沙洲职业工学陕学报数控技术专业建设的思路与分析建成(沙洲职业工学院,张家港215600)出了高等职业教育数控技术专业建设的目标和思路,以及理论课程和实栽环节的安排设想。
在我国数控技术发展的过程中,数控技木人才的稀缺始终是一个重要的制约因素。目前,企业对数控技术人才的需求量逐年增加,各高等院校的机械系也将培养数控技术专业的人才作为专业建设的一个重要方向。沙洲职业工学院作为一所面向乡镇企业的县办篼等职业大学,如何根据所服务的具体对象,立足现有条件,确定切实可行的专业实施方案,制订合理的理论和实践教学计划,是很有必要的。本文就专业设置的必要性,人才培养的层次与方向进行分析,提出了课程设置及教学内容的思路,供各位同仁。
1设置数控技术专业的必要性机械工业是国家经济建设和社会发展的支柱和基础产业。自1952年数控机床诞生于美国麻省理工大学以来,机械制造业开始进人柔性自动化的时代。数控技术的发展深刻地影响着机械技术的发展,数控技术的水平也标志着世界各国的制造业水平。目前,工业化国家的数控比例平均水平为25%,我国的数控设备比例仅为2%左右,有相当的差距,同时市场的潜在需求又相当巨大。为使我国的制造业水平尽快与发达工业国家缩短差距,国家机械工业部将数控技术的研究和推广应用作为21世纪我国机械制造业发展的重要方向。国家教委也将数控技术教育创新作为机械类专业教学改革的重要手段,1998年8月的黄山“工科类专业和课程改革研讨会”
上,明确指出机械学科的知识领域已从“纯机械”发展为“机、电、计算机三分天下”,1998年10月,又由国家教委、机械工业部和华中理工大学共同在武汉举办了“数控技术教育创新工程”研讨会,说明数控技术专业的发展在21世纪机械类专业改革中占据了重要地位。
张家港市处于苏南发达地区的核心地段,乡镇企业在70年代末已经起步,尤其进入90年代之后,发展迅猛,向上规模、上档次的方向发展,已形成上规模的技术密集型企业300多家,全国500家*大的民营企业中,张家港市有7家,全市固定资产超5000万元的有90家,超亿元的有10家,并有三资企业1400家。其中,以机械、模具、汽车、纺机、钢铁等产业所居比例*大,相当多的企业引进了的数控设备和柔性制造系统,很多企业应用了CAD设计技术。如庆洲集团(台资)主要生产摩托车减速器(年产30万套),顺德实业(台资)生产模具,两个企业的大部分工序都采用了数控设备,组成了柔性制造流水线。塘桥镇银河集团是我国*大的计算机机箱电源生产厂家,为联想、方正、实达等计算机厂商进行配套生产,在产品设计中采用了三维CAD辅助设计,利用加工中心进行模具加工,实现了CAD/CAM―体化的生产手段。
沙洲职业工学院是我国**所县级市办大学,以张家港市及周边地区的乡镇企业为主要服务对象,毕业生有80%以上到乡镇企业工作。其中大部分学生在经过几年锻炼之后,都成为企业的技术骨干,在张家港市每年的技术改革成果中,有40%以上是由该校毕业生独立或主持完成的。
近几年,随着各企业数控技术装备的发展,人才的匮乏成了技术发展的瓶颈。一方面,企业的*设备由于人才的紧缺无法充分发挥作用,另一方面,掌握数控技术的人才稀缺又使企业不敢大胆地进行技术改造。
从目前人才需求状况及地方经济发展的趋势两方面分析,按毕业生将从事的工作性质和需求量的百分比进行排序,结果如下:数控机床的操作与维护(约25%),工艺设备设计(约15%),机制工艺的编制(约15%),企业管理(约15%),产品销售(约15%),新产品开发(约5%),其它基于以上资料分析,为适应企业需求,尽快培养对口的数控技术人才成为我们的当务之急,设置和发展我校的数控技术专业也势在必行。2数控技术人才培养的层次和目标根据技术发展的规律和需求,数控技术类人才和其他技术人才一样,人才的培养是根据不同的需求而分层次的。由于数控技术的复杂性,一般来讲,数控技术人才可以分为5层,说明如下:操作应用层:这一层次的人才,相当于技术操作工,必须掌握数控机床的操作和一般编程,了解具体零件的数控加工工艺和常用刀具,直接对具体的机床和系统进行操作和使用。在现代计算机数控技术日益成熟的背景下,还必须掌握计算机辅助设计和编程技术。这一层次的人才需求量*大,占到了目前数控人才需求量的70%左右。
学科领头层设计研究层二次开发层维护调试层I操作应用层数控技术人才的层次维护调试层:这一层次的人才,必须掌握数控机床的结构和系统原理,必须对数控机床的故障能维护到模块级,要了解多种类型数控系统特点,能利用数控机床提供的功能进行机床的保养和调整。
这一层次的人才需求占到了目前数控人才需求量的10%左右。
二次开发层:这一层次的人才,在掌握操作和维护的基础上,必须能对具体的数控系统,根据需要进行必要的二次功能开发,使现有系统的功能更加完善和具有针对性。这一层次的人才需求占到了目前数控人才需求量的10%左右。
设计研究层:这一层次的人才,必须掌握数控技术的核心知识,具有宽广的专业知识面和扎实的理论功底,具有良好的工程背景,能设计和开发硬件级或软件级的数控系统及相应的机械结构,这需要相当的研究实力的科研院所或篼校支持。这一层次的人才需求占到了目前数控人才需求量的9%左右。
学科指导层:这一层次的人才,必须掌握当今世界上的数控技术发展的前沿技术,具有广泛的本学科及相关学科的知识根底,有高深的理论造谐,他们主要对世界数控技术的发展趋势进行探讨和把握,指导数控技术研究和应用的发展方向。这一层次的人才需求仅占目前数控人才需求量的1%左右。
以上5个层次的人才并不是相互孤立的,他们各负其责又相互支撑,形成了数控技术人才的一个金字塔,见所示。
并不是任何一所院校都能培养出以上所述的5类人才,同时,高等院校的多层次性也适应各院校对数控技术人才的分类培养。作为一所全日制职业高等院校,我们的专业背景和专业实力分析如下:张家港市没有生产数控设备的企业,企业购买的数控设备主要用于模具或零件加工,所以企业对数控技术人才的需求主要以**和第二层次人才为主,部分较大型企业根据生产能力需要少量的第三层次的数控技术人才。
数控设备的设计研究需要相当的实验设备和生产能力,并且要求多学科的分工合作,要做到这一点,目前,机电工程系的专业配置和设备能力均有一定差距。
目前机电工程系尚不具备数控设备设计研究能力的师资力量。
基于以上三点分析,我们的数控技术专业人才培养的层次及方向可以定位为:以培养掌握数控加工与编程能力及掌握数控设备的维护调试能力两个方向的人才为主,对基础较扎实的学生,通过毕业设计或其它环节加强其对数控系统二次开发能力的培养,以期达到可以对传统机床进行数控改造的能力。
3数控技术专业的理论和实践教学体系的构建根据对数控技术人才需求和培养目标的分析,按照“机、电、计算机三分天下”的做法,我们制订了数控技术专业的教学计划,机、电、计算机类的课程配置情况如下:对传统机械专业的课程通过整合和删减,保留纯机械课程的骨架和必要内容,设置的课程有:机械制图、工程材料、机械设计基础、模具设计、互换性与技术测量、机械制造技术、液压传动等。总学时400.电类或机电结合的课程针对数控技术的需要进行了适当的增加,设置的课程有:电工技术、电子技术、机电传动控制、机床电器与可编程控制器、数控机床的原理与应用基础、数控机床维护维修技术、仪器仪表使用常识、检测技术等。总学时360.现代数控机床与计箅机的结合日益密切,同时,计算机能力的培养对于学生的全面素质培养有相当的促进作用,为此,所设置的计箅机或与计算机相关的课程有:计算机应用基础、VFP数据库设计、机械CAD基础与应用、单片机原理与应用、数控编程、计算机绘图(与机械制图合)等。总学时290.为保持计算机教育的三年不断线,并提篼学生的动手能力,安排了相当的与计算机结合的实训环节,如计算机绘图实训、数控编程实训等。同时,在毕业设计课题调研中将计算机应用与开发单独列为一类课铨(必须与机械或数控技术有较强的相关性),这样,保证了学生计算机能力的提篼,并使其加深对计算机与机械结合技术的理解。
在教学计划上的修改,提出了更新教学内容的要求,具体作法如下:(1)调整机制专业传统课程的教学内容,在机械设计基础、机械制造基础、互换性与技术测量、工程材料与材料成型技术等骨干专业基础和专业课程中,保留机械设计和制造技术重点内容的同时,增加数控技术相关内容的教学,即:在〈机械制图〉课程中,增加计算机绘图工具软件的教学与上机实践内容。
在〈机械设计荸础〉课程中,增加数控机床上广泛使用的滚珠丝杠副、滚动导轨、直线导轨、同步带传动的原理、构、特点等内容。
在〈机械制造基础〉课程中,加强数控加工原理、数控加工工艺、数控加工典型刀具与夹具的特点与选用,数控机床总体结构及机械结构的特点等内容。
(2)对与数控技术紧密相关的课程及实践环节,加强其课时,强化教学,即:在〈机电传动控制>课程中,进行数控机床中广泛采用的驱动电机:步进电机、直流伺服电机、交流伺服电机、直线电机的结构特点、控制原理、应用范围等的教学。
将数控机床的原理与应用基础〉作为专业基础课程设置,主要介绍数控系统的组成和工作原理、数控系统的使用和编程方法,另外,还要从系统集成的角度讨论前续课程所介绍的相关内容在数控系统、数控机床上的使用。
技术、模具设计技术、零件装配技术以及数控加工工艺设定和自动编程技术。
〈数控系统技能训练〉课程规定学生对典型数控车、铣床数控系统进行设计、连接、调试,加强学生对控制系统的认识。
〈数控编程技能训练〉承接〈数控技术〉和〈机械CAD技术与应用〉课程,要求学生完成典型零件的手工编程、复杂零件和模具的三维设计以及自动编程,并进行实际零件的加工。
在〈金工实习〉中重点突出数控加工的实践练习,尤其是加工中心相关工艺和加工的学习。
4总结数控技术专业的建设在现形势下势在必行,如何针对专业服务的对象及具体的教学对象,合理安排教学和实践环节,并根据技术的发展不断对专业进行改革创新,是一个长期的系统工程,本着服务社会,服务企业的根本宗旨,通过不断探索和改进,数控技术专业的应用前景和发展前景一定是光明的。