對高職實訓有效運用先進數控機床的幾點思考

周 云 曦，陳 怡

對高職實訓有效運用先進數控機床的幾點思考

周 云 曦，陳 怡

工科類高職院校都建有車工實訓中心和普通數控加工實訓中心，隨著科技發展和專業深入改革，高檔數控機床進入了校園，為培養高素質高技能人才提供了硬件基礎。如何使用好機床并保證機床安全，成為設備使用者必須解決的問題。有必要就此做出分析，提出相應對策，為先進數控機床在高職實訓中有效安全的運用提供參考。

高職實訓;有效運用;先進數控機床;機床安全

隨著社會進步和人們生活水平的提高，市場需要具有鮮明特色、更能符合顧客個人要求樣式和功能千差萬別的產品。激烈的市場競爭迫使傳統的大規模生產方式發生改變，要求對傳統的零部件生產工藝加以改進。經過10年的快速發展，運用普通數控機床加工產品在機械加工行業中已基本普及化。通過10年的發展，常州科教城5所高職院校也為數控加工行業提供了大量技術型人才。目前長三角地區制造業正在經歷轉型升級的變革，運用普通數控機床加工正在向運用先進高檔數控機床加工轉變。常州科教城現代工業中心也緊抓市場需求，2013年，立項建設先進制造技術實訓基地，面向5所高職院校共享，培養高端數控加工人才。

先進制造實訓是對機械加工實訓、普通數控加工實訓、模具制造實訓的技術提升。先進制造實訓基地的實訓機床由于價格高、國外對華技術壁壘等原因，各型號機床數量少。同時，由于是進口高檔機床，機床的維護維修成本高?；谏鲜鲈?，筆者針對先進機床特點，對先進數控機床在高職實訓中運用提出幾點思考。

一、訂單培養，小班實訓

常州科教城現代工業中心機械加工實訓基地、數控加工實訓基地、模具制造實訓基地在各工種實訓中，安排2名實訓指導教師指導一個專業班級的學生，學生根據設備臺套數分為4－5人/臺。先進制造實訓基地現在分為車銑復合加工(4臺)、五軸聯動加工(3臺)、虛擬加工3個實訓區。顯然，現有的設備臺套數無法滿足一個專業班級學生實訓需求。

先進制造實訓基地是圍繞江蘇省從制造大省走向制造強省的戰略目標，滿足機械制造產業轉型升級的需要，立足機械、模具制造、醫療器械制造等領域，以提高機械制造水平為重點，搭建的多軸、高速、高效的機械制造技術平臺。以先進機械制造技術類專業人才培養模式改革為主線，完善實訓體系，開發實訓課程、教材及信息化資源，建設現場遠程教學終端，搭建的先進機械制造技術高職教育優質實訓課程資源共享網絡平臺。培養服務模具制造、醫療器械制造等領域，掌握數控高速加工、多軸復合加工等技術的高端技能型專門人才。通過分析實訓基地建設定位可以發現，人才培養是在現有機械人才培養基礎上的提高。因此，進入實訓基地實訓的學生都是在第3學年根據模具、醫療器械等企業訂單培養需求重新整合組班而成，通常人數在20－30人。

表1 先進數控機床操作根據訂單培養需求重新整合組班情況

通過上表分析，基本可以保證每臺設備實訓人數與傳統加工實訓人數基本相當，從而保證學生實訓質量和實訓安全，避免人多手雜、教師指導不及時而產生機床碰撞事故。

二、資源共享，遠程教學

先進制造實訓基地主要是面向科教城內學生的集中實訓。由于科教城整體布局因素，先進制造技術方面的課堂理論教學不方便進入實訓基地開展。實訓基地在建設中未雨綢繆，提前思考，主要從兩個方面使實訓中心的資源共享最大化。

首先，先進制造技術實訓基地在建設中，在各臺機床設備旁配備計算機并接入基地局域網，整個基地局域網絡通過終端交換級接入INTERNET，同時考慮遠程教育的需求購置了便攜式攝像機等器材。各校教師向基地提前預約，提出教學需求;基地根據教師的需求，統一調度安排，在教師進行課堂教學時，由基地安排實驗人員進行設備操作。通過攝像等多媒體手段，將教學內容傳入課堂，使教師、學生、實驗現場三位一體互動，實施遠程教學。

第二，實訓基地不僅服務大學城內師生，更應該面向企業員工、全國職業院校師生發揮其資源效能。因此，實訓基地組織5院教師共同開發課程、教材，建設數字化資源庫。數字化資源庫建成后，各類人員可以充分利用網絡課程，構筑網絡學習交流平臺，實現網上教學、網上練習和網上答疑及在線練習與考核，實現優質資源共享。

三、虛擬技術，仿真運用

先進數控機床操作使用難度大，誤操作容易發生機床碰撞事故。在進行實訓過程中，必須將虛擬設備與現實設備相結合，在交互式的虛擬仿真環境中，對機械產品的零部件進行測量、裝夾、編程、加工等操作。在操作過程中，系統提供實時的程序檢驗、加工刀具干涉檢測等功能;加工結束后，系統能記錄制造過程的所有信息，并生成視頻錄像，供師生隨后分析使用，以提高教學效果。

在虛擬環境下生產的制造過程信息通過分析確認無誤后，指導教師指導學生進入真實環境進行實訓加工。虛擬技術運用不僅可以提高設備使用安全性，而且配合小班分組實訓，可以有效解決現實設備數量不足的問題。

四、調節參數，保護機床

虛擬仿真技術運用通過“軟保護”來保障機床實訓安全。實訓中心管理者還需要通過“硬保護”來保障機床實訓安全。主要從以下幾方面來保障：(1)學生實訓練習零件通常尺寸較小，加工深度淺。實訓中心管理員通過分析比較實訓零件的尺寸、結構特點，可以將機床行程軟極限設定在較小范圍內。當學生編程發生錯誤時，機床運動可以超程報警保護機床。(2)先進數控設備主軸屬于高速主軸，轉速高。學生實訓加工的轉速通常不超過5000r/m in，管理員將機床轉速極限設定小于5000 r/m in，可以避免學生誤輸轉速引起刀具高速旋轉折斷傷人事故。(3)指導教師通常每臺設備安排1人，在設備上設定“student”和“teacher”兩級操作權限，學生的加工操作只有在指導教師審查后方可以開始加工。指導教師成為保障機床安全運行的最后也是最有效的防線。人防和技防兩項防護措施同時雙管其下，才是保障設備安全、保證實訓有序開展的有效方法。

先進數控機床在國內高職院校中仍然屬于稀缺資源，常州科教城對先進制造實訓基地集中建設、5院共享的機制有效提高了設備的利用率。通過“軟”“硬”兩方面的設備保護措施，保障了設備實訓的有序進行，同時，通過網絡資源傳播將先進優質資源共享，為國民經濟發展提供服務。

G712

A

1674－7747(2014)09－0065－02

周云曦，男，江蘇常州機電職業技術學院講師，碩士，主要研究方向為數控技術應用專業教學。

［責任編輯 陳國平］