智能制造背景下高職數控加工實訓教學改革研究

石磊

摘? ?要：為了更好地適應產業發展所需，文章就智能制造相關企業對數控加工專業人才的需求展開分析，并以此為基礎探索高職數控加工實訓教學改革路徑。高職教師應采用遞進式項目教學法實施案例教學，并有目的性地改革教學手段，通過教學體系的完善與優化，實現對數控加工專業人才的更好培養。

關鍵詞：智能制造;高職;數控加工;實訓教學改革

1? ? 智能制造背景下數控加工發展現狀

智能制造背景下，數控加工最顯著的特征為與工業機器人的組合，即在工業機器人的幫助下完成上下料與工序間轉換的加工輔助工作。采用不同的使用與生產方式，1臺工業機器人可替代1～3名工人，以下是當前兩種較為典型的工業機器人應用方式。

1.1? 機器人固定式

機器人固定式即機器人固定且以其為中心，各型機床分布在其周邊加工各類零件，可以是1對1、1對2、1對3等方式，圖1為常用形式。根據加工工序，1臺工業機器人在中心與相同或不同類型的機床實現1～N道工序的串聯組合[1]。

1.2? 機器人移動式

機器人移動式即機床按一定規則排列，工業機器人在其周圍移動，對各類零件進行加工，同樣可以是1對1，1對2，1對3等方式，圖2為常用形式。根據加工工序，1臺工業機器人在周邊與相同或不同類型按某種規律排列的機床實現1～N道工序的串聯組合。

兩種數控機床與工業機器人的組合方式可結合加工所需與場地等因素靈活選用，標準為用最低的成本、在最短時間內完成質量最優的零件加工。

2? ? 智能制造相關企業對數控加工人才的需求

對于高職院校而言，怎樣為智能制造提供更好的服務，進行與制造業發展所需相適應的人才培養，需要展開深入的研究。在“中國制造2025”所帶來的機遇與挑戰并存的背景下，培養以智能制造為面向對象的數控加工專業人才，既是專業發展所需，又是為企業輸送優秀智能制造人才的重要渠道。對此，出于掌握高職數控加工專業發展與建設現狀、了解智能制造相關企業對數控加工人才需求等的目的，以智能制造大中小型數控加工企業員工、從事智能制造工作的高職數控加工專業畢業生為對象，展開關于智能制造方向數控加工人才需求及其培養的調研，取得以下調研結果。

（1）企業的數控化發展水平非常快，特別是在汽車制造與航空航天等領域，智能制造生產線以及智能制造單元等正在逐漸對傳統的制造方式進行取代。近年來，數控加工設備正在由功能單一的數控車銑床與加工中心向五軸聯動、六軸聯動以及車銑復合迅速轉變，企業的經濟效益由此實現大規模的增加。此外，智能制造企業加快并擴大了對智能制造系統與開放式數控加工系統等的應用，數字化車間逐漸形成。伴隨著大環境的改變，企業呈現出飛速發展之勢，要想培養出與企業發展所需相適應的智能制造人才，高職院校必須緊緊跟隨時代發展的步伐[2]。

（2）智能制造并非簡單的機器對人的替代，對于智能制造相關企業而言，他們對機械復合型人才的需求量大幅度增加。調研數據指出，80%的智能制造企業正在致力于智能化的升級與改造，分析這一發展趨勢，5年內企業對智能制造相關人才的需求必將越來越大。此外，調研結果進一步表明，企業對高水平的數控加工人才同樣有著迫切的需求，當前，較多的智能制造企業面臨著懂工藝、精編程、能維修、會控制的高水平數控加工技術人才欠缺的難題。

3? ? 基于智能制造的高職數控加工實訓教學改革

五軸加工中心、車銑復合中心、3D打印等新技術的出現對制造業的迅速發展形成推動，產品的生產在精度上實現了新的突破。對此，高職數控加工專業需要進行實訓教學的改革，在教學過程中將新技術引入，讓學生更好地同世界接軌，通過在教學計劃研究中應用新技術，適應學生乃至社會發展所需。以計算機輔助設計/計算機輔助制造（Computer Aided Design/Computer Aided Manufacturing，CAD/CAM）技術為例，其以現代計算機圖像處理與網絡等技術為支持，在數據庫中集成各種圖像數據、工藝信息以及加工數據，進行高度一體化的信息處理，為現代化制造理念提供支持，成為現代工業制造的基礎。高職院校應以原有的數控加工實訓為基礎，改革教學工作，不斷完善與優化教學體系。

3.1? 采用遞進式項目教學法實施案例教學

以零件加工實訓教學為例，劃分初級、中級與高級3個梯度層次，采用案例的方式進行教學內容的講解。學生分成不同的小組，各小組分別領取任務案例，以團隊協作的形式完成各小組的任務。在實訓教學環節，教師應做好準備工作，為學生提供具有指導意義的典型加工案例、難度等同但內容不同的案例加工圖紙等資源。高職院校應配備職業技能鑒定題庫，教師以題庫中的案例為主，根據不同的加工圖紙為學生講解案例。

3.2? 改革教學手段

以案例教學為主要的教學方法，通過案例的講解讓學生更好地了解與掌握數控加工程序編制，將他們的學習熱情充分地激發出來，提高其動手能力，以勝任程序編寫工作。教師通過對案例的分析與講解，讓學生更好地思考，培養其舉一反三的能力。

在數控加工的機床操作部分，可以讓學生使用數控加工仿真軟件系統，進行虛擬環境下的模擬與加工操作，之后，將經過模擬實驗所確定的數控加工程序導入到實際的數控加工機床中，進行實體加工與處理。

在實訓教學環節，教師應將示范教學的作用發揮出來，學生對教師的講解與示范進行認真學習與觀察，在示范結束之后，學生主動練習使用數控基礎加工設備。在實際的案例講解過程中，學生能夠掌握相關問題的解決方法，教師可針對不同的問題與解決方法，分類別地向學生下發加工案例，讓他們基于所學知識進行加工與處理，培養問題解決能力以及數控加工技能與技巧。出于對數控加工設備數量有限的考慮，實訓環節應采取輪換式教學模式，以班級為單位進行實訓教學大組的劃分，之后，將大組進一步劃分為小組，開展有針對性的實訓教學。

4? ? 結語

高職院校數控加工專業實訓教學體系的制定與實施應遵循密切結合社會發展所需的原則。分析當前社會的發展現狀，我國正處于智能制造的發展背景下，高職數控加工實訓教學同制造業就業市場有著十分密切的聯系，在當下，應服務于智能制造相關專業的人才需求以及數控加工專業的培養目標來進行教學工作的改革。實際上，高職數控加工實訓是學生在校的一個重要實踐項目，教育教學與改革工作者應采取相應的手段與措施，讓學生在實訓中真正學有所得，懂得怎樣將理論與實踐更好地結合起來，順利邁向自己的工作之路。

[參考文獻]

[1]李曉峰，李彩霞.高職數控加工類課程的開放實訓教學探索[J].科教文匯，2018（5）：101-102.

[2]潘東.面向智能制造方向數控技術專業人才需求及對策研究[J].科技視界，2018（24）：82-83.