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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篇關于數控機床的知識，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。
關鍵詞：數控機床；模具；鉗工；體會；實習教學
現代很多職業學校都開設有模具鉗工這個專業，它的培養目標主要是讓學生能夠掌握并且熟知模具的制造能力，并且能夠滿足現代企業對模具所需要的專業人才。因此，在模具的教學計劃上，應該多加入一些與實驗相結合的內容體系，加強對學生動手能力的培養，并且增加學生的實踐水平。
下面就模具鉗工專業數控機床教學方法談幾點體會：
一、教學安排的體會
數控機床不斷發展和更新，各學校越來越重視學生技能的培養和提高，越來越重視實踐，數控技能比賽的不斷開展尤其使各院校對數控實踐的教學更加重視。在數控機床加工實習教學中，分為理論講解、編制程序和數控機床實習操作。
1.理論講解
理論知識講授，主要講授數控機床的組成、特點、工作原理、代碼、加工工藝和編程知識。學生已經進行過普通機床加工實習，掌握了基本的加工知識，講解數控機床的組成和特點時，可采取與普通機床對比的方法，使學生能夠很快地進入角色。在講解工作原理時，主要針對實習所用數控機床的系統，同時鼓勵學生課外查閱資料，多學習一些有關的數控系統知識。
2.編制程序
理論知識講解后，在教師指導下讓學生自行編制程序。編程可采用手工編程和自動編程兩種方式。手工編程，一般限制在二維平面內，大多數針對比較簡單的輪廓圖形，由于計算簡單、程序較少且經濟、及時，因此，在生產教學中應用比較廣泛。考慮到學生實習時間短，對于較復雜的加工零件常采用自動編程，自動編程簡單、迅速、可靠性高。學習自動編程軟件可以從三維的角度觀察加工零件的造型、刀具在加工過程中的刀心軌跡圖，以及快速、準確的生成程序，可激起學生濃厚的學習興趣。如編制較復雜零件的加工程序，用手工編程計算復雜、程序較多，用自動編程能在很短的時間內高質量地完成程序的編制。
3.數控機床實踐操作
加工程序編制完成后，實習指導教師進一步針對數控機床的操作面板進行講解，讓學生有足夠的時間來熟悉、操作機床，以培養學生的實習動手能力。之后，讓學生從模擬的數控機床軟件中再到實際的數控機床上實習操作，讓學生將自己編寫的程序輸入數控機床，進行零件加工，這樣圖紙上的設計變為實實在在的產品，可進一步讓學生體會數控機床的加工特點和優勢，在實習時遇到問題引導學生開動腦筋，積極思考，鼓勵學生之間展開討論，可以加深學生對數控加工的理解和提高學習的興趣。這樣做既給了學生充足的學習時間，又可避免損壞機床；這樣不僅可以滿足學生的教學需求，還能夠適應學校數控機床設備的應用。
二、教學效果的體會
在數控機床的實習教學中，教師應該建立一套完成的教學考核標準，讓每個學生以這個考核標準為基礎，在每個單位或者模塊完成后來充分地進行實習學習，這樣明確了學生的學習目標，有針對性地采用考核的方法，不但具有很大的實用性，同時，還能夠使學生有所收獲，把考核的部分作為最終期末考試的組成部分，充分地調動學生的積極性，更好地保證教學質量。
三、不足之處和思考
在使用多媒體教學方式時就會發現，不是所有的數控機床設備都有與其相同的仿真軟件，還需要加大對仿真軟件的投入，來配合實際的教學質量的要求。同時，還要建設一支良好的教師隊伍，學校應該在不定的時間內，選擇一些優秀的教師去企業學習，并且參加實踐操作，提高教師的動手能力和專業水平。還可以從企業聘用一些專業技術人才來校兼職，實現學?！半p師型”的教學模式。
總之，隨著現代制造業的不斷發展，模具鉗工的數控機床技術越來越重要了，為了適應新的改革，學校應該加強對數控機床實習的管理，建設更加完整良好的數控機床實習基地，加大對數控機床實習設備的投入，不斷地豐富和加強學校的師資隊伍，并且提高教師的教學水平，對現代制造業的發展和技能型人才的需求做出應有的貢獻。
參考文獻：
[1]丁九峰.鉗工實習教學的“三能”培養[J].職業，2007（21）.
【關鍵詞】計算機仿真技術 應用型本科 數控仿真系統 數控技術
【中圖分類號】 G 【文獻標識碼】 A
【文章編號】0450-9889（2015）06C-0077-02
應用型人才主要是在一定的理論規范指導下，從事非學術研究性工作，其任務是將抽象的理論符號轉換成具體操作構思或產品構型，將知識應用于實踐。也就是說，應用型本科的教育是保證培養的人才具有一定的理論知識，主要是能夠將所學習的理論知識應用于實踐。應用型人才的核心是“用”，本質是學以致用，“用”的基礎是掌握知識與能力，“用”的對象是社會實踐，“用”的目的是滿足社會需求，推動社會進步。
數控技術類課程是應用型本科機械設計制造及其自動化、機電一體化專業、數控技術專業的主干課程，在數控技術類課程的教學過程中一般采用理論和實際結合的方式進行。理論部分主要講解數控加工工藝、數控加工刀具、數控編程基礎等；實際操作部分主要是結合理論知識進行實際機床的操作和典型零件的加工。傳統的理論部分教學主要通過教師PPT演示，在演示過程中插入文字、動畫、圖片對理論知識進行講解，傳統的實踐環節教學主要通過老師帶領學生到實訓車間，通過具體演示零件的加工來完成。隨著計算機技術的發展，數控仿真技術逐漸融入到數控技術的教學和應用中，成為數控技術教學的重要輔助手段。根據桂林航天工業學院在實際教學過程中傳統教學方式方法和數控仿真技術輔助教學的實際情況做如下分析總結。
一、師資投入
桂林航天工業學院現有機械類學生中學習數控類課程的約2000人，相關教師18人，按照教學計劃的安排，每周約有700名學生參加288學時的數控理論和實踐教學活動，平均到每位相關教師約每周16學時的教學，參加每位教師課程的學習人數約40人。在教師每周8學時理論部分教學中，采用40名學生的課堂教學，按照傳統的PPT課件插入文字、動畫、圖片進行演示性教學幾乎沒有實際的困難，但教學效果往往欠佳；但每周約8學時實踐教學，按照傳統模式進行就比較困難，每2～4位同學一臺機床，1位教師進行指導幾乎無法實現；一次課兩個學時90分鐘，實際操作前利用1～2臺數控機床講解約20分鐘，約40個學生圍在周圍觀看，很多學生會無法看清楚，而且剩下的時間每臺機床分配不到2分鐘時間，難度和效果可想而知。同時，由于機床的生產廠家和型號非常多，如果只是針對某種機床或者某些型號進行講解，很難讓學生適應實際企業生產中眾多的機床廠家和機床型號。即使是桂林航天工業學院這樣的全國性質的數控實訓中心，雖然各種機床有60臺，總價值達到3000多萬元，仍然只能選擇非常有限的幾個廠家和型號的機床?？傮w上來講，受到場地、經濟的制約，不可能讓學生全面地操作實際生產中眾多廠家、型號、操作系統的機床。
如果采用計算機仿真技術進行教學，在理論部分和實踐部分可以完全相結合，并且由于采用虛擬仿真方式，可以調用任何廠家、型號和操作系統的機床，讓學生在結合理論知識編程的過程中，輸入不同的數控機床，體驗和理解由于數控機床的不同引起的編程格式、編程代碼的差異，以適應實際生產過程中的型號、廠家和數控系統的差異，充分達到應用型本科主要實際操作應用的能力。例如在桂林航天工業學院教學中使用的南京斯沃數控仿真系統，開機時的數控系統選擇界面包括了FAUNC、SINUMERIK、EZmotion、華中數控、北京凱恩帝、大連大森、南京華興等70種；同時在選擇FANUC 0i-M操作系統后，可以選擇的機床操作面板包括漢川機床、南通機床、南京二機、濟南機床、友嘉機床、托普機床、Duoleng、北京機床、大連機床、南京邁順、縱橫國際、南京東恒杰必克、臺中精機、沈陽機床、韓國Doosan、巴西Romi、韓國WIA等28家中外機床廠家的操作面板。以不同的操作系統選擇不同機床企業的操作面板，可供選用的機床幾乎覆蓋整個加工行業所使用的各種數控機床。
二、教學安全
對于教學安全主要是針對實踐操作部分，機床作為機械結構，一旦出現事故，輕則機器損壞，重則出現傷亡事件，這樣的事件已經給了我們血的教訓。例如，某高校機械專業學生在企業實習期間由于操作失誤，直接導致手臂被機械結構嚴重損傷，最終不得不截肢。如何避免機械事故發生是學生在實踐操作部分最需要注意的問題，因此很多學校非常強調安全問題。
傳統教學中，由于學生在上機床實際操作之前并沒有對機床的運動情況有很清楚的了解，很容易導致事故的發生，因此很多院校在進行數控實訓操作的時候，多是恐懼危險的發生而走走形式，真正實際進行操作，并能夠加工出零件的比較少，除非是學校為了讓學生參加比賽而培訓數量比較少的學生，難以達到教學計劃中關于實踐教學部分的實際要求。而采用計算機仿真技術的數控教學，可以在實際操作之前充分了解數控機床面板的操作和數控機床的運動運行規律，某種意義上說就是真正的數控機床操作的演習，為實習實訓部分做好充分的準備工作，即使在仿真中出現操作錯誤或者操作失誤，既不會導致機床的損壞，更不會導致人員的傷亡。
三、教學效果和效率
數控程序編寫是數控類課程的主要教學內容之一，如何正確地編寫數控程序也是數控類課程的重要任務。在傳統課堂上，教師主要利用PPT課間插入動畫、圖片、文字等內容進行講解，雖然利用了一些多媒體資源，但是并沒有充分發揮多媒體最大的功用。在講解過程中往往比較枯燥乏味，難以更加形象具體地表述數控代碼控制刀具、機床主軸的運動情況。特別是對于一些比較復雜的循環指令只是通過這樣的講解方式往往很難準確地表達。雖然目前有些教師可以采用一些三維軟件、動畫軟件制作一些比較詳細的動畫，但是這種動畫往往就是固定設置好的動作，缺乏參數的變化，不能通過修改參數來觀察刀具運動的變化。
目前大多數計算機數控仿真數控系統都是模擬實際的數控機床操作，幾乎完全和實際的數控機床操作相同。教師在授課過程中可以編寫實際的數控程序，再輸入到數控仿真系統中進行驗證，在驗證的過程中，可以隨時改變數控程序中的參數，來講解數控指令中參數控制刀具的運動規律，也可以改變數控程序中的程序指令，來講解不同指令刀具的運行軌跡；這樣就可以更加清楚形象地講解數控編程中的各種程序指令和指令中各個參數的含義。在斯沃數控仿真系統模擬加工零件過程中，在操作界面的左側顯示編寫的數控程序，仿真操作過程中根據刀具的運行軌跡，自動跳轉相應的程序段，幫助學生理解程序中控制對象的運行情況，并且利用不同的顏色來展示不同刀具的運動軌跡，在直觀地展示運動軌跡的同時也可以隨時更改數控程序或程序中的參數來獲取不同的軌跡。
四、數控工藝部分體現
在實際的加工過程中，數控工藝主要體現在刀具、裝夾、進給量、主軸轉速、背吃刀量、加工工序等。由于這部分內容比較抽象，需要根據實際加工的材料、技術要求、零件現狀等具體情況進行講解。傳統授課方式只是通過語言的描述、圖片的展示來完成內容的講解，學生很難理解。
在采用數控仿真系統進行教學過程中，可以根據加工零件結構的不同，按照工序要求講解各種刀具的結構、刀具的尺寸參數；并且幾乎不受任何限制，在斯沃數控仿真系統的數控車刀包括了14種車刀刀桿、各種形狀的刀刃，并可以根據加工需求輸入刀桿、刀刃的參數和材料，也可以根據實際機床的結構選擇四方刀架、八方刀架、十六方刀架，或者選擇前置刀架和后置刀架，滿足數控車床在加工各種零件的需求；在數控加工中心包括15種各種類型的刀具，同樣可以根據需求輸入刀桿、刀刃的參數和材料，選擇各種形式的刀庫，滿足數控銑削和加工中心加工各類零件的需求。
同時也可以根據零件的結構特征選擇適合的裝夾方式，也可以設計自己的專用夾具以滿足不同工藝裝夾的需求，使學生可以根據裝夾的情況，正確理解程序編寫過程中避開裝夾，防止車削或者銑削到夾具的零件，滿足工藝講解過程中關于工件裝夾的要求。斯沃數控仿真系統為數控銑床和加工中心工件提供了三種可選擇的裝夾方式，包括直接裝夾、工藝板裝夾和平口鉗裝夾，以滿足不同零件加工關于裝夾的要求，數控車床根據板料或管料的需求提供外圓裝夾方式和內孔裝夾方式，以滿足車削零件加工的需求。
綜上所述，利用數控仿真系統于應用型本科的數控技術類課程的教學中可以適應不同專業方向關于數控知識技能的學習，在減少師資投入的情況下學生可以盡可能多地了解和模擬操作時間生產中眾多廠家、型號和操作系統的機床，以適應未來走向工作崗位進行數控編程或者操作機床的需求；同時從教師實際教學的角度，在理論教學方面，可以結合數控仿真軟件，實時地通過仿真操作來幫助學生理解數控編程和數控工藝的基本知識，同時也可以模擬不同機床的實際操作，大大減少事故率，保證教學過程以及學生參加工作后實際操作機床的危險。經過桂林航天工業學院多名教師近年來采用傳統教學方式和計算機仿真技術相結合的方式進行教學證明，學生在學習數控技能的時候，一方面學習興趣大大提高，學習數控技術的激情比簡單枯燥的傳統課堂教學具有明顯的差異，另一個方面學生學習的效果也明顯提升，實際掌握數控知識和數控操作的能力明顯提高。
【參考文獻】
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Abstract： This paper mainly discusses how to make good use of training time reasonably and effectively to let the students master the basic NC theory and practice knowledge. Combined with our school practice experience， the paper dicusses the role of NC simulation software and method of use NC simulation software in the NC practice.
關鍵詞： 數控實訓；工程實訓；數控仿真軟件；數控教學
Key words： NC practice；engineering practice；NC simulation software；NC teaching
中圖分類號：TG659 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2014）06-0032-02
0 引言
隨著科學技術的發展和經濟的市場化，高校人才培養的理念也發生了根本性的轉變，著重強調素質教育。數控編程是一門對科學思維和實踐操作能力要求很高的實訓內容，如果僅僅通過單純的理論教學和實踐上機操作，容易使初學者感到抽象、難學，再加上學生知識結構、學習習慣等諸多不利因素[2]，無法有效地利用工程實訓的有限時間，掌握數控機床的編程和操作技能。在統觀傳統數控教學的優缺點的基礎上，我們發現，引入數控仿真軟件可以避免傳統教學的缺點，讓學生在數控實訓有效的時間內，在數控機床數量有限和指導教師人數有限的條件下，通過理論教學、實踐操作和仿真軟件交互使用的這一教學方法，可以提高教學效果，促進學生學習的興趣和動力，保證了教學的安全，取得了良好的教學效果。
1 傳統數控教學特點
在傳統的數控實訓中，因為數控機床的數量有限，指導教師的人數也有限，導致一般是10-15人左右圍聚在一臺數控機床旁邊，聽老師講解數控機床具體操作方法，導致大多數學生因無法看到數控機床具體操作面板，而無法認真聽講或者聽課效果很差。由于數控機床屬于昂貴設備，學校購買數控機床的數量有限，教師人數有限，指導學生單獨上數控機床操作的時間受限，并且數控機床的錯誤操作容易引起安全事故的發生，因此，使用傳統的數控教學方法進行的數控實訓效果很差，學生無法在有限時間內達到高校數控實訓的目的和要求。
2 數控仿真軟件在數控實訓中的應用
2.1 數控仿真軟件 數控仿真是應用計算機技術對數控加工操作過程進行模擬仿真的一門新技術。該技術面向實際生產過程的機床仿真操作，加工過程三維動態的逼真再現，能使每一個學生，對數控加工建立感性認識，可以反復動手進行數控加工操作，有效解決了因數控設備昂貴和有一定危險性，很難做到每位學生“一人一機”的問題，在培養全面熟練掌握數控加工技術的實用型技能人才方面發揮顯著作用[3]。數控仿真軟件是應用計算機的編程和建模，將加工過程用二維圖形或者三維圖形的動態形式演示出來的軟件，使在傳統數控教學中，需要數控實驗室或者實習工廠才能完成的大部分教學演示功能在虛擬軟件環境中就能實現，使數控教學模式變得更加靈活、方便。
2.2 數控仿真軟件在數控實訓中的作用 數控仿真軟件在數控實訓中的使用，改變了傳統的教學方式，對數控實訓的效果有重要的影響，主要表現在以下幾個方面。
①數控仿真軟件可以模擬真實數控機床加工，使數控實訓教學變得生動形象，易于理解學習。數控仿真軟件提供了多種數控仿真系統，可以全面仿真加工的整個過程，學生可以多方位了解數控機床結構，通過仿真軟件的模擬加工，掌握實際數控機床的操作方法。②數控仿真軟件提供了學習數控機床操作的安全平臺，避免了數控機床操作時易于發生的安全隱患。在使用數控仿真軟件進行加工時，所有的加工都是在虛擬環境中進行，不會因為學生的錯誤操作引起人身安全問題，也不會損壞機床。③數控仿真軟件的使用可以節省教學設備的投資，減少材料的消耗。如果按照傳統的方法來進行數控實訓，學生在操作的過程中要消耗大量的材料，并且集中實訓期間，連續40天，每天都有學生參加數控實訓，數控機床的保養和維護無法滿足需要，如果一臺機器運轉不良，將會導致整個數控實訓受到嚴重阻礙。在數控實訓中如果引入數控仿真軟件，可以避免機器長期運轉得不到維護的問題，也可以減少原材料的消耗。仿真軟件一般都是綠色軟件，不用安裝，只要有一臺普通的電腦，就可以安裝使用。學生可以在機房練習，也可以在自己的電腦上練習，節約了學生學習的時間，提高了學習的效率。④仿真軟件可以激發學生學習數控編程和數控機床操作的動力。學生在使用數控仿真軟件中，可以通過直觀形象的加工過程，增加學習數控機床和編程操作的動力，激發學生的自信心，挖掘學生的內在潛力。
2.3 數控實訓中要把數控軟件和傳統教學相結合
2.3.1 傳統數控實訓方法 在以往的數控實訓中，我們的數控實訓開展方法是，教師在課堂上講解數控編程的基本方法，要求學生學完數控編程之后提交一個手工編程的程序。學生在數控車間學習數控機床的原理和操作方法，這一項要求學生能夠用給定的程序完成一個簡單零件的加工操作。傳統的數控教學方法在執行過程中，學生感覺學習枯燥、單調；在編寫數控程序提交給教師中，增大了教師的工作量；在機床操作實訓中，學生因為對刀失誤或者忘記關艙門等失誤，導致安全問題頻出，教學的效果不是很理想。我校工程訓練中心在數控實訓中根據傳統教學方法的不足，經過認真分析問題原因，參照兄弟院校成功的經驗，多次修改我校數控實訓的教學方法，并根據本校學生實訓的特點，把傳統的數控教學方法和仿真軟件進行結合，使得學生在短期的數控實訓中，快速掌握數控編程的基本原理和數控機床的基本操作，取得了良好的教學
效果。
2.3.2 仿真軟件和傳統教學有效結合的教學流程 針對學生實訓時都是集中實訓，數控實訓的時間一般是2天。在這個前提下，學生開始學習數控機床的基礎理論知識，內容主要包括學生實訓所要用到的數控機床的編程方法。通過數控編程理論知識的學習，要求學生掌握自己將要使用的數控機床的數控編程方法。學生在學習期間有不明白的地方，可以找老師咨詢，也可以自己查閱我們編寫的《機械制造技術實踐》中關于數控編程部分的內容。在學生掌握了基本的編程方法之后，學生開始在數控車間學習機床操作，實訓教師會給學生講解數控機床的面板和操作方法，主要講解如何對刀，學生在教師的指導下，練習對刀。因為對刀是數控加工中非常重要的一部分內容，所以要求每個學生都在機床上練習如何對刀。
經過前面的學習，學生已經具備編寫數控編程軟件的能力和數控機床的基本操作能力，很多學生因為看到仿真軟件可以快速加工出零件，對數控仿真軟件操作產生了興趣，已經開始想自己設計加工零件了。這時，教師對學生加以引導，讓學生觀看以往同學設計的零件圖樣，啟發學生自主設計零件圖樣，激發學生的創造力。學生在模擬仿真加工后，可以提交自己仿真加工完成的作品給老師，教師可以對學生作品評分，并挑選部分設計加工得比較好的零件，組織學生在數控車間里使用數控機床進行實際加工。
2.3.3 教學效果 在把仿真軟件和傳統的數控教學相結合進行數控實訓后，我校的數控實訓避免了以往數控實訓中出現的問題，數控仿真軟件本身的優勢極大地調動了學生學習數控編程的積極性，在每次實訓中，學生都很積極主動地設計和加工，獨立完成數控實訓的要求。針對我校集中實訓的特點和要求，教學效果明顯提高。
3 總結
雖然仿真軟件有很多優點，但是也有一些不足之處，比如，學生在選擇工藝參數時都很隨意；學生多次錯誤操作導致軟件系統出現問題；學生的安全意識降低等等。我校數控實訓把數控仿真軟件和數控實訓結合在一起，還處于嘗試階段，該教學方法改善了傳統數控教學的弊病，提高了數控實訓的教學效果。在實訓中，我們要努力揚長避短，發揮數控仿真軟件的優勢，有效合理地把數控仿真軟件和數控實訓結合起來，提高數控實訓的教學質量。
參考文獻：
[1]王彥章.數控仿真軟件在數控教學中的應用[J].科技創新導報，2011（15）.
關鍵詞：國家職業標準；真實工作過程；課程說課
中圖分類號：G712 文獻標識碼：A文章編號：1006-4311（2012）08-0187-02
1說課思路
教育觀念直接影響課堂教學，從傳統的教學觀念轉變到現代職教的先進理念，是新時期對職教發展提出新的要求。如何在課程設計和教學技能方面得到提升，新的教學形式、教學方法、教學模式如何真正轉到以學生為主體，以教師為主導的軌道上來，是職業院校發展迫切需要解決的問題。把課程建設作為提高人才培養質量的核心，它既符合高等教育的規律，又是我國高職院校人才培養薄弱環節所在。通過說課，理解課程性質、內容和教學環節設計更加透徹，把專業核心課程的典型教學情境分解為現場教學、課堂教學、實訓教學，讓教師在課程教學內容設計上真正解決“教什么，誰來教，在哪教，怎么教、學什么、怎么學”的問題。從而使工學結合滲透到人才培養的每一個環節，使專業建設與課程體系改革有機結合起來。
按照課程設計的一般流程理順說課思路，涵蓋內容包括：課程定位、教學內容設計、教學方法、教學保障條件、考核方式、教學效果等。在說課設計過程始終關注一下熱點：
1.1 調動學生的學習熱情目前高等教育所面對的最大挑戰之一是學生的消極學習態度。積極探索如何實現從封閉的教學過程向開放的教學過程轉化。 讓學生建立起自信心，真正讓學生成為學習的主體，主動學習、快樂學習，研究性學習、創造性學習，培養終身學習的意識和基本能力，開發學生喜聞樂見的專業課程非常必要，打破傳統的縮減本科課程和教材內容作高職課程設置的教學模式。參照真實生產環境、按照真實生產過程，開發生產實訓課程和教材，設置實訓教學內容，在真實的生產車間進行實訓教學，以期達到最佳教學效果，真正實現學生零距離就業。
1.2 課程與教材匹配要又快又好的培養技能型專門人才，關鍵在于提高教學質量，開發適應高職教育的課程和教材，以激發高職學生學習熱情，讓學生盡快掌握具備適應職業崗位能力要求的職業技能，為進入職業領域作準備的技術與職業教育應為工作能力強、愉快的職業生涯奠定基礎，使學習者獲得某一領域內的若干職業所需要的廣泛知識和核心技能，使個人在選擇職業時不至于受限制，且能在日后的職業生涯中從一個職業轉到另一個職業；同時為初次就業包括自謀職業，及就業后的培訓提供充分的專業準備；在知識、技能和態度諸方面提供一個基礎，以便在個人職業生涯中的任何時侯都能接受繼續教育，提高就業質量和個人職業具有更好的發展空間。
1.3 課程設計“三接軌”專業核心課程設計與就業需求接軌、與行業(職業)標準接軌、與國際高等教育人才培養接軌。首先應考慮到社會和就業市場的需求，并按照就業崗位所需技能有針對性地進行課程設置。其次將勞動部門的職業標準融入我們的課程設計，為學生提供未來可能從事職業必備的知識與技能。另外，將課程的設計與國際人才的標準接軌，也是我們不斷探索與追求的一個目標。
2說課內容
2.1 課程定位
2.1.1 人才培養模式與方案研究通過調研典型企業、行業專家和已畢業到企業就業的學生，了解相關業務規格、能力目標及滿意度，不定期召開專業指導委員會會議等方式，充分聽取意見，以此確定人才培養模式，制定人才培養方案，構建符合企業職業技能要求的專業課程體系。經過這種方式制訂出的教學計劃突出專業課程的職業定向性，培養出的學生真正滿足職業崗位（群）的需求。
2.1.2 職業崗位通過分析得出數控設備應用與維護專業的職業崗位及能力要求：①數控機床裝調：能勝任數控設備的生產、檢測、裝調等工作；②數控機床維護：能勝任數控設備的檢修、維護及日常保養工作；③數控機床銷售及售后服務：能勝任數控設備的銷售及售后服務等工作。
2.1.3 人才培養模式數控設備應用與維護專業以校企共建專業為人才培養實施途徑，創新完善“三標耦合、三級遞進、五個共建”人才培養模式，如圖1所示。
以提高數控機床使用企業和數控機床生產企業數控機床裝調維修崗位所需的數控機床機械裝調、電氣裝調、聯機調試、維修維護能力為核心；將數控機床裝調維修工的職業資格標準和企業崗位標準要求的典型工作任務進行分析、提煉、規整，再結合專業調研與本院實際情況、依據職業認知和職業成長規律，構建職業能力“三級遞進”的人才培養方案；然后在人才培養體系中根據各學習領域組合課程，編寫課程教學標準，完成職業資格標準、企業崗位標準、課程教學標準的“三標耦合”，實現教學內容的標準化、系列化。通過實施職業基礎能力培養、職業專項能力培養、職業綜合能力培養的“三級遞進”能力培養，全面提高學生職業素養、職業能力、創新精神與創業能力、可持續發展能力。與典型企業深度校企合作共建人才培養方案、共建專業課程、共建實訓教學基地、共建師資隊伍、共建教學課堂。
2.1.4 課程體系數維專業的課程體系如圖2所示，《數控機床裝調生產實訓》屬于職業專項課程，先修課程包括《數控原理與系統》、《機械測試與裝配技術》、《機床電氣控制與PLC》、《機床拆裝測繪實訓》等課程，后續課程有《數控機床故障診斷與維護》《頂崗實習》等。本課程在整個課程體系中十分重要，起承前啟后的連接作用。
2.2 教學內容與設計
2.2.1 教學設計理念行動導向，任務驅動：按照職業工作崗位，以“真設備、真項目、真要求”為基本要素，使課程教學內容與就業崗位的職業要求同步，在真實的生產車間進行實訓教學，以期達到最佳教學效果，真正實現學生零距離就業。以學生為中心：發揮學生的主體作用，重點關注職業能力培養與職業素養養成；以校企共建為平臺：上課教室為校企共建基地之車間；學校教師與企業專家共同育人，實現優勢互補，體現其教學過程中的主導作用。
2.2.2 課程目標分析《數控機床裝調生產實訓》課程主要培養數維專業學生的專業能力、方法能力、社會能力，具體內容如下：
2.2.2.1 專業能力：①掌握整機裝配、調試的工作內容和工作流程；②能夠根據用戶技術參數要求正確配置系統；③能按工藝標準裝配數控機床機械及電氣連接線路；④能正確設置數控系統、伺服系統參數；能進行數據備份和恢復操作；⑤規范的使用工具和檢具，自覺地遵守安全操作規程及環境保護的工作要求；⑥能進行機床精度檢驗及補償，正確使用精度檢測儀器；⑦能進行機床的機電聯調并排除機械故障、電氣故障；⑧熟悉機床檢查驗收流程。
2.2.2.2 方法能力：①抽象與邏輯思維：能有邏輯地解決問題。②信息判斷與選擇：能在眾多信息中，判斷并選擇有效、有用信息。③學習的思想：隨時學習，隨時準備學習，并愿意深造提高。④系統認識：能對復雜問題，進行準確的信息處理、計劃，并執行。
2.2.2.3 社會能力①身心健康：積極的人生態度，強烈的事業心和濃厚的工作興趣，對工作和生活有追求，有繼續努力的恒心。對社會的適應性，行為的社會規范性。②團隊協作：能與人合作，能考慮團隊成員的想法，不會一意孤行。③交流溝通：能較快與陌生人交流溝通，較好的親和力。④表達說明：能用書面和口頭形式，有條理地表達較復雜事物。
2.2.3 教學內容選取根據數維專業的崗位要求充分考慮課程的針對性適用性，以配置FANUC 0i數控系統的三坐標數控銑床為教學設計載體，選取《數控機床裝調生產實訓》課程內容分為四大教學情境：企業安全與文明生產、數控機床機械裝配鉗工、數控機床電裝工、數控機床調試工，以便完成本課程的教學目標（如2.2.2所述）。
2.2.4 教學內容規劃教學內容規劃如表1所示。
2.3 教學方法每一個學習情境都是一個完整的工作過程，學生都會經歷“資訊（信息收集）計劃（擬定方案）決策（制定方案）實施檢查評估（總結分析提高）”六個階段。在六步教學法實施過程中，充分體現教師的主導性和學生的主體性，指導教師起引導、答疑和示范指導作用，多種教學方法的交替使用，使得教學過程變得豐富多彩，充滿樂趣。同時將素質教育貫穿在整個教學活動中。
①咨訊：采用引導文教學法，準備相關教學資料、技術資料和網絡資源，讓學生明確任務：學什么？做什么？②計劃：采用講授、演示教學法，通過對學習任務分析，分組討論，制定學習方案將各種不同方案比較、選取優秀方案。③決策：通過方案分析，推敲方案實施細節，由指導教師與學生一起決定最終實施的方案。④實施：采用演示、互動、討論、交流等教學方法，學生分組具體實施工作計劃，完成工作任務，指導教師進行巡回指導、回答學生的疑難問題，引導學生團隊協作、共同完成學習任務，互相幫助、共同提高。⑤檢查：通過學生自我檢查、同組學生相互檢查、小組之間學生交換檢查，指導教師教師最終檢查驗收，觀察學生任務完成情況。⑥總結匯報：采用激勵教學法，通過學生對學習任務完成情況的自我評價、小組成員相互評價及指導教師的總結講評，肯定成績，總結學習經念，改進學習中的不足，以期不斷進步。通過對每個教學情境的精心組織、策劃，按照六步教學法認真實施、總結，完全可以實現課程教學目標。
2.4 教學保障條件
2.4.1 師資隊伍《數控機床裝調生產實訓》課程由具有雙師資格的高職教師和具有豐富生產實踐經念的企業技術人員共同實施，達到理論實踐的緊密結合，理論支撐實踐技能的提高，實踐技能驗證理論的指導性，在教學活動中，教師和學生相互學習，共同提高。
2.4.2 實訓基地《數控機床裝調生產實訓》課程的教學實施地點是與學院有深度校企合作的數控設備生產企業的數控機床裝調車間進行，讓學生在真實生產環節學習，感受企業文化氛圍，實現學習與就業的零距離。本課程在生產車間實施教學已經進行三屆，教學效果良好。
2.4.3 教材及參考資料
2.4.3.1 實訓企業為學生提供相關實訓器材和工具量具和以下技術資料：①數控機床裝配（圖紙、工藝、裝配說明等）資料；②數控系統硬件連接說明書；③數控機床參數說明書；④數控機床維修說明書。
2.4.3.2 專業教研室為學生提供相關教材、專業課程網站及圖書資料和實訓報告冊。①學院與數控設備生產企業、數控系統生產企業、數控設備使用企業深度校企合作，開發適合本課程的專業教材《數控機床裝調生產實習指導書》；②相關學習書籍：《數控機床構造》、《數控機床裝配調試與故障診斷》、《數控機床結構原理與應用》等；③院級精品課程網站的《數控機床裝調生產實訓》課程及相關專業網站。
2.5 考核方式①過程考核。分小組對學習效果進行自評、互評和師評（學習態度、團隊協作及安全操作等情況）；每組集體討論，完成項目學習心得體會并匯報，對項目給出定量評價。②結果考核。以學生個體為單位對實訓內容隨機抽取項目進行實操和答辯。
3結論
《數控機床裝調生產實訓》課程是數維專業的專業核心課程，通過說課設計，實現以學生為中心，以能力為本位，真正實現高職教育的4個轉變，即：由單純的職業技能教育目的觀轉變為基礎加有限職業技能教育目的觀；由一次性教育觀轉變為可持續發展教育觀；由做事教育觀轉變為做事教育與做人教育相結合的教育觀。①進廠學習模式很受學生歡迎，學習效果很好。②學生的操作技能得以增強，綜合素質有較大的提高。③教師的綜合素質提高很快，對學生的指導能力得到加強。
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1關于數控機床控制方式的分析
工作的開展都離不開對數控機床的控制原理的應用，數控機床是一種高度自由化的機床，相對于普通的機床其加工表面形式及方法是協調的。最根本的不同就是在自動化控制原理及方法的應用上。數控機床需要進行數字化信息的控制應用，這涉及到與加工零件相關的信息。也就是工件及刀具的相對運動軌跡的尺寸參數的應用。這些工作的開展，都離不開切削加工工藝參數的應用，其主要涉及到主運動及進給運動速度的協調，通過各種輔的操作，保證各種加工信息的協調，實現了規定文字、數字、符合等代碼的應用，按照一定的格式需要進行程序的編寫，這就需要進行加工程序的應用，進行控制介質的輸入，保證數控裝置的良好應用。這些工作的開展，都要進行數控裝置的分析及處理，進行相關加工程序信號及指令，從而實現數控機床的加工。這就需要遵循相關的數控機床控制原理，進行數控機床的系統的協調，保證其功能的實現。
2數控機床組成及其優化設計方案
為了提升工程的效益，進行數控機床體系的健全是必要的，這需要針對數控機床應用過程中的各種問題進行分析，比如進行數控機床構成、程序編制等的分析，進行程序載體等的分析，保證數控機床自動加工零件的良好應用。這離不開良好的加工零件的工藝分析，保證零件坐標的基礎坐標體系的相對位置優化。通過對機床及其零件的安裝位置的協調，更有利于提升刀具及零件的效益，保證其滿足尺寸參數的應用需要。這就需要實現機床安裝位置及零件的協調，保證刀具及零件的良好協調性，滿足尺寸參數的應用需要，這離不開零件加工工藝體系的健全，實現其加工順序的協調性，實現切削加工工藝參數的健全，保證輔助裝置的良好工作。在數控機床的應用過程中，為提升工作效益，進行數控代碼體系的健全是必要的，這涉及到電脈沖信號模式的應用，將其進行數控裝置的有效應用，做好數控裝置及強電控制裝置的協調工作，這是數控機床良好工作的核心，從而進行輸出位置的脈沖信號的回饋。當然，這也需要進行數控裝置系統軟件的應用，做好邏輯電路的編譯工作。進行相關機床部分的控制，需要做好規定運算及其相關的邏輯處理，進行有關信號及其動作的協調。這離不開驅動系統及位置檢測裝置環節的應用，保證伺服驅動系統體系的健全，實現驅動裝置的良好設置，從而滿足數控機床的進給系統分析。在這個環節中，機床的機械部分也扮演著重要的地位，數控機床的應用部分是非常多的，比如主運動部件、進給運動執行部件，比較常見的應用方式是工作臺、拖板及傳動部件，這些都是實現支撐性工作的關鍵，為了提升工作效益，進行相關工作步驟的冷卻是必要的，需要保證輔助裝置的協調。在數控系統的優化方案中，做好硬件部分的控制是必要的。數控銑床系統需要進行銑床專用數控器的應用，滿足半閉環數數控系統的工作要求，在基本結構優化過程中，進行機床本體、銑床專用數據器等的協調是必要的。在其系統硬件的應用過程中，需要做好銑床專用數控器的應用，做好信號板的控制工作，進行交流伺服驅動器如交流伺服電機的應用，從而實現無刷直流電機及無刷直流電機驅動器的應用，以滿足實際工作的要求，其中也涉及到很多的工作步驟要求。
在數控系統操作過程中，做好軟件設計的工作是必要的，從而落實好銑床專用數控器的應用方案，保證數控銑床的系統效益的提升，這里我們也要進行銑床專用數控器參數的設置，針對其應用程序，做好編輯輸入工作，滿足程序設計的諸多要求，按照其具體指令完成規定工作。在參數設置過程中，需要應用到相關的參數設置方法，保證參數修改模式的更新應用，做好參數修改效益的應用工作。需要進行分辨率情況的分析，認真的做好分析，更有利于進行機械軸向轉動裝置的應用，實現伺服電機回授脈波數的正常應用。這離不開工作臺的良好設計，保證不同工廠的設置優化，保證伺服馬達的良好安裝，從而滿足工作臺的工作需要，實現參數的良好設定，進行工作臺方向的修正。進行數控銑床的實際情況的不同軸電機旋轉方向的控制，滿足當下馬達旋轉方向的設定要求。在這個階段中，需要實現不同軸的最高進給速度的控制，針對數控銑床的應用趨勢，保證不同軸的行距的控制，進行過高速度的控制，從而有效應對其沖擊情況，保證電機工作的良好開展。這些工作的協調，離不開各軸的最高進給速度的控制，滿足不同軸向的進給速度控制需要。在這些工作的優化過程中，進行程序的選擇是必要的，這里可以進行H4C-M銑床專用數控器的應用，在這些程序工作過程中，可以進行相關程序編輯及執行工作。在其程序選擇過程中，可以進行編輯及程序選擇，進入程序選擇模式，通過對輸入鍵及選取鍵的選擇，以滿足當下工作的開展。在實際操作中，進行程序的畫面選擇也是必要的，從而滿足舊程序的應用需要，在舊程序的修改及應用中，需要針對不同情況，進行工作方式的協調，進行指令的增加或者修改，保證程序語句區的良好操作，保證其所增加指令的單節的移動。在數據輸入區進行相關指令字數的添加或修改。在程序語句區，需要將光標移動到所刪除指令中，在數據輸入區，需要進行相關指令所需字母的輸入。在程序語句區，可以進行單節的插入，將其光標進行所需單節程序的插入。在數據輸入區，可以進行插入單節的第一個指令的字母或者是數字，再進行輸入鍵的按下。從而保證單節的刪除。在程序語句區，需要將光標移動到需要刪除的單節處，再進行刪除鍵的按下。在數控系統的應用過程中，進行機械部分的分析是必要的，從而進行機床本身誤差及其所需要加工零件精度的分析，更好地落實好機床的誤差補償控制。在數控銑床的工作應用中，進行數控技術、電子技術等的協調是必要的，這需要滿足機床設計的諸多理論，保證數控機床的加工工作，從而滿足機械設計制造的工作要求。為了實際工作的要求，需要協調好機械設計及自動化應用方向。
3結束語
在實際應用中，進行聯軸器的數控銑床系統的聯接控制是必要的，需要實現電機及其滾珠絲杠的有效聯系，再進行聯軸器的選擇，保證其相連性。
作者:潘玉芬單位:國家知識產權局專利局專利審查協作廣東中心
關鍵詞 數控加工 實踐教學 教學改革 過程化考核
中圖分類號：TG659 文獻標識碼：A DOI：10.16400/ki.kjdkz.2015.02.015
Practice and Thinking of Processing of Virtual Laboratory
Based On Swansoft CNC Simulator
LIU Yu， BIE Hainan， DAI Li
（School of Mechanical Engineering and Automation， Northeastern University， Shenyang，Liaoning 110819）
Abstract In view of the phenomenon that college students are familiar with the theory of CNC machine tool but lack practice， we establish the processing of virtual laboratory， which is match with the study of CNC machine tool theory. The aim is to make students have a comprehensive impression of the process. This paper makes analysis from two aspects of practice and thinking， and discusses what to do for the next step.
Key words NC machining; practice teaching; teaching reform; process evaluation
0 引言
數控機床作為一種典型的機電一體化設備，在現代化工業中起到越來越重要的作用，對大學生的素質也提出了更高的要求。但是由于數控機床設備的費用昂貴，大學生在學習的過程中不可能做到人手一臺，許多學生對數控機床的認識只是停留在理論階段，對于相應的實際操作一知半解，不能熟練地操作數控機床。因此我校機械電子工程研究所在學校的支持下建立了數控虛擬仿真實驗室，全方位培養同學們對數控機床的動手操作能力，為社會培養全面熟練掌握數控加工技術的實用型技能人才。
1 實驗室的性質和特點
“數控技術”是機電一體化專業的一門重要的專業課程和必修課程。本門課程以數控系統硬件、軟件結構為主線，全面地介紹了數控技術的基本知識與核心技術，要求學生掌握數控加工編程方法、數控系統應用及初步的數控系統設計方法。學生在學習數控技術時總感到抽象難懂，需要實物的配合以及動手操作才能較為全面地理解。本實驗室就是為了輔助學生對數控技術的學習，提升學生的操作水平而創立的，具有形象性和可操作性的特點，能夠根據學生的需求而靈活改變，使學生對數控加工過程的理解更加深刻、細致，做到對“數控技術”這門課能學以致用。
2 斯沃數控仿真軟件簡介
斯沃數控加工仿真軟件是南京斯沃軟件技術有限公司開發的集圖像、聲音、操作于一體、專門用于學生進行數控加工操作的仿真軟件。該軟件包含發那科（FANUC）、西門子（SINUMERIK）、三菱（MITSUBISHI）、廣州數控（GSK）、北京凱恩帝（KND）等主流數控操作系統。該軟件的特點如下：（1）能實現加工過程的三維仿真。學生對于走刀路線，最終成型的工件有直觀的認識，如果與預期不符，能很容易找到錯誤的地方。（2）具有反復加工性，學生能在很短時間內掌握各系統數控車床、數控銑床及加工中心的操作。（3）具有局域網功能。教師和學生處于同一個局域網時，教師通過教師機進行網絡教學，并能隨時獲得學生當前操作信息。學生也可以向老師發送協助請求，老師可以遠程協助學生完成課堂學習。
3 數控虛擬仿真實驗室建設實踐
3.1 數控虛擬仿真實驗室的硬件建設
數控虛擬仿真實驗室位于機械樓四樓，設有專門的實驗室并配備有專門的電腦設備，裝載斯沃數控仿真軟件，并設立局域網以方便老師和學生課堂交流。實驗室由一名實驗老師和三名輔導員共同管理，對實驗設備進行日常維護。
3.2 實驗指導手冊的編寫
實驗指導手冊的編寫依據于《數控技術》，實現與課本的配套，同時遵循實用、基礎的原則，旨在提升學生操作數控機床的水平。實驗指導書的編寫改變了以往做實驗給出所有步驟，學生只是走個過程的樣式，它只提供基礎的操作，留給學生在基礎操作上不斷自由發揮的空間，以培養學生的探索求知能力，同時也可加強學生的團隊合作精神。
3.3 實驗老師及輔導員的培訓 （下轉第90頁）（上接第29頁）
現在許多老師都注重于對機床理論的研究，往往對機床的實踐操作感到生疏，因此有必要在正式開課前對老師和輔導員進行培訓。培訓以相關技術人員的講解為主，以閱讀軟件使用說明書和觀看視頻為輔，參加培訓的老師要嚴格按照培訓的要求完成培訓操作，并通過相應的考核。在上課時，要能隨時掌握學生的學習進度，對學生在實訓中遇到的問題要做到心中有數，并及時做好學生實踐的指導工作。
3.4 整理素材
數控技術的理論學習所涉及的知識非常廣泛，例如加工程序的編寫涉及到許多G代碼，學生在學習時只記住了代碼沒有直觀的認識，到了上機操作對代碼的應用也不明確。因此教師要在實驗前準備好加工圖形，以便學生明確目標，可以更好的進行實踐操作。這些加工圖形的選取最好由淺入深，由簡單到復雜，分層次、分水平，不斷引導學生逐步熟悉操作，進而能夠自主進行工藝加工過程。
3.5 過程化的考核
該實驗的進行需要一定的理論知識，因此在上實驗課之前要對學生的理論知識水平有一定的了解，可通過與理論課老師相互結合，更好地了解學生的學習狀態，以便在實驗課中對相應的重點加以強調。在上課過程中不僅要教會學生正確的操作，更要讓學生放心大膽的去嘗試錯誤的操作，只有知道了錯誤的后果，才能對相應的正確操作印象更加深刻。故在最終考核時不只看學生是否完成了操作，而對學生的完成速度、操作的規范性和完成的質量相互結合，最終由教師給出一個公平合理的考核評價。過程化考核的最終成績由學生自我評價、小組評價和教師的考核評價三部分共同組成，力爭客觀、公平、全面的評價學生的學習情況和實踐操作的效果，激發學生的學習熱情，提升學習效果。
4 關于數控加工虛擬仿真實驗室建設的思考
4.1 實踐的擴展應用
關于該實驗室的實踐應用方面，不僅可用于本科生的實踐教學，也可以擴展應用，現在正在進行的擴展應用有以下兩項：（1）本科生關于數控機床的課程重在對數控機床系統的認識，因此相對應的實驗安排以實踐操作為主，致力于培養學生對整個數控加工過程的理解。但是對于研究生而言，重在對數控系統的研究和開發，實驗室也可擴展應用，設立相應的實驗項目幫助研究生加深對數控系統的理解。（2）對于多年從事數控機床原理研究的老師而言，他們可能對數控機床的操作已有些生疏，可以專門設立針對這些老師的課程，讓他們盡快熟悉數控機床的操作。
4.2 下一步進行的工作
該課程采用數控虛擬仿真加工軟件盡管可以全程模擬加工過程，但終究與實體的機床有一定的差距，例如工件裝夾過程由軟件自動完成，學生并沒有親手操作，對其中的要點并不明確，很可能忽略裝夾在整個加工過程中的重要性。因此老師在進行培訓的過程中還需要老師對其中的差別有深刻的了解，可以鼓勵年輕的教師通過寒暑假到企業掛職鍛煉的方式，與工人師傅一起從事生產活動，了解企業的實際需求，掌握相應的工藝流程，以實際需要為目標不斷調整數控仿真實驗指導書的編寫，給予學生更好的實踐體驗。進一步完善實驗室管理條例，規范運行機制。一個良好實驗室的建成不僅需要優秀的實驗項目，也需要規范的實驗管理條例。要學生樹立愛惜實驗設備，文明操作規程的思想，發揮作為實驗室一分子的覺悟，共同建設好實驗室這個大家庭。
5 結束語
數控加工虛擬仿真實驗室是順應時代潮流對大學生的要求，以提高學生對數控機床的實踐操作能力為目標而建立起來的，并與數控加工的理論課程相互補充，讓學生對數控加工的過程有一個清楚全面的認識，實現了“教、學、做”一體化教學。該實驗室的建立是一個與時俱進的過程，可根據實際需要不斷進行調整，對學生實踐能力的培養必將起到更大的作用。
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[關鍵詞]數控機床 尺寸 分析
[中圖分類號]：TG659
[文獻標識碼]A
[文章編號]1672—5158（2013）05—0085—01
1造成數控機床尺寸不準的原因
數控機床通常是由控制介質、數控裝置、伺服驅動裝置、伺服電機、工作臺（或刀架）的位置反饋測量裝置等組成。在零件加工時，數控裝置按照控制介質上的加工程序，通過數控系統的數字運算后向伺服驅動裝置發出控制信號，驅動伺服電機轉動，再經滾珠絲杠螺母傳遞給工作臺（或刀架），使工件與刀具之間產生相對運動，同時位置檢測反饋裝置將工件與刀具之間的實際相對移動量轉變成電信號（如電脈沖信號等）反饋給數控裝置，數控裝置將指令轉位量與反饋的實際轉位量進行比較（其具體比較量根據伺報系統不同可分為相位、幅值、數字），將其差值又控制工件的相對移動，當工件與刀具相對移動量與指令移動量相符時，工件與刀具之間停止相對移動，從而加工出符合程序設計要求的零件。
但在實際加工中卻時常出現工件與刀具之間并未完全按照指令值進行相對移動，造成加工零件尺寸與設計不符。下面就以目前我廠應用最多的半閉環數控機床為對象進行分析，可將它分為兩部分：第一部分是伺服電機的實際轉位值與指令轉位值不符；第二部分是伺服電機的實際轉位值與指令轉位值相符，但工件與刀具的實際相對移動未達到要求。
2數控機床誤差補償技術背景
誤差補償技術發展40年來，國內外眾多學者的不懈努力推動著誤差補償技術的不斷向前發展。誤差補償的傳統途徑有硬件補償和軟件補償兩種。本文研究的是軟件誤差補償，它是依據誤差補償算法設計開發出應用軟件，對要加工的數控代碼進行處理，得到補償后的數控代碼，用以控制機床加工。軟件誤差補償技術的研究包括三個方面：數控機床誤差建模技術；誤差參數測量和辨識技術；誤差補償實施方法。
2.1數控機床誤差建模技術
數控機床誤差建模技術，要實現高精度誤差補償的首要問題是如何精確的建立數控機床空間誤差（幾何誤差、熱變形誤差、載荷變形誤差）的計算模型。其中，幾何誤差建模多種多樣，早期的研究是用三角關系來推導幾何誤差模型。比較有代表性是Rahman等基于齊次坐標矩陣建立起多軸數控機床的準靜態誤差綜合空間誤差模型，改模型還包含了幾何誤差、曰轉誤差、熱誤差和機床部件彈性變形誤差。如今多體系理論為基礎研究機床集合誤差建模及補償方法成為主要發展方向。然后，機床的熱變形誤差也是補償技術的難點，早期研究方法由經驗計算和數值計算，但前者通用性比較差，特別是參數變化較多，難以解決；后者利用實驗數據分析熱源和傳熱情況，計算結果比較準確，但是缺點是計算時間較長，且無法實現實時補償。目前，利用專家系統、神經網絡、模糊控制等人工智技術發展，給誤差補償帶來新的發展。載荷誤差主要體現在大型或重型機床上，如鏜銑床滑枕懸臂的下垂變形，龍門銑床主軸箱移動引起橫梁變形等，關于這方面研究較少。
2.2誤差參數測量和辨識技術
幾何誤差的檢測方法主要有下述兩大類：單項誤差直接測量法和綜合誤差測量參數辨識法。首先，單項幾何誤差直接測量法，利用用相應的測量儀器，對各項幾何誤差逐一進行測量，得到各項誤差。如用光柵尺、磁柵尺設備來測量螺距誤差等。這些方法效率低、精度差，難以實現自動測量，不能滿足現代高生產率的要求。再者，綜合誤差測量辨識方法該方法是對機床工作區域內指定點的定位誤差進行測，通過數學模型對其測量點的綜合誤差進行辨識，間接得到機床各項誤差的離散值。綜合誤差測量辨識方法常見的有：光柵陣列法、雙球桿（DBB）測量法、一維球列法、平面正交光柵測量法等。這些方法往往測量儀器簡單，效率高，操作方便。
2.3誤差補償實施技術
最傳統的誤差補償方法是借助凸輪、靠模、校正尺等機械式誤差補償機構，實現對精密機械系統的誤差進行修正的方法。雖然這類方法有一定的成效，但存在設計周期長、結構復雜、笨拙、成本高、柔性差等問題，難以滿足現代生產及市場競爭要求。隨著計算機、電子和檢測技術的不斷發展，以及人們對機床自身運動規律的認識不斷深入，1961年出現了以機床運動誤差建模及誤差補償專用功能芯片為主體的硬件誤差補償方法，逐步取代了傳統的機械式誤差補償方法，并取得明顯效果。
3數控系統中模塊刀具補償和插補算法
誤差補償是以數控機床的刀具中心路線為輸入量的，首先必須精確計算出刀具中心點的坐標值，同時為了構造融人誤差補償功能的數控系統，也必然要涉及到插補模塊。因此，刀具補償和插補算法是本論文研究中的兩個重要的基礎內容，也是數控機床精度再生關鍵技術基礎。
3.1刀具補償算法介紹
在進行零件加工程序（G加工代碼）的編程時，一般用零件的輪廓形狀進行編程，故刀具中心的運動軌跡總是偏離零件輪廓表面一個刀具半徑值。為使刀具最終加工輪廓與零件輪廓相符合，需要使刀具中心軌跡向外或向里偏移一個刀具半徑值，稱為刀具半徑補償。刀具補償由刀具長度補償和刀具半徑補償組成。不同類型的機床與刀具，其刀補參數也不同。這里，刀具長度補償通過給定刀具中心在主軸端面中心坐標系中的位置矢量來補償，重點就是半徑補償。精密加工系統必須正確、全面地考慮刀具補償，否則得到的仿真結果將和實際加工結果存在著偏差。尤其是數控銑削加工部分中的關于程序段之間轉接判斷和轉接點的計算，其中也必須遵守刀具半徑補償算法的規定，即程序段軌跡角度和刀具半徑矢量的規定。
3.2差補算法介紹
由于數控程序中的數據值只能是一段軌跡的起點和終點坐標值，因此，在起點和終點之間要進行“數據點密化”工作，即插補過程。插補工作對數控機床而言，一般是由硬件中的運算器來完成的，而在本仿真軟件中，則可利用軟件方法來實現，把每次模擬插補計算產生的指令信號輸出到計算機顯示器終端，驅動顯示器的彩色象素點工作，從而動態、實時地顯示刀具的當前位置，進而動態顯示出刀具在整個加工過程中的切削運動軌跡，實現對數控程序代碼的仿真。一般，對于實時和高速沒有特別的要求，可以采用的是逐點比較脈沖增量插補算法。
4總結
以上對數控加工機床出現加工尺寸不穩定，就實踐中較易出現的幾種原因進行了分析。在具體故障判斷中，要求我們仔細觀察故障的細微變化與不同，運用電氣與機械知識，對其進行全面分析后，方能準確找到故障點及時排除。本文以數控機床精度可再生為研究內容和目的，在回顧數控機床誤差補償技術研究進展基礎上，分析了其中模塊刀具補償和補差算法，以期利用計算機自動求解出控制機床精密運動的代碼，實現對機床的精密控制。最后，提出精密數控系統整體設計中的5個模塊設計。同時，借助于機床裝備制造業來大力推廣誤差補償技術，并且在機床的設計制造過程中融入精度再生的理念。
參考文獻
關鍵詞：數控機床設計；模糊評價；層次分析法
對產品的形態進行設計，其主要的目的就是要實現產品檔次的提高、產品精神功能的滿足、產品市場份額的增加等。因此，在產品工業設計的內容中，形態設計是較為重要的設計內容。隨著科技的發展，產品的形態對于功能的依附不斷弱化，而更加注重客戶的精神需求、個性表現等內容。隨著控制系統可靠性的不斷提高，為數控機床外形的個性設計奠定了技術基礎。
一、數控機床的造型設計概述
針對數控機床造型方面有較多的研究，其中桑書林主要研究的對象為數控機床人機工程設計原則，蔡鴻明以專家系統原理為骨架實現了設計評價體系的構造，譚振宇研究了數控機床造型風格一向認知，趙道致在數據機床造型在設計中應用了質量功能展開模型與優化決策模型，朱上針對人機工程意向制度評價進行了方法及機制等方面的研究，趙江洪依據意向評價構建了數控機床造型形象信息模型，張軍依據認知實驗研究方法實現了機床設計知識的應用與轉化模型的構建。這些研究中，數控機床造型的特點及設計方面的研究視角主要為意象感知、網絡協同、人機工程等，評價策略方面的研究視角主要為語義差異法、質量功能屋等。在這些研究中，缺乏數控機床綜合評價體系與評價方法的研究。
二、模糊評價模型
（一）模糊層次分析法
美國LAZADEH在1965年發表了論文――“模糊集合”，在論文中對模糊性現象進行了定量的描述，并提出了模糊性現象的分析與運算的方法[1]。在模糊評價法應用的過程中，首先應對評價參數進行選擇與明確，不同的評價參數在評價中所發揮的作用也具有差異性，因此需要對參數的權重因子進行分別的確定。在評價參數及其權重因子確定之后，依據參數的特點進行擬合隸屬函數的確定，按照相關的評價標準按照模糊變換的方式得到隸屬度值，最終實現模糊綜合評價。
美國ALSAATY教師在20世紀70年代提出了層次分析法，這種方法屬于系統分析方法，最為顯著的特點就是實現了定性分析與定量分析的結合。在層次分析法中，要對因素進行兩兩比較，從而確定因素的相對重要性，最終實現上層要素對下層元素的權重判斷矩陣，從矩陣中明確元素兩兩之間的相對重要序列。
在參差分析法中主要包括五個步驟，即“明確問題――建立層次分析結構模型――構造判斷矩陣――層次單排序――層次總排序”，通過五個步驟的計算之后得到各層構成要素對于總目標的組合權重，依據組合權重得到不同可行方案的綜合評價值，從而依據評價值選擇最佳方案[2]。AHP在判斷矩陣構建的過程中需要進行元素的兩兩比較，因此其在一致性的檢驗方面存在較大的難度；模糊層次分析法在模糊一致性判斷矩陣的構造過程中需要進行元素的兩兩比較，再依據模糊一致矩陣對元素的相對重要性權重進行確定。
（二）模糊評價模型
在對數控機床工藝設計進行評價的過程中，模糊層次分析法的基本流程如圖1所示。
三、建立綜合指標評價體系
（一）分解評價指標
在數控機床的設計過程中，涉及到的因素包括人機因素、形態因素、色彩因素、裝飾因素等，此外還包括社會評價因素、經濟評價因素等，實現了感性因素與理性因素之間的統一[3]。因此，在對數據機床設計進行評價的過程中，要選擇多層次、多目標的分類評價模型。通過對通用造型評價標準的參照，將評價指標體系的結構確定為三層，通過AHP法對評價目標進行細分與分解，從而得到數據機床造型設計方案評價指標體系如圖2所示。
（二）評價指標權重
專家對N1，N2，……，Nn進行兩兩對比從而確定重要性，得到模糊一致矩陣：R=（rij）m×n，有s個方案需要進行評價指標的確定，從而確定s個方案關于決策準則的決策權重。
1.建立模糊判斷矩陣
通過兩兩比較實現判斷矩陣的構成，利用模糊三角對專家的意見進行整合，從而實現模糊判斷矩陣的構建。
2.模糊權重向量確定
通過列向量幾何評價法確定R=（rij）m×n的模糊權重向量：
總結：
實現層次分析法與模糊理論之間的相互結合，通過評價指標的體系分解與權重計算實現評價矩陣的建立，從而對數控機床工業設計進行評價，實現模糊層次分析評價數學模型的構建與應用，對企業設計方案的評價及優化有著非常重要的指導意義。
參考文獻
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關鍵詞：課程體系；開發；實踐
根據教育部2006年頒發的《關于全面提高高等職業教育教學質量的若干意見》的文件精神，結合學校國家示范校建設需要，選擇數控技術專業作為教學改革試點專業。通過數控技術專業課程體系開發與實踐課題立項，探索與行業企業合作開發課程，根據數控技術領域和職業崗位（群）的任職要求，參照相關的職業資格標準，改革課程體系和教學內容，形成有特色的專業人才培養方案與課程體系。
1.原課程體系存在的問題
（1）專業定位不明確
專業定位即解決培養什么層次什么類型的人才問題。只有定位準確，才能培養出符合市場需求的人才。就高職數控專業而言，數控技術應用領域有兩大方向，即機械制造大類的數控加工方向和機電設備大類的數控機床裝調與維修方向。對應專業分別為數控技術專業和數控設備應用與維護專業。這兩個專業課程體系是不同的，只有定位準確，課程體系與教學內容的確定才有方向和依據。
（2）專業課程體系中課程設置不合理
原來的專業課程體系是學科體系，如果要按新的人才培養模式實施教學，即以任務驅動、項目引導，在模擬企業環境或真實企業環境中進行做中學，原來的學科體系中的課程設置無法實施教學，因為我們在完成一項工作任務過程中，需要的知識不僅是原學科體系中一門課程中的理論知識，有的還要用到跨學科、跨專業的知識與技能。
（3）教學內容與企業需求不符，教學組織不適應高端技能型人才培養
實施新的人才培養方案，關鍵在于課程教學內容的選取與組織。教學內容的選取除應與專業定位有關外，還與學校的教學條件、實訓設備實施有關。對訂單式培養來說，還與用人單位的需求有關，教學內容必須與企業生產緊密關連。
據統計，最近幾年數控專業畢業的學生人數已基本上能滿足機械制造業對數控技術人才的需求，但從就業情況看，大量數控專業學生找不到對口的工作，就業質量不高，而企業又急需大量的數控專業畢業生，可從學校又招聘不到他們所需要的人。究其原因是職業院校培養的人才不能滿足其要求。學校的人才培養模式不能適應教學改革需要，學校的教學內容與要求與企業要求不符，因此只有重新探索新的人才培養模式，按企業需求重新構建課程，組織教學內容，改革教學方法與手段，提高人才培養質量，才能改變有人沒事做，有事沒人做這種現象。
2.確定數控技術專業人才培養目標與定位
根據調研情況，數控技術專業就業崗位層次分藍領、灰領、白領三種，高職學生主要從事藍領、灰領層次崗位工作，即在一線工作的數控機床操作工、三坐標測量工、數控工藝員、數控編程員，或從事生產組織與管理和數控機床銷售等工作。針對前幾屆畢業生存在的吃不了苦、不服從工作安排、心態不穩、工作浮躁、不遵守企業規章制度、責任心差等問題，我們認為不僅要教學生專業知識、還要教他做人和處事，建立良好的職業發展觀和道德觀，不僅要培養學生的專業能力還要培養其社會能力和方法能力。所以我們把數控專業定位為培養機械制造方向的從事數控技術應用方面的高素質技能型人才。江西這幾年制造業大發展，隨著生態經濟圈國務院的批復，江西產業結構調整加快，大飛機項目、新能源汽車和船舶業發展、模具行業的興起，江西機械制造業機床數控化趨勢明顯加快，數控加工方面的人才在2011年仍然列為江西省制造企業緊缺人才之一。所以我們把數控技術專業人才培養目標確定為：培養適應江西區域經濟發展需要，德、智、體、美全面發展，具有良好的職業道德和堅實的職業生涯發展基礎，掌握機械制造基礎知識、數控技術基礎知識和專業基本技能，具有較強的實際工作能力，適應從事數控加工工藝編制、數控編程、數控機床操作與加工、數控機床維護與管理、產品檢驗及生產管理的高端技能型專門人才。
就業目標崗位（群） 主要有數控機床操作與加工、普通機床操作與加工、數控加工工藝設計與程序編制，拓展崗位有數控機床維護與管理、產品檢測、生產管理、數控機床銷售與服務等。
3.人才培養模式確定
為實現專業人才培養目標、我們把數控技術專業的人才培養模式確定為“校企合作、工學結合”人才培養模式。通過校企合作，實現訂單式培養，校企雙方共同制定教學內容、共同完善實訓場地建設、互派職員交叉兼職，實現資源優化配置，發揮最佳效益。通過加大實訓學時分配至1：1，實現半工半讀，以提高學生的職業技能、積累工作經驗，達到學生由自然人過渡到社會人之目的。
4.專業課程體系構建
專業課程體系構建流程
市場調研就業崗位群分析工作任務收集典型工作任務歸納行動領域歸納與分析學習領域構建
通過市場調研，了解數控專業就業對應工作崗位的職責與實際工作任務，分析完成主要工作任務所需的知識結構與職業能力，將工作任務按職業屬性歸納整理為典型工作任務，按能力復雜程度整合典型工作任務為職業行動領域。然后根據人類認知規律和職業成長規律重構行動領域為學習領域。以下是以數控機床操作工為例
在專業課程體系構建過程中，要努力擺脫一般本科院?！皩W科本位”的課程設置思想的束縛，建立以數控技術“職業能力本位”的專業課程體系，按工作過程要求重新序化確定學習內容。
為加強實踐課程教學，增強學生的實踐能力，針對原來基礎課程設置過多、課時量偏大現象進行課程調整，除增加了實踐課程的教學課時數外，還注重“理實一體化”教學，實現做中學。為了讓學生適應在崗位群內可轉換崗位職業能力要求，就必須增強實踐技能課程的通用性，培養學生具有知識內化、遷移、繼續學習的能力。
職業核心能力課程確定
我們將對本專業職業能力起關鍵作用的課程確定為專業核心課程。根據調研，企業認為數控專業畢業生應具備識圖與讀圖能力、機械制造基礎能力、機械加工工藝編制能力、數控機床編程能力、數控機床操作與產品加工能力、零件三維建模與自動編程能力等核心職業能力。為此本專業對應的核心課程有《工程圖識讀與零件測繪》、《使用普通機床的零件加工》、《數控車削加工編程與操作》、《數控鏜銑削加工編程與操作》、《計算機輔助造型與自動編程》五門課程。
5.實施后效果
新的人才培養方案在2010和2011級兩屆數控專業學生的教學實施，實現了以教室和老師為中心向以實訓場地和學生為中心的轉移，教學過程更加注重做中學、做中練、做中積累實踐經驗，因而更有利于學生職業技能的形成。，新的人才培養方案實施，學生的學習目標更加明確，學習積極性調動起來了，因此教學效果比原來更好。但實施過程中也發現師資跟不上去、一體化教學組織難度增大問題，這將反過來逼使老師提高實踐動手能力和設備操作水平，促使我們提高教學管理水平。
參考文獻
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關鍵詞:數控設備與維護專業;工作過程系統化;課程體系;開發
在當前經濟全球化和我國先進制造業、現代服務業快速發展的新形勢下,急需具有一定職業能力、適應現代社會需要的的應用型專門人才。近年來,我國高等職業教育得到迅速發展,成為培養社會急需的高等技術應用型專門人才的基本力量。2006年教育部頒發《教育部關于全面提高高等職業教育教學質量的若干意見》(教高〔2006〕16號),強調加大課程建設與改革的力度,增強學生的職業能力。因此,課程建設與改革已經成為深化高等職業教育教學改革的關鍵。
面對著日益增加的畢業生數量和巨大的就業壓力的矛盾,我們必須打破以知識傳授為主要特征的傳統學科課程模式,探索工作過程系統化的課程開發,為高職院校課程教學改革和創新提供借鑒。
一、課程體系改革的思路
在學院創國家示范院校建設中,南京工業職業技術學院數控設備應用與維護專業始終堅持以市場需求為導向,對本專業領域進行工作崗位分析,將典型工作任務整合成學習性工作任務,確定學習領域課程,從而構建課程體系。各核心課程團隊圍繞工學結合、學做合一教改思路,與企業共同開發課程。以學習性工作任務為載體、行動過程為導向,將核心課程內容進行整合,設計學習情境,按照新的教學模式、考核方式進行改革。課程改革思路見圖1。
新的課程體系應突出對學生職業能力的訓練,緊緊圍繞完成工作任務的需要選取理論知識,并融合相關職業資格證書對知識、技能和態度的要求。每個學習領域的設計都以典型產品、部件、設備等為載體,以工作任務為中心構建理論與實踐的一體化教學模式。
二、課程體系改革與實踐
1.職業工作崗位分析
近幾年畢業生就業跟蹤調研結果顯示,我院數控設備應用與維護專業的學生在數控技術領域從事的工作崗位主要是數控機床操作工、數控機床裝調工、數控機床維維修工、數控機床售后服務與管理員等,前幾年就業崗位雖仍以數控機床操作工為主,但近兩年,絕大多數畢業生從較低層次的數控機床操作工崗位向較高層次的數控機床裝調工、數控機床維修工和數控機床管理員等崗位遷移。
2.行動領域分析
對數控設備應用與維護專業崗位群中的典型工作任務進行分析,確定與崗位職業需求相對應的行動領域,再歸納出完成典型工作任務所需的基本職業能力,這些職業能力就是學習領域中學習目標制定的依據(表1)。
3.工作過程系統化課程體系的構建
對學科體系的相關課程進行整合,便于以工作過程為導向進行教學,實現教、學、做一體化。
根據認知及職業成長規律遞進重構行動領域轉換為學習領域課程。學習領域實際上就是工作過程導向的課程方案,是一個由職業能力描述的學習目標、工作任務陳述的學習內容和實踐理論綜合的學習時間(基本學時)三部分構成的學習單元。
學習領域可按由簡單到復雜、由單一到綜合的過程進行排序,我們將數控設備應用與維護專業學習領域參照職業行動領域的難易程度分為三個階段進行組織:第一階段以數控機床使用與日常維護內容為主,教學方法上采用教師講授演示指導學生操作,對本專業和對應的就業崗位群的工作任務有一個初步了解;第二階段以數控機床設計、裝配、機電聯調內容為主,教學方法上采用師生互動,學生邊學邊做訓練,對本專業所涉及的各行動領域深入學習;第三階段以數控機床故障診斷、維修為主,教學方法上采用以學生為主體教師引導的方式,讓學生充分發揮主觀能動性,利用前面所學到的知識解決實際問題。
4.根據學習領域,全面整合課程內容
數控設備應用與維護專業的各核心課程打破章節的界限和原有知識鏈,以簡單到復雜能力的構建為線索,對課程內容進行了分類、歸并、整合,使課程內容項目化、理論實踐一體化。各核心課程精心設計學習情境,每個學習情境均以典型產品、部件、設備等為載體,以實際工作任務為導向,以學生的職業活動為核心來實施教學活動。
例如,《數控機床控制系統的裝調》學習領域課程以數控裝調工典型工作任務、數維大賽的項目為引領,選取普通機床、數控機床為載體,將普通機床繼電器控制系統、數控機床控制系統的分析、設計、裝配、調試等內容以真實工作任務及其工作過程為依據進行整合,設計了不同的學習情景,每個學習情景分若干個由簡單到復雜的基于工作過程(資訊、決策、計劃、實施、檢查、評價)的小項目或任務對學生進行訓練。在教學實施上,合理采用項目教學法、任務教學法、案例教學法等先進的教學方法,實現教學做一體化,在考核上采用過程考性核與終結性考核相結合的方式。
三、課程體系改革與實踐效果
1.學習目標明確化
原學科體系的課程教學目標讓學生往往感到不具體、抽象化,而學習領域課程以實際工作任務為中心,典型產品、部件、設備為載體,學習目標更加清晰、明了,學生有的放矢地學習、訓練,興趣大大提高。
2.學生學習主動化
原學科體系的課程教學理論課堂滿堂灌、實訓課堂搞驗證都是以教師為中心,學生被動接受知識,而學習領域課程教學要求學生邊學邊做,探索、討論、研究新問題,教師引導學生由新手變為專家,作為教學主體的學生的主動性普遍提高,教學效率得到根本改善。
3.學習成果具體化
原學科體系的課程教學往往是教師紙上談兵、空講理論,學生最終的學習成果體現在試卷上,而學習領域課程的學習成果具體體現為實際產品,把生產經驗、企業文化融入教學,學生真刀實槍做產品,動手能力明顯加強。同時,激發了學生求知欲望,學生課外參與開放實訓、綜合設計開發產品的主動性增強,自發組織的各類技能競賽豐富多彩,學生創造能力得到極大開發,在競聘崗位時突顯優勢。
四、課程體系改革中應關注的問題
1.工作過程系統化的課程體系的構建要求高職教師不僅要具有豐富的專業理論知識,具有較強專業實踐能力,而且要熟悉專業崗位的工作過程,熟悉企業項目實施過程中的計劃、實施、控制、評價,從而勝任新課程體系的教學模式。
2.典型工作任務實施需要有相應的實訓場所、設備或仿真軟件,這必然對實驗實訓基地有較高的要求?；诠ぷ鬟^程的課程開發與實施要求有行業企業專家的參與,這也需要加大與企業合作力度。
3.按照新的課程體系進行教學需要有配套的教材、教學課件以及其他教學資源作為其有力的支撐。
因此,工作過程系統化的課程體系改革是一項復雜的系統構建工程,只有深入、及時、動態地進行崗位群能力需求調查,廣泛地與企業合作,才能有針對性地進行課程整合,形成滿足市場對人才培養需求的基于工作過程課程體系,只有加強師資隊伍、實訓基地、教學資源建設,才能培養出勝任特定崗位受市場歡迎的高技能人才。
參考文獻:
[1] 姜大源.職業教育學研究新論[M].北京:教育科學出版社,2007.
Abstract： Based on the analysis of the construction theory of industrial technology research institute， this article points out that in addition to industrial generic theory， triple helix theory and conjunction theory are also the theoretical basis of the construction of industrial technology research institute. The former indicates the necessary components of industrial technology research institute and the latter indicates the necessity of the construction of the institute. The practice of Yangzhou Numerical Control Machine Tool Research Institute is an example.
關鍵詞： 產業技術研究院；三螺旋理論；協同學理論
Key words： industrial technology research institute；triple helix theory；conjunction theory
中圖分類號：G642.4 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2013）29-0250-02
0 引言
隨著區域性產業技術創新蓬勃發展，通過借鑒先進國家和地區產業技術創新經驗，我國各省市分別建立了服務于本區域的產業技術研究院。例如，自2010年至2012之間，江蘇省內就成立了揚州數控機床研究院等九家省級產業技術研究院。[1]吳金希通過對世界上績效顯著的產業技術研究的共性分析和我國目前建設現狀，指出：“需要加強理論的研究，為工研院的建設實踐提供理論?！盵2]目前普遍認為：“產業共性技術理論是產業技術研究院構建的理論基礎。”[3、4]其觀點是，產業共性技術的基礎性、投資風險性等，這些就需要政府、科研機構和大學以及相關企業的共同參與[5、6]，那么，產業共性技術的基礎性和風險性就是眾多不同社會功能的機構共同參與的唯一原因嗎？若要回答該問題，還需要開展更深層次的理論基礎研究。由此，本文以揚州數控機床研究院為例，對產業技術研究院構建的理論基礎開展研究。
1 產業技術研究院構建原則
我國第一部系統研究產業技術研究院建設的學術專著《產業技術研究院的理論與實踐研究》將產業技術研究院定義為“以產業共性技術和關鍵技術為研究對象，以推進先進技術的產業化和提升產業結構層級為目標的研發機構。它是共性技術研發機構的一種有效形態。”[7]季松磊等人從組織模式角度，將產業技術研究院定義為“產業技術研究院模式是產學研合作研發實體模式的發展，它是以市場為導向，產業化為目標，致力于面向產業鏈的應用科技的研究開發，推動產業升級，引領新興產業發展的產學研合作科研研發機構。”[8]由此可見，產業技術研究院構建原則是以產學研緊密結合為基礎，整合區域科技資源，致力于共性技術、關鍵性技術和前瞻性技術的引進吸收和研究開發，促使成果的轉移和產業化，并創造經濟價值。
2 理論基礎
產業技術研究院的內涵和構建原則要求政府、科研機構、大學及企業作為組成要素參與合作、最大化利用科技資源，開展技術創新活動。為了進一步說明產業技術研究院構建的理論基礎，除了產業共性技術理論之外，也應從技術創新理論中尋找其理論基礎，即闡明為什么需要這些功能不同的“機構共同參與”和這些“機構共同參與”起到什么樣的效果。
2.1 三螺旋理論 受生物學上DNA的雙螺旋分子結構特征和分子生物學、結晶學中的三螺旋模式的啟示，Leydesdorff[9]和Etzkowitz[10]分別引進了三螺旋模型來分析大學—產業—政府之間的動力學機制。所謂三螺旋是一種新的創新模式，強調大學—產業—政府三方在創新過程中的密切合作、相互作用，每個機構都能夠扮演其他兩者的角色。
周春彥等人通過對國內外三螺旋理論研究的理論回顧，指出：“三螺旋模型在產學研合作方面的研究已經取得了很大的進展，但在具體的有效合作機制等方面仍需深入研究?！盵11]同樣，蔡翔等人也是通過三螺旋理論研究回顧，并指出：“三螺旋理論如何“借用”分子生物學中DNA螺旋結構理論中的知識來揭示大學—產業—政府之間的效應機制？”[12]如此可見，盡管三螺旋理論廣泛被用于產學研合作關系分析中，但它也只是給出了在知識經濟社會，開展技術創新活動中，多種社會相關要素參與的必要性和重要性。但缺乏形成政產學研組成技術創新體系的效應的
分析。
2.2 協同學理論 協同學理論是德國物理學家哈肯在研究激光理論的基礎上，于20世紀70年代初提出，1977年正式問世的[13]。協同學自創立以來，在自然科學、社會科學等多個領域的應用都取得了顯著的效果。協同學是一門研究關于系統內諸子系統相互合作，相互作用規律的科學，協同學理論從統一的觀點處理一個系統的各部分之間的關系，協同學處理問題的方法是一種綜合的方法，協同學注意從總體上把握對象，即著重研究各部分之間是如何以協同一致的動作來產生整體結構。協同學的含義有兩個：第一，協同學是一門關于系統內諸子系統相互合作，相互作用的規律的科學，它從統一的觀點處理一個系統的各部分之間的關系，導致宏觀水平上的結構和功能的協作。第二，協同學是多門學科相互協同和聯系的科學，鼓勵不同學科之間的協作。所謂“協同”指的是復雜系統中各組成要素之間，各子系統之間在操作運行過程中的合作、協同、同步。在宏觀上這一概念表現為整個系統的有序化。
哈肯認為：“協同學在經濟學上應用時，經濟系統也是一個很復雜的系統，其中有很多相互作用著的子系統。這些子系統是人，由于這些人經濟才能發展，這些子系統集合起來就構成了工廠、交通系統或通信系統等等各種各樣的社會系統。通常所采用的不是定量的描述方法，它屬于控制論的范圍。”[14]
協同學理論在技術創新體系中的應用，形成了技術協同創新體系，重點強調構成技術協同創新體系中各要素相互合作所產生的協同效應，即各要素不是簡單的機械混合，而是通過相互協作，形成一個有機融合的系統。其產生的效應也就是協同學的著名協同效應公式“1+1>2”[15]。
為此，三螺旋理論和協同學理論為產業技術研究院構建提供了技術創新方面的理論基礎。三螺旋理論說明了作為區域技術創新的載體產業技術研究院必須由政府、科研機構、大學以及企業要素組成；協同學理論進一步證明了產業技術研究院作為產學研合作的高級模式，其必要性是產生了傳統產學研合作所沒有的“1+1>2”合作效應。
3 揚州市數控機床研究院的啟示
回顧揚州數控機床研究院構建過程與目前產生的效果，對產業技術研究院構建的理論基礎在具體實踐中的應用給予了實證啟示。
3.1 研究院成立前 位于揚州市邗江區的數控金屬板材加工裝備產業是揚州市產業支柱之一，形成了以主機為龍頭企業的200余家組成的產業集群，涵蓋折、剪、沖、壓、割幾大類及其輔助、周邊設備。數控金屬板材加工裝備等企業。各企業為了增強市場競爭能力，提高產品科技含量，各企業分別與濟南鑄造鍛壓研究所、中科院沈陽自動化研究所、東南大學、南京理工大學、江蘇大學、南京航空航天大學、揚州大學等眾多國內知名科研院所、大學建立項目合作模式的產學研合作關系。
3.2 研究院成立至今 為了進一步增強揚州市數控金屬板材加工裝備產業在國內的競爭能力，揚州市政府通過對企業技術創新調研，發現企業與大學、科研機構合作積極性高，但其目的就是解決自身的專有技術，而對數控金屬板材加工裝備產業共性技術創新心力不足。在創建國家技術協同創新體系的背景下，于2010年4月，市政府以培育數控金屬板材加工裝備產業共性技術為前提，成立了市政府提供共性技術創新平臺和專用技術企業研發中心相對接的、服務于位于邗江區的數控金屬板材加工裝備產業集群的揚州數控機床研究院。
自數控機床研究院成立以來，揚州市數控板材加工裝備已占據30%的國內市場份額，成為了江蘇省數控機床產業的主要基地、國家級的數控金屬板材加工設備產業基地。被國家科技部火炬中心認定為國家火炬計劃邗江數控金屬板材加工設備產業基地；江蘇省政府在新一輪高新技術產業“雙倍增”實施綱要中將邗江數控機床產業列入重點發展的十大高新技術優勢產業；2010年年底邗江經濟開發區被江蘇省科技廳認定為“數控裝備科技產業園”。在數控機床研究院帶動下，揚州市數控金屬板材加工裝備產業共開發新產品523項，有191項通過科技成果鑒定并達到國際先進或國內領先水平；共承擔省級以上各類科技項目92項，其中國家高檔數控機床重大專項5項、國家重點火炬計劃4項、江蘇省重大科技成果轉化項目9項等；建成45個市級工程技術研究中心（企業技術中心）、23個省級工程技術研究中心（企業技術中心），8個省級博士后工作站。正如中國科學技術發展戰略研究院進行現場實際調研結果描述的：“揚州數控機床研究院建在揚州邢江區國家火炬計劃數控金屬板材加工設備產業化基地，數控機床產業基礎較好，擁有一批較大規模生產企業，吸引了10多家省外高校院所設立分支機構，創新需求及專業特色十分鮮明。”[1]
綜上所述，三螺旋理論和協同學理論為產業技術研究院構建提供了理論背景基礎，揚州數控機床研究院實踐表明：由政府、科研機構、大學以及企業構成的產業技術研究院，其效果大于原來分立的產學研項目合作模式。
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【關鍵詞】理論；實踐；創新；數控編程
一、如何進行理論教學
（1）引用多媒體技術，激發學生的學習興趣。在教學活動中充分利用網絡資源和課件的優勢。我們可以采取制作多媒體課件的辦法，把系統的組成框圖制作成圖片，使用動畫的方式，表示一段輸入信號從控制介質經數控裝置輸入到伺服系統，并將該信號以動畫的特點說明其被放大處理后驅動機床的運動部件驅動機床進行動作同時在系統的檢測裝置將檢測機床實際運動的檢測信號反饋回數控裝置和輸入信號進行比較，并調整機床的運動狀態。經過多媒體動畫演示后，學生不但理解了系統各組成部分的功能，也了解到了有無反饋信號的區別和意義，以及機床檢測裝置對機床的重要性。這樣，讓枯燥的講述變成了互相交流，既活躍了課堂氣氛，又激發了學生的學習興趣。（2）恰當運用數控加工仿真系統，充分發揮其在課堂教學中的作用。數控加工仿真系統主要應用于數控編程與操作這一理論教學課程，還可作為數控操作技能訓練的前期培訓工具。它既能解決學生實習時不熟悉數控系統操作及控制面板的問題，又可以大大提高學生的學習興趣，還能提高學生的編程能力及對不同數控系統不同數控機床的適應能力。它直觀形象，針對性強是進行數控機床上機實習前的必要一環，也是進行數控機床專業職業技能考核的一種有效的手段。
二、如何使理論教學和實訓保持一致
實踐教學與理論教學的整合并不是簡單的教學合并，而是從知識體系上的融合，具體根據各個知識模塊教學的需要設計實踐與理論融合的方式以及融合的比例。因此，我建議實習應按普通機床加工（如普車、普銑）仿真模擬訓練數控機床操作三步進行，避免因指令不熟而損壞數控設備。（1）充分利用多媒體教學結合現有的教具進行多元化教學。在講述數控編程時，我們都會給學生準備一些圖紙讓學生進行練習，如果我們在提供給學生圖紙的同時也提供一個已加工的工件的話，效果就比較好了。對于初學編程的學生需要將零件的圖紙和零件結合起來，讓學生了解到程序運行的結果就是這個工件了，使學生學會能夠根據工件的實際特點確定加工方式，能根據工件的最后幾何形狀主動思考編程過程中存在的問題，并提出問題進行解決。雖然在這個過程中我們只提供了一個完整的工件，但看似簡單的一個過程卻將學生從被動接受的角色轉換成主動思考的角度了。這一轉換不但提高了學生學習的效率，而且使學生在學習中逐漸掌握了正確的學習方法，而這一點才是最重要的。（2）師資隊伍的建設，對數控教師進行再培養。教師是課程建設與組織教學實施的主體，其素質高低直接影響課堂教學目標的實現，而數控專業又是一門工程實踐性的學科，且發展很快，對從事數控專業的教師而言，應既是知識的傳播者，也是實踐的示范者。因此，作為數控專業的教師必須加強“雙師型”能力的培養。作到臺上能講，臺下能做，理論聯系實際，才能真正地把這一門課上好。
三、如何使專業課和企業生產保持一致
（1）在安排學任務時候，要根據學生特點，專業要求，理論課要求，實踐課要求合理安排教學計劃，做到合情合理，同時要有舍有得，不能一把胡子全抓，要根據具體情況合理分析，做出合理的判斷。（2）教學內容以“學生能學會什么教什么，怎樣貼近工廠實際情況怎樣教”為原則，刪繁就簡提煉精華，不拘泥于教室授課的形式，將某些章節的課堂放到車間中去，力求將所教授的知識以最直觀的感受傳遞給學生，讓學生能夠想到、看到、摸到。譬如在講“工件坐標系和程序零點”的內容時，應將書本中關于講解工件坐標系與機床坐標系關系的繁復內容全部刪掉，只需告訴學生機床坐標系為固定的，而工件坐標系是人為設定的，將學生帶到車間以車床為實際例子講解具體的設定方法和原則，這樣并不影響車間的正常實習秩序，相反車間正在實習的學生反而為理論課的學生們提供了很好的示例，
職業教育要以就業為導向，以服務生產第一線為目的。困則思變，只有在不斷的變化和嘗試中我們才能真正的做到傳道、授業、解惑。隨著機械制造業的發展和更多的新技術的出現，職業學校的老師必然面臨著更多的考驗，如何讓學生掌握實用技術、技能，更有效地提高教學效率，是我們永恒的探討主題。
參 考 文 獻
[1]羅必新，付冬梅．對現代啟發式教學的思考與展望[J]．科學教育.2008，14（6）：1～3
[2]繆麗萍．高校多媒體有效性問題探討[J]．黑龍江高教研究．2010，（6）：165～166
