数控技术专业

数控技术，简称数控（Numerical Control信線 ）即采用数字控制的方法對(duì)某讀能一工作過(guò)程实现自动控制的技术。它所控制的通常是位置、角度、速亮務度等机械量和与机械能(néng)量流向(xià鄉樂ng)有关的開(kāi)关量。数控的产生依赖于数据载体和二進(動錢jìn)制形式数据运算的出现。

培养目标

培养掌握数控原理、数控编程和数控加工等方面(m從秒iàn)的专业知识及操作技能(néng)，从事(shì)数控程序编制、数控设車來备的操作、调试、维修和技术管理，数控机日和床加工程序的编制、数控机床的操作、调试和维修，現坐数控设备管理的高级技术应用性专门人才。

培养要求

本专业是为培养學(xué)生从事(shì)数控加工見熱、机械产品设计与制造、生产技术管理等方面(mi生有àn)的高等工程技术应用型人才，是具有实用技能(néng)特点的特色专嗎遠业。要求學(xué)生能(néng)是玩在生产现场从事(shì)产品制造、開(kāi)發(fā)對美工作，或在技术部门从事(shì)工艺、管理工家我作。主要培养學(xué)生数控编程、加工及数控车床視船、数控铣床、数控加工中心及其它数控设备的操作维修、维护方面舞玩(miàn)的理论知识和专业知识。

發(fā)展历史

1948年，美國(guó)帕森斯公司接受美國(guó)空军委托書西，研制直升飞机螺旋桨叶片轮廓检我習验用樣(yàng)板的加工设备。由于樣(y新自àng)板形状复杂多樣(yàng)動草，精度要求高，一般加工设备难以适应，于是提出采用数字脉上區冲控制机床的设想。

1949年，该公司与美國(guó)麻省理工學(xué)就理院(MIT)開(kāi)始共同研究，并于1952年试制成(chéng)功第一台三坐标数控铣床，当時(shí)的数控装置采可器用电子管元件。

1959年，数控装置采用了晶体管元件和印刷电在上路板，出现带自动换刀装置的数控机床，称为加工中心( MC Machining Ce志喝nter)，使数控装置進(jìn)入了第二代。

1965年，出现了第三代的集成(chéng)电路数控理視装置，不仅体积小，功率消耗少，且可靠性提高老森，价格進(jìn)一步下降，促進(jìn)了数控机床讀綠品種(zhǒng)和产量的發(fā)展農見。

60年代末，先後(hòu)出现了由一台计算机直接控制多台机床的直接数控系统(简称 DNC)，又称群控系统；采用小型计算机控制的计算机数控系统(简称 CNC)，使数控装置進(jìn)入了以小型计算机化为特征的第好電四代。

1974年，研制成(chéng)功使用微处理器和半导日書体存贮器的微型计算机数控装置(简称 MNC)，這(zhè)是第五代数控系统。

20世纪80年代初，随著(zhe)计算机软、硬件技术的發(fā)展，出现了能(néng)事少進(jìn)行人机對(duì)话式自动编制程序的数控装置；数控装置愈得靜趋小型化，可以直接安装在机床上；数控机床的自动化程度進(jìn)一步提高，具有內厭自动监控刀具破损和自动检测工件服冷等功能(néng)。

20世纪90年代後(hòu)期，出现了PC+CNC智能(néng)数控系统，即以PC机为控制系统的硬件部分，在PC机上安装NC软件系统，此種(zhǒng)方式系统维护方便，易于实相男现网络化制造。

数控技术也叫(jiào)计算机数控技术（Computerized Numerical Control中弟 简称：CNC），它是采用计算机实现数字程序控制服店的技术。這(zhè)種(zhǒng)技术用计算机按事(shì)先存贮的控制飛公程序来执行對(duì)设备的控制功能(néng)東請。由于采用计算机替代原先用硬件逻辑电路组成(chéng房國)的数控装置，使输入数据的存贮、处理、运算、逻辑判断等各種(zhǒ山雪ng)控制机能(néng)的实现，均可以通過(guò)计算机软件来完成(c歌得héng)。数控技术是制造业信息化的重要组是師成(chéng)部分。

發(fā)展前景

数控技术和数控装备是制造工业现代化的重要基础。這(zhè)个基础要時是否牢固直接影响到(dào)一个國慢坐(guó)家的經(jīng)济發(fā)展和综合國(guó)力，关系到(dà從得o)一个國(guó)家的战略地位。樹水因此，世界上各工业發(fā)达國(guó)家均采取重大措劇體施来發(fā)展自己的数控技术及其产业。

在我國(guó)，数控技术与装紅民备的發(fā)展亦得到(dào)了高度重视，取得了相当大的進(j科朋ìn)步。特别是在通用微机数控领域，以PC平台为基础的國(guó)产数控系统，已經畫我(jīng)走在了世界前列。但是，我國(guó)在数控技术研究和产业發(fā)如視展方面(miàn)亦存在不少问题，特别是在技术创新能(會藍néng)力、商品化進(jìn)程、市场占有率等方面(m現件iàn)情况尤为突出。在新世纪到(dào)来時(s體水hí)，如何有效解决這(zhè)些问题，使我國(g麗但uó)数控领域沿著(zhe)可持续發(fā)展的道(dào)路，从整体上金這全面(miàn)迈入世界先進(jìn)行列，使我们在國(guó)际竞争什訊中有举足轻重的地位，將(jiāng)是数控研究開(kāi)器數發(fā)部门和生产厂家所面(miàn)临的重要任务。 　为完成(chéng)此任务，首先必须确立符合中國(g化舞uó)國(guó)情的發(fā)展道(dào)路也地。为此，本文从总体战略和技术路线兩(liǎng)个层次及数控系统、功能國車(néng)部件、数控整机等几个具体方面(miàn)探嗎來讨了新世纪的發(fā)展途径。

数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成(ch愛熱éng)为工业化的象征，而且随著(zhe)数控技术的不断發(人湖fā)展和应用领域的扩大，他對(duì)國(guó遠議)计民生的一些重要行业（IT、汽车、轻工、医疗等）的發(fā)訊什展起(qǐ)著(zhe)越来越重要的作用，因为雜山這(zhè)些行业所需装备的数字化已是现代發(fā)展的大趋势,世界上数控技术及其装备發(fā)展的趋势来看，其主要研究热点有以下几个方歌遠面(miàn)：

高速、高精加工技术及装备的新趋势

效率、质量是先進(jìn)制造技术的主体。外熱高速、高精加工技术可极大地提高效率，提高产品的质量和档匠看次，缩短生产周期和提高市场竞争能(néng)力。樹紙为此日本先端技术研究會(huì)將(jiāng)其用什列为5大现代制造技术之一，國(guó可舞)际生产工程學(xué)會(huì)（CIRP）將(jiāng)其确定为21世纪的中心研究方向(xiàng)之一。 　在轿车工业领域，年产30万辆的生产节拍是40秒/辆，而且多品種(zhǒng)加工是轿车装备必须解决的重点问题之一；動舊在航空和宇航工业领域，其加工的零部件多頻市为薄壁和薄筋，刚度很差，材料为铝或铝她刀合金，只有在高切削速度和切削力很小的情况下，才能(明水néng)對(duì)這(zhè)些筋、這和壁進(jìn)行加工。采用大型整体铝合金坯廠數料“掏空”的方法来制造机翼、机身等大型零件来替代多唱日个零件通過(guò)众多的铆钉、螺钉和其他联结方式拼装，使构筆化件的强度、刚度和可靠性得到(dào)提高。這(zhè)些都(dōu)對他北(duì)加工装备提出了高速、高精和高柔性的大作要求。 　从EMO2001展會(huì)情况来看，高速加工中心進(jì麗內n)给速度可达80m/min，甚至更高，空运行速度可达100m/min左右。世界上许多汽车厂，包括我國(guó)的術上上海通用汽车公司，已經(jīng)采用以高速加工中心组成(chéng)的間請生产线部分替代组合机床。美國(guó)CINCINNATI公司的HyperMach机床進(jìn)给速度最大达60m/min，快速为100m/min，加速度达2g，主轴转速已达60000r/min。加工一薄壁飞机零件，只用30min，而同樣(yàng)的零件在一般高速铣床加工需3h，在普通铣床加工需8h；德國(guó)DMG公司的双主轴车床的主轴速度及加速度分别达12*1000r/mm和1g。 　在加工精度方面(miàn)，普通级数控机床的加工精度已由10μm提高到(dào)5μm，精密级加工中心则从3～5μm，提高到(dào)1～1.5μm，并且超精密加工精度已開(kāi)始進現資(jìn)入纳米级(0.01μm)。 　在可靠性方面(miàn)，國(guó)外数控装置的章農MTBF值已达6 000h以上，伺服系统的MTBF值达到(dào)30000h以上，表现出非常高的可靠性。为了实相我现高速、高精加工，与之配套的功能(néng)部件如电主轴、直线放和电机得到(dào)了快速的發(fā)展，应用领域進放內(jìn)一步扩大。

五轴联动加工和复合加工机床快速發(fā)展

采用5轴联动對(duì)三维曲面(miàn)零件錯短的加工，可用刀具最佳几何形状進(jìn)行切削，不仅光洁度高中笑，而且效率也大幅度提高。一般认为，1台5轴联动机床的效率可以等于2台3轴联动机床，特别是使用立方氮化硼等超硬材料铣刀進(jìn)行高速他間铣削淬硬钢零件時(shí)，5轴联动加工可比3轴联动加工發(fā)挥更高的效益。但過(guò)去因靜吃5轴联动数控系统、主机结构复杂等原因，其价學中格要比3轴联动数控机床高出数倍，加之编程技术难度较大，制约了5轴联动机床的發(fā)展。

当前由于电主轴的出现，使得实现5轴联动加工的复合主轴头结构大为简化，其制造难度和成(chéng)本大幅度南見降低，数控系统的价格差距缩小。因此促進(jìn)了复合飛長主轴头类型5轴联动机床和复合加工机床（含5面(miàn)加工机床）的發(fā)展。在EMO2001展會(huì)上，新日本工机的5面(miàn)加工机床采用复合主轴头，可实现4个垂直平面(miàn)的加工和任意角度的加工，使得5面(miàn)加工和5轴加工可在同一台机床上实现，還(hái)可实现倾斜面(miàn)和倒外但锥孔的加工。德國(guó)DMG公司展出DMUVoution系列加工中心，可在一次装夹下5面(miàn)加工和5轴联动加工，可由CNC系统控制或CAD/CAM直接或间接控制。

数控系统發(fā)展主要趋势　新的

21世纪的数控装备將(jiāng)是具有一定智能(néng)化的系统，光熱智能(néng)化的内容包括在数控系统中的各个方面(mià笑市n)：为追求加工效率和加工质量方面(miàn)的智能(nén他來g)化，如加工過(guò)程的自适应控樹微制，工艺参数自动生成(chéng)；为提高驱动性能(呢器néng)及使用连接方便的智能(néng)化，如前馈控制、了看电机参数的自适应运算、自动识别负载自动选定模型、自整定等；简化编歌通程、简化操作方面(miàn)的智能為訊(néng)化，如智能(néng)化的自动编程、智能(néng)化的城農人机界面(miàn)等；還(hái)有智能(néng)诊刀火断、智能(néng)监控方面(miàn)的内容、方便系统的诊断及维修山業等。为解决传统的数控系统封闭性和数控应市子用软件的产业化生产存在的问题。许多國(guó)家對(duì)開(kāi)樹懂放式数控系统進(jìn)行研究，如美國(guó)的NGC(The Next Generation 呢吃Work-Station/Machine 很水Control)、欧共体的OSACA(Open System Architectu物物re for Control within Au木遠tomation Systems)、日本的OSEC(Open System Environmen問哥t for Controller)，中國(guó)的ONC(Open Numeric日大al Control System)等。数控系统開(kāi)放化已經(jīng)成(chéng)为数控系统的未来音討之路。所谓開(kāi)放式数控系统去河就(jiù)是数控系统的開(kāi)發(f光現ā)可以在统一的运行平台上，面(miàn)向(x風信iàng)机床厂家和最终用户，通過(guò)改变、增加或剪裁结构對(duì)象器拍（数控功能(néng)），形成(chéng)系列化，并可方便地將(jiāng)路作用户的特殊应用和技术诀窍集成(chéng)到(dào)控制系统年熱中，快速实现不同品種(zhǒng)、不同档次的開(kāi)放式数控系统，形知問成(chéng)具有鲜明个性的名牌产品。開(kāi)放式数控系统的秒快体系结构规范、通信规范、配置规范、运行平台、数控系统功能藍亮(néng)库以及数控系统功能(néng)软件章資開(kāi)發(fā)工具等是当前研究的核心。

网络化数控装备是近兩(liǎng)年國(guó)际著名机床博览會(h小見uì)的一个新亮点。数控装备的网络化將(jiāng)极大地满足生产线議那、制造系统、制造企业對(duì)信息集成(chéng)的需求，也是实现新的制造看聽模式如敏捷制造、虚拟企业、全球制造的基础单元。國(guó)内外一用女些著名数控机床和数控系统制造公司都(dōu)在近兩(l放術iǎng)年推出了相关的新概念和樣(yàng視這)机，如在EMO2001展中，日本山崎马扎克（Mazak)公司展出的“CyberProduction 商但Center”（智能(néng)生产控制中心，简称CPC)；日本大隈（Okuma）机床公司展出“IT plaza”（信息技术广场，简称IT广场)；德國(guó)西门子(Siemens)公司展出的Open Manufacturing Environ哥空ment（開(kāi)放制造环境，简称OME）等，反映了数控机床加工向(xiàng)网络化方向(xiàng)發(fā)展的歌相趋势。

重视新技术标准、规范的建立

关于数控系统设计開(kāi)發(fā)规范數冷

如前所述，開(kāi)放式数控系统有更好(hǎo)的通用性、柔性、适应性、扩黑議展性，美國(guó)、欧共体和日本等國(guó)纷纷实施战略森西發(fā)展计划，并進(jìn)行開(kāi)放土拍式体系结构数控系统规范(OMAC、OSACA、OSEC)的研究和制定，世界3个最大的經(jīng)济体在短期内進(jìn)行了几乎相同信麗的科學(xué)计划和规范的制定，预示了数控技术的一个新的变革時(shí)期的訊票来临。我國(guó)在2000年也開(kāi)始進(jìn)行中大書國(guó)的ONC数控系统的规范框架的研究和制定。

关于数控标准

数控标准是制造业信息化發(fā)展的一種(zhǒn理一g)趋势。数控技术诞生後(hòu)的50年间的信息交换都(dōu)是基于ISO6983标准，即采用G，M代码描述如何（how）加工，其本质特征是面(miàn)向(xiàng)加工過(guò)筆理程，显然，他已越来越不能(néng)满足现代数控技术高速發(影睡fā)展的需要。为此，國(guó)际上正在研究和制定一種(z員光hǒng)新的CNC系统标准ISO14649（STEP－NC)，其目的是提供一種(zhǒng)不依赖于具体系统的中性机制，能(né老些ng)够描述产品整个生命周期内的统一数据模型，从而实现整个制造過(guò白黑)程，乃至各个工业领域产品信息的标准化。STEP-NC的出现可能(néng)是数控技术领域的一次革命，對(duì)于数控技术的發(f他務ā)展乃至整个制造业，將(jiāng)产生深远的影响。首國光先，STEP-NC提出一種(zhǒng)崭新的制厭也造理念，传统的制造理念中，NC加工程序都(dōu)集中在单个计算机上。而在新标慢兒准下，NC程序可以分散在互联网上，這(zhè)正是数控技术開(kāi)放式、网络化發(是開fā)展的方向(xiàng)。其次，STEP-NC数控系统還(hái)可大大减少加樹個工图纸（约75%）、加工程序编制時(shí)间（约35%）和加工時(shí)间（约50%）。

欧美國(guó)家非常重视STEP-NC的研究，欧洲發(fā)起(qǐ身理)了STEP-NC的IMS计划(1999.1.1～2001.12.31)。参加這(zhè)项计划的有来自欧洲和日本的上這20个CAD/CAM/CAPP/CNC用户、厂商和學(xué)术机构。美國(guó)的STEP Tools公司是全球范围内制造业数据交换软件的開(kāi)發(fā)者文書，他已經(jīng)開(kāi)發(f些報ā)了用作数控机床加工信息交换的超级模型(Super Model)，其目标是用统一的规范描述所有加工過(guò)程。這(zhè)訊身種(zhǒng)新的数据交换格式已經(jīng)在配备了SIEMENS、FIDIA以及欧洲OSACA-NC数控系统的原型樣(yàng)机上進(就有jìn)行了验证。

应用领域

数控技术专业在主要面(miàn)向(xiàng)城是机械、模具、电子、电气、轻工等行业，可从事(shì)志火产品设计与加工、数控编程、数控机床操作、数控常用CAM软件多轴加工、数控设备调试与维修等相关工作。

数控技术应用专业的毕业生分配单位的性质分布如下：三资樹和企业占58%，國(guó)有企业占26%，民营企业占9%，其他占5%。

数控技术应用专业的毕业生所从事(shì物船)的工作性质分布如下：操作占55.7%，编程占13.4%，维修占9.4%，工艺占8.0%，生产管理占7.1%，质量检测占4.5%，综合占1.2%，营销占1.7%，行政管理占1.4%，其他占5.5%。

可设置的专业方向(xiàng)：数控机床控制技术、数控编程和是都数控加工技术、机械CAD/CAM。

就(jiù)业面(miàn)向(xiàng)：在工业企业，你匠从事(shì)数控程序编制、数控设線話备的使用、维护与技术管理，数控设备销售与售後(hò美道u)服务等工作。本专业可获取劳动部组民姐合机床操作工中级职业技术证书、劳动部（数控）加工中心操作工中级职歌光业技术证书。

在發(fā)达國(guó)家中，数控机床已經(jīng)大量普遍使用。我國(很暗guó)制造业与國(guó)际先進(jìn)工业國(gu美下ó)家相比存在著(zhe)很大的差距，机床数控化率還(h道光ái)不到(dào)2%對(duì)于我國(guó)现有的有限数數服量的数控机床(大部分为進(jìn)口产品)也未能(néng)充分利用。原因有學是多方面(miàn)的，数控人才的匾乏无疑是主要原因之一、由于数控技术是河們最典型的、应用最广泛的机电一体化综合技术，我國(g兵如uó)迫切需要大量的从研究開(kāi)發和放(fā)到(dào)使用维修的各个层次的技匠廠术人才。军工制造业是我國(guó)数控技术的主要应用對(duì)山銀象。

知识技能(néng)

数控人才的知识结构

处于生产一线的各種(zhǒng)数控人才主要有二个来源：一是高职或中职的数控關睡技术或机电一体化等专业的毕业生，他们都(dōu)很年轻，具有不同程度的英语、计從相算机应用、机械和电气基础理论知识和一定員農的动手能(néng)力，容易接受新工作岗位的挑战。他们最大的缺陷就(j事藍iù)是學(xué)校难以提供的工艺經(jīng)验，同時(sh街喝í)，由于學(xué)校教育的专业爸呢课程分工過(guò)窄，仍然难以满亮放足某些企业對(duì)加工和维修一体化的复合要車型人才的要求。而采用双师型的教师队伍對(duì)學(xué)生進(jìn)行教銀為學(xué)，他们由具有企业技能(néng)工作經(jīng日裡)验的数控技师和从事(shì)高职教育多年的讲师组成員中(chéng)。为學(xué)生毕业後(hòu)到(dào)企业行森工作创造有利条件。

另一个来源就(jiù)是从企业现有员工中挑选人员参加不同层次的数控老下技术中、短期培训，以适应企业對(duì)数控人才的急需。這(zhè)算國些人员一般具有企业所需的工艺背景、比较丰富的实践經(jīng)验，但是他们你近大部分是传统的机类或电类专业的各级毕业生，知识面(miàn)较窄，特别是對(體草duì)计算机相应软件应用技术和计算机数控系議還统不太了解。而在数控应用软件方向(秒輛xiàng)由具有从业經(jīng)验数控工程师進(jìn)看身行教學(xué)，使學(xué)生更能(néng)够达到(dào)企业数控自动服唱化编程和工艺设计以及零件建模要求。

對(duì)于数控人才，有以下三个需求层次，所需掌握的知识结构也得生各不同

数控操作技工：精通机械加工和数控加工工艺知识，熟练掌握数控坐腦机床的操作和手工编程，了解自动编程和数控机床的離務简单维护维修。适合中职學(xué)校组织培养。此类人员市场需求量大，适合作到高为车间的数控机床操作技工。但由于其知识较单一，其工资待路物遇不會(huì)大高。

数控编程员：掌握数控加工工艺知识和数控机床的操行兵作，掌握复杂模具的设计和制造专业知识，熟练掌握三维CAD/CAM软件，如UG、ProE等；熟练掌握数控手工和自动编程技术；路工适合高职院校组织培养。适合作为工厂设關哥计处和工艺处的数控编程员。此类人员需求量大校開，尤其在模具行业非常受欢迎，待遇也较高。

数控机床维护、维修人员：掌握数控机床的机械结构和机电联调相雜，掌握数控机床的操作与编程，熟悉各種(zhǒng)数控系统的特点、软硬件结构費可、PLC和参数设置。精通数控机床的机械和电气的调试和维修。适合高职院校组织培养。笑花适合作为工厂设备处工程技术人员。站上此类人员需求量相對(duì)少一些，但培养此类人员非常不易，知识结构要求很近劇广，适应与数控相关的工作能(néng)力强，需要大量实际經(jīng)验的积非但理常缺乏，其待遇也较高。

数控通才：具备并精通数控操作技工、数控编程员和数控维护、维修人為志员所需掌握的综合知识，并在实际工作中积累了大量实际經(jīng)验，知识船麗面(miàn)很广。精通数控机床的机械结构设计和数能遠控系统的电气设计，掌握数控机床的机电联调。能(néng)自行來地完成(chéng)数控系统的选型、数控机床电气系统的设计、安装計土、调试和维修。能(néng)独立完成(ch西煙éng)机床的数控化改造。是企业森林(特别是民营企业)的抢手人才，其待遇很高。适合高职院呢山校组织培养。提供特殊的实训措施和名师指导等銀雪手段，促其成(chéng)才。适合于担任企业跳這的技术负责人或机床厂数控机床产品開(kāi)發(f低車ā)的机电设计主管。

對(duì)于以上各类数控人才，主的紙要的基础知识基本相同，专业课的内容和重点不同區歌。在课程设置方面(miàn)应特别加强实训内容和与企业实习影雪的内容，因材施教，培养企业所需的人才。在學(xu黃看é)校學(xué)习主要获得数控类职业资格等级证森房书、全國(guó)高校计算机等级证书、AutoCAD中级证书、维修电工/机修钳工中级证书等。

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