数控系统二次开发人才培养研究

◎孙晓东

一、引言

随着社会的发展，高质量、个性化定制产品逐渐成为市场的青睐，因此加工制造产品的设备种类越来越多，自动化程度越来越高。随着智能制造技术的发展，产品的加工模式已经由单一设备独立加工转变为数控机床，工业机器人多机协作的加工模式，然后由MES系统进行统一控制，系统集成程度越来越高，多样化的自动化设备需要多样化的数控操作系统，多种自动化设备的系统集成需要开放性的数控系统。

目前大部分技工院校中开展的数控类专业主要培养数控车和数控铣的操作工，能进行数控机床的编程与操作，能进行零部件模型的三维建模，能制定简单的加工工艺，在企业工作过程中竞争力低下。随着社会自动化和智能化的发展，为了节约成本和提高企业生产效率，纯粹的机床操作（手动对刀等操作）在不久的将来可能会取消，取而代之的将是数控机床、工业机器人、AGV小车、MES系统等一套智能制造系统。目前大部分技工院校并未开展数控系统二次开发相关专业，也并未开发相关课程资源，为了紧跟智能制造发展的大趋势，开展数控系统二次开发相关人才培养十分必要。

二、专业定位及人才培养目标分析

数控系统二次开发主要包过数控系统界面开发，数控系统PLC开发、数控系统宏程序开发这三大模板。数控系统界面开发主要由可视化软件编程实现，将界面显示的变量与系统函数中变量关联起来，达到显示的效果。根据客户工艺和审美需要，可以进行加工界面的定制，起到操作简单，工艺保护的作用。数控系统PLC开发主要采用专门的PLC编程软件对数控系统的标准PLC上进行开发修改，客户可以根据加工产品的工艺需要开发上下料机械手功能和自动对刀功能，也可以添加外部IO设备，开发其它功能。数控系统宏程序开发主要为定制新的加工宏程序，客户可以根据加工产品的工艺需要，可以自由选择宏程序调用方法，对加工程序进行封装保护。

专业型人才培养目标的确定需要充分进行市场调研，根据市场需求情况，确定从事岗位所需要的知识和技能，结合院校特色，确定科学合理的培养目标。一个专业可以面向多个职业和岗位，该专业面向的职业和岗位越多，其专业口径越宽，毕业生的选择范围越广。数控系统二次开发是一个综合职业能力的体现，其人才的培养同时需要数控和电气相关知识的学习和储备，毕业生同时也可以从事数控和电气相关的工作岗位。

三、教学资源建设

根据机械工程，电气工程，嵌入式系统开发行业工作的岗位需要，制定数控系统二次开发人才培养课程体系。根据岗位工作能力需求情况，做数控系统二次开发需要数控机床编程与操作、公差与配合、机械装配调试相关知识作为基础；为了满足客户定制化产品的需求，需要将产品的加工工艺和加工程序进行定制化开发，嵌入数控系统功能区，因此学习机械加工工艺，三维零部件建模与编程等相关知识十分必要；在进行数控系统功能开发的过程中，为了和外部设备进行I/O交互，需要学习PLC相关知识，对数控系统的PLC模块进行开发；在进行数控系统调试的工作过程中，需要学习电气控制安装与调试，伺服驱动器调试技术，变频器调试技术等相关知识，了解电气控制原理，学会调试驱动器和变频器，从而能更好地判断和解决问题；在进行数控系统二次开发过程中，需要学习系统开发软件的应用，系统开发编程语言，数控系统运行原理，运动控制技术等知识，开发相应的数控系统功能模块。

根据企业工作需要，在充分调研企业岗位所需知识和技能的基础上，提炼工作任务，进行数控系统二次开发一体化教学资源开发。机床装配调试一体化教学可以把机床导轨、机床滚珠丝杠装配过程做成一个工作任务，将机械制图，公差与配合，机械装配等相关知识进行整合，开发教学资源；数控机床编程与操作一体化教学可以把企业的一个产品设计、制造、测量等过程做成一个工作任务，将产品三维设计与建模，机械制造工艺，数控机床编程与操作，零部件测绘等相关知识进行整合，开发教学资源；PLC一体化教学可以把数控系统PLC功能开发作为一个工作任务，将PLC编程软件应用、PLC硬件学习、PLC梯形图编程等相关知识进行整合，开发教学资源；数控系统调试一体化教学可以把数控系统的调试过程作为一个工作任务，将电气安装与控制、伺服驱动器调试技术，变频器调试技术、数控系统参数设置等相关知识进行整合，开发教学资源；数控系统二次开发模块一体化教学可以把数控系统的外部功能（机床自动对刀功能、机床上下料功能）开发作为一个工作任务，将数控系统二次开发软件应用，数控系统开发语言编程，数控系统运行原理，运动控制技术等相关知识进行整合，开发教学资源。

四、总结

随着个性化产品和智能制造技术的发展，数控系统二次开发型人才的培养显得尤其重要。数控系统二次开发专业培养目标是培养可从事数控机床编程与操作，电气安装与调试，数控系统功能开发与调试等工作岗位的复合型人才，重点是培养开放型数控系统开发与调试的工程技术人才。数控系统二次开发专业核心课程是机电一体化技术，数控系统开发与调试技术，运动控制技术。数控系统二次开发专业的专业课程采用一体化教学模式，以机床导轨和滚珠丝杠装配、机床电气设备设计与安装、数控系统功能模块开发为工作任务，将机电一体化综合技术、数控系统开发与调试技术、运动控制技术等相关知识进行整合，开发教学资源，可以丰富课堂知识，提高学生学习激情，提升教学质量。