式數控系統發展到現今的開放式PC數控系統。傳統的計算機數控系統，由于采用封閉的體系結構，它的通用性、軟件移植性、功能擴展和維修都比較困難；開放式體系結構的計算機數控系統的發展，使傳統的計算機數控系統的市場正在受到挑戰。開放式計算機數控系統，采用軟件模塊化的體系結構，顯示了優良的性能，能適應各種計算機的軟件平臺，具有統一風格的用戶交互環境，操作、維護、更新換代和軟件開發都比較方便，具有較高的性能價格比，已成為數控系統發展的方向。
論文關鍵詞：數控；人才培養；教學改革
一、制造業數控專業人才的需求特點
（一）大型企業普遍擁有專責數控編程人員，這些人員57%由大學本科及以上學歷的技術人員承擔，專科、中職學生從事該項工作人數少的原因：一是企業管理人員的偏見，二是專科、中職學生的CAD/CAM能力與企業要求不接軌。在這類企業的專科、中職生主要從事數控機床的操作與維護。
（二）小型加工企業和模具企業對數控人員的編程、操作一體化程度要求較高，為中職學生提供了較大的發展空間。
（三）數控維修人員普遍不足是各企業的一大特點，當前數控設備的完好率普遍偏低，主要表現為國產機床維修跟不上，進口機床修不起。用戶缺乏好的維修人員。特別是機床生產企業，維修的不及時已經成為制約這些企業發展的瓶頸。用戶購買設備對售后服務的關注程度在提高，這對數控類人才培養院校提出了新的要求。維修力量不夠成為影響完好率的主要原因，由此可見，數控維護維修人員是目前企業急需的數控人才。
二、數控專業建設存在的問題：
（一）課程設置和教學內容不能滿足企業需求
1、數控類專業的部分課程設置存在教學內容相對陳舊、學生在學校學到的知識技能與企業的實際工作要求存在差距等問題。部分學校因實訓條件所限，仍以理論講授為主，造成學生數控工藝知識和能力不高，編出的程序企業不認可，不能滿足就業要求。
2、實訓內容與企業生產實際的符合度偏低。部分實習實訓中使用的刀具、材料乃至機床還是為教學專用的，這種實訓方式雖然經濟、安全，但同時也使學生對企業生產的理解產生誤導。容易給學生造成追求形狀，不注意質量，忽視裝夾、找正、切削用量選擇等壞習慣。這是我們畢業生不如企業自己培養的工人的主要原因。
3、教學內容與先行企業運營軟硬件要求相對滯后。如CAD/CAM當前我省企業主要采用CATIA、UG、PROE以及MASTERCAM等軟件，我們卻很少使用，這是大企業數控編程這一技能型企業長期使用研究生的原因之一。
（二）數控專業師資的實踐能力不足
數控技術在近幾年的廣泛應用，引起了數控人才的大量需求，而師資建設卻跟不上發展的要求，對課程進修、實踐進修重視不夠，投入偏少；缺乏與培養目標相一致的教學方法；缺少與應用型人才培養相適應的教材等進而造成數控專業師資、特別是同時具備相當的理論知識和豐富的實踐經驗的數控專業師資嚴重不足。教師存在著數控加工實踐能力普遍偏差的問題，有實踐經驗的本科以上技術人員在企業都是寶貝，學校很難引進。因而能夠承擔數控教學工作的“雙師型”專業教師嚴重不足，這也制約著現代數控技術人才培養水平的提高。 （三）數控實訓設備條件差，數量嚴重不足
數控技術是實踐性很強的綜合技術，沒有通過實踐體驗很難獲得良好的教學效果。實際上受實訓經費和實訓場地條件的限制，每個學生的獨立動手實際操作機會很少，達不到提高實踐能力的目的，實訓效果并不好。
三、提高數控專業人才培養質量的探索
（一）加強校企合作，打造“訂單式”人才培養模式
職業教育走“工學結合，校企合作”的道路是職業教育的發展規律，也是凝煉發展特色、提升辦學水平、增強育人能力和服務社會能力的必由之路。企業作為辦學主體或合作伙伴，全過程、全要素實際參與人才的培養過程有利于提高數控人才培養的針對性，實現學校和企業的“雙贏”。企業的需求是職業院校確定數控人才培養目標的根本依據。職業教育只有面向市場，以就業為導向，才會有出路。學校與企業共同協商，本著尊重教育規律和市場規律的原則，共同制定數控專業的培養目標，從教學的頂層設計上保證人才培養質量。積極開展“訂單培養”模式。
（二）加強“雙師型”師資隊伍的建設
1、完善職業院校用人制度改革，充分調動具有“雙師型”能力教師的積極性。從企業招聘有豐富的現場經驗、組織能力強的工程技術人員充實教師隊伍是最直接的方式。
2、建立師資配置繼續教育制度，充分發揮已建成的實訓基地的作用，加大現有教師的在職培訓力度，又好又快的提高學校的師資水平是最行之有效的辦法。
3、豐富和創新教師培訓形式。開展不同層次的培訓項目，運用聘用、考核、評估等機制倡導教師培訓與進修，派遣教師到企業或其他院校進行短期研修和講學，有利于師資培養、課程建設及提高課程質量。基于此點的交流與合作，使雙方不斷地請各自所所熟悉的教師加入，形成一個合作交流的網絡。隨著教師之間交流的深入，教師之間的合作、研究內容的不斷加深，又會推動教師所在學科隊伍的發展與建設。師資隊伍、學科建設和課程改革的良性循環，為培養“雙師型”人才構筑出一個平臺。
（三）加強數控技術實訓基地的建設
建立教學實訓和生產頂崗制度，使數控實訓基地成為實現“工學結合、工學交替”的基地。在這里通過基本的企業化運行模式達到“練會教師，教會學生”的目的。
論文摘要：根據職業院校在數控專業人才培養中遇到的問題提出了數控仿真軟件引入數控教學的重要性，進一步分析了仿真軟件在數控教學中的優缺點，并提出相應的彌補措施。
1仿真軟件在數控技術專業教學中的優勢
（1）減少高額的設備投入，解決實習設備與學生人數不成比例的問題。
由于數控設備屬于集機電、通訊、傳感于一身的智能化產品，它具備“高速、高效、高精度”的加工特點，這就決定了其高額的成本。因此，數控專業的的實訓教學若單單依靠購買數控機床則投入過大，若采用數控仿真進行實習教學可以很好的解決這一難題。
（2）提供多種機床多種系統，解決設備型號單一，學生的知識面狹窄等問題。
由于數控技術發展迅速，目前市場上的數控設備型號多樣，并且數控系統更新較快，對學校而言不可能將所有系統配齊。這就導致學生所學與工廠所用不符。而數控仿真系統則具備“一個軟件多種系統”的優勢。如上海宇龍仿真軟件就擁有FANUC、PA、SlEMENS、華中數控、廣州數控、大森數控等多種數控系統，可以實現對車、銑、加工中心等多種型號機床操作過程的仿真，彌補了實習設備型號單一，學生的知識面狹窄等問題。
（3）實現虛擬加工，減少實訓費用。
數控仿真系統的核心是虛擬數控機床，它完全模擬零件的切削過程，能檢驗指令正確與否，并用三維動畫實時模擬顯示程序路徑和工件圖形，從而真實的再現了零件的加工過程，并且在模擬加工過程中不會有機床、刀具、材料的損耗，極大的減小實訓費用。
（4）安全性高，便于初學者學習。
由于數控加工仿真系統是一種虛擬加工技術，所以學生的錯誤操作也不會損壞機床，更不會造成人身傷害，使學生可以拋開思想包袱大膽地、獨立地進行練習。
（5）可對程序校驗、模擬加工，減少占機調試時間，提高加工效率。
在實際加工時，一般要反復檢查程序，并利用機床的圖形模擬校驗功能來檢驗程序的正確性，這就導致占機調試時間過長。并且圖形模擬也無法對刀具的干涉、運動中與夾具的碰撞、工件上一些細小的結構等進行全面真實的反映。所以在加工之前，可以將程序輸入仿真軟件，先模擬加工，觀察零件的加工過程，并初步檢驗零件的形狀尺寸，最后將正確的程序導入到數控機床中，既可節省時間提高加工效率，又保證了加工的安全性。
2仿真軟件在數控技術專業教學中的不足及彌補措施
（1）仿真加工缺乏真實感．學生安全意識淡薄。
實際加工中操作人員必須嚴格按照安全操作規程進行加工，并要求其具備相應的“聽辨能力”，能根據機床不同狀態下發出的聲音及時調整參數，減少機床發生故障和停機的概率。而在仿真中，便無法學習到真正的“聽辨能力”，并且一些嚴格的操作規程也無法得以實施。如加工過程中不要把頭和手隨意伸進機床中、加工前關閉機床安全門等，這些環節在仿真時往往都可忽略不計，而對于在練習時出現的撞刀等現象也毫不在意。如果學生的不良習慣一旦養成，會在實際生產中造成重大損失。因此，在平時的教學過程中教師要不斷強調安全操作，嚴格要求，并給學生講解仿真與實操的差別。
（2）工藝參數設置隨意，無法保證產品質量。
利用數控加工仿真系統進行編程與操作練習時，往往容易忽視切削用量、刀具的選用，零件的裝夾等問題。同時仿真軟件也無法判斷工件的表面粗糙度、矯正尺寸精度等。如果學生在仿真時忽略了這些內容，在實際機床上加工時也會不自覺的忽略這些對數控加工十分重要的部分，從而導致加工的工件無法達到尺寸精度要求，更有甚者發生碰撞等事故。因此，教師一定要求學生按照實際操作加工中的要求來做，如正確裝夾零件，合理選用刀具及切削用量；對刀的步驟和動作也要規范，讓學生在學習的初期就養成正確的習慣。
（3）仿真加工與實際機床有一定差異，易使學生產生錯覺，影響教學質量。
由于虛擬加工技術起步較晚，現在的仿真軟件與實際機床還存在一定差異。如利用車刀在數控仿真系統上加工工件時，只要背吃刀量不大于刀刃長度就可以直接切削。而在實際數控機床上加工，則會因為受到機床、刀具和材科等性能的影響，不可能選取太大背吃刀量。再如切斷刀在實際加工中只能用來切槽或者切斷加工。而在仿真系統中即使用來車削外圓也不會有錯誤提示。又如實際加工中，G00無法完成工件的切削加工，而在仿真時即使錯誤的使用G00切削工件，照樣可以完成切削而不會報警。這些問題就需要我們在教學的過程中反復強調，避免誤導學生。同時要合理安排仿真軟件與實際操作的時間和順序。
綜上所述，數控仿真軟件在數控技術專業教學中的合理應用，既可以提高數控人才的培養質量和效率，還可以緩解學校的經濟壓力，但其缺點也不容忽視。只有在教學中將仿真訓練與實踐操作訓練有機結合，擺正仿真軟件在整個專業教學中的位置，才能充分地發揮其作用，才能真正為教學服務。
參考文獻
論文摘要:大學是以學科為基礎建構起來的學術組織。學科建設被視為高等學校教學、科研工作的重要內容。學科建設從根本上反映和體現了學校的辦學水平、辦學特色、學術地位和核心競爭力。論述了建設我院機電一體化專業為特色名牌專業的必要性和可行性。
隨著連年的擴招，大批學生進入高校，教學型高校面臨著師生比嚴重不足、教師教學負擔加重、沒有時間和精力從事科研學術活動、學術積極性不高、學校辦學經費少、沒有資金投入或充實相應的科研型實驗室、市級、省級和國家級科研經費申請難中的困境;另外，沉重的教學任務使教學型高校的大部份精力都集中在教學工作上，重視專業的規劃和擴張，對學科發展缺少注意力。在學科建設促進專業特色發展方面認識不足。在科研上普遍存在著個人單兵作戰，隨機選題，低水平重復的現象。由于缺少科研基地，部分教師在科研方面的努力只能停留在東拼西湊“寫論文”的基礎層面上，很難升華到系統研究的高度。因此，教師的科研和專業水平在整體上難有較大的突破，不能形成具有特色的科學研究方向和合理的學科隊伍，更談不上具有專業特色的建立和發展，不利于形成高水平的教學氛圍。嚴重阻礙了學校向深層次、高水平大學邁進的步伐。為此，本文在學科建設促進特色專業、促進教學和人材等方面進行了探討，對我院機電系在學科建設方面提出了建議。
1·學科與專業的辯證關系
學科是高校發展的基礎，人才是高校發展的動力，學科水平是學校的標志。因此，學科建設是高校工作的根本和核心，是立足之本。學科是大學的靈魂，是高校專業設置的基礎和依據，學科建設的水平直接或間接反映了大學科技創新能力和教學育人的水平。學科定義是科學發展形成的特定范疇，是一個按知識門類劃分的、相對獨立的學術體系，在操作中也指具體院系建制所依托的學科。高校的特色往往由學科的特色來體現。一所高校是否具有高水平，主要看它有沒有一批高水平、有特色、體系配套的學科，有沒有一支科技造詣深厚、有影響的教師隊伍，有沒有一批高水平的科研成果。
高等學校專業的定義為根據社會分工需要所分成的學業門類，以及各專業都具有獨立的教學計劃，以體現本專業的培養目標和規格。因此，一方面，專業是為滿足從事某種社會職業需要的培訓而設置的。以一門學科為基礎可以設置若干個專業，這些專業因主要基礎知識相同或相近而概括在一個學科范疇，被視為相近專業。另一方面，專業是為培養學科人才設置的，是學科發展的基礎和體現。專業為滿足社會領域和崗位人材的知識結構需要組織多個學科來滿足。所以，一個學科可能覆蓋若干個專業，而一個專業也支撐若干個學科。學科建設和發展是長期的，相對比較穩定，而專業則是相對靈活的，它可以根據社會的需求和經濟的發展而適時調整。
2·學科建設是高校提高辦學水平的突破口
學科建設應當包括以下幾方面內容: (1)學術梯隊建設是學科建設的核心。培養造就一支在年齡、職稱、學歷結構上合理，具有創新精神、充滿干勁與熱情、團結合作的學術隊伍是關鍵; (2)科學研究成果的質和量是學科建設的另一個指標，科技創新的實現在于知識創造新和技術創新。科研工作的實施包括了課題的選擇，實驗基地的建設、文獻資料等信息的占有、以及學科建設管理、自由學術氣氛的營造等軟硬兩方面的建設; (3)教學工作包含兩方面的內容，即人才培養和專業設置，前者以適應社會人材發展的需要，后者是學科建設的基礎。(4)走產學研結合之路，將科研成果轉化為生產力，促進科技和社會發展。
學科建設的關鍵在于突出重點學科，有的放矢，有所為而有所不為。在學科建設上合理布局，將有限的資金和人力放在基礎較厚、條件較好的學科和方向上，爭取一點突破，后繼跟上。因此，在學術研究、人才培養、隊伍建設、條件設施等方面進行調整，打破院系原有框框，重新構建學科平臺，建立跨學科、跨學院的研究中心。將重點學科辦出特色、創出品牌，提升學校的知名度。
以重點學科建設為核心來建設科研、教學隊伍，一方面可以堅持學校的辦學特色，另一方面還可以穩定學科的發展方向。堅持老中青相結合組建科研隊伍，選拔高水平學科帶頭人，組織合理的相對穩定的學科梯隊，培養高層次的人才。在重視重點學科建設的同時，還要重視非重點學科建設，給予必要的扶持，以此來促進相關學科的交叉、滲透和聯合。
學科是科研的基礎，科研是學科建設的前提。把科研課題立項為學科發展的突破口，鼓勵跨學科、跨單位聯合進行課題研究，提高科研成果水平。鼓勵教師多參加學術交流活動，為教師科學研究搭建學術平臺，推動教師及時跟蹤國內外在相關學科上的先進技術，爭取看到前沿，以至于站到前沿，最后領跑前沿。學科建設離不開科研實踐基地的建設，專業實驗室的建設必須與學科建設緊密聯系在一起。專業實驗室、實習基地、實訓中心和科學研究中心在實踐性教學環節和科研工作中扮演了重要角色。在學科建設中，對于那些有基礎、發展前景較好、優勢明顯，屬于新興學科或交叉學科或綜合學科的實驗室，應采取集中力量重點扶持和政策傾斜，加快建設和發展步伐。力爭創建更多的省級、部級和國家級重點實驗室。并以此為依托，開展科研工作。
注重科學研究與教學的緊密結合是學科建設另一個關鍵，要建設好重點學科，首先要處理好科研與教學的關系。在目前知識爆炸、資訊發達的年代，學科知識快速更新，基礎理論發展迅速，大學的教師只有通過學科研究，全面系統地了解、掌握某一領域的專業知識，才能為教學不斷提供新的內容。同時，教學反過來可以促進學科的發展。教學過程中的討論和思索，教學中出現的知識問題都有可能作為科學研究的新課題，對于人材的培養，為充實科研隊伍提供了保障，促進了學科建設。
因此，在學科和專業特色的建設中，科研項目建設是學科建設的重要環節，研究的目的、內容和重點，資金的籌集，團隊組織是關鍵。科研實驗設備方面的投入和整合仍是當務之急。一旦確定了發展方向，實際性科研經費投入后才有可能產生具有影響力的研究成果、培養和鍛煉出高水平的科研教師隊伍。
3·關于我院機電系創建特色專業的思考
機電系的前身是廣東省機械學校， 2003年合并到廣東省技術師范學院。當年廣東省機械學校專業設置少，學校在中專的數控專業的建設方面下了很大功夫，取得了一定的成績，因此在珠三角洲的高職、中專學校中具有一定的知名度。廣東省技術師范學院作為廣東省的普通本科高校，雖然在文科等方面具有自身的辦學特色，但在機械學科的辦學上仍是首次，從辦學思路、經費投入和人材培養上與華南理工、廣東工業大學等學校仍有較大的距離。經過近幾年的發展，機電系設置了機械電子工程(機電一體化)、工業設計和機械設計及其自動化三個專業，在機械設計及其自動化專業下設置汽車工程和CAD/CAM兩個方向， 2006年又成功申報了廣東省重點數控實驗室，為機電系的全面發展和學科建設打下了良好基礎。近幾年，經過不斷地努力，機電系在數控技能型人才培養上取得了一些經驗，我們的許多專科畢業生已成為周邊地區技工學校的數控教師，他們吃苦耐勞的精神、較強的動手能力、較高的職業素養受到用人單位的歡迎。但是，我們在機械學科發展方向方面，仍然處于起步階段摸索階段。
本文認為，機械學科發展應以一個方向為突破口，即在學院資源的鼎力支持下，將建設發展目光緊盯數控技術的發展。因此，要做的工作目標是:把機械學科作為學院工科的重點學科之一，將已經開展多年、具有一定基礎的機電一體化專業確定為特色專業。將機電一體化專業的發展與重點數控實驗室的建設結合起來，使特色專業實驗室成為學校重點實驗室，并力求升級。機械電子專業的數控技術特色可以表現在以下幾個方面:①在數控技能培訓方面，我們仍具有很大優勢，要繼續深化數控機床操作技能等培訓項目，廣泛了解企業對機械人材的技能需求，拓展技能培訓的方向和深度，加強技能能力的提高;②重視教學理論水平與科研水平的依附關系，在機電一體化方向上，強調沒有相應的科學研究，就設有高水平的專業教學，更談不上專業特色。因此，由學院重點扶持數控技術方向的科研項目，組織團隊非常重要。團隊在數控技術上強調概念先行，理論先行，爭取先有一些關于數控技術的論文，待有一定的研究鋪墊后再爭取省、市項目，并注意與企業形成橫向聯合的態勢。據報導，在中國經濟持續保持快速發展和繼續實施擴大內需方針的拉動下，國內機床市場十分活躍，數控機床發展很快。但是與數控機床配套的功能部件的產品水平和產業化規模還無法滿足數控機床發展的需要，成為制約數控機床發展的瓶頸之一。因此，從設備數字化控制入手，將數控技術應用在相應的機械設備上是我們科研工作的發展方向之一。目前，數控機床高速加工工藝和設備部件，如，數控系統、驅動系統、高速電主軸、主軸部件、滾珠絲杠、滾動直線導軌、數控刀架、測量系統、防護裝置等項目都是研究的大熱門。我們的研究方向應考慮珠江三角洲區域的特色和優勢，將科研與企業的技術進步聯系起來，面向企業，服務社會。因此，在數控機床主要功能部件的創新發展上加大投入，從數控設備部件研究入手，與企業緊密合作，從產學研三方面提高理論和科研水平，并帶動專業理論教學的進步。
