面向現代職業教育的數控加工體系架構

王 惠，顧寄南，師二產

（江蘇大學 制造業信息化研究中心，鎮江 212013）

0 引言

數控技術作為當今先進制造技術和裝備的核心技術，正在以較快的速度逐步取代傳統的機械制造技術[2]。現代職業教育數控專業的培養目標是培養既能掌握機械制造業基礎知識和技能、計算機應用技術，又能夠同時勝任數控加工編程及加工工藝規劃、數控機床操作和維修任務的復合型人才[3]。在數控設備已經成為國家制造業和經濟社會建設基礎裝備[1]的時期，制造業的發展在很大程度上取決數控技術和數控裝備，社會對于數控加工專業型技術人才的需求以及數控技術及其產業的發展在很大程度上需要完善現代職業教育數控教學體系。

1 當前我國職業教育在數控教育方面存在的問題

職業教育只有與現代制造加工企業實現良好對接，才能夠培養出經濟社會所需要的工程應用人才。當前，我國職業教育在數控教育方面存在的問題主要有：

1）職業教育數控培訓資源不足

數控實訓設備條件差，數量嚴重不足，且不配套。同時具備相應理論知識和豐富實踐經驗的數控專業師資嚴重不足，尤其缺乏熟悉企業生產實際，并能夠承擔數控教學工作的“雙師”專業教師[3]。教學培訓體系不完備，學生所學到的知識技能與企業的要求尚存在差距。

2）培訓體系不完備

很多院校把實訓重點放在數控機床簡單操作上，而對數控加工工藝(如工藝路線選擇、刀具選擇、切削用量設置等)、模具設計、CAD/CAM與數控自動編程、數控機床機電設計與聯調技術、數控機床的維護、維修等專業技術能力訓練不夠。

3）信息化不足

現有數控技術教育專業教材形態單一、內容陳舊、實踐性差。適合數控系統原理、數控機床機電控制技術、數控機床故障診斷與維護維修和數控實訓等課程的教材非常有限，嚴重脫離生產實際。

2 面向現代職業教育的數控加工系統的特征要求

現代職業教育培養的目標應當是能夠實現與加工制造企業的完美對接，培養出適合社會需求的數控加工工程應用人才。其基本特征要求為：

1）數控加工培訓體系的完備性

現代職業教育在數控方面的培訓已經不能把所有的重點都放在機床的簡單操作上，對于現代先進制造技術應有一個全面的了解，包括CAD/CAE，CAD/CAM，機械加工工藝及CAPP，數控編程與數控仿真等，培養出適合實際工程應用的人才。

2）提高數控加工體系的信息化

職業教育在設備資源及智力資源方面的缺乏是一個長期存在的問題。提高職業教育在數控加工體系方面的信息化程度，實現網絡上分布式資源的共享與集中利用[4]，解決職業教育的資源短缺問題。

3 面向現代職業教育的數控加工系統的總體架構

3.1 面向現代職業教育的數控加工網絡化體系

面向現代職業教育的數控加工體系的可利用資源一般有高校的分布式資源、企業的分布式資源、網絡上的其他分布式資源等。要真正實現職業教育與企業的信息交流與共享，就必須建立他們之間的數據通訊，通過網絡平臺將他們連接起來。圖1所示為連接體系結構。

為了實現數據的共享，建立一個用于數控加工培訓信息共享的平臺網絡體系，圖2所示為面向現代職業教育的數控加工網絡化數據共享體系架構。

圖1 連接體系結構

面向現代職業教育的數控加工網絡化體系主要有職業學校、高等院校、數控加工制造企業以及網絡上的其他資源機構組成。在數據中心的連接端，各個加盟成員將數控加工共享的資料通過轉換協議（TCP/IP協議）轉換成可網絡化傳輸的格式，并發送到數據中心實現數據共享。發布在數據中心的共享數據，各個聯盟機構均可以通過網絡對其進行訪問，獲取自己需要的信息及數據。

每一個加盟該網絡化體系的成員要實現數據的共享服務，必須通過接口服務器進行連接。加盟成員傳輸的數據通過接口服務器進行加密、解析等處理后再上傳至共享數據中心。加盟的成員接口服務器必須經過認證中心的合格認證才能進入該平臺體系。這樣，既能夠保證各成員內部信息的安全性，又不影響信息的發布與共享。

圖2 面向現代職業教育的數控加工網絡化數據共享體系架構

3.2 完備的現代職業教育數控加工培訓體系

現代職業教育要培養出適合時代發展的數控加工工程應用人才，還需要建立完備的數控加工培訓體系。圖3所示為現代職業教育的數控加工體系結構，它包括CAD/CAE模塊、工藝分析制訂及CAPP模塊、數控編程模塊、數控仿真模塊、數據傳輸模塊、機床加工模塊。

完備的數控加工培訓體系可以使得職業教育的學習者能夠更好的了解現代制造企業的生產模式及流程等。

圖3 現代職業教育數控加工體系

3.3 培訓體系的具體實施

用戶端通過WEB的方式對數據中心進行訪問，獲取相應的參考信息，進行實訓練習。同時，將前一階段的上實訓數據上傳至內部網絡數據服務器中，供后續數控設備控制加工使用。圖4所示為建立的內部網絡培訓體系，具體的實現流程圖如圖5所示。

4 結論

文中分析了職業教育在數控教學中存在的問題，分析了面向現代職業教育的數控體系的特征要求，提出了面向現代職業教育的數控加工體系。該體系通過網絡利用各種分布式資源的集中，提高分布式資源的利用率，解決現代職業教育在數控教學方面資源匱乏的問題，使得現代職業教育盡可能與加工制造企業實現良好的對接，滿足社會對于數控加工工程應用人才的需要。

圖5 實現流程圖

圖4 職業學校內部網絡實訓體系

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[4] 李哲, 于平.現代網絡化數控技術[J].中國新技術產品, 2008.

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[6] 丁超.高職院校校企合作辦學模式探索[J].商丘職業技術學院學報,2011, (10)4.

[7] 葛研軍, 李卓, 崔建國.基于多線程技術的網絡化數控加工系統[J].大連鐵道學院學報, 2003, (24)4.