數控系統二次開發人才培養研究

◎孫曉東

一、引言

隨著社會的發展，高質量、個性化定制產品逐漸成為市場的青睞，因此加工制造產品的設備種類越來越多，自動化程度越來越高。隨著智能制造技術的發展，產品的加工模式已經由單一設備獨立加工轉變為數控機床，工業機器人多機協作的加工模式，然后由MES系統進行統一控制，系統集成程度越來越高，多樣化的自動化設備需要多樣化的數控操作系統，多種自動化設備的系統集成需要開放性的數控系統。

目前大部分技工院校中開展的數控類專業主要培養數控車和數控銑的操作工，能進行數控機床的編程與操作，能進行零部件模型的三維建模，能制定簡單的加工工藝，在企業工作過程中競爭力低下。隨著社會自動化和智能化的發展，為了節約成本和提高企業生產效率，純粹的機床操作（手動對刀等操作）在不久的將來可能會取消，取而代之的將是數控機床、工業機器人、AGV小車、MES系統等一套智能制造系統。目前大部分技工院校并未開展數控系統二次開發相關專業，也并未開發相關課程資源，為了緊跟智能制造發展的大趨勢，開展數控系統二次開發相關人才培養十分必要。

二、專業定位及人才培養目標分析

數控系統二次開發主要包過數控系統界面開發，數控系統PLC開發、數控系統宏程序開發這三大模板。數控系統界面開發主要由可視化軟件編程實現，將界面顯示的變量與系統函數中變量關聯起來，達到顯示的效果。根據客戶工藝和審美需要，可以進行加工界面的定制，起到操作簡單，工藝保護的作用。數控系統PLC開發主要采用專門的PLC編程軟件對數控系統的標準PLC上進行開發修改，客戶可以根據加工產品的工藝需要開發上下料機械手功能和自動對刀功能，也可以添加外部IO設備，開發其它功能。數控系統宏程序開發主要為定制新的加工宏程序，客戶可以根據加工產品的工藝需要，可以自由選擇宏程序調用方法，對加工程序進行封裝保護。

專業型人才培養目標的確定需要充分進行市場調研，根據市場需求情況，確定從事崗位所需要的知識和技能，結合院校特色，確定科學合理的培養目標。一個專業可以面向多個職業和崗位，該專業面向的職業和崗位越多，其專業口徑越寬，畢業生的選擇范圍越廣。數控系統二次開發是一個綜合職業能力的體現，其人才的培養同時需要數控和電氣相關知識的學習和儲備，畢業生同時也可以從事數控和電氣相關的工作崗位。

三、教學資源建設

根據機械工程，電氣工程，嵌入式系統開發行業工作的崗位需要，制定數控系統二次開發人才培養課程體系。根據崗位工作能力需求情況，做數控系統二次開發需要數控機床編程與操作、公差與配合、機械裝配調試相關知識作為基礎；為了滿足客戶定制化產品的需求，需要將產品的加工工藝和加工程序進行定制化開發，嵌入數控系統功能區，因此學習機械加工工藝，三維零部件建模與編程等相關知識十分必要；在進行數控系統功能開發的過程中，為了和外部設備進行I/O交互，需要學習PLC相關知識，對數控系統的PLC模塊進行開發；在進行數控系統調試的工作過程中，需要學習電氣控制安裝與調試，伺服驅動器調試技術，變頻器調試技術等相關知識，了解電氣控制原理，學會調試驅動器和變頻器，從而能更好地判斷和解決問題；在進行數控系統二次開發過程中，需要學習系統開發軟件的應用，系統開發編程語言，數控系統運行原理，運動控制技術等知識，開發相應的數控系統功能模塊。

根據企業工作需要，在充分調研企業崗位所需知識和技能的基礎上，提煉工作任務，進行數控系統二次開發一體化教學資源開發。機床裝配調試一體化教學可以把機床導軌、機床滾珠絲杠裝配過程做成一個工作任務，將機械制圖，公差與配合，機械裝配等相關知識進行整合，開發教學資源；數控機床編程與操作一體化教學可以把企業的一個產品設計、制造、測量等過程做成一個工作任務，將產品三維設計與建模，機械制造工藝，數控機床編程與操作，零部件測繪等相關知識進行整合，開發教學資源；PLC一體化教學可以把數控系統PLC功能開發作為一個工作任務，將PLC編程軟件應用、PLC硬件學習、PLC梯形圖編程等相關知識進行整合，開發教學資源；數控系統調試一體化教學可以把數控系統的調試過程作為一個工作任務，將電氣安裝與控制、伺服驅動器調試技術，變頻器調試技術、數控系統參數設置等相關知識進行整合，開發教學資源；數控系統二次開發模塊一體化教學可以把數控系統的外部功能（機床自動對刀功能、機床上下料功能）開發作為一個工作任務，將數控系統二次開發軟件應用，數控系統開發語言編程，數控系統運行原理，運動控制技術等相關知識進行整合，開發教學資源。

四、總結

隨著個性化產品和智能制造技術的發展，數控系統二次開發型人才的培養顯得尤其重要。數控系統二次開發專業培養目標是培養可從事數控機床編程與操作，電氣安裝與調試，數控系統功能開發與調試等工作崗位的復合型人才，重點是培養開放型數控系統開發與調試的工程技術人才。數控系統二次開發專業核心課程是機電一體化技術，數控系統開發與調試技術，運動控制技術。數控系統二次開發專業的專業課程采用一體化教學模式，以機床導軌和滾珠絲杠裝配、機床電氣設備設計與安裝、數控系統功能模塊開發為工作任務，將機電一體化綜合技術、數控系統開發與調試技術、運動控制技術等相關知識進行整合，開發教學資源，可以豐富課堂知識，提高學生學習激情，提升教學質量。