智能制造背景下的数控实训教学研究与实践

周 凯 康剑梁

（上海海洋大学 工程学院，上海 201306）

中国作为制造业的大国，智能制造处于国家战略高度，我国《政府工作报告》提出“中国制造2025”，坚持创新驱动、智能转型、强化基础、绿色发展，加快从制造大国转向制造强国，智能制造技术是先进制造技术发展的必然趋势，国内外对先进制造业的发展都有着国家级战略目标，随着“中国制造2025”、德国“工业4.0”、美国“工业互联网”等各国智能计划的出现，工业发展对机械制造业有了更高的要求[1]。

目前，智能制造已成为我国工业转型升级的重要战略，各学术性高等院校根据自身发展，成立智能制造研究院（所）。2016年1月由上海交通大学、临港集团和临港管委会联合发起“上海智能制造研究院”筹建，将在临港科技城园区打造具有国内影响和国际知名度的智能制造基础平台，建设智能机器人、智能传感与物联、智能生产系统等9个研究所[2]。

1 数控技术重要地位

智能制造归根结底是制造，制造的关键在于加工出来的零件符合工艺参数要求，对制造出来零件的精度也有着更高的要求。计算机数字控制机床（Computer Numerical Control，CNC），作为机械制造业中的核心智能制造装备，在制造业中有着无法替代的地位，是机械零件生产的“母体”，也是传统机械制造方法手段的科学技术结晶。数控机床是应用数控技术获得创新机械产品的最初推动力和最成功的典范，经过几十年的发展，数控机床得到了非常广泛的应用[3]。

数控实训是一门综合性实践课程，学生在前期学过专业基础课程后，进行实训课程学习。实训课程旨在培养学生数控加工实践运用、分析图纸、选择加工方案、编写工艺规程的能力，从而进行数控加工编程，完成零件的加工并满足其加工精度要求。

各个高校都开设数控技术相关课程，其中包括本科院校、高职高专、中职院校，由于学生层次结构的不同，针对数控技术而言有着不同的学习方向。中高职重实践轻理论，本科院校重理论轻实践，针对上海工业发展趋势，高校机械专业教师针对数控技术相关课程的理论、实践做了进一步探究性教学。

2 教学设计与实践

随着数控技术智能化发展，具有代表性的智能制造装备应运而生，如五轴加工中心、车铣复合中心、3D打印机等。新技术的出现促使制造业飞速发展，生产出来的产品在精度上有着新的突破。教学过程中引用新技术，是为了使应用型本科学生更好地与世界接轨，也是为了让新技术应用在应用型本科教学计划研究中，满足学生就业及社会发展的需要[4]。

以CAD/CAM技术为例，其利用现代计算机的图像处理技术、网络技术，把各种图像数据、工艺信息，加工数据，通过数据库集成在一起，信息处理高度一体化，支撑着各种现代化制造理念，是现代工业制造的基础[5]。

应用型本科院校在原有的数控实训基础之上，对相关教学体系进行了完善与优化。上海海洋大学根据上海市职业技能等级鉴定的要求及数控加工试题进行分析与探究，结合生源以及教学设备开展了实训教学。针对上海市职业技能鉴定试题库中的数控二级（技师）、数控三级（高级）、数控四级（中级）中的部分题库，选取案例进行典型教学，以技能等级为梯度选取案例进行实训教学。

2.1 案例教学实施逐级递进式项目教学法

零件加工过程中，以初级、中级、高级三个层次为梯度进行案例讲解，学生分组领取任务案例，进行团队协作完成任务。实践教学过程中，有指导意义的典型加工案例，以及难度等同、案例不同的加工图纸，以上海市职业技能鉴定题库中的案例为主，根据不同的加工图纸进行案例讲解分析，如图1所示。

图1 逐级递进式项目教学法实施步骤

2.2 教学手段

案例教学法为主，通过案例促使学生学习数控程序编制，激发学生热情，培养学生动手能力，编写程序[6]。教师通过案例分析讲解，让学生举一反三。

机床操作部分，在宇龙数控仿真软件系统进行模拟加工操作后，将验证好的数控加工程序导入数控机床进行实体加工。

实践教学环节中，教师示范教学，学生观察学习，示范结束之后，让学生练习使用机床设备。通过案例讲解，学生学会解决问题的方法，然后分类别下发加工案例。由于数控设备数量有限，实训过程中实行轮换式教学，以班级为单位分为两大组，再将大组分为小组，进行实训教学。

3 结语

上海市教育委员会、上海市人力资源和社会保障局印发《关于开展“学分认可型双证融通”和“证书认可双证融通”试点工作的实施办法》，大力推进高校应用型教学研究工作,落实“中国制造2025”“智能制造”及“十三五”规划，以提升学生实践应用能力为出发点，培养一批符合智能制造背景下的基础型技能人才。