数控技术专业

数控技术，简称数控（Numerical Control&nbs物說p;）即采用数字控制的方法對(duì)某一工作過(guò)程实现自动控制的也日技术。它所控制的通常是位置、角度、兒話速度等机械量和与机械能(néng)量流向(xiàng)有关的開(kāi道玩)关量。数控的产生依赖于数据载体和二進(jìn)制形式数森輛据运算的出现。

培养目标

培养掌握数控原理、数控编程和数控加冷為工等方面(miàn)的专业知识及操作技能(néng)，从事(shì)数控程序劇個编制、数控设备的操作、调试、维修和技术管理，数控机床加習劇工程序的编制、数控机床的操作、调试和维修，数控设备制跳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、机械产品设计与制造、喝音生产技术管理等方面(miàn)的高等工程技术应用型人才，是具有实用技能(né照你ng)特点的特色专业。要求學(xué)生能(néng)在生产现场去章从事(shì)产品制造、開(kāi)發(fā)工作，或在不物技术部门从事(shì)工艺、管理工作。主要對視培养學(xué)生数控编程、加工及数控车床、数控铣床、数物雪控加工中心及其它数控设备的操作维修、维护方面(miàn)的理论知木爸识和专业知识。

發(fā)展历史

1948年，美國(guó)帕森斯公司接受美國(guó從公)空军委托，研制直升飞机螺旋桨叶片轮廓检验用樣(yàng)板的哥熱加工设备。由于樣(yàng)板形状复杂多話東樣(yàng)，精度要求高，一般加工设备难以适应，于是提出采用街器数字脉冲控制机床的设想。

1949年，该公司与美國(guó)麻省理工學(xué)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，当時件路(shí)的数控装置采用电子管元件。

1959年，数控装置采用了晶体管元件和印刷电路板，地分出现带自动换刀装置的数控机床，称为加從計工中心( MC Machining Center)，使数控装置進(jìn)入了第二代。

1965年，出现了第三代的集成(chéng)电路数控装置喝綠，不仅体积小，功率消耗少，且可靠性提高，价格進(jìn)一步下降，促進(j光通ìn)了数控机床品種(zhǒng)和喝妹产量的發(fā)展。

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用你控系统(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)入了以小型慢木计算机化为特征的第四代。

1974年，研制成(chéng)功使用微处理器和半导體子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(f答鐵ā)展，出现了能(néng)進(jìn)行人机對(duì)话式自动编制程序資高的数控装置；数控装置愈趋小型化，可以直接冷關安装在机床上；数控机床的自动化程度進(jìn)亮新一步提高，具有自动监控刀具破损和自动检测工件等功能(néng樂知)。

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，易明友于实现网络化制造。

数控技术也叫(jiào)计算机数控技术（Computerized Numerical 裡錢Control 简称：CNC），它是采用计算机实现数字程序控制的技术。這(zhè)種(zhǒng)技术用计她水算机按事(shì)先存贮的控制程序来执行對(duì)设备的控制功能(nén做近g)。由于采用计算机替代原先用硬件逻辑电路组成(chéng)的数控用熱装置，使输入数据的存贮、处理、运算、逻辑判断等各種(zhǒng)控制机能和藍(néng)的实现，均可以通過(guò)计算机软件来完成(吧鄉chéng)。数控技术是制造业信息化的重要组成(員如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(zh房放è)个基础是否牢固直接影响到(d街我ào)一个國(guó)家的經(jīng)济發(fā)展和综合國(guó)短鐘力，关系到(dào)一个國(guó)家也作的战略地位。因此，世界上各工业發(fā)达國日術(guó)家均采取重大措施来發(fā)展自己的数控技术及其产业。拿爸

在我國(guó)，数控技术与装备的發(fā)展亦得到(dào)用術了高度重视，取得了相当大的進(jì銀姐n)步。特别是在通用微机数控领域，以PC平台为基础的國(guó)产数控系统民廠，已經(jīng)走在了世界前列。但是，我國(guó資鐵)在数控技术研究和产业發(fā)展方靜你面(miàn)亦存在不少问题，特别是在技术创新能(né明讀ng)力、商品化進(jìn)程、市场占有率等方森的面(miàn)情况尤为突出。在新世纪到(d少火ào)来時(shí)，如何有效解决這(zhè)些问题，使我了她國(guó)数控领域沿著(zhe)可持续發(fā)展的道(弟話dào)路，从整体上全面(miàn)迈入世界先進(jìn)熱兵行列，使我们在國(guó)际竞争中有举足轻重的議區地位，將(jiāng)是数控研究開(kāi)發(fā)部门和生产學行厂家所面(miàn)临的重要任务。 　为完成(chéng)此任务，首先必须确立符合得林中國(guó)國(guó)情的發(f懂低ā)展道(dào)路。为此，本文从总体战略和技术路线兩(liǎ城懂ng)个层次及数控系统、功能(néng姐近)部件、数控整机等几个具体方面(miàn)物照探讨了新世纪的發(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，這說使制造业成(chéng)为工业化的象征，美靜而且随著(zhe)数控技术的不断發(fā)地可展和应用领域的扩大，他對(duì)國(guó)風民计民生的一些重要行业（IT、汽车、轻工、医疗等）的發(fā)展起(qǐ)間小著(zhe)越来越重要的作用，因为這(zh綠上è)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化金几个方面(miàn)：

高速、高精加工技术及装备的新趋妹車势

效率、质量是先進(jìn)制造技术的主体。高速、高精加工技术可极雨長大地提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能外用(néng)力。为此日本先端技术研究會(huì)將(jiāng)其列为5大现代制造技术之一，國(guó)际生产工程學(xué)會(h會舊uì)（CIRP）將(jiāng)其确定为21世纪的中心研究方向(xiàng)之一到在。 　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)加工是轿车装备必空麗须解决的重点问题之一；在航空和宇航工业领域，其加工的零部件多为薄壁和薄筋，開紅刚度很差，材料为铝或铝合金，只有在高切削速度和切削力很小的情况下，才能(né讀來ng)對(duì)這(zhè)些筋、壁進(jìn)行加工。采用大朋數型整体铝合金坯料“掏空”的方法来制造机翼、机身等大型零習放件来替代多个零件通過(guò)众多的铆钉、姐動螺钉和其他联结方式拼装，使构件的强度、刚度和可靠性得到(dào)提訊中高。這(zhè)些都(dōu)對(duì靜明)加工装备提出了高速、高精和高柔性的要求。 　从EMO2001展會(huì)情况来看，高速加工中心進(jìn很人)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)師湖的上海通用汽车公司，已經(jīn答很g)采用以高速加工中心组成(chéng)的生产线部分替代组合机床吃時。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)的零件在一般高速火志铣床加工需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器離分别达12*1000r/mm和1g。 　在加工精度方面(miàn)，普通级数控机土分床的加工精度已由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(jìn)入纳米级(0.01μm)。 　在可靠性方面(miàn)，國(guó)外数控装置這雜的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。为了实现高少呢速、高精加工，与之配套的功能(néng)部件如电主轴、直线电机得到冷身(dào)了快速的發(fā)展，应用领域進(jìn)一步還他扩大。

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)零件的加工，可用刀具最佳几笑鄉何形状進(jìn)行切削，不仅光洁度高，雪銀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兒離等超硬材料铣刀進(jìn)行高速就知铣削淬硬钢零件時(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長機)去因5轴联动数控系统、主机结构复杂等原因，其价格會著要比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)本大幅器員度降低，数控系统的价格差距缩小。因此促進(jìn)了复合主轴头类型5轴联动机床和复合加工机床（含5面(miàn)加工机床）的發(fā)展媽南。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)的加工和任意去開角度的加工，使得5面(miàn)加工和5轴加工可在同一台机床上实现，還(hái)可实现倾斜面吃訊(miàn)和倒锥孔的加工。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　

21世纪的数控装备將(jiāng)是具有一定智能(néng)化的系统，智能(要錢néng)化的内容包括在数控系统中的各个方面(miàn路行)：为追求加工效率和加工质量方面(miàn)的她中智能(néng)化，如加工過(guò)程的自适应控制，的自工艺参数自动生成(chéng)；为提高驱动性能(néng)及吧山使用连接方便的智能(néng)化，如前馈控制、电机参就志数的自适应运算、自动识别负载自动选定模型、自整定媽視等；简化编程、简化操作方面(miàn)的智能(néng)化，如智能(nén她湖g)化的自动编程、智能(néng)化的人机界面(miàn)等；還(舊綠hái)有智能(néng)诊断、智能(néng)监控方面(miàn)的内容和土、方便系统的诊断及维修等。为解决传统的数控系统封闭性和数學妹控应用软件的产业化生产存在的问题。许多國(guó)家對(duì)開西鐵(kāi)放式数控系统進(jìn)行研究，如美國(guó草少)的NGC(The Next Generation Work-S輛我tation/Machine Control)、欧共体的OSACA(Open System A內暗rchitecture for Control w厭學ithin Automation Systems)、日本的OSEC(Open System Environment個草 for Controller)，中國(guó)的ONC(Open Numerical Control System)答開等。数控系统開(kāi)放化已經(jīng)成(c亮還héng)为数控系统的未来之路。所谓開(kāi)放式数控系统就(jiù)是数畫男控系统的開(kāi)發(fā)可以在统一的运行平台上，面(miàn)向(x還有iàng)机床厂家和最终用户，通過(guò)改变、增加或剪裁结构對(duì家街)象（数控功能(néng)），形成(chéng)車哥系列化，并可方便地將(jiāng)用户的特殊应用和技术诀窍集成路對(chéng)到(dào)控制系统中，快速实现不同品種(z訊林hǒng)、不同档次的開(kāi)放式数控系统，形成(樂友chéng)具有鲜明个性的名牌产品。開(kāi)放式数控系统的体系结构规范、通鐵筆信规范、配置规范、运行平台、数控系统功能(néng)库以及数控系统功能(né玩朋ng)软件開(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)年國能市(guó)际著名机床博览會(huì)的愛男一个新亮点。数控装备的网络化將(jiāng)极大地满足生产线、制造系统信計、制造企业對(duì)信息集成(chéng)的需求，也是实務他现新的制造模式如敏捷制造、虚拟企业、全球制男道造的基础单元。國(guó)内外一些著名数控机床和数控系可爸统制造公司都(dōu)在近兩(liǎng)年跳低推出了相关的新概念和樣(yàng)机，海站如在EMO2001展中，日本山崎马扎克（Mazak)公司展出的“CyberProduction 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 Environmen司笑t（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(事草fā)展的趋势。

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

如前所述，開(kāi)放式数控湖鐵系统有更好(hǎo)的通用性、柔性、适应資讀性、扩展性，美國(guó)、欧共体和日本等國(guó)纷纷实施战略發(還學fā)展计划，并進(jìn)行開(kāi)放式体系结构数控系统海近规范(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(j說新ìn)行了几乎相同的科學(xué)计划和规范的制定，预示了数控技术和開的一个新的变革時(shí)期的地舊来临。我國(guó)在2000年也開(kāi)始進(jìn)行中國(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(zhǒng黑美)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體秒)加工過(guò)程，显然，他已越来越不能(néng)满足现代数控技動快术高速發(fā)展的需要。为此，國(guó)际上正在研究和制定一種計嗎(zhǒng)新的CNC系统标准ISO14649（STEP－NC)，其目的是提供一種(zhǒng)不依赖于一長具体系统的中性机制，能(néng)够描述产品整个生命周期我還内的统一数据模型，从而实现整个制造過(guò器哥)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)外校于数控技术的發(fā)展乃至整个制造业女錢，將(jiāng)产生深远的影响。首先，STEP-NC提出一種(zhǒng)崭新的制造理念，传统的制造理念中，NC加工程序都(dōu)集中在单个计算机上。而在新标准下，NC程序可以分散在互联网上，這(zhè)正是数控技术哥窗開(kāi)放式、网络化發(fā)展的方中時向(xiàng)。其次，STEP-NC数控系统還(hái)可大大减少加工图纸（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)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唱身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(黃好kāi)發(fā)者，他已經(jīng)開(林通kāi)發(fā)了用作数控机床玩見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電歌工過(guò)程。這(zhè)種(zhǒng)師時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(jìn)行了验证。

应用领域

数控技术专业在主要面(miàn)向(xiàng)机械、模具、电子、去也电气、轻工等行业，可从事(shì)产品设计与加工、数控坐事编程、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日司工作。

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)的工作性质分布來作如下：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、数控编飛美程和数控加工技术、机械CAD/CAM。

就(jiù)业面(miàn)向(慢器xiàng)：在工业企业，从事(shì)数控程序编線飛制、数控设备的使用、维护与技术管理，請中数控设备销售与售後(hòu)服务等工作。本专业可获取煙工劳动部组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姐土业技术证书。

在發(fā)达國(guó)家中，数控机床已經什空(jīng)大量普遍使用。我國(guó)制造业与國(guó)际要是先進(jìn)工业國(guó)家相比存在著(zhe)很大的差從是距，机床数控化率還(hái)不到(dào)2%對(duì)于我國(guó)现有的有限数量的数控机床(大部分为進(jìn)口产品)也未能(néng)充分利用。原因是多方面(miàn)的，数控人才的匾乏无疑是主雪機要原因之一、由于数控技术是最典型的、应用最广泛的机电一体化综合技明習术，我國(guó)迫切需要大量的从研究開(數對kāi)發(fā)到(dào)使用维修的各个层次的技术人才。军工制造业是我國(很木guó)数控技术的主要应用對(du業樹ì)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厭自：一是高职或中职的数控技术或机电一体能化化等专业的毕业生，他们都(dōu)很年轻，具有不同程度的英语、计算机应用、秒這机械和电气基础理论知识和一定的动手能(nén厭行g)力，容易接受新工作岗位的挑战。他们最大的缺陷就(jiù)是學(xué低雜)校难以提供的工艺經(jīng)验，同科學時(shí)，由于學(xué)校教育的专业课程分工過(guò)窄，仍然难以满購城足某些企业對(duì)加工和维志公修一体化的复合型人才的要求。而采用双师型的教师队伍對(duì)區都學(xué)生進(jìn)行教學(xué)，他们由具有企工自业技能(néng)工作經(jīng)身新验的数控技师和从事(shì)高职教育多金下年的讲师组成(chéng)。为學(xué)生毕业後(hòu)到(dào)企业子現工作创造有利条件。

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化現的数控技术中、短期培训，以适应計放企业對(duì)数控人才的急需。這(zhè)些人员一般具有企业所需的工艺劇作背景、比较丰富的实践經(jīng)验，但是他们大部分是传统的机类或电类专业的湖了各级毕业生，知识面(miàn)较窄，特别是對(做頻duì)计算机相应软件应用技术和计算机数控系统不太了用舞解。而在数控应用软件方向(xiàng)由具有从业經(知電jīng)验数控工程师進(jìn)行教學(xu黑紙é)，使學(xué)生更能(néng)購暗够达到(dào)企业数控自动化编程和工艺设计以及零件建模要求。

對(duì)于数控人才，有以下三个需求层東物次，所需掌握的知识结构也各不同

数控操作技工：精通机械加工和数控加工工艺知识，熟练掌握数控机床的操作和手工编北雪程，了解自动编程和数控机床的简单维护维修飛子。适合中职學(xué)校组织培养。懂理此类人员市场需求量大，适合作为车间的数控嗎兒机床操作技工。但由于其知识较单一，其工资待遇輛紙不會(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作，掌握复杂模具的设學友计和制造专业知识，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；适都答合高职院校组织培养。适合作为工厂设计处和工艺处的数控编程员。此类人员需要日求量大，尤其在模具行业非常受欢迎，待紅音遇也较高。

数控机床维护、维修人员：掌握数控机床的机械结构短線和机电联调，掌握数控机床的操作与编程，熟悉各種(zhǒng)数遠要控系统的特点、软硬件结构、PLC和参数设置。精通数控机床的机械和电气的调试和维修。适合高职院校飛但组织培养。适合作为工厂设备处工程技术人员。此类人员需求量相對(du可很ì)少一些，但培养此类人员非常不易，知识结构要求很广，适应与数控相关的兵著工作能(néng)力强，需要大量实际經(jīng)验的积非常缺乏，秒紙其待遇也较高。

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、维修人员所需掌握大我的综合知识，并在实际工作中积累了大量实际經(jīng)验，知识行信面(miàn)很广。精通数控机區費床的机械结构设计和数控系统的电气设计，掌握数控机有學床的机电联调。能(néng)自行完成(chéng)数控系统的选型、数控机床电機術气系统的设计、安装、调试和维修。能(néng)独立完成(明子chéng)机床的数控化改造。是企业(特别是民营企业)的抢手人才，其待遇很高。适合高职院校组织培养。提供特在去殊的实训措施和名师指导等手段，促其成(c謝作héng)才。适合于担任企业的技术负责視山人或机床厂数控机床产品開(kāi)發(f在動ā)的机电设计主管。

對(duì)于以上各类数控人才，主要的基础知识基本相同，专业课的内容和重点不兵子同。在课程设置方面(miàn)应特别加强实训内容和与企业实习的内容，因材施筆了教，培养企业所需的人才。在學(x對請ué)校學(xué)习主要获得数控类职业资格等级证书、全國(guó)冷火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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