數控技術專業

專業簡介

專業簡介

專業名稱：數控技術專業
招生層次：大專（可升本）
培養目的：培養掌握數控原理、數控編程和數控加工等方面的專業知識及操作技能，處置數控程序編制、數控設備的操作、調試、維修和技術辦理，數控機床加工程序的編制、數控機床的操作、調試和維修，數控設備辦理的高級技術應用性專門人才。
主要課程：機械制圖、機械設計根底、數控加工技術、數控加工編程與操作、數控原理與系統、CAD/CAM應用、數控機床使用及維修、數控機床電氣控制、工業企業辦理 、制圖測繪、PLC實訓、機加工實習、CAM實訓、數控機床操作技能實訓、專業課程的課程設計、畢業實習（設計）等，以及各校的主要特色課程和理論環節。
就業標的目的：主要面向機械、模具、電子、電氣、輕工等行業，處置設計、制造、工藝、設備維護、銷售等相關工作。社會對本專業的人才需求旺盛，與三一重工、中聯重科、比亞迪、山河智能、中航集團等企業建立了實習、就業基地。

數控技術和數控裝備是制造工業現代化的重要根底。這個根底能否安穩間接影響到一個國家的經濟開展和綜合國力，關系到一個國家的戰略地位。因而，世界上各工業興旺國家均采取嚴重辦法來開展本身的數控技術及其產業。

在我國，數控技術與裝備的開展亦得到了高度重視，獲得了相當大的進步。特別是在通用微機數控領域，以PC平臺為根底的國產數控系統，已經走在了世界前列。但是，我國在數控技術研究和產業開展方面亦存在不少問題，特別是在技術創新才能、商品化進程、市場占有率等方面情況尤為突出。在新世紀到來時，如何有效處理這些問題，使我國數控領域沿著可持續開展的道路，從整體上全面邁入世界先停止列，使我們在國際合作中有舉足輕重的地位，將是數控研究開發部門和消費廠家所面臨的重要任務。為完成此任務，首先必需確立符合中國國情的開展道路。為此，本文從總體戰略和技術道路兩個層次及數控系統、功能部件、數控整機等幾個詳細方面討論了新世紀的開展途徑。

數控技術的應用不單給傳統制造業帶來了革命性的變化，使制造業成為工業化的象征，并且隨著數控技術的不竭開展和應用領域的擴大，他對國計民生的一些重要行業（IT、汽車、輕工、醫療等）的開展起著越來越重要的作用，因為這些行業所需裝備的數字化已是現代開展的大趨勢,世界上數控技術及其裝備開展的趨勢來看，其主要研究熱點有以下幾個方面：

高速、高精加工技術及裝備的新趨勢

效率、質量是先進制造技術的主體。高速、高精加工技術可極大地進步效率，進步產品的質量和檔次，縮短消費周期和進步市場合作才能。為此日本先端技術研究會將其列為5大現代制造技術之一，國際消費工程學會（CIRP）將其確定為21世紀的中心研究標的目的之一?！≡谵I車工業領域，年產30萬輛的消費節拍是40秒/輛，并且多品種加工是轎車裝備必需處理的重點問題之一；在航空和宇航工業領域，其加工的零部件多為薄壁和薄筋，剛度很差，材料為鋁或鋁合金，只要在高切削速度和切削力很小的情況下，才能對這些筋、壁停止加工。采用大型整體鋁合金坯料“掏空”的方法來制造機翼、機身等大型零件來替代多個零件通過眾多的鉚釘、螺釘和其他聯合方式拼裝，使構件的強度、剛度和可靠性得到進步。這些都對加工裝備提出了高速、高精和高柔性的要求?！腅MO2001展會情況來看，高速加工中心進給速度可達80m/min，以至更高，空運行速度可達100m/min擺布。世界上許多汽車廠，包羅我國的上海通用汽車公司，已經采用以高速加工中心組成的消費線部分替代組合機床。美國CINCINNATI公司的HyperMach機床進給速度最大達60m/min，快速為100m/min，加速度達2g，主軸轉速已達60000r/min。加工一薄壁飛機零件，只用30min，而同樣的零件在一般高速銑床加工需3h，在普通銑床加工需8h；德國DMG公司的雙主軸車床的主軸速度及加速度別離達12*1000r/mm和1g?！≡诩庸ぞ确矫?，普通級數控機床的加工精度已由10μm進步到5μm，精細級加工中心則從3～5μm，進步到1～1.5μm，并且超精細加工精度已開端進入納米級(0.01μm)?！≡诳煽啃苑矫?，國外數控安裝的MTBF值已達6000h以上，伺服系統的MTBF值到達30000h以上，表示出非常高的可靠性。為了實現高速、高精加工，與之配套的功能部件如電主軸、直線電機得到了快速的開展，應用領域進一步擴大。

五軸聯動加工和復合加工機床快速開展

采用5軸聯動對三維曲面零件的加工，可用刀具最佳幾何形狀停止切削，不僅光潔度高，并且效率也大幅度進步。一般認為，1臺5軸聯動機床的效率能夠等于2臺3軸聯動機床，特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀停止高速銑削淬硬鋼零件時，5軸聯動加工可比3軸聯動加工發揮更高的效益。但過去因5軸聯動數控系統、主機構造復雜等原因，其價格要比3軸聯動數控機床高出數倍，加之編程技術難度較大，制約了5軸聯動機床的開展。

當前由于電主軸的出現，使得實現5軸聯動加工的復合主軸頭構造大為簡化，其制造難度和成本大幅度降低，數控系統的價格差距縮小。因而促進了復合主軸頭類型5軸聯動機床和復合加工機床（含5面加工機床）的開展。在EMO2001展會上，新日本工機的5面加工機床采用復合主軸頭，可實現4個垂直平面的加工和任意角度的加工，使得5面加工和5軸加工可在同一臺機床上實現，還可實現傾斜面和倒錐孔的加工。德國DMG公司展出DMUVoution系列加工中心，可在一次裝夾下5面加工和5軸聯動加工，可由CNC系統控制或CAD/CAM間接或間接控制。

數控系統開展主要趨勢　

21世紀的數控裝備將是具有必然智能化的系統，智能化的內容包羅在數控系統中的各個方面：為追求加工效率和加工質量方面的智能化，如加工過程的自適應控制，工藝參數自動生成；為進步驅動性能及使用連接便利的智能化，如前饋控制、電機參數的自適應運算、自動識別負載自動選定模型、自整定等；簡化編程、簡化操作方面的智能化，如智能化的自動編程、智能化的人機界面等；還有智能診斷、智能監控方面的內容、便利系統的診斷及維修等。為處理傳統的數控系統封閉性和數控應用軟件的產業化消費存在的問題。許多國家對開放式數控系統停止研究，如美國的NGC(TheNextGenerationWork-Station/MachineControl)、歐共體的OSACA(OpenSystemArchitectureforControlwithinAutomationSystems)、日本的OSEC(OpenSystemEnvironmentforController)，中國的ONC(OpenNumericalControlSystem)等。數控系統開放化已經成為數控系統的將來之路。所謂開放式數控系統就是數控系統的開發能夠在統一的運行平臺上，面向機床廠家和最終用戶，通過改變、增加或剪裁構造對象（數控功能），構成系列化，并可便利地將用戶的特殊應用和技術竅門集成到控制系統中，快速實現不同品種、不同檔次的開放式數控系統，構成具有明顯個性的名牌產品。開放式數控系統的體系構造標準、通信標準、配置標準、運行平臺、數控系統功能庫以及數控系統功能軟件開發工具等是當前研究的核心。

網絡化數控裝備是近兩年國際著名機床博覽會的一個新亮點。數控裝備的網絡化將極大地滿足消費線、制造系統、制造企業對信息集成的需求，也是實現新的制造形式如敏捷制造、虛擬企業、全球制造的根底單元。國表里一些著名數控機床和數控系統制造公司都在近兩年推出了相關的新概念和樣機，如在EMO2001展中，日本山崎馬扎克（Mazak)公司展出的“CyberProductionCenter”（智能消費控制中心，簡稱CPC)；日本大隈（Okuma）機床公司展出“ITplaza”（信息技術廣場，簡稱IT廣場)；德國西門子(Siemens)公司展出的OpenManufacturingEnvironment（開放制造環境，簡稱OME）等，反映了數控機床加工向網絡化標的目的開展的趨勢。

重視新技術標準、標準的建立

關于數控系統設計開發標準

如前所述，開放式數控系統有更好的通用性、柔性、適應性、擴展性，美國、歐共體和日本等國紛紛施行戰略開展方案，并停止開放式體系構造數控系統標準(OMAC、OSACA、OSEC)的研究和制定，世界3個最大的經濟體在短期內停止了幾乎相同的科學方案和標準的制定，預示了數控技術的一個新的變化時期的降臨。我國在2000年也開端停止中國的ONC數控系統的標準框架的研究和制定。

關于數控標準

數控標準是制造業信息化開展的一種趨勢。數控技術誕生后的50年間的信息交換都是基于ISO6983標準，即采用G，M代碼描述如何（how）加工，其本質特征是面向加工過程，顯然，他已越來越不克不及滿足現代數控技術高速開展的需要。為此，國際上正在研究和制定一種新的CNC系統標準ISO14649（STEP－NC)，其目的是提供一種不依賴于詳細系統的中性機制，可以描述產品整個生命周期內的統一數據模型，從而實現整個制造過程，乃至各個工業領域產品信息的標準化。STEP-NC的出現可能是數控技術領域的一次革命，對于數控技術的開展乃至整個制造業，將產生深遠的影響。首先，STEP-NC提出一種嶄新的制造理念，傳統的制造理念中，NC加工程序都集中在單個計算機上。而在新標準下，NC程序能夠分散在互聯網上，這正是數控技術開放式、網絡化開展的標的目的。其次，STEP-NC數控系統還可大大減少加工圖紙（約75%）、加工程序編制時間（約35%）和加工時間（約50%）。

歐美國家非常重視STEP-NC的研究，歐洲發起了STEP-NC的IMS方案(1999.1.1～2001.12.31)。參加這項方案的有來自歐洲和日本的20個CAD/CAM/CAPP/CNC用戶、廠商和學術機構。美國的STEPTools公司是全球范圍內制造業數據交換軟件的開發者，他已經開發了用作數控機床加工信息交換的超級模型(SuperModel)，其目的是用統一的標準描述所有加工過程。這種新的數據交換格式已經在裝備了SIEMENS、FIDIA以及歐洲OSACA-NC數控系統的原型樣機上停止了驗證。