浅谈微型数控铣床对机电专业教学的作用

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随着机械与自动技术的迅猛发展，机电制造设备的种类和价格也越来越低，但仍不适合中职院大批量地进行采购。耗能小、成本低的微型机床应运而生，微型机床的出现可以很大程度地解决教学与教学成本之间的矛盾。微型机床特别适合根据需要进行改进、研发，可以从自产自用甚至自产自销的方向来解决教学成本高的难题。

一、微型数控铣床简介

机床在研发初期，主要是以小型并且桌面化的成品展示出来，并且抛开了现在的数控机床控制系统都采用的市场上商业化的数控系统，转为采用可编程程度高的单片微处理器控制，能最大限度地控制成本，从而满足自主研发并生产的要求。

本微型数控铣床是一个集成了机械与电气自动化的控制系统，它与工厂生产加工用的数控铣床并无本质上的区别，所以它能应用于基本的数控加工领域。其核心技术涉及到机械、电气、自动化控制、计算机软件、数控加工等多个技术领域。

二、微型数控铣床在教学中的地位和作用

微型数控铣床的主要应用是以减缓因设备不足带来的教学实训资源的需求压力，降低教学成本，从而解决教学课程与教学资源之间的矛盾。结合我校的专业特点，微型数控铣床的核心技术主要对应我校的机电专业和自动化专业。

微型数控铣床的功能是参照商业化的数控铣床基本功能而设计的，所以微型数控铣床能在一定程度上完成一些基本的加工要求。随着国家大力支持职业教育，如今中职生的数量比以往多得多。作为制造强国的中国，机电专业更是许多中职生的首选专业。那么随着机电类专业的学生不断增加，学校教学设备资源也会变得越来越紧张。微型数控铣床的出现可以在很大程度上解决因设备资源不足而带来的教学压力。首先，制造一台微型数控铣床的成本大概只占了采购一台一般性能的数控铣床价格的5%，也就是说采购一台一般性能的数控铣床能制造大概20台的微型数控铣床。这个价格比例就是微型数控铣床的最大优势。而且，微型数控铣床的结构是以桌面型产品的方向去设计的，所以其对空间的占用是很少的，放置一台微型数控铣床只需1平方米。所以它很容易就能走进实习车间、實验室、教室甚至是办公室。最后，微型数控铣床的小型化设计也决定了它工作时所消耗的电力资源，经实测微型数控铣床满载工作时的电能功率消耗最高300W，只是C6130A型普通车床（4.5KW）的7%，并且它只需要民用市电的200V电压，并不需要电价昂贵的工业用电380V。

1.微型数控铣床的机械结构组成能对应相关的教学课程

我校的机电专业机械方面教学主要是以基础理论、加工实训、钳工装配和技能竞赛为主，微型数控铣床的机械结构组成恰好也能对应上以上的教学课程。

微型数控铣床能承担机械加工实训教学。微型数控铣床主要是完成机械切削加工的功能，它同样也是采用数控编程的方法进行加工控制的。控制程序与我校数控铣编程常用的CAXA软件所生成的G代码文件完全兼容通用，所以在编程操作上是完全一样的，学生可以将在微型数控铣床上调试好的程序直接拿到学校的数控铣床上进行加工。微型数控铣床使用的加工刀具是小型的雕刻刀，能加工的材料主要是体格相对低廉的亚力克、塑料、木材等软材料，大大地节省了刀具损耗和材料损耗，这特别适合初学学生练习用。组合成微型数控铣床的基本部件由铝合金板材做成，其零件外形的尺寸要求并不复杂，很适合学生进行加工生产。所以在大批生产微型数控铣床时，机械部件全部由学生完成，这不仅节省了很多的人力资源，还可以对学生进行项目教学，让学生进行实训加工操作，了解机器的整个制造加工过程。

微型数控铣床可用于钳工装配教学。机器的机械装配也可以由老师辅导学生完成，机器的主要装配是以板材部件连接、电机安装、丝杆安装、导轨安装、工作台安装和整机调试校验等为主。一台机器涉及到多个安装项目要求，比以前的由锯锉削再到简单装配实训内容要丰富得多，也能为竞赛增加训练项目。

微型数控铣床为数控维修教学打下基础。数控维修在我校是机电专业的一个分支，但微型数控铣床是一个机与电的组合。相比于数控机床庞大的电气控制系统，微型数控铣床要简单得多，机械结构也相对简单。对机电专业的学生来说，从数控维修迈向电气专业，微型数控铣床就成了其中最好的桥梁。微型数控铣床虽然结构简单，但它包含有数控机床的基本功能模块，简化的数控机床更容易使学生理解认识，是由浅入深向高层次学习的最好的引领教学项目。

2. 微型数控铣床能对应上自动化控制的项目分枝

随着社会的发展，工业自动乃至智能化越来越普及，也是我校的机电专业培养学生的方向。我校的机电自动化专业主要是基础理论教学、电子电工理论和实训教学、可编程自动化教学以及计算机软件和网络教学。微型数控铣床既然是机械与电气的组合体，它同样也相应地对应上了自动化控制的项目分枝。

微型数控铣床对电子电工专业教学的促进作用。微型数控铣床是自主开发的，我校蔡跃伟和陈仟新老师获得了国家知识产权局的专利一项，那么我校就掌握着全部的核心技术。在制造微型数控铣床的过程中，其中的电路板就可以交给电子专业的学生来完成。里面包含着电子制作的基础，如焊接、识图、选件等，也有电子线路中的两大组合，模拟电子和数字电子，在电子理论教学中有一个很好的实物参照；电气控制部分和安装也可以交给电工专业的学生完成，可以让学生熟悉一台设备的电气安装的项目要求。除了能培养学生的动手能力外，电气安装的安全规范和标准也是重要的检验指标，从而让学生培养良好的职业道德和工作态度。

三、小结

当所有的机械电气都安装并调试完成后，微型数控铣床并不能正常地运行，或者说还不能运行。因为里面还缺少了重要的组成部份——软件。微型数控铣床的核心处理采用单片机控制，与我校单片机实验室选用的实验设备的单片机芯片是同一个类型。单片机编程在中职学生的认知中是一个比较难的学习课程，要完成微型数控铣床的控制就要有一个比较复杂的软件编程过程，也有相对简单的逻辑控制流程，是一个由浅入深的算法组合。对学生初学单片机或许并不能起到明显的作用，但对由低级向高级，由实验室向真正产品设备的转型是一个理想的对接。

责任编辑陈春阳