對(duì)數(shù)控技術(shù)教學(xué)實(shí)訓(xùn)設(shè)備配置的思考

摘要：針對(duì)高等職業(yè)技術(shù)院校在數(shù)控技術(shù)實(shí)訓(xùn)設(shè)備配置中存在的一些誤區(qū)，分別從數(shù)控機(jī)床的比例、數(shù)控系統(tǒng)的功能及數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)三方面，提出既能充分滿足教學(xué)實(shí)訓(xùn)要求，又不陳舊落后，且能體現(xiàn)數(shù)控技術(shù)發(fā)展水平的實(shí)訓(xùn)設(shè)備。

關(guān)鍵詞：數(shù)控；實(shí)訓(xùn)；思考

近年以來(lái)，國(guó)家為加快和鞏固高技能人才的培養(yǎng)，提高中國(guó)制造業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力，出臺(tái)許多了政策措施，目的在提升先進(jìn)制造技術(shù)在機(jī)械制造業(yè)中的含量。數(shù)控技術(shù)作為先進(jìn)制造技術(shù)的核心，是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化、揉性化和集成化的基礎(chǔ)，具備超一流的數(shù)控應(yīng)用技能，已經(jīng)成為企業(yè)用人的重要標(biāo)準(zhǔn)。作為培養(yǎng)高技能人才的職業(yè)技術(shù)院校遇到了前所未有的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，各院校紛紛設(shè)立與數(shù)控技術(shù)有關(guān)的專業(yè)，并對(duì)傳統(tǒng)制造類專業(yè)教學(xué)計(jì)劃進(jìn)行調(diào)整，增開(kāi)數(shù)控技術(shù)課程，取得了可喜的成果，使我們感到數(shù)控技術(shù)后備人才的培養(yǎng)大有希望。

但是，受到歷史原因和各種條件限制，許多院校在選擇數(shù)控實(shí)訓(xùn)設(shè)備時(shí)，缺乏對(duì)市場(chǎng)的深入調(diào)研和數(shù)控技術(shù)未來(lái)發(fā)展前景的了解，盲目從事，人云亦云，特別是新建院校，更是無(wú)從下手，很容易產(chǎn)生各種誤區(qū)，最終導(dǎo)致選擇的數(shù)控設(shè)備不合理，不適用，缺乏瞻前性，給學(xué)校的發(fā)展設(shè)置了難于逾越的瓶頸。

就此，筆者從一個(gè)數(shù)控技術(shù)教學(xué)者的角度談?wù)効捶ā?/p>

合理數(shù)控設(shè)備的比例

合理數(shù)控設(shè)備的比例，是要解決的首要問(wèn)題。現(xiàn)在很多學(xué)校的數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)都是以數(shù)控車床為主，銑床為輔，其比例大約是10比1～2左右，其原因主要有以下幾點(diǎn)：（1）車床加工范圍很大，各種類型零件的首道工序幾乎都可以在車床上完成，現(xiàn)在車床幾乎占整個(gè)金屬切削機(jī)床的30%左右；（2）車床在價(jià)格上比銑床便宜得多，容易接受，特別是國(guó)產(chǎn)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床價(jià)格優(yōu)勢(shì)更明顯；（3）車床生產(chǎn)廠家多，歷史悠久，技術(shù)相對(duì)成熟，供貨范圍廣。

而今，隨著先進(jìn)制造方法的廣泛應(yīng)用，傳統(tǒng)的加工方法受到挑戰(zhàn)。首先，車削加工將不再是金屬切削的主要方法，數(shù)控車床的價(jià)格優(yōu)勢(shì)已不很明顯，特別是數(shù)控車床是二軸連動(dòng)控制，生成程序簡(jiǎn)單，加工范圍受到很大限。其次，從發(fā)展的眼光看，我們生活在三維空間里，數(shù)控銑床是三軸聯(lián)動(dòng)，能形象地描述零件幾何體的形狀，更有效地訓(xùn)練學(xué)生的思考方式和動(dòng)手能力，越來(lái)越多的零件由原來(lái)的直接加工轉(zhuǎn)變?yōu)橛赡＞咧圃斐鰜?lái)，而適合模具制造的數(shù)控銑床（加工中心）會(huì)越來(lái)越多。再次，CAD/CAM的發(fā)展使三維設(shè)計(jì)廣泛應(yīng)用于實(shí)際加工，特別是應(yīng)用于模具制造中，數(shù)控銑床與CAD/CAM的無(wú)縫對(duì)接把模具制造推向前所未有的嶄新時(shí)代。企業(yè)對(duì)數(shù)控銑床（加工中心）的需求量明顯上升，熟練其操作、能編程、懂調(diào)試、會(huì)維修的復(fù)合型人才備受青睞。

鑒于以上原因，作為培養(yǎng)數(shù)控技術(shù)應(yīng)用人才的職業(yè)技術(shù)院校，應(yīng)逐步加大數(shù)控銑床在數(shù)控實(shí)訓(xùn)設(shè)備中的比例，將實(shí)訓(xùn)重點(diǎn)由原來(lái)的數(shù)控車床為主的兩軸聯(lián)動(dòng)加工，逐步過(guò)渡到以數(shù)控銑床（加工中心）為主的三軸聯(lián)動(dòng)加工，這樣培養(yǎng)出來(lái)的學(xué)生將更符合社會(huì)的需求。可以想象，一個(gè)只懂?dāng)?shù)控車床操作和簡(jiǎn)單二維G代碼的畢業(yè)生與一個(gè)既會(huì)數(shù)控銑床操作、又懂三維編程的畢業(yè)生相比，就業(yè)的幾率和待遇差距會(huì)很大。

優(yōu)化數(shù)控系統(tǒng)的配置

數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的核心，影響著數(shù)控機(jī)床的技術(shù)性能和功能范圍。而專用CNC系統(tǒng)之間互不兼容的弊病，使數(shù)控機(jī)床不能在不同廠商的不同平臺(tái)上運(yùn)行，所以，開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)是未來(lái)數(shù)控機(jī)床發(fā)展的趨勢(shì)。眼下國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上數(shù)控機(jī)床所配備的數(shù)控系統(tǒng)多為FANUC—Oi和SIEMENS—802系列系統(tǒng)，各種版本的數(shù)控技術(shù)教科書也都是以上述兩種系統(tǒng)為模板編寫的，所以選擇配有以上兩種系統(tǒng)的數(shù)控實(shí)訓(xùn)設(shè)備是理所當(dāng)然的，但是這兩種系統(tǒng)相對(duì)價(jià)格比較便宜，功能相對(duì)比較弱，屬于普通型數(shù)控系統(tǒng)，是日本FANUC公司和德國(guó)西門子公司配套給國(guó)外機(jī)床制造商的。日本FANUC公司和德國(guó)西門子公司現(xiàn)在已經(jīng)不用上述系統(tǒng)配備數(shù)控機(jī)床了，而是用FANUC160i/180i/210i、SIEMENS840Di，因?yàn)檫@些數(shù)控系統(tǒng)都是開(kāi)放式的，屬高端系統(tǒng)，其功能齊全，價(jià)格昂貴。

所以，在選擇數(shù)控機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)時(shí)，可以選擇一定量的FANUC—Oi和SIEMENS—802系列系統(tǒng)，同時(shí)也要考慮選擇一定量的其他系統(tǒng)，特別是開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)，盡量做到合理配置，既有經(jīng)濟(jì)型、普通型，又有少量高檔型。考慮到學(xué)校主要是用于培訓(xùn)和教學(xué)，對(duì)機(jī)床的精度要求不高，為了緩解資金壓力，一般應(yīng)盡量選擇國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床。

先進(jìn)的機(jī)床結(jié)構(gòu)配置

數(shù)控銑床在結(jié)構(gòu)上大體經(jīng)過(guò)了三個(gè)階段。

初期數(shù)控銑床的主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是工作臺(tái)升降式，與普通銑床工作臺(tái)結(jié)構(gòu)基本相同，工作臺(tái)除在X和Y方向運(yùn)動(dòng)外，還要隨升降臺(tái)在Z方向上下運(yùn)動(dòng)，這種結(jié)構(gòu)的最大缺點(diǎn)是Z軸伺服電機(jī)要承受包括工作臺(tái)、工件重量及切削力等負(fù)載，運(yùn)動(dòng)控制困難，不利于加工速度和加工精度的提高，應(yīng)作為回避的對(duì)象。

第二階段即在我國(guó)最常見(jiàn)的床身式數(shù)控銑床，其特點(diǎn)是工件只隨工作臺(tái)在X和Y方運(yùn)動(dòng)，Z軸方向由滑座帶主軸上下運(yùn)動(dòng)，受國(guó)外產(chǎn)品的影響，機(jī)床在主軸單元、數(shù)控刀架和轉(zhuǎn)臺(tái)、刀庫(kù)和機(jī)械手、滾動(dòng)絲杠副、滾動(dòng)直線導(dǎo)軌等數(shù)控機(jī)床功能部件及刀具刀柄有了明顯改進(jìn)，機(jī)床的可靠性、速度和精度有了很大提高，現(xiàn)在工廠里多數(shù)銑床幾乎都是這種結(jié)構(gòu)，應(yīng)作為重點(diǎn)選擇的對(duì)象。

第三階段即龍門式結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的最大好處是機(jī)床的剛性好，因而精度容易提高，速度也快，在我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)得到了非常迅速的推廣和應(yīng)用，是數(shù)控銑床結(jié)構(gòu)的發(fā)展趨勢(shì)，在資金允許的情況下可適量考慮選擇，體現(xiàn)數(shù)控實(shí)訓(xùn)設(shè)備的不凡實(shí)力。

經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床的結(jié)構(gòu)與普通臥式車床基本相同，其主要特點(diǎn)是水平床身，前置轉(zhuǎn)塔刀架，價(jià)格低，應(yīng)用范圍廣，現(xiàn)在工廠里多數(shù)數(shù)控車床幾乎都是這種結(jié)構(gòu)，應(yīng)作為主要選擇對(duì)象，在資金允許條件下，可選擇適量?jī)A斜床身后置刀架型結(jié)構(gòu)，以擴(kuò)展學(xué)生的知識(shí)面和對(duì)數(shù)控車床的全面認(rèn)識(shí)。

另外，選擇一定量的其他數(shù)控設(shè)備如數(shù)控高速雕刻機(jī)、數(shù)控電火花線切割機(jī)、數(shù)控電火花成型機(jī)、數(shù)控對(duì)刀儀等，從實(shí)用性、價(jià)格及加工功能范圍來(lái)看都是很有必要的。

總而言之，數(shù)控技術(shù)教學(xué)設(shè)備配備要受到許多因素特別是資金和理念的影響，集有限資金，如何配置既能充分滿足教學(xué)實(shí)訓(xùn)要求，又不陳舊落后，且體現(xiàn)數(shù)控技術(shù)發(fā)展水平的數(shù)控設(shè)備，是值得職業(yè)技術(shù)院校深思和考慮的問(wèn)題。

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作者簡(jiǎn)介：

韓玉林，寶雞職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師，研究方向?yàn)閿?shù)控技術(shù)及應(yīng)用。