沙洲職業(yè)工學(xué)陜學(xué)報(bào)數(shù)控技術(shù)專業(yè)建設(shè)的思路與分析建成(沙洲職業(yè)工學(xué)院,張家港215600)出了高等職業(yè)教育數(shù)控技術(shù)專業(yè)建設(shè)的目標(biāo)和思路,以及理論課程和實(shí)栽環(huán)節(jié)的安排設(shè)想。
在我國數(shù)控技術(shù)發(fā)展的過程中,數(shù)控技木人才的稀缺始終是一個(gè)重要的制約因素。目前,企業(yè)對數(shù)控技術(shù)人才的需求量逐年增加,各高等院校的機(jī)械系也將培養(yǎng)數(shù)控技術(shù)專業(yè)的人才作為專業(yè)建設(shè)的一個(gè)重要方向。沙洲職業(yè)工學(xué)院作為一所面向鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的縣辦篼等職業(yè)大學(xué),如何根據(jù)所服務(wù)的具體對象,立足現(xiàn)有條件,確定切實(shí)可行的專業(yè)實(shí)施方案,制訂合理的理論和實(shí)踐教學(xué)計(jì)劃,是很有必要的。本文就專業(yè)設(shè)置的必要性,人才培養(yǎng)的層次與方向進(jìn)行分析,提出了課程設(shè)置及教學(xué)內(nèi)容的思路,供各位同仁。
1設(shè)置數(shù)控技術(shù)專業(yè)的必要性機(jī)械工業(yè)是國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展的支柱和基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)。自1952年數(shù)控機(jī)床誕生于美國麻省理工大學(xué)以來,機(jī)械制造業(yè)開始進(jìn)人柔性自動(dòng)化的時(shí)代。數(shù)控技術(shù)的發(fā)展深刻地影響著機(jī)械技術(shù)的發(fā)展,數(shù)控技術(shù)的水平也標(biāo)志著世界各國的制造業(yè)水平。目前,工業(yè)化國家的數(shù)控比例平均水平為25%,我國的數(shù)控設(shè)備比例僅為2%左右,有相當(dāng)?shù)牟罹?,同時(shí)市場的潛在需求又相當(dāng)巨大。為使我國的制造業(yè)水平盡快與發(fā)達(dá)工業(yè)國家縮短差距,國家機(jī)械工業(yè)部將數(shù)控技術(shù)的研究和推廣應(yīng)用作為21世紀(jì)我國機(jī)械制造業(yè)發(fā)展的重要方向。國家教委也將數(shù)控技術(shù)教育創(chuàng)新作為機(jī)械類專業(yè)教學(xué)改革的重要手段,1998年8月的黃山“工科類專業(yè)和課程改革研討會(huì)”
上,明確指出機(jī)械學(xué)科的知識領(lǐng)域已從“純機(jī)械”發(fā)展為“機(jī)、電、計(jì)算機(jī)三分天下”,1998年10月,又由國家教委、機(jī)械工業(yè)部和華中理工大學(xué)共同在武漢舉辦了“數(shù)控技術(shù)教育創(chuàng)新工程”研討會(huì),說明數(shù)控技術(shù)專業(yè)的發(fā)展在21世紀(jì)機(jī)械類專業(yè)改革中占據(jù)了重要地位。
張家港市處于蘇南發(fā)達(dá)地區(qū)的核心地段,鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)在70年代末已經(jīng)起步,尤其進(jìn)入90年代之后,發(fā)展迅猛,向上規(guī)模、上檔次的方向發(fā)展,已形成上規(guī)模的技術(shù)密集型企業(yè)300多家,全國500家*大的民營企業(yè)中,張家港市有7家,全市固定資產(chǎn)超5000萬元的有90家,超億元的有10家,并有三資企業(yè)1400家。其中,以機(jī)械、模具、汽車、紡機(jī)、鋼鐵等產(chǎn)業(yè)所居比例*大,相當(dāng)多的企業(yè)引進(jìn)了國內(nèi)外先進(jìn)的數(shù)控設(shè)備和柔性制造系統(tǒng),很多企業(yè)應(yīng)用了CAD設(shè)計(jì)技術(shù)。如慶洲集團(tuán)(臺(tái)資)主要生產(chǎn)摩托車減速器(年產(chǎn)30萬套),順德實(shí)業(yè)(臺(tái)資)生產(chǎn)模具,兩個(gè)企業(yè)的大部分工序都采用了數(shù)控設(shè)備,組成了柔性制造流水線。塘橋鎮(zhèn)銀河集團(tuán)是我國*大的計(jì)算機(jī)機(jī)箱電源生產(chǎn)廠家,為聯(lián)想、方正、實(shí)達(dá)等計(jì)算機(jī)廠商進(jìn)行配套生產(chǎn),在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中采用了三維CAD輔助設(shè)計(jì),利用加工中心進(jìn)行模具加工,實(shí)現(xiàn)了CAD/CAM―體化的生產(chǎn)手段。
沙洲職業(yè)工學(xué)院是我國**所縣級市辦大學(xué),以張家港市及周邊地區(qū)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)為主要服務(wù)對象,畢業(yè)生有80%以上到鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)工作。其中大部分學(xué)生在經(jīng)過幾年鍛煉之后,都成為企業(yè)的技術(shù)骨干,在張家港市每年的技術(shù)改革成果中,有40%以上是由該校畢業(yè)生獨(dú)立或主持完成的。
近幾年,隨著各企業(yè)數(shù)控技術(shù)裝備的發(fā)展,人才的匱乏成了技術(shù)發(fā)展的瓶頸。一方面,企業(yè)的先進(jìn)設(shè)備由于人才的緊缺無法充分發(fā)揮作用,另一方面,掌握數(shù)控技術(shù)的人才稀缺又使企業(yè)不敢大膽地進(jìn)行技術(shù)改造。
從目前人才需求狀況及地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展的趨勢兩方面分析,按畢業(yè)生將從事的工作性質(zhì)和需求量的百分比進(jìn)行排序,結(jié)果如下:數(shù)控機(jī)床的操作與維護(hù)(約25%),工藝設(shè)備設(shè)計(jì)(約15%),機(jī)制工藝的編制(約15%),企業(yè)管理(約15%),產(chǎn)品銷售(約15%),新產(chǎn)品開發(fā)(約5%),其它基于以上資料分析,為適應(yīng)企業(yè)需求,盡快培養(yǎng)對口的數(shù)控技術(shù)人才成為我們的當(dāng)務(wù)之急,設(shè)置和發(fā)展我校的數(shù)控技術(shù)專業(yè)也勢在必行。2數(shù)控技術(shù)人才培養(yǎng)的層次和目標(biāo)根據(jù)技術(shù)發(fā)展的規(guī)律和需求,數(shù)控技術(shù)類人才和其他技術(shù)人才一樣,人才的培養(yǎng)是根據(jù)不同的需求而分層次的。由于數(shù)控技術(shù)的復(fù)雜性,一般來講,數(shù)控技術(shù)人才可以分為5層,說明如下:操作應(yīng)用層:這一層次的人才,相當(dāng)于技術(shù)操作工,必須掌握數(shù)控機(jī)床的操作和一般編程,了解具體零件的數(shù)控加工工藝和常用刀具,直接對具體的機(jī)床和系統(tǒng)進(jìn)行操作和使用。在現(xiàn)代計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)日益成熟的背景下,還必須掌握計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和編程技術(shù)。這一層次的人才需求量*大,占到了目前數(shù)控人才需求量的70%左右。
學(xué)科領(lǐng)頭層設(shè)計(jì)研究層二次開發(fā)層維護(hù)調(diào)試層I操作應(yīng)用層數(shù)控技術(shù)人才的層次維護(hù)調(diào)試層:這一層次的人才,必須掌握數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)原理,必須對數(shù)控機(jī)床的故障能維護(hù)到模塊級,要了解多種類型數(shù)控系統(tǒng)特點(diǎn),能利用數(shù)控機(jī)床提供的功能進(jìn)行機(jī)床的保養(yǎng)和調(diào)整。
這一層次的人才需求占到了目前數(shù)控人才需求量的10%左右。
二次開發(fā)層:這一層次的人才,在掌握操作和維護(hù)的基礎(chǔ)上,必須能對具體的數(shù)控系統(tǒng),根據(jù)需要進(jìn)行必要的二次功能開發(fā),使現(xiàn)有系統(tǒng)的功能更加完善和具有針對性。這一層次的人才需求占到了目前數(shù)控人才需求量的10%左右。
設(shè)計(jì)研究層:這一層次的人才,必須掌握數(shù)控技術(shù)的核心知識,具有寬廣的專業(yè)知識面和扎實(shí)的理論功底,具有良好的工程背景,能設(shè)計(jì)和開發(fā)硬件級或軟件級的數(shù)控系統(tǒng)及相應(yīng)的機(jī)械結(jié)構(gòu),這需要相當(dāng)?shù)难芯繉?shí)力的科研院所或篼校支持。這一層次的人才需求占到了目前數(shù)控人才需求量的9%左右。
學(xué)科指導(dǎo)層:這一層次的人才,必須掌握當(dāng)今世界上的數(shù)控技術(shù)發(fā)展的前沿技術(shù),具有廣泛的本學(xué)科及相關(guān)學(xué)科的知識根底,有高深的理論造諧,他們主要對世界數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢進(jìn)行探討和把握,指導(dǎo)數(shù)控技術(shù)研究和應(yīng)用的發(fā)展方向。這一層次的人才需求僅占目前數(shù)控人才需求量的1%左右。
以上5個(gè)層次的人才并不是相互孤立的,他們各負(fù)其責(zé)又相互支撐,形成了數(shù)控技術(shù)人才的一個(gè)金字塔,見所示。
并不是任何一所院校都能培養(yǎng)出以上所述的5類人才,同時(shí),高等院校的多層次性也適應(yīng)各院校對數(shù)控技術(shù)人才的分類培養(yǎng)。作為一所全日制職業(yè)高等院校,我們的專業(yè)背景和專業(yè)實(shí)力分析如下:張家港市沒有生產(chǎn)數(shù)控設(shè)備的企業(yè),企業(yè)購買的數(shù)控設(shè)備主要用于模具或零件加工,所以企業(yè)對數(shù)控技術(shù)人才的需求主要以**和第二層次人才為主,部分較大型企業(yè)根據(jù)生產(chǎn)能力需要少量的第三層次的數(shù)控技術(shù)人才。
數(shù)控設(shè)備的設(shè)計(jì)研究需要相當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)設(shè)備和生產(chǎn)能力,并且要求多學(xué)科的分工合作,要做到這一點(diǎn),目前,機(jī)電工程系的專業(yè)配置和設(shè)備能力均有一定差距。
目前機(jī)電工程系尚不具備數(shù)控設(shè)備設(shè)計(jì)研究能力的師資力量。
基于以上三點(diǎn)分析,我們的數(shù)控技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)的層次及方向可以定位為:以培養(yǎng)掌握數(shù)控加工與編程能力及掌握數(shù)控設(shè)備的維護(hù)調(diào)試能力兩個(gè)方向的人才為主,對基礎(chǔ)較扎實(shí)的學(xué)生,通過畢業(yè)設(shè)計(jì)或其它環(huán)節(jié)加強(qiáng)其對數(shù)控系統(tǒng)二次開發(fā)能力的培養(yǎng),以期達(dá)到可以對傳統(tǒng)機(jī)床進(jìn)行數(shù)控改造的能力。
3數(shù)控技術(shù)專業(yè)的理論和實(shí)踐教學(xué)體系的構(gòu)建根據(jù)對數(shù)控技術(shù)人才需求和培養(yǎng)目標(biāo)的分析,按照“機(jī)、電、計(jì)算機(jī)三分天下”的做法,我們制訂了數(shù)控技術(shù)專業(yè)的教學(xué)計(jì)劃,機(jī)、電、計(jì)算機(jī)類的課程配置情況如下:對傳統(tǒng)機(jī)械專業(yè)的課程通過整合和刪減,保留純機(jī)械課程的骨架和必要內(nèi)容,設(shè)置的課程有:機(jī)械制圖、工程材料、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、模具設(shè)計(jì)、互換性與技術(shù)測量、機(jī)械制造技術(shù)、液壓傳動(dòng)等??倢W(xué)時(shí)400.電類或機(jī)電結(jié)合的課程針對數(shù)控技術(shù)的需要進(jìn)行了適當(dāng)?shù)脑黾?,設(shè)置的課程有:電工技術(shù)、電子技術(shù)、機(jī)電傳動(dòng)控制、機(jī)床電器與可編程控制器、數(shù)控機(jī)床的原理與應(yīng)用基礎(chǔ)、數(shù)控機(jī)床維護(hù)維修技術(shù)、儀器儀表使用常識、檢測技術(shù)等。總學(xué)時(shí)360.現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床與計(jì)箅機(jī)的結(jié)合日益密切,同時(shí),計(jì)算機(jī)能力的培養(yǎng)對于學(xué)生的全面素質(zhì)培養(yǎng)有相當(dāng)?shù)拇龠M(jìn)作用,為此,所設(shè)置的計(jì)箅機(jī)或與計(jì)算機(jī)相關(guān)的課程有:計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)、VFP數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)、機(jī)械CAD基礎(chǔ)與應(yīng)用、單片機(jī)原理與應(yīng)用、數(shù)控編程、計(jì)算機(jī)繪圖(與機(jī)械制圖合)等。總學(xué)時(shí)290.為保持計(jì)算機(jī)教育的三年不斷線,并提篼學(xué)生的動(dòng)手能力,安排了相當(dāng)?shù)呐c計(jì)算機(jī)結(jié)合的實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié),如計(jì)算機(jī)繪圖實(shí)訓(xùn)、數(shù)控編程實(shí)訓(xùn)等。同時(shí),在畢業(yè)設(shè)計(jì)課題調(diào)研中將計(jì)算機(jī)應(yīng)用與開發(fā)單獨(dú)列為一類課銓(必須與機(jī)械或數(shù)控技術(shù)有較強(qiáng)的相關(guān)性),這樣,保證了學(xué)生計(jì)算機(jī)能力的提篼,并使其加深對計(jì)算機(jī)與機(jī)械結(jié)合技術(shù)的理解。
在教學(xué)計(jì)劃上的修改,提出了更新教學(xué)內(nèi)容的要求,具體作法如下:(1)調(diào)整機(jī)制專業(yè)傳統(tǒng)課程的教學(xué)內(nèi)容,在機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、機(jī)械制造基礎(chǔ)、互換性與技術(shù)測量、工程材料與材料成型技術(shù)等骨干專業(yè)基礎(chǔ)和專業(yè)課程中,保留機(jī)械設(shè)計(jì)和制造技術(shù)重點(diǎn)內(nèi)容的同時(shí),增加數(shù)控技術(shù)相關(guān)內(nèi)容的教學(xué),即:在〈機(jī)械制圖〉課程中,增加計(jì)算機(jī)繪圖工具軟件的教學(xué)與上機(jī)實(shí)踐內(nèi)容。
在〈機(jī)械設(shè)計(jì)荸礎(chǔ)〉課程中,增加數(shù)控機(jī)床上廣泛使用的滾珠絲杠副、滾動(dòng)導(dǎo)軌、直線導(dǎo)軌、同步帶傳動(dòng)的原理、構(gòu)、特點(diǎn)等內(nèi)容。
在〈機(jī)械制造基礎(chǔ)〉課程中,加強(qiáng)數(shù)控加工原理、數(shù)控加工工藝、數(shù)控加工典型刀具與夾具的特點(diǎn)與選用,數(shù)控機(jī)床總體結(jié)構(gòu)及機(jī)械結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)等內(nèi)容。
?。?)對與數(shù)控技術(shù)緊密相關(guān)的課程及實(shí)踐環(huán)節(jié),加強(qiáng)其課時(shí),強(qiáng)化教學(xué),即:在〈機(jī)電傳動(dòng)控制>課程中,進(jìn)行數(shù)控機(jī)床中廣泛采用的驅(qū)動(dòng)電機(jī):步進(jìn)電機(jī)、直流伺服電機(jī)、交流伺服電機(jī)、直線電機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、控制原理、應(yīng)用范圍等的教學(xué)。
將數(shù)控機(jī)床的原理與應(yīng)用基礎(chǔ)〉作為專業(yè)基礎(chǔ)課程設(shè)置,主要介紹數(shù)控系統(tǒng)的組成和工作原理、數(shù)控系統(tǒng)的使用和編程方法,另外,還要從系統(tǒng)集成的角度討論前續(xù)課程所介紹的相關(guān)內(nèi)容在數(shù)控系統(tǒng)、數(shù)控機(jī)床上的使用。
技術(shù)、模具設(shè)計(jì)技術(shù)、零件裝配技術(shù)以及數(shù)控加工工藝設(shè)定和自動(dòng)編程技術(shù)。
〈數(shù)控系統(tǒng)技能訓(xùn)練〉課程規(guī)定學(xué)生對典型數(shù)控車、銑床數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)、連接、調(diào)試,加強(qiáng)學(xué)生對控制系統(tǒng)的認(rèn)識。
〈數(shù)控編程技能訓(xùn)練〉承接〈數(shù)控技術(shù)〉和〈機(jī)械CAD技術(shù)與應(yīng)用〉課程,要求學(xué)生完成典型零件的手工編程、復(fù)雜零件和模具的三維設(shè)計(jì)以及自動(dòng)編程,并進(jìn)行實(shí)際零件的加工。
在〈金工實(shí)習(xí)〉中重點(diǎn)突出數(shù)控加工的實(shí)踐練習(xí),尤其是加工中心相關(guān)工藝和加工的學(xué)習(xí)。
4總結(jié)數(shù)控技術(shù)專業(yè)的建設(shè)在現(xiàn)形勢下勢在必行,如何針對專業(yè)服務(wù)的對象及具體的教學(xué)對象,合理安排教學(xué)和實(shí)踐環(huán)節(jié),并根據(jù)技術(shù)的發(fā)展不斷對專業(yè)進(jìn)行改革創(chuàng)新,是一個(gè)長期的系統(tǒng)工程,本著服務(wù)社會(huì),服務(wù)企業(yè)的根本宗旨,通過不斷探索和改進(jìn),數(shù)控技術(shù)專業(yè)的應(yīng)用前景和發(fā)展前景一定是光明的。