面向現(xiàn)代職業(yè)教育的數(shù)控加工體系架構(gòu)

王 惠，顧寄南，師二產(chǎn)

（江蘇大學(xué) 制造業(yè)信息化研究中心，鎮(zhèn)江 212013）

0 引言

數(shù)控技術(shù)作為當(dāng)今先進(jìn)制造技術(shù)和裝備的核心技術(shù)，正在以較快的速度逐步取代傳統(tǒng)的機(jī)械制造技術(shù)[2]。現(xiàn)代職業(yè)教育數(shù)控專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)既能掌握機(jī)械制造業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)和技能、計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)，又能夠同時(shí)勝任數(shù)控加工編程及加工工藝規(guī)劃、數(shù)控機(jī)床操作和維修任務(wù)的復(fù)合型人才[3]。在數(shù)控設(shè)備已經(jīng)成為國家制造業(yè)和經(jīng)濟(jì)社會(huì)建設(shè)基礎(chǔ)裝備[1]的時(shí)期，制造業(yè)的發(fā)展在很大程度上取決數(shù)控技術(shù)和數(shù)控裝備，社會(huì)對(duì)于數(shù)控加工專業(yè)型技術(shù)人才的需求以及數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)的發(fā)展在很大程度上需要完善現(xiàn)代職業(yè)教育數(shù)控教學(xué)體系。

1 當(dāng)前我國職業(yè)教育在數(shù)控教育方面存在的問題

職業(yè)教育只有與現(xiàn)代制造加工企業(yè)實(shí)現(xiàn)良好對(duì)接，才能夠培養(yǎng)出經(jīng)濟(jì)社會(huì)所需要的工程應(yīng)用人才。當(dāng)前，我國職業(yè)教育在數(shù)控教育方面存在的問題主要有：

1）職業(yè)教育數(shù)控培訓(xùn)資源不足

數(shù)控實(shí)訓(xùn)設(shè)備條件差，數(shù)量嚴(yán)重不足，且不配套。同時(shí)具備相應(yīng)理論知識(shí)和豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的數(shù)控專業(yè)師資嚴(yán)重不足，尤其缺乏熟悉企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際，并能夠承擔(dān)數(shù)控教學(xué)工作的“雙師”專業(yè)教師[3]。教學(xué)培訓(xùn)體系不完備，學(xué)生所學(xué)到的知識(shí)技能與企業(yè)的要求尚存在差距。

2）培訓(xùn)體系不完備

很多院校把實(shí)訓(xùn)重點(diǎn)放在數(shù)控機(jī)床簡單操作上，而對(duì)數(shù)控加工工藝(如工藝路線選擇、刀具選擇、切削用量設(shè)置等)、模具設(shè)計(jì)、CAD/CAM與數(shù)控自動(dòng)編程、數(shù)控機(jī)床機(jī)電設(shè)計(jì)與聯(lián)調(diào)技術(shù)、數(shù)控機(jī)床的維護(hù)、維修等專業(yè)技術(shù)能力訓(xùn)練不夠。

3）信息化不足

現(xiàn)有數(shù)控技術(shù)教育專業(yè)教材形態(tài)單一、內(nèi)容陳舊、實(shí)踐性差。適合數(shù)控系統(tǒng)原理、數(shù)控機(jī)床機(jī)電控制技術(shù)、數(shù)控機(jī)床故障診斷與維護(hù)維修和數(shù)控實(shí)訓(xùn)等課程的教材非常有限，嚴(yán)重脫離生產(chǎn)實(shí)際。

2 面向現(xiàn)代職業(yè)教育的數(shù)控加工系統(tǒng)的特征要求

現(xiàn)代職業(yè)教育培養(yǎng)的目標(biāo)應(yīng)當(dāng)是能夠?qū)崿F(xiàn)與加工制造企業(yè)的完美對(duì)接，培養(yǎng)出適合社會(huì)需求的數(shù)控加工工程應(yīng)用人才。其基本特征要求為：

1）數(shù)控加工培訓(xùn)體系的完備性

現(xiàn)代職業(yè)教育在數(shù)控方面的培訓(xùn)已經(jīng)不能把所有的重點(diǎn)都放在機(jī)床的簡單操作上，對(duì)于現(xiàn)代先進(jìn)制造技術(shù)應(yīng)有一個(gè)全面的了解，包括CAD/CAE，CAD/CAM，機(jī)械加工工藝及CAPP，數(shù)控編程與數(shù)控仿真等，培養(yǎng)出適合實(shí)際工程應(yīng)用的人才。

2）提高數(shù)控加工體系的信息化

職業(yè)教育在設(shè)備資源及智力資源方面的缺乏是一個(gè)長期存在的問題。提高職業(yè)教育在數(shù)控加工體系方面的信息化程度，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)上分布式資源的共享與集中利用[4]，解決職業(yè)教育的資源短缺問題。

3 面向現(xiàn)代職業(yè)教育的數(shù)控加工系統(tǒng)的總體架構(gòu)

3.1 面向現(xiàn)代職業(yè)教育的數(shù)控加工網(wǎng)絡(luò)化體系

面向現(xiàn)代職業(yè)教育的數(shù)控加工體系的可利用資源一般有高校的分布式資源、企業(yè)的分布式資源、網(wǎng)絡(luò)上的其他分布式資源等。要真正實(shí)現(xiàn)職業(yè)教育與企業(yè)的信息交流與共享，就必須建立他們之間的數(shù)據(jù)通訊，通過網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)將他們連接起來。圖1所示為連接體系結(jié)構(gòu)。

為了實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享，建立一個(gè)用于數(shù)控加工培訓(xùn)信息共享的平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)體系，圖2所示為面向現(xiàn)代職業(yè)教育的數(shù)控加工網(wǎng)絡(luò)化數(shù)據(jù)共享體系架構(gòu)。

圖1 連接體系結(jié)構(gòu)

面向現(xiàn)代職業(yè)教育的數(shù)控加工網(wǎng)絡(luò)化體系主要有職業(yè)學(xué)校、高等院校、數(shù)控加工制造企業(yè)以及網(wǎng)絡(luò)上的其他資源機(jī)構(gòu)組成。在數(shù)據(jù)中心的連接端，各個(gè)加盟成員將數(shù)控加工共享的資料通過轉(zhuǎn)換協(xié)議（TCP/IP協(xié)議）轉(zhuǎn)換成可網(wǎng)絡(luò)化傳輸?shù)母袷剑l(fā)送到數(shù)據(jù)中心實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。發(fā)布在數(shù)據(jù)中心的共享數(shù)據(jù)，各個(gè)聯(lián)盟機(jī)構(gòu)均可以通過網(wǎng)絡(luò)對(duì)其進(jìn)行訪問，獲取自己需要的信息及數(shù)據(jù)。

每一個(gè)加盟該網(wǎng)絡(luò)化體系的成員要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享服務(wù)，必須通過接口服務(wù)器進(jìn)行連接。加盟成員傳輸?shù)臄?shù)據(jù)通過接口服務(wù)器進(jìn)行加密、解析等處理后再上傳至共享數(shù)據(jù)中心。加盟的成員接口服務(wù)器必須經(jīng)過認(rèn)證中心的合格認(rèn)證才能進(jìn)入該平臺(tái)體系。這樣，既能夠保證各成員內(nèi)部信息的安全性，又不影響信息的發(fā)布與共享。

圖2 面向現(xiàn)代職業(yè)教育的數(shù)控加工網(wǎng)絡(luò)化數(shù)據(jù)共享體系架構(gòu)

3.2 完備的現(xiàn)代職業(yè)教育數(shù)控加工培訓(xùn)體系

現(xiàn)代職業(yè)教育要培養(yǎng)出適合時(shí)代發(fā)展的數(shù)控加工工程應(yīng)用人才，還需要建立完備的數(shù)控加工培訓(xùn)體系。圖3所示為現(xiàn)代職業(yè)教育的數(shù)控加工體系結(jié)構(gòu)，它包括CAD/CAE模塊、工藝分析制訂及CAPP模塊、數(shù)控編程模塊、數(shù)控仿真模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、機(jī)床加工模塊。

完備的數(shù)控加工培訓(xùn)體系可以使得職業(yè)教育的學(xué)習(xí)者能夠更好的了解現(xiàn)代制造企業(yè)的生產(chǎn)模式及流程等。

圖3 現(xiàn)代職業(yè)教育數(shù)控加工體系

3.3 培訓(xùn)體系的具體實(shí)施

用戶端通過WEB的方式對(duì)數(shù)據(jù)中心進(jìn)行訪問，獲取相應(yīng)的參考信息，進(jìn)行實(shí)訓(xùn)練習(xí)。同時(shí)，將前一階段的上實(shí)訓(xùn)數(shù)據(jù)上傳至內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)服務(wù)器中，供后續(xù)數(shù)控設(shè)備控制加工使用。圖4所示為建立的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)培訓(xùn)體系，具體的實(shí)現(xiàn)流程圖如圖5所示。

4 結(jié)論

文中分析了職業(yè)教育在數(shù)控教學(xué)中存在的問題，分析了面向現(xiàn)代職業(yè)教育的數(shù)控體系的特征要求，提出了面向現(xiàn)代職業(yè)教育的數(shù)控加工體系。該體系通過網(wǎng)絡(luò)利用各種分布式資源的集中，提高分布式資源的利用率，解決現(xiàn)代職業(yè)教育在數(shù)控教學(xué)方面資源匱乏的問題，使得現(xiàn)代職業(yè)教育盡可能與加工制造企業(yè)實(shí)現(xiàn)良好的對(duì)接，滿足社會(huì)對(duì)于數(shù)控加工工程應(yīng)用人才的需要。

圖5 實(shí)現(xiàn)流程圖

圖4 職業(yè)學(xué)校內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)實(shí)訓(xùn)體系

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