时间：2022-07-23 16:41:34
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【论文摘要】：随着计算机业的快速发展，数控技术也发生了根本性的变革，是近年来应用领域中发展十分迅速的一项综合性的高新技术，文章结合国内外情况，分析了数控技术的发展趋势。
1.引言
数控技术是一门集计算机技术、自动化控制技术、测量技术、现代机械制造技术、微电子技术、信息处理技术等多学科交叉的综合技术，是近年来应用领域中发展十分迅速的一项综合性的高新技术。它是为适应高精度、高速度、复杂零件的加工而出现的，是实现自动化、数字化、柔性化、信息化、集成化、网络化的基础，是现代机床装备的灵魂和核心，有着广泛的应用领域和广阔的应用前景。
2.国内外数控系统的发展概况
随着计算机技术的高速发展，传统的制造业开始了根本性变革，各工业发达国家投入巨资，对现代制造技术进行研究开发，提出了全新的制造模式。在现代制造系统中，数控技术是关键技术，它集微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体，具有高精度、高效率、柔性自动化等特点，对制造业实现柔性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。目前，数控技术正在发生根本性变革，由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。在集成化基础上，数控系统实现了超薄型、超小型化；在智能化基础上，综合了计算机、多媒体、模糊控制、神经网络等多学科技术，数控系统实现了高速、高精、高效控制，加工过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数，实现了在线诊断和智能化故障处理。
长期以来，我国的数控系统为传统的封闭式体系结构，CNC只能作为非智能的机床运动控制器。加工过程变量根据经验以固定参数形式事先设定，加工程序在实际加工前用手工方式或通过CAD/CAM及自动编程系统进行编制。CAD/CAM和CNC之间没有反馈控制环节，整个制造过程中CNC只是一个封闭式的开环执行机构。在复杂环境以及多变条件下，加工过程中的刀具组合、工件材料、主轴转速、进给速率、刀具轨迹、切削深度、步长、加工余量等加工参数，无法在现场环境下根据外部干扰和随机因素实时动态调整，更无法通过反馈控制环节随机修正CAD/CAM中的设定量，因而影响CNC的工作效率和产品加工质量。由此可见，传统CNC系统的这种固定程序控制模式和封闭式体系结构，限制了CNC向多变量智能化控制发展，己不适应日益复杂的制造过程，因此，大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为我们国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。
3.数控技术的发展趋势
数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，他对国计民生的一些重要行业的发展起着越来越重要的作用。从目前世界上数控技术发展的趋势来看，主要有如下几个方面：
3.1高精度、高速度的发展趋势
尽管十多年前就出现高精度高速度的趋势，但是科学技术的发展是没有止境的，高精度、高速度的内涵也在不断变化，目前正在向着精度和速度的极限发展。
效率、质量是先进制造技术的主体。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次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。为此日本先端技术研究会将其列为5大现代制造技术之一，国际生产工程学会将其确定为21世纪的中心研究方向之一。在轿车工业领域，年产30万辆的生产节拍是40秒/辆，而且多品种加工是轿车装备必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，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，才能对这些筋、壁进行加工。近来采用大型整体铝合金坯料"掏空"的方法来制造机翼、机身等大型零件来替代多个零件通过众多的铆钉、螺钉和其他联结方式拼装，使构件的强度、刚度和可靠性得到提高。这些都对加工装备提出了高速、高精和高柔性的要求。
3.25轴联动加工和复合加工机床快速发展
采用5轴联动对三维曲面零件的加工，可用刀具最佳几何形状进行切削，不仅光洁度高，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进行高速铣削淬硬钢零件时，5轴联动加工可比3轴联动加工发挥更高的效益。但过去因5轴联动数控系统、主机结构复杂等原因，其价格要比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轴联动机床的发展。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，其制造难度和成本大幅度降低，数控系统的价格差距缩小。因此促进了复合主轴头类型5轴联动机床和复合加工机床（含5面加工机床）的发展。3.3智能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势
21世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统，智能化的内容包括在数控系统中的各个方面：为追求加工效率和加工质量方面的智能化，如加工过程的自适应控制，工艺参数自动生成；为提高驱动性能及使用连接方便的智能化，如前馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负自动选定模型、自整定等；简化编程、简化操作方面的智能化，如智能化的自动编程、智能化的人机界面等；还有智能诊断、智能监控方面的内容、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控应用软件的产业化生产存在的问题。
目前许多国家对开放式数控系统进行研究，数控系统开放化已经成为数控系统的未来之路。所谓开放式数控系统就是数控系统的开发可以在统一的运行平台上，面向机床厂家和最终用户，通过改变、增加或剪裁结构对象（数控功能），形成系列化，并可方便地将用户的特殊应用和技术诀窍集成到控制系统中，快速实现不同品种、不同档次的开放式数控系统，形成具有鲜明个性的名牌产品。目前开放式数控系统的体系结构规范、通信规范、配置规范、运行平台、数控系统功能库以及数控系统功能软件开发工具等是当前研究的核心。网络化数控装备是近两年国际著名机床博览会的一个新亮点。数控装备的网络化将极大地满足生产线、制造系统、制造企业对信息集成的需求，也是实现新的制造模式如敏捷制造、虚拟企业、全球制造的基础单元。国内外一些著名数控机床和数控系统制造公司都在近两年推出了相关的新概念和样机，反映了数控机床加工向网络化方向发展的趋势。
4.结束语
随着人们对数控技术重视，它的发展越发迅速。文中简要陈述当前的发展趋势，另外数控技术的正不断走向集成化，并行化，仍有广阔的发展空间。
参考文献
[1]王立新.浅谈数控技术的发展趋势[J].赤峰学院学报.2007.
[2]董淳.数控系统技术发展的新趋势[J].可编程控制器与工厂自动化.2006.
1.1数控技术的核心原理
数控技术的整个控制过程是通过计算机、自动控制系统、电气传动装置以及精密传感测量装置完成的，这是一种高新的技术工艺。目前比较流行的数控技术中主要使用的是CNC系统，这种系统由于其高灵活性而深受各种机床生产厂家的喜爱，被普遍使用来对机床进行控制。在CNC系统中发挥主要作用的就是CNC装置，这种装置是主要用于数控系统控制的计算机装置。其工作过程是：首先在录入系统中输入机床运行的技术要求和参数；在输入完成之后，通过系统中的计算机处理系统对录入程序进行控制执行，接收到执行指令的机构则开始行动按输入的要求完成加工。整个过程都是在电脑控制下完成的，精准化程度非常高。为了进一步提升数控机床的生产加工效率和精度，目前的数控机床也都装设有软件插补来对机床的插补算法进行补充。
1.2数控技术设备
随着数控技术的发展，数控技术的设备也得到进一步改进。数控技术装备主要有以下几个方面：（1）在数控设备中所广泛使用的数字伺服技术指的是一种能够使用现代控制理论对设备的运转进行控制的技术，也正是由于这种技术的发展而逐步摒弃了过去的危机处理控制方式，数字化的控制理念已经成为未来数控领域发展的重要思想。（2）数控设备中还包括精密机械的设计和加工等方面。数控设备的主要目的就是提升生产效率，提高设备的生产精度，而精密机械则成为数控设备中不可或缺的一部分，只有这样才能够保证生产出高精度的机械部件。
2数控技术在机械制造中的应用
2.1数控技术在工业生产领域的应用
现代机械制造行业不断发展，迫切需要在工业生产中应用数控技术成功地实现无人化工业产业的模式。在目前我国的工业生产过程中，通过数控技术完成对加工的整体控制。首先录入工业生产的控制指令，在计算机的控制作用下来对输入的生产指令进行任务发配，执行机构在计算机的控制下进行生产加工，并且通过计算机对生产加工过程进行动态监测，发现加工过程中存在问题及时地传递给指令分配模块，停止继续生产作业。通过数控技术的应用，目前我国的工业生产领域已经实现了科技化、现代化，有效地解放了工业生产企业的劳动力，降低了企业的生产成本。
2.2数控技术在汽车行业中的应用
由于汽车零部件对于精度的要求比较高，所以在企业生产中数控技术的应用比较广泛。通过数控技术的使用已经实现了生产线的高度智能化，有效地提升了生产线的作业效率，而且高精度化的生产模式也有效地降低了残次品的概率，有效地降低了企业的生产成本，为促进我国汽车行业的发展起到了十分重要的作用。
2.3数控技术在机械设备中的使用
在机械制造领域中机械是最根本的设备，高精度的机械设备能够更好地保证生产出符合技术要求的其他设备。由于数控机床的控制能力比较强，能够实时地指挥设备的运转方式，并且通过数字化处理的模式来解决机械设备在运转过程中出现的问题，通过编程的形式来实现对整条生产线的整体性控制，有效地提升了生产效率和生产精度。传统机械生产工艺中需要操作工人到现场对工具进行调整，根据设备技术参数要求对设备部件进行操作，不但生产效率低，而且生产的设备精度也不够高。应用数控技术则可大大地简化机械设备的生产过程。随着我国科技的进步，数控技术也取得了突飞猛进的发展。目前，我国机械制造中数控技术的应用发挥着核心的作用，能够实现多种平台操作。随着数控技术的逐步成熟，数控技术的生产成本也降低了很多。在未来的机械制造行业中，数控技术必将随着我国科技的进步而取得进一步的发展。要以科技发展为基础，以市场需求为技术革新的动力，进一步推动数控技术的发展。要根据现代人对于人性化科技的要求，逐步实现数控技术的人性化控制，有效地提升机械制造过程的自动控制水平。
3结语
随着计算机技术的高速发展，传统的制造业开始了根本性变革，各工业发达国家投入巨资，对现代制造技术进行研究开发，提出了全新的制造模式。在现代制造系统中，数控技术是关键技术，它集微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体，具有高精度、高效率、柔性自动化等特点，对制造业实现柔性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。目前，数控技术正在发生根本性变革，由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。在集成化基础上，数控系统实现了超薄型、超小型化；在智能化基础上，综合了计算机、多媒体、模糊控制、神经网络等多学科技术，数控系统实现了高速、高精、高效控制，加工过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数，实现了在线诊断和智能化故障处理；在网络化基础上，CAD/CAM与数控系统集成为一体，机床联网，实现了中央集中控制的群控加工。
长期以来，我国的数控系统为传统的封闭式体系结构，CNC只能作为非智能的机床运动控制器。加工过程变量根据经验以固定参数形式事先设定，加工程序在实际加工前用手工方式或通过CAD/CAM及自动编程系统进行编制。CAD/CAM和CNC之间没有反馈控制环节，整个制造过程中CNC只是一个封闭式的开环执行机构。在复杂环境以及多变条件下，加工过程中的刀具组合、工件材料、主轴转速、进给速率、刀具轨迹、切削深度、步长、加工余量等加工参数，无法在现场环境下根据外部干扰和随机因素实时动态调整，更无法通过反馈控制环节随机修正CAD/CAM中的设定量，因而影响CNC的工作效率和产品加工质量。由此可见，传统CNC系统的这种固定程序控制模式和封闭式体系结构，限制了CNC向多变量智能化控制发展，已不适应日益复杂的制造过程，因此，对数控技术实行变革势在必行。
2数控技术发展趋势
2.1性能发展方向
(1)高速高精高效化速度、精度和效率是机械制造技术的关键性能指标。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系统以及带高分辨率绝对式检测元件的交流数字伺服系统，同时采取了改善机床动态、静态特性等有效措施，机床的高速高精高效化已大大提高。
(2)柔性化包含两方面：数控系统本身的柔性，数控系统采用模块化设计，功能覆盖面大，可裁剪性强，便于满足不同用户的需求；群控系统的柔性，同一群控系统能依据不同生产流程的要求，使物料流和信息流自动进行动态调整，从而最大限度地发挥群控系统的效能。
(3)工艺复合性和多轴化以减少工序、辅助时间为主要目的的复合加工，正朝着多轴、多系列控制功能方向发展。数控机床的工艺复合化是指工件在一台机床上一次装夹后，通过自动换刀、旋转主轴头或转台等各种措施，完成多工序、多表面的复合加工。数控技术轴，西门子880系统控制轴数可达24轴。
(4)实时智能化早期的实时系统通常针对相对简单的理想环境，其作用是如何调度任务，以确保任务在规定期限内完成。而人工智能则试图用计算模型实现人类的各种智能行为。科学技术发展到今天，实时系统和人工智能相互结合，人工智能正向着具有实时响应的、更现实的领域发展，而实时系统也朝着具有智能行为的、更加复杂的应用发展，由此产生了实时智能控制这一新的领域。在数控技术领域，实时智能控制的研究和应用正沿着几个主要分支发展：自适应控制、模糊控制、神经网络控制、专家控制、学习控制、前馈控制等。例如在数控系统中配备编程专家系统、故障诊断专家系统、参数自动设定和刀具自动管理及补偿等自适应调节系统，在高速加工时的综合运动控制中引入提前预测和预算功能、动态前馈功能，在压力、温度、位置、速度控制等方面采用模糊控制，使数控系统的控制性能大大提高，从而达到最佳控制的目的。
2.2功能发展方向
(1)用户界面图形化用户界面是数控系统与使用者之间的对话接口。由于不同用户对界面的要求不同，因而开发用户界面的工作量极大，用户界面成为计算机软件研制中最困难的部分之一。当前INTERNET、虚拟现实、科学计算可视化及多媒体等技术也对用户界面提出了更高要求。图形用户界面极大地方便了非专业用户的使用，人们可以通过窗口和菜单进行操作，便于蓝图编程和快速编程、三维彩色立体动态图形显示、图形模拟、图形动态跟踪和仿真、不同方向的视图和局部显示比例缩放功能的实现。(2)科学计算可视化科学计算可视化可用于高效处理数据和解释数据，使信息交流不再局限于用文字和语言表达，而可以直接使用图形、图像、动画等可视信息。可视化技术与虚拟环境技术相结合，进一步拓宽了应用领域，如无图纸设计、虚拟样机技术等，这对缩短产品设计周期、提高产品质量、降低产品成本具有重要意义。在数控技术领域，可视化技术可用于CAD/CAM，如自动编程设计、参数自动设定、刀具补偿和刀具管理数据的动态处理和显示以及加工过程的可视化仿真演示等。
(3)插补和补偿方式多样化多种插补方式如直线插补、圆弧插补、圆柱插补、空间椭圆曲面插补、螺纹插补、极坐标插补、2D+2螺旋插补、NANO插补、NURBS插补(非均匀有理B样条插补)、样条插补(A、B、C样条)、多项式插补等。多种补偿功能如间隙补偿、垂直度补偿、象限误差补偿、螺距和测量系统误差补偿、与速度相关的前馈补偿、温度补偿、带平滑接近和退出以及相反点计算的刀具半径补偿等。
(4)内装高性能PLC数控系统内装高性能PLC控制模块，可直接用梯形图或高级语言编程，具有直观的在线调试和在线帮助功能。编程工具中包含用于车床铣床的标准PLC用户程序实例，用户可在标准PLC用户程序基础上进行编辑修改，从而方便地建立自己的应用程序。
(5)多媒体技术应用多媒体技术集计算机、声像和通信技术于一体，使计算机具有综合处理声音、文字、图像和视频信息的能力。在数控技术领域，应用多媒体技术可以做到信息处理综合化、智能化，在实时监控系统和生产现场设备的故障诊断、生产过程参数监测等方面有着重大的应用价值。
2.3体系结构的发展
(1)集成化采用高度集成化CPU、RISC芯片和大规模可编程集成电路FPGA、EPLD、CPLD以及专用集成电路ASIC芯片，可提高数控系统的集成度和软硬件运行速度。应用FPD平板显示技术，可提高显示器性能。平板显示器具有科技含量高、重量轻、体积小、功耗低、便于携带等优点，可实现超大尺寸显示，成为和CRT抗衡的新兴显示技术，是21世纪显示技术的主流。应用先进封装和互连技术，将半导体和表面安装技术融为一体。通过提高集成电路密度、减少互连长度和数量来降低产品价格，改进性能，减小组件尺寸，提高系统的可靠性。
(2)模块化硬件模块化易于实现数控系统的集成化和标准化。根据不同的功能需求，将基本模块，如CPU、存储器、位置伺服、PLC、输入输出接口、通讯等模块，作成标准的系列化产品，通过积木方式进行功能裁剪和模块数量的增减，构成不同档次的数控系统。
(3)网络化机床联网可进行远程控制和无人化操作。通过机床联网，可在任何一台机床上对其它机床进行编程、设定、操作、运行，不同机床的画面可同时显示在每一台机床的屏幕上。
(4)通用型开放式闭环控制模式采用通用计算机组成总线式、模块化、开放式、嵌入式体系结构，便于裁剪、扩展和升级，可组成不同档次、不同类型、不同集成程度的数控系统。闭环控制模式是针对传统的数控系统仅有的专用型单机封闭式开环控制模式提出的。由于制造过程是一个具有多变量控制和加工工艺综合作用的复杂过程，包含诸如加工尺寸、形状、振动、噪声、温度和热变形等各种变化因素，因此，要实现加工过程的多目标优化，必须采用多变量的闭环控制，在实时加工过程中动态调整加工过程变量。加工过程中采用开放式通用型实时动态全闭环控制模式，易于将计算机实时智能技术、网络技术、多媒体技术、CAD/CAM、伺服控制、自适应控制、动态数据管理及动态刀具补偿、动态仿真等高新技术融于一体，构成严密的制造过程闭环控制体系，从而实现集成化、智能化、网络化。
3智能化新一代PCNC数控系统
装备工业的技术水平和现代化程度决定着整个国民经济的水平和现代化程度，数控技术及装备是发展新兴高新技术产业和尖端工业（如信息技术及其产业、生物技术及其产业、航空、航天等国防工业产业）的使能技术和最基本的装备。马克思曾经说过“各种经济时代的区别，不在于生产什么，而在于怎样生产，用什么劳动资料生产”。制造技术和装备就是人类生产活动的最基本的生产资料，而数控技术又是当今先进制造技术和装备最核心的技术。当今世界各国制造业广泛采用数控技术，以提高制造能力和水平，提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力。此外世界上各工业发达国家还将数控技术及数控装备列为国家的战略物资，不仅采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业，而且在“高精尖”数控关键技术和装备方面对我国实行封锁和限制政策。总之，大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各发达国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。
数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术，数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造业的渗透形成的机电一体化产品，即所谓的数字化装备，其技术范围覆盖很多领域：(1)机械制造技术；(2)信息处理、加工、传输技术；(3)自动控制技术；(4)伺服驱动技术；(5)传感器技术；(6)软件技术等。
1数控技术的发展趋势
数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，他对国计民生的一些重要行业（IT、汽车、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因为这些行业所需装备的数字化已是现展的大趋势。从目前世界上数控技术及其装备发展的趋势来看，其主要研究热点有以下几个方面［1～4］。
1．1高速、高精加工技术及装备的新趋势
效率、质量是先进制造技术的主体。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次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。为此日本先端技术研究会将其列为5大现代制造技术之一，国际生产工程学会（CIRP）将其确定为21世纪的中心研究方向之一。
在轿车工业领域，年产30万辆的生产节拍是40秒/辆，而且多品种加工是轿车装备必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，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，才能对这些筋、壁进行加工。近来采用大型整体铝合金坯料“掏空”的方法来制造机翼、机身等大型零件来替代多个零件通过众多的铆钉、螺钉和其他联结方式拼装，使构件的强度、刚度和可靠性得到提高。这些都对加工装备提出了高速、高精和高柔性的要求。
从EMO2001展会情况来看，高速加工中心进给速度可达80m/min，甚至更高，空运行速度可达100m/min左右。目前世界上许多汽车厂，包括我国的上海通用汽车公司，已经采用以高速加工中心组成的生产线部分替代组合机床。美国CINCINNATI公司的HyperMach机床进给速度最大达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，而同样的零件在一般高速铣床加工需3h，在普通铣床加工需8h；德国DMG公司的双主轴车床的主轴速度及加速度分别达12*!000r/mm和1g。
在加工精度方面，近10年来，普通级数控机床的加工精度已由10μm提高到5μm，精密级加工中心则从3～5μm，提高到1～1.5μm，并且超精密加工精度已开始进入纳米级(0.01μm)。
在可靠性方面，国外数控装置的MTBF值已达6000h以上，伺服系统的MTBF值达到30000h以上，表现出非常高的可靠性。
为了实现高速、高精加工，与之配套的功能部件如电主轴、直线电机得到了快速的发展，应用领域进一步扩大。
1.25轴联动加工和复合加工机床快速发展
采用5轴联动对三维曲面零件的加工，可用刀具最佳几何形状进行切削，不仅光洁度高，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进行高速铣削淬硬钢零件时，5轴联动加工可比3轴联动加工发挥更高的效益。但过去因5轴联动数控系统、主机结构复杂等原因，其价格要比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轴联动机床的发展。
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，其制造难度和成本大幅度降低，数控系统的价格差距缩小。因此促进了复合主轴头类型5轴联动机床和复合加工机床（含5面加工机床）的发展。
在EMO2001展会上，新日本工机的5面加工机床采用复合主轴头，可实现4个垂直平面的加工和任意角度的加工，使得5面加工和5轴加工可在同一台机床上实现，还可实现倾斜面和倒锥孔的加工。德国DMG公司展出DMUVoution系列加工中心，可在一次装夹下5面加工和5轴联动加工，可由CNC系统控制或CAD/CAM直接或间接控制。
1.3智能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势
21世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统，智能化的内容包括在数控系统中的各个方面：为追求加工效率和加工质量方面的智能化，如加工过程的自适应控制，工艺参数自动生成；为提高驱动性能及使用连接方便的智能化，如前馈控制、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；简化编程、简化操作方面的智能化，如智能化的自动编程、智能化的人机界面等；还有智能诊断、智能监控方面的内容、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控应用软件的产业化生产存在的问题。目前许多国家对开放式数控系统进行研究，如美国的NGC(TheNextGenerationWork-Station/MachineControl)、欧共体的OSACA(OpenSystemArchitectureforControlwithinAutomationSystems)、日本的OSEC(OpenSystemEnvironmentforController)，中国的ONC(OpenNumericalControlSystem)等。数控系统开放化已经成为数控系统的未来之路。所谓开放式数控系统就是数控系统的开发可以在统一的运行平台上，面向机床厂家和最终用户，通过改变、增加或剪裁结构对象（数控功能），形成系列化，并可方便地将用户的特殊应用和技术诀窍集成到控制系统中，快速实现不同品种、不同档次的开放式数控系统，形成具有鲜明个性的名牌产品。目前开放式数控系统的体系结构规范、通信规范、配置规范、运行平台、数控系统功能库以及数控系统功能软件开发工具等是当前研究的核心。
网络化数控装备是近两年国际著名机床博览会的一个新亮点。数控装备的网络化将极大地满足生产线、制造系统、制造企业对信息集成的需求，也是实现新的制造模式如敏捷制造、虚拟企业、全球制造的基础单元。国内外一些著名数控机床和数控系统制造公司都在近两年推出了相关的新概念和样机，如在EMO2001展中，日本山崎马扎克（Mazak)公司展出的“CyberProductionCenter”（智能生产控制中心，简称CPC)；日本大隈（Okuma）机床公司展出“ITplaza”（信息技术广场，简称IT广场)；德国西门子(Siemens)公司展出的OpenManufacturingEnvironment（开放制造环境，简称OME）等，反映了数控机床加工向网络化方向发展的趋势。
1.4重视新技术标准、规范的建立
1.4.1关于数控系统设计开发规范
如前所述，开放式数控系统有更好的通用性、柔性、适应性、扩展性，美国、欧共体和日本等国纷纷实施战略发展计划，并进行开放式体系结构数控系统规范(OMAC、OSACA、OSEC)的研究和制定，世界3个最大的经济体在短期内进行了几乎相同的科学计划和规范的制定，预示了数控技术的一个新的变革时期的来临。我国在2000年也开始进行中国的ONC数控系统的规范框架的研究和制定。
1.4.2关于数控标准
数控标准是制造业信息化发展的一种趋势。数控技术诞生后的50年间的信息交换都是基于ISO6983标准，即采用G，M代码描述如何（how）加工，其本质特征是面向加工过程，显然，他已越来越不能满足现代数控技术高速发展的需要。为此，国际上正在研究和制定一种新的CNC系统标准ISO14649（STEP－NC)，其目的是提供一种不依赖于具体系统的中性机制，能够描述产品整个生命周期内的统一数据模型，从而实现整个制造过程，乃至各个工业领域产品信息的标准化。
STEP-NC的出现可能是数控技术领域的一次革命，对于数控技术的发展乃至整个制造业，将产生深远的影响。首先，STEP-NC提出一种崭新的制造理念，传统的制造理念中，NC加工程序都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，这正是数控技术开放式、网络化发展的方向。其次，STEP-NC数控系统还可大大减少加工图纸（约75％）、加工程序编制时间（约35％）和加工时间（约50％）。
目前，欧美国家非常重视STEP-NC的研究，欧洲发起了STEP-NC的IMS计划(1999.1.1～2001.12.31)。参加这项计划的有来自欧洲和日本的20个CAD/CAM/CAPP/CNC用户、厂商和学术机构。美国的STEPTools公司是全球范围内制造业数据交换软件的开发者，他已经开发了用作数控机床加工信息交换的超级模型(SuperModel)，其目标是用统一的规范描述所有加工过程。目前这种新的数据交换格式已经在配备了SIEMENS、FIDIA以及欧洲OSACA-NC数控系统的原型样机上进行了验证。
2对我国数控技术及其产业发展的基本估计
我国数控技术起步于1958年，近50年的发展历程大致可分为3个阶段：第一阶段从1958年到1979年，即封闭式发展阶段。在此阶段，由于国外的技术封锁和我国的基础条件的限制，数控技术的发展较为缓慢。第二阶段是在国家的“六五”、“七五”期间以及“八五”的前期，即引进技术，消化吸收，初步建立起国产化体系阶段。在此阶段，由于改革开放和国家的重视，以及研究开发环境和国际环境的改善，我国数控技术的研究、开发以及在产品的国产化方面都取得了长足的进步。第三阶段是在国家的“八五”的后期和“九五”期间，即实施产业化的研究，进入市场竞争阶段。在此阶段，我国国产数控装备的产业化取得了实质性进步。在“九五”末期，国产数控机床的国内市场占有率达50％，配国产数控系统（普及型）也达到了10％。
纵观我国数控技术近50年的发展历程，特别是经过4个5年计划的攻关，总体来看取得了以下成绩。
a.奠定了数控技术发展的基础，基本掌握了现代数控技术。我国现在已基本掌握了从数控系统、伺服驱动、数控主机、专机及其配套件的基础技术，其中大部分技术已具备进行商品化开发的基础，部分技术已商品化、产业化。
b.初步形成了数控产业基地。在攻关成果和部分技术商品化的基础上，建立了诸如华中数控、航天数控等具有批量生产能力的数控系统生产厂。兰州电机厂、华中数控等一批伺服系统和伺服电机生产厂以及北京第一机床厂、济南第一机床厂等若干数控主机生产厂。这些生产厂基本形成了我国的数控产业基地。
c.建立了一支数控研究、开发、管理人才的基本队伍。
虽然在数控技术的研究开发以及产业化方面取得了长足的进步，但我们也要清醒地认识到，我国高端数控技术的研究开发，尤其是在产业化方面的技术水平现状与我国的现实需求还有较大的差距。虽然从纵向看我国的发展速度很快，但横向比（与国外对比）不仅技术水平有差距，在某些方面发展速度也有差距，即一些高精尖的数控装备的技术水平差距有扩大趋势。从国际上来看，对我国数控技术水平和产业化水平估计大致如下。
a.技术水平上，与国外先进水平大约落后10～15年，在高精尖技术方面则更大。
b.产业化水平上，市场占有率低，品种覆盖率小，还没有形成规模生产；功能部件专业化生产水平及成套能力较低；外观质量相对差；可靠性不高，商品化程度不足；国产数控系统尚未建立自己的品牌效应，用户信心不足。
c.可持续发展的能力上，对竞争前数控技术的研究开发、工程化能力较弱；数控技术应用领域拓展力度不强；相关标准规范的研究、制定滞后。
分析存在上述差距的主要原因有以下几个方面。
a.认识方面。对国产数控产业进程艰巨性、复杂性和长期性的特点认识不足；对市场的不规范、国外的封锁加扼杀、体制等困难估计不足；对我国数控技术应用水平及能力分析不够。
b.体系方面。从技术的角度关注数控产业化问题的时候多，从系统的、产业链的角度综合考虑数控产业化问题的时候少；没有建立完整的高质量的配套体系、完善的培训、服务网络等支撑体系。
c.机制方面。不良机制造成人才流失，又制约了技术及技术路线创新、产品创新，且制约了规划的有效实施，往往规划理想，实施困难。
d.技术方面。企业在技术方面自主创新能力不强，核心技术的工程化能力不强。机床标准落后，水平较低，数控系统新标准研究不够。
3对我国数控技术和产业化发展的战略思考
3.1战略考虑
我国是制造大国，在世界产业转移中要尽量接受前端而不是后端的转移，即要掌握先进制造核心技术，否则在新一轮国际产业结构调整中，我国制造业将进一步“空芯”。我们以资源、环境、市场为代价，交换得到的可能仅仅是世界新经济格局中的国际“加工中心”和“组装中心”，而非掌握核心技术的制造中心的地位，这样将会严重影响我国现代制造业的发展进程。
我们应站在国家安全战略的高度来重视数控技术和产业问题，首先从社会安全看，因为制造业是我国就业人口最多的行业，制造业发展不仅可提高人民的生活水平，而且还可缓解我国就业的压力，保障社会的稳定；其次从国防安全看，西方发达国家把高精尖数控产品都列为国家的战略物质，对我国实现禁运和限制，“东芝事件”和“考克斯报告”就是最好的例证。
3.2发展策略
从我国基本国情的角度出发，以国家的战略需求和国民经济的市场需求为导向，以提高我国制造装备业综合竞争能力和产业化水平为目标，用系统的方法，选择能够主导21世纪初期我国制造装备业发展升级的关键技术以及支持产业化发展的支撑技术、配套技术作为研究开发的内容，实现制造装备业的跨跃式发展。
强调市场需求为导向，即以数控终端产品为主，以整机（如量大面广的数控车床、铣床、高速高精高性能数控机床、典型数字化机械、重点行业关键设备等）带动数控产业的发展。重点解决数控系统和相关功能部件（数字化伺服系统与电机、高速电主轴系统和新型装备的附件等）的可靠性和生产规模问题。没有规模就不会有高可靠性的产品；没有规模就不会有价格低廉而富有竞争力的产品；当然，没有规模中国的数控装备最终难以有出头之日。
在高精尖装备研发方面，要强调产、学、研以及最终用户的紧密结合，以“做得出、用得上、卖得掉”为目标，按国家意志实施攻关，以解决国家之急需。
在竞争前数控技术方面，强调创新，强调研究开发具有自主知识产权的技术和产品，为我国数控产业、装备制造业乃至整个制造业的可持续发展奠定基础。
参考文献：
［1］中国机床工具工业协会行业发展部.CIMT2001巡礼［J］.世界制造技术与装备市场，2001(3)：18-20.
［2］梁训王宣,周延佑.机床技术发展的新动向［J］.世界制造技术与装备市场，2001(3)：21-28.
1．引言
《数控技术》是全日制普通工科高校机电专业必修的一门专业课程，其教学内容包括数控机床的组成和工作原理，数控编程和加工，数控机床的故障诊断和维修等。数控技术是利用数字信息对机床设备空间运动坐标实现控制，其集机械、电子、自动控制、计算机技术为一体，使得数控技术课程在教学中较为抽象、复杂，从实用和操作的角度看，其教学实施也必然对课程实验（实践）环节提出较高要求，使该课程具有鲜明的实践性特点[1]。在目前我国作为世界制造基地的背景下，数控类技术人才大量需求，包括数控机床制造，数控加工等行业。目前，数控技术人才培养有两个层次，一个高职类院校，主要培养实用型的数控加工人才；一个为普通高校数控技术方向，培养更高层次数控技术人才。受教学培养计划限制，我校数控技术课程教学采用理论教学和课内实验的教学模式，其中课内实验 6 个学时，课时偏少，实验设备偏少，导致学生实践教学效果不好，对数控技术理解不透彻，动手能力不强的问题。因此，如何解决数控技术实践工程动手能力，更好学习理解数控技术这门应用型较强的课程，是需要解决的问题。结合我校的教学改革计划和存在问题，近年来在机电专业数控技术课程改革中，注重对实践教学环节进行了较大幅度的改革，加大实践教学课时，采用分层设置实践教学环节，通过采用课内实验，综合实训和开放选修三个层次实践教学环节结合，全面培养学生的实践动手能力，解决问题的能力和团队协作能力。
2．实践教学体系改革实施
在我校机电专业教学计划中，数控技术课程为《数控技术》（32 学时）以及课内实验等实践性环节，它们在该专业系列课程中占有重要的位置，也是培养学生程素质和创新能力的一个重要载体。因此，在本课程教学改革中，遵循 “注重基础知识，以培养实践能力、综合应用知识能力、创造能、在实践中主动获取知识的能力为主要目的”的指导思想[3，4]，在数控技术实践教学改革中体现了分层次、循序渐进的特点，涉及到课内实验、综合实训、开放选修实验等多个阶段。
2.1 课内实验项目设置在该层次的实践教学环节项目设置中，主要目的是增加学生的感性认识，以直观认知为主，不强调学生的动手能力。因此，设置了《数控机床认知实验》《数控车床编程实验》和《数控插补实验》等三个课内是项目，共 6 个学时。《数控机床认知实验》利用本校机械工程实验中心已有的数控车床、数控铣床、数控加工中心等数控机床，以教师结合实物讲解为主，使学生了解数控机床的各个组成部分，工作原理等基本知识。《数控车床编程实验》以教师讲解演示为主，使学生了解数控编程加工的基本知识。《数控插补实验》以专门开发的插补实验软件演示为主，使学生了解数控插补原理。课内实验结合理论课程教学进度，分组进行，实验类型有演示实验和验证实验，注重基础性知识的实践训练。
2.2 综合实训项目设置在该层次的实践教学环节项目设置中，主要目的是锻炼学生的实践动手能力，利用所学理论知识运用到实践中的能力，巩固和拓展课程知识，培养学生综合分析问题的能力以及动手能力。因此，数控技术实训内容按模块化划分，强调循序渐进，相关训练针对性强，应用性强，设置《数控加工仿真实训》《数控加工实训》《数控安装调试实训》三个实训项目，共计 3 周。在《数控加工仿真实训》项目设置中，考虑到由于高校的持续扩招学生人数大增，而实验设备-数控机床属于高技术、高附加值产品，其机床本体和控制系统品类繁多，价格高昂，一般数控车或铣床单价约十万到二三十万，加工中心则动辄几十万甚至数百万。如果数控课程的实验、实训环节完全依赖数控机床，则需大量数控机床，投入巨大、消耗多、成本贵、实验风险高，学校将无力组织实践教学[2]。近年来，市场上出现了基于虚拟现实技术开发的数控加工仿真系统，实验者可在此计算机系统平台上实现演示、分析数控加工从零件设计图到加工程序调试直至动态切削演示的全过程，包括毛坯定义、夹具刀具定义与选用，零件基准测量和设置，数控程序输入、编辑和调试等，甚至具有工件的三维测量功能；能够仿真 Fanuc 、Siemens 、PA 8000、三菱、大森数控、华中数控和广州数控等主流系统，提供数控车床、数控铣床、加工中心等各种机床面板；面向数控加工技术初学者，具有强大的数控知识呈现功能，具有用于辅助教学的各种模块设置。学生通过软件模拟仿真基本上可解决学生熟悉机床控制面板及数控系统操作等问题，具有使用成本低廉、安全性高、方便辅助授课等特点。因此，根据学校实际情况，设置了《数控加工仿真实训》实训项目，实训时间 1 周，为此采购了宇龙数控加工仿真系统。通过仿真实训，可使每一个学生单独使用一台计算机进行数控编程、操作和加工全过程的模拟训练。《数控加工实训》项目，实训时间 1 周，实训内容包括数控车床和数控铣床两种数控机床的编程加工。安排在学生完成《数控加工仿真实训》项目之后，此时，学生在进行《数控加工仿真实训》项目时已经把要加工的零件程序编程完成，并在在加工仿真系统中仿真运行，检验了程序的正确性。这样，在实际的机床上完成典型零件的编程加工操作时，可以节约大量占用机床时间，解决了设备不足的问题。《数控安装调试实训》项目，实训时间 1 周，实训内容包括数控系统的连接、调试（包括参数保护、回参考点、丝杠螺距误差补偿、伺服驱动单元调试、PLC 编程）和故障诊断（包括机床故障模拟与诊断、主轴变频单元的故障诊断）等实训内容。通过该项目实训，使学生能掌握数控机床安装调试方面和数控故障诊断方面的能力。为了开展这个实训内容，已有设备不能满足要求，为此采购了南京日上自动化设备有限公司开发的数控实训设备，来完成这些实训内容。在本层次的实践教学项目设置中，根据学校实际情况，通过软件仿真实训和实际机床操作实训结合的方式，用有限的资金，解决了设备不足的问题，使每个学生在这个环节能得到充分的动手锻炼的机会。通过学生单独使用软件仿真加工，锻炼独立操作的能力；同时，通过数控加工实训和安装调试实训的分组操作，培养学生团队合作完成任务和解决问题的能力。
2.3 开放选修实验项目设置
在该层次的实践教学环节项目设置中，主要目的是培养学生的在数控机床设计开发方面的创新能力。目前，开发式数控系统的出现，为数控机床（数控系统）的设计开发提供了一种方便的途径。因此，在这本环节设计了《开放式数控系统开发》的开发选修实验，利用固高公司开发的基于运动控制卡的二维开放式数控平台，学生可以在上面定制自己的数控系统。本环节时数 32 学时，运行模式为开发选修实验，针对部分对数控技术有兴趣的学生选择。可在此基础上组织学生参与大学生科技创新计划项目。
3．总结
数控技术实践环节改革方案完成后，从 2008 年开始在在机电专业数控方向学生中进行实施。通过这几年的教学情况结果来看情况良好。通过不同层次实践教学学生对数控理论教学的兴趣有较大提高，对数控技术理论理解和掌握程度提高，使教学质量稳步提升。同时，通过三个层次的实践环节使得学生的实际工程能力得到全方面的锻炼，数控方向毕业生可以从事数控加工制造、数控机床设计制造、数控维修和改造即数控设备管理等与数控相关的各种工作，更加符合企业需求对数控人才的需求，也增加学生的就业范围，近三年来，数控方向学生的就业率都保持在 100%，用人单位反馈信息也都十分良好。
作者：王佳 单位：江苏科技大学机械工程学院
（一）数控技术应用于机床
当下，数控技术在机床生产上的应用已经相当普遍。机床设备为机械生产提供数量庞当、种类繁多零部件，进行零件加工时，由于不同批次、不同厂家的需求不同，零件的规格也存在细微差异，此时就需要通过手工调整编程数据，实现相关参数的规范化。数控技术可以对生产环节中的不同工序进行整体性或局部性的调整和监控，还能针对实际情况对工序中的参数进行修改，从而完成即时性的跟踪控制。简而言之，数控技术就是以计算机的精密指挥取代操作人员的经验性指导，实现控制装置的自动化操作，并有效提高机床设备的控制与执行能力。通过将零件规格与操作误差数据化，合理调节相关设备的启闭时间与运转周期，实现机床加工精度的提升，进而满足机械生产工艺复杂化的具体要求。
（二）数控技术应用于汽车
汽车操纵灵敏性、机械动力性及速度、安全等方面的要求都要靠精密的内部零件来实现。在汽车购买量不断增大的今天，数控技术在提高生产线效率，保证零件生产速度与质量方面依然发挥着重要作用。除复杂零件的生产环节，在进行底盘装配和发动机安装时，自动化生产线同样可以节约大量安装人力，并有效提供操作的精准性，避免误差和瑕疵的产生。此外，数控系统通过整合大量模拟数据，还可以实现对不同款型、功能汽车的柔性控制与柔性生产线归纳。柔性生产线能根据市场需求完成对高、中、低档车型的不同调试，并进行新品的开发工作，以此减小品牌更新换代过快对生产线造成的压力。与此同时，柔性生产线还可通过控制系统与不同操作系统、监控反馈系统的不同组合实现产品的更新，并通过汽车生产线与柔性生产的有机结合，实现生产质量与效能的提高与品牌的创新。
（三）数控技术应用于煤炭开采
煤炭的发掘和开采工作存在较大危险性，对施工质量、施工设备、施工人员也有较高要求，是以在进行相关操作前，必须探明具体矿藏情况、地质环境、气候环境及相关内容。数控技术能实现套料选择方案的最优，在扩大开采规模、提高工作效率的同时完成对挖掘的深度、角度、方向等进行精确控制，从最大程度上保证施工人员的安全，避免坍塌事故的发生。
（四）数控技术应用于工业生产以造纸业为例
在完成原木的采购工序后，需要对木材进行去皮、正圆、切割、粉碎、熬浆、造纸、晒干等一系列环节的处理。然而，流程中产生的废气、机械操纵的失误都可能对施工人员带来安全隐患。此时，数控技术先通过限制正圆环节中的程序参数实现原木规格的统一化，降低后续环节的操作难度，再通过数控切割等技术实现后续环节的相对封闭化，减少相应环节中的人力投入，从而在确保人员安全的基础上实现生产效能的提升。数控技术在食品生产领域也有着广泛应用。通过无菌自动化生产线，可以完成对食品造型、材料配比、加工时间等各项指标的数据化规定。此外，还可通电子监控系统与自动报警装置及时发现、纠正制作流程中存在的问题，并进行针对性调整。值得注意的是，工资在劳动力导向型为主的工业生产的生产开支中占了很大比重，这造成了利益空间的压缩，不利于生产扩大化和高速化，而数控技术的应用则是通过机械生产取代手工操作的方式，完成了人力的节约化与生产的高质高效化。
二小结
关键词：机械制造数控技术
引言
在机械制造业中，数控加工技术已经越来越受到重视。随着计算机技术为主流的现代科技技术发展和市场产品竞争的加剧，传统的机械制造技术很难满足现代产品多样化的发展和日新月异的换代速度。面对多品种小批量生产比重的加大，产品交货质量和成本要求的提高，要求现代的制造技术具有很高的柔性。如何能增强机械制造业对外界因素的适应能力以及产品适应市场的变化能力，就需要我们能利用现代数控技术的灵活性，最大限度的应用于机械制造行业。将机械设备的功能、效率、可靠性和产品质量提高到一个新的水平，从而满足现代市场的竞争需求。
一、技术特点
数控技术是用数字信息对机械加工和运动过程进行控制的技术。它是集传统的机械制造技术、计算机技术、传感检测技术、网络通信技术、光机电技术于一体的现代制造业基础技术，具有高精度、高效率、柔性自动化等特点。
目前是采用计算机控制，预先编程然后利用控制程序实现对设备的控制功能。由于计算机软件的辅助功能替代了早期使用纯硬件电路组成的数控装置，使得输入数据的存储、处理、判断、运算等功能均由现场可编辑的软件来完成，这样极大的增强了机械制造的灵活性，提高设备的工作效率。
二、机械制造中数控技术的应用
2.1工业生产工业机器人和传统的数控系统一样是由控制单元、驱动单元和执行机构组成的。主要运用机器设备的生产线上，或者运用于复杂恶劣的劳动环境下下，完成人类难以完成的工作，很大程度上改善了劳动条件，保证了生产质量和人身安全。
在实际操作中，控制单元是由计算机系统组成，指挥机器人按照写入内核的程序向驱动单元发出指令，完成预想的操作，同时同步检测执行动作，一旦出现错误或发生故障，由传感系统和检测系统反馈到控制单元，发出报警信号和相应的保护动作。而执行机构是由伺服系统和机械构件组成。有动力部分向执行机构提供动力，使执行机构在驱动元件的作用下完成规定操作。
2.2煤矿机械现代采煤机开发速度快、品种多，都是小批量的生产，各种机壳的毛坯制造越来越多地采用焊件，传统机械加工难以实现单件的下料问题，而使用数控气割，代替了过去流行的仿型法，使用龙骨板程序对采煤机叶片、滚筒等下料，从而优化套料的选用方案。使其发挥了切割速度快、质量可靠的优势，一些零件的焊接坡口可直接割出，这样大大提高了生产效率。同时，数控气割机装有自动可调的切缝补偿装置。它允许对构件的实际轮廓进行程序控制，好比数控机床上对铣刀的半径补偿一样。这样可以通过调节切缝的补偿值来精确的控制毛坯件的加工余量。
2.3汽车工业汽车工业近20年来发展尤为迅猛，在快速发展的过程中，汽车零部件的加工技术也在快速发展，数控技术的出现，更加快了复杂零部件快速制造的实现过程。
将高速加工中心和其它高速数控机床组成的高速柔性生产线集“高柔性”与“高效率”于一体，既可满足产品不断更新换代的要求，做到一次投资，长期受益，又有接近于组合机床刚性自动线的生产效率，从而打破汽车生产中有关“经济规模”的传统观念，实现了多品种、中小批量的高效生产。数控加工技术中的快速成形制造技术在复杂的零部件加工制造中可以很轻易方便的实现，不仅如此，数控技术中的虚拟制造技术、柔性制造技术、集成制造技术等等，在汽车制造工业中都得到了广泛深入的应用。21世纪的汽车加工制造业已经离不开数控加工技术的应用了。
2.4机床设备机械设备是机械制造中的重中之重，面对现代机械制造业的需求，具备了控制能力的机床设备是现代机电一体化产品的重要组成部分。计算机数控技术为机械制造业提供了良好的机床控制能力，即把计算机控制装置运用到机床上，也就是用数控技术对机床的加工实施控制，这样的机床就是数控机床。它是以代码实现机床控制的机电一体化产品，它把刀具和工件之间的相对位置、主轴变速、刀具的选择、冷却泵的起停等各种操作和顺序动作数字码记录在控制介质上，从而发出控制指令来控制机床的伺服系统或其他执行元件，使机床自动加工出所需零件。
三、数控技术的发展
从第一台数控机床开发成功到现在已有50多年的历史，由传统的封闭式数控系统发展到现今的开放式PC数控系统。传统的计算机数控系统，由于采用封闭的体系结构，它的通用性、软件移植性、功能扩展和维修都比较困难；开放式体系结构的计算机数控系统的发展，使传统的计算机数控系统的市场正在受到挑战。开放式计算机数控系统，采用软件模块化的体系结构，显示了优良的性能，能适应各种计算机的软件平台，具有统一风格的用户交互环境，操作、维护、更新换代和软件开发都比较方便，具有较高的性能价格比，已成为数控系统发展的方向。
四、结束语
机械制造技术不仅是衡量一个国家科技发展水平的重要标志，也是国际间科技竞争的重点。我国正处于经济发展的关键时期，制造技术是我们的薄弱环节。PC机进入数控领域，极大的促进了数控技术的发展，也为我国在数控生产领域赶超发达国家提供了机遇。跟上发展先进数控制造技术的世界潮流，将其放在战略优先地位，并以足够的力度予以实施，尽快缩小与发达国家的差距，在激烈的市场竞争中立于不败之地。同时，数控加工技术的发展孕育产生大量的数控专业技术人才，进而推动我国现代机械制造业进一步走向繁荣。
参考文献：
马岩.中国木材工业数控化的普及[J].木材工业.2006(02).
陈光明.基于数控加工的工艺设计原则及方法研究[J].制造业自动化.2005(09).
多种毕业设计思路通过实践，总存在诸多条件限制，而终未取得良好的效果。在改革的道路上我们通过多次探索，最终确定了一种通过机械结构设计编程加工毕业设计论文答辩，全过程的专业综合训练模式。这种训练模式，第一阶段是有指导老师提前选择适合数控技术专业进行综合训练的毕业设计机构，然后对所带学生根据学习情况分组确定完成的零件；第二阶段学生根据自己所要完成的任务进行零件造型设计，编程加工，待全组成员完成零件加工进行机械结构的组装；第三个阶段，学生进行所设计部分零件的数控加工毕业设计论文；第四个阶段进行毕业答辩。
1实施
我院在2010级数控技术专业毕业设计执行时采用上述模式，进行了数控技术专业毕业设计教学改革试点。试点选取30名数控技术专业毕业生进行，分为4组，根据学生综合能力高低每组题目各有差异。第一阶段，指导老师根据学生情况选题。在试点阶段，为了保质保量完成教改全过程，除风力推料机构为我院参加全省机械设计创新大赛机构难度较大外，其他的如装卸器，槽轮机构，大力神杯相对难度都较小。风力推料机构由15人分别完成叶轮加工，凸轮轴加工，齿轮加工，偏心轮加工，底板、推杆、料筒等部分加工，其余3项目共有15人完成。第二阶段，毕业设计学生根据设计任务进行造型、编程、加工、装配。本阶段，由指导老师指导学生完成料单上报，所需工装清单；院部进行材料的准备，并由数控实训中心提供相应的工装，机床；在不影响正常教学的前提下，毕业设计机构的加工我们主要安排在课余时间进行，如晚自习、周末。学生进行零件工艺设计、数据计算、造型、数控编程、数控加工；在整个加工过程中，老师指导学生选用合适的刀具、夹具、量具、切削用量保证零件的加工精度。最终各小组成员完成零部件加工后，进行装配。标准件：如轴承、螺钉、螺母、垫片由项目组统一购买；在装配过程中，出现问题，老师指导学生进行修正，直至完成机构装配达到预定目标。第三阶段，毕业设计资料整理完善。各小组成员根据自己完成的指定零件进行毕业设计资料整理，主要内容有零件图绘制，零件结构分析，工艺规程设计，各工序工装的选择，各工序切削用量的选择，数控加工程序的编制，毕业设计总结几个部分。本阶段不仅仅要对零件进行工艺设计，更重要的是提高工艺规程资料的填写、毕业设计文本资料的规范，通过本阶段的总结，真正实现毕业设计内涵的升华，使理论与实践相结合，为走上工作岗位做好铺垫。第四阶段，进行毕业设计答辩。在答辩过程中我们一改以往提问基础理论知识的模式，重点让学生陈述自己在机构加工过程中出现的问题，以及问题的解决方案，真正通过毕业设计让学生学会自己动脑、动手解决实际问题。图1为数控技术专业毕业设计教学改革实施流程图。
2毕业设计教改效果
通过2013届数控技术专业毕业生毕业设计教学改革试点后座谈，学生普遍反映收获颇丰，既巩固了原本所学的专业理论知识，同时又加强了数控编程、加工、装配等知识的学习，尤其对数控刀具、夹具、量具、切削用量这些知识理解更深刻，还教会了学生如何处理实际问题，如何独立解决问题，学生的积极性很高，效果很好。
3总结
通过数控技术毕业设计的改革探索，让学生在综合实践过程中有了更多的收获和体会，对高职教育目标有一定的促进作用，增强了学生的动手能力，对学生走上工作岗位有着积极意义。
作者：潘冬 单位：陕西国防工业职业技术学院
摘要：数控技术是实现机械制造自动化的关键，直接影响到国家工业的发展和综合国力的提高。以数控技术为核心的机械设备的生产和应用已经成为衡量一个国家技术水平和战略地位的重要标准。因此广泛采用数控技术应用于制造业，无论从战略角度还是发展策略，都是我国实现工业经济大国必须要大力提倡和广泛发展的。
关键词：机械制造数控技术
在机械制造业中，数控加工技术已经越来越受到重视。随着计算机技术为主流的现代科技技术发展和市场产品竞争的加剧，传统的机械制造技术很难满足现代产品多样化的发展和日新月异的换代速度。面对多品种小批量生产比重的加大，产品交货质量和成本要求的提高，要求现代的制造技术具有很高的柔性。如何能增强机械制造业对外界因素的适应能力以及产品适应市场的变化能力，就需要我们能利用现代数控技术的灵活性，最大限度的应用于机械制造行业。将机械设备的功能、效率、可靠性和产品质量提高到一个新的水平，从而满足现代市场的竞争需求。
1技术特点
数控技术是用数字信息对机械加工和运动过程进行控制的技术。它是集传统的机械制造技术、计算机技术、传感检测技术、网络通信技术、光机电技术于一体的现代制造业基础技术，具有高精度、高效率、柔性自动化等特点。
目前是采用计算机控制，预先编程然后利用控制程序实现对设备的控制功能。由于计算机软件的辅助功能替代了早期使用纯硬件电路组成的数控装置，使得输入数据的存储、处理、判断、运算等功能均由现场可编辑的软件来完成，这样极大的增强了机械制造的灵活性，提高设备的工作效率。
2机械制造中数控技术的应用
2.1工业生产工业机器人和传统的数控系统一样是由控制单元、驱动单元和执行机构组成的。主要运用机器设备的生产线上，或者运用于复杂恶劣的劳动环境下下，完成人类难以完成的工作，很大程度上改善了劳动条件，保证了生产质量和人身安全。
在实际操作中，控制单元是由计算机系统组成，指挥机器人按照写入内核的程序向驱动单元发出指令，完成预想的操作，同时同步检测执行动作，一旦出现错误或发生故障，由传感系统和检测系统反馈到控制单元，发出报警信号和相应的保护动作。而执行机构是由伺服系统和机械构件组成。有动力部分向执行机构提供动力，使执行机构在驱动元件的作用下完成规定操作。
2.2煤矿机械现代采煤机开发速度快、品种多，都是小批量的生产，各种机壳的毛坯制造越来越多地采用焊件，传统机械加工难以实现单件的下料问题，而使用数控气割，代替了过去流行的仿型法，使用龙骨板程序对采煤机叶片、滚筒等下料，从而优化套料的选用方案。使其发挥了切割速度快、质量可靠的优势，一些零件的焊接坡口可直接割出，这样大大提高了生产效率。同时，数控气割机装有自动可调的切缝补偿装置。它允许对构件的实际轮廓进行程序控制，好比数控机床上对铣刀的半径补偿一样。这样可以通过调节切缝的补偿值来精确的控制毛坯件的加工余量。
2.3汽车工业汽车工业近20年来发展尤为迅猛，在快速发展的过程中，汽车零部件的加工技术也在快速发展，数控技术的出现，更加快了复杂零部件快速制造的实现过程。
将高速加工中心和其它高速数控机床组成的高速柔性生产线集“高柔性”与“高效率”于一体，既可满足产品不断更新换代的要求，做到一次投资，长期受益，又有接近于组合机床刚性自动线的生产效率，从而打破汽车生产中有关“经济规模”的传统观念，实现了多品种、中小批量的高效生产。数控加工技术中的快速成形制造技术在复杂的零部件加工制造中可以很轻易方便的实现，不仅如此，数控技术中的虚拟制造技术、柔性制造技术、集成制造技术等等，在汽车制造工业中都得到了广泛深入的应用。21世纪的汽车加工制造业已经离不开数控加工技术的应用了。2.4机床设备机械设备是机械制造中的重中之重，面对现代机械制造业的需求，具备了控制能力的机床设备是现代机电一体化产品的重要组成部分。计算机数控技术为机械制造业提供了良好的机床控制能力，即把计算机控制装置运用到机床上，也就是用数控技术对机床的加工实施控制，这样的机床就是数控机床。它是以代码实现机床控制的机电一体化产品，它把刀具和工件之间的相对位置、主轴变速、刀具的选择、冷却泵的起停等各种操作和顺序动作数字码记录在控制介质上，从而发出控制指令来控制机床的伺服系统或其他执行元件，使机床自动加工出所需零件。
3数控技术的发展
从第一台数控机床开发成功到现在已有50多年的历史，由传统的封闭式数控系统发展到现今的开放式PC数控系统。传统的计算机数控系统，由于采用封闭的体系结构，它的通用性、软件移植性、功能扩展和维修都比较困难；开放式体系结构的计算机数控系统的发展，使传统的计算机数控系统的市场正在受到挑战。开放式计算机数控系统，采用软件模块化的体系结构，显示了优良的性能，能适应各种计算机的软件平台，具有统一风格的用户交互环境，操作、维护、更新换代和软件开发都比较方便，具有较高的性能价格比，已成为数控系统发展的方向。
论文关键词：数控；人才培养；教学改革
一、制造业数控专业人才的需求特点
（一）大型企业普遍拥有专责数控编程人员，这些人员57%由大学本科及以上学历的技术人员承担，专科、中职学生从事该项工作人数少的原因：一是企业管理人员的偏见，二是专科、中职学生的CAD/CAM能力与企业要求不接轨。在这类企业的专科、中职生主要从事数控机床的操作与维护。
（二）小型加工企业和模具企业对数控人员的编程、操作一体化程度要求较高，为中职学生提供了较大的发展空间。
（三）数控维修人员普遍不足是各企业的一大特点，当前数控设备的完好率普遍偏低，主要表现为国产机床维修跟不上，进口机床修不起。用户缺乏好的维修人员。特别是机床生产企业，维修的不及时已经成为制约这些企业发展的瓶颈。用户购买设备对售后服务的关注程度在提高，这对数控类人才培养院校提出了新的要求。维修力量不够成为影响完好率的主要原因，由此可见，数控维护维修人员是目前企业急需的数控人才。
二、数控专业建设存在的问题：
（一）课程设置和教学内容不能满足企业需求
1、数控类专业的部分课程设置存在教学内容相对陈旧、学生在学校学到的知识技能与企业的实际工作要求存在差距等问题。部分学校因实训条件所限，仍以理论讲授为主，造成学生数控工艺知识和能力不高，编出的程序企业不认可，不能满足就业要求。
2、实训内容与企业生产实际的符合度偏低。部分实习实训中使用的刀具、材料乃至机床还是为教学专用的，这种实训方式虽然经济、安全，但同时也使学生对企业生产的理解产生误导。容易给学生造成追求形状，不注意质量，忽视装夹、找正、切削用量选择等坏习惯。这是我们毕业生不如企业自己培养的工人的主要原因。
3、教学内容与先行企业运营软硬件要求相对滞后。如CAD/CAM当前我省企业主要采用CATIA、UG、PROE以及MASTERCAM等软件，我们却很少使用，这是大企业数控编程这一技能型企业长期使用研究生的原因之一。
（二）数控专业师资的实践能力不足
数控技术在近几年的广泛应用，引起了数控人才的大量需求，而师资建设却跟不上发展的要求，对课程进修、实践进修重视不够，投入偏少；缺乏与培养目标相一致的教学方法；缺少与应用型人才培养相适应的教材等进而造成数控专业师资、特别是同时具备相当的理论知识和丰富的实践经验的数控专业师资严重不足。教师存在着数控加工实践能力普遍偏差的问题，有实践经验的本科以上技术人员在企业都是宝贝，学校很难引进。因而能够承担数控教学工作的“双师型”专业教师严重不足，这也制约着现代数控技术人才培养水平的提高。 （三）数控实训设备条件差，数量严重不足
数控技术是实践性很强的综合技术，没有通过实践体验很难获得良好的教学效果。实际上受实训经费和实训场地条件的限制，每个学生的独立动手实际操作机会很少，达不到提高实践能力的目的，实训效果并不好。
三、提高数控专业人才培养质量的探索
（一）加强校企合作，打造“订单式”人才培养模式
职业教育走“工学结合，校企合作”的道路是职业教育的发展规律，也是凝炼发展特色、提升办学水平、增强育人能力和服务社会能力的必由之路。企业作为办学主体或合作伙伴，全过程、全要素实际参与人才的培养过程有利于提高数控人才培养的针对性，实现学校和企业的“双赢”。企业的需求是职业院校确定数控人才培养目标的根本依据。职业教育只有面向市场，以就业为导向，才会有出路。学校与企业共同协商，本着尊重教育规律和市场规律的原则，共同制定数控专业的培养目标，从教学的顶层设计上保证人才培养质量。积极开展“订单培养”模式。
（二）加强“双师型”师资队伍的建设
1、完善职业院校用人制度改革，充分调动具有“双师型”能力教师的积极性。从企业招聘有丰富的现场经验、组织能力强的工程技术人员充实教师队伍是最直接的方式。
2、建立师资配置继续教育制度，充分发挥已建成的实训基地的作用，加大现有教师的在职培训力度，又好又快的提高学校的师资水平是最行之有效的办法。
3、丰富和创新教师培训形式。开展不同层次的培训项目，运用聘用、考核、评估等机制倡导教师培训与进修，派遣教师到企业或其他院校进行短期研修和讲学，有利于师资培养、课程建设及提高课程质量。基于此点的交流与合作，使双方不断地请各自所所熟悉的教师加入，形成一个合作交流的网络。随着教师之间交流的深入，教师之间的合作、研究内容的不断加深，又会推动教师所在学科队伍的发展与建设。师资队伍、学科建设和课程改革的良性循环，为培养“双师型”人才构筑出一个平台。
（三）加强数控技术实训基地的建设
建立教学实训和生产顶岗制度，使数控实训基地成为实现“工学结合、工学交替”的基地。在这里通过基本的企业化运行模式达到“练会教师，教会学生”的目的。
论文摘要：根据职业院校在数控专业人才培养中遇到的问题提出了数控仿真软件引入数控教学的重要性，进一步分析了仿真软件在数控教学中的优缺点，并提出相应的弥补措施。
1仿真软件在数控技术专业教学中的优势
（1）减少高额的设备投入，解决实习设备与学生人数不成比例的问题。
由于数控设备属于集机电、通讯、传感于一身的智能化产品，它具备“高速、高效、高精度”的加工特点，这就决定了其高额的成本。因此，数控专业的的实训教学若单单依靠购买数控机床则投入过大，若采用数控仿真进行实习教学可以很好的解决这一难题。
（2）提供多种机床多种系统，解决设备型号单一，学生的知识面狭窄等问题。
由于数控技术发展迅速，目前市场上的数控设备型号多样，并且数控系统更新较快，对学校而言不可能将所有系统配齐。这就导致学生所学与工厂所用不符。而数控仿真系统则具备“一个软件多种系统”的优势。如上海宇龙仿真软件就拥有FANUC、PA、SlEMENS、华中数控、广州数控、大森数控等多种数控系统，可以实现对车、铣、加工中心等多种型号机床操作过程的仿真，弥补了实习设备型号单一，学生的知识面狭窄等问题。
（3）实现虚拟加工，减少实训费用。
数控仿真系统的核心是虚拟数控机床，它完全模拟零件的切削过程，能检验指令正确与否，并用三维动画实时模拟显示程序路径和工件图形，从而真实的再现了零件的加工过程，并且在模拟加工过程中不会有机床、刀具、材料的损耗，极大的减小实训费用。
（4）安全性高，便于初学者学习。
由于数控加工仿真系统是一种虚拟加工技术，所以学生的错误操作也不会损坏机床，更不会造成人身伤害，使学生可以抛开思想包袱大胆地、独立地进行练习。
（5）可对程序校验、模拟加工，减少占机调试时间，提高加工效率。
在实际加工时，一般要反复检查程序，并利用机床的图形模拟校验功能来检验程序的正确性，这就导致占机调试时间过长。并且图形模拟也无法对刀具的干涉、运动中与夹具的碰撞、工件上一些细小的结构等进行全面真实的反映。所以在加工之前，可以将程序输入仿真软件，先模拟加工，观察零件的加工过程，并初步检验零件的形状尺寸，最后将正确的程序导入到数控机床中，既可节省时间提高加工效率，又保证了加工的安全性。
2仿真软件在数控技术专业教学中的不足及弥补措施
（1）仿真加工缺乏真实感．学生安全意识淡薄。
实际加工中操作人员必须严格按照安全操作规程进行加工，并要求其具备相应的“听辨能力”，能根据机床不同状态下发出的声音及时调整参数，减少机床发生故障和停机的概率。而在仿真中，便无法学习到真正的“听辨能力”，并且一些严格的操作规程也无法得以实施。如加工过程中不要把头和手随意伸进机床中、加工前关闭机床安全门等，这些环节在仿真时往往都可忽略不计，而对于在练习时出现的撞刀等现象也毫不在意。如果学生的不良习惯一旦养成，会在实际生产中造成重大损失。因此，在平时的教学过程中教师要不断强调安全操作，严格要求，并给学生讲解仿真与实操的差别。
（2）工艺参数设置随意，无法保证产品质量。
利用数控加工仿真系统进行编程与操作练习时，往往容易忽视切削用量、刀具的选用，零件的装夹等问题。同时仿真软件也无法判断工件的表面粗糙度、矫正尺寸精度等。如果学生在仿真时忽略了这些内容，在实际机床上加工时也会不自觉的忽略这些对数控加工十分重要的部分，从而导致加工的工件无法达到尺寸精度要求，更有甚者发生碰撞等事故。因此，教师一定要求学生按照实际操作加工中的要求来做，如正确装夹零件，合理选用刀具及切削用量；对刀的步骤和动作也要规范，让学生在学习的初期就养成正确的习惯。
（3）仿真加工与实际机床有一定差异，易使学生产生错觉，影响教学质量。
由于虚拟加工技术起步较晚，现在的仿真软件与实际机床还存在一定差异。如利用车刀在数控仿真系统上加工工件时，只要背吃刀量不大于刀刃长度就可以直接切削。而在实际数控机床上加工，则会因为受到机床、刀具和材科等性能的影响，不可能选取太大背吃刀量。再如切断刀在实际加工中只能用来切槽或者切断加工。而在仿真系统中即使用来车削外圆也不会有错误提示。又如实际加工中，G00无法完成工件的切削加工，而在仿真时即使错误的使用G00切削工件，照样可以完成切削而不会报警。这些问题就需要我们在教学的过程中反复强调，避免误导学生。同时要合理安排仿真软件与实际操作的时间和顺序。
综上所述，数控仿真软件在数控技术专业教学中的合理应用，既可以提高数控人才的培养质量和效率，还可以缓解学校的经济压力，但其缺点也不容忽视。只有在教学中将仿真训练与实践操作训练有机结合，摆正仿真软件在整个专业教学中的位置，才能充分地发挥其作用，才能真正为教学服务。
参考文献
论文摘要:大学是以学科为基础建构起来的学术组织。学科建设被视为高等学校教学、科研工作的重要内容。学科建设从根本上反映和体现了学校的办学水平、办学特色、学术地位和核心竞争力。论述了建设我院机电一体化专业为特色名牌专业的必要性和可行性。
随着连年的扩招，大批学生进入高校，教学型高校面临着师生比严重不足、教师教学负担加重、没有时间和精力从事科研学术活动、学术积极性不高、学校办学经费少、没有资金投入或充实相应的科研型实验室、市级、省级和国家级科研经费申请难中的困境;另外，沉重的教学任务使教学型高校的大部份精力都集中在教学工作上，重视专业的规划和扩张，对学科发展缺少注意力。在学科建设促进专业特色发展方面认识不足。在科研上普遍存在着个人单兵作战，随机选题，低水平重复的现象。由于缺少科研基地，部分教师在科研方面的努力只能停留在东拼西凑“写论文”的基础层面上，很难升华到系统研究的高度。因此，教师的科研和专业水平在整体上难有较大的突破，不能形成具有特色的科学研究方向和合理的学科队伍，更谈不上具有专业特色的建立和发展，不利于形成高水平的教学氛围。严重阻碍了学校向深层次、高水平大学迈进的步伐。为此，本文在学科建设促进特色专业、促进教学和人材等方面进行了探讨，对我院机电系在学科建设方面提出了建议。
1·学科与专业的辩证关系
学科是高校发展的基础，人才是高校发展的动力，学科水平是学校的标志。因此，学科建设是高校工作的根本和核心，是立足之本。学科是大学的灵魂，是高校专业设置的基础和依据，学科建设的水平直接或间接反映了大学科技创新能力和教学育人的水平。学科定义是科学发展形成的特定范畴，是一个按知识门类划分的、相对独立的学术体系，在操作中也指具体院系建制所依托的学科。高校的特色往往由学科的特色来体现。一所高校是否具有高水平，主要看它有没有一批高水平、有特色、体系配套的学科，有没有一支科技造诣深厚、有影响的教师队伍，有没有一批高水平的科研成果。
高等学校专业的定义为根据社会分工需要所分成的学业门类，以及各专业都具有独立的教学计划，以体现本专业的培养目标和规格。因此，一方面，专业是为满足从事某种社会职业需要的培训而设置的。以一门学科为基础可以设置若干个专业，这些专业因主要基础知识相同或相近而概括在一个学科范畴，被视为相近专业。另一方面，专业是为培养学科人才设置的，是学科发展的基础和体现。专业为满足社会领域和岗位人材的知识结构需要组织多个学科来满足。所以，一个学科可能覆盖若干个专业，而一个专业也支撑若干个学科。学科建设和发展是长期的，相对比较稳定，而专业则是相对灵活的，它可以根据社会的需求和经济的发展而适时调整。
2·学科建设是高校提高办学水平的突破口
学科建设应当包括以下几方面内容: (1)学术梯队建设是学科建设的核心。培养造就一支在年龄、职称、学历结构上合理，具有创新精神、充满干劲与热情、团结合作的学术队伍是关键; (2)科学研究成果的质和量是学科建设的另一个指标，科技创新的实现在于知识创造新和技术创新。科研工作的实施包括了课题的选择，实验基地的建设、文献资料等信息的占有、以及学科建设管理、自由学术气氛的营造等软硬两方面的建设; (3)教学工作包含两方面的内容，即人才培养和专业设置，前者以适应社会人材发展的需要，后者是学科建设的基础。(4)走产学研结合之路，将科研成果转化为生产力，促进科技和社会发展。
学科建设的关键在于突出重点学科，有的放矢，有所为而有所不为。在学科建设上合理布局，将有限的资金和人力放在基础较厚、条件较好的学科和方向上，争取一点突破，后继跟上。因此，在学术研究、人才培养、队伍建设、条件设施等方面进行调整，打破院系原有框框，重新构建学科平台，建立跨学科、跨学院的研究中心。将重点学科办出特色、创出品牌，提升学校的知名度。
以重点学科建设为核心来建设科研、教学队伍，一方面可以坚持学校的办学特色，另一方面还可以稳定学科的发展方向。坚持老中青相结合组建科研队伍，选拔高水平学科带头人，组织合理的相对稳定的学科梯队，培养高层次的人才。在重视重点学科建设的同时，还要重视非重点学科建设，给予必要的扶持，以此来促进相关学科的交叉、渗透和联合。
学科是科研的基础，科研是学科建设的前提。把科研课题立项为学科发展的突破口，鼓励跨学科、跨单位联合进行课题研究，提高科研成果水平。鼓励教师多参加学术交流活动，为教师科学研究搭建学术平台，推动教师及时跟踪国内外在相关学科上的先进技术，争取看到前沿，以至于站到前沿，最后领跑前沿。学科建设离不开科研实践基地的建设，专业实验室的建设必须与学科建设紧密联系在一起。专业实验室、实习基地、实训中心和科学研究中心在实践性教学环节和科研工作中扮演了重要角色。在学科建设中，对于那些有基础、发展前景较好、优势明显，属于新兴学科或交叉学科或综合学科的实验室，应采取集中力量重点扶持和政策倾斜，加快建设和发展步伐。力争创建更多的省级、部级和国家级重点实验室。并以此为依托，开展科研工作。
注重科学研究与教学的紧密结合是学科建设另一个关键，要建设好重点学科，首先要处理好科研与教学的关系。在目前知识爆炸、资讯发达的年代，学科知识快速更新，基础理论发展迅速，大学的教师只有通过学科研究，全面系统地了解、掌握某一领域的专业知识，才能为教学不断提供新的内容。同时，教学反过来可以促进学科的发展。教学过程中的讨论和思索，教学中出现的知识问题都有可能作为科学研究的新课题，对于人材的培养，为充实科研队伍提供了保障，促进了学科建设。
因此，在学科和专业特色的建设中，科研项目建设是学科建设的重要环节，研究的目的、内容和重点，资金的筹集，团队组织是关键。科研实验设备方面的投入和整合仍是当务之急。一旦确定了发展方向，实际性科研经费投入后才有可能产生具有影响力的研究成果、培养和锻炼出高水平的科研教师队伍。
3·关于我院机电系创建特色专业的思考
机电系的前身是广东省机械学校， 2003年合并到广东省技术师范学院。当年广东省机械学校专业设置少，学校在中专的数控专业的建设方面下了很大功夫，取得了一定的成绩，因此在珠三角洲的高职、中专学校中具有一定的知名度。广东省技术师范学院作为广东省的普通本科高校，虽然在文科等方面具有自身的办学特色，但在机械学科的办学上仍是首次，从办学思路、经费投入和人材培养上与华南理工、广东工业大学等学校仍有较大的距离。经过近几年的发展，机电系设置了机械电子工程(机电一体化)、工业设计和机械设计及其自动化三个专业，在机械设计及其自动化专业下设置汽车工程和CAD/CAM两个方向， 2006年又成功申报了广东省重点数控实验室，为机电系的全面发展和学科建设打下了良好基础。近几年，经过不断地努力，机电系在数控技能型人才培养上取得了一些经验，我们的许多专科毕业生已成为周边地区技工学校的数控教师，他们吃苦耐劳的精神、较强的动手能力、较高的职业素养受到用人单位的欢迎。但是，我们在机械学科发展方向方面，仍然处于起步阶段摸索阶段。
本文认为，机械学科发展应以一个方向为突破口，即在学院资源的鼎力支持下，将建设发展目光紧盯数控技术的发展。因此，要做的工作目标是:把机械学科作为学院工科的重点学科之一，将已经开展多年、具有一定基础的机电一体化专业确定为特色专业。将机电一体化专业的发展与重点数控实验室的建设结合起来，使特色专业实验室成为学校重点实验室，并力求升级。机械电子专业的数控技术特色可以表现在以下几个方面:①在数控技能培训方面，我们仍具有很大优势，要继续深化数控机床操作技能等培训项目，广泛了解企业对机械人材的技能需求，拓展技能培训的方向和深度，加强技能能力的提高;②重视教学理论水平与科研水平的依附关系，在机电一体化方向上，强调没有相应的科学研究，就设有高水平的专业教学，更谈不上专业特色。因此，由学院重点扶持数控技术方向的科研项目，组织团队非常重要。团队在数控技术上强调概念先行，理论先行，争取先有一些关于数控技术的论文，待有一定的研究铺垫后再争取省、市项目，并注意与企业形成横向联合的态势。据报导，在中国经济持续保持快速发展和继续实施扩大内需方针的拉动下，国内机床市场十分活跃，数控机床发展很快。但是与数控机床配套的功能部件的产品水平和产业化规模还无法满足数控机床发展的需要，成为制约数控机床发展的瓶颈之一。因此，从设备数字化控制入手，将数控技术应用在相应的机械设备上是我们科研工作的发展方向之一。目前，数控机床高速加工工艺和设备部件，如，数控系统、驱动系统、高速电主轴、主轴部件、滚珠丝杠、滚动直线导轨、数控刀架、测量系统、防护装置等项目都是研究的大热门。我们的研究方向应考虑珠江三角洲区域的特色和优势，将科研与企业的技术进步联系起来，面向企业，服务社会。因此，在数控机床主要功能部件的创新发展上加大投入，从数控设备部件研究入手，与企业紧密合作，从产学研三方面提高理论和科研水平，并带动专业理论教学的进步。
